Một số phương pháp giúp học sinh thcs cân bằng phương trình hoá học

  • Số trang: 17 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 12 |
  • Lượt tải: 0
nguyen-thanhbinh

Đã đăng 8358 tài liệu

Mô tả:

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ Hoá học là bộ môn khoa học quan trọng trong nhà trường. Môn Hoá học cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản và thiết thực. Do đó giáo viên bộ môn Hoá học cần hình thành ở các em những kỹ năng cơ bản, phổ thông và thói quen học tập, làm việc khoa học là nền tảng cho việc giáo dục xã hội chủ nghĩa, phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động, có những phẩm chất cần thiết như cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác, có ý thức trách nhiệm với bản thân, gia đình, xã hội. Thông qua học tập bộ môn Hóa học HS được tìm hiểu các kiến thức về cấu tạo, phân loại, tính chất và ứng dụng của chất. Trong phần tính chất cơ bản của các chất thì có sự xuất hiện của các phản ứng hoá học và kéo theo nó là các phương trình hoá học xuất hiện. Việc cân bằng các phương trình hoá học là một việc rất cần thiết để HS có thể giải các bài toán hoá học. Khi nói đến môn Hoá học ở trường trung học cơ sở, đa phần học sinh đều cho rằng đây là một môn học khó, bởi lẽ vấn đề lí thuyết thì HS có thể học thuộc nhưng khi liên quan đến bài tập là va chạm đến các con số thì những học sinh yếu kém về môn toán sẽ rất dễ nản chí và không muốn học. Bài tập dạng cân bằng phương trình hóa học là một trong những dạng bài tập quan trọng vì hầu hết các bài toán trong hóa học đều liên quan đến phương trình hóa học, đều sử dụng phương trình hóa học để tính toán các số liệu liên quan. Do đó nếu cân bằng phương trình sai sẽ dẫn tới kết quả bài toán sai. Trong khi đó phương trình hóa học thì có nhiều loại cho nhiều chất cụ thể, nhất là trong các phản ứng có nhiều chất tham gia, nhiều sản phẩm. Vì vậy để cân bằng sao cho đúng và nhanh một phương trình hóa học là cả một vấn đề khó đối với học sinh. Giáo viên cần truyền đạt kiến thức như thế nào để HS có thể tự cân bằng được phương trình, phát triển được năng lực tư duy, sáng tạo mà vẫn gây được hứng thú học tập cho học sinh là điều tôi luôn quan tâm. Xuất phát từ những lý do trên cùng với suy nghĩ làm thế nào giúp HS cân bằng đúng và nhanh các phương trình hóa học, tạo tiền đề cho việc phát triển tư duy của các em ở cấp cao hơn tôi mạnh dạn đưa ra một số phương pháp giúp HS cân bằng các phương trình hóa học ở cấp THCS. PHẦN II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I. Cơ sở lý luận: Trong Hoá học có nhiều chất, nhiều phản ứng xảy ra theo các cơ chế và các dạng khác nhau. Nhưng xét về nguyên tắc chung để cân bằng một phương trình hoá học thì phải làm sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phương trình trước và sau phản ứng phải bằng nhau. Đối với phản ứng đơn giản chỉ có 1 hoặc 2 chất phản ứng và chỉ tạo ra 1 hay 2 1 sản phẩm thì việc cân bằng phương trình còn dễ. Nhưng khi gặp phải những loại phản ứng mà có nhiều chất phản ứng và sản phẩm thì học sinh không dễ gì cân bằng. Mặt khác trong chương trình Hóa học THCS, các phương trình khó này chủ yếu là các phản ứng oxi hóa - khử chương trình hóa học 8 học sinh không học mà chỉ được giới thiệu và làm quen một cách sơ đẳng ở chương trình hóa học lớp 9. Vì vậy trong phạm vi của đề tài ngoài những cách cân bằng các phương trình đơn giản tôi có trình bày thêm kinh nghiệm bồi dưỡng cân bằng một số dạng phương trình phản ứng oxi hóa – khử giúp học sinh khá, giỏi có thể cân bằng phương trình một cách dễ dàng hơn khi áp dụng vào giải các bài tập sau này. Nội dung được xếp theo 5 dạng, mỗi dạng đều có nguyên tắc áp dụng, các bước tiến hành và ví dụ cụ thể. II. Thực trạng: Hiện nay đại đa số khi học sinh học môn Hóa và đặc biệt làm quen với các phương trình, viết các phương trình hóa học còn nhiều bỡ ngỡ, chưa định hình cách cân bằng phương trình hóa học, không biết cách đếm số nguyên tử mỗi nguyên tố, chưa biết chọn hệ số và viết ở vị trí nào, chỉ có một số học sinh khá giỏi thì cân bằng được nhưng chưa nhanh. Số học sinh còn lại thì chậm và chưa biết cách cân bằng, điều đó đã làm cho các em chán nản chưa chú ý trong học tập. Trong khi đó đặc trưng của môn Hóa học là giải bài tập thường liên quan đến phương trình hóa học, viết phương trình không đúng dẫn đến kết quả bài toán sẽ sai hoàn toàn. Chính vì vậy mà trong các bài học giáo viên lại phải hướng dẫn học sinh viết phương trình, cân bằng phương trình. Điều đó rất mất thời gian khi giải các bài tập hóa học. Qua khảo sát khi cho học sinh lớp 8 làm bài tập về cân bằng phương trình hóa học qua từng năm học tôi thấy kết quả còn thấp, cụ thể: Cân bằng Không biết cân Biết cân bằng nhanh bằng Năm học Sĩ số SL % SL % SL % 2009 -2010 44 0 0 15 34,1 29 65,9 2010 -2011 20 0 0 8 40 12 60 2011 -2012 21 0 0 7 33,3 14 66,7 2012 - 2013 22 0 0 6 27,3 16 72,7 Bản thân tôi là một giáo viên trẻ được phân công công tác tại trường THCS Thành Lâm, một trường học vùng cao, với điều kiện còn nhiều khó khăn, thiếu trang thiết bị, không có phòng học bộ môn; đồng thời tất cả học sinh là dân tộc thiểu số với trình độ còn hạn chế, năng lực tư duy chưa cao và sự đầu tư cho học tập của đại đa số gia đình là không có. Vì vậy trong quá trình giảng dạy và học tập gặp rất nhiều khó khăn đặc biệt là với bộ môn thực nghiệm như môn Hóa. Tuy nhiên bản thân tôi luôn trăn trở để tìm ra những hướng đi, cách giải quyết vấn đề sao cho ngắn gọn, dễ hiểu và dễ nhớ. Trong sáng kiến này tôi xin trình bày những 2 kinh nghiệm của bản thân trong quá trình giảng dạy nội dung cân bằng phương trình hóa học III. Nội dung: 1. Giải pháp thực hiện: 1.1. Đối với học sinh: Để làm được bài toán cân bằng phương trình hóa học thì học sinh phải biết các nguyên tắc cân bằng phương trình; biết đếm số nguyên tử trước, sau phản ứng; biết lựa chon hệ số và biết viết hệ số đúng vị trí. Để làm được những điều đó đòi hỏi HS phải có phương pháp kết hợp với tăng cường làm bài tập để hình thành kĩ năng trong cân bằng phương trình hóa học. 1.2. Đối với giáo viên: Bản thân giáo viên phải có sự đầu tư để tìm ra phương pháp phù hợp. Đồng thời trong quá trình giảng dạy giáo viên phải phân loại các đối tượng học sinh để từ đó có những dạng bài tập cụ thể cho từng đối tượng. Đối với học sinh khá, giỏi giáo viên có thể giảng dạy những bài tập nâng cao đòi hỏi học sinh phải vận dụng tối đa khả năng tư duy của mình. Riêng với học sinh còn lại có thể dạy kĩ hơn và đưa ra những bài tập phù hợp với trình độ học sinh để các em tiếp thu kiến thức được thuận lợi, giảm bớt tâm lý ngại học Hóa. Đồng thời thường xuyên củng cố, kiểm tra kiến thức giúp các em ghi nhớ bài học tốt hơn và để đánh giá kịp thời khả năng nhận thức của học sinh, từ đó để kịp thời điều chỉnh. 2. Biện pháp thực hiện: 2.1. Cách tính số nguyên tử mỗi nguyên tố: Một thao tác rất quan trọng, không thể thiếu khi cân bằng phương trình hóa học là phải đếm số nguyên tử mỗi nguyên tố trước, trong và sau quá trình cân bằng phương trình. Tuy nhiên không dễ để đếm đúng nếu không biết cách, đặc biệt khi nguyên tố nằm trong nhiều chất. Vì vậy GV cần hướng dẫn tỉ mỉ cho HS cách đếm: - Nếu nguyên tố nằm trong 1 chất thì lấy hệ số nhân với chỉ số của nguyên tố đó trong công thức hóa học của chất. - Nếu nguyên tố nằm trong nhiều chất thì ta tính số lượng nguyên tử của nguyên tố đó trong từng chất rồi cộng lại. Ví dụ: Cho phản ứng: NaOH + CO2 Na2CO3 + H2 O Trước phản ứng Sau phản ứng 1.1 = 1Na 1.2 = 2Na 1.1 = 1H 1.2 = 2H 1.1 + 1.2 = 3O 1.3 + 1.1 = 4O 2.2. Các nguyên tắc cơ bản khi cân bằng PTHH: Để HS cân bằng phương trình hóa học đúng và nhanh, khi giảng dạy người GV phải lưu ý HS tuân theo một số nguyên tắc cơ bản sau: 3 - Trong phương trình hóa học số nguyên tử của mỗi nguyên tố trước và sau phản ứng phải bằng nhau. - Khi cân bằng phương trình hóa học, tuyệt đối không thay đổi chỉ số trong công thức hóa học đã viết đúng mà chỉ được thêm phần hệ số. 2.3. Một số chú ý khi viết và cân bằng PTHH: - Khi viết hệ số phải viết ngang bằng với CTHH - Trong nhiều trường hợp, nếu trong công thức có nhóm nguyên tử thì coi cả nhóm như một đơn vị để cân bằng - Trong trường hợp khi cân bằng gặp hệ số là phân số thì phải khử mẫu của hệ số để được hệ số là các số nguyên. - Sau khi cân bằng xong phải kiểm tra lại bằng cách đếm số nguyên tử trước và sau phản ứng xem số nguyên tử của cùng một nguyên tố trước và sau phản ứng có bằng nhau không. Nếu bằng thì phương trình cân bằng đúng, ngược lại thì phương trình cân bằng sai do đó phải cân bằng lại 2.4. Các phương pháp cân bằng PTHH áp dụng trong khung chương trình THCS: Dạng 1: Cân bằng PTHH bằng phương pháp "Nguyên tố trung tâm’’ * Các bước tiến hành: Bước 1: Chọn nguyên tố trung tâm là nguyên tố có số lượng nguyên tử nhiều nhất. Bước 2: Cân bằng nguyên tố trung tâm bằng cách đưa hệ số là số nguyên hay phân số vào trước công thức chứa nguyên tố trung tâm Bước 3: Từ đó cân bằng các nguyên tố còn lại tương tự như trên sao cho số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế của phương trình bằng nhau Bước 4: Hoàn chỉnh phương trình bằng cách khử mẫu (nếu cần) * Các ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau : o t Al + O2 Al2O3 Hướng dẫn giải: Bước 1: Ta thấy sau phản ứng có 2Al, 3O mà trước phản ứng chỉ có 1Al, 2O. Do đó chọn Oxi là nguyên tố trung tâm Bước 2: Cân bằng nguyên tố Oxi bằng cách thêm hệ số Al + 3 2 O2 to 3 2 vào trước O2 Al2O3 Bước 3: Lúc này trước phản ứng có 1Al, sau phản ứng có 2Al. Do đó ta cân bằng Al bằng cách thêm hệ số 2 vào truớc Al. 2Al + 3 2 O2 to Al2O3 Bước 4: Hoàn chỉnh phương trình bằng cách khử mẫu, ta được PTHH: 4 0 t 4Al + 3O2 2Al2O3 Ví dụ 2: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: to NH3 + O2 NO + H2O Hướng dẫn giải: Bước 1: Ta thấy số nguyên tử H là nhiều nhất: trước phản ứng có 3H, sau phản ứng có 2H. Do đó chọn Hidro là nguyên tố trung tâm Bước 2: Cân bằng Hidro bằng cách thêm hệ số NH3 + O2 to Bước 3: Lúc này sau phản ứng có (1 + Do đó ta cân bằng Oxi bằng cách thêm hệ số NH3 + 5 4 O2 3 2 trước H2O. NO + 3 5 ) = 2 O, 2 5 trước O2 4 to 3 2 H2O trước phản ứng có 2O NO + 3 2 H2O Cuối cùng trước phản ứng có 1N, sau phản ứng có 1N (cân bằng) Bước 4: Để mất phân số ta quy đồng mẫu số chung là 4 và khử mẫu sẽ được phương trình hoàn chỉnh: t0 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O * Bài tập vận dụng: Cân bằng các PTHH sau: to P + O2 P2O5 FeCl2 + Al AlCl3 + Fe Al + HCl AlCl3 + H2 Al2O3 + HCl o AlCl3 + H2O t ,xt Fe3O4 + Al Al2O3 + Fe to HClO HCl + O2 Dạng 2: Cân bằng phương trình phản ứng bằng phương pháp “Chẵn- Lẻ” Dạng này sử dụng để hướng dẫn học sinh cân bằng các phương trình phản ứng có ở SGK là hiệu quả nhất. * Các bước tiến hành Bước 1: Xét các chất trước và sau phản ứng để tìm nguyên tố có số nguyên tử trong một số công thức hoá học là số chẵn còn ở công thức khác lại là số lẻ Bước 2: Đặt hệ số 2 trước công thức có số nguyên tử là số lẻ để làm chẵn số nguyên tử của nguyên tố. Bước 3: Tìm các hệ số còn lại để hoàn thành phương trình hóa học. * Các ví dụ cụ thể Ví dụ 1: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: to Al + O2 Al2O3 Hướng dẫn giải: 5 Bước 1: Nhận thấy: Trước phản ứng có 2O (số chẵn), sau phản ứng có 3O (số lẻ) Bước 2: Làm chẵn số nguyên tử Oxi sau phản ứng bằng cách thêm hệ số 2 vào trước Al2O3 to Al + O2 2Al2O3 Bước 3: Khi đó: sau phản ứng có 4Al, trước phản ứng có 1Al, nên ta đặt hệ to số 4 vào trước Al: 4Al + O2 2Al2O3 Cuối cùng thấy sau phản ứng có 6O, trước phản ứng có 2O nên ta thêm hệ số 3 vào trước O2 sẽ được phương trình hoàn chỉnh: t0 4Al + 3O2 2Al2O3 Ví dụ 2: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: to FeS2 + O2 Fe2O3 + SO2 Hướng dẫn giải: Bước 1, 2:Ta thấy số nguyên tử Oxi trong O2 và SO2 là số chẵn còn trong Fe2O3 là số lẻ nên ta phải làm chẵn số nguyên tử Oxi trong Fe 2O3 bằng cách đặt hệ số 2 trước công thức Fe2O3 to FeS2 + O2 2Fe2O3 + SO2 Bước 3: Tiếp theo cân bằng nguyên tử Sắt: Trước phản ứng có 1Fe, sau phản ứng có 4Fe nên đặt hệ số 4 trước FeS2 to 4FeS2 + O2 2Fe2O3 + SO2 Lúc này trước phản ứng coi như S là không đổi: Trước phản ứng có 8S sau có 1S nên thêm hệ số 8 trước SO2 to 4FeS2 + O2 2Fe2O3 + 8SO2 Cuối cùng ta cân bằng nguyên tử Oxi: Trước phản ứng có 2O, sau có 22O nên ta đặt hệ số 11 trước công thức O2. Ta được phương trình hoàn chỉnh: 0 t 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 Ví dụ 3: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: to P + O2 P2O5 Hướng dẫn giải: Bước 1, 2: Ta thấy số nguyên tử Oxi trước phản ứng số chẵn còn trong P 2O5 số nguyên tử Oxi là số lẻ nên ta đặt hệ số 2 trước công thức P2O5 o t P + O2 2P2O5 Bước 3: Tiếp theo cân bằng nguyên tử P: Trước phản ứng có 1P, sau có 4P nên đặt hệ số 4 trước P to 4P + O2 2P2O5 Khi đó: Trước phản ứng có 2O sau phản ứng có 10O nên cân bằng Oxi bằng cách thêm hệ số 5 trước O2 ta được phương trình hoàn chỉnh: t0 4P + 5O2 2 P2O5 * Bài tập vận dụng: 6 Cân bằng các PTHH sau: to Fe + Cl2 FeCl3 o t Na + O2 Na2O N2O5 + H2O HNO3 P2O5 + H2O H3PO4 HCl + Fe FeCl2 + H2 Na2SO4 + BaCl2 NaCl + BaSO4 Na + H2 O NaOH + H2 o t Fe(OH)3 Fe2O3 + H2O o t HgO Hg + O2 Dạng 3: : Cân bằng phương trình phản ứng cháy của hợp chất Hữu cơ. Đối với HS lớp 8 thì HS chưa biết được hợp chất hữu cơ là gì, kể cả HS lớp 9 đến đầu HKII cũng mới được tìm hiểu. Nhưng ngay khi ở lớp 8 khi học phần tính chất hoá học của Oxi, phần Oxi tác dụng với hợp chất chủ yếu là các phản ứng cháy của các hợp chất hữu cơ, để phát triển tư duy lôgic và sáng tạo của HS thì đối với lớp chọn, khá thì GV có thể giới thiệu sơ qua và hướng dẫn HS cân bằng nhanh trong các bài kiểm tra. Thông thường ở THCS thì dạng này là chủ yếu: to Hợp chất hữu cơ + O2 CO2 + H2O + một số chất khác. * Các bước giải: Bước 1: Coi hệ số của các hợp chất hữu cơ bằng 1 Bước 2: Cân bằng các nguyên tố theo thứ tự: cân bằng số nguyên tử C đầu tiên, đến nguyên tử H, N …và cuối cùng là cân bằng nguyên tử Oxi. Bước 3: Khử mẫu các hệ số (nếu cần) để được phương trình hoàn chỉnh Ví dụ 1: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau: o t C2H6 + O2 CO2 + H2O Hướng dẫn giải Bước 1: Đầu tiên coi hệ số của C2H6 là 1. Vậy trước phản ứng có 2C, 6H; sau phản ứng có 1C, 2H Bước 2: Thêm hệ số 2 trước CO2, ohệ số 3 trước H2O để cân bằng C và H t C2H6 + O2 2CO2 + 3H2O Lúc này sau phản ứng có số nguyên tử Oxi là (2.2 + 3.1) = 7O, trước phản ứng là 2O. Do đó ta thêm hệ số C2H6 + 7 trước O2 2 7 to O 2 2 ta được phương trình: 2CO2 + 3H2O Bước 3: Nhân các hệ số với 2 ta được phương trình hóa học hoàn chỉnh t0 2C2H6 + 7O2 4CO2 + 6H2O Ví dụ 2: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau: o t C2H4 + O2 CO2 + H2O Hướng dẫn giải 7 Bước 1: Đầu tiên coi hệ số của C2H4 là 1. Vậy trước phản ứng có 2C, 4H; sau phản ứng có 1C, 2H Bước 2: Thêm hệ số 2 trước COo2, hệ số 2 trước H2O để cân bằng C và H t C2H4, + O2 2CO2 + 2H2O Khi đó sau phản ứng có số nguyên tử Oxi là (2.2 + 2.1) = 6O và trước phản ứng là 2O, do đó cân bằng Oxi bằng cách thêm hệ số 3 trước O 2 ta được phương trình: t0 C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O ªTừ phương trình này GV có thể triển khai ra các hợp chất khác như: C4H10, C3H4, C3H6, (hợp chất chỉ gồm C, H) và cuối cùng là CxHy để tăng độ khó, tăng khả năng tư duy của HS Ví dụ 3: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau: o t CxHy + O2 CO2 + H2O Hướng dẫn giải Bước 1: Coi hệ số của CxHy là 1. Vậy trước phản ứng có xC, yH; sau phản ứng có 1C, 2H y 2 Bước 2: Thêm hệ số x trước CO2,; CxHy + Lúc này sau phản ứng có hệ số yª ª ªx ª 4ª ª to O2 trước H2O để cân bằng C và H y 2 xCO2 + yª ª ª 2x  ª O 2ª ª H2O và trước phản ứng có 2O. Do đó ta thêm trước O2 ta được phương trình: CxHy + yª ª ª x  ª O2 4ª ª t0 x CO2 + y 2 H2O Ví dụ 4: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau: o t C2H6O + O2 CO2 + H2O Hướng dẫn giải Đối với phương trình dạng này trong hợp chất ban đầu có cả nguyên tố Oxi nên khó hơn nhưng nguyên tắc vẫn như trên: Bước 1: Coi hệ số của C2H6O là 1, lúc này trước phản ứng có 2C, 6H sau phản ứng có 1C, 2H Bước 2: Thêm hệ số 2 trước CO2 và hệ số 3 trước H2O to C2H6O + O2 2CO2 + 3H2O Khi đó sau phản ứng có (2.2 + 3.1) = 7O, trước phản ứng có (1 +2) = 3O, mà hệ số của C2H6O là 1 nên tại đây luôn chỉ có 1O. Do đó tìm hệ số của O 2 bằng cách thực hiện phép tính sau: hoàn chỉnh: 7 1 3 . 2 C2H6O + Thêm hệ số 3 trước O 2 ta được phương trình 0 3Ot2 2CO2 + 3H2O 8 ª Từ VD này GV có thể triển khai một số chất tương tự (phân tử gồm C, H, O) như: C3H8O3 , C2H6O2 , C2H4O2 . . . .sau đó tổng quát lên là C xHyOz để rèn luyện khả năng cân bằng phương trình của học sinh. Ví dụ 5: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau: o t CxHyOz + O2 CO2 + H2O Hướng dẫn giải Bước 1: Coi hệ số của CxHyOz là 1, lúc này trước phản ứng có xC, yH, zO; sau phản ứng có 1C, 2H, 3O Bước 2: Thêm hệ số x trước CO2 và hệ số CxHyOz + to O2 Lúc này sau phản ứng có yª ª ª 2x  ª 2ª ª y 2 trước H2O y 2 xCO2 + H2O nguyên tử Oxi còn trước phản ứng có (z+2) nguyên tử Oxi và số nguyên tử Oxi trong C xHyOz luôn là z. Do đó ta thêm y zª ª ªx  ª 4 2ª ª trước O2. Ta được phương trình hoàn chỉnh: CxHyOz + y zª ª ª x   ª O2 4 2ª ª t0 x CO2 + y 2 H2O Ví dụ 6: Cân bằng sơ đồ phản ứngo sau: t C2H5O2N + O2 CO2 + H2O + N2 Hướng dẫn giải Đối với học sinh THCS thì hợp chất gồm 4 nguyên tố như thế này là phức tạp nhưng cứ theo nguyên tắc ban đầu : Bước 1: Đầu tiên coi hệ số của C2H5O2N là 1 thì trước phản ứng lúc này có: 2C, 5H, 1N còn sau phản ứng là: 1C, 2H, 2N. Bước 2: Đặt hệ số 2 trước CO2 , hệ số C2H5O2N + O2 to 5 2 1 trước 2 1 N2 2 trước H2O và hệ số 2CO2 + Khi đó số nguyên tử Oxi sau phản ứng là (2.2 + 5 2 5 2 H2O + .1) = 13 2 N2 , còn trước phản ứng là 4O. Mà hệ số của C 2H5O2N là 1 nên ở đây có 2O cố định do đó tìm hệ số của O 2 bằng cách thực hiện phép tính: C2H5O2N + 9 4 9 ª 13 ª ª  2ª : 2  . 4 ª 2 ª O2 to Vậy ta thêm hệ số 2CO2 + 5 2 9 4 H2O + vào trước O2 1 2 N2 Bước 3: Khử mẫu các hệ số ta được phương trình hóa học hoàn chỉnh: 4C2H5O2N + 9O2 t0 8CO2 + 10H2O + 2N2 ªQua ví dụ này GV có thể cho học sinh khá, giỏi về cân bằng công thức tổng quát: o t 9 CxHyOzNt + O2 CO2 + H2 O + N2 Hướng dẫn giải Bước 1: Coi hệ số của CxHyOzNt là 1 thì trước phản ứng lúc này có: xC, yH, tN; sau phản ứng là: 1C, 2H, 2N. Bước 2: Đặt hệ số x trước CO2, hệ số CxHyOzNt + O2 to y zª ª ª x   ª O2 4 2ª ª trước H2O và hệ số t0 t 2 t 2 trước N2 y HO+ N2 2 2 y y z ª ª tính: ª 2 x  2  z ª : 2  x  4  2 ª ª y t xCO2 + 2 H2O + 2 N2 xCO2 + Tìm hệ số của O2 bằng cách thực hiện phép CxHyOzNt + y 2 * Bài tập vận dụng: Cân bằng các phương trình phản ứng sau o t C4H10 + O2 CO2 + H2O to C4H8 + O2 CO2 + H2O to C6H6 + O2 CO2 + H2O to C6H5NO2 + O2 CO2 + H2 O o t CH4O + O2 CO2 + H2 O o t C3H8O + O2 CO2 + H2O o t C3H9N + O2 CO2 + H2O to C4H9NO2 + O2 CO2 + H2 O Dạng 4: Cân bằng phương trình phản ứng theo phương pháp: “Đại số” Với các phương trình phức tạp có nhiều chất phản ứng hay sản phẩm rất khó để áp dụng 3 cách cân bằng trên, do đó giáo viên có thể hướng dẫn HS khá, giỏi cách cân bằng theo phương pháp đại số * Các bước tiến hành: Bước 1: Đưa các hệ số a, b, c, d, e, f, ...lần lượt vào các công thức ở 2 vế của phương trình phản ứng. Bước 2: Thiết lập các phương trình toán học chứa các ẩn trên theo nguyên tắc số nguyên tử của nguyên tố trước và sau phản ứng bằng nhau. Từ đó được 1 hệ phương trình chứa các ẩn. Bước 3: Giải hệ phương trình vừa lập để tìm các hệ số. Bước 4: Đưa các hệ số vừa tìm vào phương trình phản ứng và khử mẫu (nếu cần). * Lưu ý: Đối với bước 3, do HS lớp 8 chưa được học kiến thức về giải hệ phương trình nên GV phải hướng dẫn cho HS cách giải, đặc biệt trong trường hợp số ẩn nhiều hơn số phương trình chứa ẩn thì phải chọn giá trị cụ thể cho một ẩn nào đó sao cho dễ giải hệ phương trình nhất. * Các ví dụ cụ thể: 10 Ví dụ 1: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau Cu + H2SO4(đ) CuSO4 + SO2 + H2 O Hướng dẫn giải Bước 1: Đưa các hệ số a, b, c, d, e, f, …..lần lượt vào các công thức ở 2 vế của phương trình phản ứng. aCu + bH2SO4 cCuSO4 + dSO2 + eH2O Bước 2: Lập hệ phương trình dựa vào nguyên tắc số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở trước và sau phản ứng phải bằng nhau. Cụ thể: - Số nguyên tử Cu: a=c (1) - Số nguyên tử S: b = (c + d) (2) - Số nguyên tử H: 2b = 2e (3) - Số nguyên tử O: 4b = 4c + 2d + e (4) Từ (1), (2), (3), (4) ta có hệ: a=c (1) b = (c + d) (2) (I) 2b = 2e (3) 4b = 4c + 2d + e (4) Bước 3: Giải hệ phương trình (I) bằng cách: Từ (3) ta có: b = e. Chọn b = e = 1, kết hợp với (2), (4) và (1)ªc = a = d = 1 2 Bước 4: Đưa các hệ số vừa tìm vào phương trình phản ứng ta được: 1 2 Cu + 1 2 H2SO4 CuSO4 + 1 2 SO2 + H2O Khử mẫu ta được PTHH hoàn chỉnh Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O Ví dụ 2: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau: t0 Al + HNO3(đ) Al(NO3)3 + NO2 + H2O Hướng dẫn giải Bước 1: aAl + bHNO3 cAl(NO3)3 + dNO2 + eH2O Bước 2: Lập hệ phương trình gồm: - Số nguyên tử Al: a=c (1) - Số nguyên tử H: b = 2e (2) - Số nguyên tử N: b = 3c + d (3) - Số nguyên tử O: 3b = 9c + 2d + e (4) Bước 3: Giải hệ: Từ (2) chọn e = 1 ª b = 2 Thay e, b vào (3) và (4), kết hợp với (1) ª d = 1, a = c = 1 3 Bước 4: Đưa các hệ số vừa tìm vào phương trình phản ứng: 1 3 Al + 2HNO3 t 0 1 3 Al(NO3)3 + NO2 + H2O 11 PTHH: Al + 6HNO3 Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O * Bài tập vận dụng: Cân bằng các phương trình phản ứng sau: Cu + HNO3(đ) Cu(NO3)2 + NO2 + H2O MnO2 + HCl MnCl2 + Cl2 + H2 O FeO + HNO3(l) Fe(NO H2 O + NO 3)3 + 0 t Fe(OH)2 + O2 + H2O0 Fe(OH)3 t Al + H2SO4(đ) 0 Al2(SO4)3 + H2O + SO2 t FeS2 + O2 Fe2O3 + SO2 Dạng 5: Cân bằng phương trình phản ứng theo phương pháp: “nguyên tố thay đổi hóa trị” Ở dạng 4 ta có thể giải quyết tạm thời về vấn đề cân bằng nhưng nhược điểm của phương pháp này là việc lập và giải hệ phương trình toán học tương đối phức tạp (đặc biệt là HS lớp 8). Để khắc phục nhược điểm này thì GV giới thiệu thêm cho HS dạng 5 này. Tuy nhiên về bản chất thì phương pháp này áp dụng cho các phản ứng oxi hóa – khử nhưng trong chương trình THCS thì HS lại chưa được học về phản ứng oxi hóa - khử. Vì vậy phương pháp này chỉ áp dụng để hướng dẫn HS giỏi. Khi đưa cho HS dạng này GV cần chú ý: HS chưa biết được các khái niệm như số oxi hoá, sự khử, bản chất của phản ứng Oxi hoá - khử, do đó để áp dụng được phương pháp này ở cấp độ THCS thì giáo viên không nên sử dụng số oxi hóa, chỉ nên dừng lại ở hóa trị của các nguyên tố. * Phạm vi áp dụng: Sử dụng cho các phản ứng trong đó có các nguyên tố thay đổi hóa trị từ trước đến sau phản ứng (ở cấp độ THCS thì dừng ở phản ứng có hai loại nguyên tố thay đổi hóa trị) * Các bước tiến hành: Bước 1: Xác định các nguyên tố có thay đổi hóa trị trước và sau phản ứng. Bước 2: Tìm hiệu hóa trị của các nguyên tố thay đổi hóa trị bằng cách lấy hóa trị của nguyên tố trước phản ứng trừ cho hóa trị của chính nguyên tố đó sau phản ứng (thường có 2 hiệu số). Bước 3: Tìm bội chung nhỏ nhất (BCNN) 2 giá trị tuyệt đối của 2 hiệu số trên Bước 4: Lấy BCNN chia cho từng hiệu số trên để tìm ra hệ số hợp thức. Lấy hệ số hợp thức đặt trước phân tử có chứa nguyên tử mà hiệu số hóa trị của nó nhân với hệ số hợp thức bằng BCNN. Bước 5: Sau đó hoàn thành phương trình phản ứng theo các bước sau: - Cân bằng kim loại hoặc phi kim - Cân bằng số nguyên tử Hidro (nếu có) Bước 6: Kiểm tra bằng cách đếm số nguyên tử Oxi ở 2 vế, nếu không bằng nhau thì làm lại từ đầu 12 * Lưu ý: + Khi nguyên tố ở trạng thái đơn chất thì tạm thời có hóa trị bằng 0. + Trong trường hợp nguyên tử thay đổi hóa trị có chỉ số khác 1 thì ta nhân chỉ số đó với hiệu số để tìm BCNN và khi đưa hệ số hợp thức vào phương trình thì phải ưu tiên đưa vào phân tử chứa nguyên tử đó * Các ví dụ cụ thể Ví dụ 1: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau: Cu + HNO3(l) Cu(NO3)2 + NO + H2O Hướng dẫn giải Bước 1: Xác định sự thay đổi hóa trị của các nguyên tố 0 V II II Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO + H2O Trong phản ứng có Cu và N thay đổi hóa trị * Chú ý: GV hướng dẫn HS xác định hóa trị của N trong HNO 3 bằng V vì trong oxit tương ứng của HNO3 là N2O5 thì N có hóa trị V Bước 2: Tìm hiệu hóa trị của các nguyên tử: 0 II 0–2= -2 Cu Cu V II 5–2= 3 N N Bước 3: Tìm BCNN của hai hiệu số: BCNN(2, 3) = 6 Bước 4: Tìm hệ số hợp thức của Cu và N: - Hệ số hợp thức của Cu là: (6 : 2) = 3 - Hệ số hợp thức của N là: (6 : 3) = 2 Đưa hệ số hợp thức vào phương trình ta được: Cu + HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + H2O Bước 5: Cân bằng các nguyên tố: - Trước phản ứng có 1Cu, 1N; sau phản ứng có 3Cu, 8N. Do đó thêm hệ số 3 trước Cu, hệ số 8 trước HNO3 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + H2O - Lúc này trước phản ứng có 8H (tạm thời cố định), sau phản ứng có 2H. Do đó thêm hệ số 4 trước H2O. 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O Bước 6: Đếm số nguyên tử Oxi: Trước phản ứng có: 8.3 = 24O, sau phản ứng có 3.3.2 + 2.1 + 4.1 = 24O Do số nguyên tử Oxi trước và sau phản ứng bằng nhau nên phương trình hóa học đã cân bằng * Lưu ý: GV có thể hướng dẫn HS nhẩm nhanh theo sơ đồ sau: 0 Cu II 0–2= -2 Cu 3 13 V BCNN(2,3) = 6 II 5–2= 3 2 N N Từ đó HS đưa các hệ số lần lượt vào để cân bằng các nguyên tố lần lượt: Cu, N, H. sau đó kiểm tra lại phương trình Ví dụ 2: Cân bằng phương trình: to Al + H2SO4(đ) Al2(SO4)3 + SO2 + H2 O Hướng dẫn giải: Bước 1: 0 VI III Al + H2SO4 Bước 2: Tìm hiệu số hóa trị: 0 2Al IV Al2(SO4)3 + SO2 + H2O III (0 – 3).2 = - 6 Al2 VI IV 6–4= 2 S S Bước 3: BCNN(6, 2) = 6 Bước 4: Tìm hệ số hợp thức của Al và S: - Hệ số hợp thức của Al là: (6 : 6) = 1 - Hệ số hợp thức của S là: (6 : 2) = 3 Đưa hệ số hợp thức vào phương trình ta được: Al + H2SO4 1Al2(SO4)3 + 3SO2 + H2 O Bước 5: Cân bằng các nguyên tố: - Trước phản ứng có 1Al, 1S; sau phản ứng có 2Al, 6S. Do đó thêm hệ số 2 trước Al, hệ số 6 trước H2SO4 2Al + 6H2SO4(đ) 1Al2(SO4)3 + 3SO2 + H2 O - Lúc này trước phản ứng có 12H (tạm thời cố định), sau phản ứng có 2H. Do đó thêm hệ số 6 trước H2O. 2Al + 6H2SO4(đ) 1Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Bước 6: Trước phản ứng có 24O, sau phản ứng có 24O. Do đó phương trình đã cân bằng. * Sơ đồ tóm tắt: 0 Al + VI III H2SO4 0 2Al IV Al2(SO4)3 + SO2 + H2O III (0 – 3).2 = - 6 Al2 VI BCNN(6,2) = 6 IV 6–4= 2 S Ví dụ 3: Cân bằng PTHH sau: Fe + HNO3(đ) Hướng dẫn giải: 1 S t0 Fe(NO3)3 + 3 NO2 + H2O 14 0 Fe + V HNO3 0 Fe III IV Fe(NO3)3 + NO2 + H2 O III 0–3= -3 V Fe IV 1 BCNN(3,1) = 3 5–4= 1 3 N N Từ đó HS đưa các hệ số lần lượt vào để cân bằng các nguyên tố lần lượt: Fe, N, H. sau đó kiểm tra lại phương trình ta được PTHH: Fe + 6HNO3 Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O * Bài tập vận dụng: Cân bằng các PTHH sau: Cu + H2SO4(đ) CuSO4 + SO2 + H2O 0 t Fe2O3 + CO Fe + CO2 FeO + HNO3(l) Fe(NO3)3 + H2O + NO Al + FeSO4 Al2(SO4)3 + Fe Fe + HNO3(l) Fe(NO3)3 + NO + H2O MnO2 + HCl MnCl2 + Cl2 + H2 O Fe + HNO3(l) Fe(NO3)3 + H2O + NO IV. Kết quả nghiên cứu: Sau khi hướng dẫn học sinh cân bằng với các phương pháp tôi đã trình bày, học sinh đã biết cách cân bằng và cân bằng nhanh được các dạng phương trình hóa học trong SGK, sách nâng cao, chất lượng bài kiểm tra được cải thiện. Cụ thể sau khi cho HS lớp 8 và 9 làm kiểm tra giữa học kỳ II về cân bằng phương trình hóa học, kết quả thu được như sau: Cân bằng Không biết cân Biết cân bằng nhanh bằng Năm học Lớp Sĩ số SL % SL % SL % 8 44 6 13,6 30 68,2 8 18,2 2009 -2010 9 39 6 15,4 27 69,2 6 15,4 8 20 5 25 13 65 2 10 2010 -2011 9 44 8 18,2 31 70,5 5 11,3 8 21 3 14,3 15 71,4 3 14,3 2011 -2012 9 20 6 30 13 65 1 5 8 22 3 13,6 15 68,2 4 18,2 2012 - 2013 9 21 2 9,5 15 71,4 4 19,1 Đồng thời thông qua các buổi thảo luận ở tổ chuyên môn, các lớp học chuyên đề sáng kiến này được đưa ra thảo luận đã được đại đa số các đồng nghiệp đồng ý đưa vào áp dụng và đã thu được những kết quả cao. PHẦN III : KẾT LUẬN – ĐỀ XUẤT I. Kết luận: 15 Sau một thời gian nghiên cứu kết hợp với thực tế giảng dạy, tôi nhận thấy GIÁO DỤC VÀbằng ĐÀO TẠOlà THANH HÓA việc đưa ra cácSỞ dạng chủ yếu để cân PTHH rất quan trọng trong việc phát triển tư duy và trí lực của họcGD&ĐT sinh, giúpHUYỆN học sinhBÁ năng động, sáng tạo trong cách PHÒNG THƯỚC giải các loại bài tập; đồng thời cũng hình thành cho các em năng lực phân tích, tổng hợp và giúp các em yêu thích môn hóa học hơn. Không những thế, phương pháp này còn góp phần giảm bớt được hoạt động của giáo viên, phát huy được năng lực tự nghiên cứu của học sinh; phù hợp với phương pháp dạy học tích cực lấy học sinh làm trung tâm. Trên đây là một số kinh nghiệm của bản thân rút ra được trong quá trình giảng dạy khi tôi áp dụng vào dạy HS đại trà, cũng như HS giỏi đã thu được một số kết quả. Tuy nhiên trong quá trình triển khai và thực hiện giảng dạy, đề tài không tránh khỏi sự thiếu sót. Thông qua đề tài này tôi rất mong sự đóng góp, giúp đỡ của các đồng nghiệp để tính thực tiễn của đề tài có kết quả cao hơn. II. Đề xuất: KINH NGHIỆM - Cần có phòng họcSÁNG bộ mônKIẾN Hoá học. - Cần cung cấp kịp thời dụng cụ và hoá chất phục vụ cho thí nghiệm - Cần trang bị thêm máy chiếu để giờ học đạt kết quả cao. - Phòng giáo cần tăng cường khaiHỌC các chuyên soạn giảng, sử MỘT SỐdục PHƯƠNG PHÁPtriển GIÚP SINHđềTHCS dụng giáo án điện tử vàBẰNG một số PHƯƠNG phần mềm dạy học hóaHÓA học để bản thân tôi và các CÂN TRÌNH HỌC đồng nghiệp được trao đổi, học hỏi kinh nghiệm nhiều hơn Thành Lâm, ngày 10 tháng 3 năm 2013 Người Xác nhận của thủ trưởng đơnthực vị hiện: Hoàng Tôi xinThị camThuận đoan đây là sáng kiến kinh Chức vụ: Giáo viên nghiệm của mình viết, không sao chép của Đơn vị: Trường người THCSkhác. Thành Lâm Giáo viên Môn: Hóa học Hoàng Thị Thuận 16 THANH HÓA NĂM 2013 17
- Xem thêm -