RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIÚP HỌC SINH LỚP 9 GIẢI THÀNH THẠO DẠNG
BÀI TẬP LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ
PHẦN A : ĐẶT VẤN ĐỀ
Cũng như các bộ môn khoa học, hóa học là một môn khoa học có vị trí hết sức
quan trọng trong nhà trường phổ thông. Môn hóa học đòi hỏi người học sinh phải
có trình độ hiểu biết ở mức độ tương đối cao . Do đó đến lớp 8 bộ môn hóa học mới
được đưa vào chương trình học của học sinh và chương trình dạy của giáo viên.
Mục đích đưa môn hóa học vào dạy ở lớp 8 và lớp 9 góp phần làm cho các em
phát triển tri thức một cách toàn diện, có cách nhìn duy vật về thế giới vật chất từ vĩ
mô đến vi mô, nắm được những khái niệm, những nguyên tắc chung nhất về hóa
học, có những hiểu biết nhất định về một số ngành sản xuất hóa học, có kĩ năng kĩ
xảo thực hành làm cơ sở quan trọng cho các em học lên, đi sâu, đi xa vào thế giới
khoa học hóa học và các môn khoa học khác cũng như đi vào đời sống thực tiễn.
Môn hoá là bộ môn học mới và khó đối với học sinh bậc THCS. Số tiết phân bố
trong chương trình ít ( 2tiết/ tuần) nhưng lượng kiến thức lại quá nhiều và rộng,
lượng bài tập phong phú đa dạng song sách giáo khoa và sách bài tập lại chưa phân
dạng từng loại bài tập cũng như chưa nêu lên cách thiết lập phương pháp giải cụ thể
cho từng dạng toán. Đó chính là cái khó cho người học và cũng là nội dung mà mỗi
giáo viên dạy hoá phải trăn trở tìm tòi, biên soạn nội dung giảng dạy làm thế nào để
học sinh rèn luyện kỹ năng giải tốt các dạng bài tập theo yêu cầu của chương trình.
Trong quá trình giảng dạy và theo dõi chuyên môn tôi nhận thấy : Đối với học sinh
cấp trung học cơ sở môn hóa học đặc biệt là hóa học hữu cơ thật là mới mẻ và khó
khăn. Học sinh tiếp cận với hóa hữu cơ thật không dễ dàng gì, nhất là bài toán về lập
công thức hóa học của hợp chất hữu cơ.Vì vậy tôi chọn đề tài: “ Rèn luyện kĩ năng
giúp học sinh lớp 9 giải thành thạo dạng bài tập lập công thức phân tử hợp chất hữu
cơ” với ước nguyện cùng với giáo viên bộ môn hóa học của trường THCS Nga Mỹ Nga Sơn giúp các em học sinh lớp 9 tiếp cận tốt với loại bài toán này trong quá trình
học tập.
1
- Sách giáo khoa, sách bài tập chưa có phân chia dạng bài tập hoặc cách giải cụ
thể cho từng dạng. Mặt khác bộ môn hóa học ở một mức độ nào đó vẫn bị coi như là
một môn phụ. Hầu hết học sinh tập trung vào các môn Văn, Toán, Tiếng Anh nên
thời gian để học môn hóa ít.
II. THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU:
1. Thực trạng:
Dạng bài toán lập công thức phân tử các hợp chất hữu cơ đây là dạng toán mới và
khó đối với HS lớp 9 hơn nữa sách bài tập lại không thiết lập cách giải cho từng dạng
cụ thể do vậy nhiều học sinh còn mơ hồ, chưa hiểu thấu đáo rõ ràng về cách phân loại
cũng như cách giải loại toán này. Trong quá trình khảo sát cuối năm tôi nhận thấy
nhiều học sinh lớp 9 còn yếu về dạng toán này. Trong thực tế trường THCS Nga Mỹ
2
Nga sơn cũng còn nhiều học sinh chưa có kĩ năng, đa số học sinh còn lúng túng khi
giải các bài toán lập công thức phân tử các hợp chất hữu cơ.
2. Kết quả, hiệu quả của thực trạng:
* Khảo sát chất lượng lần 1đối với học sinh lớp 9
- Kiểm tra bài 1 tiết với kiến thức là bài toán lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ
Kết quả như bảng tổng hợp sau:
Số học
sinh
SL
%
50
Giỏi
giáo viên bộ môn đưa vào giảng dạy, tôi tiến hành khảo sát thăm dò nguyện vọng của
HS kết quả như sau:
* 20% thích học môn hoá, dễ hiểu
* 15% không thích học vì quá khó, không hiểu bài
* 25% HS không biết thiết lập cách giải
* 20% HS cho là môn Hoá quá khó, mau quên.
* 20% HS không phân loại được bài toán đẫn đến không định dạng
được cách giải.
- Qua kết quả trên cho thấy học sinh 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, Giáo viên hướng dẫn giải bài tập theo sách, Giáo
viên không đưa ra cách giải cụ thể cho từng dạng bài tập.
III. CÁC GIẢI PHÁP TỔ CHỨC THỰC HIỆN:
1. Bài toán cơ bản
1.1- Phương pháp chung:
* Dạng toán xác định công.thức phân tử hợp chất hữu cơ (HCHC) là dạng bài tập
rất phong phú của bộ môn hoá học, có rất nhiều phương pháp để xác định công thức
phân tử hợp chất hữu cơ, ở đây tôi chỉ đề cập đến việc xác định công thức phân tử
hợp chất hữu cơ bằng việc đi xác định các chỉ số x,y,z.. trong công thức phân tử
CxHyOz tùy theo dữ kiện đề bài cho để có cách giải phù hợp.
3
* Cách 1: Tính trực tiếp x,y,z dựa vào thành phần phân trăm, khối lượng các
nguyên tố và khối lượng mol hợp chất ( MA)
áp dụng biểu thức:
12 x
y
16 z
MA
* Cách 2:Xác định công thức đơn giản( công thức nguyên)
áp dụng biểu thức:
%C % H %O
:
:
12
1
16
mC mH mO
:
:
Hoặc: x : y : z =
12
1
16
x:y:z =
Từ công thức đơn giản nếu biết MA ⇒ công thức phân tử
Trtường hợp chưa biết MA có thể biện luận theo điều kiện:
y ≤ 2 x + 2; y chẵn
* Cách 3:Dụa vào phương trình phản ứng cháy
CxHyOz + x + − O2 ⇒ xCO2+
1mol
y
mC =
12
12
.mCO2 = .6,6 = 1,8( g )
44
44
;
mH =
2
2
.m H 2O = .3,6 = 0,4( g )
18
18
=> mO = mA - ( mC + mH ) = 3 - ( 1,8 + 0,4 ) = 0,8 (g)
- Khối lượng mol của (A) :
12 x
y
16 z M A
=
=
=
m C m H mO
mA
16
12 1 16
Vậy công thức đơn giản của A là C3H8O
Ta có MA = 60 ⇒ M( C3H8O)n= 60 ⇒ n= 1
Công thức phân tử của hợp chất hữu cơ A là C3H8O
*Cách 3:
- Phương trình phản ứng cháy tổng quát của (A)
+ (x+
CxHyOz
Theo pt pứng :
Theo đề :
Ta có tỉ lệ :
y
z
y
t0
- )O2 → x CO2 + H 2O
4 2
2
MA (60g)
mA (3g)
44x
9y
mCO2 (6,6g) mH2 O(3,6g)
rằng 3,2 gam chất (A) ở đktc có thể tích là 4,48 lít .
Giải
- Dạng công thức phân tử của Hydrôcacbon (A) : CxHy
- Khối lượng mol của(A) :
- Ta có tỷ lệ :
M
12 x
y
=
= A
%C % H 100
22,4.m
22,4.3,2
A
MA = V (lit ) = 4,48 = 16( g )
A
⇔
12 x
y
16
=
=
75 25 100
0
y z
- (ml)
4 2
250(ml)
x(ml)
y
(ml)
2
200(ml)
200(ml)
y z
1
x
200
x+ −
1
x
y
⇔
=
⇒x=
=2
2- Bài toán khó:
Từ những bài tập xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ cơ bản đơn giản
tôi nâng dần lên những bài toán xác định công thức phân tử các chất phức tạp hơn và
nhất là một số bài toán biến dạng giành cho đối tượng học sinh khá giỏi. Các bài toán
khó thường là các bài toán về phản ứng cháy và thường là phải dựa vào lượng sản
phẩm CO2 , H2O để xác định công thức phân tử.
Phương trình tổng quát các phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ (HCHC) gồm
hiđrôcacbon và dẫn xuất hiđrôcacbon (hợp chất hữu cơ có chứa ôxy và nitơ ) trong
phạm vi chương trình hoá học lớp 9 như sau :
a) Hiđrôcacbon :
* Họ Ankan ( họ metan):
* Họ Anken( họ etilen):
* Họ Ankin( họ axetilen):
* Họ Aren( họ ben zen):
CnH2n +2 + (
3n + 1
t0
)O2 →
n CO2 + (n + 1) H2O
2
3n
t0
O2 →
n CO2 + n H2O
2
3n − 1
t0
2
Nếu nCO2 = nH2O hay x =
Nếu nCO2 〉 nH2O hay x 〉
y
2
⇒
y
2
A là Ankan
⇒ A
là Anken
⇒ A là Ankin hoặc Aren
6
b) Dẫn xuất hiđrôcacbon :
* Rượu đơn chức no( họ etylic) :
CnH2n + 1OH +
3n
t0
O2 →
⇒ A có thể là rượu
2
y
⇒ A là axit đơn chức no
Nếu nCO2 = nH2O hay x =
2
Nếu nCO2 〈 nH2O hay x 〈
- Hợp chất hữu cơ có chứa ôxi và nitơ :
y z
y
t
t
CxHyOzNt + ( x + - )O2 →
x CO2 +
H2O + N2
4 2
2
2
2.1. Dạng 1:
a) Đặc điểm bài toán : Đề không cho dữ kiện tính M A, yêu cầu xác định công
thức phân tử hợp chất hữu cơ (A)
0
b) Phương pháp giải :
Bước1 : Đặt công thức (A) dạng tổng quát : CxHyOzNt
CTTN (A) : (CH3O)n => CnH3nOn
3n ≤ 2n + 2 => 1 ≤ n ≤ 2 , n nguyên
=> n = 1 , CTPT (A) : CH3O (loại , y lẻ)
n = 2 , CTPT(A) : C2H6O2 (nhận)
CTTN(A) : (CH4N)n => CnH4nNn
4n ≤ 2n + 2 + n ⇒ 1 ≤ n ≤ 2 , nguyên
=> n = 1 => CH4N (loại)
n = 2 => C2H8N2 (nhận)
c) Bài tập minh hoạ:
7
- Đốt cháy hoàn toàn 2,64 gam một Hydrôcacbon (A) thu được 4,032 lít khí CO2 ở
đktc . Xác định công thức phân tử của (A) ?
Giải
- Khối lượng các nguyên tố có trong (A):
mC =
VCO2
22,4
.12 =
4,032
.12 = 2,16( g )
22,4
vì (A) là Hydrôcacbon =>
=> lượng chất (A) đem đốt : mA = ( mCO2 + mH2O ) - mO2
- Sau đó đưa bài toán về dạng toán cơ bản để giải .
* Lưu ý:
- Nếu biết (A) là Hydrôcacbon, dựa vào phương trình phản ứng cháy tổng quát
0
y
y
t
CxHy + ( x + ) O2 →
x CO2 +
H2O
4
2
- Ta luôn có phương trình toán học :
của (A) :
0
nO2 (phản ứng cháy) = nCO2 +
1
nH2O
2
- Các khí và hơi đo ở cùng điều kiện, ta cũng có :
VO2 (phản ứng cháy) = VCO2 +
13,2
.12 = 3,6( g )
44
;
mH =
m H 2O
18
.2 =
5,4
.2 = 0,6( g )
18
- Tổng: mC + mH = 3,6 + 0,6 = 4,2(g) < mA đem đốt 9(g)
=> chất (A) có chứa ôxi : mO = 9 - 4,2 = 4,8(g)
- Dạng công thức của (A) là CxHyOz
12 x
y
16 z M A
=
=
=
m C m H mO
mA
d kiềm dư
+ Yêu cầu : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ (A)
- Cách giải : Tư mB1 (tăng lên) = mH2O ; mB2 (tăng lên) = mCO2 .
Sau đó đưa bài toán về dạng cơ bản để giải .
* Kiểu đề2:
HCHC + O
CO2 Bình d2 Ca(OH)2 hay Ba(OH)2
mBình (tăng lên)
t
hấp
thụ
toàn
bộ
CO
2 và H2O
(A)
H2O
m muối trung hoà
m muối axit
+ Yêu cầu : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ (A) .
- Cách giải : Viết phương trình phản ứng CO2 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 CO2 .
- Vì độ tăng khối lượng bình chứa : mB2 (tăng lên) = mCO2 + mH2O
=> mH2O = mB2 (tăng lên) - mCO2
- Tính được mCO2 và mH2O sinh ra do chất hữu cơ (A) cháy ; đưa bài toán về dạng cơ
bản để giải .
c) Bài tập minh hoạ:
Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 10,4(g) chất hữu cơ (A) rồi cho sản phẩm lần lượt qua bình (1) chứa H2SO4
;
mC = mCO2 .12 = 0,3.12 = 3,6( g )
- Tổng: mC + mH = 3,6 + 0,4 = 4(g) < mA ( đem đốt )
=> Chất hữu cơ (A) có chứa ôxi : mO = 10,4 - 4 = 6,4(g)
9
- Khối lượng mol của chất (A): MA = dA/O2 .MO2 = 3,25 .32 = 104(g)
- Dạng công thức phân tử của (A) là: CxHyOz
- Ta có tỉ lệ :
12 x
y
16 z M A
12 x
y 16 z 104
=
=
=
=
=
=
⇔
m C m H mO
mA
3,6 0,4 6,4 10,4
mH = 2
m H 2O
18
=2
1,08
= 0,12( g )
18
- Tổng : mC + mH = 0,96 + 0,12 = 1,08(g) đúng bằng lượng chất (A) đem đốt ⇒
chất (A) không chưa ôxy
- MA = MHe. dA/He = 4 . 13,5 = 54(g)
- Dạng công thức chất (A) : CxHy ; ta có tỉ lệ :
M
12 x
y
=
= A
mC m H
mA
⇔
12 x
y
54
=
=
=
=
b
m H 2O n H 2O .M H 2O 18b
10
c) Bài tập minh hoạ :
- Đốt cháy hồn tồn 18(g) chất hữu cơ (A) cần vừa đủ 16,8(lit) khí O2 ở đktc , hỗn
hợp sản phẩm cháy gồm CO2 và hơi H2O có tỉ lệ thể tích : VCO2 : VH2O(hơi) = 3: 2
Xác định cơng thức phân tử của (A) . Biết tỉ khối hơi của (A) đối với khí H2 là 36 .
Giải
- Từ tỉ lệ thể tích VCO2 : VH2O(hơi) = 3 : 2 . Ta có tỉ lệ khối lượng :
mCO2
m H 2O
=
VCO2 .M CO2
V H 2O ( hơi ) .M H 2O
=
3,44 11
=
2.18 3
16,8.32
12 x
y
16 z M A
12 x y 16 z 72
=
=
=
⇔
= =
=
m C m H mO
mA
9
1
8
18
⇒ x=3 ; y=4 ; z=2
- Vậy cơng thức phân tử của chất (A) là :
C3H4O2
IV.KẾT QUẢ KIỂM NGHIỆM:
* Khảo sát chất lượng lần 2:
- Kiểm tra bài 1 tiết với kiến thức là bài tốn lập cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ
Sau khi áp dụng đề tài sáng kiến kinh nghiệm vào thực tế giảng dạy của nhà
trường kết quả đạt được như sau:
Số học sinh
SL
C- KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
1. Toán hoá đa dạng và phong phú song SGK cũng như sách bài tập không
phân dạng, không hướng dẫn học sinh thiết lập phương pháp giải cho từng dạng dẫn
đến HS lúng túng khi có sự biến dạng, do vậy trong quá trình giảng dạy muốn học
sinh hiểu bài vận dụng tốt kiến thức vào việc giải bài tập hoá .
- Giáo viên phải nghiên cứu, phân dạng bài tập,thiết lập cách giải cho từng
dạng để hướng dẫn học sinh.
2. Trong chương trình hoá học các tiết luyện tập, bài tập quá ít, vì vậy trong
quá trình giảng dạy Giáo viên phải tận dụng tốt thời gian các bước dặn dò và bài tập
của tiết dạy để hướng dẫn học sinh giải bài tập .
3. Muốn thành công trong công tác giảng dạy trứơc hết yêu cầu người thầy
phải có tâm huyết với công việc, phải đam mê tìm tòi học hỏi, tổng hợp các kinh
nghiệm áp dụng vào bài giảng .
4. 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 .
Trên đây là nội dung của đề tài sáng kiến kinh nghiệm mà tôi đã nghiên cứu và
áp dụng thành công ở đơn vị trường sở tại . Song chắc chắn rằng sẽ không tránh
khỏi thiếu sót , rất mong sự góp ý của đồng nghiệp để đề tài đạt được hiệu quả cao
hơn . Xin chân thành cảm ơn . /.
XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ
Nga Sơn, ngày 6 tháng 4 năm 2015
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết,
không sao chép nội dung của người khác.
Người viết
Vũ Thu Hà