SKKN Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ dành cho học sinh Lớp 9

Nội dung text: SKKN Một số phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ dành cho học sinh Lớp 9

1. Một số phương pháp lập cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ dành cho học sinh lớp 9. PHÒNG GD & ĐT ÂN THI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG THCS BẮC SƠN Độc lập - Tự do - Hạnh phúc   Tên đề tài: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP LẬP CƠNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 9  PHẦN 1: LÍ LỊCH BẢN THÂN. Tác giả : Nguyễn Văn Thượng Chức vụ: Tổ trưởng chuyên mơn Nơi cơng tác : Trường THCS Bắc Sơn – Ân Thi – Hưng Yên PHẦN 2: PHẦN NỘI DUNG. A. PHẦN MỞ ĐẦU I. Đặt vấn đề. Mơn Hố Học ở trường phổ thơng cĩ một vị trí và ý nghĩa rất quan trọng đối với việc giáo dục thế hệ trẻ. Bước đầu hình thành cho học sinh những khái niệm về hố học và sự biến đổi về tính chất của các chất. Giúp cho học sinh hiểu được hố học cĩ ý nghĩa rất quan trọng trong đời sống xã hội, từ đĩ cĩ cái nhìn và thái độ đúng đắn đối với mơn học. Là một giáo viên dạy mơn hĩa học chắc hẳn ai cũng hiểu bộ mơn hĩa là bộ mơn mới và khĩ đối với học sinh bậc THCS, đặc biệt là phân mơn hĩa học hữu cơ. Số tiết phân bố trong chương trình cịn ít song yêu cầu lượng kiến thức lại quá nhiều và rộng, lượng bài tập phong phú đa dạng song SGK và sách bài tập lại chưa phân dạng từng loại bài tập cũng như chưa nêu nên cách thiết lập phương pháp giải Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 1 / 27
2. Một số phương pháp lập cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ dành cho học sinh lớp 9. cụ thể cho từng dạng tốn. Đĩ chính là cái khĩ cho người học và cũng là nội dung mà mỗi giáo viên dạy hĩa phải trăn trở tìm tịi, biên soạn nội dung giảng dạy làm thế nào để học sinh rèn luyện kỹ năng giải tốt các dạng bài tập theo yêu cầu của chương trình. Trước thực tế đĩ qua kinh nghiệm của nhiều năm giảng dạy tơi đã đúc kết và rút ra kinh nghiệm và viết nên đề tài “Một số phương pháp lập cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ dành cho học sinh lớp 9”. 1. Thực trạng chung * Trong những năm học trước tơi giảng dạy, tơi nhận thấy rằng các dạng bài tập của hĩa vơ cơ và hĩa hữu cơ ở bậc THCS cĩ điểm chung gần giống nhau chỉ khác nhau ở dạng tốn lập cơng thức phân tử các hợp chất hữu cơ, đây là dạng tốn mới và khĩ đối với học sinh lớp 9, hơn nữa sách bài tập lại khơng thiết lập cách giải cho từng dạng cụ thể do vậy trong quá trình khảo sát cuối năm tơi nhận thấy hầu hết học sinh lớp 9 cịn yếu về các dạng tốn này. Đĩ chính là lí do tơi chọn đề tài mới “Một số phương pháp lập cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ dành cho học sinh lớp 9” và đã áp dụng thành cơng vào giảng dạy trong 2 năm học 2012- 2013 và 2013-2014 đạt kết quả khá cao. 2. Ý nghĩa và tác dụng của đề tài - Nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy và học mơn hĩa học nĩi chung và phân mơn hĩa học hữu cơ nĩi riêng. - Giúp học sinh biết phân loại và nắm chắc bản chất của dạng bài tập “Lập cơng thức phân tử của hợp chất hữu cơ” từ đĩ rèn kỹ năng giải bài tập hĩa học nĩi chung và bài tập dạng lập cơng thức hợp chất hữu cơ nĩi riêng. - Phát huy tính tích cực và tạo hứng thú cho học sinh trong học tập đặc biệt là trong giải bài tập hĩa học. 3. Phạm vi nghiên cứu Đề tài nghiên cứu và thực hiện vào học kì 2 các khối lớp 9 học tại trường THCS Bắc Sơn trong 2 năm học 2012-2013 và 2013-2014 Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 2 / 27
3. Một số phương pháp lập cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ dành cho học sinh lớp 9. Đề tài tơi áp dụng là hướng dẫn học sinh lớp 9 một số phương pháp lập cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ . II. Phương pháp tiến hành 1. Cơ sở lí luận Mục tiêu giáo dục - đào tạo phải hướng vào đào tạo những con người lao động, tự chủ, sáng tạo, cĩ năng lực giải quyết những vấn đề thường gặp, qua đĩ mà gĩp phần tích cực thực hiện mục tiêu lớn của đất nước là dân giàu, nước mạnh, xã hội cơng bằng, dân chủ, văn minh. Về phương pháp giáo dục, phải khuyến khích tự học, phải áp dụng những phương pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề. Kỹ năng giải tốn hĩa học chỉ được hình thành khi học sinh nắm vững lí thuyết, nắm vững kiến thức về tính chất hĩa học của chất, biết vận dụng kiến thức vào giải bài tập. Học sinh phải hình thành được một mơ hình giải tốn hĩa học, các bước để giải một bài tốn, kèm theo đĩ là phải hình thành ở học sinh thĩi quen phân tích bài và định hướng được cách làm, đây là một kỹ năng rất quan trọng đối với việc giải một bài tốn hĩa học. 2. Cơ sở thực tiễn: Bài tập Hố học hữu cơ là một bài tập khĩ đặc biệt là bài tập lập cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ cho học sinh trung học cơ sở. Thế nhưng, trong nội dung của chương trình học khơng cĩ một tiết học riêng giới thiệu về cách lập cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ. Do đĩ việc nhận dạng, định hướng và tìm ra phương pháp giải là một vấn đề hết sức khĩ khăn đối với học sinh nhất là học sinh cĩ sức học trung bình, yếu, kém. Xuất phát từ thực tế đĩ qua kinh nghiệm giảng dạy tơi đã rút ra những kinh nghiệm và viết nên đề tài với mong muốn giải quyết được những khĩ khăn đối với học sinh, kích thích học sinh cĩ lịng yêu thích mơn học hơn nữa. Tuỳ vào điều kiện thời gian và mức độ nhận thức của học sinh giáo viên cĩ thể chọn những nội dung phù hợp nhất để truyền đạt đến học sinh. Đề tài này cĩ thể được vận dụng trong các tiết luyện tập, tiết học tự chọn hay bồi dưỡng học sinh giỏi. Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 3 / 27
4. Một số phương pháp lập cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ dành cho học sinh lớp 9. 3. Các biện pháp tiến hành. 3. 1. Khảo sát chất lượng vào cuối tháng 4/2011 * Nội dung : thực hiện các bài tập lập công thức các hợp chất hưũ cơ. * Thời gian : 45 phút kết quả như sau: SLHS GIỎI KHÁ T.BÌNH YẾU KÉM THAM GIA SL 96 8 12 50 17 9 % 8,3% 12,5% 52,1% 17,7% 9,4% - Qua quá trình thực tế và kết quả khảo sát trên cho thấy học sinh khơng làm bài được chủ yếu là do khơng hiểu bài, khơng phân loại được các loại bài tập trong dạng cũng như khơng biết thiết lập cách giải cụ thể cho từng loại bài tập. - Từ kết quả khảo sát và những nguyên nhân trên năm hoc 2011-2012 tôi bắt tay vào việc tiến hành nghiên cứu phân loại dạng bài tập lập công thức phân tử HCHC, bằng kinh nghiệm và kiến thức của bản thân kết hờp với kiến thức từ các sách tham khảo tôi tiến hành biên soạn nội dung, nhằm tìm ra biện pháp thích hợp và chọn nội dung phù hợp trong việc. Đó cũng chính là nguyên nhân tôi tiến hành biên soạn và thực hiện đề tài . 3.2. Hoạch định về thời gian thực hiện: Tháng 05 07/ 2011 - Nghiên cứu và biên soạn nội dung trên cơ sở tài liệu. Tháng 08 09/ 2011 - Tổng hợp nội dung nghiên cứu. Tháng 10 11/ 2011 – Viết và hồn thiện đề tài. Tháng 2 4/ 2012 - Áp dụng đề tài vào thực nghiệm lần 1. Tháng 2 4/ 2013 - Áp dụng thực nghiệm lần 2. Tháng 05/ 2013 - Tổng hợp kết quả áp dụng, tổng kết kinh nghiệm B. PHẦN NỘI DUNG * Dạng tốn xác định cơng thức phân tử của hợp chất hữu cơ (HCHC) là dạng bài tập rất phong phú của bộ mơn hĩa học. Đối với chương trình hĩa học hữu cơ lớp 9 cĩ nhiều dạng bài tập về lập cơng thức phân tử HCHC khác nhau nhưng chủ Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 4 / 27
5. Một số phương pháp lập cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ dành cho học sinh lớp 9. yếu là bài tập dạng đốt cháy chính vì thế tơi chọn đề tài “ Một số phương pháp lập cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ dành cho học sinh lớp 9 ” để học sinh cĩ cơ sở luyện giải dạng bài tập cơ bản này đạt kết quả tốt, trước hết tơi trang bị cho học sinh nắm vững các kiến thức cơ bản về lí thuyết và phương pháp giải. I. Những kiến thức cơ bản về lí thuyết cần trang bị cho học sinh. 1. Cơng thức tổng quát của hợp chất hữu cơ. Cung cấp cho học sinh cơng thức tổng quát của HCHC nhằm giúp học sinh xác định được số nguyên tử của từng nguyên tố trong hợp chất khi gặp dạng cụ thể và để xác định cơng thức hợp chất khi biết dạng tổng quát cũng như xác định tên hợp chất khi đã tìm được. Bảng phân loại các HCHC Hydrocacbon Hydrocacbon no (Họ ANKAN: CnH2n + 2 ( Phân tử chỉ cĩ 2 vớin 1) nguyên tố C và H) Hydrocacbon khơng no (Họ ANKEN: CnH2n với n 2 ) CTTQ: CXHY Hydrocacbon khơng no Hợp (Họ ANKIN: CnH2n - 2 với n 2 ) Chất Hydrocacbon thơm ( Họ AREN: C nH2n - 6 Hữu với n 6 ) Cơ Dẫn xuất Rượu đơn chức no: C nH2n+1 OH (với n (HCHC) hydrocacbon 1) ( Ngồi C và H Axit đơn chức no: C n H2n+1 COOH (với n cịn cĩ nguyên tố 0 ) khác như: O, N ) Chất béo: (R-COO)3C3H5 (với R là gốc CTTQ: CXHYOZ hydrocacbon ) Glucozơ: C6H12O6 Saccarozơ: C12H22O11 Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 5 / 27
6. Một số phương pháp lập cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ dành cho học sinh lớp 9. Tinh bột và xenlulozơ: ( -C6H10O5-)n Với : n = 1200 6000 : Tinh bột n = 10000 14000 : Xenlulozơ 2. Một số phản ứng cháy HCHC gồm hiđrơcacbon và dẫn xuất hiđrơcacbon (hợp chất hữu cơ cĩ chứa ơxi, nitơ). a. Hiđrơcacbon : 3n 1 t 0 * Họ Ankan: CnH2n +2 + ( )O2  n CO2 + (n + 1) H2O 2 3n t 0 * Họ Anken: CnH2n + O2  n CO2 + n H2O 2 3n 1 t 0 * Họ Ankin: CnH2n -2 + ( )O2  n CO2 + (n - 1) H2O 2 3n 3 t 0 * Họ Aren: CnH2n -6 + ( )O2  n CO2 + (n - 3) H2O 2 + Phương trình phản ứng cháy tổng quát của các loại hiđrocacbon (A) y t 0 y CxHy + ( x ) O2  xCO2 + H2O 4 2 + Dựa vào số mol CO2 và số mol H2O trong sản phẩm cháy suy ra loại hiđrơcacbon (A) đem đốt : y Nếu nCO2  nH2O hay x  A là Ankan 2 y Nếu nCO2 = nH2O hay x = A là Anken 2 y Nếu nCO2  nH2O hay x  A là Ankin hoặc Aren 2 b. Dẫn xuất hiđrơcacbon : * Rượu đơn chức no : 3n t 0 CnH2n + 1OH + O2  n CO2 + (n +1) H2O 2 * Axit xít đơn chức no : 3n 1 t 0 CnH2n + 1COOH + ( )O2  (n + 1) CO2 + (n +1) H2O 2 + Phương trình phản ứng cháy tổng quát của các loại dẫn xuất hiđrơcacbon (A): Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 6 / 27
7. Một số phương pháp lập cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ dành cho học sinh lớp 9. - Hợp chất hữu cơ cĩ chứa ơxi : y z t 0 y CxHyOz + ( x ) O2  x CO2 + H2O 4 2 2 - Dựa vào số mol CO 2 và số mol H 2O trong sản phẩm cháy suy ra loại dẫn xuất hiđrơcacbon (A) đem đốt : y Nếu nCO2  nH2O hay x  A cĩ thể là Ankanol (Rượu) 2 y Nếu nCO2 = nH2O hay x = A là Ankanoic (Axit ) đơn chức no 2 - Hợp chất hữu cơ cĩ chứa ơxi và nitơ : y z t 0 y t CxHyOzNt + ( x - )O2  x CO2 + H2O + N2 4 2 2 2 3. Bài toán dạng cơ bản: ( áp dụng cho mọi đối tượng học sinh ) a) Sơ đồ phân tích đề bài tốn: m (g) + O2 mCO2 (g) ( hay nCO2(mol) , VCO2(lít) ở đktc ) Đốt cháy Hồn tồn HCHC mCO2(g) hay nH2O(mol) (A) VN2(lít) ở đktc hay nN2(mol) ) * Yêu cầu : Xác định cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ (A) b) Phương pháp giải : Bước 1: Xác định thành phần nguyên tố trong hợp chất hữu cơ (A) đem đốt (hay phân tích ) 12 Vco2 mC ( trong A ) = mC (trong CO2) = m = 12. = 12. n 44 CO2 22,4 CO2 2 mH ( trong A ) = mH (trong H2O) = . m = 2n 18 H 2O H 2O 28.V N2 mN ( trong A ) = = 28.n 22,4 N2 * Tính tổng khối lượng : ( mC + mH + mN ) rồi so sánh - Nếu ( mC + mH + mN ) = mA ( đem đốt ) => A khơng chứa ơxi - Nếu (mC + mH + mN )  mA (đem đốt) => A cĩ chứa ơxi => mO ( trong A ) = mA - ( mC + mH + mN ) * Cách xác định thành phần % các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ (A) Nguyễn Văn Thượng – Trường THCS Bắc Sơn Trang 7 / 27