ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN THỊ HỒNG LIÊN PHÂN LOẠI VÀ GIẢI CÁC BÀI TOÁN HÓA HỌC HỮU CƠ – PHẦN
HIĐROCACBON THEO MỘT PHƢƠNG PHÁP CHUNG GÓP PHẦN
NÂNG CAO HIỆU QUẢ DẠY VÀ HỌC MÔN HÓA HỌC
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM HÓA HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. VŨ NGỌC BAN HÀ NỘI – 2012
MỤC LỤC

Trang
Lời cảm ơn
i
Danh mục các chữ viết tắt
ii
Danh mục các bảng
iii
Danh mục các biểu đồ
iv
Mục lục
v
MỞ ĐẦU
1
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
4
1.1. Cơ sở lí luận của việc nâng cao chất lượng, hiệu quả quá trình dạy
và học môn Hóa học THPT

4
1.1.1. Quá trình dạy học
4


23
2.2. Phân loại các bài toán hóa học hữu cơ – phần hiđrocacbon và giải
theo phương pháp chung giải các bài toán hóa học THPT

24
2.2.1. Hiđrocacbon no
25
2.2.2. Hiđrocacbon không no
43
2.2.3. Hiđrocacbon thơm
61
2.2.4. Bài toán tổng hợp
73
2.3. Sử dụng hệ thống bài toán hóa học hữu cơ – phần hiđrocacbon theo
các mức độ nhận thức tư duy trong quá trình dạy học môn Hóa học lớp
11 THPT 82
2.3.1. Sử dụng hệ thống bài toán hóa học theo các mức độ nhận thức tư
duy trong việc hình thành kiến thức mới

83
2.3.2. Sử dụng hệ thống bài toán hóa học theo các mức độ nhận thức tư
duy để vận dụng, củng cố kiến thức, kĩ năng

83
2.3.3. Sử dụng hệ thống bài toán hóa học theo các mức độ nhận thức tư
duy nhằm kiểm tra, đánh giá mức độ vận dụng kiến thức, kĩ năng của

PHỤ LỤC
103
MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài
Trong quá trình dạy và học bộ môn Hóa học Trung học phổ thông, bài tập hóa
học nói chung và bài toán hóa học nói riêng có vai trò quan trọng đối với việc củng cố,
rèn luyện và phát triển năng lực nhận thức tư duy cho học sinh.
Người thầy luôn quan tâm tìm tòi, lựa chọn các câu hỏi, bài toán phù hợp cũng
như các cách giải hiệu quả nhất để phục vụ cho giờ lên lớp, giờ luyện tập hoặc kiểm tra
đánh giá học sinh nhằm nâng cao hiệu quả, chất lượng giảng dạy.
Học sinh cũng luôn mong muốn có được những câu hỏi, bài toán tốt, có những
cách giải dễ dàng, thuận tiện để nâng cao hiệu quả học tập.
Tuy nhiên trong các tài liệu tham khảo về hóa học, số lượng bài toán hóa học rất
lớn và đa dạng, số phương pháp giải các bài toán đưa ra lại nhiều làm cho học sinh và
ngay cả một số giáo viên thấy lúng túng khi lựa chọn và giải các bài toán hóa học.
Để góp một phần vào việc giải quyết khó khăn trên, chúng tôi đã chọn đề tài
“Phân loại và giải các bài toán hóa học hữu cơ - phần hiđrocacbon theo một
phƣơng pháp chung góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học môn Hóa học Trung
học phổ thông”.
2. Lịch sử nghiên cứu
Hiện nay, đã có nhiều tác giả nghiên cứu và đưa ra nhiều cách phân loại cũng như
phương pháp khác nhau để giải các bài toán hóa học, đặc biệt các phương pháp giải
nhanh các bài toán trắc nghiệm hóa học.

6. Câu hỏi nghiên cứu
- Cơ sở để lựa chọn, phân loại các bài toán hóa học là gì?
- Phương pháp chung giải các bài toán hóa học THPT là phương pháp nào?
7. Giả thuyết nghiên cứu
Việc lựa chọn, phân loại tốt các bài toán hóa học hữu cơ – phần hiđrocacbon và
việc vận dụng tốt phương pháp chung giải các bài toán hóa học THPT để giải các bài
toán trên sẽ góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học môn Hóa học ở khối lớp 11 nói
riêng và ở trường THPT nói chung.
8. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Các phương pháp nghiên cứu lí luận:
+ Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc nâng cao hiệu quả quá trình dạy và học, ý
nghĩa và tác dụng của bài tập hóa học, cơ sở lựa chọn, phân loại và phương pháp chung
giải các bài toán hóa học, THPT.
+ Nghiên cứu nội dung chương trình, chuẩn kiến thức – kĩ năng phần
hiđrocabon lớp 11.
- Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
+ Phương pháp điều tra, thu thập thông tin.
+ Phương pháp thống kê và xác suất để xử lí kết quả thực nghiệm.
9. Đóng góp mới của đề tài
Đã lựa chọn, phân loại các bài toán hóa học hữu cơ – phần hiđrocacbon theo các
mức độ nhận thức tư duy từ thấp đến cao: biết – hiểu – vận dụng – vận dụng sáng tạo
và giải chúng theo phương pháp chung giải các bài toán hóa học THPT. Đây là một tài
liệu tham khảo hữu ích cho giáo viên và học sinh trong quá trình dạy và học môn Hóa
học THPT.
10. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung của luận
văn được trình bày trong 3 chương:
- Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài
- Chương 2: Lựa chọn và phân loại các bài toán hóa học hữu cơ - phần
hiđrocacbon và giải theo phương pháp chung giải các bài toán hóa học THPT

lượng dạy và học môn Hóa học ở THPT .
1.2. Bài tập hóa học
1.2.1. Ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học
Bài tập hóa học vừa là mục đích, vừa là nội dung lại vừa là phương pháp dạy học
hiệu nghiệm, nó có tác dụng về nhiều mặt: trí dục, phát triển tư duy của học sinh, tác
dụng giáo dục tư tưởng, giáo dục kĩ thuật tổng hợp.

1.2.2. Lựa chọn và phân loại bài tập hóa học
- Để phục vụ tốt cho việc dạy và học môn Hóa học cần phải lựa chọn những bài
tập bám sát nội dung chương trình, mục tiêu của môn học, mang đậm bản chất hóa học,
không phức tạp bởi các thuật toán,
- Có thể căn cứ vào các tiêu chí khác nhau để phân loại bài tập hóa học. Trong
luận văn này, chúng tôi phân loại bài tập hóa học dựa trên hoạt động nhận thức tư duy
của học sinh với 4 mức độ: biết, hiểu, vận dụng và vận dụng sáng tạo theo quan điểm
chỉ đạo của Bộ Giáo dục và đào tạo Việt Nam.
1.2.3. Thực trạng việc sử dụng bài toán hóa học ở trường THPT hiện nay
Phân tích kết quả các phiếu điều tra giáo viên, học sinh ở 4 lớp thuộc 2 trường
THPT tại Hải Phòng nhận thấy việc lựa chọn, phân loại các bài toán hóa học và giải
chúng theo một phương pháp chung là một yêu cầu cần thiết đối với giáo viên và học
sinh trong việc dạy và học môn Hóa học ở THPT.
1.3. Phƣơng pháp chung giải các bài toán hóa học THPT
Các bài toán hóa học có thể giải dựa vào quan hệ giữa số mol của các chất phản
ứng và dựa vào các công thức chuyển đổi giữa số mol chất (n) với khối lượng (m), thể
tích (V), nồng độ (C%, C
M
), của chất.
1.3.1. Các công thức cần thiết khi giải bài toán hóa học
STT
Công thức
Số mol chất

dd
ct
m
C% .100%
m
m
.100%
V.d



ct dd
ct
ct
1 C%
n .m .
M 100%
1 C%
.V.d.
M 100%

1.3.2. Quan hệ giữa số mol của các chất phản ứng
VD
1
: Xét phản ứng: aA + bB  cC + dD
Gọi n
A

  
;
VD
2
: Xét một dãy biến hóa sau:
2A + 5B  C + 3D (1)
3C + E  2G + 4H (2)
2H + 3I  5K + 3M (3)
Giả thiết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. Hãy thiết lập quan hệ giữa số mol
của các chất bất kì đã tham gia phản ứng, thí dụ giữa n
K
và n
A
; n
B
và n
M
?
Lời giải
Để thiết lập mối quan hệ giữa n
K
và n
A
ta xuất phát từ chất K và xét quan hệ giữa
K và A bắc cầu qua các chất trung gian H và C. Cụ thể theo các phản ứng (3), (2), (1):

n
K
= 5/2 n
H

= 3/4 n
H
; n
H
= 2/3 n
M

n
B
= 5 . 3/4 . 2/3 n
M
= 5/2 n
M

Từ các ví dụ trên nhận thấy khi đã viết và cân bằng được các phương trình hóa
học thì dễ dàng thiết lập được quan hệ giữa số mol của các chất phản ứng. Dựa vào các
quan hệ này và các công thức đã nêu ở phần 1.3.1, có thể giải quyết được các bài toán
hóa học. Điều này sẽ được trình bày rõ ràng và chi tiết ở phần tiếp theo.1.3.3. Phương pháp chung giải các bài toán hóa học
Các bài toán hóa học có thể chia làm 2 loại là: Các bài toán hỗn hợp và “không
hỗn hợp”:
- Các bài toán “không hỗn hợp” là các bài toán liên quan đến phản ứng của một
chất qua một giai đoạn hay một dãy biến hóa.
- Các bài toán hỗn hợp là các bài toán liên quan đến phản ứng của một hỗn hợp
các chất.
 Loại bài toán “ không hỗn hợp”
Phương pháp giải bài toán loại này là: Lập biểu thức tính đại lượng mà bài toán
đòi hỏi rồi dựa vào quan hệ giữa số mol của “chất cần tính toán” với số mol của


Tiểu kết chương 1
Trong chương này, chúng tôi đã trình bày cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài
bao gồm:
- Cơ sở lí luận của việc nâng cao chất lượng, hiệu quả của quá trình dạy và học
môn Hóa học THPT.
- Ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học; cơ sở lựa chọn, phân loại bài tập hóa
học; thực trạng việc sử dụng bài toán hóa học ở trường THPT hiện nay thông qua
phân tích, tổng hợp kết quả các phiếu điều tra giáo viên và học sinh.
- Phương pháp chung giải các bài toán hóa học THPT.
Đây là những cơ sở lí luận và thực tiễn định hướng cho chúng tôi nghiên cứu, lựa
chọn, phân loại và vận dụng phương pháp chung giải các bài toán hóa học THPT để
giải các bài toán hóa học hữu cơ lớp 12 – THPT.

CHƢƠNG 2
LỰA CHỌN, PHÂN LOẠI CÁC BÀI TOÁN HÓA HỌC HỮU CƠ – PHẦN
HIĐROCACBON VÀ GIẢI THEO PHƢƠNG PHÁP CHUNG GIẢI CÁC BÀI
TOÁN HÓA HỌC THPT

2.1. Tổng quan về chƣơng trình môn Hóa học lớp 11 – phần hiđrocacbon
Chương trình môn Hóa học lớp 11 – phần hiđrocacbon được phân bổ 2 tiết/tuần

Chúng tôi lựa chọn và sử dụng hệ thống bài toán hóa học đã được biên soạn vào
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).
2.3.1. Sử dụng hệ thống bài toán hóa học theo các mức độ nhận thức tư duy trong
việc hình thành kiến thức mới
Thông thường trong một bài học giáo viên thường sử dụng bài toán theo các giai
đoạn dạy học:
- Giai đoạn 1: Câu hỏi và các bài toán ở mức độ biết, hiểu và vận dụng để kiểm
tra các kiến thức cũ.
- Giai đoạn 2: Giải quyết các vấn đề thuộc bài mới bằng các bài toán dạng biết và
dạng hiểu.
- Giai đoạn 3: Tổng kết tìm ra các logic, các mối liên hệ; thông thường sử dụng
các bài toán dạng vận dụng và vận dụng sáng tạo.
Các bài toán dùng khi lên lớp để hình thành kiến thức mới là các bài toán ở dạng
biết và hiểu ứng với giai đoạn 2 ở trên.
Giáo viên sử dụng các bài toán này dưới hình thức phiếu bài tập cho học sinh.
2.3.2. Sử dụng hệ thống bài toán hóa học theo các mức độ nhận thức tư duy để vận
dụng, củng cố kiến thức, kĩ năng
Thực tiễn dạy học tại trường phổ thông cho thấy việc sử dụng bài toán hóa học để
củng cố kiến thức mang lại hiệu quả rất cao. Bởi vì nó giúp cho học sinh khắc sâu kiến
thức trọng tâm và rèn luyện kĩ năng hóa học. Trong các bài luyện tập, ôn tập thì bài
toán được lựa chọn chủ yếu dưới dạng vận dụng và vận dụng sáng tạo.
Giáo viên cũng sử dụng các bài toán này dưới hình thức phiếu bài tập cho học
sinh.
Sau mỗi tiết học hoặc sau mỗi giờ ôn tập, giáo viên có thể sử dụng hệ thống bài
toán tự luyện giao cho học sinh tự làm ở nhà, giúp học sinh nâng cao tính chủ động,
độc lập, sáng tạo trong học tập.
2.3.3. Sử dụng bài toán hóa học theo mức độ nhận thức tư duy nhằm kiểm tra, đánh

3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
- Lựa chọn nội dung và địa bàn TNSP.
- Soạn thảo các giáo án giờ dạy, các đề kiểm tra theo nội dung của đề tài.
- Chấm điểm kiểm tra, thu thập số liệu và phân tích kết quả của TNSP.
- Đánh giá hiệu quả của việc sử dụng hệ thống các bài toán đã lựa chọn, phân loại
và giải theo phương pháp chung giải các bài toán hóa học THPT.
3.2. Quá trình tiến hành thực nghiệm sƣ phạm
3.2.1. Chuẩn bị cho quá trình thực nghiệm
3.2.1.1. Địa bàn và đối tượng thực nghiệm:
Chọn trường, lớp thực nghiệm, lớp đối chứng và các giáo viên dạy:
Trường
Giáo viên dạy
Lớp TN
Lớp ĐC
THPT Vĩnh Bảo
THPT Trần Nguyên Hãn
Hoàng Anh Thư
Trần Bảo Trung
11B
6
(44)
11B
3
(46)
11B
7
(45)
11B
7
(43)

Trƣờng
THPT
Lớp
Đối
tƣợng
Bài
KT
Số HS đạt điểm X
i

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
THPT
Vĩnh
Bảo
11B
6

TN
1
0

10
6
8
5
11B
7

ĐC
1
0
0
0
4
8
7
8
6
7
3
2
2
0
0
0
3
5
8
6
8
7

2
2
2
0
0
0
0
4
5
8
9
8
7
5
Nguyên
Hãn
3
0
0
0
0
1
2
9
10
7
10
7
11B
7

0
2
5
6
10
9
7
4

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

k
ii
1 1 2 2 k k
i=1
1 2 k
nx
n x + n x + + n x
X = =
n + n + + n n


n

X

Nếu V nằm trong khoảng 10-30% độ dao động tin cậy.
- Sai số tiêu chuẩn (

)

S
ε =
n

+ Khi 2 bảng số liệu có giá trị
X
bằng nhau thì ta tính độ lệch chuẩn S, nhóm 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 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 lũy tích và vẽ đường lũy
tích cho từng bài kiểm tra giữa nhóm lớp thực nghiệm và nhóm lớp đối chứng với
nguyên tắc: nếu đường lũy tích tương ứng càng ở bên phải và càng ở phía dưới thì càng
có chất lượng tốt hơn và ngược lại nếu đường lũy tích càng ở bên trái và càng ở phía
trên thì chất lượng thấp hơn.
Để phân loại chất lượng học tập của học sinh, chúng tôi lập bảng phân loại:
- Loại giỏi: HS đạt điểm từ 9 đến 10.
- 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.
Bảng 3.2: Tổng hợp kết quả bài kiểm tra đầu vào tại các lớp TN và ĐC

3
4
7
8
9
8
3
2
6.41
11B
7

ĐC
45
0
0
0
4
8
7
8
6
7
3
2
6.04
11B
3

TN

Qua bài kiểm tra đầu vào chúng tôi nhận thấy trình độ nhận thức học sinh tương
đương nhau giữa lớp TN và lớp ĐC. Đây là điều kiện phù hợp để so sánh chất lượng
tiếp thu kiến thức của học sinh lớp TN và lớp ĐC thông qua các bài số 2 và số 3.
Bảng 3.3: Tổng hợp kết quả thực nghiệm sư phạm
Bài
KT
Đối
tƣợng
Số
HS
Số học sinh đạt điểm X
i

Điểm
TB
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2
TN
90
0

0
1
4
6
16
20
13
18
12
7.46
ĐC
88
0
0
0
1
5
13
14
16
18
14
7
7.09
Tổng
TN
180
0
0
0

Bài
KT
Đối
tƣợng
Số
HS
% số học sinh đạt điểm X
i
trở xuống

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2
TN
90
0
0
0
2.22
10
20

86.67
100
ĐC
88
0
0
0
1.14
6.82
21.59
37.5
55.68
76.14
92.05
100

Bảng 3.5: Tổng hợp phân loại kết quả học tập
Bài
KT
Đối tƣợng
Phân loại kết quả học tập (%)
Yếu, kém
TB
Khá
Giỏi
2
TN (90)
10
24.44
42.22

TN
ĐC
Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn đường lũy tích bài kiểm tra số 2
0
20
40
60
80
100
120
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Điểm số Xi
% số HS đạt điểm Xi trở xuống
TN
ĐC

Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn đường lũy tích bài kiểm tra số 3
Từ bảng 3.5 có biểu đồ hình cột biểu diễn tổng hợp kết quả phân loại kết quả học tập.

0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%

2

S
V (%)
THPT Vĩnh
Bảo
2
TN
7.02
3.37
1.84
26.14%
ĐC
6.49
3.94
1.98
30.59%
3
TN
7.2
3.42
1.85
25.67%
ĐC
6.89
3.33
1.82
26.49%
THPT Trần
Nguyên Hãn

3.3
1.82
26.47%

Bảng 3.7: Bảng thống kê các tham số đặc trưng
(của 2 đối tượng TN và ĐC)
Đối tƣợng
X
±
S
2

S
V (%)
TN
7.27 ± 0.13
3.14
1.77
24.37%
ĐC
6.86 ± 0.14
3.3
1.82
26.47%

3.2.6. Phân tích kết quả thực nghiệm
3.2.6.1. Phân tích định tính kết quả thực nghiệm sư phạm
- Trong các giờ học ở lớp TN, học sinh hứng thú tham gia các hoạt động học tập,
nắm kiến thức chắc chắn hơn và vận dụng linh hoạt hơn trong quá trình học tập so với
học sinh lớp ĐC.

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 TN

X
là điểm trung bình cộng của lớp TN

Y
là điểm trung bình cộng của lớp ĐC

2
x
S
và
2
y
S
là phương sai của lớp TN và lớp ĐC
n

7
của trường
THPT Vĩnh Bảo, ta có:

TN
7,02 6,04
t 2,414
43,5.3,37 43,5.3,94 44 45
44 45 2 44.45





Lấy α = 0,05 tra bảng phân phối student với f = 44 + 45 – 2 = 87 ta có:
t
α,f
= 1,665

t
TN
> t
α,f
, khẳng định sự khác nhau giữa
X
,
Y
là có ý nghĩa.
VD
2

Tiểu kết chương 3
Trong chương này chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm sư phạm và xử lí kết quả
thực nghiệm theo phương pháp thống kê toán học. Kết quả xử lí cho thấy, sau khi sử
dụng hệ thống bài toán chúng tôi đã lựa chọn, phân loại và giải theo phương pháp
chung giải các bài toán hóa học THPT, học sinh ở lớp thực nghiệm có kết quả cao hơn