SKKN Dùng phép lợi thế để giải nhanh một số bài toán hữu cơ dành cho thi Tốt nghiệp, Cao đẳng và Đại học khối A và B

Nội dung tóm tắt: SKKN Dùng phép lợi thế để giải nhanh một số bài toán hữu cơ dành cho thi Tốt nghiệp, Cao đẳng và Đại học khối A và B

1. PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Lý do chọn đề tài: Trước tình hình thay đổi cách kiểm tra, đánh giá đối với học sinh trung học phổ thông đòi hỏi mỗi học sinh phải có phương pháp giải nhanh các bài toán dù dễ hay khó với thời gian ngắn bắt buộc chỉ có hơn một phút cho mỗi câu hỏi. Do vậy nếu học sinh giải theo phương pháp cũ sẽ mất nhiều thời gian và không đủ thời gian để hoàn thiện bài, sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến kết quả kiểm tra. Trước sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, đưa khoa học vào đời sống trong đó hoá học đã góp phần không nhỏ, vì vậy đòi hỏi người thầy giáo cũng phải thay đổi cách dạy, cách tư duy phù hợp với sự phát triển đó. Khi thử nghiệm với mọi đối tượng học sinh kể cả học sinh có học lực trung bình và yếu cũng áp dụng phương pháp này vào làm bài kiểm tra có hiệu quả. Sau thời gian dài nghiên cứu, theo dõi một số bài tập về hoá hữu cơ của nhiều tác giả và nhiều đề thi tốt nghiệp, đề thi đại học khối A,B các năm 2003-2008. 2009, 2010, nếu học sinh giải theo phương pháp thông thường sẽ mất nhiều thời gian, khi sử dụng phép lợi thế thấy học sinh giải quyết nhanh, chính xác vấn đề. Vì thế tôi quyết định viết đề tài: “Dùng phép lợi thế để giải nhanh một số bài toán hữu cơ dành cho thi tốt nghiệp, cao đẳng và đại học khối A và B” . 1.2. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu: Chương trình hoá học hữu cơ lớp 11, 12 Đối tượng nghiên cứu: Áp dụng cho tất cả các đối tượng học sinh lớp 11,12 1.3. Mục đích nghiên cứu: Căn cứ vào mục tiêu của đề tài nhằm nâng cao kết quả học tập của học sinh, giúp các em giải bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập, các đề thi tốt nghiệp, đề thi đại học và cao đẳng nhanh, hiệu quả cao hơn, thông qua đó rèn luyện được tính tư duy, sáng tạo trong học tập và phương pháp phân tích tổng hợp các dữ kiện của học sinh cũng thông minh hơn. Đối với giáo viên cũng phải thay đổi cách dạy phù hợp mới đáp ứng được yêu cầu. Tóm lại mục đích chính giúp người học, người dạy cách tư duy sáng tạo mới, với thời gian ngắn nhất mà vẫn giải quyết có hiệu quả các đề kiểm tra, đánh giá. 1.4. Điểm mới trong kết quả nghiên cứu: Điểm mới của đề tài giúp người dạy, người học giải quyết chính xác, nhanh nhất, ngắn gọn nhất trước các bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập, trong các tài liệu, đề kiểm tra, đề thi tốt nghiệp, thi cao đẳng và đại học . 1
2. PHẦN 2: NỘI DUNG 2.1. Cơ sở lý luận Trên cơ sở thâu tóm các dữ kiện đã biết học sinh biết cách vận dụng vào học tập giải quyết các vấn đề tưởng như không giải quyết được hoặc diễn giải dài dòng mới xong. Vì thế đề tài giúp học sinh loại bỏ được phương pháp giải quyết vấn đề theo phương pháp truyền thống trước đây. 2.2 Thực trạng của vấn đề: Căn cứ vào chương trình hoá học hữu cơ học sinh được học ở khối 11, 12. Căn cứ vào các bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập, các đề thi tốt nghiệp, cao đẳng và đại học. Để giải quyết các loại bài tập theo phương pháp truyền thống sẽ mất nhiều thời gian ảnh hưởng đến kết quả học tập. Vì vậy để giải quyết vấn đề này một cách gọn tôi đưa ra phương pháp giải quyết sau: Ví dụ: Khi đốt cháy một hyđrocacbon no có công thức CnH2n+2 (3n 1) o C H O  t nC0 ( n 1) H 0 n2 n 22 2 2 2 Đây chính là nội dung của phương pháp lợi thế để giải quyết bài toán nhanh nhất đối với việc tìm công thức của rượu đơn chức, đa chức. Mở rộng vấn đề trên cho hỗn hợp các chất hữu cơ ta cũng giải quyết như trên với số nguyên tử cacbon trung bình: Ví dụ: Có 2 chất hữu cơ cùng chức CnH2n+2Oz và CmH2m+2 Oz m n Ta đặt n . Khi đó ta có 2 3n 1 z 0 C H O ( ) O  t nCO ( n 1) H O n2n 2 z 2 2 2 2 Ta có:n 1 n n n gốc hyđrocacbon no. H2 O CO 2 2.3. Các biện pháp đã tiến hành để giải quyết vấn đề: Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 3 gam một hyđrocacbon A thu được 4,48 lit CO2(đktc) và 5,4 gam H2O, biết tỷ khối hơi của A so với hyđro bằng 15. Lập công thức phân tử của hyđrocacbon A? * Giải bằng phương pháp thông thường ở sách giáo khoa ta làm như sau: - Tính MA = 15.2 = 30 - Tính lượng C trong 3 gam A Cứ 22,4 lit CO2 có 12 gam C Vậy 4,48 lit CO2 có x gam C x = 2,4 gam -Tính lượng hyđro trong A Cứ 18 gam H2O có 2 gam H Vậy 5,4 gam H2O có 0,6 gam H -Tìm số nguyên tử C, H trong 1 mol A Theo bài ra ta có: + Tìm số nguyên tử C Cứ 2 gam A có 2,4 gam C Vậy 30 gam A có 24 gam C 2
3. 24 Suy ra số nguyên tử C bằng 2 12 + Tìm số nguyên tử hyđro: Cứ 3 gam A có 0,6 gam H Vậy 30 gam A có 6 gam H 6 Suy ra số nguyên tử H bằng 6 1 Vậy công thức phân tử của A là C2H6 * Giải theo phương pháp lợi thế chỉ cần tính: 4,48 n 0,2 mol CO 2 22, 4 5,4 n 0,3 mol HO2 18 n n A là ankan H2 O CO 2 n n 1 0,3 Ta có HO2 n 2 n n 0, 2 CO2 Vậy chất A là C2H6 Ví dụ 2: Đề thi tốt nghiệp THPT năm 2003 Đốt cháy a gam một rượu đơn chức phản ứng kết thúc thu được 8,1 gam nước và 6,72 lit CO2 (đktc). Công thức phân tử của rượu A là: A. CH3OH B. C2H5OH C. C3H7OH D. C4H7OH * Giải bằng phương pháp thông thường ta có: Gọi công thức của rượu đơn chức là: CxHyO y to y Ta có: Cx H y O x O2  xCO 2 H 2 O 4 2 8,1 n 0,45 mol HO2 18 6,72 n 0,3 mol CO2 22, 4 n x0,45 y Ta có: HO2 3 n0,5 y 0,3 x CO2 Nếu x 1 y 3(loại) x 2 y 6(nhận) x 3 y 9(loại) Vậy công thức của rượu đơn chức là: CHO2 6 * Giải bằng phép lợi thế n 0, 45 mol HO2 n 0,3 mol Rượu no đơn chức ta có: CO2 3n o C H OH O  t nCO ( n 1) H O n2 n 12 2 2 2 3
4. n 1 0, 45 Ta có: n 2 n 0,3 Vậy công thức của rượu A là: C2 H 5 OH Ví dụ 3: Đề thi đại học khối A năm học 2008 Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp M gồm hai rượu X, Y là đồng đẳng kế tiếp của nhau thu được 0,3 mol CO2 và 0,425 mol HO2 Mặt khác, cho 0,25 mol hỗn hợp M tác dụng với Na (dư) thu được chưa đến 0,15 mol H2 . Công thức phân tử của X, Y là: ACHOCHO. , CCHOCHO. , 2 6 2 3 8 2 3 6 4 8 B. C2 H 6 O , CH 4 O DCHOCHO. 2 6 , 3 8 * Giải theo phương pháp thông thường Vì 0,25 mol M chưa đến 0,15 mol H2 . Do vậy rượu X, Y phải là đơn chức ta có: y1 o y C H O () x O  t xCO H O x y 4 22 2 2 2 x 0,3 y 2,8 3 Ta có: 0,5y 0,425 x 1 1 x 1 y 3(loại) x 2 y 6(loại) x 2,5 y 7(nhận) Vậy rượu X, Y là: CHO2 6 và CHO3 8 Đáp án đúng là: D * Giải bằng phép lợi thế Ta có: n HO2 > n CO2 n 1 0,425 n 2, 4 n 0,3 Vậy rượu X, Y là: CHO2 6 và CHO3 8 Đáp số đúng là: D Ví dụ 4: Đề thi đại học khối A năm 2009 Cho hỗn hợp X gồm 2 ankol đa chức mạch hở thuộc dãy đồng đẳng, đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X trong không khí thu được CO2 và H2O có tỉ lệ mol tương ứng là 3:4. Hai ankol đó là: A. C2 H 4()() OH 2 vµ C 3 H 6 OH 2 C. C2 H 4( OH ) 2 vµ C 4 H 8 ( OH ) 2 B. C2 H 5 OH vµ C 4 H 9 OH D. C3 H 5( OH ) 3 vµ C 4 H 7 ( OH ) 3 *Giải bằng phương pháp lợi thế Ta có: n n gốc hyđrocacbon no H2 O CO 2 n 1 4 Ta có n 3 n 3 Vậy hai ankol là: C2 H 4( OH ) 2 vµ C 4 H 8 ( OH ) 2 Đáp án đúng: C Ví dụ 5: Đề thi đại học khối A năm 2008 4
5. Đốt cháy hoàn toàn một ankol đa chức mạch hở X thu được H2O và CO2 với tỉ lệ số mol tương ứng 3:2 , công thức phân tử của X là: A. CHO2 6 2 B. CHO2 6 C. CHO3 8 2 D. CHO4 10 2 * Giải bằng phương pháp lợi thế n 1 3 Ta có: n 2 n 2 Vì rượu đa chức nên đáp số đúng A Ví dụ 6: Trong một bình kín dung tích 20 lit chứa oxy ở 00c và 0,56 atm. Bơm thêm vào bình m gam hỗn hợp 2 ankan ở thể khí đứng liên tiếp trong dãy đồng 0 đẳng đo được áp suất p1 ở 25 c. Bật tia lửa điện để phản ứng xảy ra hoàn toàn sau 0 đó đưa bình về 136,5 c đo được áp suất p2. Dẫn sản phẩm cháy vào bình nước vôi trong dư thấy khối lượng bình tăng 14,72 gam và tạo ra 22 gam kết tủa. Lập công thức phân tử hai ankan? Với bài toán này nếu giải bằng phương pháp truyền thống sẽ rất dài. Nhưng nếu giải bằng phương pháp lợi thế rất đơn giản: Ta có: n n 0,22mol m 9,68 gam CO2 CaCO 3 CO 2 14,72 9,68 n 0,28 mol HO2 18 Gọi n số nguyên tử các bon 2 ankan n 1 0, 28 Ta có: 3,66 . n 0,22 Vậy công thức của 2 ankan là: C3H8 và C4H10 Ví dụ 7: Một hỗn hợp khí A gồm hai hiđrocacbon liên tiếp trong dãy đồng đẳng. Khi đốt cháy V lit khí A thu được 3,2 lit khí CO2 và 4,2 lit hơi nước (ở cùng một điều kiện nhiệt độ, áp suất). Lập công thức phân tử của hai chất. * Giải bằng phương pháp truyền thống Đặt công thức trung bình của 2 hiđrocacbon là: CHx y Phương trình phản ứng: y t 0 y Cx H y x O x CO H O 4 2 2 2 2 y y 1 lit x lit x lit lit 4 2 1 lit CHx y 3,2 lit CO2 4,2 lit H2O n V 4, 2 21 HOHO2 2 n V 3, 2 16 CO2 CO 2 n 42 21 H x 2 nC 16 8 Do đó: Hai hiđrocacbon là hai ankan Đặt công thức phân tử trung bình hỗn hợp A là: CH n2 n 2 5
6. n 2n 2 21 Ta có: H n 3, 2 n 8 C n Vậy công thức phân tử của 2 ankan là: CnH2n + 2 và Cn + 1H2n + 4 CH3 8 n < 3,2 < n + 1 n = 3 n + 1 = 4 CH4 10 * Giải bằng phương pháp lợi thế Ta có: Trong cùng một đk nhiệt độ và áp suất thì tỉ lệ về thể tích cũng là tỉ n V 4,2 lệ số mol: HOHO2 2 1 n V 3, 2 CO2 CO 2 Hai hiđrocacbon là hai ankan. Đặt công thức phân tử trung bình hỗn hợp A là: CH n2 n 2 3n 1 t0 C H O2  nCO 2 n 1 H 2 O n2 n 2 2 1mol n mol n 1 mol n n 1 4,2 HO2 n 3, 2 n 3, 2 CO2 n CH3 8 Vậy công thức phân tử của hai hiđrocacbon là: CH4 10 Kết luận: Thông qua một số ví dụ trên ta thấy rõ ràng dùng phép lợi thế để giải quyết những bài toán có liên quan đến gốc hiđrocacbon và dẫn xuất của chúng đã hơn hẳn phương pháp giải quyết vấn đề bằng phương pháp thông thường cả về tính trí tuệ và thời gian giúp cho học sinh tự tin để làm bài và có nhiều thời gian để giải quyết các vấn đề khác. Vì vậy kết quả thi của học sinh sẽ cao hơn. 2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm - Áp dụng dễ dàng với mọi đối tượng học sinh yếu trung bình, khá, giỏi đang theo học chương trình hoá học lớp 11, 12 phổ thông và các giáo viên đang dạy khối này. - Áp dụng cho mọi đề thi tốt nghiệp, cao đẳng và đại học khối A và khối B vào dạng bài tập này các em sẽ giải được 100% với thời gian ngắn nhất giúp cho người dạy và người học thay đổi phương pháp tư duy, biết vận dụng những điều đã học để giải quyết vấn đề chưa biết đem lại niềm tin cho người dạy và người học. 6
7. PHẦN 3: KẾT LUẬN 3.1. Những bài học kinh nghiệm Bài học thứ nhất: Ý nghĩa của SKKN đó là bài học về tính sáng tạo đây là điểm mấu chốt để giải quyết mọi vấn đề về mặt kiến thức mà giáo viên thường mắc phải do đó tỷ lệ đỗ cao đẳng, đại học của các trường miền núi thường rất thấp bởi lẽ giáo viên chỉ dạy theo chương trình hướng dẫn của SGK họ không biết rằng dạy theo chương trình SGK mới đủ để hình thành và xây dựng các khái niệm cơ bản, là vấn đề ban đầu khi tiếp thu kiến thức mới. Còn ở mức độ thi cao đẳng và đại học lại khác, đòi hỏi người học phải biết vận dụng, tư duy theo mức độ khó tăng dần tỷ lệ Tốt nghiệp – cao đẳng – đại học khối A, B. Ví dụ trong cùng một kì thi cùng giải quyết một vấn đề ở khối A, B cũng đã thể hiện mức độ tư duy của học sinh cũng khác hẳn nhau: Ví dụ: Đề thi ĐH khối B năm 2008 Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 tác dụng với HCl dư sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 7,62 gam nước FeCl2 và m gam muối FeCl3 - Tính m? Coi Fe3 O 4 là FeO.Fe2 O 3 bài toán có hai phần : Phần tạo FeCl2 Phần tạo FeCl3 Nhưng ở đề thi đại học khối A đòi hỏi cao hơn Ví dụ: Hoà tan 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 bằng dung dịch HNO3 loãng dư sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 6,72 lit khí NO (đktc) và m gam muối. Tính giá trị của m? Bài toán có hai phần: Phần một cho nhận e; Phần hai không cho nhận e. Rõ ràng qua 2 ví dụ trên ta thấy cùng một dạng bài toán song 2 cách giải đòi hỏi mức độ tư duy hoàn toàn khác nhau với đề thi ở khối B chỉ cần vận dụng kiến thức đã học ở lớp 10 rồi nâng cao là giải được ở khối A cũng giải quyết vấn đề như nhau song đòi hỏi vận dụng cao hơn khó hơn mới giải quyết được. Bài học thứ 2: Về tính ham hiểu biết luôn có ý tưởng tìm tòi cái mới và phát hiện cái mới. Trước sự lớn mạnh của khoa học kỹ thuật đòi hỏi ngành giáo dục phải tạo ra những lớp trẻ say mê học hỏi thích tìm ra cái mới. Vì vậy việc đưa phép lợi thế vào bài học cho học sinh cũng nhằm mục đích đó. Thông qua những bài giải hay sẽ kích thích được tính tò mò, ham hiểu biết của học sinh qua đó từng bước phá vỡ nếp học, nếp suy nghĩ truyền thống để vươn tới sự sáng tạo. Vì vậy vai trò của người thầy phải vừa là người hướng đạo vừa là xúc tác cho ý tưởng mới của học sinh, có như vậy dần dần các em mới chiếm lĩnh được đỉnh cao của khoa học Bài học thứ 3: Đổi mới phương pháp sinh hoạt chuyên môn. Như chúng ta đã biết muốn có trò giỏi phải có thầy giỏi, nhưng trong thực tế giáo viên giỏi không nhiều, do vậy nâng cao chất lượng chuyên môn cho giáo viên là việc làm thiết thực và cần thiết để giải quyết vấn đề này nhất thiết phải thay đổi phương pháp sinh hoạt chuyên môn. Từ trước đến nay mức độ sinh hoạt 7
8. tổ chuyên môn mới chỉ dừng ở mức tổ trưởng kiểm điểm ưu nhược điểm của tháng trước kế hoạch của tháng này, phổ biến chủ trương của nhà trường Đã không đem lại kết quả gì cho bồi dưỡng chuyên môn. Vì vậy sinh hoạt chuyên môn cần thay đổi các công việc trong tháng nên giải quyết ở mức độ thông báo, phố biến. Còn thời gian chính cho sinh hoạt nhóm chuyên môn ở đây ta có thể phổ biến, trao đổi sáng kiến kinh nghiệm cho giáo viên. + Huy động giáo viên nghiên cứu tìm tòi sáng tạo ra cái mới. + Tháo gỡ những vướng mắc của giáo viên. + Trao đổi với nhau những bài hay, bài khó hoặc phương pháp dạy có hiệu quả. Tôi mong rằng với SKKN này sẽ giúp học sinh phần nào đạt kết quả cao trong các kì thi. 3.2. Ý nghĩa của sáng kiến kinh nghiệm Đổi mới phương pháp chỉ đạo sinh hoạt chuyên môn, lấy chủ đề sinh hoạt nhóm chuyên môn làm chủ đạo tập chung vào vấn đề dạy thế nào, học thế nào để có hiệu quả cao nhất Khả năng ứng dụng, triển khai kết quả sáng kiến kinh nghiệm ở tất cả các trường THPT và sử dụng lâu dài nhiều năm. 3.3. Khả năng ứng dụng triển khai Với mọi đối tượng học sinh phổ thông khối 11, 12. 3.4. Những kiến nghị đề xuất Khi đề tài của tôi được xác nhận đề nghị cấp trên cho phép phát hành phổ biến tới các trường THPT để giáo viên và học sinh tham khảo. 8
9. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Các đề thi hoá học. 2. Các đề thi ĐH – CĐ khối A,B các năm. 3. Nguyễn Đình Chi (2007), Bồi dưỡng hoá học 11, NXB ĐHQG Hồ Chí Minh. 4. PGS.TS Nguyễn Xuân Trường, TS.Trần Trung Ninh (2006), Bài học hoá học chọn lọc THPT, NXB ĐHQG Hồ Chí Minh. 5. Nguyễn Văn Thoại và Đào Hữu Vinh (2007), Tuyển chọn những đề thi ĐH – CĐ môn Hoá, NXB GD. 9
10. SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MÔN HÓA HỌC được sưu tầm và chia sẻ bởi HÓA HỌC MỖI NGÀY Mọi thắc mắc và trao đổi liên quan đến vấn đề Hóa học, các bạn vui lòng liên hệ theo : Website: www.hoahocmoingay.com Email: hoahocmoingay.com@gmail.com FB Fanpage & Youtube: Hóa Học Mỗi Ngày 10