SKKN Xây dựng và sử dụng bài tập có nhiều cách giải trong dạy học môn Hóa học ở trường phổ thông

Nội dung text: SKKN Xây dựng và sử dụng bài tập có nhiều cách giải trong dạy học môn Hóa học ở trường phổ thông

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BÌNH ĐỊNH TRƯỜNG THPT TĂNG BẠT HỔ PHAN VĂN HÀ XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP CÓ NHIỀU CÁCH GIẢI TRONG DẠY HỌC MÔN HÓA HỌC Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Năm 2012
2. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BÌNH ĐỊNH TRƯỜNG THPT TĂNG BẠT HỔ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP CÓ NHIỀU CÁCH GIẢI TRONG DẠY HỌC MÔN HÓA HỌC Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG Họ và tên: Phan Văn Hà Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: THPT Tăng Bạt Hổ SKKN thuộc môn: Hóa học Năm 2012
3. MỤC LỤC Trang A. MỞ ĐẦU 1 I. ĐẶT VẤN ĐỀ . 1 1. Thực trạng của vấn đề . 1 2. Ý nghĩa và tác dụng của đề tài 1 3. Phạm vi nghiên cứu của đề tài 2 II. PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH . 2 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn 2 2. Các biện pháp tiến hành, thời gian thực hiện đề tài 2 B. NỘI DUNG 4 I. MỤC TIÊU 4 II. GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ TÀI . 4 2.1. XÂY DỰNG CÁC CÁCH GIẢI KHÁC NHAU CỦA MỘT SỐ BÀI TOÁN VÔ CƠ, HỮU CƠ THƯỜNG GẶP 4 2.1.1. Bài toán Hữu cơ 4 2.1.1.1. Đề bài 4 2.1.1.2. Các cách giải 4 2.1.2. Bài toán Vô cơ 9 2.1.2.1. Đề bài 9 2.1.2.2.Các cách giải 9 2.1.3. Nhận xét 14 2.2. GIỚI THIỆU MỘT SỐ BÀI TOÁN VÔ CƠ, HỮU CƠ CÓ NHIỀU CÁCH GIẢI 14 2.2.1. Một số bài toán vô cơ 14 2.2.1.1. Lớp 10 . 14 2.2.1.2. Lớp 11 . 17 2.2.1.3. Lớp 12 . 19
4. 2.2.2. Một số bài toán hữu cơ 22 2.2.2.1. Lớp 11 22 2.2.2.2. Lớp 12 27 2.3. SỬ DỤNG BÀI TẬP CÓ NHIỀU CÁCH GIẢI TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG . 31 2.3.1. Sử dụng Bài tập Hóa học có nhiều cách giải trong các tiết luyện tập, ôn tập cuối chương 31 2.3.2. Sử dụng Bài tập Hóa học có nhiều cách giải trong việc kiểm tra và đánh giá 32 2.3.3. Sử dụng Bài tập Hóa học có nhiều cách giải trong việc dạy học các tiết tự chọn 34 2.3.4. Thực nghiệm sư phạm 35 2.4. Khả năng áp dụng 37 2.5. Lợi ích kinh tế- xã hội 38 KẾT LUẬN . 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40
5. 1 A. MỞ ĐẦU I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Thực trạng của vấn đề Nâng cao chất lượng dạy học nói chung và chất lượng dạy học Hóa học nói riêng là nhiệm vụ quan trọng nhất hiện nay của giáo viên Hóa học ở các trường phổ thông. Trong dạy học Hóa học, chúng ta có thể nâng cao chất lượng dạy học và phát triển năng lực nhận thức của học sinh bằng nhiều biện pháp và nhiều phương pháp khác nhau, mỗi phương pháp đều có những ưu điểm riêng, nên đòi hỏi giáo viên phải biết lựa chọn, phối hợp các phương pháp một cách thích hợp để chúng bổ sung cho nhau, nhằm giúp học sinh phát huy tối đa khả năng tư duy độc lập, tư duy logic và tư duy sáng tạo của mình. Trong quá trình dạy học, việc sử dụng các bài tập sẽ mang lại hiệu quả cao, học sinh tiếp thu kiến thức một cách nhanh chóng, hứng thú học tập, Tuy nhiên, trong thực tế, việc sử dụng bài tập Hóa học để bồi dưỡng năng lực tự học và phát triển tư duy cho học sinh còn hạn chế nên hiệu quả chưa cao. Ngoài ra, quá trình tổ chức phong trào thiết kế, xây dựng các loại bài tập Hóa học, nhất là bài tập có nhiều cách giải trong tổ chuyên môn không được thường xuyên và không mang tính cập nhật. Vì vậy, chúng tôi chọn đề tài này góp phần vào các phương pháp dạy học tích cực nhằm phát huy tính sáng tạo của học sinh, đồng thời qua đó giúp giáo viên đánh giá cũng như học sinh tự đánh giá kết quả học tập của mình. 2. Ý nghĩa và tác dụng của đề tài Bài tập Hóa học giúp cho học sinh phát triển năng lực nhận thức, rèn trí thông minh. Một bài tập có nhiều cách giải, ngoài cách giải thông thường, quen thuộc còn có cách giải độc đáo, thông minh, sáng tạo, ngắn gọn và chính xác. Việc đề xuất một bài tập có nhiều cách giải, yêu cầu học sinh tìm được lời giải hay, ngắn gọn, nhanh trên cơ sở các phương pháp giải toán, các qui luật chung của Hóa học
6. 2 cũng là một biện pháp có hiệu quả nhằm phát triển tư duy và trí thông minh cho học sinh, qua đó góp phần nâng cao chất lượng dạy và học ở trường phổ thông. 3. Phạm vi nghiên cứu của đề tài - Nghiên cứu tìm ra các cách giải khác nhau của một số bài toán hữu cơ, vô cơ thường gặp. -Xây dựng các bài tập Hóa học có nhiều cách giải cho học sinh trung học phổ thông. -Sử dụng các bài tập này trong việc giảng dạy các tiết học chính khóa và không chính khóa ở trường trung học phổ thông. II. PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn - Bài tập Hóa học là một biện pháp quan trọng để thực hiện nhiệm vụ dạy học. Bài tập Hóa học giúp học sinh đào sâu và mở rộng kiến thức một cách sinh động, phong phú, giúp cho giáo viên củng cố và hệ thống hóa kiến thức một cách thuận lợi, rèn luyện được nhiều kĩ năng cần thiết về Hóa học góp phần vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh. - Thực tiễn giảng dạy cho thấy việc thực hiện giải bài toán bằng nhiều cách khác nhau, giúp học sinh không những nắm vững kiến thức mà còn hoàn thiện kỹ năng và hình thành kỹ xảo. Điều này hết sức cần thiết, giúp học sinh giải quyết nhanh, đạt kết quả tốt trong việc giải các bài toán trắc nghiệm có yêu cầu mức độ vận dụng ngày càng cao trong các kỳ thi hiện nay. 2. Các biện pháp tiến hành, thời gian thực hiện đề tài -Nghiên cứu lí thuyết về lí luận dạy học Hóa học; lí luận về các bài toán Hóa học; các phương pháp giải nhanh bài toán Hóa học, từ các sách tham khảo của các tác giả như Nguyễn Ngọc Quang; Nguyễn Xuân Trường và các luận văn nghiên cứu về lí luận dạy học Hóa học. - Dựa vào thực tiễn giảng dạy nhiều năm của giáo viên, những kinh nghiệm và giải pháp rút ra từ thực tế giảng dạy ở các lớp.
7. 3 -Nghiên cứu thực nghiệm sư phạm trên các lớp 12TN1, 12TN5 trường THPT Tăng Bạt Hổ, năm học 2011-2012. -Thời gian thực hiện đề tài: Năm học 2011-2012, từ tháng 9 năm 2011 đến tháng 3 năm 2012.
8. 4 B. NỘI DUNG I. MỤC TIÊU -Xây dựng các cách giải khác nhau của một số bài toán hữu cơ, vô cơ thường gặp. -Xây dựng một số bài tập vô cơ, hữu cơ có nhiều cách giải. -Cách sử dụng các bài tập có nhiều cách giải trong việc dạy học Hóa học ở trường phổ thông. II. GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ TÀI 2.1. XÂY DỰNG CÁC CÁCH GIẢI KHÁC NHAU CỦA MỘT SỐ BÀI TOÁN VÔ CƠ, HỮU CƠ THƯỜNG GẶP 2.1.1. Bài toán Hữu cơ 2.1.1.1. Đề bài: Bài 1:Thủy phân m gam tetrapeptit Ala-Ala-Ala-Ala mạch hở thu được 28,48 gam Ala; 32,00 gam Ala-Ala và 27,72 gam Ala-Ala-Ala. Tính m? Bài 2: 0,06 mol hỗn hợp A gồm CH3OH và 1 ancol cùng dãy đồng đẳng có khối lượng là 4,02 gam. Cho toàn bộ hỗn hợp trên tác dụng hết với 6 gam axit axetic (H2SO4 đặc làm chất xúc tác, giả sử hiệu suất phản ứng đạt 100%). Tính khối lượng este thu được. Bài 3: Xà phòng hóa 13,2 gam hỗn hợp 2 este HCOOC3H7 và CH3COOC2H5 cần dùng 100 ml dung dịch NaOH x M. Tính giá trị của x ? 2.1.1.2. Các cách giải: Bài 1: Cách 1: Bảo toàn nguyên tố- chọn nguyên tố đại diện là N m.4 n mol N/tetrapeptit 89.4 18.3 28,48 32.2 27,72.3 n n n 1,08 mol N/ala N/ala ala N/ala ala ala 89 89.2 18 89.3 18.2 m.4 Bảo toàn nguyên tố N suy ra: 1,08 m 81,54 g . 89.4 18.3 Cách 2: Bảo toàn số liên kết peptit (CO-NH)
9. 5 Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có: m-88,2 m = m- (28,48+32+27,72) = m-88,2 => n = H O pu H O 2 2 18 m.3 Số mol liên kết peptit ban đầu: mol 89.4 18.3 Số mol liên kết peptit lúc sau (Sản phẩm): 32.1 27,72.2 n n 0,44 mol lienket/ala ala lienket/ala ala ala 89.2 18 89.3 18.2 Theo bảo toàn số liên kết peptit: số liên kết peptit trong sản phẩm bằng số liên kết peptit trong tetrapeptit cộng số phân tử nước, suy ra: m.3 m 88,2 0,44 m 81,54 g . 89.4 18.3 18 Cách 3: Qui đổi sản phẩm về một chất đơn giản: Qui đổi về alanin(ala) Ta có: 1 ala-ala ↔ 2 ala; 1 ala-ala-ala ↔ 3 ala 0,2 mol 0,4 mol 0,12 mol 0,36 mol => n = 0,4 + 0,36 + 0,32(gtcho) = 1,08 mol  ala n 1,08 Suy ra: n ala 0,27 mol tetrapeptit 4 4 => mtetrapeptit 0,27.(89.4 18.3) 81,54 g . Cách 4: Đặt ẩn số, giải hệ phương trình to Ala-ala-ala-ala + H2O  ala-ala-ala + ala x mol x mol x mol to Ala-ala-ala-ala + H2O  2ala-ala y mol 2y mol to Ala-ala-ala-ala + 3 H2O  4 ala z mol 4 z mol => x = nala ala ala 0,12mol (1);
10. 6 x + 4 z = nala 0,32mol (2) 2y = nala ala 0,12mol (3) Từ (1); (2) và (3) suy ra x = 0,12 mol; y = 0,1 mol; z = 0,05 mol, suy ra n 0,12 0,1 0,05 0,27 mol ala ala ala ala m 0,27.(89.4 18.3) 81,54 g. Cách 5: Phương pháp trung bình: Đặt sản phẩm là n- peptit: Ala n 1.n 2.n 3.n 1.0,32 2.0,2 3.0,12 Ta có n ala ala ala ala ala ala 1,6875 nala nala ala nala ala ala 0,32 0,2 0,12 n ala-ala-ala-ala ↔ 4 Ala n (0,32 0,2 0,12).n => n 0,27 mol ala ala ala ala 4 => mtetrapeptit 0,27.(89.4 18.3) 81,54 g . Cách 6: Phân tích hệ số mol sản phẩm: Sản phẩm = 0,32 mol ala + 0,2 mol ala-ala + 0,12 mol ala-ala-ala = ( 0,12 mol ala + 0,12 mol ala-ala-ala) + ( 0,2 mol ala + 0,1 mol ala-ala) + +0,1mol ala-ala = 0,12 mol ala-ala-ala-ala + 0,1 mol ala-ala-ala-ala + 0,05 mol ala-ala-ala-ala = 0,27 mol ala-ala-ala-ala => mtetrapeptit 0,27.(89.4 18.3) 81,54g . Cách 7: tính số mol tetrapeptit trực tiếp(theo bảo toàn gốc ala) n n n .3 0,32 0,2 0,12.3 n ala ala ala ala ala ala 0,27 mol ala ala ala ala 4 2 4 4 2 4 => mtetrapeptit 0,27.(89.4 18.3) 81,54 g . Cách 8: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: to Ala-ala-ala-ala + H2O  ala-ala-ala + ala 0,12 mol ← 0,12 mol (gt) → 0,12 mol
11. 7 to Ala-ala-ala-ala + H2O  2ala-ala 0,1 mol ← 0,2 mol to Ala-ala-ala-ala + 3 H2O  4 ala 0,15 mol ← (0,32-0,12) mol => m (0,12 0,1 0,15).18 6,66 g H O 2 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có: m m m m m ala ala ala ala H O ala ala ala ala ala ala 2 => m = 28,48+ 27,72+ 32- 6,66 = 81,54 g. Cách 9: Giải theo tỉ lệ mol sản phẩm Giả thiết cho: ala: (ala)2: (ala)3 = 8: 5: 3, suy ra: H O 6,75 (ala)4 2  8 ala + 5 (ala)2 + 3 (ala)3 0,27 mol ← 0,32 0,2 0,12 => mtetrapeptit 0,27.(89.4 18.3) 81,54 g . Bài 2: Cách 1: Phương pháp đại số Gọi CT của ancol cùng dãy đồng đẳng với ancol metylic là : ROH CH3OH + CH3COOH → CH3COOCH3 + H2O (1) a a ROH + CH3COOH→ CH 3COOR + H2O (2) b b Ta có: m m 32a b(M 17) 4,02(*) CH3OH ROH R n n a b 0,06hay42a 42b 0,06.42 2,52 ( ) CH3OH ROH Cộng (*) và ( ), ta được: 74a+ 59b + bR = 6,54. Suy ra: m m m 74a 59b bR 6,54 g. este CH3COOCH3 CH3COOR Cách 2 : Phương pháp bảo toàn khối lượng: Ta có: naxit neste nnuoc 0,06mol Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có :