Sử dụng dấu bất đẳng thức giải nhanh trắc nghiệm hóa học hữu cơ nhằm phát triển năng lực tư duy cho học sinh THPT

6
SSoốá cchhuuyyeêânn đđeềà
(01)/2012
Hóa học & Ứng dụng
Nếu xây dựng được một hệ thống bài tập trắc
nghiệm phần hoá học hữu cơ có sử dụng dấu bất đẳng
thức để giải nhanh thì sẽ phát triển được năng lực tư
duy và rèn trí thông minh cho học sinh THPT. Từ đó,
nâng cao chất lượng dạy học ở trường THPT.
SUMMARY
In fact, the exercise uses the inequality is not much mathematics to explain. So every teacher needs to
build yourself a system of exercises that uses chemical inequalities to solve mathematical ability to develop
thinking for students through the construction process of interpretation. Since then contribute to improving
the quality of teaching.
SỬ DỤNG DẤU BẤT ĐẲNG THỨC ĐỂ GIẢI NHANH BÀI TẬP
TRẮC NGHIỆM PHẦN HÓA HỌC HỮU CƠ NHẰM PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC TƯ DUY CHO HỌC SINH THPT
QUÁCH VĂN LONG
Trường THPT chuyên Đại học Vinh
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
II. CÁC VÍ DỤ
Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm
hai anđehit cần dùng vừa hết 0,375mol O
2
, sinh ra
0,3mol CO
2
và 0,3 mol H
2
O. Mặt khác, nếu cho m gam
X tác dụng với lượng dư dung dòch AgNO

3
trong NH
3
thì
lượng kết bạc thu được có thể là:
A. 75,6 gam B. 48,6 gam
C. 64,8 gam D. 32,4 gam
Phân tích:
Bài toán trên chưa cho anđehit no hay không no,
đơn chức hay đa chức, mạch hở hay mạch vòng nên
nhiều học sinh sẽ thấy phức tạp và phải đặt công thức
tổng quát để giải. Việc giải như vậy, mất nhiều thời
gian. Với những học sinh có năng lực tư duy tốt thì có
thể dựa vào mối quan hệ giữa số mol nước và số mol
cacbonic như sau:
n
CO
2
= n
H
2
O
= 0,3mol → X gồm hai anđehit no, đơn
chức, mạch hở.
n
X
= 2 × (1,5n
CO
2
- n

O
2
) = 0,15mol
= n
CO
2
: n
X
= 0,3 : 0,15 = 2
→ X chứa 1 chất là HCHO.
Đến đây, nhiều học sinh rơi vào trạng thái bế tắc.
Một số ít học sinh có năng lực tư duy tốt dựa vào dấu
bất đẳng thức toán học để giải:
2n
X
= 0,3 < n
Ag
< 4n
X
= 0,6
→ 32,4 gam < m
Ag
< 64,8 gam.
Từ đáp án → m
Ag
= 48,6 gam
→ Chọn đáp án B.
Ví dụ 2: Hỗn hợp M gồm anđehit X, xeton Y (X, Y
có cùng số nguyên tử cacbon) và anken Z. Đốt cháy
hoàn toàn m gam M cần dùng 8,848 lít O

2
(đktc) sinh
ra 6,496 lít CO
2
(đktc) và 5,22 gam H
2
O. Công thức của
anđehit X là:
A. C
3
H
7
CHO B. C
2
H
5
CHO
C. C
4
H
9
CHO D. CH
3
CHO
Phân tích:
Bài toán này nhằm phát triển năng lực tư duy tổng
hợp cho học sinh. Với những học sinh có năng lực
tư duy kém thì sẽ đặt công thức tổng quát của ba
chất X, Y, Z rồi giải bằng phương pháp truyền thống.
Tuy nhiên, với những học sinh khá giỏi thì dễ dàng

nhận thấy:
SSoốá cchhuuyyeêânn đđeềà
(01)/2012
Hóa học & Ứng dụng
7
n
CO
2
= n
H
2
O
= 0,29mol
→ X, Y là hợp chất hữu cơ no, đơn chức, mạch hở.
→ x + y = 2 × (1,5n
CO
2
- n
O
2
) = 2 × (1,5 × 0,29 -
0,395) = 0,08mol
→ n
C
O
2
= n × (x + y) + mz = 0,29
→ n × 0,08 + mz = 0,29 (*)
Chỉ có một phương trình mà có tới ba ẩn. Nhiều
học sinh gặp bế tắc. Cho rằng đề sai. Đối với học

sinh có năng lực tư duy tốt có thể nhận thấy để tìm
công thức của X chỉ cần tìm giá trò của n. Từ biểu
thức (*), ta suy ra:
n × 0,08 < 0,29 → n < 3,625 → n = 3 (C
3
H
6
O)
→ Công thức của X là C
2
H
5
CHO
→ Chọn đáp án B.
Ví dụ 3: Hỗn hợp M gồm axit cacboxylic X (không
no, đơn chức, mạch hở), ancol no, đơn chức, mạch hở
Y (số mol của Y lớn hơn số mol của X) và este Z được
tạo ra từ X và Y. Cho một lượng M phản ứng vừa đủ
với dung dòch chứa 0,25mol NaOH thu được 27 gam
muối và 9,6 gam ancol. Công thức của X và Y là:
A. C
3
H
7
COOH và CH
3
OH
B. C
2
H

3
COOH và C
2
H
5
OH
C. C
3
H
5
COOH và CH
3
OH
D. C
3
H
5
COOH và C
2
H
5
OH
Phân tích:
Học sinh dễ dàng nhận thấy sử dụng phương pháp
truyền thống để giải là tốt nhất:
Đặt: X: RCOOH : Y: C
m
H
2m+1
OH → Z: RCOOC

m
H
2m+1
RCOOH + NaOH → RCOONa + H
2
O
x x x
RCOOC
m
H
2m+1
+ NaOH → RCOONa + C
m
H
2m+1
OH
z z z z
→ n
NaOH
= x + z = 0,25
→ m
muối
= (R + 67) × 0,25 = 27
→ R = 41 (C
3
H
5
COOH)
m
ancol

= (14m + 18) × (y + z) = 9,6
Do (y + z) chưa biết nên không thể tìm được giá trò
của m nhiều học sinh rơi vào trạng thái bế tắc. Một số
em có năng lực tư duy tốt nhận thấy:
M
ancol
= 9,6 : (y + z) < 9,6 : (x + z)
= 9,6 : 0,25 = 38,4
→ M
ancol
= 32 (CH
3
OH) → Chọn đáp án C.
Ví dụ 4: Hỗn hợp X gồm C
n
H
2n-1
CHO, C
n
H
2n-1
COOH,
C
n
H
2n-1
CH
2
OH (đều mạch hở, n ∈ N*). Cho 2,8 gam X
phản ứng vừa đủ 8,8 gam brom trong nước. Mặt khác,

cho toàn bộ lượng X trên phản ứng với lượng dư dung
dòch AgNO
3
trong NH
3
, kết thúc phản ứng thu được 2,16
gam Ag. Phần trăm khối lượng của C
n
H
2n-1
CHO trong X là:
A. 26,63% B. 20,00%
C. 16,42% D. 22,22%
Phân tích:
Đối với học sinh có năng lực tư duy trung bình và tốt
thì bài toán trên có thể giải như sau:
• X + Br
2
:
C
n
H
2n-1
CHO + 2Br
2
+ H
2
O → C
n
H

2n-1
Br
2
COOH + 2HBr
x 2x
C
n
H
2n-1
COOH + Br
2
→ C
n
H
2n-1
Br
2
COOH
y y
C
n
H
2n-1
CH
2
OH + Br
2
→ C
n
H

2n-1
Br
2
CH
2
OH
z z
n
Br
2
= 2x + y + z = 8,8 : 160 = 0,055 (1)
• X + AgNO
3
/NH
3
:
C
n
H
2n-1
CHO + 2[Ag(NH
3
)
2
]OH → C
n
H
2n-1
COONH
4

+
2Ag↓ + H
2
O + 3NH
3
x → 2x
→ 2x = 0,02 → x = 0,01 → y + z = 0,035
Mặt khác:
m
X
= 14n × (x + y + z) + 28x + 44y + 30z
= (14n + 28) × (x + y + z) + 16y + 2z = 2,8
→ (14n + 28) × 0,045 + 16y + 2z = 2,8
Có 3 ẩn mà chỉ có một phương trình nên không thể
tìm được giá trò của n. Nhiều học sinh cho rằng đề thếu
dữ kiện (bế tắc). Một số ít học sinh sử dụng dấu bất
đẳng thức toán học để tìm giá trò của n.
→ (14n + 28) × 0,045 = 2,8 - 16y - 2z < 2,8 - 3 ×
0,035 → n < 2,27 → n = 2 (C
2
H
3
-)
%C
2
H
3
CHO = (56 × 0,01 × 100%) : 2,8 = 20%
→ Chọn đáp án B.
Ví dụ 5: Hỗn hợp gồm hai axit X, Y có số nhóm

chức hơn kém nhau một đơn vò và có cùng số nguyên
tử cacbon. Chia hỗn hợp axit thành hai phần bằng nhau.
Cho phần một tác dụng hết với K, sinh ra 2,24 lít khí
H
2
(đktc). Đốt cháy hoàn toàn phần hai, sinh ra 6,72
lít khí CO
2
(đktc). Công thức cấu tạo thu gọn và phần
trăm về khối lượng của một axit có trong hỗn hợp là:
A. HOOC-COOH và 66,67%
B. HOOC-COOH và 42,86%
C. CH
2
(COOH)
2
và 42,86%
D. CH
2
(COOH)
2
và 66,67%
8
SSoốá cchhuuyyeêânn đđeềà
(01)/2012
Hóa học & Ứng dụng
Phân tích:
Đặt công thức chung của X và Y là
(n ≥ 2)
• Phần 1 + K: Giả sử Y nhiều hơn Y một nhóm COOH

n
H
2
= 0,5x + y = 0,1
• Phần 2 + O
2
: n = n
CO
2
: (x + y) < n
CO
2
: (0,5x + y)
= 0,3 : 0,1 = 3 → n = 2
→ Công thức của hai axit: CH
3
COOH (X) và HOCO-
COOH (Y)
Ta có hệ:
%m
(COOH)
2
= (0,05 × 90 × 100%) : (0,05 × 90 + 0,1 ×
60) = 42,86%
→ Chọn đáp án B.
Nhận xét: Nếu không sử dụng dấu bất đẳng thức (x
+ y) < (0,5x + y) thì không tể tìm được giá trò của n.
Nhiều học sinh gặp bế tắc.
Ví dụ 6: Hỗn hợp M gồm anken X và hai amin no,
đơn chức, mạch hở Y, Z (M

Y
< M
Z
). Đốt cháy hoàn toàn
một lượng M cần dùng 21 lít O
2
sinh ra 11,2 lít CO
2
(các
thể tích khí đều đo ở đktc). Công thức của Y là:
A. CH
3
CH
2
CH
2
NH
2
B. CH
3
CH
2
NHCH
3
C. C
2
H
5
NH
2

D. CH
3
NH
2
Phân tích: Đây là bài toán khá hay. Đòi hỏi học sinh
phải có năng lực tư duy khái quát hoá để nhận ra:
n
amin
= 4/3 × (n
O
2
- 1,5n
CO
2
) = 4/3 × (0,9375 - 15 ×
0,5) = 0,25mol
Tuy nhiên, bước giải tiếp theo thì nhiều học sinh gặp
bế tắc vì chưa biết số mol CO
2
do amin sinh ra nên
không thể tìm được giá trò của n. Chỉ có một số ít học
sinh có năng lực tư duy tốt nhận thấy:
III. KẾT LUẬN
Trên thực tế, các bài tập sử dụng dấu bất đẳng thức
toán học để giải chưa nhiều. Vì vậy, mỗi giáo viên cần
xây dựng cho mình một hệ thống các bài tập hoá học
có sử dụng dấu bất đẳng thức toán học để giải nhằm
phát triển năng lực tư duy cho học sinh thông qua việc
xây dựng tiến trình luận giải. Từ đó góp phần nâng cao
chất lượng dạy học. ♥

Người phản biện: PGS, TS NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG
IV. KẾT LUẬN
Chúng tôi đó xây dựng phương pháp đònh lượng ro-
tundin (L-tetrahydropalmatin) trong chế phẩm Heantos
dựa trên thiết bò HPLC Agilent 1100 sử dụng detector
khối phổ MS. So sánh với phương pháp trước đây là
HPLC-UV, phương pháp mới cho độ chính xác tương
đương. Phương pháp mới tỏ ra có nhiều ưu điểm hơn như:
- Có độ nhạy cao hơn ( chỉ sử dụng 10% lượng mẫu
thử so với LC-UV).
- Cho phép đònh lượng những chất không có hấp
thụ UV hoặc trong trường hợp không có sẵn detector UV
- Có thể đònh lượng với detector MS ngay cả khi
không có chất nội chuẩn deteri hóa.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Pharmacopoeia of the People’s Republic of China
(English Edition 1997), Vol. II, pp. 530-531.
2. Dược điển Việt Nam III, Nxb Y Học, tr. 321 - 322
(2002).
3. Phạm Thò Duyên, Trònh Văn Lẩu, Phạm Thanh Kỳ.
Tạp Chí Dược Liệu, T. 8, số 5, Tr. 131-135 (2003). ♥
Người phản biện: PGS, TS CHU ĐÌNH KÍNH
ĐỊNH LƯNG ROTUNDIN TRONG
(Tiếp theo trang 18)