Tải bản đầy đủ

skkn sử dụng bài tập hóa học đại cương và vô cơ bồi dưỡng học sinh giỏi casio môn hóa học nhằm phát triển năng lực tư duy cho học sinh

PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Lý do chọn đề tài
Từ năm học 2010-2011 trở về trước, học sinh trường THPT Lê Thánh Tông
không có hứng thú tham gia các kỳ thi giải toán trên máy tính cầm tay môn Hóa
học, năm học 2010-2011 có hai HS tham gia thi cấp tỉnh nhưng không đạt kết
quả, với lý do các em nhận thấy HTBT khó, cần phải tư duy và sự suy luận logic
cao, kết hợp với việc nắm chắc kiến thức toán học mới tìm được kết quả đúng
của bài toán.
Với nhu cầu về một lực lượng đội ngũ cán bộ giỏi trong các lĩnh vực công
nghệ hoá học là rất lớn. Việc bồi dưỡng học sinh giỏi nói chung và bồi dưỡng
"học sinh giỏi về giải toán trên máy tính cầm tay môn Hóa học" (trong bài viết
này tôi xin được gọi là "học sinh giỏi casio môn Hóa học") ở trường THPT Lê
Thánh Tông nói riêng góp phần phát hiện, bồi dưỡng và đào tạo nhân tài trong
công cuộc đổi mới đất nước hiện nay.
Để tạo nền tảng kiến thức và phát triển khả năng tư duy cho học sinh, góp
phần nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi casio môn Hoá học của
trường, tôi chọn đề tài: “Sử dụng bài tập hóa học đại cương và vô cơ bồi dưỡng
học sinh giỏi casio môn Hóa học nhằm phát triển năng lực tư duy cho học
sinh" làm bài viết sáng kiến - kinh nghiệm của mình.
2. Mục đích nghiên cứu
Tuyển chọn HTBT phần hóa học đại cương và vô cơ nhằm phát triển năng

lực tư duy cho HS thông qua quá trình tìm kiếm lời giải. Từ đó, đề xuất sử dụng
HTBT này nhằm rèn luyện tư duy cho HS trong việc bồi dưỡng HSG casio môn
Hóa học ở trường THPT.
3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
3.1. Khách thể nghiên cứu
Quá trình dạy bồi dưỡng HSG casio môn Hoá học ở trường THPT.
3.2. Đối tượng nghiên cứu
HTBT phần hóa học đại cương và vô cơ và cách sử dụng chúng nhằm rèn
luyện tư duy cho HS trong việc bồi dưỡng HSG casio môn Hoá học ở trường
THPT.
1


4. Giả thuyết khoa học
Nếu sử dụng bài tập phần hóa học đại cương và vô cơ phù hợp nhằm rèn
luyện tư duy cho HS trong việc bồi dưỡng HSG casio môn Hoá học sẽ làm tiền
đề vững chắc để HS có thể nghiên cứu tốt hơn các phần bài tập tiếp theo, góp
phần nâng cao chất lượng bồi dưỡng HSG casio môn Hoá học.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận, thực tiễn của đề tài.
- Xác định nội dung các dạng bài tập để bồi dưỡng HSG casio môn Hoá học.
- Phân tích câu hỏi và bài tập phần hóa học đại cương và vô cơ, dựa vào tài
liệu giáo khoa Hoá học nâng cao và đề thi HSG casio môn Hoá học cấp Tỉnh, cấp
Quốc gia nhằm phát triển năng lực tư duy của HS.
- TNSP: Nhằm kiểm tra và đánh giá hiệu quả hệ thống bài tập đã
tuyển chọn và xây dựng.
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận
- Phương pháp đọc và nghiên cứu tài liệu;
- Phương pháp phân tích và tổng hợp;
- Phương pháp hệ thống hoá HTBT.
6.2. Nhóm phương pháp thực tiễn
Nghiên cứu thực tiễn DH hoá học và bồi dưỡng HSG casio môn Hoá học ở
trường THPT Lê Thánh Tông; sử dụng bài tập phần hóa học đại cương và vô cơ
để rèn luyện tư duy cho HS.
6.3. Thực nghiệm sư phạm
- TNSP ở trường THPT Lê Thánh Tông trong việc bồi dưỡng HSG casio
môn Hoá học.
- Xử lý kết quả TNSP bằng phương pháp toán học thống kê.
7. Đóng góp của đề tài

- Về lý luận: Bước đầu đề xuất phương pháp sử dụng bài tập phần hóa học
đại cương và vô cơ tương đối phù hợp với yêu cầu và mục đích bồi dưỡng HSG
casio môn Hoá học ở trường THPT nhằm phát triển năng lực tư duy cho HS.
- Về mặt thực tiễn: Nội dung của bài viết giúp GV, HS có thêm tư liệu bổ
ích trong việc bồi dưỡng đội tuyển HSG casio môn Hoá học.
2


PHẦN 2: NHỮNG BIỆN PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
2.1. Cơ sở lý luận
2.1.1. Tư duy là gì?
Theo M. N. Sacđacôv: “Tư duy là sự nhận thức khái quát gián tiếp các sự
vật và hiện tượng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính chung
và bản chất của chúng. Tư duy cũng là sự nhận thức sáng tạo những sự vật,
hiện tượng mới, riêng lẻ của hiện thực trên cơ sở những kiến thức khái quát
hoá đã thu nhận được”.
Theo thuyết thông tin: Tư duy là hoạt động trí tuệ nhằm thu thập thông tin
và xử lí thông tin về thế giới quanh ta và thế giới trong ta. Chúng ta tư duy để
hiểu tự nhiên xã hội và hiểu chính mình.
2.1.2. Tầm quan trọng của phát triển tư duy
Ngày nay giáo dục rất coi trọng đến vấn đề phát triển tư duy cho HS. Sự
tích luỹ kiến thức trong quá trình DH đóng vai trò không nhỏ, song không phải
quyết định hoàn toàn. Con người có thể quên đi nhiều sự việc cụ thể mà dựa
vào đó những nét tính cách của họ được hoàn thiện. Nhưng nếu những tính
cách này đạt đến mức độ cao thì con người có thể giải quyết được mọi vấn đề
phức tạp nhất, điều đó có nghĩa là họ đã đạt đến một trình độ tư duy cao.
2.1.3. Vấn đề phát triển tư duy cho HS
Trong quan điểm DH ngày nay, người thầy là thầy học, là chuyên gia về
việc học để dạy HS cách học (thông qua các tri thức khoa học) trong đó chủ yếu
là dạy phương pháp học. Học cốt lõi là tự học, là rèn luyện tư duy.
Sự phát triển tư duy nói chung được đặc trưng bởi sự rèn luyện các thao tác
tư duy, phương pháp logic thành thạo và vững chắc của con người.
2.1.4. Sự phát triển tư duy trong dạy học hoá học
Tư duy hoá học được đặc trưng bởi phương pháp nhận thức hoá học, nghiên
cứu các chất và các quy luật chi phối quá trình biến đổi các chất. Khi tương tác
với nhau, xảy ra sự biến đổi nội tại của mỗi chất để tạo thành các chất mới. Sự
biến đổi này tuân theo những nguyên lý, quy luật, những mối quan hệ định tính
và định lượng của hoá học. Việc sử dụng các thao tác tư duy, sự suy luận đều
phải tuân theo quy luật này.
3


Giải các BTHH là một trong những hoạt động chủ yếu để phát triển tư duy
cho HS, hoạt động này là một trong những điều kiện tốt nhất để phát triển năng
lực trí tuệ, năng lực hành động cho HS.
Rèn tư duy cho HS thì kết quả đem lại không “đong đếm” được như dạy
kiến thức mà tư duy được hình thành theo kiểu “các hạt cát tích lũy lâu ngày sẽ
tạo nên bãi phù sa”.
2.1.5. Một số biện pháp phát hiện học sinh có năng lực trở thành học
sinh giỏi môn Hoá học
Làm rõ mức độ đầy đủ, chính xác của kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo theo tiêu
chuẩn kiến thức, kỹ năng của chương trình. Muốn vậy phải kiểm tra HS ở nhiều
phần của chương trình và nâng dần một số phần trong chương trình nhằm mục
đích đo khả năng tiếp thu của mỗi HS trong lớp và dạy học lý thuyết là một quá
trình trang bị cho HS vốn kiến thức tối thiểu, trên cơ sở đó mới phát hiện được
năng lực sẵn có của một vài HS thông qua các câu hỏi củng cố.
Làm rõ mức độ tư duy của từng HS bằng nhiều biện pháp, nhiều tình huống
về lý thuyết và bài tập để đo mức độ tư duy của từng HS. Đặc biệt, đánh giá khả
năng vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, sáng tạo.
Soạn thảo và lựa chọn một số dạng bài tập đáp ứng hai yêu cầu trên đây để
phát hiện HS có năng lực trở thành HSG môn Hoá học nói chung và học sinh giỏi
casio môn hóa học nói riêng.
2.2. Các biện pháp sử dụng bài tập hóa học đại cương và vô cơ bồi
dưỡng học sinh giỏi casio môn hóa học nhằm phát triển năng lực tư duy cho
học sinh
Hoá học là môn khoa học tự nhiên, là môn học vừa thực nghiệm vừa lý
thuyết. Dạy cách học hoá học là dạy cách tư duy trừu tượng, dạy cách tìm hiểu
thế giới của những hạt vi mô mà mắt thường không thể nhìn thấy được, đó là
các hạt nguyên tử, phân tử, ion, electron,... . . . Chúng được ví như những viên
gạch xây nên vũ trụ.
Phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá, trừu tượng hoá, cụ thể hoá
kết hợp với các phương pháp hình thành phán đoán mới là quy nạp, diễn dịch,
suy diễn và loại suy là những thao tác tư duy cơ bản được sử dụng để nghiên cứu
4


kiến thức hoá học một cách có hiệu quả. Giải BTHH có tác dụng rèn cho HS sử
dụng các thao tác tư duy rất cao.
Ở trường THPT, trên cơ sở kiến thức các môn học nói chung và môn hóa
học nói riêng, chúng ta có thể rèn luyện cho HS tới 8 loại tư duy. Đó là: tư duy
độc lập, tư duy logic, tư duy trừu tượng, tư duy hình tượng, tư duy biện chứng, tư
duy đa hướng, tư duy phê phán và tư duy sáng tạo.
2.2.1. Rèn năng lực tư duy trừu tượng và tư duy hình tượng cho học sinh
Ví dụ 1: Sắt dạng α (Feα) kết tinh trong mạng lập phương tâm khối, nguyên
tử có bán kính r = 1,24 Å. Hãy tính:
a) Hãy vẽ cấu trúc mạng tế bào cơ sở và cho biết số nguyên tử Fe chứa trong tế
bào sơ đẳng này.
b) Tính cạnh lập phương a (Å) của tế bào sơ đẳng.
c) Xác định khoảng cách gần nhất giữa hai nguyên tử Fe trong mạng.
d) Tính khối lượng riêng của Fe theo g/cm3.
Thép là hợp kim của sắt và cacbon, trong đó một số khoảng trống giữa các
nguyên tử sắt bị chiếm bởi nguyên tử cacbon, trong lò luyện thép (lò thổi) sắt dễ
nóng chảy khi chứa 4,3% cacbon về khối lượng. Nếu được làm lạnh nhanh thì
các nguyên tử cacbon vẫn được phân tán trong mạng lưới lập phương nội tâm,
hợp kim được gọi là martensite cứng và giòn. Kích thước của tế bào sơ đẳng của
Feα không đổi.
e. Hãy tính số nguyên tử trung bình của C trong mỗi tế bào sơ đẳng của Fe α
với hàm lượng của C là 4,3%.
g. Hãy tính khối lượng riêng của martensite.
(cho Fe = 55,847; C = 12,011; số N = 6,022 × 1023 )
Phân tích:
Rèn năng lực tư duy cho HS thông qua việc phân tích các dữ kiện của bài
toán kết hợp với quan sát hình vẽ minh họa. Từ những kiến thức trừu tượng về
các hạt tinh thể Fe không thể nhìn thấy bằng mắt thường, cần giúp HS cụ thể
hóa bằng hình vẽ.
5


a) Mạng tế bào cơ sở của Fe (hình vẽ):

Theo hình vẽ, số nguyên tử Fe là:
Ở 8 đỉnh lập phương = 8 ×

1
= 1. Ở tâm lập phương = 1.
8

Vậy tổng số nguyên tử Fe chứa trong tế bào sơ đảng = 1 + 1 = 2 (nguyên tử)
B
A

B

A
E

E
a

C
D

C

a

D

b) Mặt chéo mạng tế bào cơ sở (theo hình vẽ):
Từ hình vẽ, ta có: AD2 = a2 + a2 = 2a2
Xét mặt ABCD: AC2 = a2 + AD2 = 3a2.
Mặt khác, ta thấy AC = 4r = a 3 nên a =

4r
3

=

4 × 1,24
3

= 2,864 (Å).

c) Khoảng cách ngắn nhất giữa 2 nguyên tử là đoạn AE:
AE =

AC
a 3
2,864 × 3
=
=
= 2,48 (Å)
2
2
2

d) Ta có: 1 mol Fe = 56 gam.
Thể tích của 1 tế bào cơ sở (thể tích hình lập phương):
V = a3 = (2,864 ×10−8 )3 = 2,349 ×10−23 (cm 3 ) .
Mỗi tế bào cơ sở chứa 2 nguyên tử Fe, mà 1 mol Fe có:
NA = 6,022 ×1023 nguyên tử.
Khối lượng riêng d =

55,847
m
3
= 2 × 6,022 ×1023 × (2,864 ×10−8 )3 = 7,895 (g/cm )
V

6


Nâng cao dần khả năng lao động trí óc cho học sinh bằng cách nâng dần
mức độ yêu cầu của bài tập:
e) Trong 100 gam martensite có 4,3 gam C (0,36 mol) và 95,7 gam Fe (1,71 mol).
Tức là ứng với 1 nguyên tử Fe có 0,36 : 1,71 = 0,21 nguyên tử C.
g) Mỗi tế bào sơ đẳng Feα có 2 nguyên tử Fe tức là có trung bình 0,21 × 2 = 0,42
nguyên tử C.
Vì nguyên tử không chia lẻ được nên một cách hợp lý hơn ta nói cứ 12 tế bào sơ
đẳng có: (0,42 × 12) ≈ 5 (nguyên tử C).
Khối lượng mỗi tế bào sơ đẳng bằng tổng khối lượng của 2 nguyên tử Fe và 0,42
55,847 × 2 12, 011× 0, 42
+
23
6, 022 ×1023 = 1,938 × 10-22 (g).
nguyên tử C. Vậy m = 6, 022 ×10

Khối lượng riêng của martensite: d =

m
1,938 10-22
=
= 8, 25 (g/cm3).
v
2,349 ×10−23

Ví dụ 2: Vanađi (V) có khối lượng riêng là 5,96 g/cm2, kết tinh theo cấu
trúc mạng lập phương với cạnh của ô mạng cơ sở là 307 pm. Biết khối lượng mol
nguyên tử của Vanađi là 50,94.
a) Vanađi kết tinh theo kiểu mạng tinh thể nào?
b) Tính số phối trí của Vanađi trong cấu trúc mạng tinh thể đó? Giải thích?
c) Tính thể tích không gian trống trong ô mạng cơ sở của Vanađi?
Phân tích:
Để rèn khả năng tư duy cho HS về dạng bài toán tinh thể kim loại kết tinh
theo kiểu lập phương tâm khối, nhưng rèn ở mức độ nâng cao hơn đó là dữ kiện
đề bài chưa cho biết kiểu mạng mà kim loại kết tinh.
a) Thể tích của ô cơ sở của Vanađi là:
V = (307 pm)3 = (307 x 10-8 cm)3 = 28,9344 x 10-24 (cm3)
Khối lượng của ô cơ sở là:
m = 28,9344 x 10-24 (cm3) x 5,96 (g/cm3) = 172,4493 x 10-24 (g)
Vì chưa cho biết Vanađi kết tinh theo kiểu mạng lập phương nào. Gọi n là
số nguyên tử Vanađi trong 1 ô cơ sở thì khối lượng một nguyên tử Vanađi là:
m

V

=

172,4493 x 10-24
n

(g)

Biết rằng khối lượng mol nguyên tử của Vanađi (AV) là 54,94 gam
7


Ta có: AV = mV x N0 (N0 là số avôgađro)
172,4493
x 10-24 x 6,022 x 1023
n
103,8489
50,94 =
→ n = 2,0386 ⇒ n ≈ 2.
n
50,94 =

Vậy trong mỗi ô mạng cơ sở của Vanađi chứa 2 nguyên tử.
Mỗi ô mạng cơ sở lập phương tâm khối có 8 đỉnh, mỗi đỉnh chứa

1
nguyên
8

tử, ở tâm của khối lập phương chứa 1 nguyên tử.
1
8

Tổng số: (8 × ) + 1 = 2 (nguyên tử)
⇒ Vanađi kết tinh theo kiểu lập phương tâm khối.

b) Trong cấu trúc này, nguyên tử nằm ở tâm có 8 láng giềng gần chiếm
những đỉnh ở khoảng cách d. Như vậy, một nguyên tử ở đỉnh thuộc về 8 ô mạng
khác nhau, có 8 láng giềng, một ở tâm của mỗi ô mạng. Do đó, số phối trí bằng 8.
c) Mặt chéo mạng tế bào cơ sở V (theo hình vẽ):

§é ®Æt khÝt =

V2 nguyªn tö
V« m¹ng c¬ së

Từ hình vẽ, ta có: AD2 = a2 + a2= 2a2
Xét mặt ABCD: AC2 = a2 + AD2 = 3a2.
Mặt khác, ta thấy AC = 4r = a 3
-8
⇒ r = a 3 = 3,87 x10 x 1,732 = 1,3293 x 10-8 (cm)

4

4

8


4
3

V2 nguyªn tö = 2 × × πr 3 = 2 ×

4
× (3,1416) × (1,3293 ×10-8 )3
3

19,6783 ×10-24
= 0,68 hay 68%
= 19,6783 ×10 (cm ). §é ®Æt khÝt =
28,9344 ×10-24
-24

3

Thể tích không gian trống trong ô mạng cơ sở của Vanađi = 32%.
Ví dụ 3: Tinh thể đồng kim loại có cấu trúc lập phương tâm diện.
a) Hãy vẽ cấu trúc mạng tế bào cơ sở và cho biết số nguyên tử Cu chứa trong tế
bào sơ đẳng này.
b) Tính cạnh lập phương a (Å) của mạng tinh thể, biết nguyên tử Cu có bán
kính bằng 1,28 Å.
c) Xác định khoảng cách gần nhất giữa hai nguyên tử Cu trong mạng.
d) Tính khối lượng riêng của Cu theo g/cm3.
Phân tích:
Rèn cho HS quan sát các dữ kiện của bài toán về tinh thể có cấu trúc lập
phương tâm diện thông qua hình vẽ, rèn năng lực tư duy trừu tượng về các hạt
tinh thể Cu không thể nhìn thấy bằng mắt thường:
a) Mạng tế bào cơ sở của Cu (hình vẽ):
A

B

A

B
E

a

E
C

D
D

C

Theo hình vẽ, số nguyên tử Cu là:
Ở tám đỉnh hình lập phương = 8 ×
Ở 6 mặt hình lập phương = 6 ×

1
=1
8

1
=3
2

Vậy tổng số nguyên tử Cu chứa trong tế bào sơ đẳng: 1 + 3 = 4 (nguyên tử)
b) Xét mặt lập phương ABCD ta có: AC = a 2 = 4 × rCu
0

a = 4 × rCu = 4 ×1,28 A = 3,63 (Å)
2
2
9


c) Khoảng cách ngắn nhất giữa 2 nguyên tử là đoạn AE:
AE =

AC a 2
=
= 2,55 (Å)
2
2

d) Cứ 1 mol Cu = 64 (g).
Thể tích của 1 tế bào cơ sở = a3 chứa 4 nguyên tử Cu.
1 mol Cu có NA = 6,02 ×1023 nguyên tử.
Khối lượng riêng d =

64
m
= 8,88 (g/cm 3 ).
=4×
23
−8 3
6,02 ×10 × (3,63×10 )
V

Nâng cao dần khả năng tư duy của học sinh bằng cách nâng dần mức độ
yêu cầu của bài tập, mạng tinh thể lập có cấu trúc lập phương tâm diện nhưng
của tinh thể hợp chất:
Ví dụ 4: Muối LiCl kết tinh theo mạng lập phương tâm diện. Ô mạng cơ sở
có độ dài mỗi cạnh là 5,14 × 10-10 m. Giả thiết ion Li+ nhỏ tới mức có thể xảy ra
tiếp xúc anion - anion và ion Li+ được xếp khít vào khe giữa các ion Cl-. Hãy tính
độ dài bán kính của mỗi ion Li+ , Cl- trong mạng tinh thể theo pm.

Phân tích:
Mỗi loại ion tạo ra một mạng lập phương tâm mặt. Hai mạng đó lồng vào
nhau, khoảng cách hai mạng là a/2. Hình mô tả một mặt của cả mạng LiCl:
A

B
E

D

C

Tam giác tạo bởi hai cạnh góc vuông AB = BC = a; cạnh huyền là đường
chéo AC = d, khi đó: d2 = AC2 = 2a2 ⇒ d = a 2 và d = 4 rCl

-

10


-10
⇒ r - = a 2 = 5,14 × 10 × 2 = 182 (pm).
Cl

4

4

Xét một cạnh AB = a = 2rCl + 2rLi
-

⇒ Nên rLi+ =

+

a -2rCl
514 − 2 × 182
=
= 75 (pm).
2
2
-

uur

uur

Ví dụ 5: Clobenzen có momen lưỡng cực µ1 = 1,53 D ( µ1 hướng từ nhân
uur
uur
µ
ra ngoài); anilin có momen lưỡng cực 2 = 1,60 D ( µ2 hướng từ ngoài vào
ur

nhân benzen). Hãy tính µ của ortho-cloanilin; meta-cloanilin và para-cloanilin.
Phân tích:
uur

Clo có độ âm điện lớn, µ1 hướng từ nhân ra ngoài nhóm NH2 có cặp e tự do
liên hợp với hệ e π của vòng benzen ⇒ hai momen lưỡng cực cùng chiều:

ortho

para

meta

µ
Cộng vectơ, sử dụng hệ thức lượng trong tam giác: a2 = b2 + c2 – 2bc cos A

Dẫn xuất ortho:
uuuuur 2
uur 2
uur 2
uur uur
µ ortho = µ1 + µ 2 − 2 × µ1 µ 2 × cos600
uuuuur
uur 2
uur 2
uur uur
= µ1 + µ 2 − µ1 µ 2 = 2,45 ⇒ µortho =

2, 45 = 1,56 (D).

Dẫn xuất meta:
uuuur 2 uur 2
uur 2
uur uur
µ meta = µ1 + µ 2 − 2 × µ1 µ 2 × cos1200
uuuur
uur 2
uur 2
uur uur
= µ1 + µ 2 + µ1 µ 2 = 7,35 ⇒ µ meta =

7,35 = 2,71 (D).

Dẫn xuất para:
uuuur
uur
uur
µ para = µ1 + µ 2 = 1,60 + 1,53 = 3,13 (D).

Nâng cao dần khả năng lao động trí óc cho học sinh bằng cách nâng dần
mức độ yêu cầu của bài tập:
Ví dụ 6: Biết độ dài vectơ momen lưỡng cực của liên kết C−Cl trong phân
11


uuuuur

tử triclobenzen là µC-Cl = 1,6 (D).
a. Hãy xác định đồng phân cấu tạo của triclobenzen có độ dài vectơ momen
ur

lưỡng cực của phân tử bằng µ = 0 .
b. Một đồng phân cấu tạo khác của triclobenzen có độ dài của vectơ momen
lưỡng cực lớn nhất. Hãy tính độ dài vectơ momen lưỡng cực của phân tử đó.
Phân tích:
a. Momen lưỡng cực của phân tử bằng tổng vectơ momen lưỡng cực của các
nguyên tử trong phân tử, có tính đến các cặp electron chưa liên kết của nguyên tố
trung tâm. Do nguyên tố clo có độ âm điện lớn hớn nguyên tố cacbon nên chiều
của vectơ momen lưỡng cực hướng từ trong nhân benzen ra ngoài phân tử.
Cl

Do có tính đối xứng nên hợp chất 1,3,5-triclobenzen (

Cl

Cl

) có mođun

ur

của momen lưỡng cực µ = 0 . Giải thích bằng hình vẽ bên dưới theo qui tắc
cộng vectơ:
uur

µ1

uur

µ1

uur

µ1

uu
r

µ1

b. Đồng phân có momen lưỡng cực lớn nhất là 1,2,3-triclobenzen. Phân tích
dữ kiện bài toán kết hợp với hình vẽ:
uur

uur
µ1

µ2
uur

µ1

uur
µ3

uur
µ1

Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác ta có:
uur 2
uur 2
uur 2
uur 2
uur 2
µ 2 = 2 × µ1 − 2 × µ1 × cos1200 ⇒ µ 2 = 3 µ1
uur 2
uur 2
uur 2
uur 2
uur 2 uur 2
uur 2
uur 2
µ3 = µ 2 + µ1 ⇔ µ3 = 3 µ1 + µ1 ⇔ µ3 = 4 µ1

12


uur
uur
⇔ µ3 = 2 µ1 = 2 × 1, 6 = 3, 2 (D).
uur

Mođun của momen lưỡng cực µ3 = 3, 2 ( D ).






Ví dụ 7: Xác định momen lưỡng cực (D) µ Cl , µ NO và µ CH trong các dẫn
2
3


xuất thế 2 lần của nhân bezen sau: 1,2-dinitrobezen ( µ = 6,6D ), 1,3-điclobezen (






µ =1,5D); p-nitrotoluen( µ =4,4D); hướng của µ CH 3 ngược với hướng của nhóm

NO2.
Phân tích:
Theo phương pháp cộng véctơ:
µ1 NO2
NO2

Cl
µ1

µ

µ2

NO2

µ2 CH3

Cl
ur 2 uur 2 uur 2
uur uur
ur
µ = µ1 + µ 2 + 2 µ1 . µ 2 cos θ hay µ =

uur2 uur2
uur uur
µ1 + µ2 + 2µ1.µ 2 .cosθ

* Trường hợp phân tử có 2 nhóm thế như nhau ( µ 1= µ 2 ) thì ta có :
ur 2
uur
uur
θ
µ = 2 µ1 2 (1 + cos θ ) = 4 µ1 2 cos
2

hay

uur

µ = 2 µ1 cos

θ
. Vậy:
2

uuuur
uuuur
π
60
= 600 thì 6,6 = 2 µ NO2 . cos
→ µ NO2 = 3,8 (D)
3
2

1,2-dinitrobenzen có θ =

π
3

uuur

1,3-diclobenzen có θ = 2 = 1200thì 1,5 = 2 µCl . cos

uuur
120
→ µCl = 1,5 (D).
2

* Trường hợp phân tử có 2 nhóm thế khác nhau ( µ 1≠ µ 2) như p-nitrotoluen
thì:
θ=

uuuur

uuuur

uuuur

1800 và µ NO và µCH có hướng ngược nhau, µ NO hướng từ trong ra ngoài
2

3

2

uuuur

còn µCH lại hướng từ ngoài vào trong.
3

uuuur

ur

uuuur

Theo phép cộng vectơ: µ ( p-nitrotoluen) = µ NO – µCH
2

uuuur

Hay 4,4 = 3,8 – µCH

3

3

uuuur

→ µCH = 3,8 – 4,4 = – 0,6 (D).
3

13


uuuur
uuuur
⇒ Dấu trừ chứng tỏ µCH3 ngược hướng với µ NO2 ).

⇒ Như vậy, thông qua bài tập HS rèn được các thao tác tư duy, dần dần
hình thành kỹ năng, kỹ xảo phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát,. . . Đó là cơ
sở cho quá trình phát triển tư duy.
2.2.2. Rèn năng lực tư duy độc lập
Trong quá trình DH, cần phải rèn cho HS thói quen suy nghĩ độc lập, có tư
duy độc lập mới có tư duy logic, tư duy hình tượng, tư duy biện chứng và như
vậy mới có tư duy phê phán. Có tư duy phê phán mới phát hiện được vấn đề, do
đó mới có tư duy sáng tạo. Như vậy, độc lập là tiền đề cho sáng tạo nên việc
truyền thụ kiến thức và rèn luyện năng lực suy nghĩ độc lập phải được coi trọng
như nhau.
Ví dụ 1: Phân tử X có công thức dạng abc .Tổng số hạt mang điện và không
mang điện trong phân tử X là 82. Trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt
không mang điện là 22, hiệu số khối giữa b và c gấp 10 lần số khối của a, tổng số
khối của b và c gấp 27 lần số khối của a. Tìm công thức phân tử đúng của X.
Phân tích:
Từ dữ kiện của bài toán, thiết lập các phương trình, liên kết các phương
trình được hệ phương trình:
Gọi số hạt proton, nơtron, số khối của nguyên tử a là: Za, Na, Aa
Gọi số hạt proton, nơtron, số khối của nguyên tử b là: Zb, Nb, Ab
Gọi số hạt proton, nơtron, số khối của nguyên tử c là: Zc, Nc, Ac
2(Za + Zb + Zc) + (Na + Nb + Nc) = 82

(1)

2(Za + Zb + Zc) - (Na + Nb + Nc) = 22

(2)

Ab - Ac = 10 Aa (3)
Ab + Ac = 27Aa (4)
Từ (1) và (2) : (Za + Zb + Zc) = 26; (Na + Nb + Nc) = 30
=> Aa + Ab + Ac = 56
Giải được: Aa = 2 ; Ab = 37 ; Ac = 17. Kết hợp với: (Za + Zb + Zc) = 26
Tìm được: Za = 1 (H), Zb = 17 (Cl) ; Zc = 8 (O). Các nguyên tử là:
2
1

H;

37
17

Cl;

17
8

Cl. Công thức của X: HClO.

Ví dụ 2: Hợp chất Z được tạo bởi 2 nguyên tố M, R có công thức M aRb
14


trong đó R chiếm 6,667% khối lượng. Trong hạt nhân nguyên tử M có n = p + 4,
còn trong hạt nhân nguyên tử R có n’ = p’, trong đó n, p, n’, p’ là số nơtron và
proton tương ứng của M và R. Biết rằng tổng số hạt proton trong phân tử Z bằng
84 và a + b = 4. Tìm công thức phân tử của Z.
Phân tích:
Từ dữ kiện của bài toán, thiết lập được hệ phương trình:
R×b
6,667
1
=

M × a 93,333
14
n' = p'
a+b=4

(1)

n=p+4

(2)

(3)
(5)

pa + p'b = 84

(4)

Giải hệ phương trình ta có:
M = n + p → thay n = p + 4 được M = 2p + 4
R = n’ + p’ → thay n’ = p’ được R = 2p’
Thay tiếp vào (1) được 14p’b = pa + 2a (6)
Ghép (6) với (4) cho 15p’b = 84 + 2a. Hay p' =

84 + 2a
15b

Có hệ phương trình vẫn chưa tìm được nghiệm của bài toán, HS cần phải
độc lập suy nghĩ tìm ra hướng giải quyết cuối cùng là lập bảng tìm nghiệm:
a
b
p’
p
Chọn

1
3
1,91
Loại

2
2
2,93
Loại

3
1
6
26
Chọn

Vậy R là C (cacbon); M là Fe (sắt) hợp chất Z là Fe3C
Như vậy, HS vừa lập hệ phương trình từ các dữ kiện đã cho, vừa suy nghĩ
để tìm hướng giải vì khi đã có hệ phương trình vẫn chưa thể giải tìm được
nghiệm của bài toán ⇒ Các em không chỉ hiểu được bản chất của quá trình, mà
còn rèn luyện được cả năng lực suy nghĩ độc lập.
2.2.3. Rèn năng lực tư duy logic
Hoá học là một môn khoa học thực nghiệm, vì vậy khi dạy HS các kiến thức
hoá học chúng ta không nên chỉ truyền đạt kiến thức dưới dạng những thực đơn
đã có sẵn, HS chỉ việc học thuộc, mà phải dạy cho HS cách phát hiện vấn đề, tìm
cách lý giải, tìm cách chứng minh những lập luận của mình bằng thực nghiệm,
15


bằng công thức, bằng hình vẽ, kiểm tra tính đúng đắn các lập luận của mình.
Để rèn tư duy logic cần sử dụng bài tập khi xây dựng tiến trình lập luận giải
dựa vào tính logic của vấn đề.
Ví dụ 1: Xác định nhiệt tạo thành của CaCl2 (tinh thể) biết:
- Nhiệt thăng hoa của Ca: +192 kJ.mol-1
- Tổng năng lượng ion hóa thứ nhất và thứ hai của nguyên tử Ca: +1745
kJ.mol-1
- Năng lượng phân li Cl2 : + 243 kJ.mol-1
- Ái lực với electron của nguyên tử clo: -364 kJ.mol-1
- Năng lượng mạng lưới tinh thể CaCl2 : -2247 kJ.mol-1.
Phân tích:
Để giải quyết yêu cầu của bài toán, từ các dữ kiện tưởng như không liên
quan với nhau, nhưng logic của bài toán ở chỗ để có phương trình tạo thành
CaCl2 (tinh thể) cần viết các phương trình quá chuyển hóa theo dữ kiện của đề
bài, cộng hoặc trừ các phương trình, ta được kết quả:
Giả thiết ta có:
Ca (r) → Ca(k)

∆H1

Ca (k) → Ca+ + 1e
Ca+(k) → Ca2+ + 1e

∆H 2

Cl2 (k) → 2Cl(k)

∆H 3

Cl(k) + 1e → Cl- (k)

∆H 4

Ca2+ (k)+ 2Cl-(k) → CaCl2 (tt)

∆H 5

Ca(r) + Cl2(k) → CaCl2 (r)

∆H

∆H = ∆H1 + ∆H 2 + ∆H3 + 2 ∆H 4 + ∆H5 = -795 (kJ.mol-1)
Ví dụ 2: Sử dụng các dữ liệu sau, tính ái lực proton (X) của NH3:
NH3 (K) + H+ €
Nhiệt sinh chuẩn:

Nhiệt phân ly:

NH4+

∆H0 = X?
ΔH s0 (NH4 Cl(r) ) = ∆Ho1 = - 313,5 kJ/mol
ΔH s0 (NH3(k) )

= ∆Ho2 = - 46 kJ/mol

ΔH 0pl(Cl2(k) )

= ∆Ho3 = 242 kJ/mol
16


ΔH 0pl(H2(k) )
I(H)

Năng lượng ion hóa:
Ái lực electron:

∆Ho4 = 430,5 kJ/mol
= ∆Ho5 = 1312,5 kJ/mol

= ∆Ho6

E (Cl)
U (NH4 Cl)

Năng lượng mạng tinh thể:

=

= ∆Ho7

= - 348 kJ/mol
= - 651,1 kJ/mol

Để tính ái lực proton (X) của NH3, HS cần suy nghĩ sang tình huống là
ngoài cách viết các phương trình chuyển hóa theo dữ kiện của đề bài, cộng hoặc
trừ các phương trình, logic của bài toán là có thể xây dựng giản đồ và áp dụng
định luật Hess:

Ta có: ∆Ho1 = ∆Ho2 + 1/2(∆Ho3 + ∆Ho4) + ∆Ho5 + ∆Ho6 + X + ∆Ho7
→ X = - 917,15 (kJ/mol)
Ví dụ 3: Có 1 pin điện được thiết lập trên cơ sở điện cực Cu nhúng vào
dung dịch Cu(NO3)2 0,1M và điện cực Ag nhúng vào dung dịch AgNO3 0,1M.
0
Biết: ECu

2+

/ Cu

0
= + 0,34V và E Ag

+

/ Ag

= + 0,80V.

a. Tính suất điện động của pin ở 250C.
b. Tính nồng độ mol/lit các ion trong dung dịch khi pin ngừng hoạt động.
Phân tích:
a. PTHH của phản ứng xảy ra trong pin khi pin hoạt động:
Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag
E pin = Ecùc d­¬ng - Ecùc ©m = E Ag + / Ag − ECu 2+ / Cu

17


0
= ( E Ag

+

/ Ag

0, 059
0, 059
0
lg[ Ag + ]) − ( ECu
+
lg[Cu 2 + ]) = 0,4305 (V).
2+
/ Cu
1
2

+

b. Pin ngừng hoạt động, thế ở 2 điện cực bằng nhau:
E pin = E Ag + / Ag − ECu 2+ / Cu = 0
0
⇔ ( E Ag
+
+
/ Ag

0, 059
0, 059
0
lg[ Ag + ]) − ( ECu
+
lg[Cu 2+ ]) = 0
2+
/ Cu
1
2

2

0
0
2 × ( E Ag
− ECu
)
 Ag + 
+
2+
/ Ag
/ Cu
→ lg
]
=
= -15,5932
0, 059
Cu 2+ 

HS thấy logic của bài toán là trong quá trình hoạt động [Ag+] giảm.
Gọi x là nồng độ của Ag+ giảm thì nồng độ Cu2+ tăng là x/2:
⇔ [Ag+] = (0,1- x) và [Cu2+] = 0,1 + (x/2).
2

 Ag + 
(0,1 − x) 2
=
= 10−15,5932 → x ≈ 0,1
Ta có:
2+
Cu  (0,1 + 0,5 x)
→ [Cu2+] ≈ 0,15 (M); [Ag+] =

10−15,5932.0,15 ≈ 6,1865.10-9 (M).

⇒ Để học tốt môn hoá học rất cần đến sự suy luận và nhớ thông qua sự suy
luận logic.
2.2.4. Rèn năng lực phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề
Rèn cho HS biết phát hiện, đặt ra và giải quyết những vấn đề gặp phải trong
học tập, trong cuộc sống không chỉ có ý nghĩa ở tầm PPDH mà cần được đặt ra
như một mục tiêu giáo dục và đào tạo. BTHH có thể sử dụng để rèn cho HS năng
lực phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề.
Ví dụ 1: Cho 1,92 gam Cu vào 100 ml dd chứa đồng thời KNO 3 0,16M và
H2SO4 0,4M, sinh ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và dd A. Tính thể tích (lít)
dd NaOH 0,5M tối thiểu cần cho vào dd A để kết tủa hết ion Cu2+?
* Nêu tình huống có vấn đề:
kh«ng ph¶n øng
Cu + KNO3 


kh«ng ph¶n øng
Cu + H 2SO 4 lo·ng 


→ ?
Cu + KNO3 + H2SO4 

* Hướng HS tự lực suy nghĩ để giải quyết vấn đề:
Ion NO-3 có tính oxi hoá trong môi trường axit (ví dụ: HCl, H 2SO4,...), biểu
diễn bằng phương trình ion thu gọn:
18


3Cu + 2NO-3 + 8H + 3Cu 2+ + 2NO + 4H 2O (1)
Ban đầu:

0,03

0,016

0,08

(mol)

Phản ứng:

0,024

0,016

0,064 0,024

0,016

(mol)

kt ta ht Cu2+ trong dd A bng dd NaOH thỡ cú nhng phn ng hoỏ
hc no xy ra?
iu ny buc HS phi c lp suy ngh gii quyt vn trong tỡnh
hung mi t ra: Trc ht phi dựng OH- trung hũa ion H+ cũn d sau phn
ng (1), sau ú kt ta ion Cu2+ trong dd A, cỏc phng trỡnh ion thu gn:
H + + OH- H 2O
0,016 0,016

(2)
(mol)

Cu 2+ + 2OH-
Cu(OH)2 (3)
0, 024

0,048

(mol)

n OH- = 0,048 + 0,016 = 0,064 (mol)
Vdung dịch NaOH =

0,064
= 0,128 (lít).
0,5

Vớ d 2: Cho 15,06 gam hn hp A gm Fe v KL M hoỏ tr khụng i.
Chia hn hp A thnh 2 phn bng nhau. Phn 1: Hũa tan ht vo dd HCl c
3,696 lớt H2 (ktc). Phn 2: Hũa tan ht vo dd HNO3 loóng (d) c 3,36 lớt NO
(ktc). Tỡm M?
Phõn tớch:
Vỡ KL M cú hoỏ tr khụng i nờn gi M M l khi lng mol v n l hoỏ tr ca
KL (1 n 3) a bi toỏn v tỡm giỏ tr

MM
, bin lun tỡm cỏc giỏ tr ca n
n

xỏc nh MM.
Khi lng mi phn: m1 = m2 = 7,53 (gam).
t x, y ln lt l s mol ca Fe v M.
- Tỏc dng vi HCl: n H2 = 0,165 (mol)
Fe
Fe2+ + 2e (1)
x

2x

(mol)

M
M n+ + ne (2)
y

ny

(mol)

19


2H + + 2e 
→ H 2 (3)
0,33

0,165

(mol)

Theo định luật bảo toàn electron ⇒ 2x + ny = 0,33 (I)
- Tác dụng với HNO3: n NO = 0,15 (mol)
M 
→ M n+

Fe 
→ Fe3+ + 3e
x

3x

(mol)

y

+ ne
ny (mol).

NO-3 + 4H + + 3e 
→ NO ↑ + 2H 2O
0,45

0,15

(mol).

Theo định luật bảo toàn electron ⇒ 3x + ny = 0,45 (II)
- Khối lượng của mỗi phần: 56x + yMM = 7,53 (III)
Từ (I), (II), (III) ⇒ yMM = 0,81; ny = 0,09;


MM
0,81
=
= 9 ⇒ n = 3 vµ M M = 27 (Al)
n
0,09
* Nhằm phát triển tư duy cho HS, từ ví dụ 1 GV có thể đặt vấn đề:

+ Nếu bài toán chưa cho biết KL M có hoá trị thay đổi hay không thì cần
chú ý điểm nào?
+ Nếu hỗn hợp ban đầu chia thành 2 phần không bằng nhau thì làm thế nào
?
Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm Mg và KL M. Hòa tan 8 gam hỗn hợp X vào một
lượng dd HCl 7,3% (D = 1,2 gam/ml) vừa đủ thu được 4,48 lít H 2 (đktc). Mặt
khác, cho 8 gam hỗn hợp X tác dụng với khí Cl2 thì cần dùng 5,6 lít Cl2 (đktc) tạo ra
hai muối clorua. Tính thể tích dd HCl và khối lượng mol của M.
Phân tích:
Vì bài toán yêu cầu tìm KL M chưa rõ hoá trị nên gọi n, m lần lượt là hoá trị
của M trong các hợp chất MCln và MClm (1 ≤ n, m ≤ 3).
Trong 8 gam hỗn hợp X: nMg = x (mol); n M = y (mol).
Khối lượng của hỗn hợp X: 24x + My = 8.
- Tác dụng với HCl:

20


Mg + 2H + 
→ Mg 2+ + H 2 ↑ (1)
x

2x

M + nH +
y

x


→ M n+ +

(mol)

n
H ↑ (2)
2 2
ny

ny

(mol)

2

Từ (1) và (2) ⇒ Tõ (1) vµ (2) ⇒ n HCl = n H+ = 2 × n H2 = 0,2 × 2 = 0,4 (mol).
C M (HCl) =

10 × C% × D 10 × 7,3×1,2
0,4
1
=
= 2,4 (M) ⇒ V =
=
(lÝt).
M
36,5
2,4 6

- Tác dụng với Cl2:


→ MgCl 2 (3)

Mg + Cl2
x

x

M+

(mol)

M+

m
Cl 
→ MCl n
2 2

y

my
2

y

m
Cl 
→ MCl n
2 2
my
2

(4)
(mol)

mol

Tõ (1) vµ (2) ⇒ n H+ = 2x + ny = 0,4 (II)

Từ (3) và (4) ⇒ nCl2 = x +

my
= 0,25 ⇒ 2x + my = 0,5 (III)
2

Lấy (III) trừ (II) ⇒ (m - n)y = 0,1 ⇒ m > n.
+ Với m = 3, n = 2 ⇒ y = 0,1 và x = 0,1. Từ (I) ⇒ MM = 56 (Fe).
+ Với m = 2, n = 1 (loại); V (loại)
+ Với m = 3, n = 1 (loại).
Ví dụ 4: Có hỗn hợp X gồm Al, Fe và KL M có hoá trị 2 với tỉ lệ số mol lần
lượt là 1 2: 1 : 21. Chia hỗn hợp X làm 2 phần:
Phần 1: Gồm 21,1 gam X cho tác dụng vừa hết với 11,2 lít Cl2 (đktc).
Phần 2: Cho tác dụng với dd HCl (dư), thu được 4,48 lít H2 (đktc).
Tìm KL M và tính khối lượng mỗi KL trong hỗn hợp X ?
Phân tích:
21


HS phải phát hiện được vấn đề của bài toán là c
Vì chia hỗn hợp X thành 2 phần không bằng nhau:u nên:
- Phần 1: Gọi nAl = x ⇒ nFe = x và nM = 2x.
Tác dụng với Cl2:
Al + 1,5Cl2 
→ AlCl 3 (1)
x

1,5x

(mol)

Fe + 1,5Cl2 
→ FeCl3 (2)
x

1,5x

(mol)

M + Cl 2
2x


→ MCl 2 (3)

2x

(mol)

Số mol Cl2 = 1,5x + 1,5x + 2x = 0,5 ⇒ x = 0,1.
Khối lượng X ở phần 1: 27x + 56x + MM × 2x = 21,1 ⇒ MM = 64
⇒ Nguyên tử khối của KL M = 64 ⇒ M là Cu.

Giải quyết vấn đề:
- Phần 2: Đặt số mol của các KL ở phần II gấp k lần ở phần I.
⇒ nAl = kx, nFe = kx và nCu = 2kx.
Tác dụng với HCl:
Al + 3H + 
→ Al 3+ + 1,5H 2 ↑ (1)
kx

1,5kx

Fe + 2H + 
→ Fe 2+ + H 2 ↑
kx

kx

(mol)

(2)
(mol)

Cu + HCl 
→ kh«ng ph¶n øng.
n H2 = kx + 1,5kx = 0,2 ⇒ k(x + 1,5x) = 0,2 ⇒ k = 0,8.

Trong hỗn hợp X: mAl = 27(0,1 + 0,8.0,1) = 4,86 (g)
mFe = 56(0,1 + 0,8.0,1) = 10,08 (g)
mCu = 64(0,2 + 0,8.0,2) = 23,04 (g).
Tổng hợp:
- Muốn xác định KL, trước hết ta cần xác định khối lượng mol (M).
- Nếu KL chưa cho hoá trị thì ta gọi hoá trị là n và tìm phương trình liên hệ
M = f(n), biện luận để tìm n và M.
- Nếu KL khi tác dụng với 2 chất khác nhau thể hiện 2 hoá trị khác nhau thì
phải đặt các hoá trị là n, m. biện luận để tìm n, m và M.
22


- Nếu hỗn hợp ban đầu của bài toán chia thành 2 phần không bằng nhau thì
ta giả sử phần này gấp k lần phần kia.
2.2.5. Rèn năng lực tư duy linh hoạt, sáng tạo
Sử dụng bài tập để rèn năng lực tư duy linh hoạt sáng tạo, luôn tìm con
đường đi đến kết quả là ngắn nhất thông qua sự suy luận tinh tế chứ không phải
bằng cách “đoán mò”. GV phải dạy cho HS nắm vững kiến thức cơ bản, áp dụng
công thức, HS tìm ra điểm logic một bài tập để hình dung ra hướng giải và đi tìm
cách giải phù hợp nhất:
Ví dụ 1: Trong dãy phóng xạ
thành đồng vị bền

206
82

238
92

U , qua 1 dãy phóng xạ liên tiếp

238

U biến

Pb . Hỏi trong quá trình phóng xạ có bao nhiêu hạt α, bao

nhiêu hạt β được phóng ra từ 1 hạt nhân 238U?
Phân tích:
HS xác định yêu cầu của đề bài là tìm số hạt α, β được phóng ra thì phải tư
duy và biết vận dụng ngay kiến thức về các kiểu phóng xạ và định luật chuyển
dịch phóng xạ để xác định số hạt phóng ra. Xây dựng tiến trình luận giải bằng
lập luận logic của bài toán như sau:
Sự phóng xạ α làm giảm số khối đi 4 đơn vị, phóng xạ β không làm giảm số
khối. Vậy trong quá trình phóng xạ số hạt α được phóng ra là:
Nα =

238 − 206
= 8 (hạt)
4

Khi phóng xạ 8 hạt α thì số điện tích hạt nhân Z giảm đi là: 8.2 = 16
Trong dãy biến đổi phóng xạ, số proton chỉ giảm 92 – 82 = 10
Mà mỗi lần phóng xạ β số proton của hạt nhân lại tăng thêm 1 đơn vị nên số
hạt β được phóng ra là: Nβ = 16 –10 = 6 (hạt).
Đây là bài tập vận dụng kiến thức đã học nhằm củng cố kiến thức định luật
chuyển dịch phóng xạ cho HS.
Nâng cao dần khả năng lao động trí óc cho học sinh bằng cách nâng dần
mức độ yêu cầu của bài tập:
Ví dụ 2:

23


1. Uran trong thiên nhiên chứa 99,28%
năm) và 0,72%

238

U (có thời gian bán huỷ là 4,5.109

235

U (có thời gian bán huỷ là 7,1.10 8 năm). Tính tốc độ phân rã

mỗi đồng vị trên trong 10 gam U3O8 mới điều chế.
2. Mari và Pie Curi điều chế

226

Ra từ quặng Uran trong thiên nhiên.

226

Ra

được tạo ra từ đồng vị nào trong hai đồng vị trên?
Tóm tắt:
99, 28% 238 U (t1/ 2 = 4,5.109 ) A( 238 U) = ?
1. Uran chứa 
→  235
trong 10 g U3O8
235
8
0,72% U (t1/ 2 = 7,1.10 )
A( U) = ?

2. ? U → 226 Ra
Phân tích: Dựa vào tóm tắt, từ những dữ kiện của đề bài và yêu cầu xác
định tốc độ phân rã của hạt nhân thì HS cần phải định hướng cách giải bằng
những lập luận logic của bài toán như sau:
1. Để xác định tốc độ phân huỷ hạt nhân được hiển thị bằng độ phóng xạ,
tính theo phương trình A = k.N (*) với k là hằng số tốc độ phân huỷ, N là tổng số
hạt nhân phóng xạ có ở thời điểm xét:
+ Trước hết cần tìm k: ta có k = 0,693/t1/2
t1/2 là thời gian phân huỷ đầu bài đã cho. Khi tính nên đổi ra giây cho phù
hợp thông lệ.
+ Đối với các bài tập thông thường cho U dưới dạng đơn chất, trong bài tập
này, U tồn tại dưới dạng hợp chất nên tiếp đến tìm số hạt nhân của 2 loại đồng vị
trong hợp chất dựa vào các dữ kiện của bài đã cho như sau:
- Tìm nguyên tử khối trung bình của Uran:
238 × 99,28 + 235 × 0,72
= 237,98 (g/mol)
100
- Tìm số mol U3O8 có trong 10 gam là:
10,0
≈ 1,19 ×102 (mol)
( 237,98 × 3 + 16 × 8 )
- Số hạt nhân Uran có tổng cộng là: 1,19 × 102 × 6,022 × 1023 × 3 = 2,15 × 1022
Trong đó: N(238U) = N(238) = 2,15 × 1022 × 0,9928 = 2,13 × 1022
N(235U) = N(235) = 2,15 × 1022 × 0,0072 = 1,55 × 1020
+ Dùng phương trình (*) để tính tốc độ phân rã của từng loại hạt nhân Uran
24


U có A(238) = k(238) × N(238) =

238

2,13 ×1022 × 0,6931
4,5 ×109 × 3,16 × 107

A(238) = 1,04 × 106 hạt nhân/giây
U có A(235) = k(235) × N(235) =

235

1,55 ×1020 × 0,6931
7,1×109 × 3,16 ×107

A(235) = 4,76 × 104 hạt nhân/giây.
2. Dựa vào định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích, ta có phương
trình:

U→

238
92

226
88

Ra + 3 24 He + 2 −01 e

Vậy 226Ra được điều chế từ 238U.
Khi làm bài tập này, thì HS cần lưu ý Uran phóng xạ hạt α. Đây là tính chất
đặc biệt để HS giải quyết câu hỏi này.
Ví dụ 3: Một chất rắn X chỉ chứa H và O. Ở 0 oC, P = 1 bar nó kết tinh trong
hệ lục giác. Ô mạng cơ bản cho ở hình vẽ dưới đây. Các thông số: a = 452 pm, c
= 739 pm.
1. Xác định số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong ô mạng của X, từ đó rút
ra công thức HxOy của mắt và số mắt trong hợp chất này. Cho biết tên thông
thường của chất rắn X.
2. Xác định khối lượng thể tích của X?
a = 452 pm

Tóm tắt: Chất rắn X (HxOy) kết tinh 
→ hệ lục giác 

c = 739 pm

1. HxOy ? Tên của X?
2. ρx = ?

Phân tích:
Yêu cầu của đề bài là tìm số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong 1 ô mạng
thì HS cần phải xác định được vị trí của các nguyên tử trong ô mạng và sự đóng
góp của nó trong 1 ô mạng như thế nào?

25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×