Đang tải... (xem toàn văn)
Phương pháp giải một số bài tập Hóa học trong chương Polime và vật liệu polime cho học sinh trường THPT Mường Tè Phương pháp giải một số bài tập Hóa học trong chương Polime và vật liệu polime cho học sinh trường THPT Mường Tè nhằm đổi mới phương pháp dạy học giúp học sinh vừa nắm được phương pháp giải một số bài toán về polime một cách nhanh, dễ hiểu, dễ vận dụng, tránh được những sai lầm thường gặp và vừa nắm được đặc điểm, ứng dụng, tính chất của vật liệu polime để nâng cao kết quả học tập trong các kì thi.
I THÔNG TIN CHUNG Tên sáng kiến: "Phương pháp giải số tập Hóa học chương Polime vật liệu polime cho học sinh trường THPT Mường Tè" Tác giả: Họ tên: Nguyễn Thị Hà Năm sinh: 1988 Nơi thường trú: Khu phố 10 thị trấn Mường Tè, huyện Mường Tè, tỉnh Lai Châu Trình độ chuyên môn: Đại học Chức vụ công tác: Tổ phó chuyên môn Nơi làm việc: Trường THPT Mường Tè Điện thoại: 0978 668 373 Tỷ lệ đóng góp tạo sáng kiến: 100% Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Phương pháp giảng dạy môn Hóa học Thời gian áp dụng sáng kiến: Từ ngày 11tháng 10 năm 2014 đến ngày 10 tháng 04 năm 2015 Đơn vị áp dụng sáng kiến: Tên đơn vị: Trường THPT Mường Tè Địa chỉ: Khu phố 7, thị trấn Mường Tè, huyện Mường Tè, tỉnh Lai Châu Điện thoại: 02313881199 II NỘI DUNG SÁNG KIẾN Sự cần thiết, mục đích việc thực sáng kiến 1.1 Sự cần thiết việc thực sáng kiến Hóa học đưa vào nghiên cứu giảng dạy nhà trường phổ thông nhằm cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức phổ thông, thiết thực hóa học, đồng thời rèn luyện cho học sinh óc tư duy, tính sáng tạo khả trực quan nhanh nhạy Việc nghiên cứu phần hóa học hữu nói chung chương Polime vật liệu polime chương trình Hóa học 12 nói riêng góp phần hoàn thiện chương trình hóa học phổ thông Các em học chương Polime vật liệu polime để làm tập tính toán, nhận biết, viết phương trình hóa học phản ứng mà học hóa học để biết ứng dụng phong phú thiết thực hóa học vào sống Trong trình giảng dạy môn Hóa trường Trung học phổ thông (THPT), đặc biệt trình ôn luyện cho học sinh kì thi tuyển sinh Đại học, Cao đẳng năm vừa qua, nhận thấy chuyên đề Polime vật liệu polime chuyên đề hay có mặt cấu trúc đề thi Đại học, cao đẳng đặc biệt có nhiều ứng dụng thực tiễn Tuy nhiên, thực tế nội dung kiến thức chương Polime vật liệu polime chương trình sách giáo khoa Hóa học 12 chưa nhiều với dạng tập toán thường gặp ít, vật liệu polime lại gặp nhiều đời sống hàng ngày, gặp dạng toán Polime học sinh thường lúng túng việc tìm phương pháp giải tập nên học sinh chủ quan, dễ bỏ qua phần kiến thức chương Để giúp học sinh ôn tập, luyện tập vận dụng kiến thức vào việc giải dạng tập chương Polime cách nhanh nhất, thuận lợi việc xác định phương pháp giải toán chương polime việc làm cần thiết không làm cho toán khô cứng, hàn lâm mà sinh động, tươi với kiến thức Polime vật liệu polime mang đầy thở sống Với suy nghĩ vậy, định nghiên cứu đề tài "Phương pháp giải số tập Hóa học chương Polime vật liệu polime cho học sinh trường THPT Mường Tè" nhằm đổi phương pháp dạy học giúp học sinh vừa nắm phương pháp giải số toán polime cách nhanh, dễ hiểu, dễ vận dụng, tránh sai lầm thường gặp vừa nắm đặc điểm, ứng dụng, tính chất vật liệu polime để nâng cao kết học tập kì thi 1.2 Mục đích việc thực sáng kiến Đối với học sinh: Nhằm giúp học sinh nâng cao khả hệ thống hóa kiến thức phương pháp giải số tập toán chương Polime tránh việc học máy móc hay bỏ qua kiến thức phần Đồng thời giúp học sinh chủ động tiếp thu kiến thức hóa học sâu hơn, chắn học tập thực tiễn để kích thích tư học sinh Về phía giáo viên: Giáo viên có phương pháp giảng dạy phù hợp góp phần nâng cao chất lượng giáo dục Phạm vi triển khai thực Do thời gian nghiên cứu có hạn, nên nghiên cứu đề tài sở dạy học chương Polime vật liệu polime chương trình Hóa học 12 trường THPT Mường Tè Mô tả sáng kiến 3.1 Mô tả giải pháp trước tạo sáng kiến 3.1.1 Hiện trạng trước áp dụng giải pháp Trong trình giảng dạy môn Hóa trường Trung học phổ thông (THPT), đặc biệt trình ôn luyện cho học sinh kì thi tuyển sinh Đại học, Cao đẳng năm vừa qua, nhận thấy việc giải tập phần polime theo phương pháp truyền thống nhiều thời gian việc viết phương trình phản ứng, lập giải phương trình theo phương trình phản ứng mà không ý đến trình phản ứng chuỗi phản ứng điều chế polime, ứng dụng chuỗi phản ứng công dụng polime Học sinh thường có thói quen viết tính theo phương trình phản ứng nên nhanh nhạy với toán dạng trắc nghiệm Đặc biệt sau học sinh học xong chương Polime vật liệu polime chưa hiểu sâu rõ ràng đặc điểm, lịch sử, tính chất, ứng dụng vật liệu hàng ngày hay sử dụng có liên quan đến polime 3.1.2 Thuận lợi Chương Polime vật liệu polime nằm phần cuối chương trình hóa học hữu sách giáo khoa Hóa học 12 Các phương trình điều chế polime vật liệu polime học sinh học lớp 11 chương trước lớp 12 Các khái niệm khó chương học nghiên cứu nên việc giải tập chương dễ dàng Bên cạnh việc giải toán polime theo phương pháp truyền thống rèn luyện cho học sinh kĩ viết phương trình phản ứng hóa học 3.1.3 Khó khăn Polime vật liệu polime chương hay, gần gũi đời sống hàng ngày nhiều học sinh lớp 12 trường THPT không ý đến phần giải tập toán polime nguồn tài liệu tham khảo ít, đồng thời số lượng câu hỏi cấu trúc đề thi Đại học, Cao đẳng chí số đề thi không đề cập tới Vì học sinh chủ quan dễ bỏ qua kiến thức phần Việc giải toán polime theo phương pháp truyền thống rèn luyện cho học sinh kĩ viết tính toán theo phương trình phản ứng hóa học việc gây tốn thời gian việc giải tập trắc nghiệm 3.1.4 Nguyên nhân thực trạng Thực trạng số nguyên nhân sau: Nguyên nhân khách quan: dung lượng kiến thức tiết học tương đối dài nên việc dành thời gian cho phần giới thiệu thêm tính chất, lịch sử, ứng dụng thực tiễn vật liệu polime khó Nguyên nhân chủ quan: Do tâm lí giáo viên mải ý vào kiến thức trọng tâm học nên giáo viên chưa trọng giáo dục học sinh rút phương pháp giải cho dạng cụ thể Còn phía học sinh: em thấy hóa học môn học khó, hứng thú học tập nên cảm thấy chán nản Sở dĩ dẫn tới thực tế giáo viên có phương pháp giải toán phù hợp phần polime vật liệu polime Tuy nhiên: phương pháp giải toán giới thiệu kiến thức lí thuyết phần polime vật liệu polime hiệu tạo hứng thú học tập cho học sinh, đòi hỏi giáo viên hóa học phải có kiến thức hóa học vững vàng không ngừng đổi phương pháp dạy học 3.2 Mô tả giải pháp sau có sáng kiến 3.2.1 Tính đề tài Phương pháp giải số tập Hóa học chương Polime vật liệu polime giúp học sinh ôn tập, luyện tập vận dụng kiến thức vào việc giải tập chương Polime cách nhanh chóng thuận lợi, đặc biệt việc xây dựng toán polime giúp người đọc chủ động lĩnh hội kiến thức liên quan đến thực tiễn cách tự nhiên mà không làm cho toán khô cứng, hàn lâm 3.2.2 Biện pháp thực Mỗi giáo viên để chuẩn bị cho tiết dạy đảm bảo khâu soạn việc nghiên cứu kĩ sách giáo khoa sách chuẩn kiến thức kĩ giáo viên cần chuẩn bị kiến thức khác liên quan tới giảng cho phù hợp với nội dung dạy Cần xây dựng hệ thống câu hỏi, tập rõ ràng, chuẩn xác, có hệ thống câu hỏi gợi mở cho tất đối tượng học sinh tham gia vào trình học giúp học sinh chủ động lĩnh hội kiến thức, rèn luyện kĩ cách có hiệu Biện pháp lồng ghép kiến thức giảng biện pháp bản, quan trọng để giáo dục cho học sinh Phương pháp giải số tập Hóa học chương Polime vật liệu polime Cụ thể theo trình tự sau: + Nghiên cứu tổng quan polime vật liệu polime khuôn khổ chương trình sau đưa số thông tin, kiến thức mà sách giáo khoa không đề cập tới phần vật liệu polime đề + Phân loại số dạng tập thường gặp + Đề xuất phương pháp chung hướng dẫn giải chi tiết số dạng tập + Ứng dụng vào dạy học thực tiễn nhà trường 3.2.2.1 Các bước giải tập Bước 1: Xác định giả thiết đề bài, xác định kiến thức tiếp nhận thông qua đề Viết phương trình hóa học phản ứng tạo thành polime sơ đồ trình tạo thành polime Bước 2: Biểu diễn đại lượng theo phản ứng sơ đồ phản ứng Bước 3: Tính toán theo yêu cầu toán Trong nhiều trường hợp, áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng để giải nhanh toán 3.2.2.2 Một số dạng tập thường gặp phương pháp giải * Dạng 1: Tìm hệ số trùng hợp, số lượng mắt xích, tỉ lệ mắt xích (matxich) polime Phương trình điều chế polime dạng tổng quát: n A → (-A-)n - Hệ số trùng hợp ( độ polime hóa): n = M po lim e M matxich - Số lượng mắt xích lượng hỗn hợp polime Số lượng mắt xích = n.6, 02.1023 = m M matxich 6, 02.10 23 - Tỷ lệ loại mắt xích khác polime đồng trùng hợp đồng trùng ngưng Có hai cách: Cách 1: Dựa vào thành phần % khối lượng nguyên tố mắt xích Polime A → Polime B Biết % khối lượng nguyên tố B xác định mắt xích A - Bước 1: Viết công thức polime ban đầu A - Bước 2: Gọi ẩn số lượng mắt xích tỉ lệ mắt xích phản ứng A - Bước 3: Viết công thức polime B tạo thành - Bước 4: Lập công thức tính thành phần % khối lượng nguyên tố B Từ suy ẩn cần tìm Cách 2: Dựa vào tỉ lệ phản ứng hóa học mà polime tạo thành Ví dụ 1: PVC - poli(vinylclorua) loại vật liệu sử dụng rộng rãi để làm lớp phủ cho sàn nhà, cửa sổ, cửa vào, dây cáp điện, đường ống làm bao bì Tính số mắt xích trung bình PVC biết phân tử khối trung bình PVC 1250000 là: A 20000 B 10000 C 15000 D 30000 Hướng dẫn: Giáo viên hướng dẫn học sinh tìm thông tin mà đề cung cấp thêm: PVC - poli(vinylclorua) loại vật liệu sử dụng rộng rãi để làm lớp phủ cho sàn nhà, cửa sổ, cửa vào, dây cáp điện, đường ống làm bao bì Hướng dẫn giải: Công thức PVC là: (-CH2-CHCl-)n Số mắt xích trung bình PVC là: n= 1250000 = 20000 62,5 Đáp án A Ví dụ 2: Tính số mắt xích trung bình xenlulozơ có sợi đay biết phân tử khối trung bình xenlulozơ 1620 000 là: A 20000 B 10000 C 15000 D 30000 Hướng dẫn: Giáo viên hướng dẫn học sinh tìm thông tin mà đề cung cấp thêm: xenlulozơ có sợi đay Hướng dẫn giải: Công thức xenlulozơ là: (C6H10O5)n Số mắt xích trung bình PVC là: n = 1620000 = 10000 162 Đáp án B Ví dụ 3: Phân tử khối trung bình poli(hexametylen-ađipamit) để chế tạo tơ nilon -6,6 30000, cao su tự nhiên 105000 Số mắt xích (trị số n) trung bình loại polime là: A 133 1544 B 136 1544 C 265 1120 D 236 430 Hướng dẫn giải: Công thức poli(hexametylen-ađipamit) là: (-NH-[CH2]6 NH-CO[CH2]4CO-)n Số mắt xích trung bình tơ nilon -6,6 là: n = 30000 = 133 226 Công thức cao su tự nhiên là: (-CH2-C(CH3)=CH-CH2-)n Số mắt xích trung bình cao su tự nhiên là: n = 105000 = 1154 68 Đáp án A Ví dụ 4: Một đoạn tơ enang (tức nilon -7) có khố lượng 4216,4 mg Số mắt xích đoạn tơ là: A 200.1020 B 199.1020 C 1022 D Kết khác Hướng dẫn giải: Công thức đoạn tơ enang (tức nilon -7) là: (-NH[CH2]6CO-)n Số mắt xích đoạn tơ là: = 4216, 4.10−3 6, 02.1023 = 1,99864.1022 mắt xích 127 Đáp án A Ví dụ 5: Poli(metymetacrylat) loại chất nhựa dẻo, bền, cứng, suốt hay gọi thủy tinh hữu hay plexiglas Plexiglas không bị vỡ vụn va chạm bền với nhiệt, bền với nước, xăng, bazơ, ancol bị hòa tan benzen đồng dẳng, este, xeton Phân tử khối plexiglas lên tới 5.106 Số mắt xích plexiglas là: A 25000 B 75000 C 50000 D 100000 Hướng dẫn: Giáo viên hướng dẫn học sinh tìm thông tin mà đề cung cấp: Poli(metymetacrylat) loại chất nhựa dẻo, bền, cứng, suốt hay gọi thủy tinh hữu hay plexiglas Plexiglas không bị vỡ vụn va chạm bền với nhiệt, bền với nước, xăng, bazơ, ancol bị hòa tan benzen đồng dẳng, este, xeton Công thức Poli(metymetacrylat) là: Số mắt xích đoạn tơ là: n= 5.106 = 50000 mắt xích 100 Đáp án C Ví dụ 6: Trùng hợp hoàn toàn 6,25 gam vinyl clorua m gam PVC Số mắt xích -CH2-CHCl- có m gam PVC nói là: A 6,02.1023 B 6,02.1020 C 6,02.1021 D 6,02.1022 Hướng dẫn giải: Trùng hợp hoàn toàn 6,25 gam vinyl clorua 6,25 gam PVC Số mắt xích -CH2-CHCl- có m gam PVC nói là: = 6, 25 6, 02.1023 = 6, 02.1022 62,5 Đáp án D Ví dụ 7: CPVC - Chlorinated polyVinyl Chloride loại polime phát triển từ năm 1958 sở phản ứng clo hóa PVC, nâng hàm lượng clo từ 56,7% (PVC) lên cao nhằm cải thiện khả chịu nhiệt, kháng cháy độ bền học CPVC môi trường Đặc biệt tác nhân ăn mòn dung dịch axit mạnh, kiềm mạnh, muối chất oxi hóa Clo hóa PVC loại tơ Clorin chứa 66,18% clo Hỏi trung bình phân tử clo tác dụng với mắt xích PVC? A B C D Hướng dẫn: Giáo viên hướng dẫn học sinh tìm thông tin mà đề cung cấp thêm: CPVC - Chlorinated polyVinyl Chloride loại polime phát triển từ năm 1958 sở phản ứng clo hóa PVC, nâng hàm lượng clo từ 56,7% (PVC) lên cao nhằm cải thiện khả chịu nhiệt, kháng cháy độ bền học CPVC môi trường Đặc biệt tác nhân ăn mòn dung dịch axit mạnh, kiềm mạnh, muối chất oxi hóa Phản ứng clo hóa PVC thực chất phản ứng clo vào PVC Gọi số mắt xích PVC kết hợp với clo x Ta có : CnH2nCln + Cl2 → CnH2n-1Cln+1 + HCl (Tơ Clorin) Tơ Clorin chứa 66,18% clo nên ta có: 100% = 68,18 → n = Trung bình nguyên tử Clo tác dụng với mắt xích PVC Đáp án B Ví dụ 8: Lưu hóa trình phản ứng hóa học mà qua cao su chuyển từ trạng thái mạch thảng sang trạng thái không gian ba chiều Sự lưu hóa làm cho cao su bền hơn, dai nên cải thiện tính chất cao su sản phẩm Cao su lưu hóa chứa 2% lưu huỳnh, khoảng mắt xích isopren có cầu nối đisunfua -S-S- ? Giải thiết S thay cho H metylen mạch cao su A 92 B 46 C 23 D 58 Hướng dẫn: Giáo viên hướng dẫn học sinh tìm thông tin mà đề cung cấp thêm: Lưu hóa trình phản ứng hóa học mà qua cao su chuyển từ trạng thái mạch thảng sang trạng thái không gian ba chiều Sự lưu hóa làm cho cao su bền hơn, dai nên cải thiện tính chất cao su sản phẩm Hướng dẫn giải: Công thức cao su isopren là: (C5H8)n Khi phản ứng với S 2S vào nối đôi thay chỗ 2H nên: (C5H8)n + 2S → C5nH8n-2S2 Theo đề %S = 32.2 100 = ⇒ n = 46 [12.5n + (8n − 2) + 32.2 Đáp án: B Ví dụ 9: Cao su buna-S (SBR) loại cao su tổng hợp sử dụng nhiều chiếm 45% tổng lượng cao su tiêu thụ toàn cầu Nhìn chung cao su buna S tương tự cau su thiên nhên số tính chất vật lí học độ bền kém, độ co giãn dài, độ tưng nảy trễ đàn hồi Để cải thiện tính chất lí, nhiều loại cao su buna s sản xuất dựa thay đổi tỉ lệ buta-1,3-đien stiren Khi cho loại cao su buna -S tác dụng với Brom (tan dung dịch CCl4) người ta nhận thấy 1,05 gam cao su buna S phản ứng vừa hết với 0,8 gam Br CCl4 Tỷ lệ mắt xích buta-1,3-đien stiren loại cao su cho là: A 1:3 B 1:2 C 2:3 D 2:1 Hướng dẫn giải: Giáo viên hướng dẫn học sinh tìm thông tin mà đề cung cấp thêm: Cao su buna-S (SBR) loại cao su tổng hợp sử dụng nhiều chiếm 45% tổng lượng cao su tiêu thụ toàn cầu Nhìn chung cao su buna S tương tự cau su thiên nhên số tính chất vật lí học độ bền kém, độ co giãn dài, độ tưng nảy trễ đàn hồi Để 10 cải thiện tính chất lí, nhiều loại cao su buna s sản xuất dựa thay đổi tỉ lệ buta-1,3-đien stiren Công thức mắt xích buta-1,3-đien: -(CH2-CH=CH-CH2)Công thức mắt xích stiren: -(CH2-CH(C6H5))Giả sử n mắt xích buta-1,3-đien: -(CH2-CH=CH-CH2)- có m mắt xích stiren: -(CH2-CH(C6H5))Như vậy: (54n + 104 m) gam cao su buna -S tác dụng với 160n gam Brom Theo đầu 1,05 gam cao su buna -S tác dụng với 0,80 gam Brom Ta có: (54n + 104 m) / 1,05 = 160n / 0,80 ⇒ ⇒ 104 m = 156 n n 104 = = m 156 Vậy tỉ lệ mắt xích buta-1,3-đien stiren 2: Đáp án: C Ví dụ 10: Khi đốt cháy hoàn hoàn toàn lượng polime đồng trùng hợp buta-1,3-đien acrilonitrin với lượng oxi vừa đủ thấy tạo thành hỗn hợp khí nhiệt độ áp suất xác định chứa 57,69% CO thể tích Tỉ lệ số mắt xích buta-1,3-đien acrilonitrin polime là: A 1:3 B 1:2 C 2:1 D 3:1 Hướng dẫn giải: Ta có phương trình phản ứng sau: C4nH6n + C3mH3mNm → C4n+3mH6n+3mNm Giả sử có mol C6n+3mH8n+3mNm tham gia phản ứng đốt cháy: C4n+3mH6n+3mNm + O2 → (4n+3m)CO2 + (3n+1,5m) H2O + 0,5m N2 1(mol) (4n+3m) (3n+1,5m) 0,5m (mol) Vì tỉ lệ thể tích tỉ lệ số mol nên theo ta có tỉ lệ: ( 4n + 3m ) 100 = 57, 69 ⇒ ( 4n + 3m ) + ( 3n + 1, 5m ) + 0, 5m n 11,55 = = m 3,83 Đáp số D * Dạng 2: Phương pháp xác định hiệu suất toán liên quan đến tính hiệu suất phản ứng polime hóa - Hiệu suất phản ứng = m(monome phản ứng)/mmonome ban đầu 100% 11 = n(monome phản ứng)/nmonome ban đầu 100% mSản phẩm thực tế = mSản phẩm lí thuyết Hphản ứng Ví dụ 1: Thực phản ứng trùng hợp 25 gam vinyl clorua thu hỗn hợp X Lượng hỗn hợp có khả làm màu 80 ml dung dịch Brom 1,0M Hiệu suất phản ứng trùng hợp là: A 80% B 65% C 50% D 40% Hướng dẫn giải: Số mol Br là: nBr2 = 1,0 0,08 = 0,08 (mol) 25 Số mol vinyl clorua là: n = 62,5 = 0, Hiệu suất phản ứng trùng hợp là: H = 0, − 0, 08 100% = 80% : 0, Đáp án: A Ví dụ 2: Thủy phân 86,0 gam poli(vinyl axetat) để điều chế poli(vinyl ancol) thu 48,2 gam polime % khối lượng polime chưa bị thủy phân là: A 20% B 8% C 2,5% D 10% Hướng dẫn giải: Số mol poli(vinyl axetat) là: n = 86 = 1(mol ) 86 x(mol) x (mol) Gọi số mol poli(vinyl axetat) thm gia phản ứng thủy phân x (mol) Theo ta có: (1 − x).86 + 44.x = 48, ⇒ x = 0,9( mol ) % khối lượng polime chưa bị thủy phân là: H = − 0,9 100% = 10% Đáp án: D Ví dụ 3: Tiến hành tổng hợp PVC cách đun nóng 37,5 gam vinyl clorua với lượng nhỏ (0,3-0,7%) chất xúc tác benzoyl peoxit Cho toàn hỗn hợp sau phản ứng (đã loại hết xúc tác) vào 2,0 lit dung dịch Br 0,1M; sau 12 cho thêm KI dư thấy tạo thành 20,32 gam I Hiệu suất phản ứng tổng hợp PVC là: A 66,7% B 80,0% C 86,7% D 93,3% Hướng dẫn giải: Số mol I2 là: nI = 20,32 = 0, 08(mol ) 254 Số mol Br2 là: nBr = 2.0,1 = 0, 2(mol ) 37,5 Số mol vinyl clorua là: nC H Cl = 62,5 = 0, 6(mol ) PT: 2KI + Br2 → 2KBr + 0,08 I2 0,08 (mol) Số mol vinyl clorua chưa phản ứng trùng hợp = Số mol Br tham gia phản ứng với vinyl clorua là: nBr2 = 0,2 - 0,08 = 0,12 (mol) Hiệu suất phản ứng trùng hợp là: H = 0, − 0,12 100% = 80% 0, Đáp án: B Ví dụ 4: Tơ nitron (olon) sản xuất từ propan qua giai đoạn sau: CH3-CH2-CH3 → CH2=CH-CH3 → CH2=CH-CN → Tơ nitron Từ 10000 m3 khí thiên nhiên (đktc), có chứa 11% propan thể tích, tổng hợp 1,60 tơ nitron Nếu coi hiệu suất giai đoạn phản ứng hiệu suất giai đoạn là: A 61,5% B 85,0% C 67,6% D 87,8% Hướng dẫn giải: 10000 m3 khí thiên nhiên (đktc), thể tích propan là: VC3 H8 10.103 = 11 = 1100(m3 ) 100 Vì tỉ lệ thể tích tỉ lệ số mol nên thể tích nitron là: nC3 H8 = nnitron = Khối lượng tơ nitron là: mnitron = 1100.103 (mol ) 22, 1100.103 58300.103 53 = ( g ) = 2, 6026(tan) 22, 22, 13 Hiệu suất giai đoạn phản ứng hiệu suất giai đoạn là: H= 1, 60 100% = 61,5% 2, 6026 Đáp án A * Dạng 3: Xác định khối lượng polime chất tham gia trình tạo polime - Lập sơ đồ điều chế polime từ chất cho - Nắm vững khái niệm hiệu suất giải toán liên quan tới hiệu suất - Trong nhiều trường hợp kết tính toán không phụ thuộc vào đơn vị đo lường, để giải nhanh ta bỏ qua việc đổi đơn vị đo - Kết tính toán không phụ thuộc vào số n, để đơn giản tính toán ta bỏ qua giá trị Ví dụ 1: Polietilen nhựa nhiệt dẻo dùng bọc dây điện, bọc hàng, làm màng mỏng che mưa, chai lọ, chế tạo thiết bị ngành sản xuất hóa học Từ etilen, điều chế PE? Nếu hiệu suất phản ứng 90 A 2,55 B 2,8 C 2,52 D 3,6 Hướng dẫn: Giáo viên hướng dẫn học sinh thu thập kiến thức đề cung cấp thêm: Polietilen nhựa nhiệt dẻo dùng bọc dây điện, bọc hàng, làm màng mỏng che mưa, chai lọ, chế tạo thiết bị ngành sản xuất hóa học Hướng dẫn giải: Khối lượng PE thực tế thu là: m = 0,9 = 3,6 (tấn) Đáp án: D Ví dụ 2: Trùng hợp 11,2 lít C2H4 (đktc), hiệu suất phản ứng 90% khối lượng polime thu là: A 8,6 gam B 14,6 gam C 10,2 gam Hướng dẫn giải: mC2 H = 11, 28 = 14 gam 22, 14 D 12,6 gam Hiệu suất phản ứng 90% khối lượng polime thu là: m po lim e = 14.0,9 = 12, 6( gam) Đáp án: D Ví dụ 3: Polivinyl clorua (PVC) chất dẻo bị ăn mòn, có khả co giãn , độ bền lớn, không thấm nước nước có lịch sử phát triển 100 năm qua tổng hợp Henri Regnault PVC điều chế từ khí thiên nhiên (metan chiếm 95%) theo sơ đồ chuyển hóa sau: CH4 → C2H2 → C2H3Cl → PVC Hiệu suất tương ứng với giai đoạn là: 15%, 95%, 90% Muốn tổng hợp PVC cần m3 khí thiên nhiên (đktc)? A 5589 m3 B 5883 m3 C 2914m3 D 5877m3 Hướng dẫn: Giáo viên hướng dẫn học sinh thu thập kiến thức đề cung cấp thêm: Polivinyl clorua (PVC) chất dẻo bị ăn mòn, có khả co giãn , độ bền lớn, không thấm nước có lịch sử phát triển 100 năm qua tổng hợp Henri Regnault Hướng dẫn giải: Số mol PVC là: nC2 H = 1.106 = 16.103 mol 62, Ta có sơ đồ phản ứng sau: 2CH4 → C2H2 → C2H3Cl → PVC Số mol CH4 là: 16.103 = 32.103 (mol) Hiệu suất tương ứng với giai đoạn là: 15%, 95%, 90% Muốn tổng hợp PVC cần thể tích khí thiên nhiên (đktc) là: V = 32.103.100.100.100.100.22, = 5883 103 ( lit ) = 5883m3 15.95.90.95 Đáp án: B Ví dụ (KA-08): Cho sơ đồ chuyển hóa: CH4 → C2H2 → C2H3Cl → PVC Để tổng hợp 250kg PVC theo sơ đồ cần V m khí thiên nhiên (ở đktc) Giá trị V (biết CH4 chiếm 80% thể tích khí thiên nhiên hiệu suất trình 50%) A 224,0 B 286,7 C 358,4 15 D 448,0 Hướng dẫn giải: Coi trình chuyển hóa sau: 2CH4 → C2H2 → C2H3Cl → PVC nCH = 2nPVC = 250.103 = 4.103 ( mol ) 62,5 Thể tích khí thiên nhiên (đktc) cần để tổng hợp 250kg PVC theo sơ đồ là: V= 4.103.22, 4.100.100 = 224.103 lit = 224m3 80.50 Đáp án A Ví dụ 5: Để điều chế 100 gam thủy tinh hữu cần gam axit hữu gam ancol, biết hiệu suất trình phản ứng đạt 80% A 68,8 gam axit 25,6 gam ancol B 86,0 gam axit 32 gam ancol C 107,5 gam axit 40 gam ancol D 107,5 gam axit 32 gam ancol Hướng dẫn giải: Ta có phản ứng sau nthuy tinh huu co = 100 = 1(mol ) = naxit = nancol 100 Vì hiệu suất trình phản ứng đạt 80% nên khối lượng axit cần dùng là: maxit = 1.86.100 = 107,5( gam) 80 mancol = 1.32.100 = 40( gam) 80 Đáp án C Ví dụ 6: Từ tinh bột điều chế cao su buna theo sơ đồ phản ứng hiệu suất giai đoạn sau: 16 90% 75% 75% 80% → Glucozơ → Etanol → Buta-1,3-đien → Tinh bột Poli(Buta-1,3-đien) Khi sử dụng 24,3 tinh bột khối lượng cao su buna điều chế (giả thiết cao su buna gồm 70% Poli (Buta-1,3-đien) A 3280,5 kg B 4686,4 kg C 2296,35kg D 8100 kg Hướng dẫn giải: Ta có sơ đồ chuyển hóa sau: (C6H10O5)n → n(C6H12O6) → 2nC2H5OH → nC4H6 →Poli(Buta-1,3-đien) nC6 H10O5 )n = nc a os ubuna = 24,3.106 = 0,15.106 ( mol ) 162 Khối lượng cao su buna thực tế điều chế là: mc a os ubuna = 0,15.106.54 90.75.75.80.100 = 4, 6864.106 ( g ) = 4686, 4kg 100.100.100.100.70 Đáp án B Ví dụ 7: Từ 100 lit rượu etylic 40o ( DC H OH = 0,8 g / ml ) điều chế kg cao su buna (hiệu suất 75%) ? A 28,174 kg B 18,783kg C 14,087 kg D 25,043kg Hướng dẫn giải: Ta có sơ đồ chuyển hóa sau: t , p , xt xt 2nC2 H 5OH → nCH = CH − CH = CH →(−CH − CH = CH − CH −) n VC2 H 5OH = mC2 H 5OH )n = 40 100 = 40(lit ) = 40.103 (ml ) 100 40.103.0,8 = 32.103 ( gam) = 32( kg ) 46 Vì hiệu suất 75% nên khối lượng cao su buna điều chế là) ? mcubuna = 32.103.54.75 = 14, 087.103 ( gam) = 14, 087( kg ) 2.46.100 Đáp án C Ví dụ 8: Xenlulozơ trinitrat chất dễ cháy nổ mạnh điều chế từ xenlulozơ axit nitric Tính thể tích dung dịch axit nitric 99,67% (có d=1,52 g/ml) cần để sản xuất 59,4 kg xenlulozơ trinitrat Biết hiệu suất phản ứng đạt 90% A 11,28 lit B 7,86 lit C 36,5 lit 17 D 27,72 lit Hướng dẫn giải: Giáo viên hướng dẫn học sinh thu thập kiến thức đề cung cấp thêm: Xenlulozơ trinitrat chất dễ cháy nổ mạnh điều chế từ xenlulozơ axit nitric Hướng dẫn giải: Phương trình phản ứng sau: t , H SO → [C6H7O2(ONO2)3]n + 3n H2O (C6H10O5)n + 3nHNO3 Ta thấy: nHNO3 = 3nC H O ( ONO ) 2 3 n = 59, 4.103 = 600(mol ) 297 Vì hiệu suất phản ứng đạt 90% nên thể tích dung dịch axit nitric 99,67% cần để sản xuất 59,4 kg xenlulozơ trinitrat là: VddHNO3 = 600.63 100 100 = 27723(ml ) = 27, 723(lit ) 1,52 90 99, 67 Đáp án D Ví dụ 9: Poli(tetrafloetylen) hay thường gọi teflon loại polime nhiệt dẻo có tính bền cao với dung môi hóa chất, hệ số ma sát nhỏ độ bền nhiệt cao nên dùng để chế tạo chi tiết máy dễ bị mài mòn, vỏ cách điện chất tráng phủ nên chảo nồi để chống dính Teflon điều chế từ clorofom qua 79% 81% 80% → CHF2Cl → CF2=CF2 → (-CF2-CF2-)n giai đoạn sau: CHCl3 Từ 17,505 clorofom lượng teflon thu là: A 3,7494 B 4,6688 C 7,342 D 2,4995 Hướng dẫn giải: Giáo viên hướng dẫn học sinh thu thập kiến thức đề cung cấp thêm: Poli(tetrafloetylen) hay thường gọi teflon loại polime nhiệt dẻo có tính bền cao với dung môi hóa chất, hệ số ma sát nhỏ độ bền nhiệt cao nên dùng để chế tạo chi tiết máy dễ bị mài mòn, vỏ cách điện chất tráng phủ nên chảo nồi để chống dính Theo sơ đồ phản ứng thì: n( −CF −CF − ) = nCHCl 2 Khối lượng teflon thực tế thu là: 18 n 17,505.106 79.81.80 m( − CF2 −CF2 − ) = 100 = 3, 7494.106 ( gam) = 3, 7494 n 119,5 100.100.100 (tấn) Đáp án A * Dạng 4: Tìm công thức Polime, monme công thức mắt xích polime Ví dụ 1: Dạng tơ nilon phổ biến nilon-6 có 63,68% cacbon; 12,12% nitơ; 9,80% hiđro 14,40% oxi Công thức thực nghiệm (công thức ngyên) nilon-6 là: A C5NH9O B C6NH11O C C6N2H10O D C6N2H11O2 Hướng dẫn giải: Gọi công thức nguyên nilon-6 là: CxNyHzOt (x, y, z, t số nguyên dương) Ta có tỉ lệ: x: y : z :t = 63, 68 12,12 9,8 14, 40 : : : = :1:11:1 12 14 16 Vậy công thức thực nghiệm (công thức ngyên) nilon-6 là: C6NH11O Đáp án B Ví dụ 2: Polime X có phân tử khối 336000 hệ số trùng hợp 12000 Vậy X là: A PE B PP C PVC D Teflon Hướng dẫn giải: Phân tử khối mắt xích polime X là: M= 336000 = 28( DVC ) 12000 Vậy chất polime thỏa mãn PE có công thức mắt xích sau: -CH2-CH2Đáp án A Ví dụ 3: Một mắt xích polime X gồm C, H, O, N Hệ số polime hóa polime 500 có phân tử khối 56500 X có nguyên tử N Mắt xích polime X là: A -NH-(CH2)5CO- B -NH-(CH2)6CO- C.-NH-(CH2)10CO- D -NH-CH(CH3)CO19 Hướng dẫn giải: Gọi công thức nguyên mắt xích polime X là: C xNHzOt (x, y, z, t số nguyên dương) Phân tử khối mắt xích polime X là: M= 56500 = 113(dvc) 1200 Nên công thức thỏa mãn -NH-(CH2)5COĐáp án A Ví dụ 4: Polime Y có phân tử khối M = 5040000 đvC hệ số trùng hợp n = 120000 Y là: A (-CH2-CH2-)n B (-CF2-CF2-)n C (-CH2-CHCl-)n D [-CH2-CH(CH3)-]n Hướng dẫn giải: Phân tử khối mắt xích polime X là: M = 5040000 = 42 120000 Vậy chất polime thỏa mãn PP có công thức mắt xích sau: -CH2-CH(CH3)Đáp án D 3.4.2 Hiệu sáng kiến đem lại Trong giảng dạy ôn thi Tốt nghiệp, Đại học, Cao đẳng, có nhiều trăn trở dạy phần Polime vật liệu polime Tôi nhận thấy đề thi Đại học, cao đẳng số lượng câu hỏi định lượng polime chiếm tỉ lệ định Trên thực tế mạnh dạn đưa số phương pháp giải tập phần vào giảng dạy Qua nhận thấy học sinh nắm vấn đề tương đối nhanh nhẹ nhàng, đem lại hiệu rõ rệt định hướng thời gian giải tập Đặc biệt giải xong toán Polime vật liệu polime học sinh có thêm nhiều kiến thức lịch sử, tính chất, ứng dụng polime hay tính chất hóa học polime vật liệu polime, gây hứng thú cho học sinh trình giải tập tiếp thu kiến thức Sau học xong chương Polime vật liệu polime chương trình Hóa 12 Tôi tiến hành dạy bốn lớp: 12A1, 12A2, 12A3, 12A3, 12A4 có sử 20 dụng phương pháp giải tập chương Polime vật liệu polime Để kiểm tra 15 phút sau (mỗi câu điểm): Câu 1: Phản ứng đồng trùng hợp stiren buta-1,3-đien thu polime A Cứ 3,275 gam A phản ứng hết với gam brom Tính tỉ lệ số mắt xích buta-1,3-đien stiren A 2/3 B 4/5 C 1/2 D 3/7 Câu 2: Thủy phân m gam tinh bột, sản phẩm thu đem lên men để sẩn xuất ancol etylic, toàn khí CO sinh cho qua dung dịch Ca(OH) dư, thu 750 gam kết tủa hiệu suất trình thủy phân lên men 80% giá trị m là: A 949,2 B 945,0 C 950,5 D 1000 Câu 3: Một đoạn tơ nilon - có khối lượng 3,7516 gam Hệ số mắt xích gần đoạn tơ capron A 1022 B 1021 C 1023 D 1019 Câu 4: Sau trùng hợp mol etilen thu sản phẩm có phản ứng vừa đủ với 16 gam brom Hiệu suất phản ứng khối lượng phản ứng khối lượng polime thu A 80%; 22,4 gam B 90%; 25,2 gam B 20%; 25,2 gam D 10%; 28 gam Câu 5: Phân tử khối trung bình polietilen X 560000 Hệ số polime hóa PE là: A 12000 B 17000 C 15000 D 20000 Câu 6: Từ C2H4 có chứa 30% tạp chất điều chế PE? (Biết hiệu suất phản ứng 90%) A 2,55 B 2,8 C 2,52 D 3,6 Câu 7: Để tổng hợp 120kg poli (metyl metcrylat) với hiệu suất trình hóa este 60% trình trùng hợp 80% cần lượng axit ancol là: A 170, 80 kg B 85, 40 kg C 172, 84 kg 21 D 86, 42 kg Câu 8: Da nhân tạo (PVC) điều chế từ khí thiên nhiên (CH 4) Nếu hiệu suất toàn trình 20% để điều chế PVC cần thể tích metan là: A 3500m3 B 3560m3 C 3584m3 D 5500m3 Câu 9: Polime X có phân tử khối 2800.000 hệ số trùng hợp n = 100.000 X là: A (-CH2-CH2)n B (-CF2-CF2)n C (-CH2-CHCl)n D [-CH2-(CH2)-]n Câu 10: Cho cao su thiên nhiên phản ứng với HCl thu sản phẩm chứa 14,76% clo khối lượng Số mắt xích trung bình cao su thiên nhiên phản ứng với phân tử HCl A B C D Kết khảo sát điểm trước áp dụng sau áp dụng phương pháp giải tập chương Polime vật liệu polime sau: Bảng: Thống kê điểm kiểm tra Điểm Trước áp dụng sáng kiến HS Sau áp dụng sáng kiến Tỉ lệ (%) HS Tỉ lệ 17 12 3 33 24 4 45 33 15 11 46 34 14 10 25 18 2 20 15 1 17 12 0 Ghi 10 0 Với việc áp dụng phương pháp giải tập polime nhận thấy: khả giải tập polime học sinh nâng cao Đặc biệt lớp ôn thi với đối tượng học sinh có học lực trung bình, số em học sinh hiểu có kĩ giải tập đa số Đánh giá phạm vi ảnh hưởng sáng kiến 22 Đề tài áp dụng vào tiết học khóa, phụ đạo học sinh lớp 11, 12 việc ôn thi tốt nghiệp, Đại học cao đẳng môn Hóa học Đề tài nguồn tài liệu tham khảo đồng nghiệp nhằm nâng cao chất lượng giáo dục Các thông tin cần bảo mật: Không có Kiến nghị, đề xuất Trong trình nghiên cứu hoàn thành sáng kiến xin có số kiến nghị sau: Đối với Sở giáo dục đào tạo tỉnh Lai Châu: Tiếp tục hỗ trợ thêm thiết bị phương tiện dạy học, đặc biệt dụng cụ, hóa chất phục vụ cho giảng dạy thực hành hóa học học sinh Đối với nhà trường: Cần tăng số tiết dạy tự chọn, dạy phụ đạo môn Hóa học 11, 12 để giáo viên có thời gian hướng dẫn thêm học sinh phần polime vật liệu polime Ngoài ra, nhà trường cần trang bị thêm cho thư viện tài liệu, sách tham khảo phần polime vật liệu polime nhằm cung cấp cho giáo viên học sinh có nguồn tài liệu nghiên cứu Đối với giáo viên: cần nắm vững kiến thức phần polime vật liệu polime để từ hướng dẫn học sinh giải tập cách hiệu Đối với học sinh: cần chủ động, tích cực, tự giác trình học tập nâng cao ý thức tự học, tự nghiên cứu tìm đọc tài liệu có liên quan đến phương pháp giải tập polime Tài liệu kèm: Không Trên nội dung, hiệu sáng kiến thực không chép vi phạm bàn quyền./ XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN ĐƠN VỊ ÁP DỤNG SÁNG KIẾN TÁC GIẢ SÁNG KIẾN (Ký tên) (Ký tên, đóng dấu) Nguyễn Thị Hà 23 24 ... cứu đề tài "Phương pháp giải số tập Hóa học chương Polime vật liệu polime cho học sinh trường THPT Mường Tè" nhằm đổi phương pháp dạy học giúp học sinh vừa nắm phương pháp giải số toán polime cách... thức hóa học vững vàng không ngừng đổi phương pháp dạy học 3.2 Mô tả giải pháp sau có sáng kiến 3.2.1 Tính đề tài Phương pháp giải số tập Hóa học chương Polime vật liệu polime giúp học sinh ôn tập, ... dụng phương pháp giải tập polime nhận thấy: khả giải tập polime học sinh nâng cao Đặc biệt lớp ôn thi với đối tượng học sinh có học lực trung bình, số em học sinh hiểu có kĩ giải tập đa số Đánh