Sáng kiến kinh nghiệm Phân loại và phương pháp giải bài tập định lượng aminoaxit

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Phân loại và phương pháp giải bài tập định lượng aminoaxit

1. Phân loại và phương pháp giải bài tập định lượng Aminoaxit PHẦN 1 – MỞ ĐẦU I. LÍ DO CHỌN SÁNG KIẾN Trong những năm gần đây, các phương pháp giải nhanh toán hóa học không ngừng phát triển, đây là hệ quả tất yếu khi Bộ giáo dục và đào tạo triển khai hình thức thi trắc nghiệm với bộ môn Hóa học. Với hình thức thi trắc nghiệm, trong một khoảng thời gian rất ngắn học sinh phải giải quyết được một lượng khá lớn các câu hỏi, bài tập. Điều này không những yêu cầu các em phải nắm vững, hiểu rõ kiến thức mà còn phải thành thạo trong việc sử dụng các kỹ năng giải bài tập và đặc biệt phải có phương pháp giải hợp lý cho từng dạng bài tập. Từ thực tế trong kỳ thi THPTQG, nhiều em học sinh có kiến thức khá vững nhưng kết quả vẫn không cao, lý do chủ yếu là các em giải các bài toán theo phương pháp truyền thống, việc này rất mất thời gian nên hiệu quả không cao trong việc làm bài trắc nghiệm. Vì vậy việc nghiên cứu , tìm tòi và xây dựng các phương pháp giải nhanh các bài tập hóa học là một việc rất cần thiết để giúp các em đạt kết quả cao trong các kỳ thi. Trong quá trình giảng dạy, tôi phát hiện thấy nhiều em học sinh gặp khó khăn trong việc giải quyết các bài toán Aminoaxit hoặc giải ra được kết quả theo phương pháp truyền thống nhưng mất nhiều thời gian. - Đây là bài tập rất hay gặp trong các đề thi những năm gần đây. Vì vậy: Việc phân loại và đưa ra phương pháp giải bài tập là quan trong và cần thiết. Do đó tôi xin mạnh dạn trình bày kinh nghiệm trong việc " Phân loại và phương pháp giải bài tập định lượng aminoaxit”. Việc phân loại được các dạng bài tập này, giúp các em giải ra kết quả nhanh nhất, để đạt kết quả cao trong quá trình kiểm tra cũng như thi tốt nghiệp THPT QG, lấy kết quả xét vào các trường đại học. - Sáng kiến góp phần đi sâu vào việc bồi dưỡng năng lực môn Hóa học cho các em làm bài tập chậm, giúp các em tự tin hơn khi giải bài tập aminoaxit; Giúp các em học sinh khá, giỏi tư duy và rèn luyện kỹ năng giải bài tập trắc nghiệm nhanh hơn. Sáng kiến nghiên cứu xây dựng cách sử dụng bài tập hóa học theo hướng tích cực nhằm khai thác thêm công dụng của bài tập để nâng cao hiệu quả dạy và học ở trường THPT hiện nay. Đã được áp dụng tại trường THPT Hướng Hóa từ giữa học kỳ I năm học 2019-2020. Học sinh đã có sự tiến bộ về chất lượng học tập và các kĩ năng cơ bản, các em đã tự tin hơn nhiều trong việc giải quyết các bài tập aminoaxit. 1
2. Phân loại và phương pháp giải bài tập định lượng Aminoaxit II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu, phân loại, xây dựng cách sử dụng bài tập hóa học theo hướng tích cực nhằm khai thác thêm công dụng của bài tập để nâng cao hiệu quả dạy và học ở trường THPT hiện nay. - Nghiên cứu những dạng bài toán amminoaxit hóa 12 cơ bản, nâng cao và trong các đề thi đại học, cao đẳng, đề thi THPT QG - Đưa ra các hướng để giải nhanh bài toán về aminoaxit góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy bộ môn ở trường phổ thông và là hành trang vững chắc để các em chuẩn bị bước vào kì thi tốt nghiệp. Xuất phát từ lí do đó tôi xin mạnh dạn đưa ra sáng kiến kinh nghiệm: " Phân loại và phương pháp giải bài tập định lượng aminoaxit”. III. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu nội dung “Các dạng bài tập Aminoaxit”. Đồng thời tìm ra những dạng bài tập điển hình thường gặp trong các đề thi ĐH,CĐ và tốt nghiệp THPT QG. - Tìm ra hướng giải quyết nhanh các dạng bài toán đó dựa vào kĩ năng sử dụng phương pháp giải nhanh. IV. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU IV. 1. Đối tượng nghiên cứu Tiến hành nghiên cứu trên đối tượng học sinh ở trường THPT Hướng Hóa- Quảng Trị để kết luận những ý tưởng, giả thuyết mà kinh nghiệm đưa ra cần bổ sung gì không. IV. 2. Phạm vi nghiên cứu Áp dụng với các dạng bài tập Aminoaxit hay gặp trong kì thi ĐH, CĐ các năm trước và kì thi THPT QG mấy năm gần đây. V- THỜI GIAN THỰC HIỆN VÀ TRIỂN KHAI SÁNG KIẾN - Nghiên cứu thực trạng của học sinh lớp 12A1, 12A2 năm học 2019-2020, đồng thời tiến hành khảo sát kĩ năng làm bài tập Aminoaxit đối với học sinh. - Lập kế hoạch thực hiện sáng kiến trong tháng 10 – năm học: 2019-2020. - Nhận xét và kết luận về hiệu quả của sáng kiến ở các lớp: 12A1, 12A2 năm học 2019-2020. - Hoàn thiện sáng kiến cuối tháng 5 năm 2020. 2
3. Phân loại và phương pháp giải bài tập định lượng Aminoaxit PHẦN 2: NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM I. Tình hình thực tế trước khi thực hiện sáng kiến I.1. Cơ sở lý luận của vấn đề: " Phân loại và phương pháp giải bài tập định lượng aminoaxit” là vô cùng quan trong, vì đây là một chương học có nhiều kiến thức, các dạng bài tập từ dễ đến khó hay xuất hiện trong đề thi ĐH,CĐ, đề thi THPT QG những năm gần đây. Việc phân loại bài tập tốt giúp học sinh có thể giải nhanh được bài tập đó. Chẳng hạn khi gặp bài toán sau: X là một - amino axit có công thức tổng quát dạng H2N - R - COOH. Cho 8,9 g X tác dụng với 300ml dung dịch HCl 1M, thu được dung dịch Y. Để phản ứng hết với các chất dung dịch Y cần dùng 200ml dung dịch NaOH 2M. CTCT đúng của X là: A. H2N - CH2 - COOH B. H 2N - CH2 - CH2 - COOH C. CH 3 - CH(NH2) - COOH D. CH 3 - CH2 - CH(NH2) - COOH Việc giải bài toán này bằng các phương pháp thông thường và viết phương trình để giải quyết bài toán cũng mất thời gian và đôi khi chúng ta quên mất các trường hợp xảy ra . Để khắc phục được những nhược điểm đó ta nên phân loại dạng bài tập và đưa ra phương pháp tối ưu nhất để giải nhanh bài tập đó. Để thấy rõ nhưng ưu điểm, nhược điểm của từng phương pháp ta giải bài toán trên theo hai cách và so sánh. Phân tích Cách giải 1: Cách giải thông thường: Đặt công thức của X: H2N - R - COOH Ta có : nNaOH = 0,2.2 = 0,4 mol; nHCl = 0,3.1 = 0,3 mol H2N - R - COOH + HCl ClH3N - R - COOH (1) Giả sử sau phản ứng (1): HCl hết dung dịch Y chứa muối và có thể còn amino axit dư. ClH3N - R - COOH + 2NaOH H2N - R - COONa + NaCl + H2O (2) Theo PTPƯ (1), (2): nNaOH phản ứng = 2.nHCl = 2.0,3 = 0,6 mol nNaOH ban đầu = 0,4 mol HCl dư sau phản ứng (1) Phương trình phản ứng trung hoà HCl dư bằng NaOH HCl + NaOH NaCl + H2O (3) Gọi x là số mol amino axit phản ứng, theo PTPƯ (1), (2), (3) ta có: 2x + (0,3 - x) = 0,4 x = 0,1 mol 8,9 M amino axit = = 89 MR = 89 - (16 + 45 ) = 28 R là - C2H4 - 0,1 Vì X là 1 - amino axit nên CTCT đúng của X là : CH3 - CH(NH2) - COOH Đáp án C. Cách giải 2: Đặt công thức của X: H2N - R - COOH Coi các chất trong dung dịch Y gồm: HCl và X 3
4. Phân loại và phương pháp giải bài tập định lượng Aminoaxit Ta có sơ đồ: (X) H2N-R-COOH 8,9 gam HCl 0,3 mol + 0,4 mol NaOH vừa đủ 8,9 Dễ thấy: nNaOH = nX + nHCl nX = 0,1 mol MX = = 89 đvC 0,1 16 + MR + 45=89 MR =28 R là - C2H4 - Vì X là 1 - amino axit nên CTCT đúng của X là : CH3 - CH(NH2) - COOH Đáp án C. So sánh phương pháp cũ và phương pháp mới PHƯƠNG PHÁP CŨ PHƯƠNG PHÁP MỚI Phương pháp này đúng bản chất - Ngắn gọn, chính xác, dễ hiểu, không mất nhưng dài và nhiều học sinh lúng túng nhiều thời gian. khi viết phương trình ClH3N-R – - Không đúng thứ tự các phản ứng, bản COOH tác dụng với dung dịch NaOH, chất. không xác định được chất dư thiếu. - Đáp ứng mục tiêu của các kì thi trắc nghiệm hóa học, đặc biệt trong các kì thi THPT QG. I.2 Thực trang của vấn đề: + Thuận lợi: - Được sự quan tâm chỉ đạo kịp thời của Ban giám hiệu nhà trường, của tổ bộ môn vì thế bản thân luôn phát huy được việc soạn và giảng bài tốt nhất. - Trong những năm gần đây, vấn đề dạy và học môn hoá học đã và đang đổi mới và là một trong những môn có chuyển biến mạnh mẽ về đổi mới phương pháp dạy học. - Chương trình Sách giáo khoa hóa học có nhiều đổi mới về mục tiêu, cấu trúc, sự đổi mới này rất thích hợp cho giáo viên giảng dạy bộ môn hoá học cho học sinh. Thông qua bài học học sinh có thể tự hoạt động tích cực, chủ động sáng tạo tìm tòi phát hiện và chiếm lĩnh nội dung bài học. + Khó khăn: Bên cạnh những thuận lợi trên, trong quá trình giảng dạy chúng tôi còn gặp một số khó khăn đó là: - Một bộ phận học sinh chưa nắm vững kiến thức lớp dưới. - Nhiều học sinh còn lúng túng trong cách giải bài tập hóa học; đặc biệt là bài tập các hợp chất tạp chức aminoaxit. Từ thực tế trên, tôi xin trình bày " Phân loại và phương pháp giải bài tập định lượng aminoaxit” II. Biện pháp thực hiện sáng kiến kinh nghiệm. II.1. Những kiến thức cần trang bị. - Xác định được các dạng bài tập Aminoaxit - Sử dụng các phương pháp một cách tốt nhất, phù hợp với mỗi dạng bài tập - Xử lí các dữ kiện bài toán: số mol, thể tích khí, khối lượng Các kiến thức: Tính chất hóa học của amin, axit, aminoaxit đã được trang bị trong các bài học của chương 3 – Hóa 12: Trong khuôn khổ đề tài, tôi chỉ xin đề cập 4
5. Phân loại và phương pháp giải bài tập định lượng Aminoaxit tới việc " Phân loại và phương pháp giải bài tập định lượng aminoaxit” hay gặp trong kì thi ĐH,CĐ các năm trước và kì thi THPT QG những năm gần đây. II.2. Những điểm cần lưu ý. - Cần phân biệt rõ các dạng bài tập để sử dụng phương pháp cho phù hợp. - Trong từng dạng, phương pháp phải thể hiện được bản chất của bài tập, để giải quyết được các yêu cầu của đề bài nhanh và dễ hiểu nhất. III. Phương pháp giải và một số bài tập vận dụng: Aminoaxit có nhiều loại bài tập: Bài tập viết đồng phân, danh pháp; Bài tập nhận biết; Bài tập so sánh tính bazơ; Bài tập đốt cháy aminoaxit; ; Trong khuân khổ của sáng kiến, tác giải xin trình bày một số dạng bài tập định lượng trong Aminoaxit” hay gặp trong các kì thi ĐH,CĐ và kì thi THPT QG ba năm gần đây III. 1. Bài tập tính lưỡng tính của aminoaxit III.1.1. Bài tập aminoaxit tác dụng với dung dịch axit (HCl, H2SO4) hoặc bazơ (NaOH, KOH). Phương pháp: n x= H nAA xH +  (H3N )xR(COOH)y mAA = mmuối – maxit phản ứng (I) (H2N)xR(COOH)y   yMOH (H2N)xR(COOM)y Ở sơ đồ trên có thể thay MOH bằng dung dịch Ca(OH)2 hoặc dung dịch Ba(OH)2: n = 2n hoặc n = 2n OH Ca(OH) 2 OH Ba(OH) 2 Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Cho 7,5 gam amino axit X (công thức có dạng H2NCnH2nCOOH) tác dụng hết với dung dịch HCl dư, thu được 11,15 gam muối. Số nguyên tử hiđro trong phân tử X là A. 7. B. 9. C. 5. D. 11. (Trích câu 67 đề minh họa - năm 2020) Phân tích PTPƯ : H2NCnH2nCOOH + HCl ClH3NCnH2nCOOH Bảo toàn khối lượng: mX + mHCl =mmuối nHCl = = 0,1 mol= nX MX = = 75 đvC n = 1 Công thức cấu tạo của X là NH2 - CH2-COOH 5