Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giảng dạy dạng toán về hiệu suất phản ứng

Nội dung tóm tắt: Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giảng dạy dạng toán về hiệu suất phản ứng

1. CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN Kính gửi: Hội đồng sáng kiến Thị Xã Bình Long. Tôi ghi tên dưới đây: Số Họ và tên Ngày Nơi công Chức Trình Tỷ lệ (%) đóng TT tháng năm tác (hoặc danh độ góp vào việc sinh nơi thường chuyên tạo ra sáng trú) môn kiến 1 ĐÀO 02/01/1983 Trường Giáo ĐHSP 100% DIỄM THCS An viên Hóa THÚY Lộc - Thị xã Bình Long - Tỉnh Bình Phước Là tác giả đề nghị xét công nhận sáng kiến: Phương pháp giảng dạy dạng toán về hiệu suất phản ứng. - Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến: Đào Diễm Thúy – Giáo viên dạy Hóa – Trường THCS An Lộc. - Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Giáo dục. - Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu: 10 tháng 09 năm 2020. - Mô tả bản chất của sáng kiến: A/ Tính mới của sáng kiến: Ngày nay khối lượng tri thức khoa học trên thế giới khám phá ra ngày càng tăng như vũ bão nên chúng ta không thể hi vọng rằng trong thời gian nhất định ở trường phổ thông có thể cung cấp cho học sinh một kho tàng tri thức khổng lồ mà loài người đã tích lũy được. Vì vậy nhiệm vụ của người giáo viên không những phải cung
2. cấp cho học sinh vốn tri thức cơ bản mà điều quan trọng là còn phải trang bị cho học sinh khả năng tự làm việc, tự nghiên cứu để tìm hiểu và nắm bắt tri thức. Phương pháp dạy học ngày nay là phát huy tính tích cực, chủ động, tư duy sáng tạo của người học, thầy chỉ là người chỉ đạo, tổ chức hướng dẫn người học giúp người học tìm ra kiến thức. Mặt khác, hóa học là một bộ môn khó và mang tính chất trừu tượng cao, đặc biệt là phần bài tập về hiệu suất phản ứng lại càng khó và rất mới mẻ đối với học sinh lớp 9 THCS. Hóa học là môn khoa học cơ bản trong nhà trường, nó góp phần hình thành nhân cách và là cơ sở để học tập, nghiên cứu khoa học, lao động sản xuất tạo ra của cải vật chất cho xã hội. Trong những năm qua cùng với sự đổi mới phương pháp, sử dụng các kĩ thuật dạy học trên cả nước. Mỗi thầy cô giáo chúng ta phải có nhiệm vụ xây dựng cho mình một phương pháp giảng dạy tích cực để khắc phục phương pháp giảng dạy thụ động truyền thụ kiến thức một chiều. Vì vậy việc tìm ra phương pháp nâng cao chất lượng dạy học là một vấn đề cực kì quan trọng. Với mong muốn được góp một phần nhỏ bé để thực hiện tốt nhiệm vụ trên, với kinh nghiệm giảng dạy nhiều năm, tôi đã tích lũy được một số kinh nghiệm giúp giáo viên làm tốt việc hướng dẫn học sinh có kĩ năng thành thạo trong việc giải các bài tập về hiệu suất phản ứng. Từ đó xây dựng cho các em niềm ham mê nghiên cứu, ham thích học tập bộ môn, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục của nhà trường. Muốn học tốt, dạy tốt môn hóa học không thể thiếu kĩ năng này và đây cũng chính là nền tảng để các em tiếp thu tốt môn hóa học bậc THPT. Do đó, nội dung chủ yếu của kinh nghiệm này là một số kinh nghiệm của bản thân đã rút ra trong quá trình giảng dạy trực tiếp môn hóa học 9 tại trường THCS An Lộc, với kinh nghiệm này tôi mong muốn giúp đỡ các em nâng cao kĩ năng giải một số dạng bài tập về hiệu suất phản ứng. Để đạt được những mục đích trên, ngoài việc nắm chắc kiến thức cơ bản của chương trình, các em phải được cọ sát với việc giải một số bài tập khó, đa dạng. Vì vậy đòi hỏi các em phải biết vận dụng nội dung kiến thức, phương pháp thích hợp để tìm ra đáp án đúng cho bài tập về hiệu suất phản ứng. 2
3. May mắn cho tôi ngay từ khi ra trường được Ban Giám Hiệu tin tưởng giao cho dạy lớp 9 và bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi môn hóa thi các cấp. Từ đó, tôi có cơ hội tiếp cận nhiều hơn với chương trình ôn thi học sinh giỏi các cấp. Chuyên đề này cũng là chuyên đề tôi yêu thích tích lũy được và chuyển từ nội dung đã áp dụng ôn luyện học sinh giỏi tham gia thi cấp thị và cấp tỉnh. Và tôi nhận thấy nội dung chuyên đề này gặp rất nhiều trong đề thi học sinh giỏi và chiếm 2 điểm trong thang điểm 20, mà học sinh lại hay sai sót khi làm phần này nên tôi quyết định viết chuyên đề “Phương pháp giảng dạy dạng toán về hiệu suất phản ứng”. Chuyên đề này tuy không phải là một nghiên cứu khoa học mới lạ mà nó rất quen thuộc với nhiều giáo viên nhưng tin chắc rằng đây là những nội dung truyền đạt cách gợi ý học sinh như thế nào để học sinh dễ hiểu nhất, vận dụng cách làm bài tốt hơn. Cung cấp cho học sinh kiến thức lý thuyết từ cơ bản (theo chương trình SGK Hóa 8, 9) đến mở rộng, nâng cao. Mặt khác từ kiến thức cơ bản học sinh có thể vận dụng dễ dàng vào các bài tập cụ thể. Phân dạng bài tập (dạng thuận tính hiệu suất theo chất tham gia hoặc theo sản phẩm và dạng toán nghịch là tính khối lượng chất tham gia hoặc sản phẩm khi biết hiệu suất phản ứng), mỗi dạng có đưa ra hướng chung nhất để giải. Hệ thống bài tập cho từ dễ đến khó, từ cơ bản đến nâng cao, sau cùng là các bài tập tổng hợp và các bài tập không theo khuôn mẫu buộc học sinh phải có khả năng tư duy sáng tạo kết hợp với kiến thức cơ bản đã biết để giải. Trong mỗi bài tập cụ thể chủ yếu là phân tích đề bài, chỉ ra hướng giải, mục đích chính là làm cho học sinh hiểu vấn đề, để từ đó các em có thể vận dụng vào các bài tập tương tự. Phân bố thời gian phù hợp để vừa dạy lý thuyết vừa hướng dẫn các dạng bài tập để khi dạy xong phần lý thuyết cũng hoàn tất các dạng bài tập. B/ Nội dung sáng kiến: * Trước hết, giáo viên cần cho học sinh biết ý nghĩa của hiệu suất phản ứng: Hiệu suất của phản ứng đặc trưng cho năng suất tạo ra sản phẩm từ phản ứng đó, cho biết mức độ của phản ứng xảy ra ở điều kiện thực tế (thường cho trong bài tập). * Giáo viên đưa ra các công thức tính hiệu suất phản ứng: 3
4. - Dựa vào chất tham gia: - Dựa vào sản phẩm: * Giáo viên giới thiệu các dạng bài thuộc hiệu suất phản ứng: I/ Dạng toán thuận: 1/ Tính hiệu suất theo chất tham gia: Phương pháp giải: - Viết phương trình phản ứng xảy ra (có thể viết sơ đồ cho nhanh). - Dựa vào phương trình đã cho, tính khối lượng chất tham gia phản ứng theo phương trình phản ứng. - Dựa vào công thức tính hiệu suất : , ta sẽ tìm hiệu suất. Vd: Nung 500 gam CaCO3 sau một thời gian thu được 224 gam CaO. Tính hiệu suất phản ứng. Giải: CaCO3 CaO + CO2 100 56 gam 400 224 gam Hiệu suất của phản ứng: 2/ Tính hiệu suất theo sản phẩm: Phương pháp giải: - Viết phương trình phản ứng xảy ra (có thể viết sơ đồ cho nhanh). - Dựa vào phương trình đã cho, tính khối lượng chất tạo thành theo phương trình phản ứng. 4
5. - Dựa vào công thức tính hiệu suất: , ta sẽ tìm hiệu suất. Vd: Nung 500 gam CaCO3 sau một thời gian thu được 224 gam CaO. Tính hiệu suất phản ứng. Giải: CaCO3 CaO + CO2 100 56 gam 500 280 gam Hiệu suất của phản ứng: II/ Dạng toán nghịch: 1/ Cho hiệu suất, tính khối lượng chất tham gia phản ứng: Phương pháp giải: - Viết phương trình phản ứng xảy ra (có thể viết sơ đồ cho nhanh). - Dựa vào phương trình đã cho, tính khối lượng chất tham gia phản ứng. - Dựa vào công thức tính hiệu suất: , ta sẽ tìm khối lượng cần dùng của chất đề yêu cầu. Vd: Trong công nghiệp, người ta sản xuất phân đạm urê bằng cách cho khí NH3 tác dụng với CO2 (nhiệt độ và áp suất cao, có xúc tác) : t 0 CO2 + NH3  CO(NH2)2 + H2O Tính thể tích CO2, NH3 (ở đktc) cần lấy để sản xuất 10 tấn urê. Biết hiệu suất phản ứng 80%. t 0 Giải : CO2 + 2NH3  CO(NH2)2 + H2O 22,4(l) 44,8 (l) 60 (g) 3733m3 7467m3 10 tấn Với H = 80% thì thể tích CO2, NH3 (ở đktc) cần lấy: 5
6. 2/ Cho hiệu suất, tính khối lượng chất tạo thành: Phương pháp giải: - Viết phương trình phản ứng xảy ra (có thể viết sơ đồ cho nhanh). - Dựa vào phương trình đã cho, tính khối lượng chất tạo thành. - Dựa vào công thức tính hiệu suất: , ta sẽ tìm khối lượng của sản phẩm thực tế thu được. Vd: Cho luồng khí H2 đi qua 16 gam CuO nung nóng với H = 70% thu được hỗn hợp chất rắn A. Tính khối lượng của A? Giải : Với H = 70% thì = 16 . 70% = 11,2 (g) H2 + CuO Cu + H2O 80 64 gam 11,2 8,96 gam A gồm : Cu sinh ra và CuO dư Khối lượng của A: 8,96 + (16 – 11,2) = 13,76 gam. Lưu ý: Nếu một quá trình sản xuất xảy ra nhiều giai đoạn thì ta phải tính hiệu suất chung của quá trình: 6
7. Giả sử một quá trình xảy ra nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn có một hiệu suất riêng thì hiệu suất chung của quá trình bằng tích các hiệu suất thành phần: A B H chung = Vd: Người ta điều chế C2H2 từ than và đá vôi theo sơ đồ : 95% 80% 90% CaCO3  CaO  CaC2  C2H2 Với hiệu suất mỗi phản ứng ghi trên sơ đồ. Tính lượng đá vôi chứa 75% 3 CaCO3 cần điều chế được 2,24 m C2H2 (ở đktc) theo sơ đồ trên. Giải: Đổi : 2,24 m3 = 2240 (l) 95% 80% 90% CaCO3  CaO  CaC2  C2H2 100(g) 22,4 (l) 10000 (g) 2240 (l) Hiệu suất chung của quá trình: H chung = 95% . 80% . 90% = 68,4%. Khi cho học sinh thực hiện bài tập cần hướng dẫn học sinh tóm tắt khái quát đề bài => Từ đó, thấy được đề cho những dữ kiện nào và yêu cầu tính nội dung gì, sau đó xác định dạng bài và đưa ra cách giải, đồng thời khẳng định được nội dung nào liên quan đến dạng toán về hiệu suất, nội dung nào liên quan đến dạng toán về tạp chất. Vd: Từ 3 tấn quặng pirit sắt (chứa 58% FeS2 về khối lượng, phần còn lại là các tạp chất trơ) điều chế được bao nhiêu tấn dung dịch H2SO4 98% biết hiệu suất chung của quá trình phản ứng đạt 70%? 7
8. - Nội dung học sinh rút ra được: Lượng tạp chất trong bài là 42%; Hiệu suất quá trình đạt 70%. Đây là dạng bài toán nghịch: Cho biết hiệu suất phản ứng, yêu cầu tính lượng chất tạo thành và lại thuộc dạng đề qua nhiều giai đoạn phản ứng nên viết sơ đồ phản ứng để tiến hành bài giải cho nhanh. Giải: FeS2 2SO2 2SO3 2H2SO4 120 196 g 1,74 2,842 tấn Với H = 70% thì Khối lượng dung dịch H2SO4 98% điều chế được: Bên cạnh đó, còn có dạng bài chất tham gia không phản ứng hết mà chỉ phản ứng một lượng nhất định nào đó. Với dạng bài như vậy, ta phải gọi ẩn là lượng chất tham gia đã phản ứng rồi tiến hành lập 3 bước trong phương trình đó là: Lượng ban đầu, lượng phản ứng và lượng sau phản ứng. Từ đó, tính toán để xác định ẩn và tìm hiệu suất. Vd: Cho 14 lít khí H2 và 4 lít khí N2 vào bình phản ứng. Sau phản ứng thu được 16,4 lít hỗn hợp khí (Các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). a/ Tính hiệu suất tổng hợp NH3. b/ Tính thể tích NH3 thu được. t 0 Giải: a) N2 + 3H2  2NH3 Ban đầu: 4 14 0 (l) => Vì các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất nên tỉ lệ về số mol chính là tỉ lệ về thể tích. Và theo phương trình ta thấy nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn thì lượng H2 dư. Do đó, lượng các chất tính theo N2. Gọi x là thể tích N2 đã phản ứng. 8
9. t 0 N2 + 3H2  2NH3 Ban đầu: 4 14 0 (l) Phản ứng: x 3x 2x (l) Sau phản ứng: (4 – x) (14 – 3x) 2x V hỗn hợp khí sau phản ứng =  (4 – x) + (14 – 3x) + 2x = 16,4 => x = 0,8 Hiệu suất tổng hợp NH3 : H = b/ Thể tích NH3 thu được: 2. 0,8 = 1,6 (l) C/ Khả năng áp dụng của sáng kiến: Sáng kiến này được áp dụng cho học sinh giỏi hóa lớp 9 trường THCS An Lộc và giới hạn ở nội dung bài tập về hiệu suất phản ứng ở cấp trung học cơ sở, còn được áp dụng cho các lớp nâng cao luyện thi chuyên. - Những thông tin cần được bảo mật: Không có. - Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến: a. Về phía giáo viên: Tôi cũng nhận thấy một vài khó khăn cần được giải quyết đối với dạng bài tập về hiệu suất phản ứng là ở trường các loại sách tham khảo về môn hóa học 9 cho giáo viên và học sinh có nhưng chưa đa dạng cho đội ngũ học sinh giỏi cũng như học sinh chưa có cơ hội để mượn sách tham khảo về nhà đồng thời đội ngũ học sinh giỏi thi môn hóa học chưa thực sự hứng thú khi chọn thi môn hóa. Vì vậy để tăng sự hứng thú hơn ở các em và cũng rèn cho các em có khả năng nhớ tốt các công thức để vận dụng làm bài tập và các dạng bài tập về hiệu suất phản ứng ở các sách tham khảo hầu như chưa được phân loại, chưa hướng dẫn cách tiến hành dạng bài này nên bản thân tôi có một số ý kiến như trong nội dung của sáng kiến đã viết ở trên. b. Về phía học sinh: Đây chính là kiến thức trong tương lai giúp các em sẽ làm tốt bài tập hóa học khi vào cấp 3, khi thi các cấp học cao hơn (cao đẳng, đại học) trở thành những người có ích cho xã hội. - Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng sáng kiến theo ý kiến của tác giả: Trong quá trình áp dụng sáng kiến vào quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi ở khối 9 trong thời gian qua, tôi đã chọn lựa các dạng với các mức độ phù hợp rồi yêu 9
10. cầu học sinh thực hiện với phương pháp tự hiểu, sau đó tôi đưa ra phương pháp như đã giới thiệu ở trên rồi yêu cầu học sinh vận dụng làm các bài tập tương tự và kèm cả các bài với mức độ khó hơn thì nhận thấy kết quả như sau: Thực hiện với các bài có cùng mức độ trung bình (như các bài thuộc ví dụ với các dạng I, II như đã đưa ra ở phần - Nội dung bên trên) : Phương pháp nghiên Thời gian hoàn Số hs hoàn Phần trăm cứu thành thành/Tổng đạt được số hs Không áp dụng sáng 10 – 15 phút và đối 6/10 60% kiến với bài khó học sinh không làm được vì không nhớ công thức. Khi có áp dụng sáng 5 – 7 phút và làm 10/10 100% kiến tốt các dạng bài tập. Còn khi thực hiện với các bài ở mức độ khó như phần lưu ý thì khi không áp dụng phương pháp như tôi đã đưa ra, học sinh thường không đưa ra kết quả đúng. c. Bài học: + Giáo viên cần hệ thống các dạng bài theo mức độ từ dễ đến khó và phân ra các dạng bài. Sau khi đọc đề xong sẽ yêu cầu học sinh xác định dạng bài rồi đưa ra cách giải. + Giáo viên cần xoáy sâu giữa nội dung dạng toán về hiệu suất so với dạng toán về tạp chất để học sinh tránh bị nhầm lẫn. + Sau khi học sinh đã được hướng dẫn tất cả các nội dung chuyên đề bồi dưỡng thì giáo viên sẽ cho học sinh làm dạng bài tổng hợp. Từ đó, cho học sinh xác định được phần dữ liệu nào liên quan đến từng dạng toán hiệu suất. + Yêu cầu học sinh tự đọc thêm các loại sách tham khảo và tìm các bài tập về dạng bài này rồi chia sẻ cho các bạn trong nhóm bồi dưỡng cùng xác định được dạng bài cho các bài tập đó. 10
11. + Trong quá trình giảng dạy phải coi trọng việc hướng dẫn học sinh con đường tìm ra kiến thức mới, khơi dậy óc tò mò, tư duy sáng tạo của học sinh, tạo hứng thú trong học tập, dẫn dắt học sinh từ chỗ chưa biết đến biết, từ dễ đến khó. - Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng sáng kiến theo ý kiến của tổ chức, cá nhân đã tham gia áp dụng sáng kiến lần đầu, kể cả áp dụng thử (nếu có): Tôi (chúng tôi) xin cam đoan mọi thông tin nêu trong đơn là trung thực, đúng sự thật và hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật. Hưng Chiến, ngày 21 tháng 01 năm 2021 Người nộp đơn (Ký và ghi rõ họ tên) Đào Diễm Thúy 11