Đề tài Phân loại giải bài tập hoá học dạng xác định công thức hoá học

phần I: giới thiệu chung I - Mục đích đề tài: Dựa trên cơ sở phân loại giải bài tập hoá thông qua một dạng cụ thể là xác định công thức hoá học để sử dụng trong quá trình dạy học hoá học ở lớp 9 - THCS II - Nhiệm vụ đề tài: - Xác định được vai trò của bài tập hoá học. - Phân loại giải bài tập hoá học dạng xác định công thức hoá học để sử dụng hợp lý trong dạy học III - Giả thiết khoa học: - Muốn nâng cao chất lượng dạy học hoá học thì phải sử dụng bài tập hoá học vào trong quá trình dạy học một cách hợp lý. phần ii: kết quả nghiên cứu: A - Vai trò của bài tập hoá học (phần lý luận) Bài tập hoá học có một vai trò rất lớn vì bài tập hoá học vừa là mục đích, là nội dung, là phương tiện để truyền tải kiến thức của giáo viên, vừa là công cụ để tiếp thu kiến thức một cách có hiệu quả của học sinh, và nó mang lại cho học sinh con đường để dành lấy kiến thức, có thể tóm tắt ý nghĩa của bài tập hoá học trong dạy học hoá học ở nhưng nội dung sau: Làm chính xác hoá khái niệm Củng cố kiến thức cơ bản. Rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, sử dụng ngôn ngữ hoá học, óc phân tích tổng hợp. Liên hệ với thực tiễn sản xuất hoá học. Bài tập hoá học không chỉ thể hiện vai trò to lớn của mình, mà còn có công hiệu sâu sắc trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo dần hình thành cho học sinh phương pháp tự học hợp lý. B - Kinh nghiệm phân loại giải bài tập hoá học dạng xác định công thức hoá học. I - Phân loại bài tập hoá học dạng xác định công thức hoá học trong SGK Bài tập hoá học lớp 9. 1 - Bài tập định tính: trong sách Bài tập hoá học 9 chủ yếu là dạng xác định dựa vào hoá trị: Bài 2.2/7; 2.37/12; 2.47/13 2 - Bài tập định lượng: 2.1 - Dựa vào tỷ lệ, thành phần % các nguyên tố để xác định công thức phân tử: Sách BTHH: 2.4/7; 2.19/9; 3.48a; 3.49/24; 1.16/5; 3.52/25; 3.54; 4.9a/27; 4/46a/33. 2.2 - Dựa vào khối lượng chất tham gia và chất tạo thành trong phản ứng. Bài 2.9/8; 3.19/19; 3.43/23; 3.55/25; 3.28a/21; 4.8/26; 4.26/29; 4.34c/31. II - Phân loại giải: 1 - Bài tập định tính: Loại bài lập công thức hoá học của một chất dựa vào hoá trị của các nguyên tố. Để giải được loại bài tập này thì giáo viên phải hướng cho học sinh nhớ lại hoá trị của các nguyên tố cơ bản đã biết như: O(II); H(I)...Sau đó tiến hành theo các bước: Bước 1: lập CTPT ở dạng CTTQ: AaxBby (1) Bước 2: Dựa vào quy tắc hoá trị (tích chỉ số và hoá trị của nguyên tố này bằng tích chỉ số hoá trị của nguyên tố kia) (1) ax = byị x/y = b/a ị x=b và y=a Bước 3: Thay x,y vào CTTQ và kết luận: Ví dụ: Bài 2.2/7, sách BTHH: Hãy lập công thức hoá học của các nguyên tố sau: Na, K, Fe (III), Fe(II);... Bước 1: Lập CTTQ: ví dụ của Fe(III) là FexIIIOyII Bước 2: Tìm chỉ số x,y dựa vào quy tắc hoá trị. (1) Û x.III = y.IỊ x/y = II/III hay x/y = 2/3ị x=2 và y=3 Bước 3: Thay x,y vào CTTQ và kết luận: Fe2IIIO3II gọn lại là Fe2O3 * Ngoài dựa vào hoá trị còn nhiều dạng dựa vào tính chất hoá học. 2 - Bài tập định lượng: 2.1 - Dựa vào tỷ lệ thành phần % các nguyên tố: 2.1.1 - Dạng 1: Chưa biết phân tử khối (M): Học sinh muốn giải được loại bài tập này cần phải lắm được tỷ lệ % về khối lượng của các nguyên tố hoá học. Bước 1: Lập CTTQ: AxByCz... Bước 2: Lập tỷ lệ, tìm chỉ số x,y,z Vì tỷ số khối lượng các ngyên tố bằng khối lượng % các nguyên tố ị MA.x : MB.y : MC.z = % MA: % MB: % MC ị x:y:z = % MA/MA: % MB/MB: % MC/MC; x,y,z phải là số nguyên dương, và tối giản x,y,z. Bước 3: Kết luận: Thay x,y,z vừa tìm được vào CTTQ Ví dụ 1: Tìm CTHH của axit có thành phần nguyên tố như sau (bài 2.19/9 Sách BT): H=2,12%; N=29,8%; O= 68,08%. Bước 1: lập CTTQ (dựa vào thành phần): HXNYOZ (x,y,z nguyên dương) Bước 2: Lập tỷ lệ, tìm chỉ số x,y,z Vì tỷ số khối lượng các nguyên tố bằng khối lượng % các nguyên tố ị 1.x : 14.y : 16.z = 2,12 : 29,8 : 68,08 ị x:y:z = 2,12/1 : 29,8/14 : 68,08/16 ị x:y:z = 2,12 : 2,12 : 4,25 Vì x,y,z nguyên nên ị x:y:z = 2,12/2,12 : 2.12/2,12 : 4,25/2,12 ị x:y:z ằ 1:1:2 Bức 3: Kêt luận: vậy CTHH của axit là HNO2 2.1.2- Dạng 2: Ngoài biết % khối lượng các nguyên tố ra, còn biết khối lượng phân tử của hợp chất (biết M): Bước1: Lập CTTQ của x, tương tự: AxByCZ Bước 2: Lập tỷ lệ, tìm chỉ số x,y,z % A = x.MA/Mx.100 = % MAị x=? % B = x.MB/Mx.100 = % MBị y=? % C = x.MC/Mx.100 = % Mcị z =? Bước 3: Thay x,y,z vừa tìm được và kết luận: Ví dụ 1 (Bài 4.9a/27 sách BT): Hợp chất hữu cơ A có thành phần khối lượng các nguyên tố như sau 53,33%C; 15,55%H; và 31,12%N Xác định công thức phân tử của A biết MA= 45 Bước 1: Lập CTTQ CXHYNZ Bước 2: Lập tỷ lệ, tìm chỉ số x,y,z %C = x.MC/Mx.100 = 53,33ị x = 2 %H= x.MH/Mx.100 = 15,55 ị y =7 %N = x.MN/Mx.100 = 31,12 ị z = 1 Bước 3: Kết luận vậy công thức của hợp chất là C2H7N Ví dụ 2(Bài 1 phần IV đề tuyển sinh vào lớp 10 chuyên Lê Hồng Phong): Hợp chất A có phần khối lượng như sau: 50,00%C; 5,56%H; và 44,44%O Xác định công thức phân tử của A biết MA= 72 đvc Cách làm cũng tương tự như trên. * Nhận xét: Ngoài dựa vào tỷ lệ % về khối lượng ra còn nhiều dạng thức toán còn dựa vào thể tích, công thức tổng quát sau đó biện luận tìm x,y... Ví dụ: Bài 5 phần I- Đề tuyển sinh vào lớp 10 chuyên Lê Hồng Phong. Cho 4 hidrocacbon CXHX(A); CXH2y(B) CyH2y(D); Cx+2H2x+2(E) Tổng phân tử khối của 4 chất đó là 258 đvc. 2.2- Giải bài toán lập CTHH dựa vào khối lượng chất tham gia phản ứng và khối lượng chất tạo thành sau phản ứng. Bước 1: Tóm tắt bài toán dưới dạng sơ đồ, phân tích đầu bài, tìm hướng đi cho bài toán. Bước 2: xác định CTTQ, viết tất cả các phương trình phản ứng có thể Bước 3: Chuyển giả thiết không cơ bản thành giả thiết cơ bản (dùng mối quan hệ giữa các đại lượng đã biết) Bước 4: Đặt ẩn cho lượng các chất tham gia và thu được trong phản ứng cần tìm. Dựa vào mối tương quan giữa các ẩn đó trong các phản ứng...để lập ra phương trình đại số. Bước 5: Giải phương trình và biện luận kết quả (nếu cần) rồi trả lời. Ví dụ1: bài 2.9/8 Hoà tan hoàn toàn 2,4g một oxit kim loại hoá trị (II) cần dùng 10g dung dịch axit clohidric 21,9%. Xác định CTHH của axit trên. Bước 1: Tóm tắt 2,4g oxit kim loại (hoá trị II) + d2 HCl = ... m = 2,4g mdd= 10g ? CTHH của oxit C% = 21,9% Bước 2: Xác định CTTQ, viết phương trình phản ứng Gọi khối lượng là M, ị Công thức tổng quát của oxit là MO MO + 2HCl = MCl2+ H2O (1) Bước 3: Đổi giả thiết không cơ bản thành giả thiết cơ bản: áp dụng: C% = mct/ mdd.100 ị m HCl = mddC%/100 = 10.21,9/100 = 2,19(g) Bước 4: Dựa vào mối tương quan ị lập phương trình đại số. MO + 2HCl = MCl2 + H2O Theo phương trình (M + 16)g 2.36,5g Theo đầu bài 2,4g 2,19g Ta có tỷ lệ (M + 16)/2,4 = 2.36,5/2,19 2,19 (M +16) = 2.36,5.2,4 2,19 M + 35,04 = 175,2 Bước 5: Giải phương trình Kết quả 2,19 M + 35,04 = 175,2 M = 175,2 - 35,04 = 64(g’) 2,19 Vậy khối lượng M = 64(g) = Cu Công thức hoá học của oxit là CuO * Riêng đối với đa số bài toán hữu cơ thì B1, B2, B5 cũng tương tự nhưng ở B3 và B5 thì cần phải áp dụng thêm 1 số phương pháp cơ bản Ví dụ dạng bài: Đốt cháy (hay phân tích) a(g) 1hợp chất hữu cơ A gồm C,H,O ta thu được b(g) CO2 và c(g) H2O Lập CTPT của A biết MA *Phương pháp 1: CTTQ: CxHyOz Tính C% = 12b x 100 44a H% = 2c x 100 18a O% = 100% - (%C + %H) Lập tỷ lệ 12x = y = 16z = MA C% H% O% 100 ị x,y,z Phương pháp 2: Tính mC= 3b/11; mH= c/9; mO= a - (mC + mH) Lập tỷ lệ 12.x/mC= y/mH= 16.z/mO= MA/a ị x,y,z + Phương pháp 3: Dựa vào phản ứng cháy CxHy+ (x+y/4)O2ị xCO2 + yH2O CxHyOz+ (x+y/4+z/2)O2ị xCO2+ y/2H2O sau đó dựa vào dữ kiện bài toán đưa về số mol lập tỷ lệ tương đương Bài tập 4.8c/26 sách BT Đốt cháy hoàn toàn 1 hợp chất hữu cơ A chỉ chứa 2 nguyên tố, người ta thu được 11g CO2; 6,75g H2O Lập CTPT biết M = 30 Bước 1: Tóm tắt A + O2 CO2 + H2O MA= 30 11g 6,75g Bước 2: Xác định CTPT ị viết phương trình phản ứng. Công thức tổng quát: CxHy CxHy+ (x+y/4)xO2 xCO2+y/2H2O Bước 3: Đổi giả thiết không cơ bản thành giả thiết cơ bản mC= 12.mCO2/44 = 3/11.11= 3 mH= 2/18.mH2O= 1/9.6,75 = 0,75 Tỷ lệ 2 nguyên tố là C : H = mC/12 = mH/1 = 3/12 : 0,75/1 = 0,25 : 0,75 = 1: 3 Bước 4: Vậy công thức PT của A là (CH3)2 hoặc C2H6 3- Ngoài ra khi giải các bài toán tổng hợp để tìm CTPT thì còn rất nhiều dạng mà phải biện luận, sử dụng nhiều yếu tố phức tạp như: - Theo hoá trị - Theo lượng chất - Theo tính chất - Theo kết quả bài toán - Theo khả năng phản ứng có thể xảy ra - Theo phương trình vô định - Theo phối hợp các yếu tố trên Đây là những dạng bài toán tìm CTPT ở mức độ phức tạp áp dụng nhiều cho học sinh khá giỏi, dụng để ra đề thi tuyển sinh, đề thi học sinh giỏi các cấp... Qua số liệu thống kê những năm gần đây cho thấy tỷ lệ bài tập về xác định CTPT là tương đối khó, chiếm tỷ lệ cao trong các đề. phòng giáo dục đào tạo thành phố hải dương trường trung học cơ sở lê quý đôn ********** sử dụng hợp lý bài tập hoá học dạng xác định công thức phân tử trong dạy học ở trường thcs môn: hoá học tên tác giả: đỗ thị lãm thuý – tổ khtn năm học: 2003 - 2004 phòng giáo dục đào tạo thành phố hải dương trường trung học cơ sở lê quý đôn ********** sử dụng hợp lý bài tập hoá học dạng xác định công thức phân tử trong dạy học ở trường thcs môn hoá học ý kiến đánh giá của tổ chuyên môn (nhà trường) ý kiến đánh giá của phòng giáo dục đào tạo