PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lí do chọn đề tài Hóa học là môn khoa học tự nhiên được đưa vào giảng dạy từ khá sớm trong giáo dục phổ thông (lớp 8 bậc THCS). Việc giảng dạy Hóa học trong trường phổ thông phải thực hiện 3 nhiệm vụ cơ bản sau: - Nhiệm vụ trí dục: Cung cấp một nền học vấn Hóa học phổ thông nhất, hiện đại và là cơ sở để tìm hiểu về nền sản xuất hiện đại, hiểu được vai trò của Hóa học đối với kinh tế, xã hội và môi trường. - Nhiệm vụ phát triển năng lực nhận thức: Từ những kiến thức và kỹ năng trong bộ môn Hóa học mà học sinh có phương pháp nhận thức Hóa học và phát triển trí tuệ, biết kết hợp tư duy cụ thể và trừu tượng, các lập luận chặt chẽ và logic hơn. - Nhiệm vụ đạo đức: Hình thành thế giới quan khoa học, thái độ đúng đắn với thiên nhiên và con người; với kinh tế, xã hội và môi trường. Hiện nay, khi hình thức thi chuyển từ tự luận sang trắc nghiệm, thì các phương pháp giải toán nhanh được quan tâm và chú trọng rất nhiều. Việc dạy các phương pháp giải toán có một ý nghĩa rất quan trọng với học sinh. Mỗi bài tập có thể có nhiều phương pháp giải khác nhau, nhưng cần lựa chọn phương pháp hợp lý, tối ưu nhất để giải quyết. Qua thực tế giảng dạy tôi thấy, phương pháp đường chéo là một phương pháp khá hay, đơn giản và hữu ích, có thể dùng để giải nhanh một số dạng bài tập trong chương trình phổ thông. Tuy nhiên, học sinh vẫn còn lúng túng, gặp khó khăn và tâm lý ngại sử dụng, thường làm theo cách truyền thống. Điều này có thể do học sinh chưa nắm vững và hiểu đúng về phương pháp cũng như chưa biết vận dụng một cách linh hoạt vào từng bài tập, từng trường hợp cụ thể. Đó là lý do để tôi viết đề tài “ giải bài toán hóa học bằng phương pháp sơ đồ đường chéo” nhằm giúp học sinh một phần nào giải quyết tốt các bài toán hóa một cách nhanh chóng đồng thời chia sẻ kinh nghiệm về phương pháp giải bài tập với các đồng nghiệp. 2. Mục đích nghiên cứu - Đối với giáo viên: Nhằm nâng cao nghiệp vụ công tác của bản thân và nâng cao chất lượng cho học sinh. 1 - Đối với học sinh: Có khả năng tiếp thu bài nhanh, hứng thú với giờ học, tích cực, chủ động đóng góp ý kiến của mình, dần dần hình thành cho bản thân thói quen tư duy khoa học, trình bày vấn đề trước tập thể và có trách nhiệm hơn khi làm việc. Giúp học sinh yêu thích môn học hơn. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Đưa ra phương pháp giải bài toán Hóa một cách nhanh chóng. Thử nghiệm trên các lớp: 10A1 trường THPT Nguyễn Duy Thì, lớp 12A1 trường THPT Triệu Thái. Giáo viên đưa ra các dạng bài tập để giải nhanh nhất bằng phương pháp sơ đồ đường chéo. 4. Đối tượng nghiên cứu * Đối tượng : Học sinh lớp 10A1 trường THPT Nguyễn Duy Thì- Bình Xuyên- Vĩnh Phúc và 12A1trường THPT Triệu Thái- Lập Thạch- Vĩnh phúc. 5. Phạm vi và thời gian nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu: Hóa học 10,11,12 cơ bản. Thời gian: Từ tháng 8 năm 2013 đến tháng 4 năm 2015. 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết Đọc các tài liệu làm cơ sở xây dựng lí thuyết của chuyên đề: tài liệu lí luận dạy học (chủ yếu là phương pháp giải bài tập Hóa học THPT); sách giáo khoa, sách bài tập hóa học 10,11 phần cơ bản và nâng cao; phương pháp giải bài tập hóa vô cơ, hữu cơ; 16 phương pháp và kĩ thuật giải nhanh bài tập trắc nghiệm môn Hóa học; một số đề thi học sinh giỏi, đề thi đại học, cao đẳng 6.2. Phương pháp sư phạm a. Phương pháp chuyên gia Vận dụng phương pháp bài tập để hướng dẫn học sinh giải quyết bài toán. Xin ý kiến nhận xét, đánh giá của các giáo viên có kinh nghiệm, giáo viên giỏi về nội dung sáng kiến. b. Tìm hiểu chất lượng học sinh ở những lớp mình điều tra. c. Chọn lớp thử nghiệm và đối chứng kết quả. 2 7. Cấu trúc của SKKN PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lý do chọn đề tài ……………………………………… 2. Mục đích nghiên cứu………………………………………… 3. Nhiệm vụ nghiên cứu…………………………………………. 4. Đối tượng nghiên cứu…………………………………………. 5. Phạm vi và thời gian nghiên cứu…………………………… 6. Phương pháp nghiên cứu……………………………… 7. Cấu trúc của SKKN PHẦN II: NỘI DUNG Chương I:Tổng quan I. Nguyên tắc II. Tổng quan về các dạng bài tập sử dụng phương pháp sơ đồ đường chéo Chương II: Thực trạng vấn đề 1. Thuận lợi 2. Khó khăn Chương III: Giải quyết vấn đề 1. Phương pháp giải một số dạng bài tập thường gặp 2. Kết quả và bài học thực nghiệm PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3 PHẨN II: NỘI DUNG Chương I: TỔNG QUAN I. Nguyên tắc 1. Nguyên tắc: Trộn lẫn hai dung dịch. Dung dịch 1: có khối lượng m 1 , thể tích V 1 , nồng độ C 1 (C% hoặc C M ), khối lượng riêng d 1 . Dung dịch 2: có khối lượng m 2 , thể tích V 2 , nồng độ C 2 (C 2 >C 1 ), khối lượng riêng d 2 . Dung dịch thu được có m = m 1 + m 2 , V = V 1 + V 2 , nồng độ C (C 1 <C<C 2 ), khối lượng riêng d. Sơ đồ đường chéo và công thức tương ứng với mỗi trường hợp là: a. Đối với nồng độ % về khối lượng: m 1 C 1 |C 2 – C| C 2 1 2 1 C -C m = m C -C (1) m 2 C 2 |C 1 – C| b. Đối với nồng độ mol/lít: V 1 C 1 |C 2 – C| C 2 1 2 1 C -C V = V C -C (2) V 2 C 2 |C 1 – C| c. Đối với khối lượng riêng: m 1 d 1 |d 2 – d| C 2 1 2 1 d -d V = V d -d (3) m 2 d 2 |d 1 – d| * Chú ý: • Chất rắn coi như dung dịch có C = 100% 4 • Dung môi coi như dung dịch có C = 0% • Khối lượng riêng của H 2 O là d = 1 g/ml 2. Tổng quan về các dạng bài tập sử dụng phương pháp sơ đồ đường chéo. Dạng 1 : Tính toán hàm lượng các đồng vị - Đồng vị (cùng vị trí) là các nguyên tử có cùng số proton nhưng khác nhau về số khối (do khác nhau số nơtron) nên cùng thuộc một nguyên tố hoá học và có cùng vị trí trong tuần hoàn các nguyên tố hoá học. - Khác với số khối của đồng vị, khối lượng nguyên tử trung bình là giá trị trung bình các số khối của các đồng vị tạo nên nguyên tố đó. Trong trường hợp nguyên tố được tạo nên bởi 2 đồng vị chủ yếu, ta có thể dễ dàng tính được hàm lượng chất mỗi đồng vị bằng phương pháp đường chéo. Dạng 2 : Tính tỉ lệ thành phần của hỗn hợp khí qua tỷ khối - Hỗn hợp khí, nhất là hỗn hợp 2 khí là một dữ kiện dễ dàng bắt gặp trong nhiều bài toán hoá học mà thông thường ta sẽ phải tính số mol hoặc tỷ lệ số mol hoặc thể tích hoặc tỉ lệ thể tích để tìm ra được giá trị cuối cùng của bài toán. Dạng 3 : Tính toán trong pha chế các dung dịch có cùng chất tan - Trong trường hợp bài toán có sự thay đổi về nồng độ của dung dịch do bị pha loãng hoặc do bị trộn lẫn với một dung dịch có nồng độ khác, ta có thể áp dụng đường chéo để tìm ra tỉ lệ giữa các dung dịch này Dạng 4 : Tính thành phần hỗn hợp muối trong phản ứng giữa đơn bazơ với đa axit - Tỉ lệ : phương trình - số mol Dạng 5 : Tính tỉ lệ các chất trong hỗn hợp 2 chất hữu cơ - Bài toán hỗn hợp 2 chất hữu cơ, đặc biệt, 2 chất đồng đẳng kế tiếp là một dữ kiện rất hay gặp trong bài toán hóa hữu cơ phổ thông. Trong những bài toán này, nếu có yêu cầu tính tỷ lệ % của 2 chất trong hỗn hợp ban đầu (về khối lượng hoặc thể tích hoặc số mol) ta nên áp dụng phương pháp đường chéo. - Chú ý là dữ kiện đồng đẳng liên tiếp chỉ phục vụ việc biện luận giá trị rời rạc, không liên quan đến việc sử dụng đường chéo để tính tỷ lệ, do đó, trong trường hợp đã biết giá trị của đại lượng đặc trưng của 2 chất (XA và XB trong bài toán tổng quát) thì ta vẫn hoàn toàn có thể tính được tỉ lệ này, dù hai chất đó không phải là đồng đẳng liên tiếp, thậm chí không phải là đồng đẳng. 5 - Đại lượng trung bình dùng làm căn cứ để tính toán trên đường chéo trong trường hợp này thường là: Số nguyên tử C trung bình, khối lượng phân tử trung bình, số nguyên tử H trung bình, số liên kết pi trung bình, số nhóm chức trung bình… và tỷ lệ thu được là tỷ lệ số mol 2 chất. Dạng 6 : Tính tỉ lệ các chất trong hỗn hợp 2 chất vô cơ - Bài toán 2 chất vô cơ cũng khá thường gặp trong số các bài toán hóa học. Thông thường đó là hỗn hợp 2 kim loại, 2 muối,… mà khả năng phản ứng và hóa trị của chúng trong các phản ứng hóa học là tương đương nhau, trong trường hợp này, ta thường dùng giá trị khối lượng phân tử trung bình là cơ sở để tính toán trên đường chéo. - Trong một số trường hợp khác, hóa trị và khả năng phản ứng của các chất trong hỗn hợp không tương đương nhau thì ta dùng hóa trị trung bình làm cơ sở để áp dụng phương pháp đường chéo. Dạng 7: Áp dụng phương pháp đường chéo cho hỗn hợp nhiều hơn 2 chất. - Về nguyên tắc, phương pháp đường chéo chỉ áp dụng cho hỗn hợp 2 thành phần, điều này không thể thay đổi. Tuy nhiên khái niệm “2 thành phần” không có nghĩa là “2 chất”, đó có thể là hai hỗn hợp, hoặc hỗn hợp với 1 chất,… miễn sao ta có thể chỉ ra ở đó một đại lượng đặc trưng có thể giúp chia tất cả các chất ban đầu thành 2 nhóm, “2 thành phần” là có thể áp dụng đường chéo. - Ngoài ra, có thể những hỗn hợp có nhiều hơn 2 thành phần, nhưng ta đã biết tỷ lệ của một vài thành phần so với các thành phần còn lại trong hỗn hợp thì vẫn hoàn toàn có thể giải bằng phương pháp đường chéo. 6 Chương II. THỰC TRẠNG CỦA ĐỀ TÀI 1. Thuận lợi Đội ngũ cán bộ giáo viên nhà trường và tổ bộ môn đảm bảo về số lượng và chất lượng, đáp ứng yêu cầu của cấp học. Giáo viên trong nhà trường luôn có trách nhiệm cao, say mê với nghề nghiệp và hết lòng yêu thương học sinh. Ngay từ đầu năm học, ban giám hiệu và tổ bộ môn đã có triển khai các kế hoạch, chỉ thị năm học; kiểm tra khảo sát theo bộ môn để phân loại đối tượng học sinh, từ đó có biện pháp phụ đạo học sinh yếu kém, bồi dưỡng học sinh khá giỏi. Có một số học sinh khá, giỏi đã có kĩ năng giải bài tập này theo phương pháp thông thường (đặt ẩn, lập hệ phương trình). 2. Khó khăn Trường THPT Triệu Thái và trường THPT Nguyễn Duy Thì là hai trường chuyển từ mô hình Bán công sang mô hình Công lập trong 6 năm trở lại đây nên phần đông học sinh có học lực yếu kém. Ngoài ra phần đông là con em nông thôn nên không có nhiều điều kiện về cả kinh tế và thời gian dành cho việc học tập. Rất nhiều học sinh khi vào lớp 10 rồi nhưng vẫn chưa giải được phương trình bậc nhất một ẩn và hệ phương trình nên rất khó khăn để giải bài toán theo cách giải thông thường. Chưa biết cách áp dụng phương pháp sơ đồ đường chéo vào giải quyết một số bài tập khó. Mỗi dạng bài tập có nhiều phương pháp làm, nhưng có 1 phương pháp hiệu quả nhất để giải quyết mà học sinh chưa tìm ra được. Thói quen của học sinh về giải toán hoá bao giờ cũng là viết phương trình hoá học, đặt ẩn, lập hệ phương trình. Phương pháp này chỉ phù hợp với những bài toán đơn giản, khi số ẩn và số phương trình đại số lập được bằng nhau. Mặt khác, với một câu hỏi trắc nghiệm khách quan trong đề thi Đại học với thời gian trung bình 1,8 phút/1 câu hỏi thì việc giải nhanh bài toán này là vấn đề khá nan giải. 7 Chương III: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 1. Phương pháp giải một số dạng bài tập thường gặp Dạng 1 : Tính toán hàm lượng các đồng vị Đây là dạng toán gặp ở lớp 10 chương “cấu tạo nguyên tử” Ví dụ 1: (Bài 5 - SGK Hóa 10 – trang 14): Đồng có hai đồng vị bền 65 29 Cu và 63 29 Cu . Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54. Tính thành phần phần trăm số nguyên tử của mỗi đồng vị. Giải Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có ( 65 29 Cu ) 65 0,54 27→ 63,54 ( 63 29 Cu ) 63 1,46 73→ Vậy % 65 29 Cu = 27% và % 63 29 Cu = 73% Ví dụ 2 : Khối lượng nguyên tử trung bình của Bo là 10,812. Hỏi mỗi khi có 94 nguyên tử 10 5 B thì có bao nhiêu nguyên tử 11 5 B ? A. l88 B. 406 C. 812 D. 94 Giải Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có ( 10 B ) 10 0,188 94→ 10,812 ( 11 B ) 11 0,812 406→ Đáp án : B 8 Ví dụ 3: Trong tự nhiện Br có hai đồng vị bền 81 Br và 79 Br . Nguyên tử khối trung bình của brom là 79,91. Thành phần phần trăm khối lượng của 81 Br trong HBr là A. 54,5%. B. 45,5% C. 45,50%. D. 54,56%. Giải Áp dụng sơ đồ đường chéo, ta có ( 79 Br ) 79 1,09 54,5%→ 79,91 ( 81 Br ) 81 0,91 45,5%→ Xét trong 1 mol HBr, ta có: 81 45,5.0,81 % .100% 45,50% 1 79,91 Br m → = = + Đáp án C Dạng 2: Tính tỉ lệ thành phần của hỗn hợp khí qua tỉ khối. Ví dụ 1 : Một hỗn hợp gồm O 2 ,O 3 ở điều kiện tiêu chuẩn có tỉ khối hơi với hiđro là 18. Thành phần % về thể tích của O 3 trong hỗn hợp là A. 15%. B. 25%. C. 35% . D. 45%. Giải: Áp dụng sơ đồ đường chéo, ta có: ( 2 O ) 32 12 75%→ 18.2 ( 3 O ) 48 4 25%→ Đáp án B 9 Ví dụ 2 : Cho hỗn hợp SO 3 và O 2 có tỉ khối với H 2 là 32. % thể tích O 2 trong hỗn hợp là: A. 6,67% B. 66,67% C. 33.33% D. 3,33% Giải Áp dụng sơ đồ đường chéo, ta có: ( 3 SO ) 80 32 66,67%→ 32.2 ( 2 O ) 32 16 33,33%→ Đáp án C Dạng 3 : Tính toán trong pha chế các dung dịch có cùng chất tan Ví dụ 1: Để thu được dung dịch HNO 3 20% cần lấy a gam dung dịch HNO 3 40% pha với b gam dung dịch HNO 3 15%. Tỉ lệ của a/b là: A. 1/4 B. 1/3 C. 3/1 D. 4/1 Giải Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có a gam HNO 3 40% 40 5 20 b gam HNO 3 15% 15 20 Vậy ta có : 15 - 20 1 40 - 20 4 a b = = → Đáp án A * Ví dụ 2: Trộn V 1 ml dung dịch NaOH (d = 1,26 g/ml) với V 2 ml dung dịch NaOH (d = 1,06 g/ml) thu được 1 lít dung dịch NaOH (d = 1,16 g/ml). Giá trị của V 1 và V 2 lần lượt là: A. V 1 = V 2 = 500 B. V 1 = 400, V 2 = 600 C. V 1 = 600, V 2 = 400 D. V 1 = 700, V 2 = 300 Giải V 1 1,26 0,1 10 [...]... góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp để đề tài thêm đầy đủ và góp phần thiết thực trong công tác dạy và học ở trường THPT 20 Vấn đề mới/cải tiến SKKN đặt ra và giải quyết so với các SKKN trước đây (ở trong nhà trường hoặc trong Tỉnh): SKKN về giải bài toán hóa học bằng phương pháp sơ đồ đường chéo đã có nhiều tác giả trước đây đề cập đến nhưng được áp dụng ở những trường và địa phương khác, chưa có đề... Kết quả và bài học kinh nghiệm 2.1 Kết quả * Qua hai năm học áp dụng phương pháp đường chéo, tôi nhận thấy: + Học sinh đã nắm vững và hiểu đúng về phương pháp đường chéo + Một số học sinh đã áp dụng thành thạo và vận dụng linh hoạt hơn + Năng lực tư duy của học sinh được nâng lên rõ rệt + Học sinh hứng thú và có ý thức say mê, tìm tòi, sáng tạo + Phương pháp này ít có hiệu quả với đối tượng học sinh... dạng bài tập, tìm ra bản chất của vấn đề để rút ngắn thời gian giải bài tập Đó cũng là động lực để tôi hoàn thành đề tài này PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong quá trình thực hiện đề tài tôi nhận thấy, vận dụng linh hoạt phương pháp đường chéo để giải bài tập hóa học là một lợi thế lớn đối với học sinh Vì đây là một phương pháp tương đối đơn giản, dễ hiểu nhưng hiệu quả lại cao, tốc độ tính toán. .. trắc nghiệm hiện nay Tuy nhiên, để làm được điều này, bên cạnh việc nắm vững phương pháp, học sinh cần có tư duy hoá học, nắm vững bản chất hóa học, các hiện tượng hóa học, kĩ năng tính toán tốt, biết phân tích, so sánh….Điều này đòi hỏi giáo viên phải có năng lực chuyên môn và nghiệp vụ sư phạm cao và luôn luôn không ngừng học hỏi Do thời gian nghiên cứu có hạn, kinh nghiệm bản thân chưa nhiều, đề... nhiệm cao đối với học sinh, đặt việc giảng dạy cho học sinh là tầm quan trọng hàng đầu trong sự nghiệp giáo dục Người thầy phải biết tạo cho học sinh sự hứng thú, niềm đam mê vào việc học tập bộ môn hoá học Hay nói cách khác, người thầy phải là người truyền lửa để thắp sáng tâm hồn và trái tim của các thế hệ học sinh 19 Phần quan trọng nhất trong quá trình áp dụng phương pháp này là giúp học sinh định... 3,164 nCO2 = = 0,02 → M muối cacbonat= = 158,2 n muối cacbonat = 22,4 0,02 Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có BaCO3 58,2 197 →3 38,8 →2 158,2 CaCO3 100 Vậy % BaCO3 là 60% và % CaCO3 là 40% → Đáp án C Dạng 7: Áp dụng phương pháp đường chéo cho hỗn hợp nhiều hơn 2 chất Ví dụ : Cho hỗn hợp gồm H2, N2 và NH3 có tỉ khối hơi so với H2 bằng 8 đi qua dung dịch H2SO4 đặc, dư thì thể tích khí còn lạt một nửa Thành phần... và học sinh học toán kém * Tiến hành thực nghiệm sư phạm: Tại trường THPT Triệu Thái( 2013- 2014): lớp 12A1 và tại trường THPT Nguyễn Duy Thì( 2014- 2015) - Chọn học sinh lớp 12A1, 10A1 làm đối tượng thực nghiệm do lớp học tương đối đều và khả năng nhận thức tốt - Chia học sinh lớp làm hai nhóm có trình độ tương đương nhau + Tiến hành làm bài kiểm tra 15 phút với hai nhóm trong đó sử dụng phương pháp. .. ta chắc chắn rằng số học sinh khá giỏi, kể cả học sinh diện trung bình sẽ không bỏ qua dạng bài này khi gặp trong các kỳ thi 2.2 Bài học kinh nghiệm Trong quá trình thực hiện đề tài này, tôi đã đúc kết ra một số bài học kinh nghiệm như sau: Phát huy tinh thần tự học, tự bồi dưỡng nhằm nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ của người thầy Lãnh đạo trường, Ban chuyên môn cần có phương án kiểm tra, đánh... 30%, 50% C 50%, 25%, 25% D 15%, 35%, 50% Giải Khi bị giữ lại do phản ứng với dung dịch H2SO4 chính là NH3 và có thể tích bằng ½ thể tích hỗn hợp khí ban đầu %NH3 = 50% Gọi khối lượng phân tử trung bình của H2 và N2 trong hỗn hợp là M , ta dễ dàng thấy: 16 17 + M = 16 → M = 15 2 Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có H2 13 → 25% 2 15 N2 28 13 → 25% Đáp án A * Một số bài tập vận dụng Câu 1 : Nguyên tử khối trung... nghiệm trên phiếu học tập bao gồm 10 bài tập trong thời gian 15 phút thu được kết quả như sau: + Tại lớp 12 A1 Nhóm Sĩ số Giỏi Khá TB Yếu, kém Nhóm 1 15 5-33,33% 8- 53,33% 2- 13,34% 0- 0% Nhóm 2 15 3- 20% 8- 53,33% 4-26,67% 0% + Tại lớp 10 A1 Nhóm Sĩ số Giỏi Khá TB Yếu, kém Nhóm 1 15 3- 20% 8- 53,33% 4- 26,67% 0-0% Nhóm 2 15 0- 0% 8-53,33% 5- 33,33% 2- 13,3% Sau khi học sinh nắm được phương pháp này kết . toán hóa học bằng phương pháp sơ đồ đường chéo nhằm giúp học sinh một phần nào giải quyết tốt các bài toán hóa một cách nhanh chóng đồng thời chia sẻ kinh nghiệm về phương pháp giải bài tập. luận dạy học (chủ yếu là phương pháp giải bài tập Hóa học THPT); sách giáo khoa, sách bài tập hóa học 10,11 phần cơ bản và nâng cao; phương pháp giải bài tập hóa vô cơ, hữu cơ; 16 phương pháp và. vẫn chưa giải được phương trình bậc nhất một ẩn và hệ phương trình nên rất khó khăn để giải bài toán theo cách giải thông thường. Chưa biết cách áp dụng phương pháp sơ đồ đường chéo vào giải quyết