Tài liệu Skkn hướng dẫn cách giải bài tập hóa 9

HƯỚNG DẪN CÁCH GIẢI BÀI TẬP HÓA 9 I. ĐẶT VẤN ĐỀ: 1. Lí do chọn đề tài: Để dạy học có hiệu quả ,Giáo viên không chỉ có kiến thức sâu rộng về bộ môn mà còn phải có phương pháp thích hợp. Kiến thức Hóa học ở trường THCS đối với học sinh vừa mới mẻ vừa trừu tượng nên việc hình thành các kỹ năng cho học sinh nhằm vận dụng kiến thức đã học rất quan trọng và cần thiết. Bên cạnh hình thành kĩ năng giải bài tập định lượng thì việc hình thành các kĩ năng giải bài tập định tính nhằm củng cố kiến thức đã học một các có hệ thống cũng rất quan trọng. Thông qua việc giải bài tập Hóa học giúp học sinh rèn luyện kỹ năng, củng cố kiến thức về Hóa học. Giải bài tập Hóa học giúp giáo viên có thể kiểm tra kiến thức của học sinh, phát hiện khả năng tư duy, khả năng nắm bắt kiến thức và kĩ năng giải bài tập của các em đang ở mức độ nào? từ dó giáo viên kịp thời điều chỉnh phương pháp giảng dạy của mình, kịp thời củng cố kiến thức cũ và bổ sung kiến thức mới cho học sinh. Xuất phát từ lí do trên cùng với những suy nghĩ là làm thế nào để giúp học sinh giải tốt các bài tập Hóa học . Đó là lí do giúp tôi chọn đề tài “Hướng dẫn cách làm bài tập Hóa học 9”. 2. Phạm vi nghiên cứu: Một số dạng bài tập hóa học 9 : - Bài toán xác định công thức của hợp chất vô cơ. - Bài toán tính theo phương trình hóa học khi biết 2 chất phản ứng. - Tìm công thức hóa học của hợp chất hữu cơ. - Bài tập về đốt cháy hiđrocacbon 3. Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp tham khảo tài liệu: nghiên cứu một số tài liệu về phương pháp giải các bài toán có liên quan đến phạm vi nghiên cứu, các định luật hóa học. Phương pháp trao đổi kinh nghiệm: Tiến hành trao đổi kinh nghiệm, học hỏi từ đồng nghiệp, các kiến thức có liên quan đến việc nghiên cứu và tích lũy qua các tiết dự giờ của đồng nghiệp. II. NỘI DUNG: 1. Cơ sở lí thuyết và thực tiễn của đề tài: a. Thực trạng vấn đề nghiên cứu: Trong những năm gần đây, chất lượng học sinh có chiều hướng giảm, đặc biệt là môn hóa học. Rất nhiều em không giải được những bài toán cơ bản, thậm chí không viết Trang 1 được phương trình và cả tính số mol, điều này khiến cho những giáo viên giảng dạy môn hóa rất đau lòng, một vài em cảm thấy rất sợ khi vào tiết học môn hóa. Để ngày càng nâng cao về chất lượng dạy học môn hóa, nhằm giúp học sinh chủ động hơn trong việc tự học ở nhà nên việc kiểm tra đánh giá học sinh có sự lòng ghép của bài tập tự luận và trắc nghiệm khách quan. Qua nhiều năm công tác tôi nhận thấy được phần lớn học sinh còn lúng túng với việc giải bài tập hóa học chủ yếu là bài toán hóa 9, nguyên nhân là các em chưa hiểu được cách giải và phương pháp giải hợp lí. Từ đó dẫn đến chất lượng bộ môn thấp .Sở dĩ còn hạn chế như vậy là do học sinh chưa có một phương pháp giải bài bài tập hóa học hợp lí, chưa có phương pháp giải cụ thể và không phân được những dạng bài tập hóa học. Để giúp học sinh rõ hơn về phương pháp phương pháp giải bài tập hóa học, đặc biệt là những dạng bài tập và phương pháp rất gần gũi với các em. Tôi đã chọn vấn đề “Hướng dẫn cách giải một số dạng bài tập hóa học 9” để nghiên cứu và tìm biện pháp dạy phù hợp cho các em. b. Cơ sở lí thuyết: Để giải tốt các dạng bài tập, đòi hỏi học sinh phải nắm vững các điểm lí thuyết quan trọng về hóa học ở cấp bậc THCS, đồng thời phải ứng dụng linh hoạt những lí thuyết đó vào từng dạng bài toán cụ thể. Phải nắm vững một số công thức tính toán cơ bản và định luật cơ bản: Tìm số mol. - Dựa vào khối lượng chất. n Trong đó: m: khối lượng chất (g) m M M: khối lượng mol (g) -Dựa vào thể tích chất khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc) n V 22,4 Trong đó: V: thể tích chất khí đo ở đktc (lít) -Dựa vào nồng độ mol dung dịch. n = CM.V Trong đó: CM: nồng độ mol dung dịch (mol/lít) V: thể tích dung dịch (lít) Nồng độ phần trăm (C%). C%  m ct .100% m dd mct: khối lượng chất tan (g) Trang 2 mdd: khối lượng dung dịch (g) mdd = mct + mdm Khi cho khối lượng riêng dung dịch D(g/ml) mdd = D.V Khi trộn nhiều chất lại với nhau mdd = mtổng các chất phản ứng – mchất không tan – mchất khí Tỉ khối của chất khí. dA/B = MA MB Trong đó:  MA: khối lượng mol của khí A.  MB: khối lượng mol của khí B. *Chú ý: Nếu B là không khí thì MB = 29 Định luật bảo toàn khối lượng. Định luật: Trong một phản ứng hóa học tồng khối lượng các chất phản ứng bằng tổng khối lượng các chất sản phẩm. Phản ứng hóa học: A+BC+D Ta có: mA + mB = mC + mD Ngoài ra việc giải bài toán hóa học đòi hỏi học sinh phải biết cách giải phương trình bậc nhất một ẩn số, giải hệ phương trình bậc nhất hai ẩn số, …và còn biết tổng hợp CTPT kiến thức như bảng sau: Metan Etilen Axetilen Benzen CH4 C2H4 C2H2 C6H6 H−C= C−H H−C≡C −H H ‫ا‬ ‫ا‬ ‫ا‬ ‫ا‬ H H H C C H C C H C C CTCT H H H Chất khí không màu ,không mùi, không vị, ít tan trong nước, nhẹ hơn không khí Chất khí không màu ,không mùi, không vị, ít tan trong nước, nhẹ hơn không khí Chất khí không màu ,không mùi, không vị, ít tan trong nước, nhẹ hơn không khí Chất lỏng không màu ,không tan trong nước, nhẹ hơn nước, hòa tan nhiều chất. Phản ứng cháy o t CH4+2O2 CO2+2H2O Phản ứng cháy C2H4+3O2 2CO2+2H2O Phản ứng cháy 4C2H2+5O2 4CO2+2H2O Phản ứng cháy 2C6H6+15O2 12CO2+6H2O Tính chất hóa học TCVL H−C− H H to to to Trang 3 Phản ứng thế CH4+Cl2 CH3Cl+ HCl as Phản ứng cộng CH2=CH2+Br2 Br-CH2–CH2-Br Phản ứng cộng CH≡CH2 +2Br2 Br2-CH2–H2-Br2 Phản ứng thế C6H6 +Br C6H6+3Cl2 phản ứng trùng hợp …+CH2= CH2+ CH2 =CH2+ CH2 = CH2+… xúc tác,áp suất, nhiệt độ …-CH2-CH2-CH2-CH2CH2- CH2CH3COONa+NaOH CH4+ Na2CO3 Ứng dụng Điều chế Al4C3+12H2O CH4+Al(OH)3 170OC H2SO4đ C2H4+ H2O C2H5OH Fe to Fe, to C6H6Br+ HBr C6H5Cl+ HCl phản ứng cộng C6H6+3H2 Ni,to C6H12 C6H6+3Cl2 askt C6H6Cl6 3C2H2 C, 6000C PTN: CaC2+H2O C2H2+ Ca(OH)2 Trong CN: 2CH4 1500oC C6H6 Làm lạnh nhanh C2H2 + 3H2 Làm nhiên liêu trong đời sống và sản xuất, nguyên liệu điều chế hiđro, bột than và nhiều chất khác Nguyên liệu điều chế nhựa poli etilen, rượu etilic, axit axetic… nhiên liệu và nguyên liệu trong công nghiệp sx nhựa PVC, cao su, axit axetic… làm dung môi, nguyên liệu sx chất dẻo,phẩm nhuộm, thuốc trừ sâu… 2. Các giải pháp cụ thể: a. Đối với Giáo viên Phải hệ thống hóa kiến thức trọng tâm cho học sinh một cách khoa học. Nắm vững các phương pháp giải bài tập và xây dựng hệ thống bài tập phải thật sự đa dạng, nhưng vẫn đảm bảo trọng tâm của chương trình phù hợp với đối tượng học sinh. Tận dụng mọi thời gian để có thể hướng dẫn giải được lượng bài tập là nhiều nhất, có hiệu quả nhất cho học và học sinh dễ hiểu nhất. Luôn quan tâm và có biện pháp giúp đỡ các em học sinh có học lực trung bình, yếu. Không ngừng tạo tình huống có vấn đề đối với các em học sinh khá giỏi … b. Đối với Học sinh -Về kiến thức Là phương tiện để ôn tập củng cố, hệ thống hoá kiến thức một cách tốt nhất. Rèn khả năng vận dụng kiến thức đã học, kiến thức tiếp thu được qua bài giảng thành kiến thức của mình, kiến thức được nhớ lâu khi được vận dụng thường xuyên. Đào sâu, mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú, hấp dẫn. -Về kĩ năng Trang 4 Phải tích cực rèn kỹ năng hệ thống hóa kiến thức sau mỗi bài, mỗi chương. Phân loại bài tập hóa học và lập hướng giải cho từng dạng toán. Bài tập hoá học là một trong những cách hình thành kiến thức kỹ năng mới cho học sinh. Rèn kỹ năng hoá học cho học sinh khả năng tính toán một cách khoa học. Phát triển năng lực nhận thức rèn trí thông minh cho học sinh. -Về thái độ Làm cho các em yêu thích, đam mê học môn hóa học khi đã hiểu rỏ vấn đề. Phát hiện và giải quyết vấn đề một cách khách quan, trung thực trên cơ sở phân tích khoa học. 3. Một số cách giải bài tập hóa học 9. a. Xác định công thức của hợp chất vô cơ. -Dạng 1: Lập CTHH của oxit sắt. *Phương pháp: - Đặt công thức của oxit sắt là FexOy - Dựa vào dữ kiện của đề bài ta đưa về tỉ số x x 2 . Thí dụ : =  Fe2O3, … y y 3 - Khi giải toán ta cần phải chú ý sắt chỉ có 3 oxit sau: FeO, Fe2O3, Fe3O4. Thí dụ 1: Một oxit sắt có thành phần phần trăm về khối lượng sắt trong oxit là 70%. Tìm công thức của oxit sắt. Hướng dẫn giải Đặt công thức của oxit sắt là FexOy %Fe = 56x 70 = = 0,7 56x 16y 100  16,8x = 11,2y  x 11,2 2 = =  x = 2, y = 3 y 16,8 3 Công thức của oxit sắt là Fe2O3. Thí dụ 2: Xác định công thức của hai oxit sắt A. Biết rằng 23,2 gam A tan tan vừa đủ trong 0,8 lít HCl 1M. Hướng dẫn giải nHCl = 1.0,8 = 0,8 (mol) Đặt công thức của oxit sắt là FexOy Trang 5 PTHH: FexOy + 2yHCl  xFeCl2y/x + yH2O mol: 0,8  0,8 2y 23,2 MFexOy = 56x + 16y = 0,8 = 58y 2y  56x = 42y  x 42 3 = =  x = 3, y = 4 y 56 4 Công thức của oxit sắt là Fe2O3. - Dạng 2: Lập CTHH dựa vào phương trình hóa học (PTHH). *Phương pháp: - Phân tích đề chính xác và khoa học. - Quy đổi các dữ kiện ra số mol (nếu được) - Viết phương trình hóa học - Dựa vào lượng của các chất đã cho tính theo PTHH. Tìm M nguyên tố. Thí dụ 1: Cho 2,4 gam kim loại R hoá trị II tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư thấy giải phóng 2,24lít H2 (đktc). Hãy xác định kim loại M. Hướng dẫn giải nH2 = 2,24 : 22,4 = 0,1mol PTHH: R + H2SO4  RSO4 + H2 mol: 0,1 MR =  0,1 m 2,4 = = 24 g. Vậy R là kim loại Magie (Mg). 0,1 n Thí dụ 2: Hoà tan hoàn toàn một oxit kim loại R có hoá trị II tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4 15,8% thu được muối có nồng độ 18,21%. Xác định kim loại R? Hướng dẫn giải Vì R có hóa trị II nên oxit của R có dạng: RO ; gọi x là số mol của RO PTHH: mol: mdd H2SO4 = RO + x H2SO4 x  RSO4 + H2O x 98.x.100 = 620,25x 15,8 mRSO4 = (MR + 96).x Trang 6  mdd sau phản ứng = mRO + mdd H2SO4 = (MR + 16).x + 620,25.x = (MR + 636,25).x C% dd RSO4 = (M R  96).x 18,21 =  (M R  636,25).x 100  MR = 24g. Vậy kim loại R là magie (Mg) b. Bài tập tính theo phương trình hóa học khi biết 2 chất phản ứng. * Phương pháp: - Chuyển đổi các lượng chất đã cho ra số mol. - Viết phương trình hóa học: - Lập tỉ số: A + B C + D Số mol chất A (theo đề bài) Hệ số chất A (theo phương trình) Số mol chất B (theo đề bài) và Hệ số chất B(theo phương trình) So sánh hai tỉ số này, số nào lớn hơn thì chất đó dư, chất kia phản ứng hết. Tính toán (theo yêu cầu của đề bài) theo chất phản ứng hết. Thí dụ 1: Hoà tan 2,4 g CuO trong 200 gam dung dịch HNO3 15,75%. Tính nồng độ phần trăm các chất có trong dung dịch sau khi phản ứng kết thúc. Hướng dẫn giải nCuO = 2,4 : 80 = 0,03 (mol) mHNO3 = 15,75.200 = 31,5 (g) 100  nHNO3 = 31,5 : 63 = 0,5 (mol) PTHH: CuO + mol ban đầu: 0,03 mol ban đầu : 0,03 Lập tỉ số:  2HNO3   Cu(NO3)2 + H2O 0,5  0,06  0,03 0,03 0,5 <  HNO3 dư, CuO hết ta tính theo CuO. 1 2 Các chất sau khi phản ứng kết thúc gồm: Cu(NO3)2 và HNO3 còn dư mCu(NO3)2 = 0,03 . 188 = 5,64(g) mHNO3dư = (0,5- 0,06).63 = 27,72(g) mdd sau phản ứng = mCuO + mdd HNO3 = 2,4 + 200 = 202,4(g) C% ddCu(NO3)2 = 5,64 .100% = 2,78% 202,4 C% ddHNO3 dư = 27,72 .100% = 13,7% 202,4 Trang 7 Thí dụ 2: Cho 10g CaCO3 tác dụng với 150 ml dung dịch HCl 2M (D=1,2g/ml) thu được 2,24 (l) khí x (đktc) và một dung dịch A. Cho khí x hấp thụ hết vào trong 100ml dung dịch NaOH để tạo ra một muối NaHCO3. Tính C% các chất trong dung dịch A. Hướng dẫn giải nCaCO3 = 10 : 100 = 0,1 (mol) nHCl = CM.V = 2. 0,15 = 0,3 (mol) a) PTHH: CaCO3 mol ban đầu: 2HCl 0,1 mol phản ứng: 0,1 Lập tỉ số:  +  CaCl2 + H2O + CO2 0,3  0,2  0,1  0,1 0,1 0,3 <  HCl dư, CaO3 hết ta tính theo CaCO3. 1 2 Vậy dung dịch A gồm: CaCl2 và HCl còn dư, khí x là CO2 mCaCl2 = 0,1 . 111 = 11,1(g) mHCl dư = 0,1 . 36,5 = 3,65 (g) mdd sau phản ứng = mCaCO3 + mdd HCl - mCO2 = 10 + (1,2.150) – (0,1.44) = 185,6(g) C% dd HCl dư = C% ddCaCl2 = 3,65 .100% = 1,97% 185,6 11,1 .100% = 5,98% 185,6 c. Tìm công thức hóa học của hợp chất hữu cơ. Bài 1: Phân tử hợp chất hữu cơ A có 2 nguyên tố. Đốt cháy hoàn toàn 3 gam chất A thu được 5,4 gam H2O. Hãy xác định công thức phân tử của A. Biết khối lượng mol của A là 30 gam. Bài 2 : Đốt cháy hoàn toàn một hợp chất hữu cơ A chỉ chứa 2 nguyên tố thu được 11 gam CO2 và 6,75 gam H2O xác định công thức phân tử và viết công thức cấu tạo A, biết PTK của A là 30 ? Bài3: Đốt cháy 3 gam một chất hữu cơ A thu được 6,6 gam CO2 và 3,6 gam H2O. a) Xác định công thức phân tử của A , biết phân tử khối của A là 60. b) Viết công thức cấu tạo có thể có của A? Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn 3 gam một chất hữu cơ A thu được 8,8 gam CO2 và 5,4 gam H2O. a) Trong chất hữu cơ A chứa những nguyên tố nào ? b) Biết phân tử khối của A nhỏ hơn 40. Tìm công thức phân tử của A? c) Chất A có làm mất màu dung dịch brom không ? d) Viết phương trình hóa học của A với clo khi có ánh sáng. Trang 8 Bài 5: Hợp chất hữu cơ A có tỷ khối đối với hiđro là 14. Đốt cháy 1,4 gam A thu được sản phẩm gồm 4,4 gam CO2 và 1,8 gam H2O. Xác định công thức phân tử của A? Bài 6: Khi đốt hoàn toàn 2,2 gam một hợp chất hữu cơ X thu được 6,6 gam CO2 và 3,6 gam H2O . Tỷ khối của A đối với hiđro là 22. Xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ A ? Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn 2,9 gam hợp chất hữu cơ A thu được 8,8 gam CO2, và 4,5 gam H2O. Ở đltc 2,24 lít khí A có khối lượng 5,8 gam. Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của A? Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn m gam chất hữu cơ A cần dùng 11,2 gam oxi và thu được 8,8 gam CO2 và 5,4 gam H2O.Xác định công thức phân tử của A biết 25g < MA < 35g Bài 9: Hợp chất hữu cơ A chứa các nguyên tố C,H,O. Trong đó % C= 60 %, %H = 13,33 %. Xác định công thức phân tử của A, biết khối lượng mol của A là 60 gam. Để rèn luyện cho học sinh kĩ năng giải dạng bài tập này, giáo viên phải đưa ra những bước giải chung, hướng dẫn các em giải một số bài. Sau đó chỉ giải đáp những thắc mắc khi các em gặp khó khăn ở bước giải nào đó. Cuối mỗi tiết học giáo viên phải dành ra từ 10 đến 15 phút để hướng dẫn học sinh giải bài tập. Các bước tiến hành: Bước 1: Tìm khối lượng mỗi nguyên tố m c =(m co2 .12):44 m H =(m H 2O .2):18 Khi đốt cháy một hợp chất hữu cơ mà sản phẩm thu được chỉ gồm có CO2 và H2O, thì hợp chất đó có chứa 2 nguyên tố ( cacbon, hiđro) hoặc 3 nguyên tố (cacbon, hiđro và oxi). Nếu đề bài đã cho biết rõ chất hữu cơ đem đốt cháy chỉ chứa 2 nguyên tố hoặc chất hữu cơ đó là một hiđrocacbon thì chỉ cần xác định khối lượng cacbon và hiđro. Nếu chất hữu cơ đem đốt cháy không nói rõ chứa những nguyên tố nào thì ta phải xác định xem chất đó có chứa thêm nguyên tố oxi hay không : Nếu mO = mA – (mC + mH ) = o A chỉ chứa 2 nguyên tố C và H Nếu mO = mA – (mC + mH ) > 0 A chứa 2 nguyên tố C ,H và thêm O Bước 2: Tìm số mol nguyên tử mỗi nguyên tố. nC = mC: MC nH = mH: MH Bước 3: Lập tỷ lệ số mol n C :n H :n O = mC mH mO : = =x:y:z MC MH MO Bước 4: Công thức thực nghiệm (CxHyOz) n = MA Bước 5: Viết công thức phân tử. Trang 9 Bài 1: Phân tử hợp chất hữu cơ A có 2 nguyên tố. Đốt cháy hoàn toàn 3 gam chất A thu được 5,4 gam H2O. Hãy xác định công thức phân tử của A. Biết khối lượng mol của A là 30 gam. Hướng dẫn giải Cách 1: Vì A là hợp chất hữu cơ nên A phải chứa nguyên tố cacbon. Chất hữu cơ A chỉ chứa 2 nguyên tố, khi đốt A (A hóa hợp với khí oxi trong không khí) thu được 5,4 g H2O như vậy trong A có nguyên tố hiđro. Bước 1: Tìm Khối lượng mỗi nguyên tố: mH = (5,4. 2) : 18 = 0,6 (g) mC = 3- 0,6 = 2,4 (g) Bước 2: Tìm số mol nguyên tử mỗi nguyên tố: nC = 2,4:12 = 0,2 (mol ) nH = 0,6 : 1 = 0,6 (mol) Bước 3: Lập tỷ lệ số mol: nC : nH = 0,2 : 0,6 = 1:3 Bước 4: Công thức thực nghiệm: (CH3) n = 30 ( n là số nguyên dương) n=2 Bước 5 : Công thức phân tử của A: C2H6 Ngoài cách giải đã nêu ở trên, giáo viên có thể hướng dẫn các em giải bài tập này theo cách sau đây: Cách 2: Vì A là chất hữu cơ nên trong A phải chứa nguyên tố cacbon. Khi đốt cháy A thu được H2O nên trong A phải có hidrô. Theo đề bài, A chứa hai nguyên tố nên công thức của A có dạng CxHy. 3 nA   0,1(mol) 30 5,4 nH O   0,3(mol) 2 18 PTHH phản ứng cháy của A là: 4CxHy + (4x + y) O2 4 mol 0,1 mol t0  4xCO2 + 2yH2O 2y mol 0,3 mol 4 2y = 0,1 0,3 Giải ra ta được: y = 6 Mặt khác MA = 12x + y = 30 (*) Thay y = 6 vào (*) ta có: x = 2 Công thức phân tử của hợp chất hữu cơ A là C2H6 Với cách giải thứ 2 sẽ gây khó khăn cho học sinh ở bước lập phương trình hóa học vì nhiều em sẽ không lập được phương trình hóa học hoặc lập phương trình bị sai, Do đó giáo viên nên thống nhất cho học sinh giải bài tập này theo Tỉ lệ Trang 10 cách thứ nhất, còn cách thứ 2 chỉ giới thiệu cho học sinh, em nào giải được theo cách này thì giải. Các bài tập 2,3 giải tương tự như bài tập 1. Bài 4: Đốt cháy 3 gam một chất hữu cơ A thu được 6,6 gam CO2 và 3,6 gam H2O a) Xác định công thức phân tử của A , biết phân tử khối của A là 60. b) Viết công thức cấu tạo có thể có của A? Hướng dẫn giải Chất hữu cơ A không nói rõ có chứa những nguyên tố, khi đốt A ( A phản ứng với khí oxi trong không khí) thu được 6,6 gam CO2 và 3,6 gam H2O như vậy trong A phải chứa 2 nguyên tố C và H. và phải xét xem A có chứa thêm O hay không? Bước 1: Tìm khối lượng mỗi nguyên tố: mC = ( 6,6.12): 44 = 1,8 (g) mH = (3,6. 2) : 18 = 0,4 (g) mO = 3 - (1,8 + 2,2) = 0,8 (g) A có chứa thêm nguyên tố oxi Bước 2 : Tìm số mol nguyên tử mỗi nguyên tố nC = 1,8 : 12 = 0,15 (mol ) nH = 0,4 : 1 = 0,4 (mol) nO = 0,8 : 16 = 0,05 (mol) Bước 3: Lập tỷ lệ số mol nC : nH : n0 = 0,15 : 0,4: 0,05 = 3 : 8 : 1 Bước 4:Công thức thực nghiệm: (C3H8O) n = 60( n là số nguyên dương), n =1 Bước 5: Công thức phân tử của A: C3H8O Bài tập 6: Giải tương tự bài 5, nhưng ở bước 4 tìm công thức thực nghiệm của hợp chất phải biện luận vì đề bài cho phân tử khối của A nhỏ hơn 40. Bước 1: Tìm khối lượng mỗi nguyên tố: mC = ( 8,8.12): 44 = 2,4 (g) mH = (5,4. 2) : 18 = 0,6 (g) mO = 3 – (2,4+ 0,6 )= 0 A Chỉ chứa 2 nguyên tố C ,H. Bước 2 :Tìm số mol nguyên tử mỗi nguyên tố nC = 2,4 : 12 = 0,2 (mol ) nH = 0,6 : 1 = 0,6 (mol) Bước 3: Lập tỷ lệ số mol nC : nH = 0,2 : 0,6 = 1 : 3 Bước4: Công thức thực nghiệm: (CH3) n < 40 ( n là số nguyên dương) n Công thức phân tử phân tử khối Kết quả 1 2 3 CH3 15 loại ( vì không đúng với hóa trị của cacbon) C2H6 30 nhận( vì thỏa mãn yêu câu đề bài đã nêu ra) C 3H9 45 loại (vì phân tử khối lớn hơn 40) … … Bước 5: Công thức phân tử của A: C2H6 Các bài tập 5, 6 : ở 2 bài tập này, vì chưa có khối lượng mol của hợp chất ( hoặc phân tử khối) chỉ cho biết tỷ khối hơi của hợp chất hữu cơ A so với hiđro, Trang 11 cho nên trước tiên chúng ta phải tìm khối lượng mol của hợp chất hữu cơ, sau đó giải theo 5 bước đã nêu ở trên. Cách tìm khối lượng mol của hợp chất hữu cơ A như sau : Ta có: =M d A A/H 2 M H2 Suy ra: M A =d A /H 2 .M H2 = 1 4 .2 = 2 8 (g a m ) ( bài tập 5) M A = d A /H .M H = 2 2 .2 = 4 4 (g a m ) 2 2 (bài tập 6) Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn 2,9 gam hợp chất hữu cơ A thu được 8,8 gam CO2, và 4,5 gam H2O. Ở đltc 2,24 lít khí A có khối lượng 5,8 gam. Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của A? Tương tự như bài tập 6 và 7, bài tập 8 cũng chưa cho biết khối lượng mol của hợp chất ( hoặc phân tử khối) chỉ cho biết thể tích của chất hữu cơ A ở điều kiện tiêu chuẩn ,cho nên trước tiên chúng ta phải tìm khối lượng mol của hợp chất hữu cơ A, sau đó giải theo 5 bước đã nêu ở trên. Cần lưu ý :Cách tìm khối lượng mol của hợp chất hữu cơ A: Biết VA = 2,24 lít và MA = 5,8 gam Suy ra: nA = 2,24 : 22,4= 0,1 MA= 5,8: 0,1=58 (g) Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn m gam chất hữu cơ A cần dùng 11,2 gam khí oxi, thu được 8,8 gam CO2 và 5,4 gam H2O. Xác định công thức phân tử của A biết 25g < MA <3 5g. Hướng dẫn giải Vì đề bài chưa cho biết khối lượng của chất hữu cơ A, nên trước tiên phải tìm khối lượng của hợp chất hữu cơ A, sau đó giải theo 5 bước đã nêu ở trên. Cách tìm khối lượng chất hữu cơ A như sau : Sơ đồ phản ứng cháy của A t0 A + O2  CO2  + H2O Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có m A  m O  m CO  m H O 2 2 2 m A  m CO 2  m H 2 O  m O 2  8,8  5, 4  11,2  3(g) Bước 4: Tìm công thức nghiệm Ở bài tập này khối lượng mol là một bất đẳng thức ( 25 < MA < 35) vì thế việc tìm công thức thực nghiệm có khác so với các bài tập đã nêu ở trên.. Cách tìm công thức thực nghiệm như sau : Công thức phân tử của A có dạng (CH3)n ( n là số nguyên dương) Vì: 25 < MA < 35 Nên 25 < (CH3)n < 35 Trang 12 Hay: 25 < 15n < 35 25 35  n 15 15  1,67  n  2,33 n2 Bước 5 : Công thức phân tử của A là: C2H6 Bài 9: Hợp chất hữu cơ A chứa các nguyên tố C,H,O.Trong đó % C= 60 %, %H = 13,33 %. Xác định công thức phân tử của A, biết khối lượng mol của A là 60 g. Phương pháp giải bài tập này khác các bài tập ở trên (không cho khối lượng sản phẩm sau khi đốt cháy mà cho phần trăm về khối lượng mỗi nguyên tố trong hợp chất). Các bước giải dạng bài tập này các em đã học ở lớp 8 ( tính theo công thức hoá học- hoá học 8) , vì thế giáo viên có thể yêu cầu các em nêu lại các bước tiến hành giải bài tập. Các bước tiến hành: Bước 1: Tìm khối lượng mỗi nguyên tố mC = ( MA.%C ) : 100 mH = ( MA. %H ) : 100 mO = ( MO. %O ) : 100 Bước 2: Tìm số mol nguyên tử mỗi nguyên t ố nC = mC: MC nH = mH: MH Bước 3: Viết công thức phân tử Cách 1: Bước 1 : Tìm khối lượng mỗi nguyên tố mC = ( 60.60 ) : 100 = 36 (g) mH = ( 60.13,33 ) : 100 = 8 (g) mO = ( 60. 26,67) : 100 = 16 (g) Hoặc ( % O = 100 - (60+ 13,33 ) = 26,67 %) Bước 2 : Số mol nguyên tử mỗi nguyên tố nC = 36:12 = 3 (mol) nH = 8 : 1 = 8 ( mol) nO = 16:16 = 1 ( mol) Bước 3 : Công thức phân tử của hợp chất hữu cơ A: C3H8O Ngoài cách giải đã nêu ở trên, giáo viên có thể hướng dẫn các em giải bài tập này theo cách sau đây: Cách 2: Đặt công thức của hợp chất hữu cơ A là CxHyOz rồi xác định x,y,z theo phương pháp sau đây: Vì khối lượng mỗi nguyên tố trong phân tử tỉ lệ với thành phần % nên ta có: Trang 13 12x y 16z M CxHyOz = = = %C %H %O 100 Từ đó suy ra: x= M y= M z= M CxHyOz %C 12.100 CxHyOz %H 1.100 = 60.60 =8 12000 = 60.13,33 =3 100 . %O 60 . 26,67 = =1 16.100 1600 CxHyOz Công thức phân tử của hợp chất hữu cơ A: C3H8O Với cách giải thứ 2 sẽ gây khó khăn cho học sinh ở bước lập tỷ lệ về khối lượng mỗi nguyên tố và thành phần phần trăm, tỷ lệ trên khó nhớ nên dễ dẫn đến tình ttrạng là các em sẽ lập sai tỷ lệ hoặc không biết lập tỷ lệ này. Vì vậy giáo viên nên thống nhất cho học sinh giải dạng bài tập này theo cách 1 ( vì cách này môn hóa học 8- phần tính theo công thức hóa học các em đã được học) còn bước 2 chỉ giời thiệu cho học sinh, em nào giải được theo cách này thì giải. d. Bài tập về đốt cháy hiđrocacbon. Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 6,72 lít khí etilen C2H4 . a) Viết PTHH? b) Tính thể tích không khí cần dùng để đốt cháy hết lượng etilen ở trên, biết rằng oxi chiếm 1/5 thể tích không khí). a) Dẫn toàn bộ lượng khí CO2 sinh ra ở trên vào 500 ml dung dịch NaOH 1M. Muối nào được tạo thành, khối lượng bao nhiêu gam ? ( thể tích các khí đo ở đktc) Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lít khí metan. Hãy tính: b) Thể tích không khí cần dùng, biết rằng oxi chiếm 20% thể tích không khí? c) Thể tích CO2 sinh ra? d) Nếu dùng 500 ml dung dịch NaOH 0,5 M hấp thụ toàn bộ lượng CO2 sinh ra ở trên. Muối nào được tạo thành, khối lượng bao nhiêu gam?( thể tích các khí đo ở đktc). Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 8,96 lít khí axetilen. Hãy tính: a) Thể tích không khí cần dùng , biết rằng oxi chiếm 20% thể tích không khí b) Thể tích CO2 sinh ra? c) Nếu dùng dung dịch NaOH 0,5M (lấy dư) hấp thụ toàn bộ lượng CO2 sinh ra ở trên. Tính thể tích dung dịch NaOH đã dùng? ( thể tích các khí đo ở đktc.) Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lít khí etilen. Hãy tính: a) Thể tích không khí (chứa 1/5 oxi) cần dùng? b) Thể tích CO2 sinh ra ? d) Dẫn toàn bộ lượng CO2 sinh ra ở trên vào dung dịch KOH dư. Tính khối lượng muối tạo thành? (thể tích các khí đo ở đktc). Trang 14 Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn V lít khí metan (CH4). Dẫn lượng CO2 sinh ra ở trên vào dung dịch NaOH( dung dịch A), Biết rằng: -Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch A thì phải mất 50 ml dung dịch HCl 1M mới bắt đầu thấy khí thoát ra. -Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch A thu được 7,88 gam kết tủa.Hỏi dung dịch A chứa những muối nào? Để giải được câu hỏi cuối cùng của các bài tập ở trên ( câu này dành cho đối tượng học sinh có lực học khá- giỏi). Cần lưu ý phản ứng giữa dung dịch NaOH với khí CO2, tùy theo tỷ lệ số mol hai chất tham gia mà có thể tạo muối axit, muối trung hòa hoặc hai muối. Để xác định muối nào tạo thành sau phản ứng, giáo viên hướng dẫn học sinh lập bảng sau: Bảng 4: Phản ứng giữa CO2với dung dịch NaOH ( hoặc dung dịch KOH) 1) NaOH + CO2 NaHCO3 2) 2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O nNaOH/ nCO2 = k Sản phẩm phản ứng PTHH k <1 k=1 12 Muối trung hòa Na2CO3 Muối trung hòa + NaOH dư 2 2 Có những bài toán không thể tính k, khí đó phải dựa vào dữ kiện phụ để tìm ra khả năng tạo muối. Hấp thụ CO2 vào dung dịch NaOH dư, phản ứng sẽ tạo muối trung hòa. Trong trường hợp không có các dữ kiện trên thì ta chia trường hợp để giải. Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 6,72 lít khí etilen C2H4 ( đktc). a) Viết PTHH. b) Tính thể tích không khí cần dùng để đốt cháy hết lượng etilen ở trên, biết rằng oxi chiếm 1/5 thể tích không khí). c) Dẫn toàn bộ lượng khí CO2 sinh ra ở trên vào 500 ml dung dịch NaOH 1M. Muối nào được tạo thành, khối lượng bao nhiêu gam ? Hướng dẫn giải a)Viết PTHH: Số mol C2H4 : n C2 H 4 = 6,72 = 0,3 (mol) 22,4 C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O 0,3 mol 0,9 mol 0,6 mol b) Thể tích không khí: VKK = 5.VO2 = 5.(0,9.22,4) = 100,8 (l) c)Khối lượng muối tạo thành: nNaOH = 0,5.1 = 0,5 (mol) Ta thấy k= n NaOH 0,5 = =0,83<1 n CO 2 0,6 Trang 15 Phản ứng tạo muối axit NaHCO3 + CO2 dư NaOH + CO2 0,5 mol NaHCO3 0,5 mol mNaHCO3 = 0,5 .84= 42 (g) Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lít khí metan. Hãy tính: a) Thể tích không khí cần dùng , biết rằng oxi chiếm 20% thể tích không khí? b) Thể tích CO2 sinh ra? c) Nếu dùng 500 ml dung dịch NaOH 0,5 M hấp thụ toàn bộ lượng CO2 sinh ra ở trên. Muối nào được tạo thành, khối lượng bao nhiêu gam ?( thể tích các khí đo ở đktc) Hướng dẫn giải a) Tính thể tích không khí cần dùng: Số mol CH4 : nCH4 = 4,48: 22,4 = 0,2(mol) CH4 + 2O2 to CO2 + 2H2O 0,2 mol 0,4 mol 0,2 mol Thể tích không khí: VKK = 5.VO2 = 5.(0,4.22,4) = 44,8 (lít) b) Thể tích CO2 sinh ra: VCO2 = 0,2 . 22,4 = 4,48 (lít) c) Khối lượng muối tạo thành: nNaOH = 0,5.0,5 = 0,25 (mol) Ta thấy 1< k= n NaOH 0,25 = =1,25<2 n CO 2 0,2 Phản ứng tạo 2 muối axit Na2CO3 và NaHCO3 2NaOH + CO2 x NaOH y Na2CO3 (1) 0,5 x + CO2 NaHCO3(2) y Từ (1) ,(2) và theo đề bài ta có hệ phương trình: x + y = 0,25 0,5x + y = 0,2 Giải hệ phương trình ta được: x = 0,1, y= 0,15 mNa2CO3 = 0,5 . 0,1 . 106 =5,3 (gam) m NaHCO3 = 0,15.84=12,6 (gam) Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 8,96 lít khí axetilen. Hãy tính: Trang 16 a) Thể tích không khí cần dùng, biết rằng oxi chiếm 20% thể tích không khí? b) Thể tích CO2 sinh ra? c) Nếu dùng dung dịch NaOH 0,5 M (lấy dư) hấp thụ toàn bộ lượng CO2 sinh ra ở trên. Tính thể tích dung dịch NaOH đã dùng? Hướng dẫn giải a)Thể tích không khí cần dùng Số mol C2H2 : nCH4 = 8,96: 22,4 = 0,4(mol) 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O 0,4 mol 1 mol 0,8 mol Thể tích không khí: VKK = 5.VO2 = 5.(1.22,4) = 112 (lít) b) Thể tích CO2 sinh ra: VCO2 = 0,4 . 22,4 = 8,96 (lít) c) Vì lượng dung dịch NaOH lấy dư nên phản ứng tạo muối trung hoà. 2NaOH + CO2 Na2CO3 0,8 mol 0,4 mol mNa2CO3 = 0,8 : 0,5 =1,6 (lít) Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lít khí etilen. Hãy tính: a) Thể tích không khí ( chứa 1/5 oxi) cần dùng ? b) Khối lượng CO2 sinh ra ? c) Dẫn toàn bộ lượng CO2 sinh ra ở trên vào dung dịch KOH dư. Tính khối lượng muối tạo thành? ( thể tích các khí đo ở đktc) Hướng dẫn giải a)Thể tích không khí ( chứa 1/5 oxi) cần dùng : Số mol CH4 : nC2H4 = 4,48 : 22,4 = 0,2(mol) C2H4 + 3 O2 2CO2 + 2H2O 0,2 mol 0,6 mol 0,4 mol Thể tích không khí cần dùng: VKK = 5.VO2 = 5.(0,6 .22,4) = 67,2 (lít) b) khối lượng CO2 sinh ra: mCO2 = 0,4 . 44 = 17,6 (gam) c) Vì lượng dung dịch KOH lấy dư nên phản ứng tạo muối trung hoà. 2KOH + CO2 K2CO3 + H2O 0,4 mol 0,4 mol MK2CO3 = 0,4 : 138 = 55,2 (gam) Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn V lít khí metan. Dẫn lượng CO2 sinh ra ở trên vào dung dịch NaOH( dung dịch A). Biết rằng : -Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch A thì phải mất 50 ml dung dịch HCl 1M mới bắt đầ thấy khí thoát ra. -Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch A thu được 7,88 gam kết tủa.hỏi dung dịch A chứa những muối nào? Hướng dẫn giải: Phương trình hóa học Trang 17 CH4 + 2O2 to CO2 + 2H2O Ta có: nHCl =0,05 . 1 = 0,05 ( mol) nBaCO3 = 7,88 : 197 = 0,04 (mol) Xét 2 trường hợp: Trường hợp 1: CO2 phản ứng với dung dịch NaOH chỉ tạo NaHCO3 và CO2 dư. NaHCO3 + HCl NaCl + CO2 + H2O 0,05 0 05 NaHCO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + NaOH + H2O 0,05 0,05 n BaCO3 = 0,05 ( sai với dữ kiện đề bài đã nêu ra nên trường hợp này loại) Trường hợp 2: CO2 phản ứng với dung dịch NaOH tạo ra NaHCO3 và Na2CO3 . Khi cho từ từ dd HCl vào dung dịch A thì mới bắt đầu có khí bay ra phản ứng dừng lại ở giai đoạn tạo muối axit. Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl (3) 0,05 0,05 Dung dịch A tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 Na2CO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + 2NaOH (4) 0,05 0,05 NaHCO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + NaOH + H2O (5) Theo phản ứng (3) n Na2CO3 = nHCl= 0,05 Theo phản ứng (4)nBaCO3 =nNa2CO3 = 0,05 nBaCO3 đề cho = 0,04 Trường hợp này cũng loại Vậy dung dịch A chứa muối Na2CO3 và NaOH dư. 4. Kết quả đạt được: Tôi đã áp dụng một số phương pháp giải bài toán hóa học 9 này vào trong giảng dạy học sinh lớp 9 trong một vài năm qua, tôi thấy đa số học sinh đã nắm được các phương pháp cơ bản để giải bài toán hóa học 9. Phần lớn học sinh trở nên tự tin hơn, tích cực hơn và sáng tạo hơn trong việc giải bài toán hóa học 9, việc giải quyết những bài tập trong sách giáo khoa và bài tập trong các sách tham khảo đã không còn là sự khó khăn như lúc trước nữa. Từ đó chất lượng của bộ môn hóa ngày càng có chuyển biến tốt và đã đạt được thành tích tốt hơn III. KẾT LUẬN 1. Kết luận: Trên đây là một số phương pháp giải bài toán hóa học 9 với mục tiêu nhằm tạo sự thuận lợi cho học sinh trong việc làm bài toán hóa học. Chúng ta đã biết trong dạy học không có PPDH nào là vạn năng, chỉ có trình độ và năng lực của người giáo viên làm chủ được kiến thức, hiểu rõ nhu cầu và khả năng học sinh để đưa những bài tập và những phương pháp thật phù hợp với từng đối tượng. Có như vậy thì việc hiểu kiến thức, vận dụng kiến thức của học sinh mới đạt được hiệu quả cao và từ đó chất lượng mới ngày được nâng cao. Trang 18 Chính vì vậy chúng tôi nghĩ rằng để dạy để dạy học sinh làm tốt bài tập môn hóa học nói riêng và các môn khác nói chung, người giáo viên phải không ngừng học tập, trao đổi chuyên môn. Đặc biệt là ở cấp học THCS, chúng ta cần tích cực đổi mới PPDH, bắt đầu từ việc đổi mới cách soạn bài, cách tổ chức học sinh hoạt động, sử dụng các phương pháp phù hợp với từng loại bài tập, phù hợp với từng tâm lí học sinh. Với việc giải bài toán hóa học, đều quan trọng là giáo viên phải tạo cho học sinh sự hứng thú, và để làm được việc đó người giáo viên phải tích cực đổi mới phương pháp dạy học. 2. Bài học kinh nghiệm: Để sử dụng một số phương pháp giải bài toán hóa học có hiệu quả, người giáo viên cần phải: Giáo viên phải rèn luyện kĩ năng phân tích đề cho học sinh. Nhiệt tình, chịu khó, kiên nhẫn trong quá trình nghiên cứu và thực hiện. Tìm hiểu rõ những nguyên nhân dẫn đến những hạn chế của vấn đề. Nghiên cứu tìm những phương pháp phù hợp với từng đối tượng học sinh. Chỉnh sửa kịp thời những học sinh làm sai bài toán và đưa ra nguyên nhân mà học sinh đã làm sai để rút kinh nghiệm. Phải cần chú ý và quan tâm đến những học sinh trung bình, yếu. 3. Phạm vi ứng dụng của đề tài: Với đề tài này, có thể làm tài liệu tham khảo cung cấp kiến thức cơ bản về các phương pháp giải bài toán hóa học cho học sinh đang học, đặc biệt là các em học sinh khối 9 và giáo viên đang dạy bộ môn hóa học. Cung cấp một số kĩ năng khi giải một một số bài toán hóa học có tính khoa học, logic và sáng tạo. Giúp học sinh nhận dạng, giải thành thạo một số dạng toán thường gặp trong thi cử, thi thuyển sinh. Từ đó tạo cho học sinh tự tin, hứng thú và say mê khi học môn hóa học. Trang 19 Trang 20