NỘI DUNG
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1 LÝ LUẬN VỀ DẠY HỌC
Trong thời đại hiện nay, sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ đã tạo ra những yêu cầu mới cho hệ thống giáo dục Thay vì chỉ đánh giá tài năng qua việc thuộc lòng kiến thức sâu rộng, tiêu chuẩn của người giỏi đã chuyển sang khả năng đưa ra quyết định sáng tạo trong những tình huống thay đổi liên tục.
Đổi mới phương pháp dạy học phổ thông là cần thiết để đáp ứng yêu cầu hội nhập và phát triển của Việt Nam Luật giáo dục quy định rằng phương pháp dạy học phải phát huy tính tích cực, tự giác và sáng tạo của học sinh, đồng thời bồi dưỡng kỹ năng tự học và làm việc nhóm Nền giáo dục mới không chỉ trang bị kiến thức mà còn phát triển khả năng hành động và tư duy sáng tạo của học sinh Mặc dù đã có nhiều cải cách giáo dục với thành tựu nổi bật, vẫn còn tồn tại cần khắc phục Nghị quyết 88/2014/QH13 của Quốc hội nhấn mạnh mục tiêu đổi mới chương trình và sách giáo khoa để nâng cao chất lượng giáo dục, kết hợp dạy chữ và dạy người, đồng thời phát huy tiềm năng của mỗi học sinh.
1.1.2 Sự cần thiết phải đổi mới phương pháp dạy học
* Những đòi hỏi của xã hội
Hiện nay, kiến thức không còn chỉ thuộc về trường học, mà học sinh có thể tiếp cận từ nhiều nguồn khác nhau Sự đa dạng thông tin đã thay đổi quan điểm về vai trò dạy học, buộc các hoạt động giáo dục và học tập trong trường phải được tổ chức theo cách mới Hệ thống giáo dục đang phải đối mặt với áp lực lớn để đổi mới.
Trong xã hội hiện đại, công nghệ thông tin đã trở thành công cụ thiết yếu trong giáo dục, mang đến phương tiện và cách thức mới để truyền đạt kiến thức Nó đóng vai trò tích cực trong quá trình học tập, với Internet giúp kết nối và cung cấp thông tin quan trọng từ khắp nơi trên thế giới.
Nhà trường cần tìm cách giúp học sinh làm chủ kiến thức, từ đó giải quyết hiệu quả các vấn đề trong cuộc sống Việc lựa chọn nội dung và thông tin học tập phù hợp là rất quan trọng để đạt được mục tiêu này.
Khi đã xác định được nội dung cần giảng dạy, giáo viên cần tổ chức các nội dung đó một cách hiệu quả để khuyến khích sự chủ động và tự lực của người học trong việc chiếm lĩnh kiến thức Đây là một thách thức lớn đối với giáo viên, yêu cầu họ áp dụng phương pháp giảng dạy mới Thay vì chỉ cung cấp kiến thức, giáo viên cần hướng dẫn học sinh cách xây dựng và chiếm lĩnh kiến thức, từ đó đảm bảo khả năng tự học suốt đời.
* Những đòi hỏi từ sự phát triển kinh tế - xã hội
Sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong bối cảnh hội nhập quốc tế yêu cầu người lao động có trình độ học vấn cao và khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ chuyên môn để đảm bảo chất lượng công việc Đẳng cấp chuyên nghiệp và khả năng chịu trách nhiệm là những yếu tố quan trọng mà các tổ chức kinh doanh tìm kiếm Người lao động không chỉ cần có kiến thức mà còn phải có năng lực giải quyết vấn đề linh hoạt trước các tình huống mới Điều này đặt ra trách nhiệm cho nền giáo dục trong việc đào tạo nguồn nhân lực phù hợp với sự phát triển kinh tế - xã hội Giáo viên cần không ngừng nâng cao chuyên môn để đào tạo thế hệ trẻ năng động, sáng tạo, có khả năng làm việc độc lập và luôn cập nhật kiến thức theo kịp sự thay đổi của xã hội.
Đối với lớp trẻ hiện nay, yêu cầu không chỉ dừng lại ở kiến thức mà còn bao gồm thái độ và kỹ năng làm việc Trong phương pháp dạy học truyền thống, những yếu tố này thường bị bỏ qua Vấn đề cần đặt ra là: làm thế nào để rèn luyện các kỹ năng và thái độ cần thiết cho học sinh? Thời điểm và địa điểm nào là phù hợp để thực hiện việc này?
Dạy học cần khuyến khích sự tiếp thu độc lập và thực hành các kỹ năng, bao gồm kỹ năng xã hội, nhằm phát triển tính độc lập và tự chủ của người học Việc tạo không gian cho các chiến lược và phương pháp dạy học đa dạng sẽ giúp người học có sự lựa chọn tối ưu trong việc giải quyết vấn đề Chỉ trong mô hình giáo dục như vậy, người học mới được thách thức và rèn luyện để làm chủ kiến thức và kỹ năng, từ đó phát triển năng lực học suốt đời và khả năng giải quyết linh hoạt các vấn đề thực tiễn và xã hội.
* Những đòi hỏi khi tính đến đặc điểm tâm sinh lí của người học
Công nghệ số hiện nay tác động mạnh mẽ đến cuộc sống xã hội của trẻ em, với sự hiện diện rộng rãi của Internet và các thiết bị như điện thoại di động Các phương tiện truyền thông xã hội (MSM), tin nhắn văn bản (SMS) và email đang ngày càng trở nên quan trọng trong việc truyền đạt thông tin.
Trẻ em ngày nay tiếp nhận và chia sẻ thông tin với tốc độ nhanh chóng, cho thấy khả năng tìm kiếm thông tin đa dạng Việc sử dụng công nghệ mới giúp trẻ phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề và xử lý nhiều thông tin đồng thời Do đó, thách thức lớn đối với hệ thống giáo dục là làm thế nào để tận dụng hiệu quả những khả năng này.
Nghiên cứu quốc tế trong 25 năm qua cho thấy mỗi học sinh có phương pháp học tập riêng biệt Do đó, giáo viên cần áp dụng các phong cách dạy học đa dạng để phù hợp với từng phong cách học và đặc điểm cá nhân của trẻ, từ đó tối ưu hóa khả năng học tập của các em.
1.1.3 Định hướng đổi mới phương pháp dạy và học theo hướng tích cực
Trong quá trình đổi mới phương pháp dạy và học, việc tìm hiểu phương pháp học của học sinh là rất quan trọng Giáo viên cần đặt ra các câu hỏi như: Học sinh nên học như thế nào để đạt hiệu quả cao nhất? Điều gì tạo động lực cho học sinh trong việc học tích cực? Và đâu là những mối quan tâm hàng đầu của người học? Những câu hỏi này giúp thiết kế và tổ chức dạy học một cách hiệu quả hơn.
Câu hỏi quan trọng hiện nay không còn là "Học sinh nên biết gì" mà là "Điều gì xảy ra với học sinh" trong quá trình học tập Giáo viên cần chú trọng đến quá trình học tập của học sinh và việc xây dựng kiến thức của họ Khi người học được đặt làm trung tâm, giáo viên cần xác định quá trình học tập lý tưởng nhất Để đạt được hiệu quả tối ưu, giáo viên cần điều chỉnh các hoạt động dạy học phù hợp với sở thích và nhu cầu của học sinh, từ đó yêu cầu giáo viên có một quan điểm và cách suy nghĩ mới về công việc và mối quan hệ với học sinh.
Hai yếu tố cốt lõi của định hướng đổi mới phương pháp dạy và học theo hướng tích cực là: cảm giác thoải mái và sự tham gia
Sự tham gia của học sinh là yếu tố quan trọng trong việc khai thác môi trường học tập và kiến thức Khi học sinh thể hiện sự say mê trong việc giải quyết nhiệm vụ học tập và tập trung cao độ, điều đó chứng tỏ quá trình học tập tích cực đang diễn ra Để khuyến khích sự tham gia này, giáo viên cần áp dụng các biện pháp phù hợp trong quá trình dạy học.
• Tăng cường mức độ đa dạng trong hoạt động để đảm bảo học tích cực
• Tạo điều kiện cho tự do sáng tạo để khuyến khích học độc lập
• Sự phù hợp của hoạt động dạy với mức độ phát triển của người học
• Kiến thức gắn liền với thực tế
• Không khí và các mối quan hệ trong nhóm, trong lớp thân thiện, an toàn để tạo môi trường học tập an toàn
MỘT SỐ HÌNH THỨC SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP NHIỀU CÁCH GIẢI NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ
Sau khi tuyển chọn, xây dựng được hệ thống bài tập nhiều cách giải, GV có thể sử dụng hệ thống bài tập này như sau :
2.1 Sử dụng trong các tiết ôn tập, luyện tập
Trong các tiết ôn tập và luyện tập, thời gian hạn chế nên việc giải bài tập bằng nhiều phương pháp là không khả thi Do đó, giáo viên chủ yếu gợi ý các hướng giải cho bài toán và sau đó phân công nhiệm vụ cho từng nhóm học sinh.
HS, mỗi nhóm một cách sau đó HS chuẩn bị bài ở nhà.
2.2 Sử dụng trong các tiết tự chọn
Nhiều trường đã thêm tiết tự chọn cho môn hóa học nhằm liên thông kiến thức từ lớp 8 đến lớp 12 Việc áp dụng bài tập với nhiều cách giải không chỉ giúp học sinh nắm vững bản chất hóa học mà còn tăng cường hứng thú học tập, từ đó phát triển tư duy cho học sinh Trong các tiết học này, giáo viên cho phép các nhóm học sinh trình bày và sau đó đánh giá, sửa chữa các chuẩn bị của mình.
2.3 Sử dụng trong việc tự học của học sinh Đây là biện pháp hữu hiệu nhất Để hướng dẫn HS tự học ở nhà có hiệu quả
GV cần xây dựng hệ thống bài tập và giao nhiệm vụ cụ thể, đồng thời thực hiện kiểm tra và đánh giá kết quả Phương pháp này sẽ rất hiệu quả đối với học sinh khá và giỏi.
2.4 Sử dụng trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi
Bồi dưỡng học sinh giỏi là một phần quan trọng trong quá trình giáo dục, đặc biệt trong môn hóa học Để đạt được điều này, học sinh không chỉ cần nắm vững kiến thức và kỹ năng thực hành mà còn phải thành thạo trong việc giải các bài toán hóa học Việc rèn luyện kỹ năng giải bài tập và phát triển tư duy cho học sinh thông qua nhiều phương pháp giải khác nhau là một cách hiệu quả để nâng cao khả năng học tập của các em.
Sau đây là một số ví dụ minh họa
Hỗn hợp A gồm anken X và H2 khi được cho qua Ni đun nóng sẽ tạo ra hỗn hợp B, bao gồm hai loại khí Đặc biệt, hỗn hợp B không làm mất màu dung dịch brom, điều này cho thấy anken X không có liên kết đôi Tỉ khối của A và B so với không khí cần được xác định để hiểu rõ hơn về tính chất của các khí trong hỗn hợp.
H2 lần lượt là 6 và 8 Xác định CTPT của X và thành phần phần trăm thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp A.
Bài toán này được sử dụng sau khi học xong phần hiđrocacbon không no.
Vì B không làm mất màu dung dịch brom ⇒ B là hỗn hợp của ankan và H2 dư
Theo bài ra ta có: M A = 6.2 12; M = B = 8.2 16 = Đặt Hỗn hợp A gồm anken là CnH2n; n ≥ 2(x mol) và H2 (y mol)
⇒ Hỗn hợp B gồm an kan CnH2n+2 và H2 dư (y – x mol)
Phương pháp đại số để giải bài toán bao gồm việc đặt ẩn, lập hệ phương trình và áp dụng kỹ thuật tách ghép ẩn Mặc dù quy trình này có thể khá dài, nhưng nó là một phương pháp hiệu quả trong việc tìm ra lời giải cho các bài toán phức tạp.
Cách 2 Bảo toàn khối lượng + Khối lượng mol trung bình mA= mB ⇔6.2 (x + y) = 8.2 (x + y - x) ⇔ 6 (x + y) = 8y ⇔ y = 3x
Vì y = 3x nên trong A (% Vanken= 25 , % VH2 = 75)
Cách 3 Khối lượng mol trung bình
Thay y = 3x vào (2) ta được n = 3 CTPT của anken X là C3H6.
Cách 4 Hiệu 2 tỉ khối + Khối lượng mol trung bình + Bảo toàn khối lượng
(Ngoài ra cũng có thể tìm ra y = 3x với cách tổng 2 tỉ khối )
Cách 5 Hiệu 2 tỉ khối + Bảo toàn khối lượng + Sơ đồ chéo
→ CTPT của anken X là C3H6. Trong A (% Vanken= 25 , % VH2 = 75) Hoặc :
→ CTPT của anken X là C3H6. Trong A (% Vanken= 25 , % VH2 = 75)
Cách 6 Bảo toàn khối lượng + Sơ đồ chéo mA= mB ⇔6.2 (x + y) = 8.2 (x+y - x) ⇔ 6 (x + y) = 8y ⇔ y = 3x
→ CTPT của anken X là C3H6.Trong A (% Vanken= 25 , % VH2 = 75)Hoặc :
→ CTPT của anken X là C3H6. Trong A (% Vanken= 25 , % VH2 = 75)
Cách 7 Khối lượng mol trung bình + Sơ đồ chéo
Bạn có thể chọn 1 trong 2 cách nhỏ sau :
Vậy: CTPT của anken X là C3H6 ⇒Trong A (% Vanken= 25 , % VH2 = 75)
Vậy: CTPT của anken X là C3H6 ⇒Trong A (% Vanken= 25 , % VH2 = 75)
Cách 8 Kết hợp 2 sơ đồ chéo
Vậy CTPT của anken X là C3H6 ⇒Trong A (% Vanken= 25 , % VH2 = 75)
Trong một thí nghiệm, khi đốt cháy hoàn toàn m gam của hai ancol đồng đẳng kế tiếp, thu được 0,3 mol CO2 và 7,65g H2O Đồng thời, khi cho m gam hỗn hợp hai ancol này tác dụng với Na, đã tạo ra 2,8 lít khí H2 ở điều kiện tiêu chuẩn Cần xác định cấu trúc phân tử đúng của hai ancol này.
A C2H5OH, CH3CH2CH2OH B C2H4(OH)2 và C3H6(OH)2.
C C3H5(OH)3 và C4H7(OH)3 D C2H4(OH)2 và C3H5(OH)3.
Bài toán này có thể được sử dụng sau khi học xong bài ancol.
Theo bài ra: số mol CO2 và số mol H2O lần lượt là: 0,3 và 0,425
Cách 1 Phương pháp đại số Đặt công thức phân tử 2 ancol là CnH2n+2-x(OH)x và CmH2m+2-x(OH)x với m = n + 1. Phương trình hóa học các phản ứng
Theo bài ra ta có:
(3) ⇔ na + mb + a + b = 0,425; kết hợp với (2) ta có a + b = 0,125
Thay m = n + 1 vào (2) ta có: (n + 1)a + nb = 0,3 ⇒ ⇒ n = 2,4 – 8a
Vậy hai ancol cần tìm là C2H4(OH)2 và C3H6(OH)2.
Cách 2 Phương pháp trung bình Đặt công thức chung của 2 ancol là C H n 2n 2 x + − ( ) OH x
Phương trình hóa học các phản ứng:
+ − + → + − + 2 Đặt số mol ancol là a ta có :
Do 2 ancol là đồng đẳng kế tiếp nên công thức 2 ancol cần tìm là: C 2 H4(OH)2 và
Cách 3 Phương pháp trung bình kết hợp với tỉ lệ số mol
Theo phương trình ta có:
Mặt khác n O trong ancol = 2n H 2 = 0,25mol ⇒ n : n C O = n CO 2 : n O = 0,3:0,25 1,2 =
Do 2 ancol là đồng đẳng kế tiếp nên công thức 2 ancol cần tìm là: C 2 H4(OH)2 và
Cách 4 Phân tích hệ số
Vì hỗn hợp 2 ancol no nên ta có: n ancol = n H O 2 − n CO 2 = 0,125mol
Mặt khác số nhóm OH = H 2 ancol n 0,125
Do 2 ancol là đồng đẳng kế tiếp nên công thức 2 ancol cần tìm là: C 2 H4(OH)2 và
Cách 5 Bảo toàn nguyên tố
Ta có: n C = n CO 2 = 0,3mol; n H = 2n H O 2 = 0,85mol
Vì ancol no nên đặt CTTQ dạng C H n 2n 2 + O m
Do 2 ancol là đồng đẳng kế tiếp nên công thức 2 ancol cần tìm là: C 2 H4(OH)2 và
Cách 6 Kết hợp với các phương án lựa chọn
Nhìn vào các phương án lựa chọn ta loại ngay phương án D vì 2 ancol không phải là đồng đẳng.
Để xác định số nhóm OH trong phân tử ancol, ta cần xem xét các phương án lựa chọn có số nhóm OH khác nhau Việc này giúp đưa ra kết quả chính xác về cấu trúc của phân tử ancol.
Mặt khác số nhóm OH = 2 2
Hỗn hợp X gồm hai axit cacboxylic no, mạch không phân nhánh, được đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol, thu được 11,2 lít khí CO2 ở điều kiện tiêu chuẩn Để trung hòa 0,3 mol hỗn hợp X, cần 500 ml dung dịch NaOH 1M Xác định hai axit trong hỗn hợp này.
A HCOOH, HOOC-CH2-COOH B HCOOH, CH3COOH.
C HCOOH, C2H5COOH D HCOOH, HOOC-COOH.
Bài toán này có thể được sử dụng sau khi học xong bài axit cacboxylic.
Nhận xét: Đề bài cho 2 axit no có mạch không phân nhánh nên số nhóm chức – COOH phải ≤ 2.
Cách 1 Phương pháp đại số
Gọi công thức tổng quát của 2 axit thông thường là CnH2n+2-x(COOH)x và CmH2m+2-y(COOH)y.
(Trong đó 1 ≤ x ≤ y ≤ 2; m, n ≥ 0; x, y, m, n là những số nguyên)
Vậy có các trường hợp xảy ra: x y 1 x y 2 x=1, y 2
Phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra :
CnH2n+2-x(COOH)x + xNaOH → CnH2n+1-x(COONa)x + xH2O
CmH2m+2-y(COOH)y + yNaOH → CmH2m+1-y(COOH)y + yH2O
Gọi a, b lần lượt là số mol của CnH2n+2-x(COOH)x vàCmH2m+2-y(COOH)y ta có:
Từ (1) và (3) ta loại được 2 trường hợp x = y = 1 và x = y = 2;
Chỉ có trường hợp x = 1; y = 2 thỏa mãn :
Thay vào (1) và (3) ta có hệ phương trình :
Vậy hai axit trên là HCOOH và HOOC-COOH⇒ Đáp án D
Cách 2 Phương pháp đại số kết hợp với biện luận
Với HS thông minh hơn có thể nhận xét
+) Hai axit c tối a 2 nh m chức
⇒ 1 axit đơn chức và một axit 2 chức
Do đó có thể đặt công thức tổng quát của hai axit là: CnH2n+1COOH và
Do đó 0,1(n+1) + 0,2(m+2) = 0,5 ⇒ 0,1n + 0,2m = 0 hay m = n = 0 (vì m, n ≥ 0) Vậy hai axit trên là HCOOH và HOOC-COOH ⇒ Đáp án D
Cách 3 Phương pháp trung bình
3.1 Dùng công thức trung bình để xác định số nhóm chức
Nếu học sinh chưa xác định được số nhóm chức ngay lập tức, có thể biện luận dựa vào công thức phân tử tổng quát của hai axit, được biểu diễn dưới dạng R COOH ( ).
Từ đó ta có: NaOH
Từ đó ta có thể áp dụng cách giải đại số như cách 2 để xác định axit
3.2 Sử dùng CTTB cho toàn bài toán Đặt công thức chung của hỗn hợp là C H n 2n 1 x + − ( COOH ) x
Vậy hai axit trên là HCOOH và HOOC-COOH ⇒ Đáp án D
Cách 4 Kết hợp phương pháp trung bình với sơ đồ chéo
Số nhóm chức trung bình NaOH
Số nguyên tử C trung bình CO 2
X n 5 n = n = 3 Gọi số mol của 2 axit đơn chức và 2 chức lần lượt là a và b ta có các sơ đồ chéo :
(1)⇒ n1 = 2n2 – 5/3 loại vì n2 luôn không phải là số nguyên
Vì có 2 nhóm chức nên n2 ≥ 2 n2 2 3 n1 1 -1
Vậy hai axit trên là HCOOH và HOOC-COOH ⇒ Đáp án D
Cách 5 Kết hợp các phương án lựa chọn để tìm ra đáp án
Trong giải toán trắc nghiệm, đặc biệt với bài toán xác định công thức hợp chất, việc kết hợp các phương án lựa chọn có thể giúp tìm ra đáp án một cách nhanh chóng Phương pháp này chỉ áp dụng cho hình thức trắc nghiệm.
- Các phương án lựa chọn được phân làm 2 nhóm:
+) Nhóm 1: 2 axit đơn chức (B và C)
+) nhóm 2: 1 axit đơn chức và 1 axit 2 chức (A và D)
Măt khác: ta có NaOH
Để giải bài toán này, chúng ta có thể áp dụng công thức tổng quát theo nhóm 2 Với hai phương án lựa chọn, cách tối ưu nhất là sử dụng một phương án để tính toán và đối chiếu kết quả Nếu kết quả phù hợp, ta sẽ chọn phương án đó; nếu không, chúng ta sẽ chuyển sang phương án còn lại.
Ví dụ : Dùng phương án A để giải
HCOOH HOOC CH COOH x → x: m − − 3y: mol →
HCOOH HOOC CH COOH x + x: m − − 2y: mol +
⇒ Hệ vô nghiệm ⇒ loại Vậy phương án đúng là D
Nếu dùng phương án D để giải :
thỏa mãn ⇒ Vậy phương án đúng là D
Khi gặp tình huống có ba lựa chọn cùng tính chất và một lựa chọn khác tính chất, ta nên giải quyết theo phương pháp của ba phương án giống nhau Nếu phương pháp này mang lại kết quả, ta sẽ chọn phương án đó; ngược lại, nếu không có kết quả, hãy lựa chọn phương án khác.
Phương pháp này áp dụng cho những câu hỏi có một lựa chọn đúng, thường gặp trong các kỳ thi tốt nghiệp và đại học cao đẳng hiện nay.
Ví dụ 4: Trung hòa m gam hỗn hợp X gồm 2 axit (axit fomic và axit axetic) bằng
400 ml dung dịch NaOH 1M thu được 30,7 gam muối Tính m.
Cách 1 Phương pháp đại số Đặt số mol HCOOH và CH3COOH lần lượt là x và y ta có:
CH COOH NaOH CH COONa H O y y y
Cách 2 Dùng công thức chung Đặt công thức chung của 2 axit là RCOOH ta có :
Nếu đề bài yêu cầu tìm khối lượng (thành phần) từng axit thì ta có thể dùng PP trung bình hoặc sơ đồ chéo
Cách 3 Dùng phương pháp trung bình
Sau khi tìm được R ở trên ta có thể dùng công thức trung bình : Đặt % theo mol của HCOOH là x ⇒ % theo mol của CH3COOH là 1 – x ta có :1.x + 15(1 – x) = 9,75 ⇒ x = 0,375.
Vậy n HCOOH = 0,375.0,4 0,15mol = ⇒ n CH COOH 3 = 0,4 0,15 0,25mol − =
Cách 4 Phương pháp sơ đồ chéo
Từ giá trị R= 9,75 ta có thể dùng phương pháp sơ đồ chéo để tìm số mol axit:
Vậy: n HCOOH 3 0,4 0,15mol; n CH COOH 3 0,25mol
Cách 5 Phương pháp số học
5.1 Giả sử 30,7 gam hỗn hợp chỉ có HCOONa ta có:
⇒ = = 68 Thực tế nNaOH = 0,4 mol (tăng 3,5
Mặt khác nếu chuyển 1 gam HCOONa thành 1 gam CH3COONa thì số mol giảm:
Vậy trong phép giả sử trên ta đã chuyển lượng CH3COONa thành HCOONa một lượng là: 3,5 : 7 20,5gam
CH COOH CH COONa HCOOH n n 20,5 0,25mol; n 0,15mol
5.2 Giả sử 0,4 mol chỉ là HCOONa
Khi đó mmuối = 0,4.68 = 27,2g (giảm so với thực tế là 3,5 gam)
Mặt khác cứ 1 mol CH3COONa chuyển sang 1 mol HCOONa thì khối lượng giảm
Vậy trong phép giả sử trên ta đã chuyển một lượng CH3COONa thành HCOONa là: 3,5 0,25mol
14 = ⇒ n CH COOH 3 = n CH COONa 3 = 0,25mol; n HCOOH = 0,15mol
Cách 6 Phương pháp bảo toàn điện tích
Trong dung dịch thu được gồm các ion Na + (0,4 mol), HCOO - (x mol)và CH3COO - (y mol).
Theo bảo toàn điện tích ta có x + y = 0,4.
Mặt khác mmuối = m Na + + m HCOO − + m CH COO 3 − = 0,4.23 45x 59y 30,7 + + =
HCOOH HCOO CH COOH CH COO n n − 0,15mol; n n − 0,25mol
Cách 7 Phương pháp bảo toàn khối lượng
Ta có: 2 axit NaOH muèi H O
Cách 8 Phương pháp tăng giảm khối lượng
Cứ 1 mol NaOH phản ứng với axit thì khối lượng tăng 1gam (vì 1 mol Na sẽ thay
1 mol H) Như vậy ∆m tăng = 22.0,4 = 8,8 gam
Như vậy, nếu đề bài chỉ yêu cầu tính lượng axit thì dùng phương pháp tăng giảm khối lượng là nhanh nhất.
Ví dụ 5: Xenlulozơ tác dụng với (CH3CO)2O (xúc tác H2SO4 đặc) tạo ra 9,84g este axetat và 4,8g CH3COOH Xác định CTPT của este axetat:
Bài toán này được sử dụng sau khi học xong bài saccarozơ.
Cách 1 Phương pháp đại số Đặt công thức phân tử của este đó là [C6H7O2(OOCCH3)x(OH)3-x]n.
[C6H7O2(OH)3]n+ nx(CH3CO)2O → [C6H7O2(OOCCH3)x(OH)3-x]n+ nxCH3COOH
Theo phản ứng ta có: n este 1 n CH COOH 3 0,08 nx nx
Vậy công thức este là [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)]n.
Cách 2 Phương pháp thử nghiệm
Có 3 công thức este xenlulozơ axetat: [C6H7O2(OOCCH3)(OH)2]n, [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)]n và [C6H7O2(OOCCH3)3]n.
* Nếu este là [C6H7O2(OOCCH3)(OH)2]n Ta có phản ứng
[C6H7O2(OH)3]n + n(CH3CO)2O → [C6H7O2(OOCCH3)(OH)2]n + nCH3COOH este CH COOH 3 este
* Nếu este là [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)]n Ta có phản ứng
[C6H7O2(OH)3]n + 2n(CH3CO)2O → [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)]n + 2nCH3COOH este CH COOH 3 este
* Nếu este là [C6H7O2(OOCCH3)3]n Ta có phản ứng
[C6H7O2(OH)3]n + 3n(CH3CO)2O → [C6H7O2(OOCCH3)3]n + 3nCH3COOH este CH COOH 3 este
Như vậy chỉ có công thức este [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)]n thỏa mãn
Cách 3 Phương pháp bảo toàn khối lượng
Ta có n (CH CO) O 3 2 = n CH COOH 3 = 0,08mol ⇒ m (CH CO) O 3 2 = 8,16g Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
3 2 xelulozơ (CH CO) O este axit m + m = m + m
Do đó: (CH CO) O 3 2 xenlulozơ n 2n n = ⇒ Đây là 1 đieste
Vậy công thức phân tử của este thu được là [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)].
Cách 4 Phương pháp tăng giảm khối lượng
Ta có cứ 1 mol (CH3CO)2O phản ứng thì khối lượng tăng 59 – 17 = 42 gam
Vậy 0,08 mol (CH3CO)2O phản ứng khối lượng tăng là: 0,08.42 = 3,36 gam
Do đó: (CH CO) O 3 2 xenlulozơ n 2n n = ⇒ Đây là 1 đieste
Vậy công thức phân tử của este thu được là [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)].
Cách 5 Phương pháp số học
Giả sử chỉ có 1 nhóm OH bị thế:
Khi đó n este 1 n CH COOH 3 0,08 m este 184n.0,08 14,72 n n n
Như vậy khối lượng tăng so với thực tế là 14,72 – 9,84 = 4,88gam
Mặt khác, nếu dùng 1 mol axit phản ứng thì cứ thế thêm x nhóm OH thì khối lượng este thu được sẽ giảm đi một lượng: 184 184 62x gam
Vậy có thêm 1 nhóm OH được thế so với phép giả sử
Do đó thức phân tử của este thu được là [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)].
Hỗn hợp X chứa hai chất hữu cơ có công thức phân tử C2H7NO2 phản ứng với NaOH, tạo ra dung dịch Y và hỗn hợp khí Z Hỗn hợp Z có thể tích 4,48 lít, bao gồm hai khí có khả năng làm xanh giấy quỳ ẩm Tỉ khối hơi của Z so với H2 là 13,75 Khi cô cạn dung dịch Y, ta thu được khối lượng muối khan.
Bài toán này được sử dụng sau khi học xong bài aminoaxit.
X có CTPT C2H7NO2 tác dụng với NaOH sinh ra hai khí đều làm xanh giấy quỳ ẩm nên X gồm HCOOH3NCH3 và CH3COONH4.
Cách 1 Phương pháp đại số
Phương trình hóa học các phản ứng:
HCOOH NCH + NaOH → HCOONa CH NH + + H O
CH COONH + NaOH → CH COONa NH + + H O Đặt số mol của CH3NH2 là x, số mol NH3 là y ta có: x y 0,2+ Z 31x 17y
Từ 2 phương trình trên ta có x = 0,15; y = 0,05
Theo phương trình hóa học các phản ứng trên ta có:
HCOONa CH NH n = n = = x 0,15mol ;n CH COONa 3 = n NH 3 = = y 0,05mol
Vậy mmuối = 0,15.68 + 0,05.82 = 14,3 gam (Đáp án B)
Cách 2 Phương pháp trung bình
Ta có: M Z = 13,75.2 27,5 = Đặt % theo mol của CH3NH2 là x ⇒ % theo mol của NH3 là 1 – x ta có:
Vậy n CH NH 3 2 = 0,75.0,2 0,15mol; n = NH 3 = 0,05mol
Theo phương trình hóa học các phản ứng trên ta có:
HCOONa CH NH n = n = = x 0,15mol ;n CH COONa 3 = n NH 3 = = y 0,05mol
Vậy mmuối = 0,15.68 + 0,05.82 = 14,3 gam (Đáp án B)
Cách 3 Phương pháp sơ đồ chéo Áp dụng sơ đồ chéo ta có:
Vậy CH NH 3 2 NH 3 n 3 0,2 0,15mol; n 0,05mol
+ Theo phương trình hóa học các phản ứng trên ta có:
HCOONa CH NH n = n = = x 0,15mol ;n CH COONa 3 = n NH 3 = = y 0,05mol
Vậy mmuối = 0,15.68 + 0,05.82 = 14,3 gam (Đáp án B)
Cách 4 Phương pháp số học
Giả sử 0,2 mol Z chỉ có CH3NH2 ⇒mZ = 0,2.31 = 6,2 gam Thực tế mZ = 0,2.27,5
= 5,5gam Như vậy phép giả sử nhiều hơn so với thực tế là 0,7 gam
Mặt khác cứ chuyển 1mol CH3NH2 thành 1 mol NH3 thì khối lượng Z giảm 31 – 17
= 14 gam n NH 3 0,7 0,05mol n CH NH 3 2 0,15mol
Mặt khác cứ phản ứng tạo ra 1 mol CH3COONa thì cũng tạo ra 1 mol HCOONa; tạo 1 mol NH3 cũng tạo ra tương ứng 1mol CH3COONa nên:
HCOONa CH NH n = n = = x 0,15mol ;n CH COONa 3 = n NH 3 = = y 0,05mol
Vậy mmuối = 0,15.68 + 0,05.82 = 14,3 gam (Đáp án B)
Cách 5 Phương pháp bảo toàn khối lượng
Vì đây và muối đơn chức nên n X = n NaOH = n muèi = n H O 2 = n Z = 0,2mol Áp dụng bảo toàn khối lượng ta có: m X + m NaOH = m muèi + m H O 2 + m Z
Cách 6 Dùng công thức chung Đặt công thức chung của X là R COOH NR 1 3 2 ta có: R 1 + R 2 = 16
R COOH NR + NaOH → R COONa R NH + + H O
Theo phương trình phản ứng: n R COONa 1 = n R NH 2 2 = 0,2mol
Ví dụ 7: Cho X, Y là hai chất thuộc dãy đồng đẳng của axit acrylic và có MX