Phương pháp giải các bài toán xác định công thức hợp chất hữu cơ chương trình hóa học trung học phổ thông

Phương pháp giải các bài tốn xác định cơng
thức hợp chất hữu cơ chương trình hóa học
trung học phổ thơng
Nguyễn Thị Bích Phương
Trường Đại học Giáo dục
Luận văn Thạc sĩ ngành: Lý luận & Phương pháp dạy học; Mã số: 60 14 10
Người hướng dẫn: PGS.TS. Vũ Ngọc Ban
Năm bảo vệ: 2011
Abstract: Nghiên cứu cách giải các bài toán xác định công thức hợp chất hữu cơ trong
sách giáo khoa, sách tham khảo và các tài liệu ôn luyện khác. Nghiên cứu thực tiễn
của việc giải các bài toán xác định công thức hợp chất hữu cơ của học sinh trung học
phổ thơng (THPT) hiện nay. Trình bày phương pháp chung giải các bài tốn xác định
cơng thức hợp chất hữu cơ. Tiến hành điều tra thực trạng học tập phần hố học hữu cơ
nói chung và việc giải quyết các bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ nói riêng
của học sinh ở trường THPT trong thực nghiệm sư phạm.
Keywords: Phương pháp giảng dạy; Mơn hóa học; Trung học phổ thơng; Phương
pháp giải bài tốn; Hợp chất hữu cơ
Content
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Bài tốn hố học có một vị trí rất quan trọng trong q trình giảng dạy và học tập mơn
hố học. Đó vừa là mục tiêu, vừa là nội dung, vừa là phương pháp giảng dạy hữu hiệu … Nó
cung cấp cho học sinh không những kiến thức, niềm say mê môn học mà cịn giúp cho học
sinh phát triển trí tuệ một cách sáng tạo.
Bài toán hoá học minh hoạ và làm chính xác kiến thức đã học; là con đường nối liền
giữa kiến thức thực tế và lý thuyết; là phương tiện để củng cố, đào sâu, ôn luyện, kiểm tra,
đánh giá việc nắm bắt kiến thức giúp cho học sinh năng động, sáng tạo trong học tập, phát
huy khả năng suy luận tích cực của học sinh.
Trong hố học hữu cơ, bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ là bài tốn chủ
đạo, xun suốt chương trình. Hiện nay, có nhiều sách tham khảo về lý thuyết và bài tập dành
cho học sinh phổ thông và luyện thi đại học, cao đẳng … các tác giả đã đưa ra nhiều phương

pháp giải như dựa vào thành phần phần trăm các nguyên tố, tính trực tiếp từ khối lượng sản
phẩm đốt cháy, phương pháp xác định tỉ lệ nguyên tố, tính khối lượng mol trung bình, xác
định cơng thức dựa vào phản ứng đặc trưng … làm cho học sinh cảm thấy lúng túng, khó tiếp
thu và sử dụng trước một số lượng bài toán hoá học lớn, với nhiều thể loại khác nhau mà thời
gian học tập của học sinh lại không nhiều.
Gần đây trong cuốn sách “Phương pháp chung giải các bài tốn hố học trung học phổ
thơng” tác giả đã tổng kết và đưa ra phương pháp chung giải các bài tốn hố học. Đó là
phương pháp dựa vào quan hệ giữa số mol các chất phản ứng và dựa vào các công thức biểu
thị quan hệ giữa số mol chất với các đại lượng thường gặp như khối lượng, thể tích, nồng độ
… của chất. Quan hệ giữa số mol của các chất phản ứng dễ dàng thiết lập khi đã viết được
phương trình hố học, cịn số công thức cần thiết phải nhớ khi giải các bài tốn hố học khơng
nhiều (khoảng 4-5 cơng thức chính) do đó việc giải bài tốn hố học theo phương pháp trên là
đơn giản và dễ dàng đối với học sinh. Vì vậy, chúng tơi đã chọn đề tài “ Phƣơng pháp giải
các bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ chƣơng trình hố học trung học phổ
thơng ”, với mục đích áp dụng phương pháp giải bài toán hoá học nêu trên vào việc giải các
bài toán xác định cơng thức hợp chất hữu cơ.
2. Mục đích nghiên cứu
Đưa ra cho học sinh một phương pháp chung, đơn giản và thuận tiện để giải các bài
toán xác định cơng thức hợp chất hữu cơ trong chương trình hoá học THPT.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cách giải các bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ trong sách
giáo khoa, sách tham khảo và các tài liệu ôn luyện khác.
- Nghiên cứu thực tiễn của việc giải các bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ
của học sinh THPT hiện nay.
- Đưa ra phương pháp chung giải các bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ.
- Tiến hành điều tra thực trạng học tập phần hố học hữu cơ nói chung và việc giải
quyết các bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ nói riêng của học sinh ở trường THPT
trong đợt thực tập sư phạm

4. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu
- Khách thể nghiên cứu: Chương trình hoá học THPT
- Đối tượng nghiên cứu: Các bài toán xác định cơng thức hợp chất hữu cơ trong
chương trình hoá học THPT.
5. Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi nội dung: Các bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ thuộc chương
trình THPT

2


- Phạm vi về đối tượng: Học sinh lớp 11 - ban nâng cao của hai trường: trường THPT
Chuyên Hùng Vương, trường THPT Cơng Nghiệp Việt Trì
- Phạm vi về thời gian:
+ Thời gian tiến hành nghiên cứu bắt đầu từ tháng 1/2011
+ Thời gian thực nghiệm sư phạm từ tháng 01 /2011 đến tháng 12 /2011
6. Giả thuyết khoa học
Việc sử dụng phương pháp giải các bài toán xác định cơng thức hợp chất hữu cơ giúp
học sinh có được phương pháp tư duy giải toán hoá học thống nhất, dễ hiểu và dễ vận dụng,
giúp các em giải tốn hố học được tốt hơn, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học mơn
hố học ở trường phổ thông.
7. Phƣơng pháp nghiên cứu
Sử dụng phối hợp các phương pháp nghiên cứu sau:
* Nhóm các phương pháp nghiên cứu lí thuyết
* Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực tiễn
* Phương pháp thống kê tốn học
8. Đóng góp của đề tài
- Về mặt lí luận: Đưa ra phương pháp chung để giải các bài tốn hóa học ở trường
THPT
- Về mặt thực tiễn: Xây dựng được một hệ thống bài tập xác định công thức hợp chất

hữu cơ làm tư liệu cho giáo viên, học sinh có thể tham khảo, sử dụng trong q trình dạy và
học hóa học ở trường THPT.
9. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, phần phụ lục, và tài liệu tham khảo, luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của phương pháp giải các bài toán xác định công thức
hợp chất hữu cơ.
Chương 2: Phương pháp giải các bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ điển hình.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA PHƢƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI
TỐN XÁC ĐỊNH CƠNG THỨC HỢP CHẤT HỮU CƠ
1.1. Bài tập hóa học và bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ
1.1.1. Tầm quan trọng của bài tập hoá học
Bài tập hoá học giúp học sinh hiểu được một cách chính xác các khái niệm hố học,
nắm được bản chất của từng khái niệm đã học.


3


Tạo cơ hội cho học sinh có điều kiện để rèn luyện, củng cố và khắc sâu các kiến thức
hoá học cơ bản, hiểu được mối quan hệ giữa các nội dung kiến thức cơ bản.
 Bài tập hoá học cũng góp phần hình thành được những kĩ năng, kĩ xảo cần thiết ở học


sinh, giúp họ sử dụng ngôn ngữ hoá học đúng, chuẩn xác
 Bài tập hoá học còn giúp học sinh năng động, sáng tạo trong học tập, phát huy khả
năng suy luận tích cực của học sinh và hình thành phương pháp tự học hợp lí.
 Bài tập hoá học cũng là phương tiện kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ năng của học
sinh một cách chính xác.
 Bài tập hố học giúp giáo dục đạo đức cho học sinh như rèn luyện tính kiên nhẫn, tác

phong cách làm việc khoa học, giáo dục lòng yêu thích bộ mơn hố học.
1.1.2. Xu hướng phát triển bài tập hoá học trong giai đoạn hiện nay
Xu hướng phát triển của bài tập hoá học hiện nay hướng đến rèn luyện khả năng vận
dụng kiến thức, phát triển khả năng tư duy hoá học cho học sinh ở các mặt: lí thuyết, thực
hành và ứng dụng. Những bài tập có tính chất học thuộc trong các câu hỏi lí thuyết sẽ giảm
dần mà được thay bằng các câu hỏi địi hỏi sự tư duy, tìm tịi, sáng tạo.
1.1.3. Tình hình chung của việc giải bài tốn hố học hiện nay
Hiện nay bên cạnh sách giáo khoa cịn có khá nhiều các sách tham khảo về lí thuyết và
bài tập hoá học dành cho học sinh THPT. Các tài liệu này góp phần làm phong phú, đa dạng
thêm nhiều kiến thức lí thuyết cũng như các thể loại bài tập và các phương pháp giải bài tập
khác nhau cho học sinh.
Tuy nhiên việc đưa ra quá nhiều câu hỏi lí thuyết và bài tập, đưa ra nhiều cách cách
phân loại và phương pháp giải bài toán Hoá làm cho học sinh hết sức lúng túng. Với bài tốn
xác định cơng thức hợp chất hữu cơ nói riêng, các em cịn phải lựa chọn công thức hợp chất
hữu cơ như thế nào là đúng và hợp lí để viết các phương trình phản ứng, phải chọn cách giải
các phương trình thiết lập được như thế nào là thích hợp với các bài tốn hữu cơ có số phương
trình lập được ít hơn ẩn số …
1.2. Phƣơng pháp chung giải các bài tốn hóa học
1.2.1. Những cơng thức cần thiết giải quyết bài toán hoá học
Muốn chuyển đổi các đại lượng như nồng độ, thể tích, khối lượng của chất ra số
mol chất ta sử dụng 4 cơng thức chính:
STT

Cơng thức

1

m = M.n

2

Số mol chất

V0 = n.22,4

n
n

4

m
M

V0
22,4


CM 

3

C% 

4

nct
V (l )

nct = V.CM

mct
mct
.100% 
.100%C %.mdd  C %.V .d
mdd
Vdd .d n  100%.M 100%.M

Chú ý: Trong cơng thức 4 đơn vị của thể tích là ml, khối lượng riêng là g/ml
Áp dụng các công thức trên với một hỗn hợp chất .Giả sử hỗn hợp gồm 2 chất khối
lượng là m1, m2 có khối lượng mol là M1, M2 và số mol là n1, n2 ta có

mhh  n1.M 1  n2.M 2
nhh  n1  n2
Mhh 

mhh n1.M 1  n 2.M 2

nhh
n1  n 2

1.2.2. Quan hệ số mol các chất trên phương trình hóa học
Ví dụ 1
Xét phản ứng:
Ta có:

aA + bB

nA nB nC nD




a
b
c
d

→ nA 

a
a
a
b
b
b
n B = n C  n D ; nB = n A  n C  n D ; v.v…
b
c
d
a
c
d

Nghĩa là, với phản ứng:

Ta có:

→ cC + dD

nX =

x
.nY
y

..
..
xX + … = yY + …
hoặc

nY =

y
.nX
x

Ví dụ 2
Xét dãy biến hoá sau:
2A + 5B → C + 3D

(1)

3C + E → 2G + 4H

(2)

2H + 3I → 5K + 3M

(3)

Giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Hãy thiết lập quan hệ giữa số mol của các

chất bất kì đã tham gia phản ứng thí dụ giữa nK và nA, giữa nB và nM?

5


Lời giải
Theo các phản ứng (3), (2), (1) ta có:
nK 

5
4
1
nH ; nH  nC ; nC  nA
2
3
2

Suy ra: nK 

5 4 1
5
. . nA  nA
2 3 2
3

Tương tự, để thiết lập quan hệ giữa nB và nM ta xuất phát từ chất B và cũng xét quan
hệ giữa B và M bắc cầu qua các chất trung gian C và H ta có:
nB  5.nC ; nC 

3

2
5
3 2
nH ; nH  nM . Suy ra: nB  5. . nM  nM
4
3
2
4 3

1.2.3. Phương pháp chung giải các bài toán hoá học
Theo trên, các bài toán hố học có thể chia làm hai loại:


Các bài tốn liên quan đến phản ứng của một chất qua một giai đoạn hay một dãy

biến hoá.


Các bài toán liên quan đến phản ứng của một hỗn hợp chất. Các bài tốn này được gọi

là các bài tốn “hỗn hợp”, cịn các bài toán liên quan đến phản ứng của một chất được gọi là
các bài tốn “khơng hỗn hợp”.
1.2.3.1. Đối với loại bài tốn “ khơng hỗn hợp”
Phương pháp giải các bài tốn loại này là lập biểu thức tính đại lượng mà bài tốn địi
hỏi rồi dựa vào quan hệ giữa số mol của “chất cần tính tốn” và số mol của “chất có số liệu
cho trước” và dựa vào các công thức để giải.
1.2.3.2. Đối với loại bài toán “hỗn hợp”
Phương pháp giải là đặt ẩn số, lập phương trình và giải phương trình để suy ra các địi
hỏi của bài tốn.


Ẩn số thường đặt là số mol của các chất trong hỗn hợp.



Các phương trình được thiết lập bằng cách biểu thị mối quan hệ giữa các số

liệu cho trong bài (sau khi đã đổi ra số mol, nếu có thể được) với các ẩn số.


Giải các phương trình sẽ xác định được các ẩn số, rồi dựa vào đó suy ra các địi

hỏi khác nhau của bài toán.
Chúng ta nhận thấy cách giải các bài toán „khơng hỗn hợp” và các bài tốn “hỗn hợp”
tuy có những điểm khác nhau, nhưng chúng đều thống nhất ở chỗ là đều dựa vào quan hệ giữa
số mol của các chất phản ứng và các công thức biểu thị quan hệ giữa số mol chất với khối

6


lượng, thể tích, nồng độ của chất. Đó chính là nội dung của phương pháp chung giải các bài
toán hoá học.
* * * *
* *

Hiện nay hình thức kiểm tra trắc nghiệm khách quan ngày càng phổ biến. Đặc điểm
của loại hình kiểm tra này là số lượng câu hỏi nhiều chính vì thế thời gian làm bài rất ngắn.
Với một số bài tập ta có thể áp dụng những cách giải nhanh để giải. Riêng với hóa hữu cơ có
hai cách giải được sử dụng nhiều nhất đó là định luật bảo toàn khối lượng và định luật bảo
toàn nguyên tố.

1.3. Áp dụng phƣơng pháp chung giải các bài tốn hóa học để giải bài tốn xác định
cơng thức hợp chất hữu cơ.
1.3.1. Phương pháp chung giải bài toán xác định cơng thức hợp chất hữu cơ
Các bài tốn Hố học, trong đó có bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ đều
được giải theo phương pháp chung nêu ở trên. Cụ thể, để xác định công thức của các chất hữu
cơ chỉ cần đặt số mol của các chất đó là a, b, c … và thiết lập quan hệ giữa các số liệu cho
trong bài (sau khi đã đổi ra số mol chất, nếu có thể được) với a, b, c … rồi giải các phương
trình sẽ suy ra được cơng thức của các hợp chất hữu cơ. Trong trường hợp các chất hữu cơ là
chất khí thì có thể thay a, b, c … bằng V1, V2, V3 … và cũng giải bài toán như nêu trên.
1.3.2. Các chú ý khi giải bài toán xác định công thức hợp chất hữu cơ
1.3.2.1. Vấn đề lựa chọn công thức tổng quát của chất hữu cơ
Đối với bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ thì việc lựa chọn đúng và hợp lí
cơng thức tổng quát của chất hữu cơ để viết các phương trình phản ứng là vơ cùng quan trọng.
Thí dụ, cơng thức tổng quát của một rượu mạch hở có thể viết là R(OH) m, CxHy(OH)m,
CnH2n+2-2k-m(OH)m (với k là số liên kết П trong mạch C). Cả 3 cách viết trên đều đúng, nhưng
chọn cách viết nào là hợp lí điều đó cịn tuỳ thuộc vào đề bài và các phản ứng cần phải viết
trong bài là những loại phản ứng nào.
Trong trường hợp đã biết rõ rượu cần xác định công thức là no (k = 0), là đơn chức
(m = 1), là no, đơn chức (k = 0, m = 1) … thì nên chọn cơng thức CnH2n+2-2k-m(OH)m với các
giá trị k, m tương ứng để viết các phản ứng. Còn trong trường hợp chưa rõ rượu thuộc lọai gì
thì cơng thức trên chỉ được chọn khi cần viết phản ứng cộng của rượu chưa no với H 2, Br2…
Để viết phản ứng thế của rượu với kim loại kiềm hoặc viết phản ứng este hố thì chọn cơng
thức R(OH)m, cịn để viết phản ứng cháy thì chọn cơng thức CxHy(OH)m hoặc gọn hơn chỉ cần
dùng công thức CxHyOz.

7


Đối với hidrocacbon hoặc các dẫn xuất hidrocacbon khác như anđehit, axit cacboxylic,
este … thì cách chọn cơng thức tổng quát hợp lí để viết các phản ứng cũng tương tự. Riêng

đối với este, công thức tổng quát của este được tạo thành bởi một axit đa chức R(COOH) n và
một rượu đa chức R‟(OH) m là Rm(COO)n.mR‟n. Công thức này rất phức tạp vì vậy để viết phản
ứng của este bất kì ta thường tách thành một số trường hợp riêng, như trường hợp este của
axit đơn chức với rượu đa chức (RCOO)mR‟, este của axit đa chức với rượu đơn chức
R(COOR‟)n … để xét trường hợp nào dẫn đến kết quả hợp lí là đúng. Thơng thường với các
bài tốn xác định cơng thức của este ở dạng phức tạp như trên người ta đi xét công thức của
axit và của rượu trước từ đó xác định được cơng thức của este ….
1.3.2.2. Giải bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ khi số phương trình lập được ít hơn
số ẩn số và bài tốn hỗn hợp chất hữu cơ cùng loại
Nhiều bài toán hỗn hợp, đặc biệt là các bài toán hỗn hợp các chất hữu cơ, thường có số
phương trình lập được ít hơn số ẩn số. Trong trường hợp này để giải hệ các phương trình vơ
định có 2 phương pháp chính, đó là:
 Giải kết hợp với biện luận, dựa vào điều kiện của các ẩn số:
Ví dụ, nếu ẩn số là số mol của các chất thì chúng phải ln ln dương, ẩn số là số
nguyên tử cacbon (n) trong các chất hữu cơ thì n phải nguyên, dương. Với hidrocacbon là chất
khí thì n ≤ 4, với rượu chưa no thì n ≥ 3 … Dựa vào các điều kiện như vậy có thể giải được hệ
phương trình vơ định và giải được bài tốn.
 Giải dựa vào việc tính khối lượng mol trung bình của hỗn hợp:
Ví dụ, với hỗn hợp gồm hai chất 1 và 2:
M

hh

Tính M

=

hh

m hh

n M  n2 M 2
= 1 1
n1  n2
n hh

và giải bất đẳng thức M1 < M

hh

< M2 sẽ giải được hệ phương trình vơ định.

Phương pháp này thường được áp dụng với các bài toán mà khối lượng hỗn hợp đã biết và số
mol hỗn hợp đã biết hoặc có thể tính tốn, đặc biệt là với các bài toán hỗn hợp các chất liên
tiếp nhau trong dãy đồng đẳng.
Với bài toán hỗn hợp của các chất cùng loại, có các phản ứng xảy ra tương tự nhau,
hiệu suất của phản ứng như nhau … thì có thể thay thế hỗn hợp đó bằng một chất có cơng
thức phân tử trung bình để giải.
Thí dụ, hỗn hợp gồm 2 chất cùng loại Cx1Hy1Oz1, số mol là b và Cx2Hy2Oz2 số mol là c có thể
thay bằng một chất có cơng thức phân tử trung bình là: C x H y O z , với số mol là a.
Ở đây: a = b + c

8


x (số nguyên tử C trung bình) =

y (số nguyên tử H trung bình) =

x1b  x 2 c
bc

y1b  y 2 c
…
bc

Khi đó số ẩn số của bài tốn giảm xuống và việc giải bài toán sẽ trở nên thuận lợi và
nhanh gọn hơn. Đây cũng là một phương pháp hiệu quả để giải các bài toán hỗn hợp (các chất
cùng loại) khi số phương trình lập được ít hơn số ẩn số.
Chƣơng 2 : PHƢƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TỐN XÁC ĐỊNH CƠNG THỨC HỢP
CHẤT HỮU CƠ ĐIỂN HÌNH
2.1. Các bài tốn xác định cơng thức hiđrocacbon
2.1.1. Các bài toán liên quan đến phản ứng cháy của hiđrocacbon ]
2.1.2 .Các bài toán liên quan đến phản ứng đặc trưng của hiđrocacbon
2.1.2.1. Phản ứng thế
2.1.2.2. Phản ứng cộng
2.1.2.3. Phản ứng nhiệt phân, phản ứng crackinh
2.2. Các bài toán xác định công thức dẫn xuất của hiđrocacbon
2.2.1. Dẫn xuất chứa oxi
2.2.1.1. Các bài toán liên quan đến phản ứng cháy của dẫn xuất chứa oxi
2.2.1.2. Các bài toán liên quan đến phản ứng đặc trưng của dẫn xuất chứa oxi
2.2.2. Dẫn xuất chứa nitơ
2.2.2.1. Các bài toán liên quan đến phản ứng cháy của dẫn xuất chứa nitơ
2.2.2.2. Các bài toán liên quan đến phản ứng đặc trưng của dẫn xuất chứa nitơ
2.3. Lựa chọn và sử dụng bài toán hóa học trong dạy học hóa học
2.3.1. Sử dụng bài tốn hóa học trong việc hình thành kiến thức mới
Ví dụ Khi dạy bài Amino Axit để hình thành kiến thức mới về tính chất hóa học của
amino axit dựa trên những kiến thức cũ đã học về axit cacboxylic và amin, giáo viên có thể sử
dụng bài tốn sau trước khi bắt đầu bài giảng
Cho 0,02 mol hợp chất hữu cơ X có CTTQ là R(NH2)x(COOH)y tác dụng vừa đủ
với 200 ml dung dịch HCl 0,1M thu được 3,67 gam muối khan. Mặt khác 0,02 mol X tác

dụng vừa đủ với 40 gam dung dịch NaOH 4%. Công thức của X là
A. (H2N)2C3H5COOH.

B. H2NC2H3(COOH)2.

C. H2NC3H6COOH.

D. H2NC3H5(COOH) 2.

HS vận dụng tính chất của nhóm chức – COOH tác dụng với NaOH, tính chất của
nhóm chức - NH2 tác dụng với dung dịch HCl để giải toán dựa theo phương pháp chung giải

9


bài tốn hóa học đã hướng dẫn. Sau khi giải xong bài tốn này HS sẽ kết luận được tính chất
hóa học của các Amino Axit đó là tính lưỡng tính, đó là kiến thức mới về hợp chất sắp nghiên
cứu.
2.3.2. Sử dụng bài tốn hóa học để vận dụng, củng cố kiến thức kĩ năng
Ví dụ: Luyện tập về tính chất của Ankan và xicloankan
Để giúp học sinh hiểu và nắm vững các kiến thức về cấu trúc, danh pháp và tính chất
hóa học của hiđrocacbon no, giáo viên có thể sử dụng các bài tốn xác định cơng thức hợp
chất hữu cơ đã biên soạn ở dạng: phản ứng đốt cháy Ankan và xicloankan; phản ứng thế
halogen vào hiđrocacbon no; phản ứng nhiệt phân, phản ứng crackinh ở các mức độ nhận
thức khác nhau.
2.3.3. Sử dụng bài toán hóa học nhằm kiểm tra, đánh giá mức độ vận dụng kiến thức của
học sinh
Chúng tôi xây dựng một số bài kiểm tra viết 15 phút và 1 tiết sử dụng các bài toán đã
biên soạn ở trên. Cụ thể như sau:
2 đề kiểm tra 15 phút và 1 đề kiểm tra 45 phút ở phụ lục 2

Các câu hỏi được xây dựng theo các mức độ: Mức độ biết; Mức độ hiểu; Mức độ vận
dụng ; Mức độ vận dụng sáng tạo .
GV có thể sử dụng các bài kiểm tra này để đánh giá kiến thức, kĩ năng của học sinh.
Qua kết quả kiểm tra, GV chỉ ra cho học sinh các thiếu sót, lỗ hổng trong kiến thức đồng thời
có kế hoạch bổ sung trong q trình dạy học
Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm
3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm ( TNSP)
- Thực nghiệm sư phạm nhằm khẳng định mục đích nghiên cứu của đề tài là thiết thực,
khả thi, đáp ứng được yêu cầu nâng cao chất lượng dạy và học của học sinh THPT.
- Đối chiếu kết quả của lớp TN với kết quả của lớp ĐC để đánh giá khả năng áp dụng
những phương pháp đã đề xuất vào quá trình dạy học hóa học.
3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
- Lựa chọn nội dung và địa bàn thực nghiệm sư phạm
- Soạn thảo các giáo án giờ dạy, các đề kiểm tra theo nội dung của đề tài
- Chấm điểm kiểm tra thu thập số liệu và phân tích kết quả của TNSP
- Đánh giá hiệu quả của đề tài qua việc sử dụng hệ thống các bài tập và phương pháp
giải ở Chương 8: Dẫn xuất halogen – ancol – phenol (SGK Hóa học nâng cao lớp 11).
3.2. Q trình tiến hành thực nghiệm sƣ phạm

10


Chúng tôi đã tiến hành các công việc sau:
3.2.1. Chuẩn bị cho quá trình thực nghiệm
3.2.1.1. Tìm hiểu đối tượng thực nghiệm
Chọn lớp thực nghiệm, đối chứng, giáo viên dạy:
Trường

Giáo viên dạy

Lớp TN

Lớp ĐC

(số HS)

(số HS)

Trường THPT Chuyên Hùng

Nguyễn Thị Bích

11 Lý

11 Tốn Tin

Vương

Phương

(35)

(35)

Trường THPT Cơng Nghiệp Việt

Phan Văn Duẩn

11A1 (45)

11 A2 (45)

Trì
3.2.1.2. Thiết kế chương trình thực nghiệm
Chúng tơi trao đổi, thảo luận với GV về nội dung và phương pháp TN
3.2.2. Tiến hành thực nghiệm
3.2.2.1. Tiến hành soạn giáo án giảng dạy
- Giáo án giờ dạy sử dụng phương pháp giải các bài tốn xác định cơng thức hợp chất
hữu cơ được dạy ở lớp TN. Giáo viên photo phần phương pháp chung giải các bài tốn hóa
học THPT và phần phương pháp giải bài toán xác định công thức hợp chất hữu cơ ( từ trang 8
đến trang 32 của luận văn) phát cho các em lớp thực nghiệm đọc trước sau đó dùng một tiết
học để trao đổi với các em
- Giáo án soạn theo truyền thống được dạy ở lớp ĐC.
- Phương tiện trực quan được sử dụng như nhau ở cả lớp TN và lớp ĐC.
3.2.2.2. Tiến hành kiểm tra tại các lớp thực nghiệm và đối chứng
- Kiểm tra đầu vào trước quá trình TNSP tại các lớp TN và ĐC ( Bài số 1 ).
- Bài kiểm tra 15 phút trong quá trình TNSP ( Bài số 2)
- Bài kiểm tra 45 phút được thực hiện khi kết thúc đợt TNSP ( Bài số 3)
- Các đề bài kiểm tra được sử dụng như nhau ở cả lớp thực nghiệm và lớp đối chứng, cùng
biểu điểm và giáo viên chấm.. ( Các đề kiểm tra ở phụ lục 2)
3.2.3. Kết quả các bài kiểm tra
Sau khi kiểm tra, chấm bài kết quả của các bài kiểm tra được thống kê theo bảng sau:

11


Bảng số 3.1. Kết quả các bài kiểm tra
Trường

Số HS đạt điểm Xi

tượng

KT

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0

0

0

0

1

2

5

7

11

5

4

2

0

0

0

0

0

1

6

6

12

5

5

0

0

0

0

1

2

4

9

11

5

3

1

0

0

0

0

0

3

3

9

12

5

3

2

0

0

0

0

1

3

8

8

10

3

2

3

0

0

0

0

1

4

9

9

8

3

1

1

0

0

0

1

2

10

6

11

9

5

1

2

0

0

0

1

3

4

10

5

10

7

5

3

0

0

0

0

2

6

7

15

7

5

3

1

0

0

0

2

5

7

4

11

10

4

2

2

0

0

0

1

3

11

10

8

7

3

2

3

Hùng

11 L

Bài

3

Chun

Đối

1

THPT

Lớp

0

0

0

1

3

7

14

8

8

3

1

TN

(35)

Vƣơng

11 TT

ĐC

(35)

Cơng
Nghiệp

11 A1

Việt Trì

(45)

11 A2
(45)

TN

ĐC

3.2.4. Xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm
Kết quả kiểm tra được xử lý bằng phương pháp thống kê toán học theo thứ tự sau:

1. Lập bảng phân phối: tần số, tần suất, tần suất luỹ tích.
2. Vẽ đồ thị đường luỹ tích từ bảng phân phối tần suất luỹ tích.
3. Tính các tham số đặc trưng thống kê.
* Điểm trung bình cộng:
k

n x  n x  ...  nk xk
X 1 1 2 2

n1  n2  ....  nk

n x

1 1

i 1

n

. Trong đó :

ni là tần số các giá trị xi
n là số học sinh tham gia thực nghiệm
* Phương sai S2 và độ lệch chuẩn S : Là các tham số đo mức độ phân tán của các số liệu
quanh giá trị trung bình cộng:

12


S2=

1 k
 ni (xi  X )2
n-1 i=1

; S= S2 .

Trong đó:n là số học sinh của mỗi nhóm thực nghiệm.
Giá trị S càng nhỏ chứng tỏ số liệu càng ít bị phân tán.
* Hệ số biến thiên V: V 

S
.100%
X

Nếu V nằm trong khoảng 10-30% độ dao động tin cậy.
* Sai số tiêu chuẩn ε :ε = S/ n
- Khi 2 bảng số liệu có giá trị X bằng nhau thì ta tính độ lệch chuẩn S, nhóm nào có
độ lệch chuẩn S bé hơn thì nhóm đó có chất lượng tốt hơn.
- Khi 2 bảng có số liệu X khác nhau thì so sánh mức độ phân tán của các số liệu bằng
hệ số biến thiên V. Nhóm nào có V nhỏ hơn thì nhóm đó có chất lượng đồng đều hơn.
Để so sánh chúng tôi lập bảng tần số, tần suất, tần suất luỹ tích và vẽ đường luỹ tích cho
từng bài kiểm tra giữa khối thực nghiệm và khối đối chứng với nguyên tắc: nếu đường luỹ
tích tương ứng càng ở bên phải và càng ở phía dưới thì càng có chất lượng tốt hơn và ngược
lại nếu đường luỹ tích càng ở bên trái và càng ở phía trên thì chất lượng thấp hơn.
Để phân loại chất lượng học tập của HS, chúng tôi lập bảng phân loại:
- Loại giỏi: HS đạt điểm từ 9 đến10
- Loại khá : HS đạt điểm từ 7 đến 8
- Loại trung bình: HS đạt điểm từ 5 đến 6
- Loại yếu kém: HS đạt điểm từ 4 trở xuống.

13


Bảng 3.2: Tổng hợp kết quả bài kiểm tra đầu vào tại các lớp TN và ĐC
( Bài số 1 )
Lớp

Đối

Số

tƣợng

HS

Điểm

Số học sinh đạt điểm Xi
0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

TB

11L

TN

35

0

0

0

0

1

2

5

7

11

5

4

7.6

11TT

ĐC

35

0

0

0

0

0

3

3

9

12

5

3

7.63

11A1

TN

45

0

0

0

1

2

10

6

11

9

5

1

6.69

11A2

ĐC

45

0

0

0

2

5

7

4

11

10

4

2

6.62

Qua bài kiểm tra đầu vào ( bài kiểm tra số 1) chúng tôi nhận thấy trình độ học sinh
tương đương nhau giữa lớp thực nghiệm (TN) và lớp đối chứng (ĐC) . Đây là điều kiện tốt để
đánh giá chất lượng tiếp thu kiến thức của học sinh khi sử dụng phương pháp giải bài tốn xác
định cơng thức hợp chất hữu cơ được dạy ở lớp TN thông qua các bài kiểm tra số 2 và số 3.
Bảng 3.3: Tổng hợp kết quả thực nghiệm sư phạm
Bài

Lớp

KT
2

Số học sinh đạt điểm Xi

Số Hs

Điểm

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

TB

TN

0

0

1

3

5

16

11

22

12

10

7.46

80

0

0

0

1

4

14

18

16

17

6

4

6.74

TN

80

0

0

0

0

3

8

11

24

18

10

6

7.25

ĐC

80

0

0

0

1

4

11

23

17

16

6

2

6.66

TN

160

0

0

0

1

6

13

27

35

40

22

16

7.36

ĐC

Tổng

0

ĐC
3

80

160

0

0

0

2

8

25

41

33

33

12

6

6.7

Từ bảng 3.3 ta tính được phần trăm số học sinh đạt điểm Xi trở xuống ở bảng 3.4

14


Bảng 3.4: % số học sinh đạt điểm Xi trở xuống
Lớp

Bài
KT

% số học sinh đạt điểm Xi trở xuống

Số

HS

2

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

100

72.5

87.5

100

TN

0

0

0

1.25 5

11.25

31.25

45

ĐC

80

0

0

0

1.25 6.25

23.75

46.25

66.25 87.5

95

100

TN

80

0

0

0

0

13.75

27.5

57.5

80

92.5

100

ĐC

3

80

80

0

0

0

1.25 6.25

20

48.75

70

90

97.5

100

3.75

Bảng 3.5: Tổng hợp phân loại kết quả học tập.
Bài KT

2

3

Đối tượng

Phân loại kết quả học tập (%)
Yếu, kém

TB

Khá

Giỏi

TN (80)

5

26.25

41.25

27.5

ĐC ( 80)

6.25

40

41.25

12.5

TN ( 80)

3.75

23.75

52.5

20

ĐC(80)

6.25

42.5

41.25

10

Phân tích kết quả thực nghiệm
3.2.6.1. Phân tích định tính kết quả thực nghiệm sư phạm
-Trong các giờ học ở lớp thực nghiệm HS rất sôi nổi, hứng thú tham gia vào các hoạt
động học tập và nắm vững kiến thức hơn, vận dụng vào giải quyết các vấn đề học tập nhanh
hơn so với học sinh ở lớp đối chứng.
- Các GV tham gia dạy thực nghiệm đều khẳng định dạy học sử dụng phương pháp chung
giải các bài tốn hóa học THPT có tác dụng giúp các em học sinh có một phương pháp chung đơn
giản, thuận tiện để giải quyết được tất cả các bài tốn hóa học THPT. Từ đó, các em HS không
cảm thấy lúng túng về phương pháp giải trước số lượng lớn các bài tập hóa học.
3.2.6.2. Phân tích định lượng kết quả thực nghiệm sư phạm
1) Tỉ lệ học sinh yếu, kém, trung bình, khá và giỏi
Qua kết quả thực nghiệm sư phạm được trình bày ở bảng 3.5 và các hình 3.3; 3.4 cho thấy
chất lượng học tập của học sinh khối lớp TN cao hơn học sinh khối lớp ĐC, thể hiện:
- Tỉ lệ phần trăm (%) HS yếu kém, trung bình của khối TN luôn thấp hơn của khối ĐC
( thể hiện qua biểu đồ hình cột)
- Tỉ lệ phần trăm(%) HS khá giỏi của khối TN luôn cao hơn của khối ĐC (thể hiện qua

15


biểu đồ hình cột).
2) Đường luỹ tích
Đồ thị đường luỹ tích của khối TN ln nằm ở phía bên phải và phía dưới đường luỹ
tích của khối ĐC . Điều này cho thấy chất lượng của lớp TN tốt hơn và đồng đều hơn lớp ĐC
( Hình 3.1 và 3.2).
3) Giá trị các tham số đặc trưng
- Điểm trung bình cộng của HS khối TN cao hơn của khối ĐC
- Dựa vào bảng 3.6 thì các giá trị S và V của lớp TN luôn thấp hơn của lớp ĐC chứng tỏ

chất lượng của lớp TN tốt hơn và đều hơn so với lớp ĐC .
- V nằm trong khoảng 10-30% , vì vậy kết quả thu được đáng tin cậy.
4) Độ tin cậy của số liệu
Để đánh giá độ tin cậy của số liệu trên chúng tôi so sánh các giá trị X của lớp TN và ĐC
bằng chuẩn Student.

t TN 

XY
fx S 2  fy S 2
x
y

nx  ny

nx  ny  2

nx ny

Trong đó: n là số học sinh của mỗi lớp thực nghiệm

X là điểm trung bình cộng của lớp TN
Y là điểm trung bình cộng của lớp ĐC
S 2 và S 2 là phương sai của lớp TN và lớp ĐC
y
x

nx và ny tổng số HS của TN và lớp ĐC
với xác suất tin cậy  và số bậc tự do f = nx + ny - 2.
Tra bảng phân phối Student để tìm t  ,f.

Nếu tTN > t  ,f thì sự khác nhau giữa hai nhóm là có ý nghĩa.
Cịn nếu t TN < t  ,f thì sự khác nhau giữa hai nhóm là khơng có ý nghĩa ( hay là do nguyên
nhân ngẫu nhiên).
Phép thử Student cho phép kết luận sự khác nhau về kết quả học tập giữa nhóm thực
nghiệm và nhóm đối chứng là có ý nghĩa hay khơng.
Ví dụ : So sánh X các bài kiểm tra của khối TN và ĐC:
t TN 

7,36  6, 7
159.2,52  159.2,3 160  160
160  160  2
160.160

 3,8

Lấy  = 0,05 tra bảng phân phối student với f = 160+160 - 2 = 318 ta có t  ,f = 1,96. Vậy tTN >

16


t  ,f tức có thể khẳng định điểm trung bình của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian thực hiện đề tài nghiên cứu, chúng tôi đã thu được một số kết quả
sau:
+ Đã tìm hiểu ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học và tình hình chung hiện nay về việc
giải bài tốn hóa học của học sinh THPT.
+ Đã đưa ra phương pháp chung giải các bài tốn hóa học dựa vào quan hệ giữa số mol
của các chất phản ứng và dựa vào một số công thức biểu thị quan hệ giữa số mol chất với khối
lượng, thể tích nồng độ của chất và sử dụng phương pháp chung đó để giải các bài tốn xác
định cơng thức hợp chất hữu cơ.

+ Đã phân loại các bài tốn hóa hữu cơ theo hai loại phản ứng chính đó là phản ứng đốt
cháy và phản ứng đặc trưng của các hợp chất hữu cơ. Với mỗi loại phản ứng đều nêu rõ đặc
điểm của phản ứng và các dạng bài toán thường gặp liên quan đến phản ứng đó. Phân tích
cách xử lí hoặc đưa ra các hệ thức, các nhận xét giúp giải nhanh các dạng bài nêu ra.
Cụ thể đã lựa chọn được 150 bài toán trắc nghiệm khách quan, 50 bài tốn tự luận và
giải các bài tốn đó theo phương pháp chung giải các bài tốn hóa học THPT.
+ Đưa ra cách sử dụng bài tốn hóa học trong các hoạt động dạy học : Để hình thành kiến
thức mới; để vận dụng, củng cố kiến thức, kĩ năng của học sinh (giờ luyện tập); để kiểm tra,
đánh giá kiến thức kĩ năng của học sinh (giờ kiểm tra ).
+ Đã tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính hiệu quả của đề tài
Chúng tơi hi vọng rằng kết quả thu được của luận văn sẽ giúp các em học sinh lớp 11,
12 có phương pháp giải các bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ dễ dàng, đơn giản
cũng như giúp các bạn đồng nghiệp có thêm một tài liệu tham khảo phục vụ cho quá trình
giảng dạy tốt hơn.
Tuy nhiên, do những hạn chế về điều kiện thời gian, năng lực và trình độ của bản thân,
nên chắc chắn việc nghiên cứu còn nhiều thiếu sót. Chúng tơi rất mong được sự góp ý của các
Thầy, cô giáo, các anh chị và bạn bè đồng nghiệp để bản luận văn được hoàn thiện hơn nữa.
References
1. Ngơ Ngọc An. Hóa học 12 nâng cao. Nhà xuất bản trẻ, 1998.
2. Cao Thị Thiên An. Phương pháp giải nhanh các bài toán trắc nghiệm Hoá học hữu cơ.
Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, 2008.

17


3. Cao Thị Thiên An. Phân loại và phương pháp giải Bài tập tự luận và trắc nghiệm Hoá
học Hidrocacbon. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội , 2008.
4. Vũ Ngọc Ban. Phương pháp chung giải các bài tốn hóa học trung học phổ thơng. Nhà
xuất bản Giáo dục,2006.
5. Hoàng Thị Bắc - Đặng Thị Oanh. 10 Phương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm Hoá

học. Nhà xuất bản Giáo dục, 2008.
6. Phạm Ngọc Bằng (Chủ biên). 16 Phương pháp và kĩ thuật giải nhanh bài tập trắc
nghiệm mơn Hố học. Nhà xuất bản Đại học Sư phạm , 2009.
7. Phạm Đức Bình. Phương pháp giải bài tập hữu cơ có nhóm chức. Nhà xuất bản Giáo
dục, 2006
8. Nguyễn Cao Biên. Nhẩm nhanh kết quả bài toán trắc nghiệm khách quan hóa học một
cách rèn luyện tư duy sáng tạo cho học sinh. Tạp chí hóa học và ứng dụng, 10/2007.
9. Nguyễn Cƣơng- Nguyễn Ngọc Quang- Dƣơng Xuân Trinh. Lý luận dạy học hóa học
tập 1. Nhà xuất bản Giáo dục Hà Nội, 1995.
10. Nguyễn Cƣơng. Phương pháp dạy học hóa học ở trường phổ thơng và đại học, một số
vấn đề cơ bản. Nhà xuất bản Giáo dục, 2007.
11. Nguyễn Cƣơng. Phương pháp dạy học và thí nghiệm hóa học. Nhà xuất bản Giáo dục,
1999.
12. Lê Văn Dũng. Phát triển năng lực trí tuệ cho học sinh thơng qua bài tập hóa học. Tóm
tắt luận án tiến sĩ Đại học sư phạm Hà Nội, 2001.
13. Lê Văn Đăng. Hướng dẫn giải bài toán hữu cơ bằng phương pháp trung bình. Nhà xuất
bản Đại học Quốc gia TPHCM , 2003.
14. Cao Cự Giác. Tuyển tập bài giảng Hoá học hữu cơ. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà
Nội, 2001.
15. Cao Cự Giác. Bài tập trắc nghiệm chọn lọc hóa học 12. Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia
TP Hồ Chí Minh. 2008.
16. Cao Cự Giác. Hướng dẫn giải nhanh bài tập hóa học, tập 1,2,3. Nhà xuất bản Đại học
quốc gia Hà Nội, 2000.
17. Đỗ Xuân Hƣng. Hướng dẫn giải nhanh các dạng bài tập trắc nghiệm hóa hoc hữu cơ.
Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội, 2008.
18. Nguyễn Thanh Khuyến. Phương pháp giải các dạng bài tập trắc nghiệm hóa học( Hóa
hữu cơ). Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội, 2006.
19. Lê Đình Ngun- Hồng Tấn Bửu- Hà Đình Cẩn. 540 bài tập hóa học 12. Nhà xuất
bản Đà Nẵng.
20. Nguyễn Khoa Thị Phƣợng. Phương pháp giải nhanh các bài tốn hóa học trọng tâm.

Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội, 2008.
21. Nguyễn Phƣớc Hòa Tân. Phương pháp giải các dạng tốn hóa học.Nhà xuất bản Giáo
dục,2009.

18


22. Quan Hán Thành. Phân loại và phương pháp giải toán Hoá hữu cơ. Nhà xuất bản Trẻ ,
1998.
23. Phạm Thị Phƣơng Thảo. Khóa luận tốt nghiệp:“ Phương pháp chung giải bài tốn xác
định cơng thức hợp chất hữu cơ” . Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà nội, 2005.
24. .Lê Xuân Trọng ( chủ biên ).Hóa học 11- nâng cao. Nhà xuất bản Giáo dục, 2006.
25. Lê Xuân Trọng ( chủ biên ).Hóa học 12- nâng cao. Nhà xuất bản Giáo dục, 2006.
26. Lê Xuân Trọng ( chủ biên ). Bài tập hóa học 12- nâng cao. Nhà xuất bản Giáo dục,
2006.
27. Nguyễn Xuân Trƣờng. Bài tập hóa học ở trường phổ thơng. Nhà xuất bản Đại học Sư
phạm, 2003.
28. Nguyễn Xuân Trƣờng - Quách Văn Long. Ôn luyện kiến thức và luyện giải nhanh bài
tập trắc nghiệm hóa học THPT ( Hóa hữu cơ). Nhà xuất bản Hà nội, 2009.
29. Trần Thạch Văn. Phương pháp giải bài toán hoá học hữu cơ. Nhà xuất bản Đại học
Quốc gia Hà Nội, 2004.
30. Đào Hữu Vinh. Phương pháp trả lời đề thi trắc nghiệm mơn hóa học. Nhà xuất bản Giáo
dục Việt Nam, 2010

19