Phương pháp giải các bài toán xác định công
thức hợp chất hữu cơ chương trình hóa học
trung học phổ thông

Nguyễn Thị Bích Phương

Trường Đại học Giáo dục
Luận văn Thạc sĩ ngành: Lý luận & Phương pháp dạy học; Mã số: 60 14 10
Người hướng dẫn: PGS.TS. Vũ Ngọc Ban
Năm bảo vệ: 2011

Abstract: Nghiên cứu cách giải các bài toán xác định công thức hợp chất hữu cơ trong
sách giáo khoa, sách tham khảo và các tài liệu ôn luyện khác. Nghiên cứu thực tiễn
của việc giải các bài toán xác định công thức hợp chất hữu cơ của học sinh trung học
phổ thông (THPT) hiện nay. Trình bày phương pháp chung giải các bài toán xác định
công thức hợp chất hữu cơ. Tiến hành điều tra thực trạng học tập phần hoá học hữu cơ
nói chung và việc giải quyết các bài toán xác định công thức hợp chất hữu cơ nói riêng
của học sinh ở trường THPT trong thực nghiệm sư phạm.

Keywords: Phương pháp giảng dạy; Môn hóa học; Trung học phổ thông; Phương
pháp giải bài toán; Hợp chất hữu cơ

Content
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Bài toán hoá học có một vị trí rất quan trọng trong quá trình giảng dạy và học tập môn
hoá học. Đó vừa là mục tiêu, vừa là nội dung, vừa là phương pháp giảng dạy hữu hiệu … Nó
cung cấp cho học sinh không những kiến thức, niềm say mê môn học mà còn giúp cho học
sinh phát triển trí tuệ một cách sáng tạo.
Bài toán hoá học minh hoạ và làm chính xác kiến thức đã học; là con đường nối liền
giữa kiến thức thực tế và lý thuyết; là phương tiện để củng cố, đào sâu, ôn luyện, kiểm tra,

của học sinh THPT hiện nay.
- Đưa ra phương pháp chung giải các bài toán xác định công thức hợp chất hữu cơ.
- Tiến hành điều tra thực trạng học tập phần hoá học hữu cơ nói chung và việc giải
quyết các bài toán xác định công thức hợp chất hữu cơ nói riêng của học sinh ở trường THPT
trong đợt thực tập sư phạm
4. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu
- Khách thể nghiên cứu: Chương trình hoá học THPT
- Đối tượng nghiên cứu: Các bài toán xác định công thức hợp chất hữu cơ trong
chương trình hoá học THPT.
5. Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi nội dung: Các bài toán xác định công thức hợp chất hữu cơ thuộc chương
trình THPT

3
- Phạm vi về đối tượng: Học sinh lớp 11 - ban nâng cao của hai trường: trường THPT
Chuyên Hùng Vương, trường THPT Công Nghiệp Việt Trì
- Phạm vi về thời gian:
+ Thời gian tiến hành nghiên cứu bắt đầu từ tháng 1/2011
+ Thời gian thực nghiệm sư phạm từ tháng 01 /2011 đến tháng 12 /2011
6. Giả thuyết khoa học
Việc sử dụng phương pháp giải các bài toán xác định công thức hợp chất hữu cơ giúp
học sinh có được phương pháp tư duy giải toán hoá học thống nhất, dễ hiểu và dễ vận dụng,
giúp các em giải toán hoá học được tốt hơn, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học môn
hoá học ở trường phổ thông.
7. Phƣơng pháp nghiên cứu
Sử dụng phối hợp các phương pháp nghiên cứu sau:
* Nhóm các phương pháp nghiên cứu lí thuyết
* Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực tiễn
* Phương pháp thống kê toán học
8. Đóng góp của đề tài

Xu hướng phát triển của bài tập hoá học hiện nay hướng đến rèn luyện khả năng vận
dụng kiến thức, phát triển khả năng tư duy hoá học cho học sinh ở các mặt: lí thuyết, thực
hành và ứng dụng. Những bài tập có tính chất học thuộc trong các câu hỏi lí thuyết sẽ giảm
dần mà được thay bằng các câu hỏi đòi hỏi sự tư duy, tìm tòi, sáng tạo.
1.1.3. Tình hình chung của việc giải bài toán hoá học hiện nay
Hiện nay bên cạnh sách giáo khoa còn có khá nhiều các sách tham khảo về lí thuyết và
bài tập hoá học dành cho học sinh THPT. Các tài liệu này góp phần làm phong phú, đa dạng
thêm nhiều kiến thức lí thuyết cũng như các thể loại bài tập và các phương pháp giải bài tập
khác nhau cho học sinh.
Tuy nhiên việc đưa ra quá nhiều câu hỏi lí thuyết và bài tập, đưa ra nhiều cách cách
phân loại và phương pháp giải bài toán Hoá làm cho học sinh hết sức lúng túng. Với bài toán
xác định công thức hợp chất hữu cơ nói riêng, các em còn phải lựa chọn công thức hợp chất
hữu cơ như thế nào là đúng và hợp lí để viết các phương trình phản ứng, phải chọn cách giải
các phương trình thiết lập được như thế nào là thích hợp với các bài toán hữu cơ có số phương
trình lập được ít hơn ẩn số …
1.2. Phƣơng pháp chung giải các bài toán hóa học
1.2.1. Những công thức cần thiết giải quyết bài toán hoá học
Muốn chuyển đổi các đại lượng như nồng độ, thể tích, khối lượng của chất ra số
mol chất ta sử dụng 4 công thức chính:
STT
Công thức
Số mol chất
1
m = M.n
m
n
M


2

C
m V d


%. %. .
100%. 100%.
ddC m C V d
n
MM
 Chú ý: Trong công thức 4 đơn vị của thể tích là ml, khối lượng riêng là g/ml
Áp dụng các công thức trên với một hỗn hợp chất .Giả sử hỗn hợp gồm 2 chất khối
lượng là m
1
, m
2
có khối lượng mol là M
1
, M
2
và số mol là n
1
, n
2
ta có
1 1 2 2
12
hh

→
A
nn
a
b

B
=
CD
nn
aa
cd

; n
B
=
A C D
n n n
b b b
a c d

; v.v…
Nghĩa là, với phản ứng:

Ta có: hoặc

Ví dụ 2
Xét dãy biến hoá sau:
2A + 5B → C + 3D (1)
3C + E → 2G + 4H (2)
6
Lời giải
Theo các phản ứng (3), (2), (1) ta có:
n
K



2
5
n
H
; n
H



3
4
n
C
; n
C



2
1

ta xuất phát từ chất B và cũng xét quan
hệ giữa B và M bắc cầu qua các chất trung gian C và H ta có:
n
B


5.n
C
; n
C



4
3
n
H
; n
H



3
2
n
M
. Suy ra: n
B



 Ẩn số thường đặt là số mol của các chất trong hỗn hợp.
 Các phương trình được thiết lập bằng cách biểu thị mối quan hệ giữa các số
liệu cho trong bài (sau khi đã đổi ra số mol, nếu có thể được) với các ẩn số.
 Giải các phương trình sẽ xác định được các ẩn số, rồi dựa vào đó suy ra các đòi
hỏi khác nhau của bài toán.
Chúng ta nhận thấy cách giải các bài toán „không hỗn hợp” và các bài toán “hỗn hợp”
tuy có những điểm khác nhau, nhưng chúng đều thống nhất ở chỗ là đều dựa vào quan hệ giữa
số mol của các chất phản ứng và các công thức biểu thị quan hệ giữa số mol chất với khối

7
lượng, thể tích, nồng độ của chất. Đó chính là nội dung của phương pháp chung giải các bài
toán hoá học.
* * * *
* *

Hiện nay hình thức kiểm tra trắc nghiệm khách quan ngày càng phổ biến. Đặc điểm
của loại hình kiểm tra này là số lượng câu hỏi nhiều chính vì thế thời gian làm bài rất ngắn.
Với một số bài tập ta có thể áp dụng những cách giải nhanh để giải. Riêng với hóa hữu cơ có
hai cách giải được sử dụng nhiều nhất đó là định luật bảo toàn khối lượng và định luật bảo
toàn nguyên tố.
1.3. Áp dụng phƣơng pháp chung giải các bài toán hóa học để giải bài toán xác định
công thức hợp chất hữu cơ.
1.3.1. Phương pháp chung giải bài toán xác định công thức hợp chất hữu cơ
Các bài toán Hoá học, trong đó có bài toán xác định công thức hợp chất hữu cơ đều
được giải theo phương pháp chung nêu ở trên. Cụ thể, để xác định công thức của các chất hữu
cơ chỉ cần đặt số mol của các chất đó là a, b, c … và thiết lập quan hệ giữa các số liệu cho
trong bài (sau khi đã đổi ra số mol chất, nếu có thể được) với a, b, c … rồi giải các phương
trình sẽ suy ra được công thức của các hợp chất hữu cơ. Trong trường hợp các chất hữu cơ là
chất khí thì có thể thay a, b, c … bằng V
1

H
2n+2-2k-m
(OH)
m
với các
giá trị k, m tương ứng để viết các phản ứng. Còn trong trường hợp chưa rõ rượu thuộc lọai gì
thì công thức trên chỉ được chọn khi cần viết phản ứng cộng của rượu chưa no với H
2
, Br
2
…
Để viết phản ứng thế của rượu với kim loại kiềm hoặc viết phản ứng este hoá thì chọn công
thức R(OH)
m
, còn để viết phản ứng cháy thì chọn công thức C
x
H
y
(OH)
m
hoặc gọn hơn chỉ cần
dùng công thức C
x
H
y
O
z
.

8

nguyên tử cacbon (n) trong các chất hữu cơ thì n phải nguyên, dương. Với hidrocacbon là chất
khí thì n ≤ 4, với rượu chưa no thì n ≥ 3 … Dựa vào các điều kiện như vậy có thể giải được hệ
phương trình vô định và giải được bài toán.
 Giải dựa vào việc tính khối lượng mol trung bình của hỗn hợp:
Ví dụ, với hỗn hợp gồm hai chất 1 và 2:

M
hh
=
hh
hh
n
m
=
21
2211
nn
MnMn



Tính
M
hh
và giải bất đẳng thức M
1
<
M
hh
< M

9
x
(số nguyên tử C trung bình) =
cb
cxbx


21

y
(số nguyên tử H trung bình) =
cb
cyby


21
…
Khi đó số ẩn số của bài toán giảm xuống và việc giải bài toán sẽ trở nên thuận lợi và
nhanh gọn hơn. Đây cũng là một phương pháp hiệu quả để giải các bài toán hỗn hợp (các chất
cùng loại) khi số phương trình lập được ít hơn số ẩn số.
Chƣơng 2 : PHƢƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC HỢP
CHẤT HỮU CƠ ĐIỂN HÌNH
2.1. Các bài toán xác định công thức hiđrocacbon
2.1.1. Các bài toán liên quan đến phản ứng cháy của hiđrocacbon ]
2.1.2 .Các bài toán liên quan đến phản ứng đặc trưng của hiđrocacbon
2.1.2.1. Phản ứng thế
2.1.2.2. Phản ứng cộng
2.1.2.3. Phản ứng nhiệt phân, phản ứng crackinh
2.2. Các bài toán xác định công thức dẫn xuất của hiđrocacbon
2.2.1. Dẫn xuất chứa oxi

2
H
3
(COOH)
2
.

C
. H
2
NC
3
H
6
COOH. D. H
2
NC
3
H
5
(COOH)
2
.
HS vận dụng tính chất của nhóm chức – COOH tác dụng với NaOH, tính chất của
nhóm chức - NH
2
tác dụng với dung dịch HCl để giải toán dựa theo phương pháp chung giải

10
bài toán hóa học đã hướng dẫn. Sau khi giải xong bài toán này HS sẽ kết luận được tính chất

- Đánh giá hiệu quả của đề tài qua việc sử dụng hệ thống các bài tập và phương pháp
giải ở Chương 8: Dẫn xuất halogen – ancol – phenol (SGK Hóa học nâng cao lớp 11).
3.2. Quá trình tiến hành thực nghiệm sƣ phạm

11
Chúng tôi đã tiến hành các công việc sau:
3.2.1. Chuẩn bị cho quá trình thực nghiệm
3.2.1.1. Tìm hiểu đối tượng thực nghiệm
Chọn lớp thực nghiệm, đối chứng, giáo viên dạy:
Trường
Giáo viên dạy
Lớp TN
(số HS)
Lớp ĐC
(số HS)

Trường THPT Chuyên Hùng
Vương
Trường THPT Công Nghiệp Việt
Trì
Nguyễn Thị Bích
Phương
Phan Văn Duẩn

11 Lý
(35)
11A
1
(45)


Lớp
Đối
tượng
Bài
KT
Số HS đạt điểm X
i

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Chuyên
Hùng
Vƣơng
11 L
(35)

TN
1
0
0

11
5
3
11 TT
(35)

ĐC
1
0
0
0
0
0
3
3
9
12
5
3
2
0
0
0
0
1
3
8
8
10
3

6
11
9
5
1
2
0
0
0
1
3
4
10
5
10
7
5
3
0
0
0
0
2
6
7
15
7
5
3
11 A

0
0
0
1
3
7
14
8
8
3
1

3.2.4. Xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm
Kết quả kiểm tra được xử lý bằng phương pháp thống kê toán học theo thứ tự sau:
1. Lập bảng phân phối: tần số, tần suất, tần suất luỹ tích.
2. Vẽ đồ thị đường luỹ tích từ bảng phân phối tần suất luỹ tích.
3. Tính các tham số đặc trưng thống kê.
* Điểm trung bình cộng:

11
1 1 2 2 1
12k
k k i
k
nx
n x n x n x
X

Giá trị S càng nhỏ chứng tỏ số liệu càng ít bị phân tán.
* Hệ số biến thiên V:

S
V .100%
X

Nếu V nằm trong khoảng 10-30% độ dao động tin cậy.
* Sai số tiêu chuẩn ε :ε = S/
n

- Khi 2 bảng số liệu có giá trị
X
bằng nhau thì ta tính độ lệch chuẩn S, nhóm nào có
độ lệch chuẩn S bé hơn thì nhóm đó có chất lượng tốt hơn.
- Khi 2 bảng có số liệu
X
khác nhau thì so sánh mức độ phân tán của các số liệu bằng
hệ số biến thiên V. Nhóm nào có V nhỏ hơn thì nhóm đó có chất lượng đồng đều hơn.
Để so sánh chúng tôi lập bảng tần số, tần suất, tần suất luỹ tích và vẽ đường luỹ tích cho
từng bài kiểm tra giữa khối thực nghiệm và khối đối chứng với nguyên tắc: nếu đường luỹ
tích tương ứng càng ở bên phải và càng ở phía dưới thì càng có chất lượng tốt hơn và ngược
lại nếu đường luỹ tích càng ở bên trái và càng ở phía trên thì chất lượng thấp hơn.
Để phân loại chất lượng học tập của HS, chúng tôi lập bảng phân loại:
- Loại giỏi: HS đạt điểm từ 9 đến10
- Loại khá : HS đạt điểm từ 7 đến 8
- Loại trung bình: HS đạt điểm từ 5 đến 6
- Loại yếu kém: HS đạt điểm từ 4 trở xuống.

14

0
1
2
5
7
11
5
4
7.6
11TT
ĐC
35
0
0
0
0
0
3
3
9
12
5
3
7.63
11A1

TN
45
0
0

định công thức hợp chất hữu cơ được dạy ở lớp TN thông qua các bài kiểm tra số 2 và số 3.
Bảng 3.3: Tổng hợp kết quả thực nghiệm sư phạm
Bài
KT
Lớp

Số Hs
Số học sinh đạt điểm X
i

Điểm
TB
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2
TN
80
0
0
0
1

8
11
24
18
10
6
7.25
ĐC
80
0
0
0
1
4
11
23
17
16
6
2
6.66
Tổng
TN
160
0
0
0
1
6
13


Số
HS
% số học sinh đạt điểm X
i
trở xuống
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
100
2
TN
80
0
0
0
1.25
5
11.25
31.25
45
72.5
87.5

0
0
0
1.25
6.25
20
48.75
70
90
97.5
100

Bảng 3.5: Tổng hợp phân loại kết quả học tập.
Bài KT
Đối tượng
Phân loại kết quả học tập (%)
Yếu, kém
TB
Khá
Giỏi
2
TN (80)
5
26.25
41.25
27.5
ĐC ( 80)
6.25
40
41.25

16
biểu đồ hình cột).
2) Đường luỹ tích
Đồ thị đường luỹ tích của khối TN luôn nằm ở phía bên phải và phía dưới đường luỹ
tích của khối ĐC . Điều này cho thấy chất lượng của lớp TN tốt hơn và đồng đều hơn lớp ĐC
( Hình 3.1 và 3.2).
3) Giá trị các tham số đặc trưng
- Điểm trung bình cộng của HS khối TN cao hơn của khối ĐC
- Dựa vào bảng 3.6 thì các giá trị S và V của lớp TN luôn thấp hơn của lớp ĐC chứng tỏ
chất lượng của lớp TN tốt hơn và đều hơn so với lớp ĐC .
- V nằm trong khoảng 10-30% , vì vậy kết quả thu được đáng tin cậy.
4) Độ tin cậy của số liệu
Để đánh giá độ tin cậy của số liệu trên chúng tôi so sánh các giá trị
X
của lớp TN và ĐC
bằng chuẩn Student.




TN
22
x x y y x y
x y x y
XY
t
f S f S n n
n n 2 n n

Trong đó: n là số học sinh của mỗi lớp thực nghiệm

,f
.
Nếu t
TN
>
t

,f
thì sự khác nhau giữa hai nhóm là có ý nghĩa.
Còn nếu t
TN
<
t

,f
thì sự khác nhau giữa hai nhóm là không có ý nghĩa ( hay là do nguyên
nhân ngẫu nhiên).
Phép thử Student cho phép kết luận sự khác nhau về kết quả học tập giữa nhóm thực
nghiệm và nhóm đối chứng là có ý nghĩa hay không.
Ví dụ : So sánh
X
các bài kiểm tra của khối TN và ĐC:





TN
7,36 6,7
t 3,8

cách xử lí hoặc đưa ra các hệ thức, các nhận xét giúp giải nhanh các dạng bài nêu ra.
Cụ thể đã lựa chọn được 150 bài toán trắc nghiệm khách quan, 50 bài toán tự luận và
giải các bài toán đó theo phương pháp chung giải các bài toán hóa học THPT.
+ Đưa ra cách sử dụng bài toán hóa học trong các hoạt động dạy học : Để hình thành kiến
thức mới; để vận dụng, củng cố kiến thức, kĩ năng của học sinh (giờ luyện tập); để kiểm tra,
đánh giá kiến thức kĩ năng của học sinh (giờ kiểm tra ).
+ Đã tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính hiệu quả của đề tài
Chúng tôi hi vọng rằng kết quả thu được của luận văn sẽ giúp các em học sinh lớp 11,
12 có phương pháp giải các bài toán xác định công thức hợp chất hữu cơ dễ dàng, đơn giản
cũng như giúp các bạn đồng nghiệp có thêm một tài liệu tham khảo phục vụ cho quá trình
giảng dạy tốt hơn.
Tuy nhiên, do những hạn chế về điều kiện thời gian, năng lực và trình độ của bản thân,
nên chắc chắn việc nghiên cứu còn nhiều thiếu sót. Chúng tôi rất mong được sự góp ý của các
Thầy, cô giáo, các anh chị và bạn bè đồng nghiệp để bản luận văn được hoàn thiện hơn nữa.

References
1. Ngô Ngọc An. Hóa học 12 nâng cao. Nhà xuất bản trẻ, 1998.
2. Cao Thị Thiên An. Phương pháp giải nhanh các bài toán trắc nghiệm Hoá học hữu cơ.
Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, 2008.

18
3. Cao Thị Thiên An. Phân loại và phương pháp giải Bài tập tự luận và trắc nghiệm Hoá
học Hidrocacbon. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội , 2008.
4. Vũ Ngọc Ban. Phương pháp chung giải các bài toán hóa học trung học phổ thông. Nhà
xuất bản Giáo dục,2006.
5. Hoàng Thị Bắc - Đặng Thị Oanh. 10 Phương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm Hoá
học. Nhà xuất bản Giáo dục, 2008.
6. Phạm Ngọc Bằng (Chủ biên). 16 Phương pháp và kĩ thuật giải nhanh bài tập trắc
nghiệm môn Hoá học. Nhà xuất bản Đại học Sư phạm , 2009.
7. Phạm Đức Bình. Phương pháp giải bài tập hữu cơ có nhóm chức. Nhà xuất bản Giáo

19
22. Quan Hán Thành. Phân loại và phương pháp giải toán Hoá hữu cơ. Nhà xuất bản Trẻ ,
1998.
23. Phạm Thị Phƣơng Thảo. Khóa luận tốt nghiệp:“ Phương pháp chung giải bài toán xác
định công thức hợp chất hữu cơ” . Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà nội, 2005.
24. .Lê Xuân Trọng ( chủ biên ).Hóa học 11- nâng cao. Nhà xuất bản Giáo dục, 2006.
25. Lê Xuân Trọng ( chủ biên ).Hóa học 12- nâng cao. Nhà xuất bản Giáo dục, 2006.
26. Lê Xuân Trọng ( chủ biên ). Bài tập hóa học 12- nâng cao. Nhà xuất bản Giáo dục,
2006.
27. Nguyễn Xuân Trƣờng. Bài tập hóa học ở trường phổ thông. Nhà xuất bản Đại học Sư
phạm, 2003.
28. Nguyễn Xuân Trƣờng - Quách Văn Long. Ôn luyện kiến thức và luyện giải nhanh bài
tập trắc nghiệm hóa học THPT ( Hóa hữu cơ). Nhà xuất bản Hà nội, 2009.
29. Trần Thạch Văn. Phương pháp giải bài toán hoá học hữu cơ. Nhà xuất bản Đại học
Quốc gia Hà Nội, 2004.
30. Đào Hữu Vinh. Phương pháp trả lời đề thi trắc nghiệm môn hóa học. Nhà xuất bản Giáo
dục Việt Nam, 2010