NỘI DUNG
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1 LÝ LUẬN VỀ DẠY HỌC
Trong thời đại hiện nay, sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ đã tạo ra những yêu cầu mới cho hệ thống giáo dục Thay vì chỉ đánh giá năng lực qua việc ghi nhớ kiến thức sâu rộng, tiêu chuẩn về sự xuất sắc giờ đây đã chuyển sang khả năng đưa ra quyết định sáng tạo trong những tình huống luôn biến đổi.
Đổi mới phương pháp dạy học, đặc biệt trong giáo dục phổ thông, là yêu cầu cấp thiết trong bối cảnh hội nhập và phát triển của Việt Nam Luật giáo dục quy định rằng phương pháp dạy học cần phát huy tính tích cực, tự giác, và sáng tạo của học sinh, đồng thời phù hợp với đặc điểm từng lớp học Giáo dục hiện đại không chỉ trang bị kiến thức mà còn phát triển năng lực hành động, tư duy sáng tạo và kỹ năng thực hành Mặc dù giáo dục Việt Nam đã trải qua nhiều cải cách và đạt được những thành tựu đáng kể, vẫn còn tồn tại cần khắc phục Nghị quyết 88/2014/QH13 của Quốc hội nhấn mạnh mục tiêu đổi mới chương trình và sách giáo khoa nhằm nâng cao chất lượng giáo dục, kết hợp dạy chữ, dạy người và định hướng nghề nghiệp, từ đó phát triển toàn diện cả về phẩm chất và năng lực của học sinh.
1.1.2 Sự cần thiết phải đổi mới phương pháp dạy học
* Những đòi hỏi của xã hội
Hiện nay, kiến thức không chỉ thuộc về trường học mà học sinh có thể tiếp cận từ nhiều nguồn khác nhau Sự phong phú của thông tin đã làm thay đổi cách nhìn nhận về vai trò của dạy học, dẫn đến việc cần phải tổ chức lại các hoạt động giáo dục và học tập trong nhà trường Do đó, hệ thống giáo dục đang đối mặt với áp lực lớn để đổi mới.
Trong xã hội hiện đại, công nghệ thông tin đóng vai trò thiết yếu trong giáo dục, cung cấp những phương tiện và phương pháp mới để truyền đạt kiến thức Công nghệ thông tin không chỉ hỗ trợ tích cực cho quá trình học tập mà còn giúp kết nối thông tin quan trọng từ khắp nơi trên thế giới thông qua Internet.
Nhà trường cần tìm cách giúp học sinh làm chủ kiến thức để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống Việc lựa chọn nội dung và thông tin học tập phù hợp là rất quan trọng để đáp ứng nhu cầu này.
Khi đã xác định được nội dung giảng dạy, giáo viên cần tổ chức các kiến thức một cách hiệu quả để khuyến khích học sinh chủ động và tự lực trong việc chiếm lĩnh kiến thức Đây là một thách thức lớn, đòi hỏi giáo viên phải thay đổi phương pháp giảng dạy truyền thống Thay vì chỉ cung cấp kiến thức, giáo viên cần hướng dẫn học sinh cách xây dựng và chiếm lĩnh kiến thức, từ đó đảm bảo khả năng tự học suốt đời của các em.
* Những đòi hỏi từ sự phát triển kinh tế - xã hội
Sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong bối cảnh hội nhập quốc tế yêu cầu người lao động có trình độ học vấn cao, khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ và chuyên môn hóa để đảm bảo chất lượng công việc Đẳng cấp chuyên nghiệp và khả năng chịu trách nhiệm là những yếu tố then chốt mà các tổ chức kinh doanh quan tâm Người lao động cần không chỉ kiến thức mà còn phải có năng lực giải quyết vấn đề một cách linh hoạt để thích ứng với các tình huống mới Điều này đặt ra trách nhiệm cho nền giáo dục trong việc đào tạo nguồn nhân lực phù hợp với sự phát triển kinh tế - xã hội Giáo viên cần không ngừng nâng cao chuyên môn để tạo ra thế hệ trẻ năng động, sáng tạo, có khả năng làm việc độc lập và không ngừng học hỏi.
Yêu cầu đối với lớp trẻ hiện nay không chỉ dừng lại ở kiến thức mà còn bao gồm thái độ và kỹ năng làm việc Trong phương pháp dạy học truyền thống, những yếu tố này thường bị bỏ qua Do đó, cần xác định nơi, thời điểm và phương pháp hiệu quả để rèn luyện các kỹ năng và thái độ này cho học sinh.
Dạy học cần khuyến khích sự tiếp thu độc lập và cho phép người học thực hành các kỹ năng, bao gồm cả kỹ năng xã hội Điều này giúp phát triển tính độc lập và tự chủ, đồng thời tạo không gian cho việc áp dụng các chiến lược và phương pháp dạy học khác nhau Chỉ trong mô hình giáo dục này, người học mới được thách thức và rèn luyện để làm chủ kiến thức và kỹ năng, từ đó phát triển năng lực học suốt đời và khả năng giải quyết linh hoạt các vấn đề thực tiễn và xã hội.
* Những đòi hỏi khi tính đến đặc điểm tâm sinh lí của người học
Công nghệ số hiện nay đang tác động mạnh mẽ đến cuộc sống của trẻ em, với Internet trở thành một phần không thể thiếu trong đời sống hàng ngày Sự phổ biến của điện thoại di động, mạng xã hội, tin nhắn SMS và email đã làm thay đổi cách thức truyền đạt thông tin, ảnh hưởng đến sự giao tiếp và tương tác của trẻ em trong xã hội.
Trẻ em ngày nay thu thập và chia sẻ thông tin với tốc độ nhanh chóng, nhờ vào khả năng tìm kiếm thông tin qua nhiều phương thức khác nhau Việc sử dụng công nghệ mới giúp trẻ phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề và xử lý thông tin đa dạng Do đó, thách thức lớn cho hệ thống giáo dục là làm thế nào để tận dụng hiệu quả những khả năng này của trẻ.
Nghiên cứu trong suốt 25 năm qua cho thấy mỗi học sinh có phương pháp học tập riêng biệt, do đó, giáo viên cần áp dụng các phong cách dạy học đa dạng để phù hợp với phong cách học của từng trẻ Việc này không chỉ giúp tối ưu hóa khả năng học tập mà còn phát huy tối đa năng lực của học sinh.
1.1.3 Định hướng đổi mới phương pháp dạy và học theo hướng tích cực
Trong quá trình đổi mới phương pháp dạy và học theo hướng tích cực, việc xác định phương pháp học của học sinh là ưu tiên hàng đầu Giáo viên cần đặt ra những câu hỏi quan trọng như: Học sinh nên học như thế nào để đạt hiệu quả cao? Điều gì tạo động lực thúc đẩy học sinh học tích cực? Và mối quan tâm lớn nhất của người học là gì?
Câu hỏi quan trọng hiện nay không chỉ là "Học sinh nên biết gì" mà là "Điều gì xảy ra với học sinh" trong quá trình học tập Giáo viên cần chú trọng đến quá trình học tập của học sinh và việc xây dựng kiến thức cá nhân của các em Khi đặt học sinh làm trung tâm, giáo viên cần xác định quy trình học tập lý tưởng nhất Để tối ưu hóa quá trình học, giáo viên phải điều chỉnh các hoạt động dạy học sao cho phù hợp với sở thích và nhu cầu của học sinh, điều này yêu cầu họ có một quan điểm và cách suy nghĩ mới về công việc và mối quan hệ với học sinh.
Hai yếu tố cốt lõi của định hướng đổi mới phương pháp dạy và học theo hướng tích cực là: cảm giác thoải mái và sự tham gia
Sự tham gia của học sinh phản ánh cách họ khai thác môi trường học tập và kiến thức Khi quan sát, nếu học sinh tập trung và hăng say giải quyết nhiệm vụ, điều đó cho thấy quá trình học tập tích cực đang diễn ra Để thúc đẩy sự tham gia này, cần áp dụng các biện pháp phù hợp trong quá trình dạy học.
• Tăng cường mức độ đa dạng trong hoạt động để đảm bảo học tích cực
• Tạo điều kiện cho tự do sáng tạo để khuyến khích học độc lập
• Sự phù hợp của hoạt động dạy với mức độ phát triển của người học
• Kiến thức gắn liền với thực tế
• Không khí và các mối quan hệ trong nhóm, trong lớp thân thiện, an toàn để tạo môi trường học tập an toàn
MỘT SỐ HÌNH THỨC SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP NHIỀU CÁCH GIẢI NHẰM PHÁT TRIỂN TƯ
Sau khi tuyển chọn, xây dựng được hệ thống bài tập nhiều cách giải, GV có thể sử dụng hệ thống bài tập này như sau :
2.1 Sử dụng trong các tiết ôn tập, luyện tập
Trong các tiết ôn tập và luyện tập, thời gian hạn chế khiến việc giải bài tập theo nhiều phương pháp trở nên khó khăn Do đó, giáo viên chủ yếu gợi ý các hướng giải cho bài toán và sau đó phân công nhiệm vụ cho từng nhóm học sinh.
HS, mỗi nhóm một cách sau đó HS chuẩn bị bài ở nhà.
2.2 Sử dụng trong các tiết tự chọn
Nhiều trường đã bổ sung tiết tự chọn cho môn hóa học nhằm liên thông kiến thức từ lớp 8 đến lớp 12 Việc áp dụng bài tập với nhiều cách giải không chỉ giúp học sinh hiểu sâu bản chất hóa học mà còn kích thích hứng thú học tập, từ đó phát triển tư duy Trong các tiết học này, giáo viên khuyến khích các nhóm học sinh trình bày chuẩn bị của mình và thực hiện đánh giá, sửa chữa để nâng cao hiệu quả học tập.
2.3 Sử dụng trong việc tự học của học sinh Đây là biện pháp hữu hiệu nhất Để hướng dẫn HS tự học ở nhà có hiệu quả
GV cần xây dựng hệ thống bài tập rõ ràng, giao nhiệm vụ cụ thể và thực hiện kiểm tra, đánh giá kết quả Phương pháp này sẽ mang lại hiệu quả cao, đặc biệt cho những học sinh khá và giỏi.
2.4 Sử dụng trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi
Bồi dưỡng học sinh giỏi là một phần quan trọng trong quá trình giáo dục Để đạt được điều này, học sinh không chỉ cần nắm vững kiến thức và kỹ năng thực hành, mà việc giải các bài toán hóa học cũng đóng vai trò thiết yếu Việc rèn luyện kỹ năng giải bài tập và phát triển tư duy cho học sinh thông qua nhiều phương pháp giải khác nhau là một phương pháp hiệu quả.
Sau đây là một số ví dụ minh họa
Hỗn hợp A chứa anken X và H2 khi được xử lý qua Ni đun nóng sẽ tạo ra hỗn hợp B bao gồm hai loại khí Đặc biệt, hỗn hợp B không làm mất màu dung dịch brom, cho thấy tính chất không bão hòa của anken X trong quá trình phản ứng Tỉ khối của A và B được so sánh với nhau để xác định đặc điểm của các khí trong hỗn hợp.
H2 lần lượt là 6 và 8 Xác định CTPT của X và thành phần phần trăm thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp A.
Bài toán này được sử dụng sau khi học xong phần hiđrocacbon không no.
Vì B không làm mất màu dung dịch brom ⇒ B là hỗn hợp của ankan và H2 dư
Theo bài ra ta có: M A = 6.2 12; M = B = 8.2 16 = Đặt Hỗn hợp A gồm anken là CnH2n; n ≥ 2(x mol) và H2 (y mol)
⇒ Hỗn hợp B gồm an kan CnH2n+2 và H2 dư (y – x mol)
Phương pháp đại số để giải bài toán bao gồm việc đặt ẩn, lập hệ phương trình và sử dụng kỹ thuật tách ghép ẩn Mặc dù phương pháp này có quy trình tương đối dài, nhưng nó là một cách hiệu quả để tìm ra lời giải cho các bài toán phức tạp.
Cách 2 Bảo toàn khối lượng + Khối lượng mol trung bình mA= mB ⇔6.2 (x + y) = 8.2 (x + y - x) ⇔ 6 (x + y) = 8y ⇔ y = 3x
Vì y = 3x nên trong A (% Vanken= 25 , % VH2 = 75)
Cách 3 Khối lượng mol trung bình
Thay y = 3x vào (2) ta được n = 3 CTPT của anken X là C3H6.
Cách 4 Hiệu 2 tỉ khối + Khối lượng mol trung bình + Bảo toàn khối lượng
(Ngoài ra cũng có thể tìm ra y = 3x với cách tổng 2 tỉ khối )
Cách 5 Hiệu 2 tỉ khối + Bảo toàn khối lượng + Sơ đồ chéo
→ CTPT của anken X là C3H6. Trong A (% Vanken= 25 , % VH2 = 75) Hoặc :
→ CTPT của anken X là C3H6. Trong A (% Vanken= 25 , % VH2 = 75)
Cách 6 Bảo toàn khối lượng + Sơ đồ chéo mA= mB ⇔6.2 (x + y) = 8.2 (x+y - x) ⇔ 6 (x + y) = 8y ⇔ y = 3x
→ CTPT của anken X là C3H6.Trong A (% Vanken= 25 , % VH2 = 75)Hoặc :
→ CTPT của anken X là C3H6. Trong A (% Vanken= 25 , % VH2 = 75)
Cách 7 Khối lượng mol trung bình + Sơ đồ chéo
Bạn có thể chọn 1 trong 2 cách nhỏ sau :
Vậy: CTPT của anken X là C3H6 ⇒Trong A (% Vanken= 25 , % VH2 = 75)
Vậy: CTPT của anken X là C3H6 ⇒Trong A (% Vanken= 25 , % VH2 = 75)
Cách 8 Kết hợp 2 sơ đồ chéo
Vậy CTPT của anken X là C3H6 ⇒Trong A (% Vanken= 25 , % VH2 = 75)
Trong thí nghiệm, khi đốt cháy hoàn toàn m gam của hai ancol đồng đẳng kế tiếp, thu được 0,3 mol CO2 và 7,65g H2O Ngoài ra, khi cho m gam hỗn hợp hai ancol này tác dụng với Na, sản phẩm thu được là 2,8 lít khí H2 ở điều kiện tiêu chuẩn Điều này giúp xác định cấu trúc phân tử chính xác của hai ancol.
A C2H5OH, CH3CH2CH2OH B C2H4(OH)2 và C3H6(OH)2.
C C3H5(OH)3 và C4H7(OH)3 D C2H4(OH)2 và C3H5(OH)3.
Bài toán này có thể được sử dụng sau khi học xong bài ancol.
Theo bài ra: số mol CO2 và số mol H2O lần lượt là: 0,3 và 0,425
Cách 1 Phương pháp đại số Đặt công thức phân tử 2 ancol là CnH2n+2-x(OH)x và CmH2m+2-x(OH)x với m = n + 1. Phương trình hóa học các phản ứng
Theo bài ra ta có:
(3) ⇔ na + mb + a + b = 0,425; kết hợp với (2) ta có a + b = 0,125
Thay m = n + 1 vào (2) ta có: (n + 1)a + nb = 0,3 ⇒ ⇒ n = 2,4 – 8a
Vậy hai ancol cần tìm là C2H4(OH)2 và C3H6(OH)2.
Cách 2 Phương pháp trung bình Đặt công thức chung của 2 ancol là C H n 2n 2 x + − ( ) OH x
Phương trình hóa học các phản ứng:
+ − + → + − + 2 Đặt số mol ancol là a ta có :
Do 2 ancol là đồng đẳng kế tiếp nên công thức 2 ancol cần tìm là: C 2 H4(OH)2 và
Cách 3 Phương pháp trung bình kết hợp với tỉ lệ số mol
Theo phương trình ta có:
Mặt khác n O trong ancol = 2n H 2 = 0,25mol ⇒ n : n C O = n CO 2 : n O = 0,3:0,25 1,2 =
Do 2 ancol là đồng đẳng kế tiếp nên công thức 2 ancol cần tìm là: C 2 H4(OH)2 và
Cách 4 Phân tích hệ số
Vì hỗn hợp 2 ancol no nên ta có: n ancol = n H O 2 − n CO 2 = 0,125mol
Mặt khác số nhóm OH = H 2 ancol n 0,125
Do 2 ancol là đồng đẳng kế tiếp nên công thức 2 ancol cần tìm là: C 2 H4(OH)2 và
Cách 5 Bảo toàn nguyên tố
Ta có: n C = n CO 2 = 0,3mol; n H = 2n H O 2 = 0,85mol
Vì ancol no nên đặt CTTQ dạng C H n 2n 2 + O m
Do 2 ancol là đồng đẳng kế tiếp nên công thức 2 ancol cần tìm là: C 2 H4(OH)2 và
Cách 6 Kết hợp với các phương án lựa chọn
Nhìn vào các phương án lựa chọn ta loại ngay phương án D vì 2 ancol không phải là đồng đẳng.
Chúng ta nhận thấy rằng các phương án lựa chọn có số lượng nhóm OH khác nhau, vì vậy chỉ cần xác định số nhóm OH trong phân tử ancol để có được kết quả chính xác.
Mặt khác số nhóm OH = 2 2
Hỗn hợp X gồm hai axit cacboxylic no, mạch không phân nhánh Khi đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp này, thu được 11,2 lít khí CO2 ở điều kiện tiêu chuẩn Để trung hòa 0,3 mol X, cần sử dụng 500 ml dung dịch NaOH 1M Hai axit trong hỗn hợp X cần xác định.
A HCOOH, HOOC-CH2-COOH B HCOOH, CH3COOH.
C HCOOH, C2H5COOH D HCOOH, HOOC-COOH.
Bài toán này có thể được sử dụng sau khi học xong bài axit cacboxylic.
Nhận xét: Đề bài cho 2 axit no có mạch không phân nhánh nên số nhóm chức – COOH phải ≤ 2.
Cách 1 Phương pháp đại số
Gọi công thức tổng quát của 2 axit thông thường là CnH2n+2-x(COOH)x và CmH2m+2-y(COOH)y.
(Trong đó 1 ≤ x ≤ y ≤ 2; m, n ≥ 0; x, y, m, n là những số nguyên)
Vậy có các trường hợp xảy ra: x y 1 x y 2 x=1, y 2
Phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra :
CnH2n+2-x(COOH)x + xNaOH → CnH2n+1-x(COONa)x + xH2O
CmH2m+2-y(COOH)y + yNaOH → CmH2m+1-y(COOH)y + yH2O
Gọi a, b lần lượt là số mol của CnH2n+2-x(COOH)x vàCmH2m+2-y(COOH)y ta có:
Từ (1) và (3) ta loại được 2 trường hợp x = y = 1 và x = y = 2;
Chỉ có trường hợp x = 1; y = 2 thỏa mãn :
Thay vào (1) và (3) ta có hệ phương trình :
Vậy hai axit trên là HCOOH và HOOC-COOH⇒ Đáp án D
Cách 2 Phương pháp đại số kết hợp với biện luận
Với HS thông minh hơn có thể nhận xét
+) Hai axit c tối a 2 nh m chức
⇒ 1 axit đơn chức và một axit 2 chức
Do đó có thể đặt công thức tổng quát của hai axit là: CnH2n+1COOH và
Do đó 0,1(n+1) + 0,2(m+2) = 0,5 ⇒ 0,1n + 0,2m = 0 hay m = n = 0 (vì m, n ≥ 0) Vậy hai axit trên là HCOOH và HOOC-COOH ⇒ Đáp án D
Cách 3 Phương pháp trung bình
3.1 Dùng công thức trung bình để xác định số nhóm chức
Trong trường hợp học sinh chưa nhận biết được số nhóm chức, có thể biện luận dựa vào công thức phân tử tổng quát của hai axit, được biểu diễn dưới dạng R COOH ( ).
Từ đó ta có: NaOH
Từ đó ta có thể áp dụng cách giải đại số như cách 2 để xác định axit
3.2 Sử dùng CTTB cho toàn bài toán Đặt công thức chung của hỗn hợp là C H n 2n 1 x + − ( COOH ) x
Vậy hai axit trên là HCOOH và HOOC-COOH ⇒ Đáp án D
Cách 4 Kết hợp phương pháp trung bình với sơ đồ chéo
Số nhóm chức trung bình NaOH
Số nguyên tử C trung bình CO 2
X n 5 n = n = 3 Gọi số mol của 2 axit đơn chức và 2 chức lần lượt là a và b ta có các sơ đồ chéo :
(1)⇒ n1 = 2n2 – 5/3 loại vì n2 luôn không phải là số nguyên
Vì có 2 nhóm chức nên n2 ≥ 2 n2 2 3 n1 1 -1
Vậy hai axit trên là HCOOH và HOOC-COOH ⇒ Đáp án D
Cách 5 Kết hợp các phương án lựa chọn để tìm ra đáp án
Trong giải toán trắc nghiệm, đặc biệt là với các bài toán xác định công thức hợp chất, việc kết hợp các phương án lựa chọn có thể giúp tìm ra đáp án nhanh chóng Phương pháp này chỉ áp dụng cho hình thức trắc nghiệm.
- Các phương án lựa chọn được phân làm 2 nhóm:
+) Nhóm 1: 2 axit đơn chức (B và C)
+) nhóm 2: 1 axit đơn chức và 1 axit 2 chức (A và D)
Măt khác: ta có NaOH
Để giải bài toán, ta có thể áp dụng công thức tổng quát theo nhóm 2 Với hai phương án lựa chọn, phương pháp tốt nhất là thực hiện tính toán đối chiếu kết quả Nếu kết quả phù hợp, ta sẽ chọn phương án đó; nếu không, ta sẽ chuyển sang phương án còn lại.
Ví dụ : Dùng phương án A để giải
HCOOH HOOC CH COOH x → x: m − − 3y: mol →
HCOOH HOOC CH COOH x + x: m − − 2y: mol +
⇒ Hệ vô nghiệm ⇒ loại Vậy phương án đúng là D
Nếu dùng phương án D để giải :
thỏa mãn ⇒ Vậy phương án đúng là D
Khi gặp tình huống có ba lựa chọn cùng tính chất và một lựa chọn khác tính chất, cần giải quyết theo phương pháp của ba phương án giống nhau Nếu phương pháp này cho kết quả, hãy chọn phương án đó; ngược lại, nếu không có kết quả, hãy chọn phương án còn lại.
Phương pháp này áp dụng cho những câu hỏi có một lựa chọn đúng, thường được sử dụng trong các kỳ thi tốt nghiệp và đại học cao đẳng hiện nay.
Ví dụ 4: Trung hòa m gam hỗn hợp X gồm 2 axit (axit fomic và axit axetic) bằng
400 ml dung dịch NaOH 1M thu được 30,7 gam muối Tính m.
Cách 1 Phương pháp đại số Đặt số mol HCOOH và CH3COOH lần lượt là x và y ta có:
CH COOH NaOH CH COONa H O y y y
Cách 2 Dùng công thức chung Đặt công thức chung của 2 axit là RCOOH ta có :
Nếu đề bài yêu cầu tìm khối lượng (thành phần) từng axit thì ta có thể dùng PP trung bình hoặc sơ đồ chéo
Cách 3 Dùng phương pháp trung bình
Sau khi tìm được R ở trên ta có thể dùng công thức trung bình : Đặt % theo mol của HCOOH là x ⇒ % theo mol của CH3COOH là 1 – x ta có :1.x + 15(1 – x) = 9,75 ⇒ x = 0,375.
Vậy n HCOOH = 0,375.0,4 0,15mol = ⇒ n CH COOH 3 = 0,4 0,15 0,25mol − =
Cách 4 Phương pháp sơ đồ chéo
Từ giá trị R= 9,75 ta có thể dùng phương pháp sơ đồ chéo để tìm số mol axit:
Vậy: n HCOOH 3 0,4 0,15mol; n CH COOH 3 0,25mol
Cách 5 Phương pháp số học
5.1 Giả sử 30,7 gam hỗn hợp chỉ có HCOONa ta có:
⇒ = = 68 Thực tế nNaOH = 0,4 mol (tăng 3,5
Mặt khác nếu chuyển 1 gam HCOONa thành 1 gam CH3COONa thì số mol giảm:
Vậy trong phép giả sử trên ta đã chuyển lượng CH3COONa thành HCOONa một lượng là: 3,5 : 7 20,5gam
CH COOH CH COONa HCOOH n n 20,5 0,25mol; n 0,15mol
5.2 Giả sử 0,4 mol chỉ là HCOONa
Khi đó mmuối = 0,4.68 = 27,2g (giảm so với thực tế là 3,5 gam)
Mặt khác cứ 1 mol CH3COONa chuyển sang 1 mol HCOONa thì khối lượng giảm
Vậy trong phép giả sử trên ta đã chuyển một lượng CH3COONa thành HCOONa là: 3,5 0,25mol
14 = ⇒ n CH COOH 3 = n CH COONa 3 = 0,25mol; n HCOOH = 0,15mol
Cách 6 Phương pháp bảo toàn điện tích
Trong dung dịch thu được gồm các ion Na + (0,4 mol), HCOO - (x mol)và CH3COO - (y mol).
Theo bảo toàn điện tích ta có x + y = 0,4.
Mặt khác mmuối = m Na + + m HCOO − + m CH COO 3 − = 0,4.23 45x 59y 30,7 + + =
HCOOH HCOO CH COOH CH COO n n − 0,15mol; n n − 0,25mol
Cách 7 Phương pháp bảo toàn khối lượng
Ta có: 2 axit NaOH muèi H O
Cách 8 Phương pháp tăng giảm khối lượng
Cứ 1 mol NaOH phản ứng với axit thì khối lượng tăng 1gam (vì 1 mol Na sẽ thay
1 mol H) Như vậy ∆m tăng = 22.0,4 = 8,8 gam
Như vậy, nếu đề bài chỉ yêu cầu tính lượng axit thì dùng phương pháp tăng giảm khối lượng là nhanh nhất.
Ví dụ 5: Xenlulozơ tác dụng với (CH3CO)2O (xúc tác H2SO4 đặc) tạo ra 9,84g este axetat và 4,8g CH3COOH Xác định CTPT của este axetat:
Bài toán này được sử dụng sau khi học xong bài saccarozơ.
Cách 1 Phương pháp đại số Đặt công thức phân tử của este đó là [C6H7O2(OOCCH3)x(OH)3-x]n.
[C6H7O2(OH)3]n+ nx(CH3CO)2O → [C6H7O2(OOCCH3)x(OH)3-x]n+ nxCH3COOH
Theo phản ứng ta có: n este 1 n CH COOH 3 0,08 nx nx
Vậy công thức este là [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)]n.
Cách 2 Phương pháp thử nghiệm
Có 3 công thức este xenlulozơ axetat: [C6H7O2(OOCCH3)(OH)2]n, [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)]n và [C6H7O2(OOCCH3)3]n.
* Nếu este là [C6H7O2(OOCCH3)(OH)2]n Ta có phản ứng
[C6H7O2(OH)3]n + n(CH3CO)2O → [C6H7O2(OOCCH3)(OH)2]n + nCH3COOH este CH COOH 3 este
* Nếu este là [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)]n Ta có phản ứng
[C6H7O2(OH)3]n + 2n(CH3CO)2O → [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)]n + 2nCH3COOH este CH COOH 3 este
* Nếu este là [C6H7O2(OOCCH3)3]n Ta có phản ứng
[C6H7O2(OH)3]n + 3n(CH3CO)2O → [C6H7O2(OOCCH3)3]n + 3nCH3COOH este CH COOH 3 este
Như vậy chỉ có công thức este [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)]n thỏa mãn
Cách 3 Phương pháp bảo toàn khối lượng
Ta có n (CH CO) O 3 2 = n CH COOH 3 = 0,08mol ⇒ m (CH CO) O 3 2 = 8,16g Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
3 2 xelulozơ (CH CO) O este axit m + m = m + m
Do đó: (CH CO) O 3 2 xenlulozơ n 2n n = ⇒ Đây là 1 đieste
Vậy công thức phân tử của este thu được là [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)].
Cách 4 Phương pháp tăng giảm khối lượng
Ta có cứ 1 mol (CH3CO)2O phản ứng thì khối lượng tăng 59 – 17 = 42 gam
Vậy 0,08 mol (CH3CO)2O phản ứng khối lượng tăng là: 0,08.42 = 3,36 gam
Do đó: (CH CO) O 3 2 xenlulozơ n 2n n = ⇒ Đây là 1 đieste
Vậy công thức phân tử của este thu được là [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)].
Cách 5 Phương pháp số học
Giả sử chỉ có 1 nhóm OH bị thế:
Khi đó n este 1 n CH COOH 3 0,08 m este 184n.0,08 14,72 n n n
Như vậy khối lượng tăng so với thực tế là 14,72 – 9,84 = 4,88gam
Mặt khác, nếu dùng 1 mol axit phản ứng thì cứ thế thêm x nhóm OH thì khối lượng este thu được sẽ giảm đi một lượng: 184 184 62x gam
Vậy có thêm 1 nhóm OH được thế so với phép giả sử
Do đó thức phân tử của este thu được là [C6H7O2(OOCCH3)2(OH)].
Hỗn hợp X gồm hai chất hữu cơ có công thức phân tử C2H7NO2 phản ứng với dung dịch NaOH và nhiệt độ, tạo ra dung dịch Y và hỗn hợp khí Z Hỗn hợp Z có thể tích 4,48 lít ở điều kiện tiêu chuẩn, bao gồm hai khí làm xanh giấy quỳ ẩm Tỉ khối hơi của Z so với H2 là 13,75 Khi cô cạn dung dịch Y, ta thu được khối lượng muối khan.
Bài toán này được sử dụng sau khi học xong bài aminoaxit.
X có CTPT C2H7NO2 tác dụng với NaOH sinh ra hai khí đều làm xanh giấy quỳ ẩm nên X gồm HCOOH3NCH3 và CH3COONH4.
Cách 1 Phương pháp đại số
Phương trình hóa học các phản ứng:
HCOOH NCH + NaOH → HCOONa CH NH + + H O
CH COONH + NaOH → CH COONa NH + + H O Đặt số mol của CH3NH2 là x, số mol NH3 là y ta có: x y 0,2+ Z 31x 17y
Từ 2 phương trình trên ta có x = 0,15; y = 0,05
Theo phương trình hóa học các phản ứng trên ta có:
HCOONa CH NH n = n = = x 0,15mol ;n CH COONa 3 = n NH 3 = = y 0,05mol
Vậy mmuối = 0,15.68 + 0,05.82 = 14,3 gam (Đáp án B)
Cách 2 Phương pháp trung bình
Ta có: M Z = 13,75.2 27,5 = Đặt % theo mol của CH3NH2 là x ⇒ % theo mol của NH3 là 1 – x ta có:
Vậy n CH NH 3 2 = 0,75.0,2 0,15mol; n = NH 3 = 0,05mol
Theo phương trình hóa học các phản ứng trên ta có:
HCOONa CH NH n = n = = x 0,15mol ;n CH COONa 3 = n NH 3 = = y 0,05mol
Vậy mmuối = 0,15.68 + 0,05.82 = 14,3 gam (Đáp án B)
Cách 3 Phương pháp sơ đồ chéo Áp dụng sơ đồ chéo ta có:
Vậy CH NH 3 2 NH 3 n 3 0,2 0,15mol; n 0,05mol
+ Theo phương trình hóa học các phản ứng trên ta có:
HCOONa CH NH n = n = = x 0,15mol ;n CH COONa 3 = n NH 3 = = y 0,05mol
Vậy mmuối = 0,15.68 + 0,05.82 = 14,3 gam (Đáp án B)
Cách 4 Phương pháp số học
Giả sử 0,2 mol Z chỉ có CH3NH2 ⇒mZ = 0,2.31 = 6,2 gam Thực tế mZ = 0,2.27,5
= 5,5gam Như vậy phép giả sử nhiều hơn so với thực tế là 0,7 gam
Mặt khác cứ chuyển 1mol CH3NH2 thành 1 mol NH3 thì khối lượng Z giảm 31 – 17
= 14 gam n NH 3 0,7 0,05mol n CH NH 3 2 0,15mol
Mặt khác cứ phản ứng tạo ra 1 mol CH3COONa thì cũng tạo ra 1 mol HCOONa; tạo 1 mol NH3 cũng tạo ra tương ứng 1mol CH3COONa nên:
HCOONa CH NH n = n = = x 0,15mol ;n CH COONa 3 = n NH 3 = = y 0,05mol
Vậy mmuối = 0,15.68 + 0,05.82 = 14,3 gam (Đáp án B)
Cách 5 Phương pháp bảo toàn khối lượng
Vì đây và muối đơn chức nên n X = n NaOH = n muèi = n H O 2 = n Z = 0,2mol Áp dụng bảo toàn khối lượng ta có: m X + m NaOH = m muèi + m H O 2 + m Z
Cách 6 Dùng công thức chung Đặt công thức chung của X là R COOH NR 1 3 2 ta có: R 1 + R 2 = 16
R COOH NR + NaOH → R COONa R NH + + H O
Theo phương trình phản ứng: n R COONa 1 = n R NH 2 2 = 0,2mol
Ví dụ 7: Cho X, Y là hai chất thuộc dãy đồng đẳng của axit acrylic và có MX