I. Cơ sở lí luận
Môn hóa học là một môn học có vị trí rất quan trọng trong nhà trường
trung học cơ sở, cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản có hệ thống
tương đối toàn diện về lĩnh vực hóa học, góp phần vào việc phát triển tư duy
khoa học cho học sinh, rèn cho học sinh những tác phong cơ bản: tỉ mỉ, cẩn
thận, tiết kiệm, đoàn kết, hợp tác, giúp xây dựng cho các em một thế giới quan
khoa học từ đó tạo cho các em đầy đủ phẩm chất của người lao động hiện đại,
biết nghiên cứu để tạo ra các chất mới đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về tiến bộ
khoa học công nghệ.
Thế kỷ 21 với nền kinh tế tri thức đòi hỏi con người muốn tồn tại đều phải
học, học suốt đời. Vì thế năng lực học tập của con người phải được nâng lên
mạnh mẽ nhờ vào trước hết người học biết “Học cách học” và người dạy biết
“Dạy cách học”. Như vậy thầy giáo phải là “Thầy dạy việc học, là chuyên gia
của việc học”.
Ngày nay dạy cách học đã trở thành một trong những mục tiêu đào tạo,
chứ không còn chỉ là một trong những giải pháp nâng cao chất lượng và hiệu
quả đào tạo.
Trong một xã hội đang phát triển nhanh theo cơ chế thị trường, cạnh tranh
gay gắt thì việc phát hiện sớm, giải quyết nhanh, sáng tạo và hợp lý những vấn
đề nảy sinh trong thực tiễn là một năng lực đảm bảo sự thành đạt trong học tập
và cuộc sống. Vì vậy, tập cho học sinh biết phát hiện, đưa ra và giải quyết các
vấn đề gặp phải trong học tập, trong cuộc sống của các cá nhân, gia đình và
cộng đồng, không chỉ có ý nghĩa ở phương pháp dạy học mà được đặt ra như
một mục tiêu giáo dục và đào tạo. Mặt khác, để thực hiện tốt việc đổi mới kiểm
tra đánh giá kết quả học tập của học sinh, Bộ Giáo dục và Đào tạo chủ trương áp
dụng hình thức trắc nghiệm khách quan trong kiểm tra và thi cử. Trắc nghiệm
khách quan là phương pháp kiểm tra kiến thức chính xác khách quan. Thông qua
các câu hỏi và bài tập trắc nghiệm các em học sinh có dịp củng cố khắc sâu các
kiến thức đã học trong sách giáo khoa, đồng thời nó giúp thầy và trò điều chỉnh
việc dạy và học nhằm đạt kết quả cao hơn.
có dạng (C3H8O)n Ta có MA = 60 60n = 60 n= 1 Vậy công thức phân tử của A là C3H8O Bài toán 2: Khi phân tích hợp chất hữu cơ A thấy: Cứ 2,1 phần khối lượng C lại có 2,8 phần khối lượng O và 0,35 phần khối lượng H. Hãy xác định công thức phân tử của A, biết 1 gam hơi A ở đktc chiếm thể tích 0,3733 lít. * Phân tích bài toán : - Ở bài này, muốn tính khối lượng mol của chất chưa biết phải dựa vào dữ kiện nào để tính? M = n m mà n = 4,22 V - Cách giải tương tự bài 1, nhưng thay % bằng khối lượng. * Bài giải: Gọi công thức phân tử của A là: CxHyOz (x, y,z Z +) Ta có: x : y : z = 12 1,2 : 1 35,0 : 16 8,2 = 0,175 : 0,35 : 0,175 = 1: 2: 1 Công thức phân tử đơn giản của A : CH2O Khối lượng mol của A là: MA = 3733,0 4,22.1 = 60(g) Phân loại và rèn kĩ năng giải bài toán lập công thức hóa học hợp chất hữu cơ 7/29 Công thức phân tử của A có dạng: (CH2O)2 = 60 30n = 60 n = 2 Vậy công thức phân tử của A là C2H4O2 * Nhận xét: Ở bài này ẩn là khối lượng mol M, học sinh nhớ lại công thức tính M. DẠNG 2: BÀI TOÁN ĐỐT LƯỢNG CHẤT HỮU CƠ TRONG ĐÓ BIẾT LƯỢNG CHẤT ĐEM ĐỐT, KHỐI LƯỢNG CHẤT SẢN PHẨM VÀ KHỐI LƯỢNG MOL CỦA CHẤT HỮU CƠ. Bài toán 1: Đốt cháy hoàn toàn 1,44 gam chất hữu cơ A. Sau phản ứng thu được 2,24 lít khí CO2(đo ở đktc) và 2,16 gam H2O. Tìm công thức phân tử của A biết rằng 0,01 gam hơi chất A ở đktc chiếm 3,1ml. * Phân tích bài toán: - Một hợp chất hữu cơ khi đốt cháy cho sản phẩm là CO2 và H2O giúp ta suy ra được điều gì? (Giúp biết thành phần định tính của hợp chất đó hay công thức tổng quát. Điều khẳng định này phải dựa vào số liệu tính toán- thành phần định lượng.) - Từ đó tìm ra công thức đơn giản của hợp chất A - Dữ liệu 0,01 gam hơi A(đktc) có V = 3,1ml =0,0031(l) giúp ta tính được đại lượng nào? (Tìm được MA từ đó tìm được công thức phân tử của hợp chất A) - Sau khi phân tích xong thì giáo viên giúp học sinh lập sơ đồ: A + O2 0t CO2 + H2O nC = 2COn mC = nC .MC nH = 2nH2O mH = nH .MH mC + mH = mA A gồm C và H Nếu mC + mH < mA thì A gồm C, H và O Từ V nA = 4,22 V và mA = 0,01(g) ta tính được MA = n m Phân loại và rèn kĩ năng giải bài toán lập công thức hóa học hợp chất hữu cơ 8/29 * Bài giải: Số mol CO2 và H2O là: 2CO n = 4,22 V = 4,22 24,2 = 0,1mol OHn 2 = M m = 18 16,2 = 0,12mol Số mol C và H có trong CO2 và H2O là: nC = 2COn = 0,1mol Hn = 2 OHn 2 = 2 . 0.12 = 0,24mol Khối lượg C và H có trong A là: mC = nC . MC = 0,24 . 1 = 0,24(g) Ta có: mC + mH = 1,2 + 0,24 = 1,44(g) = mA Vậy A là Hiđrocacbon có công thức tổng quát là: CxHy (x, y Z +) Ta có: x : y = nC : nH = 0,1 : 0,24 = 5 : 12 Công thức đơn giản nhất của A là C5H12 Ta lại có: nA = 4,22 V mà MA = A A n m = V m 4,22. = 0031,0 4,22.01,0 = 72(g) Khi đó công thức phân tử của A có dang: (C5H12)n = 72 72n = 72 n = 1 Vậy công thức phân tử của A là C5H12 *Nhận xét: Dạng toán này đơn giản nếu biết khối lượng chất sản phẩm và M. Nhưng ở bài toán 1 ẩn M chưa biết nên học sinh thường hay lúng túng. Bài toán trên đã đưa ra một cách xác định giá tri của M. Bài toán 2: Đốt cháy hoàn toàn 5,8 gam hợp chất hữu cơ X. Sau phản ứng thu được 8,96 lít khí CO2 (đo ở đktc) và 9g H2O. Tìm công thức phân tử của X. Biết tỉ khối của X so với khí H2 là 29. Phân loại và rèn kĩ năng giải bài toán lập công thức hóa học hợp chất hữu cơ 9/29 * Phân tích bài toán: - Ở bài toán này hướng dẫn học sinh giống bài 1. Còn khối lượng mol M của hợp chất thì dựa vào dữ liệu nào? (dựa vào tỉ khối) Công thức tính tỉ khối? (dA/B = M M A A ) - B ở đây là chất nào? (H2) - Vậy có tìm được MA không? ( MA = M 2H .d) - Tìm nC, nH mC, mH Tính: mC + mH rồi so với mX? Công thức tổng quát của X. * Bài giải: Số mol CO2 và H2O là: 2CO n = 4,22 V = 4,22 96,8 = 0,4 (mol) OHn 2 = M m = 18 9 = 0,5 (mol) Số mol C và H có trong CO2 và H2O hay trong X là: nC = nCO2 = 0,4 (mol) Khối lượng của C và H trong X là: mC = nC . MC = 0,4 . 12 = 4,8(g) mH = nH . mH = 1 .1 = 1(g) Ta có: mC + mH = 4,8 + 1 = 5,8 = mX Vậy X là Hiđrocacbon có công thức tổng quát là: CxHy (x, y Z +) Ta có: x : y = nC : nH = 0,4 : 1 = 2 : 5 Công thức phân tử đơn giản của X là C2H5 Mà khối lượng mol của X là: MX = MH2 . 29 = 2 .29 = 58(g) Công thức phân tử của X có dạng: (C2H5)n = 58 29n = 58 n = 2 Phân loại và rèn kĩ năng giải bài toán lập công thức hóa học hợp chất hữu cơ 10/29 Công thức phân tử của X là: C4H10 * Nhận xét: Ở bài toán này ẩn số cũng là M. Như vậy lại có thêm một cách xác định M DẠNG 3: DẠNG TOÁN ĐỐT CHÁY CƠ BẢN NHƯNG SẢN PHẨM CHO DƯỚI TỈ LỆ MOL HOẶC TỈ LỆ THỂ TÍCH (Phương pháp giải: Dựa vào định luật bảo toàn khối lượng) Bài toán 1: Đốt cháy hoàn toàn 2,1 gam hợp chất hữu cơ B cần dùng 5,04 lít khí O2(đo ở đktc) thu được CO2 và H2O có tỉ lệ thể tích là 1 :1 ở cùng điều kiện. Tìm công thức phân tử của B biết tỉ khối hơi của B so với khí hiđro là 21. * Phân tích bài toán: - Ở bài toán này ta đã biết mCO2 , mH2O chưa? - Làm thế nào để tính được 2 đại lượng này? - Bài toán cho số liệu gì? Sử dụng như thế nào? - mA đã biết còn 2O m sẽ tính được giúp ta suy ra điều gì? - 2CO V : OHV 2 = 1 : 1 giúp ta suy ra điều gì? Để tháo gỡ những nút thắt đó ta phải dựa vào những kiến thức sau: - Định luật bảo toàn khối lượng. - Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất tỉ lệ về số mol giữa các chất khí chính là tỉ lệ về thể tích. - Từ đó ta sẽ tính được mCO2 , mH2O và bài toán lúc này quay về dạng toán cơ bản mà học sinh đã làm. * Bài giải: Số mol O2 và khối lượng của O2 là: OHn 2 = 4,22 V = 4,22 04,5 = 0,225(mol) OHm 2 = n . M = 7,2(g) Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: 2CO m + OHm 2 = Bm + 2Om = 2,1 + 7,2 = 9,3(g) Phân loại và rèn kĩ năng giải bài toán lập công thức hóa học hợp chất hữu cơ 11/29 Mặt khác ta biết ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất ta có: 2CO V : OH V 2 = 1 : 1 2CO n : OH n 2 = 1 : 1 Hay 2CO n = OHn 2 = x mol 2CO m = 2CO n . 2CO M = 44x OHm 2 = OHn 2 . OHM 2 = 18x Ta có phương trình: 18x + 44x = 9,3 x = 0,15 mol Vậy 2CO n : OH n 2 = 1 : 1 = 0.15mol nC = 2COn = 0,15 mol mC = nC . MC= 12. 0,15 = 1,8 (g) Hn = 2 OHn 2 = 2 . 0,15 = 0,3 (mol) mH = nH. MH = 0,3 . 1 = 0.3(g) Ta có: mC + mH = 1,8 + 0,3 =2,1 = mB Vậy B là Hiđrocacbon có công thức tổng quát là: CxHy (x, y Z +) Ta có: x : y = 0,15 : 0,3 = 1 : 2 Công thức phân tử đơn giản của B là: CH2 Mà khối lượng mol của B là: MB = d . 2H M = 21 .2 = 42 (g) Công thức phân tử của B có dạng: (CH2)n 14n = 42 n = 3 Vậy công thức phân tử của B là C3H6 * Nhận xét: Ở bài toán này dù ẩn là khối lượng của sản phẩm, song sử dụng các kiến thức đã học chúng ta sẽ xác định được các giá trị của ẩn và đưa bài toán về dạng cơ bản mà học sinh đã biết cách làm. Bài toán 2: Đốt cháy hoàn toàn 9,2 gam chất hữu cơ A trong bình chứa 13,44 lít khí O2(đo ở đktc), phản ứng thu được CO2 và H2O có tỉ lệ là 2 : 3. Tìm công thức phân tử của A, biết tỉ khối hơi của A với H2 là 23. * Phân tích bài toán: Tương tự bài 1 Phân loại và rèn kĩ năng giải bài toán lập công thức hóa học hợp chất hữu cơ 12/29 * Bài giải: Số mol O2 và khối lượng của O2 là: 2O n = 4,22 V = 4,22 44,13 = 0,6 (mol) 2O m = 2O n . 2O M = 0,6 . 32 = 19,2(g) Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: 2CO m + OHm 2 = Am + 2Om = 9,2 + 19,2 = 28,4(g) Theo đầu bài, ta có: OH CO n n 2 2 = 3 2 2CO n = 3 2 OHn 2 Gọi OHn 2 = x(mol) 2COn = 3 2 x OHm 2 = 18x 2CO m = 3 2 .44x = 3 88x 18x + 3 88x = 28,4 54x + 88x = 85,2 x = 0,6(mol) 2CO n = 3 2 x = 0,4(mol) Cn = 2CO n = 0,4(mol) mC = 0,4 .12 = 4,8(g) Hn = 2 OHn 2 = 2 .0,6 = 1,2(mol) mH = 1,2 .1 = 1,2(g) Ta có: mC + mH = 4,8 + 1,2 = 6< mA =9,2 A là dẫn xuất của Hiđrocacbon, phân tử của A gồm C,H,O mO = mA – (mC + mH) = 9,2 – (4,8 + 1,2) =3,2(g) nO = O O M m = 16 2,3 = 0,2(mol) Vậy công thức tổng quát của A là: CxHyOz (x, y, z Z +) Phân loại và rèn kĩ năng giải bài toán lập công thức hóa học hợp chất hữu cơ 13/29 Ta có: x : y : z = nC : nH : nO = 0,2 : 0,6 : 0,1 = 2 : 6 : 1 Công thức phân tử đơn giản của A là: C2H6O Mà khối lượng mol của A là: MA = d. 2H M = 23. 2 = 46(g) Công thức phân tử của A có dạng: (C2H6O)n (C2H6O)n = 46 46n = 46 n = 1 Vậy công thức phân tử của A là: C2H6O *Nhận xét: Ở bài này ẩn là khối lượng mol và khối lượng của sản phẩm, nhưng sử dụng các kiến thức đã học sẽ xác định được các giá trị của ẩn và đưa bài toán về dạng cơ bản mà học sinh đã biết cách làm. DẠNG 4: BÀI TOÁN ĐỐT CHÁY CÓ SẢN PHẨM TIẾP TỤC THAM GIA PHẢN ỨNG Bài toán 1: Oxi hóa hoàn toàn 4,2 gam chất hữu cơ X chỉ thu được khí CO2 và H2O. Khi dẫn toàn bộ sản phẩm vòa dung dịch nước vôi trong lấy dư thì thấy khối lượng bình tăng thêm 18,6 gam đồng thời xuất hiện 30 gam chất kết tủa. Mặt khác, khi hóa hơi một lượng chất X người ta thu được một thể tích đúng bằng 5 2 thể tích khí N2 có khối lượng tương đương ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất. Tìm công thức phân tử của X. * Phân tích bài toán: - Ở bài này phải hiểu sản phẩm gồm CO2 và H2O đi vào dung dịch Ca(OH)2. Khối lượng bình tăng lên đó là: mCO2 + mH2O = 18,6(g) - Kết tủa tạo thành là do phản ứng: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O - Số mol kết tủa tính được do đó tính được nCO2 mCO2 Tính được mH2O.. - Như vậy bài toán sẽ quay về dạng bài đã biết khối lượng sản phẩm mà học sinh đã biết cách làm. Phân loại và rèn kĩ năng giải bài toán lập công thức hóa học hợp chất hữu cơ 14/29 Dữ liệu VX = 5 2 VN2 giúp ta suy ra điều gì? - Khi thực hiện ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất giúp ta có được điều gì? ( XV = 5 2 2N V Xn = 5 2 2N n X X M m = 5 2 2 2 N N M m ) - Từ đó tính được Xm và như vậy sẽ tiếp tục giải bài toán tương tự như bài toán ở dạng bài 2. * Bài giải: Phương trình hóa học: X + O2 0 t CO2 + H2O (1) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (2) Số mol CaCO3 là: 3CaCO n = M m = 100 30 = 0,3(mol) Theo phương trình phản ứng (2) ta có: 2CO n = 3CaCO n = 0,3(mol) 2CO m = 2COn . 2COM = 0,3. 44 = 13,2(g) Khối lượng bình tăng lên đó là khối lượng của CO2 và H2O 2CO m + OHm 2 = 18,6(g) OHm 2 = 18,6 - 2COm = 18,6 – 13,2 = 5,4(g) Ta có: Cn = 2COn = 0,3 mol mC = 0,3 .12=3,6(g) Hn = 2 OHn 2 = 2 18 4,5 = 0,6(mol) mH = 0,6 .1=0,6(g) Ta có: mC + mH = 3,6 + 0,6 = 4,2 = mX X là Hiđrocacbon, phân tử gồm C và H Phân loại và rèn kĩ năng giải bài toán lập công thức hóa học hợp chất hữu cơ 15/29 Công thức tổng quát của X là: CxHy (x, y Z +) Ta có: x : y = nC : nH = 0,3 : 0,6 = 1 : 2 Công thức đơn giản của X là: CH2 Theo đầu bài ta có: Ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất: XV = 5 2 2N V Xn = 5 2 2N n X X M m = 5 2 2 2 N N M m Mà mX = mH MX = 2 5 2N M = 2 5 . 28= 70(g). Công thức của X có dạng là: (CH2)n (CH2)n= 70 14n = 70 n =5 Vậy công thức phân tử của X là :C5H10 * Nhận xét: Ở bài này ẩn cũng là giá trị của sản phẩm nhưng dựa vào phương trình phản ứng cho sản phẩm tạo ra ta cũng xác dịnh được khối lượng của sản phẩm. Giá trị M cũng là ẩn nhưng dựa vào đầu bài ta cũng xác định được M và đưa bài toán về dạng cơ bản mà học sinh đã biết cách làm. Bài toán 2: Đốt cháy hoàn toàn 6 gam hợp chất hữu cơ A rồi dẫn sản phẩm vào bình 1 chứa H2SO4 đặc và bình 2 chứa dung dịch Ca(OH)2dư. Sau phản ứng thấy khối lượng bình 1 tăng thêm 3,6 gam, bình 2 thu được 20 gam chất kết tủa. Tìm công thức phân tử của A. Biết tỉ khối hơi của A với H2 là 30. * Phân tích bài toán: - H2SO4 đặc có tính chất gì? Khối lượng tăng của bình 1 là khối lượng của chất nào? (Ở bài này khối lượng nước được tính theo khối tăng của bình 1 chứa H2SO4 đặc vì H2SO4 đặc háo nước. Từ đó tính được nH2O nH và mH ) - Kết tủa tạo thành là do phản ứng của CO2 với dung dịch Ca(OH)2. Từ khối lượng kết tủa tính được số mol của CO2, từ đó tính được mC và mH và biết được các nguyên tố tạo ra A. Phân loại và rèn kĩ năng giải bài toán lập công thức hóa học hợp chất hữu cơ 16/29 - Dữ liệu dA/H2 = 30 cho ta biết điều gì? ( Tính được MA = d. 2H M ) - Tiếp tục giải như dạng cơ bản. * Bài giải: Phương trình phản ứng xảy ra: A + O2 CO2 + H2O (1) H2SO4 + nH2O H2SO4 .nH2O (2) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (3) Khối lượng bình 1 tăng là do H2SO4 hút nước OHm 2 = 3,6(g) OHn 2 = M m = 18 6,3 = 0,2(mol) Hn = 2 OHn 2 =2 .0,2 =0,4(mol) Hm = Hn HM . = 0,4 .1 = 0,4(g) Số mol CaCO3 là: 3CaCO n = M m = 100 20 = 0,2(mol) Theo phương trình phản ứng (3) ta có: 2CO n = 3CaCO n = 0,2(mol) Cn = 2COn = 0,2(mol) mc = 0,2 . 12 =2,4(g) Ta có: mC + mH = 2,4 + 0,4 = 2,8(g) < mA = 6g A là dẫn suất của Hiđrocacbon, phân tử gồm C,H,O mO = mA – (mC + mH) = 6 – 2,8 = 3,2(g) nO = M m = 16 2,3 = 0,2(mol) Vậy công thức tổng quát của A là: CxHyOz (x, y, z Z +) Ta có: x : y : z = 0,2 : 0,4 : 0,2 = 1 :2 :1 Công thức đơn giản của A là: CH2O Khối lượng mol của A là: MA = d. 2H M = 30 . 2 = 60(g) Phân loại và rèn kĩ năng giải bài toán lập công thức hóa học hợp chất hữu cơ 17/29 Công thức phân tử của A có dạng: (CH2O)n (CH2O)n = 60n = 2 Vậy công thức phân tử của A là: C2H4O2 *Nhận xét: Ở bài này ẩn cũng là giá trị của sản phẩm nhưng học sinh có thể dựa vào các kiến thức đã học để tìm ra các ẩn đó và đưa bài toán và đưa bài toán về dạng cơ bản mà học sinh đã biết cách làm. DẠNG 5: LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ CỦA HIĐROCACBON DỰA VÀO PHẢN ỨNG HÓA HỌC ĐẶC TRƯNG Bài toán 1: Cho 0.728 lít hỗn hợp gồm 2 hidrocacbon đi qua dung dịch nước brom lấy dư thấy có 2g brom phản ứng và còn 0.448 lít khí thoát ra ngoài . Đốt cháy hoàn toàn 0.725 lít hỗn hợp khí trên rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy qua bình 1 đựng H2SO4 đặc, sau đó qua bình 2 đựng dung dịch nước vôi trong lấy dư thấy xuất hiện 7,75g kết tủa. Tìm công thức phân tử của 2 hidrocacbon trên. Các thể tích khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn. *Phân tích bài toán : - Hỗn hợp hidrocacbon + dung dịch nước brom Khí bị giữ lại thuộc hidrocacbon nào ? ( Hidrocacbon chưa no ) Khí đi qua được thuộc hidrocacbon nào ? (Hidrocacbon no ) - Để khẳng định hidrocacbon chưa no thuộc loại nào ta phải làm gì?dựa vào đâu ? (lập tỉ lệ về số mol giữa hidrocacbon không no và brom tham gia phản ứng , từ đó sẽ xác định được hidrocacbon thuộc loại elylen hay axetylen) - khi đốt cháy hỗn hợp, sản phẩm thu được là CO2 và H2O CO2 và H2O đSOH 42 H2O bị giữ lại, còn CO2 2)(OHCa CaCO3 Khối lượng kết tủa đã biết tìm được số mol kết tủa số mol khí CO2 sinh ra ở 2 phản ứng đốt cháy 2 hidrocacbon từ đó tìm được mối liên hệ giữa số nguyên tử cacbon trong phân tử trên . *Bài giải : Hidrocacbon không phản ứng với dung dịch nước brom(đi qua được dung dịch nước brom )thuộc loại hidrocacbon có công thức chung là: CnH2n + 2 (n1) Phân loại và rèn kĩ năng giải bài toán lập công thức hóa học hợp chất hữu cơ 18/29 22 nnHC n = 0,448(l) 22 nnHC n = 4,22 V = 4,22 448,0 = 0,02(mol) Hiđrocacbon có phản ứng với dung dịch brom ( bị giữ lại) thuộc loại hiđrocacbon chưa no. Ta có: nhiddrocacbon chưa no = 4,22 V = 4,22 448,0728,0 = 0,0125(mol) nBr2 = M m = 160 2 = 0,0125(mol) nhiddrocacbon chưa no : nBr2 = 1 :1 Hiđrocacbon chưa no có công thức: CmH2m(m 2) Phản ứng đôt cháy: CnH2n + 2 + 2 13 n O2 ct0 nCO2 + (n +1) H2O (1) CmH2m + 2 3m O2 ct0 mCO2 + m H2O (2) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (3) Số mol CaCO3 tạo thành ở phản ứng (3) là: 3CaCO n = M m = 100 75,7 = 0,0775(mol) Theo phương tình (3) ta có: 2CO n = 3CaCO n = 0,0775(mol) Mà nCO2 (1) +nCO2 (2) = nCO2 (3) Ta đã có 22 nnHC n = 4,22 V = 4,22 448,0 = 0,02(mol) và mmHC n 2 = 0,0125(mol) Theo phương trình (1) ta có 2CO n = 0,02. n Theo phương trình (2) ta có 2CO n = 0,0125. m 0,02 n + 0,0125 m = 0,0775 8n + 5m = 31 Phân loại và rèn kĩ năng giải bài toán lập công thức hóa học hợp chất hữu cơ 19/29 m = 5 831 n Ta có bảng giá trị: n 1 2 3 4 M 4,6 3 1,4 <0 Loại Chọn Loại Loại Như vậy cặp giá trị thích hợp là: n = 2 Công thức phân tử của hiđrocacbon no là: C2H6 m = 3 Công thức phân tử của hiđrocacbon chưa no là: C3H6 *Bài toán 2: Dẫn 6,72 lít một hỗn hợp khí gồm 2 hiđrocacbon mạch hở qua dung dịch brom dư sao cho phản ứng xảy ra hoàn toàn. Sau thí nghiệm, thấy khối lượng bình đựng brom tăng thêm 5,6 gam, đồng thời thoát ra 2,24 lít một chât khí. Mặt khác, nếu đốt cháy hoàn toàn 6,72 lít hỗn hợp khí trên, thấy tạo ra 22 gam khí CO2 và 10,8 gam H2O. Biết các thể tích khí đo ở đktc. Xác định công thức phân tử của 2 hiđrocacbon đó. * Phân tích bài toán: - Khối lượng bình brom tăng là khối lượng của hiđrocacbon chưa no. -Thể tích khí thoát ra là thể tích của hiđrocacbon no. VCnH2n + 2 = 2,24 lít Tìm được số mol của CnH2n+2. - Có Vhỗn hợp nhỗn hợp nhiđrocacbon chưa no - Biết số mol và khối lượng của hiđrocacbon chưa no thì tìm được khối lượng. mol (M). - Biện luận tìm được công thức phân tử. - Viết phương trình đốt cháy. - Từ nCxHy nCO2 và nH2O Có mCO2, mH2O tổng nCO2 , nH2O tổng nCO2 , nH2O của phản ứng đốt cháy CnH2n+2. - Lập tỉ số mol tìm được công thức phân tử. Phân loại và rèn kĩ năng giải bài toán lập công thức hóa học hợp chất hữu cơ 20/29 * Bài giải: Gọi công thức phân tử khí tác dụng với dung dịch Br2 là CxHy. Công thức phân tử của chất khí không tác dụng với dung dịch Br2 là: CnH2n + 2 Thể tích khí CxHy là : 6,72 – 2,24 = 4,48(l) Khối lượng mol của CxHy là: yxHCM = n m = 2,0 6,5 = 28(g) Nếu x = 1 y = 16 (loại) Nếu x = 2 y = 4( thỏa mãn) Vậy với cặp giá trị x = 2, y = 4 thích hợp. Công thức phân tử của hiđrocacbon là: C2H4 - Số mol CO2 và số mol H2O thu được là: 2CO n = M m = 44 22 = 0,5(mol) OHn 2 = M m = 18 8,10 = 0,6(mol) 22 nnHC n = 4,22 V = 4,22 24,2 = 0,1(mol) Phương trình đốt cháy: C2H4 + 3 O2 ct0 2CO2 + 2 H2O (1) CnH2n + 2 + 2 13 n O2 ct0 nCO2 + (n +1) H2O (2) Theo phương trình (1) ta có: nCO2 = 2nC2H4 = 2 .0,2 = 0,4(mol) nH2O = 2nC2H4 = 2 .0,2 = 0,4(mol) nCO2(2) = 0,5 - 0,4 = 0,1(mol) nH2O (2) = 0,6 – 0,4 = 0,2(mol) Mà theo phương trình (2) nCO2 = n . nCnH2n+ 2 = 0,1. n nH2O = (n + 1) . nC2H2n +2 = 0,1 .(n +1) 0,1 n = 0,1 n = 1 Vậy công thức phân tử của hiđrocacbon cần tìm là: CH4 Phân loại và rèn kĩ năng giải bài toán lập công thức hóa học hợp chất hữu cơ 21/29 * Nhận xét: Ở dạng toán này phải tính theo phương trình và biện luận, loại toán này dùng cho học sinh khá giỏi. DẠNG 6: BÀI TOÁN KHÔNG CHO KHỐI LƯỢNG CỤ THỂ CỦA CÁC CHẤT SINH RA SAU PHẢN ỨNG CHÁY MÀ CHO DƯỚI DẠNG ẨN SỐ. Bài toán: Đốt cháy hoàn toàn b gam chất hữu cơ A, chứa C,H và O, thu được x gam CO2 và y gam H2O. Biết x = 15 22 b, y = 5 3 b. Tỉ khối hơi của A so với H2 là 45. Xác định công thức phân tử của A. * Phân tích đề bài: Biết mCO2, mH2O từ đó tìm được khối lượng các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ theo ẩn số đã cho, rồi lập công thức tổng quát và công thức phân tử cho ẩn số đó. * Bài giải: Gọi công thức tổng quát của hợp chất hữu cơ là CxHyOz(x, y, z Z +) Xác định khối lượng của các nguyên tố C, H, O theo ẩn b. 2CO n = M m = 15.44 22b = 30 b (mol) Cn = 2COn = 30 b (mol) Cm = 30 b . 12 =0,4b(g) OHn 2 = M m = 18.5 3b = 30 b (mol) Hn = OHn 22 = 2 30 b = 15 b (mol) mH = 15 b . 1 = 15 b (mol) mO = b – (0,4b + 1
Tài liệu đính kèm: