Kinh nghiệm rèn luyện kỹ năng lập công thức hợp chất hữu cơ cho học sinh lớp 9 THCS
PHÒNG GIÁO DỤC THĂNG BÌNH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG THCS LÊ QUÝ ĐÔN Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Tên đề tài:
KINH NGHIỆM RÈN LUYỆN KỸ NĂNG LẬP
CÔNG THỨC HỢP CHẤT HỮU CƠ CHO
HỌC SINH LỚP 9 THCS
Nhóm tác giả: * TRƯƠNG QUANG HIỀN : Hiệu trưởng
* VÕ HƯNG TIẾN : Giáo viên
Đơn vị công tác: Trường THCS Lê Quý Đôn huyện Thăng Bình
Ký hiệu đề tài: H
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: HS lớp 9 trường THCS Lê Quý Đôn
( 9.1, 9.3, 9.5, 9.6, 9.10 )
Thời gian nghiên cứu và thực hiện : Năm học 2004-2005 & 2005-2006
Tài liệu nghiên cứu áp dụng
1* Phân loại và phương pháp giải toán hoá học hữu cơ. Tác giả: Quan Hán Thành
2* Phương pháp giải toán hoá học hữu cơ. Tác giả: Nguyễn Thanh Khuyến.
3* Hướng dẫn giải nhanh bài tập hoá học hữu cơ: Tác giả: Cao Cựu Giác
4* Giải bài tập hoá 9 : Tác giả: Lê Thanh Xuân
5* Tuyển tập 108 bài tập nâng cao hoá học lớp 9. Tác giả: Hoàng Vũ
6* Sách giáo khoa lớp 9 chương trình thay sách Tác giả: Lê Xuân Trọng
7* Sách bài tập hoá học lớp 9 chương trình thay sách Tác giả: Lê Xuân Trọng
Kết hợp với kinh nghiệm giảng dạy của bản thân hai chúng tôi .
Phối hợp nghiên cứu và áp dụng :
Tổ Hoá-Sinh của trường & giáo viên chủ nhiệm các lớp thử nghiệm.
Phân công công việc và hoạch định thời gian thực hiện :
Người Nội dung công việc Thời gian
Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến. Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang 1 / 20
Kinh nghiệm rèn luyện kỹ năng lập công thức hợp chất hữu cơ cho học sinh lớp 9 THCS
người
- Tham gia báo cáo đề tài trước tổ chuyên môn(tổ
Hoá sinh)
- Chịu trách nhiệm khảo sát chất lượng 02 đối tượng
HS:
Lần1 khảo sát chất lượng ban đầu HS lớp 9 toàn
trường
Lần 2 khảo sát chất lượng HS lớp 9 sau khi áp
dụng đề tài
- Áp dụng thực nghiệm các lớp 9/5, 9/6, 9/10 .
-Tổng hợp kết quả áp dụng, tổng kết kinh nghiệm.
Tháng04/0506/05
Tháng07/0508/05
Tháng 09/2005
Tháng 04/2005
Tháng 04/2006
Năm học 05-06
Tháng09/0610/06
A. TÓM TẮT ĐỀ TÀI
I. Lý do chọn đề tài.
II. Cơ sở thực nghiệm - Thực trạng ban đầu.
Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến. Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang 2 / 20
Kinh nghiệm rèn luyện kỹ năng lập công thức hợp chất hữu cơ cho học sinh lớp 9 THCS
III. Phương pháp thực hiện.
IV. Nội dung đề tài.
1. Những kiến thức cơ bản về lý thuyết cần trang bị cho HS.
2. Phân dạng bài tập và thiết lập phương pháp giải.
V. Kết quả thực hiện.
VI. Bài học kinh nghiệm.
B. NỘI DUNG CỤ THỂ
SL 362 18 29 91 138 152 72
% 4, 97% 8, 01% 25, 13% 38, 12% 41, 98% 19, 88%
- Từ những nguyên nhân trên năm hoc 2004-2005 chúng tôi bắt tay vào việc tiến hành
nghiên cứu phân loại dạng bài tập lập công thức phân tử HCHC, bằng kinh nghiệm và
kiến thức của bản thân kết hờp với kiến thức từ các sách tham khảo chúng tôi tiến hành
biên soạn nội dung, nhằm tìm ra biện pháp thích hợp và chọn nội dung phù hợp trong
việc giảng dạy nội dung biên soạn chúng tôi tiến hành khảo sát thăm dò nguyện vọng
của HS kết quả như sau:
HS biết làm toán lập công thức HCHC: 16%
HS không biết làm toán lập công thức HCHC: 84%
Trong đó: * 16% thích học môn hoá, dễ hiểu
* 12% không thích học vì quá khó
* 17% Không hiểu bài
* 35% HS không biết thiết lập cách giải
* 20% HS cho là môn Hoá quá khó, mau quên.
- Qua kết quả trên cho thấy HS không làm bài được chủ yếu do không hiểu bài,
không phân được các loại bài tập trong dạng cũng như không biết thiết lập cách giải cụ
thể cho từng loại bài tập, GV hướng dẫn giải bài tập theo sách GV không đưa ra cách
giải cụ thể cho từng dạng bài tập. Đó cũng chính là nguyên nhân chúng tôi tiến hành
biên soạn và thực hiện đề tài .
III. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN :
- Kết thúc năm học 2004-2005 qua kết quả chất lượng cuối năm và qua kết quả khảo
sát như trên, không mấy ai trong tổ cũng như trong nhóm hoá thoả mãn với kết quả đã
đạt của bộ môn hoá học, toàn tổ đi sâu vào bàn tìm biện pháp giải quyết. Riêng 02 cá
Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến. Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang 4 / 20
Kinh nghiệm rèn luyện kỹ năng lập công thức hợp chất hữu cơ cho học sinh lớp 9 THCS
nhân chúng tôi tham khảo ý kiến đồng nghiệp và bắt tay vào nghiên cứu, tìm biện pháp
thực hiện.
1. Hoạch định về thời gian thực hiện:
Tháng 04/ 0506/ 05-Nghiên cứu và biên soạn nội dung trên cơ sở tài liệu 1, 2, 6,7
giới hạn ở phạm vi : " Rèn luyện kĩ năng giải bài tập dạng lập công thức hợp chất
hữu cơ dựa vào kết quả phản ứng đốt cháy " Vì vậy, để HS có cơ sở luyện giải dạng
bài tập cơ bản này đạt kết quả tốt, trước hết chúng tôi trang bị cho
HS nắm vững các kiến thưc cơ bản về lý thuyết và phuơng pháp giải sau:
IV.1. Những kiến thức cơ bản về lý thuyết cần trang bị cho học sinh :
1. Công thức tổng quát của các loại HCHC nhằm giúp HS xác định được số nguyên tử
của từng nguyên tố trong hợp chất khi gặp dạng cụ thể và để xác định công thức hợp
chất khi biết dạng tổng quát cũng như xác định tên hợp chất đã tìm được.
Bảng phân loại các hợp chất hữu cơ : ( Chương trình hoá học lớp 9 )
Hợp chất
hữu
cơ
(HCHC)
Hydrocacbon
( Phân tử chỉ có2
nguyên tố C và
H )
CTTQ: C
X
H
Y
Hydrocácbon no (Họ ANKAN: C
n
H
2n + 2
với
n
1≥
)
Hydrocacbon không no (Họ ANKEN: C
Y
O
Z
Rượu đơn chức no: C
n
H
2n+1
OH (với n
1≥
)
Axit đơn chức no: C
n
H
2n+1
COOH (với n
0
≥
)
Chất béo: (R-COO)
3
C
3
H
5
(với R là gốc
hydrocacbon )
Glucôzơ: C
6
H
* Họ Ankan: C
n
H
2n +2
+ (
2
13 +n
)O
2
→
0
t
n CO
2
+ (n + 1) H
2
O
* Họ Anken: C
n
H
2n
+
2
3n
O
2
→
0
33 −n
)O
2
→
0
t
n CO
2
+ (n - 3) H
2
O
+ Phương trình phản ứng cháy tổng quát của các loại hiđrôcacbon (A)
C
x
H
y
+ (
4
y
x +
) O
2
→
0
t
xCO
2
+
y
⇒
A là Anken
Nếu nCO
2
〉
nH
2
O hay x
〉
2
y
⇒
A là Ankin hoặc Aren
b) Dẫn xuất hiđrôcacbon :
* Rượu đơn chức no :
C
n
H
2n + 1
OH +
2
3n
O
2
x
H
y
O
z
+ (
4
y
x +
2
z
−
) O
2
→
0
t
x CO
2
+
2
y
H
2
O
- Dựa vào số mol CO
2
và số mol H
2
H
y
O
z
N
t
+ (
4
y
x +
-
2
z
)O
2
→
0
t
x CO
2
+
2
y
H
2
O +
2
t
N
C
( trong A ) = m
C
(trong CO
2
) =
44
12
2
CO
m
= 12.
4,22
2
Vco
= 12.
2
CO
n
m
H
( trong A ) = m
H
(trong H
2
O) =
18
2
.
C
+ m
H
+ m
N
) = m
A
( đem đốt ) => A không chứa ôxy
- Nếu (m
C
+ m
H
+ m
N
)
〈
m
A
(đem đốt) => A có chứa ôxy
=> m
O
( trong A ) = m
A
- ( m
C
+m
H
+ m
N
)
hoàn toàn
Kinh nghiệm rèn luyện kỹ năng lập công thức hợp chất hữu cơ cho học sinh lớp 9 THCS
* Dựa vào tỷ khối hơi của chất hữu cơ (A) đối với khí B (d
A/B
) hay không khí (d
A/KK
)* Dựa vào khối lượng (m
A
(g) ) của một thể tích (V
A
(lít) ) khí A ở đktc
m
A
(g) khí A chiếm thể tích V
A
(lít) ở đktc
M
A
(g) 22,4 (lít)
)(
.4,22
lítV
m
M
A
A
100%
14
%
16
%%
12
A
M
N
t
O
z
H
y
C
x
====
- Tính trực tiếp x , y , z , t từ tỷ lệ trên => công thức phân tử hợp chất (A)
Cách 2 : Tính trực tiếp từ phương trình phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ (A)
* Trường hợp 1 : Đề cho biết khối lượng của các chất trong phản ứng cháy:
C
x
H
y
O
z
N
t
A
(g) m
CO2
m
H2O
m
N2
=> Tỉ lệ :
A
A
NOHCO
m
M
m
t
m
y
m
x
===
222
14944
=> x , y , t
Từ M
A
= 12x + y + 16z + 14t => z =
16
)1412( tyxM
A
++−
2
là 30 . Xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ (A) ?
Giải
Theo đề dạng công thức phân tử hợp chất hữu cơ (A) : C
x
H
y
O
z
Cách 1 :
- Khối lượng các nguyên tố có trong (A)
m
C
=
)(8,16,6.
44
12
.
44
12
2
gm
CO
==
; m
H
=
)(4,06,3.
18
m
M
m
z
m
y
m
x
===
1612
⇔
20
3
60
8,0
16
4,08,1
12
====
zyx
=> x = 3 , y = 8 , z = 1
Vậy công thức phân tử của (A) là : C
3
H
8
O
Cách 2 :
- Phương trình phản ứng cháy tổng quát của (A)
Theo đề : m
A
(3g) m
CO2
(6,6g) m
H2O
(3,6g)
Ta có tỉ lệ :
A
A
OHCO
m
M
m
y
m
x
==
22
944
20
3
60
6,3
9
6,6
44
===⇔
yx
Kinh nghiệm rèn luyện kỹ năng lập công thức hợp chất hữu cơ cho học sinh lớp 9 THCS
- Khối lượng mol của(A) : M
A
=
)(16
48,4
2,3.4,22
)(
.4,22
g
litV
m
A
A
==
- Ta có tỷ lệ :
100%%
12
A
M
H
y
C
x
==
100
16
2575
12
==⇔
→
0
t
x CO
2
+
2
y
H
2
O
Theo ptpứng : 1(ml)
4
y
x +
-
2
z
(ml) x(ml)
2
y
(ml)
Theo đề : 100(ml) 250(ml) 200(ml) 200(ml)
Ta có :
250
24
200.2200100
1
zy
250
24
100
1
=⇒−+=−+=⇒
−+
= z
zy
zy
x
Vậy công thức phân tử của hợp chất hữu cơ (A) là : C
2
H
4
O
Bài 4 : Đốt cháy hoàn toàn 7,4(g) hợp chất axit đơn chức no, thu được 6,72lít CO
2
(ở đktc). Xác định công thức phân tử của axit đó ?
Giải
- Số mol CO
2
:
2
CO
n
=
)(3,0
4,22
72,6
(
+n
O
2
→
0
t
(n +1)CO
2
+ (n +1)H
2
O
Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến. Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang 11 / 20
Kinh nghim rốn luyn k nng lp cụng thc hp cht hu c cho hc sinh lp 9 THCS
1 (n +1)
4614
4,7
+n
0,3
- Theo phng trỡnh phn ng, ta cú t l:
1
3,0
4614
4,7
+
=
+ nn
12
NO
H
C
mm
m
m
=> cụng thc n gin nht ( CTGN )
v cụng thc thc nghim ( CTTN ) ca cht (A) .
Bc 2 : Bin lun t cụng thc thc nghim ( CTTN ) suy ra cụng thc phõn t
ỳng ca (A)
Bng bin lun mt s trng hp thng gp
CTTQ iu kin Vớ d minh ho
C
x
H
y
C
x
H
y
O
z
y
2x + 2
x , y
0, nguyờn
y luụn chn
H
y
N
t
C
x
H
y
O
z
N
t
y
2x + 2+ t
x , y , t
0 , nguyờn
y l nu t l
y chn nu t chn
CTTN(A) : (CH
4
N)
n
=> C
n
H
4n
N
n
12.
4,22
2
g
V
CO
==
vì (A) là Hydrơcacbon => m
H
= m
A
- m
C
= 2,64 - 2,16 = 0,48(g)
- Dạng cơng thức của(A) : C
x
H
y
- Ta có tỷ lệ : x : y =
48,0:18,0
1
48,0
:
12
16,2
1
:
2. Biến dạng 2:
a) Đặc điểm bài tốn :
- Đề khơng cho biết lượng chất hữu cơ (A) đem đốt mà lại cho lượng ơxy cần để
đốt cháy hồn tồn (A) .
b) Phương pháp giải :
- Trước hết áp dụng định luật bảo tồn khối lượng cho sơ đồ phản ứng cháy của(A)
(A) + O
2
→
0
t
CO
2
+ H
2
O
=> lượng chất (A) đem đốt : m
A
= ( m
CO2
+ m
H2O
) - m
O2
- Sau đó đưa bài tốn về dạng tốn cơ bản để giải .
* Lưu ý:
- Nếu biết (A) là Hydrơcacbon, dựa vào phương trình phản ứng cháy tổng qt
của (A) : C
1
n
H2O
- Các khí và hơi đo ở cùng điều kiện, ta cũng có :
V
O2
(phản ứng cháy) = V
CO2
+
2
1
VH2O
(hơi)
c) Bài tập minh họa:
- Đốt cháy hoàn toàn chất hữu cơ (A) cần vừa đủ 6,72 lít khí O
2
ở đktc thu được 13,2
(g) CO
2
và 5,4(g) H
2
O . Xác định công thức phân tử của (A) ? Biết tỷ khối hơi của (A)
đối với Heli là 7,5 .
Giải
- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho sơ đồ phản ứng của (A) :
(A) + O
2
→
0
C
=
)(6,312.
44
2,13
12.
44
2
g
m
CO
==
; m
H
=
)(6,02.
18
4,5
2.
18
2
g
m
OH
==
- Tổng: m
C
+ m
H
= 3,6 + 0,6 = 4,2(g) < m
30
8,4
16
6,06,3
12
===
zyx
=> x = 1 ; y = 2 ; z = 1
- Vậy công thức phân tử của (A) là CH
2
O
3. Biến dạng 3:
a) Đặc điểm bài toán : Thường gặp 2 kiểu đề bài sau :
* Kiểu đề1:
HCHC CO
2
m
B1
(tăng lên)
(A) H
2
O m
B2
(tăng lên)
Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến. Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang 14 / 20
+ O
2
t
0
m
muối axit
+ Yêu cầu : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ (A) .
- Cách giải : Viết phương trình phản ứng CO
2
tác dụng với dung dịch kiềm .
- Từ lượng muối trung hoà và muối axit thu được ( dữ kiện đề bài ) dự vào phương
trình phản ứng tính lượng CO
2
.
- Vì độ tăng khối lượng bình chứa : m
B2
(tăng lên) = m
CO2
+ m
H2O
=> m
H2O
= m
B2
(tăng lên) - m
CO2
- Tính được m
CO2
và m
H2O
sinh ra do chất hữu cơ (A) cháy ; đưa bài toán về dạng cơ
bản để giải .
c) Bài tập minh hoạ:
2
→
CaCO
3
+ H
2
O
Vậy m
H2O
= m
B1
(tăng lên) = 3,6(g) ; n
CO2
= n
CaCO3
=
)(3;0
100
30
mol=
( Vận dụng phương pháp giải dạng cơ bản )
- Khối lượng các nguyên tố có trong (A):
m
H
=
)(4,02.
18
6,3
2.
2
O
Kinh nghiệm rèn luyện kỹ năng lập công thức hợp chất hữu cơ cho học sinh lớp 9 THCS
- Tổng: m
C
+ m
H
= 3,6 + 0,4 = 4(g) < m
A
( đem đốt )
=> Chất hữu cơ (A) có chứa ôxi : m
O
= 10,4 - 4 = 6,4(g)
- Khối lượng mol của chất (A): M
A
= d
A/O2
.M
O2
= 3,25 .32 = 104(g)
- Dạng công thức phân tử của (A) là: C
x
H
y
O
z
- Ta có tỉ lệ :
A
A
dung dịch Ba(OH)
2
; thấy bình nặng thêm 4,6(g) ; đồng thời tạo thành 6,475(g) muối
axit và 5,91(g) muối trung hoà . Tỉ khối hơi của (A) đối với Heli là 13,5 . Xác định công
thức phân tử của (A) ?
Giải
- Chất hữu cơ (A) cháy cho ra CO
2
và H
2
O , CO
2
phản ứng với dung dịch Ba(OH)
2
tạo ra 2 muối theo phương trình phản ứng sau :
CO
2
+ Ba(OH)
2
→
BaCO
3
+ H
2
O (1)
2CO
2
+ Ba(OH)
m
H2O
= 4,6 - m
CO2
= 4,6 - 0,08 . 44 = 4,6 - 3,52 = 1,08(g)
( Vận dụng phương pháp giải dạng cơ bản )
- Khối lượng các nguyên tố có trong chất hữu cơ (A) :
m
C
= 12 . n
CO2
= 12 . 0,08 = 0,96(g) ; m
H
= 2
)(12,0
18
08,1
2
18
2
g
m
OH
==
- Tổng : m
C
+ m
H
= 0,96 + 0,12 = 1,08(g) đúng bằng lượng chất (A) đem đốt
⇒
12,096,0
12
==
yx
giải ra : x = 4 ; y = 6
Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến. Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang 16 / 20
Kinh nghiệm rèn luyện kỹ năng lập công thức hợp chất hữu cơ cho học sinh lớp 9 THCS
Vậy công thức phân tử của (A) là : C
4
H
6
4. Biến dạng 4 :
a) Đặc điểm bài toán : - Đề không cho biết lượng sản phẩm cháy CO
2
và H
2
O cụ thể ;
riêng biệt khi đốt cháy chất (A) mà lại cho lượng hỗn hợp các sản phẩm này và tỉ lệ về
lượng hay thể tích giữa chúng .
* Yêu cầu : Xác định công thưc phân tử của (A) .
b) Phương pháp giải :
- Thông thường đặt số mol CO
2
và H
2
O làm ẩn số ; rồi lập phương trình toán học để
tính lượng CO
2
và lượng H
44
.
.
22
22
2
2
2
2
2
2
==⇒==
c) Bài tập minh hoạ :
- Đốt cháy hoàn toàn 18(g) chất hữu cơ (A) cần vừa đủ 16,8(lit) khí O
2
ở đktc , hỗn
hợp sản phẩm cháy gồm CO
2
và hơi H
2
O có tỉ lệ thể tích : V
CO2
: V
H2O(hơi)
= 3 : 2
Xác định công thức phân tử của (A) . Biết tỉ khối hơi của (A) đối với khí H
2
là 36 .
Giải
- Từ tỉ lệ thể tích V
32.8,16
g=
- Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có :
m
CO2
+ m
H2O
= m
A
+ m
O2
(phản ứng) = 18 + 24 = 42(g)
⇒
m
CO2
=
)(33
311
42.11
g=
+
và m
H2O
= 42 - 33 = 9(g)
( Vận dụng phương pháp giải dạng cơ bản )
- Khối lượng các nguyên tố có trong (A) :
m
C
=
) = 18 - 10 = 8(g)
- M
A
= d
A/H2
. M
H2
= 36 . 2 = 72(g)
- Dạng cơng thức của (A) là : C
x
H
y
O
z
Ta có tỉ lệ :
A
A
OHC
m
M
m
z
m
y
m
x
===
1612
⇔
sau khi áp dụng kinh nghiệm chúng tơi tiến hành khảo sát cả 02 đối tượng kết quả
như sau:
Số HS tham gia
khảo sát
GIỎI KHÁ TB
TRÊN
TB
YẾU KÉM
CÁC LỚP
THỰC
NGHIỆM
211
Số lượng 53 64 65 182 21 08
% 25,11 30,33 30,8 86,25 9,95 3,79
CÁC LỚP
ĐỐI
CHỨNG
240
Số lượng 14 22 67 103 77 36
% 5,83 9,16 27,9 42,9 32,08 15,0
- So sánh kết quả khảo sát thực trạng ban đầu cũng như kết quả khảo sát sau khi
áp dụng giữa 2 nhóm thực nghiệm và đối chứng chúng tôi nhận thấy HS nhóm thực
nghiệm có kết quả cao hơn, đặc biệt đối với HS giỏi, khá các em tiếp thu rất nhanh
Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến. Trường THCS Lê Q Đơn - Năm học: 2006-2007 Trang 18 / 20
Kinh nghiệm rèn luyện kỹ năng lập cơng thức hợp chất hữu cơ cho học sinh lớp 9 THCS
các loại hình biến dạng của dạng toán lập công thức phân tử HCHC và giải rất thành
thạo .
VI. BÀI HỌC KINH NGHIỆM:
1. Tốn hố đa dạng và phong phú song SGK cũng như sách bài tập khơng phân dạng,
khơng hướng dẫn HS thiết lập phương pháp giải cho từng dạng dẫn đến HS lúng túng