Sáng kiến kinh nghiệm Các dạng Toán theo phương trình hóa học

LỜI NÓI ĐẦU
1.Lí do chọn đề tài:
 Trong lí luận dạy học phạm trù của bài tập vừa là mục đích,vừa là nội dung,vừa là phương tiện,vừa là phương pháp dạy học có hiệu quả cao.Bài toán cung cấp cho học sinh cả kiến thức,cả phương pháp dành lấy kiến thức.
 Bài tập là một hệ thống thông tin xác định gồm những dữ kiện xuất phát và những yêu cầu cần đạt tới.Hai yếu tố này tác động qua lại với nhau tạo thành bài tập,đối tượng của nhận thức ,bài tập đối với học sinh là một tồn tại khách quan khi học sinh chưa trở thành người giải.Vì vậy,bản chất lí luận dạy học của bài tập là một hệ thống thông tin xác định,bao gồm những điều kiện và những yêu cầu mà giữa chúng luôn luôn tồn tại mâu thuẩn chủ quan,dẫn tới nhu cầu phải khắc phục,sự khắc phục này chính là quá trình phân tích,biến đổi mối quan hệ giữa cái đã cho với cái phải tìm để tìm ra lời giải.Nói tóm lại đó là tất cả quá trình giải bài tập.
 Đối với học sinh ,bài tập là phương tiện thu nhận kiến thức.Đối với giáo viên bài tập là phương tiện để tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh.Phương tiện đó có hiệu quả dạy học đến đâu không chỉ phụ thuộc vào bản thân cấu trúc bài tập,mà còn phụ thuộc vào nghệ thuật sư phạm hay phương pháp sử dụng chúng.
Bộ môn hóa học ở phổ thông có mục đích trang bị cho học sinh hệ thống kiến thức cơ bản,bao gồm các kiến thức cơ bản về cấu tạo chất,phân loại và tính chất của chúng.Việc nắm vững các kiến thức cơ bản góp phần nâng cao chất lượng đào tạo ở bậc phổ thông,chuẩn bị cho học sinh tham gia các hoạt động sản xuất và các hoạt động sau này.
 Để đạt được mục đích trên,ngoài hệ thống kiến thức về lí thuyết thì hệ thống bài tập Hóa học giữ một vị trí và vai trò rất quan trọng trong việc dạy và học hóa học ở trường phổ thông nói chung,đặc biệt là ở lớp 8 trường THCS nói riêng.Bài tập Hóa học giúp người giáo viên kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh,từ đó phân loại học sinh để có kế hoạch sát với đối tượng .Bài tập Hóa học rất đa dạng phong phú là một giáo viên đã giảng dạy qua bộ môn hóa học 8 tôi thấy chất lượng đối tượng học sinh là chưa đồng đều,một số học sinh vận dụng kiến thức để giải bài toán hóa học chưa thành thạo.Vì vậy muốn nâng cao chất lượng người giáo viên cần suy nghĩ tìm ra phương pháp giảng dạy ,phân loại các dạng bài tập hóa học phù hợp với đặc điểm của học sinh,nhằm phát triển năng lực tư duy,sáng tạo và gây hứng thú học tập cho các em.Chương trình hóa học 8 có nhiều dạng bài tập nhưng dạng bài tập tính theo phương trình hóa học là một dạng bài tập mới và tương đối khó đối với học sinh lớp 8 khi mới bắt đầu làm quen,dạng bài tập này rất quan trọng là nền tảng để học sinh có thể áp dụng giải quyết những bài toán hóa học khi học lên các lớp trên tất nhiên mức độ phức tạp và khó sẽ cao hơn,vì vậy qua đề tài này đề xuất phương pháp giải bài tập tính theo phương trình hóa học
2/Phạm vi đề tài:
 Phân dạng bài tập tính theo phương trình hóa học nhằm rèn luyện kĩ năng giải bài tập hóa học góp phần nâng cao chất lượng học tập bộ môn hóa học lớp 8 THCS
I.THỰC TRẠNG
+ Qua quan sát thực tế và các bài kiểm tra hóa học học sinh lớp 8 đa số các em thường gặp khó khăn khi gặp bài toán tính theo phương trình hóa học,các em thường ngại giải khí gặp dạng toán này,thường lúng túng khi được gọi lên bảng giải bài tập.Qua các bài kiểm tra cho thấy đa số các em chỉ chú tâm giải các bài tập mang tính lí thuyết,thường bỏ qua các câu bài tập tính theo phương trình hóa học mà các bài tập này thường chiếm khoảng 30-40% số điểm của bài kiểm tra,chỉ có các em thuộc dạng khá giỏi mới tích cực giải nhưng tỉ lệ chính xác vẫn chưa cao.
+ Qua kiểm tra-đánh giá thực tế tại lớp 8A trường THCS Lê Quý Đôn:
s Bài tập: Đốt cháy 2,24lit khí hidro bằng khí oxi thu được một lượng nước(H2O).
Tính thể tích khí oxi cần dùng.
Tính khối lượng nước tạo thành
Các thể tích khí đều được đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
s Đáp án:
Số mol hidro tham gia phản ứng: nH2=VH2/22,4 = 2,24/22,4 =0,1 mol
Phương trình: 2H2 + O2 2H2O
 2mol 1mol
 0,1mol xmol
nO2 = x = 0,1.1/2= 0,05 mol
Thể tích oxi cần dùng : VO2 = nH2 .22,4 = 0,05.22,4 =1,12 lit
b) 2H2 + O2 2H2O
 2mol 2mol
 0,1mol ymol
Số mol nước: nH2O = y = 0,1.2/2 = 0,1 mol
Khối lượng nước tạo thành: mH2O = nH2O . MH2O = 0,1.18 =1,8 g
* Kết quả chấm điểm trên tổng số 35 bài kiểm tra:
 Điểm
 0
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
 10
 Số bài
 1
 3
 4
 6
 2
 2
 1
 3
 2
 5
 6
+ Số bài dưới điểm TB: 16/35 bài, chiếm tỉ lệ :45,7%
+ Số bài trên điểm TB:19/35 bài,chiếm tỉ lệ: 54,3%
Qua đó cho thấy tỉ lệ học sinh làm được bài tập hóa học là chưa cao.
* Một số lỗi cơ bản khi học sinh giải bài toán trên:
Nhầm lẫn công thức tính số mol (n = m/M hoặc n = V/22,4 ) tùy theo dữ kiện đề bài cho là khối lượng hay thể tích để áp dụng công thức cho phù hợp.
Viết sai công thức hóa học,thiếu chỉ số 2 trong công thức hóa học của khí hidro(H2) hoặc oxi (O2)
Cân bằng sai phương trình.Thậm chí có em không viết phương trình hóa học khi giải,mà bài toán tính theo phương trình hóa học điều cốt yếu là phải bám vào phương trình hóa học để giải.
Nguyên nhân:
 © Nguyên nhân chủ quan:
Trình độ học sinh không đồng đều,mức độ tiếp thu của từng học sinh là khác nhau.
Đối với học sinh điểm thấp thì kĩ năng giải bài tập chưa tốt.
Phương pháp giảng dạy của giáo viên có thể chưa phù hợp với từng loại đối tượng học sinh.
Học sinh chưa tích cực rèn luyện kĩ năng giải bài tập .
© Nguyên nhân khách quan:
Số tiết dành cho luyện tập củng cố rèn luyện kĩ năng giải bài tập còn ít.
Thời gian trong một tiết học để giáo viên rèn luyện,uốn nắn kĩ năng giải bài tập cho học sinh còn ít (chỉ khoảng 5-7 phút) vì phần lớn thời lượng dành cho việc truyền đạt kiến thức mới.
Đây là dạng bài tập mới và tương đối khó với học sinh lớp 8 vì mới tiếp xúc làm quen,cần phải bồi đắp rèn luyện dần dần. 
II/ CÁC GIẢI PHÁP
üCủng cố vững chắc phương pháp giải dạng toán này:
Bước 1: Đổi số liệu đầu bài(tính số mol chất đã cho)
Bước 2: Viết phương trình hóa học.
Bước 3:Dựa vào số mol đã biết tính số mol chất cần tìm theo phương trình hóa học
Bước 4:Tính khối lượng hoặc thể tích theo yêu cầu của bài.
* Lưu ý: Tùy trường hợp có thể làm bước 2 trước sau đó mới làm bước 1
Một số điểm cần lưu ý khi giải bài toán tính theo phương trình hóa học:
Viết đúng công thức của các chất trong phương trinh không được thay đổi chỉ số trong CTHH.
Cân bằng đúng phương trình.
Vận dụng linh hoạt các công thức tính số mol n = m:M ,n= V:22,4
ü Bên cạnh cách giải cơ bản cần đưa thêm các cách giải mới gây hứng thú cho học sinh,phù hợp với đối tượng học sinh.
ü Phân dạng các bài toán tính theo phương trình hóa học: 
¶ Dạng toán: Tính khối lượng chất tham gia và sản phẩm
 Ø Cách giải:
¨Bước 1: Đổi số liệu đầu bài(tính số mol chất đã cho)
¨Bước 2: Viết phương trình hóa học.
¨Bước 3:Dựa vào số mol đã biết tính số mol chất cần tìm theo phương trình hóa học
¨Bước 4:Tính khối lượng theo yêu cầu của bài.
FThí dụ: (Bài tập 1 Sgk trang 75):
Sắt tác dụng với axitclohidric: Fe + HCl → FeCl2 + H2
Nếu có 2,8g sắt tham gia phản ứng,em hãy tính khối lượng axitclohidric cần dùng.
@ Giải:
 Tính số mol Fe: nFe = mFe : MFe = 2,8 : 56 = 0,05 mol
 Phương trình phản ứng: 
 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
 1mol 2mol
 0,05mol x mol
 Số mol axitclohidric : nHCl = x =0,05 . 2 = 0,1 mol
 Khối lượng axitclohidric cần dùng : mHCl = nHCl . MHCl = 0,1 . 36,5 = 3,65g
@Cách 2:
 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
	56g 73g
	2,8 x g
Khối lượng axitclohidric tham gia phản ứng:
mHCl = x = 2,8.73 : 56 = 3,65g
* Hoặc có thể biện luận :Theo PTPU cứ 56 g sắt phản ứng với 73 g axitclohidric 
 Vậy 2,8g sắt phản ứng với 2,8.73 : 56 = 3,65g axitclohidric
¶ Dạng toán: Tính thể tích chất khí tham gia và tạo thành
 Ø Cách giải:
¨Bước 1: Đổi số liệu đầu bài(tính số mol chất đã cho)
¨Bước 2: Viết phương trình hóa học.
¨Bước 3:Dựa vào số mol đã biêt tính số mol chất cần tìm theo phương trình hóa học
 ¨Bước 4: Tính thể tích theo yêu cầu của bài
F Thí dụ: 
 Tính thể tích khí oxi (ở đktc) cần dùng để đốt cháy hết 3,1g photpho.Biết sản phẩm tạo thành là điphotphopentaoxit (P2O5).
@Giải:
Tính số mol photpho : nP = mP:MP = 3,1 : 31 = 0,1 mol
 Phương trình phản ứng:
 4P + 5O2 2P2O5 
 4mol 5mol
 0,1mol x mol
 Số mol oxi : no2 = x = 0,1.5 / 4 = 0,125 mol
 Thể tích khí oxi tham gia phản ứng: Vo2 = no2.22,4= 0,125.22,4 =2,8lit
@ Cách 2: 
Phương trình phản ứng:
 4P + 5O2 2P2O5
 4.31g 5.22,4lit 
 3,1g x lit
Thể tích khí oxi tham gia phản ứng: Vo2 = x= 3,1.5.22,4/4.31 = 2,8lit
* Hoặc có thể biện luân: 
Theo PTPU cứ 4.31g photpho phản ứng vừa đủ với 5.22,4lit khí oxi
Vậy 3,1g photpho phản ứng vừa đủ với x lít khí oxi
 Vo2 = x = 3,1.5.22,4/4.31 = 2,8lit
¶ Dạng toán: Tính lượng chất dư sau phản ứng
Ø Cách giải:
Tính số mol của các chất tham gia phản ứng.
Viết phương trình phản ứng
Lập tỉ lệ số mol từ đó xác định chất dư sau phản ứng.
F Thí dụ: (Bài tập 5/ tr117 Sgk)
cho 22,4g sắt tác dụng với dung dịch loãng có chứa 24,5g axitsunfuric.
Chất nào còn dư sau phản ứng và dư bao nhiêu gam?
Tính V khí hidro thu được ở đktc.
@ Giải:
a/Số mol sắt: nFe = mFe / MFe = 22,4/ 56 = 0,4 mol
Số mol axitsunfuric : nH2SO4 = m H2SO4 / M H2SO4 = 24,5/98 = 0,25 mol
Phương trình phản ứng: 
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
 1mol 1mol
 0,4mol 0,25mol
Ta có tỉ lệ: 0,4/1 > 0,25/1 vậy sắt dư,axitsunfuric phản ứng hết
Theo phương trình phản ứng: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
 1mol 1mol
 xmol 0,25 mol
Số mol sắt tham gia phản ứng: nFe = x = 0,25.1/1 =0,25mol
Số mol sắt dư: nFe = 0,4 – 0,25 = 0,15 mol
Khối lượng sắt dư : mFedư = 0,15 . 56 = 8,4 g
b/ Thể tích khí hidro thu được:
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
 1mol 1mol
 0,25mol xmol
Số mol khí hidro tạo thành : nH2 = x = 0,25.1/1 =0,25 mol
Thể tích khí hidro thu được: VH2 = 0,25 .22,4 = 5,6 lit
@ Cách 2:
Phương trình phản ứng:
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
 56g 98g
 xg 24,5g
Số gam sắt phản ứng vừa đủ: mFe = x = 24,5.56/98 = 14g
Số gam sắt dư: mFedư = 22,4-14 =8,4g
b/ Thể tích khí hidro thu được:
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
 98g 22,4lit
 24,5g xlit
Thể tích khí hidro thu được :VH2 = x = 24,5.22,4/98 = 5,6lit
@ Cách 3: 
Phương trình :Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
Chất nào con dư? Theo PTHH ,56gam sắt tác dụng với 98gam H2SO4 khối lượng sắt (22,4g) chỉ bằng gần một nữa khối lượng axitsunfuric (24,5g),vậy sắt sẽ còn dư:
Khối lượng sắt đã tiêu thụ là: 56.24,5/98 = 14g
Khối lượng sắt còn dư là: 22,4 - 14 = 8,4g
b. Thể tích hidro thu được : 22,4.14/56 = 5,6lit
¶ Dạng toán:Chất tham gia phản ứng có lẫn tạp chất.
Ø Cách giải:
-Dựa vào phần trăm tạp chất có trong chất tham gia phản ứng tính khối lượng tạp chất.
- Tính khối lượng chất tham gia phản ứng thực tế,bằng cách lấy khối lượng chất tham gia phản ứng đầu bài cho trừ đi khối lượng tạp chất.
- Các bước giải tiếp theo theo phương pháp cơ bản.
F Thí dụ1:(Bài tập 5 trang 84 Sgk)
Đốt cháy hoàn toàn 24kg than đá có chứa 0,5% tạp chất lưu huỳnh và 1,5% tạp chất khác không cháy được.Tính thể tích khí CO2 và SO2 tạo thành (ở đktc).
@ Giải:
Tỉ lệ phần trăm các bon nguyên chất là: 100% - (0,5% + 1,5%) = 98%
Khối lượng cacbon nguyên chất là: mC = 98.24000/100 = 23520g
Số mol cacbon: nC= 23520/12=1960mol
PTPU: C + O2 → CO2 
 1mol 1mol
 1960 mol x mol
Số mol CO2 tạo thành là: nCO2 = x =1960.1/1=1960mol
Thể tích CO2 tạo thành: VCO2 = 1960 .22,4 =43904 lit
+ Tính thể tích SO2 tạo thành:
Khối lượng lưu huỳnh có trong 24kg đá vôi:mS= 0,5.24000/100 = 120g
Số mol lưu huỳnh :nS = 120/32 = 3,75 mol
PTPU: S + O2 → SO2
 1mol 1mol
 3,75mol x mol
Số mol SO2 = x =3,75 mol
Thể tích SO2 tạo thành: VSO2 = 3,75.22,4 = 84 lit
F Thí dụ 2:(Bài tập 3 trang 87 Sgk)
Tính thể tích khí oxi cần thiết để đốt cháy hoàn toàn khí metan CH4 có trong 1m3 chứa 2% tạp chất không cháy.Các thể tích đó được đo ở đktc.
@ Giải:
Thể tích tạp chất không chất không cháy là: 2.1000/100 =20lit
Thể tích khí metan là : 1000 - 20 = 980lit
Số mol khí metan là: nO2 = 980/22,4 =43,75mol
Phương trình: CH4 + 2 O2 CO2 + 2H2O
 1mol 2mol
 43,75mol xmol
Số mol khí oxi : nO2 = x =43,75.2/1 =87,5mol
Thể tích khí oxi cần dùng: VO2 = 87,5.22,4 =1960lit
@ Cách 2:
Thể tích khí metan nguyên chất là: VCH4 =98.1000/100 =980lit
Phương trình: CH4 + 2 O2 CO2 + 2H2O
 22.4lit 2.22,4lit
 980lit x lit
Thể tích khí oxi cần dùng : VO2 = x = 980.2.22,4/22,4 =1960 lit
III.KẾT QUẢ
Đề tài này được áp dụng trong dạy học tại trường THCS Lê Quý Đôn thu được một số kết quả như sau:
- Số lượng học sinh hiểu bài thao tác thành thạo các dạng bài tập hóa học ngay
 tại lớp chiếm tỉ lệ cao
- Giáo viên tiết kiệm được thời gian,học sinh tự giác,độc lập làm bài.Phát huy được tính tích cực của học sinh
-Dựa vào sự phân loại bài tập giáo viên có thể dạy nâng cao được nhiều đối 
tượng học sinh. 
* Kết quả cụ thể như sau:
Năm học
Lớp
Số học sinh hiểu bài và làm tốt các dạng bài tập
Loại yếu
Loại TB
Loại Khá
Loại Giỏi
2007-2008
Khi chưa áp dụng SKKN
8
10,5%
50%
30%
9,5%
2008-2009
Khi đã 
áp dụng SKKN
8
2%
20%
50%
28%
 KẾT LUẬN
 Hóa học nói chung bài tập Hóa học nói riêng đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc học tập Hóa học,nó giúp học sinh phát triển tư duy sáng tạo,đồng thời góp phần quan trọng trong việc ôn luyện kiến thức cũ,bổ sung thêm những phần thiếu sót về lí thuyết và thực hành trong hóa học.
 Đề tài nghiên cứu này đã đề xuất một số giải pháp nhằm rèn luyện kĩ năng giải bài tập tính theo phương trình hóa hóa học ở lớp 8 THCS,trên cơ sở bám sát phương pháp giải cơ bản theo chương trình SGK hóa học 8,bên cạnh việc phân dạng một số dạng toán tính theo phương trình hóa học để học sinh có thể khái quát được cách giải,phương hướng để làm bài tập nhanh và có hiệu quả hơn 
 Trong quá trình giảng dạy Môn hóa học tại trường THCS cũng gặp không ít khó khăn trong việc giúp các em học sinh làm các dạng bài tập,bên cạnh phương pháp yêu cầu mà thầy đưa ra,thì học sinh cần phải tích cực tiếp thu vận dụng tốt để đạt hiệu quả cao,trong mối quan hệ giữa dạy và học thì thầy đóng vai trò chủ đạo người học luôn luôn đóng vai trò chủ động thì kết quả của quá trình dạy học mới đạt kết quả cao.Vậy trên đây là một sáng kiến kinh nghiệm nhỏ giúp học sinh rèn luyện kĩ năng giải bài tập,một kĩ năng rất cần thiết nhằm giúp học sinh biết vận dụng kiến thức.
* Tài liệu tham khảo
1,Hình thành kĩ năng giải bài tập hóa học- Cao Thị Tặng.
2,Sách giáo khoa Hóa học 8-NXB Giáo Dục
3,Sách bài tập Hóa Học- NXB Giáo Dục
4,phương pháp dạy học hóa học-Nguyễn Ngọc Quang
 MỤC LỤC
 Nội dung
trang
Lời nói đầu
 1.Lí do chọn đề tài
 2.phạm vi đề tài
I. Thực trạng.
II.các giải pháp..
III.Kết luận
Kết quả...
1
1
2
3
3
6
7