Sáng Kiến Kinh Nghiệm Bồi Dưỡng Các Phương Pháp Giải Nhanh Một Số Bài Toán Hoá Học

Dạy và học hóa học ở các trường hiện nay đã và đang được đổi mới tích cực nhằm góp phần thực hiện thắng lợi các mục tiêu của trường THCS. Mục tiêu của đổi mới phương pháp dạy học nhằm đào tạo và bồi dưỡng con người mới phát triển toàn diện, có đủ kiến thức khoa học, có năng lực thực hành và biết vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Để thực hiện mục tiêu đó, các nhà trường luôn chú trọng đến việc bồi dưỡng học sinh, tạo điều kiện cho học sinh được rèn luyện năng lực tư duy, khả năng sáng tạo, có ý thức vận dụng một cách linh hoạt các kiến thức đã học vào cuộc sống thực tiễn. Ngoài nhiệm vụ nâng cao chất lượng bồi dưỡng đại trà nhà trường còn phải chú trọng đến công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, coi trọng việc hình thành và phát triển tiềm lực trí tuệ cho học sinh. Đây là một nhiệm vụ không phải địa phương nào cũng có thể làm tốt vì nhiều lý do khác nhau. Có thể nêu ra một số lý do như: do môn học mới mẻ nên kiến thức kỹ năng của học sinh còn nhiều chỗ khuyết; còn nhiều giáo viên chưa có đủ các tư liệu hoặc thiếu kinh nghiệm để đảm nhiệm công việc dạy học sinh giỏi

Là một giáo viên thường xuyên tham gia công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, tôi đã có dịp trao đổi kinh nghiệm với nhiều đồng nghiệp ( ở An Khê và ĐakPơ ), tiếp xúc với nhiều thế hệ học trò tôi nhận thấy kinh nghiệm giải toán hoá học của các em khi vào đội tuyển còn nhiều hạn chế, trình bày lời giải còn nhiều lúng túng, dài dòng gây mất nhiều thời gian. Điều đó làm cho các em khó đạt kết quả cao trong các kỳ thi học sinh giỏi. Từ những khó khăn vướng mắc, vì mong muốn đạt kết quả cao, tôi đã sưu tầm các tài liệu ;tìm tòi; nghiên cứu và đã tích luỹ được một số kinh nghiệm giúp học sinh giải các bài toán hoá học một cách nhanh chóng và hiệu quả.

Với những lý do trên tôi đã chọn và áp dụng đề tài “ BỒI DƯỠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ BÀI TOÁN HOÁ HỌC” nhằm giúp cho các em HS giỏi có kinh nghiệm giải các bài tập một cách tự tin, nhanh chóng và hiệu quả.

 

doc23 trang | Chia sẻ: honglan88 | Lượt xem: 1149 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Sáng Kiến Kinh Nghiệm Bồi Dưỡng Các Phương Pháp Giải Nhanh Một Số Bài Toán Hoá Học, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
quyết đã được tôi thực hiện và đúc kết từ thực tế. Trong giới hạn của đề tài, tôi chỉ nêu 5 chủ đề giới thiệu 5 phương pháp thường gặp có tác dụng giúp học sinh giải được nhiều bài toán với độ chính xác cao và tiết được nhiều thời gian.
CHỦ ĐỀ 1:	PHƯƠNG PHÁP TỰ DO CHỌN LƯỢNG CHẤT
1) Nguyên tắc áp dụng:
GV cần cho HS nắm được một số nguyên tắc áp dụng của phương pháp này nhằm tránh hiện tượng HS tuỳ tiện chọn lượng chất vì chưa hiểu rõ phạm vi sử dụng của nó:
- Khi gặp các bài toán có các lượng chất đề cho dưới dạng tổng quát ( dạng tỉ lệ mol, tỉ lệ % theo thể tích, khối lượng , hoặc các lượng chất đề cho đều có chứa chung một tham số : m (g), V(l), x(mol)) thì các bài toán này sẽ có kết quả không phụ thuộc vào lượng chất đã cho.
- Phương pháp tối ưu nhất là tự chọn một lượng chất cụ thể theo hướng có lợi cho việc tính toán, biến bài toán từ phức tạp trở nên đơn giản. Sau khi đã chọn lượng chất thích hợp thì bài toán trở thành một dạng rất cơ bản, việc giải toán lúc này sẽ thuận lợi hơn rất nhiều.
- Lưu ý : Nếu bài toán khảo sát về % m ( hoặc % V ) của hỗn hợp thì nên coi hỗn hợp có khối lượng 100 gam. Trong các phản ứng hoá học thì thường chọn số mol chất bằng hệ số trong PTHH. 
2) Các ví dụ:
Ví dụ 1:	
Hoà tan một lượng oxit của kim loại R vào trong dd H2SO4 4,9% ( vừa đủ ) thì thu được một dung dịch muối có nồng độ 5,87%. Xác định CTPT của oxit kim loại.
* Gợi ý HS:
- GV: Chỉ cho HS thấy đây là trường hợp lượng chất đề cho ở dạng tổng quát ( dạng tỉ lệ % ), vì vậy bài này có thể được tự do chọn lượng chất.
- HS : Đề xuất cách chọn lượng chất : chọn hoặc giả sử có 1 mol oxit đã tham gia phản ứng.
* Giải :
Đặt công thức tổng quát của oxit là R2Ox ( x là hoá trị của R )
Giả sử hoà tan 1 mol R2Ox 
R2Ox 	 + 	xH2SO4 	® R2 (SO4)x 	+ 	xH2O
1mol	x(mol)	1mol
(2MR + 16x) g 	98x (g)	 (2MR + 96x)g
Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có : 
Phương trình nồng độ % của dung dịch muối là :
suy ra ta có 	 MR = 12x
Vì x là hoá trị của kim loại trong oxit bazơ nên :	1 £ x £ 4
Biện luận:
x
	1	2	3	4
MR
	12	24	36	48
Vậy kim loại là Mg ; oxit kim loại là : MgO
Ví dụ 2: 
Cho a gam dung dịch H2SO4 loãng nồng độ C% tác dụng hoàn toàn với hỗn hợp 2 kim loại K và Fe ( Lấy dư so với lượng phản ứng ). Sau phản ứng, khối lượng khí sinh ra là 0,04694 a (g). Tìm giá trị C%
* Gợi ý HS :
- GV : gợi ý cho HS phát hiện ra vì kim loại lấy dư nên toàn bộ lượng axit và nước trong dung dịch đều phản ứng. Các lượng chất đều cho dưới dạng tổng quát ( chứa chung tham số a ), vì vậy bài toán sẽ không phụ thuộc vào lượng a (gam ).
- HS : Nêu cách chọn lượng chất : chọn a = 100 gam.
* Giải :
Giả sử a = 100 g 	Þ 	 
Vì hỗn hợp kim loại Fe, Na lấy dư nên xảy ra các phản ứng sau :
	2K	+ 	H2SO4 K2SO4 	+ 	H2 ­ 	(1)
	Fe 	+ 	H2SO4 FeSO4 	+ 	H2 ­ 	(2)
	2K (dư)+ 	2H2O 2KOH	+ 	H2 ­ 	(3)
Theo các ptpư (1),(2),(3) ta có :
Þ 31 C = 760 	Þ C = 24,5
Vậy nồng độ dung dịch H2SO4 đã dùng là C% = 24,5%
 CHỦ ĐỀ 2:	PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG MOL TRUNG BÌNH
1) Nguyên tắc áp dụng
- Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào việc tính khối lượng mol trung bình của một hỗn hợp. Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp được xác định theo công thức:
+) Đối với hỗn hợp khí thì có thể thay các số mol n1,n2  bằng thể tích hoặc % thể tích.
+) Nếu hỗn hợp chỉ có 2 chất khí , với x% là % thể tích của khí thứ nhất thì :
+) Giá trị của nằm trong khoảng :	M1 < < M2 ( giả sử M1 < M2 )
- Đây là phương pháp cho phép giải nhanh chóng nhiều bài toán hoá học phức tạp. Phương pháp này có thế mạnh khi giải các bài tập xác định 2 kim loại cùng một phân nhóm chính và thuộc 2 chu kỳ liên tiếp trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, hoặc xác định công thức phân tử của các hợp chất hữu cơ đồng đẳng liên tiếp. Ngoài ra phương pháp này cũng được sử dụng rất hiệu quả khi giải các bài toán xác định thành phần % của một hỗn hợp.
- Phương pháp chung :	
+) Căn cứ các dữ kiện đề cho để tính của hỗn hợp.
+) Từ khối lượng mol trung bình có thể tìm được giới hạn khối lượng mol của các nguyên tố cần tìm ( đối với bài toán tìm CTHH ), hoặc giới hạn của một lượng chất.
+) Từ khối lượng mol trung bình cũng có thể tìm được thành phần % của các chất trong hỗn hợp.
+) Nếu hỗn hợp gồm 2 chất có cấu tạo và tính chất hoá tương tự nhau ( 2 kim loại cùng phân nhóm chính, hoặc 2 hợp chất vô cơ có cùng công thức tổng quát, các hợp chất hữu cơ đồng đẳng  ) thì có thể đặt một công thức đại diện cho hỗn hợp. Các đại lượng tìm được của chất đại diện là các giá trị của hỗn hợp (mhh; nhh ; hh ).
2) Các ví dụ:
Ví dụ 1:
Hỗn hợp X gồm hai kim loại kiềm A và B thuộc hai chu kỳ liên tiếp nhau trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học. Chia m ( gam ) hỗn hợp X làm 2 phần bằng nhau:
- Phần 1 : Hoà tan vào dung dịch HCl dư thu được một dung dịch Y. Cô cạn Y được 23,675 gam muối khan.
- Phần 2: Đốt cháy hoàn toàn thì phải dùng hết 1,96 lít khí O2 ( đktc). 
a) Xác định hai kim loại A,B
b) Xác định % khối lượng của các kim loại trong hỗn hợp X.
* Gợi ý HS:
Hai kim loại có hoá trị và tính chất tương tự nên để đơn giản có thể đặt một ký hiệu đại diện cho hỗn hợp 2 kim loại. Viết PTHH, Từ số mol O2 và khối lượng muối khan ta tính toán để tìm giá trị hh .
* Giải:
a) Xác định kim loại A,B
Đặt là kim loại đại diện cho hỗn hợp hai kim loại kiềm A,B
Gọi a là số mol của hỗn hợp ở mỗi phần
Phương trình hoá học:
	2	+	2HCl	 2Cl + H2 	(1)
	 a	 a
	4	+	O2	 22O	(2)
	 a	
Từ (1),(2) ta có hệ phương trình:
Hai kim loại kiềm liên tiếp có = 32,14 thoã mãn là Na (23) và K(39)
b) Xác định % khối lượng của hỗn hợp X
	gọi x là số mol của K Þ số mol Na là ( 0,35 – x ) mol
Áp dụng công thức tính khối lượng mol trung bình ta có:
Vậy nK = 0,2 mol và nNa = 0,35 - 0,2 = 0,15 mol 
Ví dụ 2 :
Một hỗn hợp khí A gồm : N2, H2, NH3 có tỉ khối hơi đối với O2 bằng 0,425. Biết số mol H2 trong hỗn hợp gấp 3 lần số mol N2 trong hỗn hợp.
Tính thành phần % theo thể tích và theo khối lượng cuả hỗn hợp khí A.
* Gợi ý HS:
- Đối với một hỗn hợp khí thì % thể tích bằng % số mol
- GV tạo cơ hội cho HS phát hiện ra ý nghĩa của các mối quan hệ trong đề bài : Từ tỉ khối hơi của hỗn hợp ta có thể tính được gì ? Từ quan hệ số mol H2 và số mol N2 có thể giải quyết được điều gì ? Từ đó xác định các bước để giải bằng phương pháp đại số.
* Giải:
Giả sử có 1mol hỗn hợp khí A gồm : x mol N2 , 3x mol H2 và (1- 4x) mol NH3
Theo đề bài ta có :
	hh = 28x + 2.3x + 17 ( 1 – 4x ) = 32.0,425 = 13,6 	(1) 
Giải phương trình (1) được : x = 0,1 mol
Thành phần % theo thể tích của hỗn hợp khí A là:
Vì tỉ lệ thể tích của các khí bằng tỉ lệ sô mol của chúng, nên :
	 Þ 
Thành phần % theo khối lượng của hỗn hợp khí A là:
	Þ 
* Lưu ý : Có thể đặt x % là % thể tích của N2 rồi dùng công thức (1) với tổng % là 100 %
 CHỦ ĐỀ 3 :	PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG
1) Nguyên tắc áp dụng:
-Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào sự tăng hoặc giảm khối lượng trong quá trình làm biến đổi chất này thành chất khác. Về bản chất phương pháp này dựa trên cơ sở của định luật bảo toàn khối lượng, vì vậy trong nhiều tài liệu dạy học hoá học nhiều tác giả ví phương pháp này và phương pháp bảo toàn khối lượng như “anh em sinh đôi”.
-Phương pháp chung:
+) Tìm độ tăng ( hoặc giảm ) khối lượng theo PTHH ()
+) Tìm độ tăng ( hoặc giảm ) khối lượng theo đề	 ()
+) Suy luận để tìm số mol của các chất phản ứng và chất sản phẩm, hoặc có thể tìm nhanh số mol của một chất A theo công thức sau :
Như vậy nếu biết độ tăng ( giảm ) khối lượng theo đề bài thì ta luôn tìm được số mol của các chất trong phản ứng ( và ngược lại ). Còn khối lượng tăng ( giảm ) theo phương trình thì luôn tìm được, kể cả các trường hợp chưa biết CTHH của chất tham gia và chất sản phẩm. 
2) Các ví dụ:
Ví dụ 1:	
Hoà tan hoàn toàn 28,4 gam một hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat của 2 kim loại thuộc phân nhóm IIA ở 2 chu kỳ liên tiếp của bảng tuần hoàn trong dung dịch axit HCl, sau phản ứng thu được một dung dịch X và 6,72 lít khí Y ( đktc). 
a) Cô cạn dung dịch X thì thu được bao nhiêu gam muối khan.
b) Xác định 2 kim loại.
* Gợi ý HS :
- GV: Đây là bài toán rất quen thuộc mà HS có thể giải bằng phương pháp bảo toàn khối lượng hoặc phương pháp ghép ẩn số. Tuy nhiên muốn giải nhanh chóng thì nên dùng phương pháp tăng giảm.
- HS: Viết PTHH dạng tổng quát và tìm độ tăng khối lượng của muối theo PTHH.
* Giải:
a) Đặt công thức tổng quát cho hỗn hợp muối cacbonat là : CO3 
( là khối lượng mol trung bình của 2 kim loại nhóm IIA )
Phương trình phản ứng:
	CO3 	+	2HCl	Cl2	 +	H2O	+	CO2 ­ 
	 1mol	 1mol	1mol
Û ( + 60)g	 ( + 71)g	
Theo ptpư :	 Cứ 1mol muối cacbonat chuyển thành 1mol muối clorua thì khối lượng muối tăng lên : 71 - 60 = 11 gam
Vậy số mol CO2 = số mol CO3 = mol 
Suy ra : 
Vậy khối lượng muối khan thu được là 31,7 gam
b)Khối lượng mol trung bình của 2 muối cacbonat là :
Hai kim loại nhóm IIA thuộc 2 chu kỳ liên t

File đính kèm:

  • docNoi dung.doc
  • docTrang bia.doc