Chuyên đề Hóa học lớp 9: Các hợp chất của hiđrocacbon và bài tập vận dụng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:24

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

"Chuyên đề Hóa học lớp 9: Các hợp chất của hiđrocacbon và bài tập vận dụng" được biên soạn với các nội dung sau đây: Hệ thống các dạng bài tập dặc trưng của chuyên đề; Hệ thống các phương pháp cơ bản, đặc trưng để giải các dạng bài tập trong chuyên đề. Mời các bạn cùng tham khảo tài liệu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chuyên đề Hóa học lớp 9: Các hợp chất của hiđrocacbon và bài tập vận dụng

1
CHUYÊN ĐỀ: CÁC HỢP CHẤT CỦA HIĐROCACBON VÀ BÀI TẬP MÔN: HÓA HỌC 9 I. Thực trạng chất lượng thi tuyển sinh vào lớp 10 của đơn vị năm học 2021 2022. Nhà trường rất coi trọng chất lượng ôn thi vào lớp 10, luôn luôn bám sát,theo dõi, đôn đốc giáo viên tìm mọi biện pháp, khắc phục khó khăn, nâng cao chất lượng. Bản thân giáo viên luôn sẵn sàng về nội dung,kiến thức theo chuyên đềhọc tập của môn học mình phụ trách, đề phục vụ tốt ôn thi đạt hiệu quả cao.Trong nhiều năm môn Hóa học chưa được chọn trong nhóm môn tổ hợp ôn thi vào 10 dẫn đến một số em có tâm lí chủ quan. II. Đối tượng học sinh. Đối tượng học sinh (lớp 9). Dự kiến số tiết dạy: 6 tiết Chuyên đề góp phần nâng cao chất lượng đại trà,giúp các em chủ động nghiên cứu tự học thông qua phương pháp, bài tập vận dụng và bài tập tự luyện của từng dạng bài cơ bản. III. Hệ thống các dạng bài tập dặc trưng của chuyên đề. Viết CTCT thu gọn và đầy đủ của một số hợp chất hữu cơ Nhận biết một số Hidrocacbon: CH4, C2H4, C2H2… Toán tính theo PTHH liên quan đến tính chất của các Hiddrocacbon đã học Bài tập liên quan đến phản ứng cháy của các Hidrocacbon… CẤU TRÚC CỦA CHUYÊN ĐỀ A. Kiến thức cơ bản I. Khái niệm về hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ Phần 1 II. Cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ B. Tính chất của một số hiđrocacbon: Metan(CH4); Etilen(C2H4); Axetilen(C2H2). Dầu mỏ, khí thiên nhiên, nhiên liệu. Dạng 1: Viết công thức cấu tạo một số hợp chất của hiđrocacbon. Dạng 2: nhân biết một số hiđrocacbon: CH4, C2H4, C2H2. Dạng 3: tính toán theo phương trình hóa học liên quan đến tính chất của hiđrocacnon Dạng 3.1: Biết số mol của 1 chất tìm số mol các chất khác theo 1 PTHH. Phần 2 Dạng 3.2: Bài tập hỗn hợp thiết lập hệ phương trình 2 ẩn để tìm số mol mỗi 2
chất trong hỗn hợp đó. Dạng 4: xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ dựa vào phản ứng cháy IV. Hệ thống các phương pháp cơ bản, đặc trưng để giải các dạng bài tập trong chuyên đề. Dạng bài tập: + Phương pháp + Bài tập minh họa + Bài tập tự luyện PHẦN 1 A. KIẾN THỨC CƠ BẢN I. KHÁI NIỆM VỀ HỢP CHẤT HỮU CƠ VÀ HÓA HỌC HỮU CƠ 1. Hóa học hữu cơ là ngành hóa học chuyên nghiên cứu về các hợp chất hữu cơ. 2. Hợp chất hữu cơ là hợp chất của cacbon (trừ CO, CO2, H2CO3 và muối cacbonat, cacbua kim loại như CaC2...) Khi đốt cháy các hợp chất hữu cơ đều thấy tạo ra CO2. 3. Phân loại Hợp chất hữu cơ chia làm 2 loại: a) Hiđrocacbon C xHy: Ví dụ: C2H4, C4H8, C2H2... b) Dẫn xuất c ủa hiđrocacbon: CxHyOt, CxHyOtNz, CxHyNt ... Ví dụ: C2H6O, CH3Cl, CH5N … II. CẤU TẠO PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ 1.Trong các hợp chắt hữu cơ, C luôn có hóa trị IV, H có hóa trị I, O có hóa trị II. (mỗi hóa trị được biểu diễn bằng một gạch nối giữa hai nguyên tử liên kết) Các nguyên tử liên kết với nhau theo đúng hóa trị của chúng. Mỗi liên kết được biểu diễn bằng một nét gạch nối giữa hai nguyên tử. 2.Những nguyên tử cacbon trong phân tử hợp chất hữu cơ có thể liên kết trực tiếp với nhau tạo thành mạch cacbon. 3
Các nguyên tử liên kết với nhau theo đúng hóa trị của chúng. Mỗi liên kết được biểu thị bằng một nét gạch nối giữa hai nguyên tử. Có 3 loại mạch cacbon (mạch thẳng, mạch nhánh và mạch vòng) Mạch thẳng: CH3 CH2 CH2 CH3 ( viết thu gọn) ( viết thu gọn) ( viết thu gọn) 3. Mỗi hợp chất hữu cơ có một trật tự liên kết xác định giữa các nguyên tử trong phân tử. Thay đổi trật tự liên kết tạo ra chất khác. Ví dụ: Cùng công thức phân tử C2H6O nhưng trật tự liên kết giữa các nguyên tử khác nhau, tạo thành hai hợp chất khác nhau là rượu etylic (chất lỏng) và đimetyl ete (chất khí). Viết thu gọn: CH3 – CH2– OHCH3 – O – CH3 4. Công thức cấu tạo là công thức biểu diễn đầy đủ liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử và trật tự liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử. Công thức cấu tạo của metan: Viết gọn: CH4 4
Rượu etylic có công thức cấu tạo: Viết gọn: CH3 – CH2 – OH B. TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ HIĐROCACBON BÀI 36: METAN Công thức phân tử: CH4 PTK: 16 I. Tính chất vật lí Metan là chất khí, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí ( d=16/29) và rất ít tan trong nước. Trong tự nhiên, metan có nhiều trong các mỏ khí (khí thiên nhiên), trong dầu mỏ (khí dầu mỏ hay khí đồng hành), trong các mỏ than (khí mỏ than), trong bùn ao (khí bùn ao), trong khí biogaz. II. Công thức cấu tạo Metan (CH4) là một hydrocacbon. Metan là chất khí, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí và rất ít tan trong nước. Công thức phân tử: CH4. Công thức cấu tạo: III. Tính chất hóa học 1. Tác dụng với oxi Metan cháy tạo thành khí cacbon đioxit và hơi nước. CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O Phản ứng trên tỏa nhiều nhiệt. Hỗn hợp gồm một thể tích metan và hai thể tích oxi là hỗn hợp nổ mạnh. 2. Tác dụng với clo Metan tác dụng với clo khi có ánh sáng. 5
Viết gọn: CH4(K) + Cl2(k) CH3Cl + HCl Phản ứng trên, nguyên tử hidro của metan được thay thế bởi nguyên tử clo. Vì vậy phản ứng trên được gọi là phản ứng thế. 3. Phản ứng nhiệt phân 2CH4 C2H2 + 3H2 IV. Điều chế 1. Trong công nghiệp Metan và các đồng đẳng được tách từ khí thiên nhiên và dầu mỏ. 2. Trong phòng thí nghiệm Khi cần một lượng nhỏ metan, người ta nung natri axetat với vôi tôi xút, hoặc có thể cho nhôm cacbua tác dụng với nước: 2.1. Từ nhôm cacbua: Al4C3 + 12H2O → 3CH4 + 4Al(OH) 3 ↓ 2.2 Từ natri axetat CH3COONa + NaOH CH4 + Na2CO3 2.3. Từ propan, butan (phương pháp crăckinh) Crăckinh C3H8 2 4 4 C H +CH Crăckinh C4H10 3 6 4 C H + CH V. Ứng dụng Metan cháy tỏa nhiều nhiệt, vì vậy nó được dùng làm nhiên liệu trog đời sống và trong sản xuất. Metan là nguyên liệu để điều chế hidro theo sơ đồ: 2CH4 C2H2 + 3H2 Metan còn được dùng để điều chế bột than và nhiều chất khác. CH4 C + 2H2 Bài tập: 6
Bài 1:Có hai bình khí khác nhau là CH4 và CO2. Để phân biệt các chất ta có thể dùng. A. Một kim loại B. Ca(OH)2 C. Nước brom D. Tất cả đều sai Bài 2:Khi đốt cháy hoàn toàn 3,36 lít khí metan (đktc). Hãy tính thể tích khí oxi cần dùng và thể tích khí cacbonic tạo thành ? (các khí đo ở đktc) Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn khí metan trong bình chứa 4,48 lít khí oxi. Hãy tính thể tích khí metan đã dùng, thể tích khí cacbonic tạo thành, khối lượng nước tạo thành ? (các khí đo ở đktc) Bài 4:Đốt cháy hoàn toàn khí metan trong bình chứa khí oxi vừa đủ thu được 11 g khí cacbonic. Hãy tính thể tích khí metan đã dùng, khối lượng khí oxi đã dùng? Bài 5:Đốt cháy V lít khí metan, thu được 1,8g hơi nước. Hãy tính V và thể tích không khí cần dùng, biết O2 chiếm 20% thể tích không khí (đktc) ? Bài 6:Đôt chay hoan toan 2,24 lit khi C ́ ́ ̀ ̀ ́ ̀ ́ ̣ ́ ́ ̉ ̉ ́ 4H10 (đktc) rôi hâp thu hêt cac san phâm chay vao ́ ̀ dd Ba(OH)2 0,2M dùng dư thu được chất kết tủa. a) Viết ptpư ? ́ ̉ b) Tim sô gam kêt tua thu đ ̀ ́ ược. Bài 7:Đốt cháy 10,08 lít hh khí CH4 và C2H6 thu được 14,56 lít CO2. (đktc) a) Tính % mỗi khí trong hh b) Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua dd Ba(OH)2 dư thu được a gam kết tủa. Tính a ? BÀI 37: ETILEN Công thức phân tử: C2H4 PTK: 28 I. Tính chất vật lí Etilen là chất khí, không màu, không mùi, ít tan trong nước, nhẹ hơn không khí (d=28/29 ). II. Công thức cấu tạo Công thức phân tử: C2H4. Công thức cấu tạo: Viết gọn: CH2=CH2. III. Tính chất hóa học 1. Tác dụng với oxi: 7
Khi đốt trong oxi, etilen cháy tạo thành khí CO2 và H2O, tỏa nhiều nhiệt. Phương trình hóa học: C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O 2. Tác dụng với dung dịch brom (phản ứng cộng); Phương trình hóa học: CH2= CH2 + Br2 → Br – CH2 – CH2 – Br Nhìn chung các chất liên kết đôi (tương tự etilen) dễ tham gia phản ứng cộng. 3. Các phân tử etilen kết hợp với nhau (phản ứng trùng hợp) Ở điều kiện thích hợp (nhiệt độ, áp suất, xúc tác), liên kết kém bền trong phân tử etilen bị đứt ra. Khi đó, các phân tử etilen kết hợp với nhau tạo thành phân tử có kích thước và khối lượng rất lớn, gọi là polietilen (viết tắt là PE). …. + CH2 = CH2 + CH2 = CH2 + CH2 = CH2 + … … CH2– CH2 CH2 – CH2 CH2 – CH2 …. (polietilen) Thu gọn: nCH2 = CH2 (CH2 – CH2 )n (polietilen. P.E) Phản ứng trên được gọi là phản ứng trùng hợp. Polietilen là chất rắn, không tan trong nước, không độc. Nó là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp chất dẻo( nhựa P.E). IV. Ứng dụng Trong các hợp chất hữu cơ do con người sản xuất thì etilen đứng hàng đầu về sản lượng. Sở dĩ như vậy vì etilen cũng là nguyên liệu quan trọng của công nghiệp tổng hợp polime và các hợp chất hữu cơ khác. Tổng hợp polime + Trùng hợp etilen người ta thu được các polime để chế tạo màng mỏng.... dùng cho nhiều mục đích khác nhau. + Chuyển hóa etilen thành các monome khác để tổng hợp ra hàng loạt polime đáp ứng nhu cầu phong phú của đời sống và kĩ thuật. Bài tập: Bài 1:Hiện tượng gì xảy ra khi dẫn khí C2H4 qua dd Br2. Viết PTHH. Chọn những câu đúng trong các câu sau: a) CH4 làm mất màu dd brom b) C2H4 tham gia phản ứng thế với clo tương tự CH4 c) CH4 và C2H4 đều có phản ứng cháy sinh ra CO2 và H2O d) C2H4 tham gia phản ứng cộng với brom trong dd e) CH4 và C2H4 đều có phản ứng trùng hợp 8
Bài 2:Một hỗn hợp khí gồm C2H4 và CO2. Để thu khí C2H4 tinh khiết ta dùng hợp chất sau: A. Ca(OH)2 dư B. dd Br2 dư C. dd HCl dư D. Tất cả đều sai Bài 3:Phản ứng cháy giữa etilen và oxi. Tỉ lệ giữa số mol CO2 và số mol H2O sinh ra là: A. 1 : 1 B. 2: 1 C. 1:2 D. Kết quả khác Bài 4:Nhận biết 3 chất khí: CO2, CH4, C2H4 ? Bài 5:Đốt cháy V lít etylen, thu được 9g hơi nước. Hãy tính V và thể tích không khí cần dùng, biết O2 chiếm 20% thể tích không khí (đktc) ? Bài 6:Cho 2,8 lít hỗn hợp metan và etilen (đktc) lội qua dung dịch brom (dư), người ta thu được 4,7 gam đibrometan. a) Viết phương trình phản ứng xảy ra. b) Tính thành phần phần trăm của hỗn hợp theo thể tích. Bài 7:Cho 5,6 lít (đktc) hỗn hợp CH4 và C2H4 đi qua nước brom dư thấy có 4 g brom tham gia phản ứng. a) Viết phương trình phản ứng xảy ra ? b) Tính thành phần phần trăm thể tích mỗi chất đã dùng ? c) Tính thể tích O2 cần dùng để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp khí ban đầu ? (đktc) Bài 8:Đốt cháy hoàn toàn 1,68 lít hỗn hợp gồm 2 khí CH4 và C2H4. Dẫn toàn bộ khí sinh ra qua bình đựng dd Ba(OH)2 dư thấy trong bình có 19,7g kết tủa. a) Viết pthh ? b) Tính thành phần % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp ? c) Tính thể tích không khí đủ cho phản ứng cháy ? (đktc) Bài 9:Đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp gồm metan và etilen. Lấy toàn bộ CO 2 sinh ra cho vào dd Ca(OH)2 dư thu được 40g kết tủa. a) Viết pthh xảy ra ? b) Tính % thể tích mỗi khí ban đầu ? Bài 38: AXETILEN Công thức phân tử: C2H2 PTK: 26 I. Tính chất vật lí Axetilen là chất khí, không màu, không mùi, ít tan trong nước và nhẹ hơn không khí (d= 26/29 ). II. Công thức cấu tạo Công thức phân tử: C2H2. Công thức cấu tạo: H – C ≡ C H 9
III. Tính chất hóa học 1. Phản ứng cháy. Axetilen là hiđrocacbon, vì vậy khi đốt, axetilen sẽ cháy tạo ra cacbon Đioxit và nước, tương tự metan và etilen. Axetilen cháy trong không khí với ngọn lửa sáng, tỏa nhiều nhiệt. 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O 2. Làm mất mầu dung dịch brom. Cộng brom Trong liên kết ba của phân tử axetilen có hai liên kém bền. Vì vậy, ta axetilen sẽ làm mất màu dung dịch brom tương tự etilen. Dẫn axetilen qua dung dịch brom màu da cam. + Hiện tượng: Dung dịch brom bị mất màu. HC ≡ CH + Br2 → Br–CH=CH– Br Sản phẩm mới sinh ra có liên kết đôi trong phân tử nên có thể cộng tiếp với 1 phân tử brom nữa Br–CH=CH– Br + Br2 → Br2CH–CHBr2 Tổng quát: HC≡CH + 2Br2 → Br2CH–CHBr2 IV. Ứng dụng Khi axetilen cháy trong oxi, nhiệt độ ngọn lửa có thể lên tới nhiệt độ 3000. Vì vậy, axetilen được dùng làm nhiên liệu trong đèn xì oxi – axetilen để hàn cắt kim loại. Trong công nghiệp, axetilen là nguyên liệu để sản xuất poli(vinyl clorua) (dùng để sản xuất nhựa PVC), cao su, axit axetic và nhiều hóa chất khác. Lưu ý, khi sử dụng axetilen phải rất cẩn trọng vì khi nồng độ axetilen trong không khí từ 2,5% trở nên có thể gây cháy nổ. V. Điều chế Phương pháp chính điều chế axetilen trog công nghiệp hiện nay là nhiệt phân metan ở nhiệt độ 15000 , phản ứng thu nhiệt mạnh: Nhiệt độ sôi của axetilen là 75 nên dễ được tách ra khỏi hỗn hợp với hiđro. Ở những nơi dầu khí chưa phát triển, người ta điều chế axetilen theo sơ đồ sau: Phương pháp hiện đại để điều chế axetilen hiện nay là nhiệt phân metan ở nhiệt độ cao, sau đó làm lạnh nhanh. 2CH4 C2H2 + 3H2 Canxi cacbua sản xuất trong công nghiệp (từ vôi sống và than đá) là chất rắn màu đen xám, trước kia được dùng tạo ra C2H2 để thắp sáng vì vậy nó được gọi là “đất đèn”. 10
Ngày nay, để điều chế một lượng nhỏ axetilen trong phòng thí nghiệm hoặc trong hàn xì, người ta vẫn thường dùng đất đèn. CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2 Bài tập: Bài 1:Viết phương trình hoá học biểu diễn phản ứng cháy của metan, etilen, axetilen với oxi. Nhận xét tỉ lệ số mol CO2 và số mol H2O sinh ra sau phản ứng ở mỗi PTHH. Bài 2:Cho 11,2 lít hỗn hợp metan và axetilen (đo ở đktc) đi qua dung dịch brom dư thấy có 8 gam Brom tham gia phản ứng : a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. b. Tính khối lượng C2H2Br4 thu được sau phản ứng. c. Tính phần trăm về thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp đầu. Bài 3:Đốt cháy hoàn toàn 16,8 lít khí axetilen. a) Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra. b) Tính thể tích khí oxi, thể tích không khí cần dùng để đốt cháy hết lượng axetilen này. Biết rằng thể tích khí đo ở đktc và không khí chứa 20% thể tích oxi. c) Tính khối lượng khí cacbonic và hơi nước tạo thành sau phản ứng. d) Nếu dẫn sản phẩm đốt cháy vào dung dịch nước vôi trong dư thì sau thí nghiệm sẽ thu được bao nhiêu gam chất kết tủa. Bài 40, 41: DẦU MỎ KHÍ THIÊN NHIÊN – NHIÊN LIỆU I. DẦU MỎ 1. Tính chất vật lí: Dầu mỏ là chất lỏng sánh, màu nâu đen, không tan trong nước và nhẹ hơn nước. 2. Trạng thái tự nhiên và thành phần của dầu mỏ Dầu mỏ tập trung thành những vùng lớn, ở sâu trong lòng đất, tạo thành các mỏ dầu. Mỏ dầu thường có ba lớp: Lớp khí ở trên, được gọi là khí mỏ dầu hay khí đồng hành, có thành phần chính là khí metan. Lớp dầu lỏng là một hỗn hợp phức tạp của nhiều loại hiđrocacbon và những lượng nhỏ các hợp chất khác. Lớp nước mặn ở dưới đáy. II. KHÍ THIÊN NHIÊN Khí thiên nhiên có trong các mỏ khí nằm dưới lòng đất. Thành phần chủ yếu của khí thiên nhiên là metan. Khí thiên nhiên là nhiên liệu, nguyên liệu trong đời sống và trong công nghiệp. 11
III. NHIÊN LIỆU LÀ GÌ? 1. Nhiên liệu là gì? Nhiên liệu là những chất cháy được, khi cháy tỏa nhiệt và phát sáng. Ví dụ: than, củi, dầu hỏa, khí than.... Nhiên liệu đóng vai trò quan trọng trong đời sống và sản xuất. 2 . Phân loại nhiên liệu Dựa vào trạng thái, người ta chia nhiên liệu thành 3 loại: rắn, lỏng, khí. Bài tập: Bài 1: Vì sao đun nấu không để ngọn lửa quá to? Bài 2: Vì sao không đun bếp than trong phòng kín? Bài 3: Hãy giải thích tác dụng của những việc làm sau: a) Tạo nhiều khe nhỏ ở bếp gas b) Quạt gió vào bếp lò khi nhóm lửa và các lò đốt xây ống khói cao Bảng tổng hợp tính chất của CH4, C2H4 và C2H2. METAN (CH4) ETILEN (C2H4) AXETILEN (C2H2) Công thức CH4 (M = 16) C2H4 (M = 28) C2H2 (M = 26) cấu tạo 1.Phản Cháy sinh ra CO2 và Cháy sinh ra CO2 và Cháy sinh ra CO2 và H2O ứngchá H2O H2O y Với halogen cho 4 Với dung dịch AgNO3 trong sản phảm thế NH3 2.Phản ứng CH4 + Cl2 CH3Cl C2Ag2 (bạc axetilua) kết thế + HCl tủa vàng nhạt. (phản ứng này để phân biệt etilen với axetilen) 12
Với H2 Với H2, Br2, HCl, H2O Với halogen mất màu 3.Phản dd Br2 ứng cộng Với HX (X:halogen, OH,…) Phản ứng Nhựa P.E trùng hợp Phòng TN Từ rượu etylic Từ natri axetat a. Từ canxicacbua Từ axetilen b. Từ metan Bài tập: Bài 1. Hoan thanh cac ph ̀ ̀ ́ ương trinh hoa hoc sau. Ghi rõ đi ̀ ́ ̣ ều kiện phản ứng nếu có. a) C2H6 + .... → HCl + ..... b) CH2 = CH2 + Br2 → ..... c) CH CH + 2Br2 → ….. Bài 2.Cho Clo và metan vào ống nghiệm. Làm thế nào để phản ứng có thể xảy ra? Làm thế nào để biết được phản ứng đã xảy ra? Bài 3.Làm cách nào để quả mau chín ? Giải thích cách làm trên? Bài 4.(2,0 điểm) Nêu hiện tượng quan sát được và viết phương trình hóa học xảy ra (nếu có) trong các thí nghiệm sau: Thí nghiệm 1: Đưa bình đựng hỗn hợp khí CH4 và Cl2 (tỉ lệ 1:1) ra ánh sáng. Sau một thời gian, cho nước vào bình lắc nhẹ rồi thêm vào một mẫu giấy quì tím. Thí nghiệm 2: Dẫn khí C2H4 vào dung dịch dịch Br2 màu da cam. PHẦN 2 CÁC DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: VIẾT CÔNG THỨC CẤU TẠO MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA HIĐROCACBON. 1. Phương pháp nhận dạng CTCT của hiđrocacbon: 13
Xác định dạng công tức cấu tạo của hiđrocacbon: + CTPT dạngCnH2n + 2: Có dạng mạch thẳng, mạch nhánh, toàn liên kết đơn. + CTPT dạng CnH2n : Có dạng mạch thẳng, mạch nhánh, có 1 liên kết đôi và mạch vòng toàn liên kết đơn. + CTPT dạng CnH2n2 : Có dạng mạch thẳng 1 liên kết ba hoặc 2 liên kết đôi xen kẽ 1 liên kết đơn. 2.Bài tập minh họa: VD: Viết công thức cấu tạo có thể có của: C4H10, C4H8, C4H6 . Xét công thức hi đrocacbon trên thuộc dạng nào + C5H12 thuộc dạng công thức CnH2n + 2 (C5H2.5 + 2 = C5H12).Có dạng mạch thẳng, mạch nhánh, toàn liên kết đơn. CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 + C4H8 thuộc dạng công thứcCnH2n (C4H2.4 = C4H8).Có dạng mạch thẳng, mạch nhánh, có 1 liên kết đôi và mạch vòng toàn liên kết đơn. CH3 – CH = CH – CH3 + C4H6 thuộc dạng công thức CnH2n2 (C4H2.42 = C4H6). Có dạng mạch thẳng 1 liên kết ba hoặc 2 liên kết đôi xen kẽ 1 liên kết đơn. HC≡C – CH2 – CH3 Hoặc H2C=CH– CH = CH2 3. Bài tập tự luyện: Bài 1: Viết công thức cấu tạo của: C6H14, C3H6. Bài 2: Viết công thức cấu tạo của: C3H8O, C4H7Cl. ___________________________________ DẠNG 2: NHÂN BIẾT MỘT SỐ HIĐROCACBON: CH4, C2H4, C2H2. 1. Phương pháp nhận biết: Bước 1: Xác định tính chất riêng của từng chất cụ thể. Bước 2: Lựa chọn thuốc thử. Bước 3: Trình bày phương pháp nhận biết theo các bước sau: Trích mẫu thử và đánh dấu. . Tiến hành nhận biết. Ghi nhận hiện tượng. Viết PTHH. Chú ý: Có thể nhận biết bằng cách vẽ sơ đồ quá trình nhận biết sau đó trình bày. 14
Chất cần nhận Loại thuốc Hiện tượng Phương trình hóa học biết thử Metan (CH4) Khí Clo Mất màu vàng lục CH4 + Cl2(k) CH3Cl + HCl của khí Clo. Etilen (C2H4) Dd Brom Mất màu nâu đỏ của C2H4 + Br2(dd) → C2H4Br2 dd Brom. Axetilen (C2H2) Dd Brom Mất màu nâu đỏ C2H2 + Br2(dd) → C2H2Br4 AgNO3/NH3 của dd Brom. C2H2 + AgNO3 + NH3 → Có kết tủa vàng NH4NO3 + C2Ag2(r) 2. Bài tập minh họa: Bài tập: Nhận biết các lọ khí mất nhãn: N2, H2, CH4, C2H2, C2H4 Hướng dẫn: Bước 1: Xác định tính chất riêng của từng chất cụ thể. Nhận xét : N2: không cho phản ứng cháy. H2: phản ứng cháy, sản phẩm cháy không làm đục nước vôi trong. CH4: phản ứng cháy, sản phẩm cháy làm đục nước vôi trong. Các khí còn lại dùng các phản ứng đặc trưng để nhận biết. Bước 2: Lựa chọn thuốc thử. Bước 3: Trình bày phương pháp nhận biết theo các bước sau: Trích mẫu thử và đánh dấu. Dẫn lần lượt các khí đi qua dd AgNO3/NH3. Khí nào tạo được kết tủa vàng là C2H2. C2H2 + Ag2O → AgC≡CAg ↓ + H2O Dẫn các khí còn lại qua dd nước Brom (màu nâu đỏ). Khí nào làm nhạt màu nước brom là C2H4. H2C=CH2 + Br2(dd) → BrH2C− C2Br 15
Lần lượt đốt cháy 3 khí còn lại. + Kết quả: Khí không cháy là N2. Sản phẩm cháy của hai khí kia được dẫn qua dd nước vôi trong. Sản phẩm cháy nào làm đục nước vôi trong là CH4. Mẫu còn lại là H2. CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ +H2O 2H2 + O2 2H2O 3. Bài tập tự luyện: Bài 1.Hãy nhận biết các chất sau bằng phương pháp hoá học: a) CO2, Cl2, CO, H2. b) CO2, CH4, C2H4. Bài 2. Nhận biết các chất khí sau: a) O2, CO2, CO, H2, C2H4. b) CO2, H2, CH4, C2H2, C2H4 Bài 3: Tách riêng từng khí ra khỏi hỗn hợp khí gồm CH4, C2H4, C2H2 và CO2 Bài 4: Nêu phương pháp hóa học để loại bỏ khí etilen có lẫn trong khí metan để thu được metan tinh khiết __________________________ DẠNG 3: TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA HIĐROCACNON Dạng 3.1: Biết số mol của 1 chất tìm số mol các chất khác theo 1 PTHH. 1. Phương pháp: Bước 1: Quy đổi ra mol Bước 2: Viết PTHH Bước 3: Tìm số mol chất chưa biết theo số mol chất đã biết. Bước 4: Từ số mol n ta tính được V = n.22,4; m =n.M; V = n/CM. 2. Bài tập minh họa: Bài tập: Cần bao nhiêu ml dung dịch brom 0,1M để tác dụng vừa đủ với 0,224 lít etilen ở điều kiện tiêu chuẩn. Lời giải: Bước 1: Quy ra mol: nC2H4 = = 0,01(mol) Bước 2: Viết PTHH: C2H4 + Br2 → C2H4Br2 0,01 mol ? Bước 3: Theo PTHH ta có: 16
nBr2 = nC2H4 = 0,01(mol) Bước 4: Tính VddBr2 = = 0,1(l) = 100ml. 3. Bài tập tự luyện: Bài 1: Cho 2,24 lít khí etilen ( đktc) phản ứng vừa đủ với dung dịch brom 0,1M. Thể tích dung dịch brom tham gia phản ứng . Bài 2:Đốt cháy hoàn toàn 16,8 lít khí axetilen. a) Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra. b) Tính thể tích khí oxi, thể tích không khí cần dùng để đốt cháy hết lượng axetilen này. Biết rằng thể tích khí đo ở đktc và không khí chứa 20% thể tích oxi. c) Tính khối lượng khí cacbonic và hơi nước tạo thành sau phản ứng. Bài 3:Cho 11,2 lít hỗn hợp metan và axetilen (đo ở đktc) đi qua dung dịch brom dư thấy có 8 gam Brom tham gia phản ứng : a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. b. Tính khối lượng C2H2Br4 thu được sau phản ứng. c. Tính phần trăm về thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp đầu. Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn khí etilen, thu được 5,6 lít khí CO2. Thể tích khí etilen và oxi cần dùng ( Các khí đo ở đktc) Dạng 3.2: Bài tập hỗn hợp thiết lập hệ phương trình 2 ẩn để tìm số mol mỗi chất trong hỗn hợp đó. Bài Tập: Cho a(g) hỗn hợp gồm chất A và B tách dụng hết với dung dịch X thu được hỗn hợp C và b(mol) khí D. Tính khối lượng và tỉ lệ % các chất trong hỗn hợp ban đầu. 1. Phương pháp: Bước 1: Đặt x = nA; y = nB. Ta có x.MA + y.MB = a(g) (*) Bước 2: Quy đổi ra mol Bước 3: Viết PTHH: A + X AX +D (1) mol: x x B + X BX + D (2) mol: y y Bước 4: Thiết lập một phương trình dựa vào số mol chất bài cho biết. Theo PTHH (1) và (2) ta có: x + y = nD (**)  Hệ PT: x.MA + y.MB = a(g) (*) x = nA; x + y = nD (**) y = nB. 17
Bước 5: Trả lời yêu cầu cảu đề bài: 2. Bài tập minh họa: Bài tập: Đốt cháy hoàn toàn 6,8(g) hỗn hợp khí metan và axetilen thu được 22(g) khí cacbonic và hơi nước. Tính phần trăm về khối lượng của mỗi khí trong hỗn hợp. Lời giải: Bước 1: Đặt x = nCH4 và y = nC2H2 Theo bài ra: 16x + 26y = 6,8(g) (*) Bước 2: Quy đổi ra mol nCO2 = = 0,5 (mol) Bước 3: Viết PTHH CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O (1) mol xx 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O (2) mol y2y Bước 4:Thiết lập một phương trình dựa vào số mol chất bài cho biết. Theo PTHH (1) và (2) ta có: Tổng số mol CO2 = x + 2y = 0,5(mol) (**) Kết hợp (*) và (**) ta có hệ: 16x + 26y = 6,8(g) (*) x=0,1 (mol) x + 2y = 0,5(mol) (**) y = 0,2 ( mol) mCH4 = 0,1.16 = 1,6(g) mC2H2 = 0,2.26 =5,2(g) Bước 5:Trả lời yêu cầu của đề bài: Tỉ lệ % các chất %CH4 = .100% = 23,5% % C2H2 = 100 %CH4 = 76,5% 3. Bài tập tự luyện: Bài 1:Cho0,56 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm C2H4, C2H2 tác dụng hết với dung dịch Br 2 dư, lượng Br2 đã tham gia phản ứng là 5,6 gam. a) Hãy viết phương trình phản ứng ? b) Tính thành phần % thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp (biết Br = 80). Bài 2: Đốt cháy một lượng hỗn hợp metan và axetilen thu được 13,2 g CO2 và 5,4 g H2O. Tính thành phần % theo thể tích mỗi khí trong hỗn hợp ? 18
Bài 3:Đốt cháy hoàn toàn 1,68 lít hỗn hợp gồm 2 khí CH4 và C2H4. Dẫn toàn bộ khí sinh ra qua bình đựng dd Ba(OH)2 dư thấy trong bình có 19,7g kết tủa. a) Viết PTHH ? b) Tính thành phần % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp ? c) Tính thể tích không khí đủ cho phản ứng cháy ? (đktc) Bài 4:Đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp gồm metan và etilen. Lấy toàn bộ CO 2 sinh ra cho vào dd Ca(OH)2 dư thu được 40g kết tủa. ________________________________________ DẠNG 4: XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ DỰA VÀO PHẢN ỨNG CHÁY Bài tập cơ bản: Đốt cháy hoàn toàn a(g) hợp chất hữu cơ A thu được m(g) khí CO2 và m(g) nước. Biết khối lượng mol của A là M hoặc theo tỷ khối tìm MA = d.MB. Tìm công thức phân tử của A. 1.Phương pháp: Bước 1: Quy đổi ra mol: nCO2 = ; nH2O = . Bước 2: Đặt công thức hợp chất hữu cơ: CxHyOz Bước 3: Viết PTHH: CxHyOz + ()O2 xCO2 + H2O Bước 4: Tìm khối lượng của các nguyên tố trong A( mC, mH, mO) Theo PTHH ta có: nC(Trong A) = nCO2=> mCO2 = 12. nCO2(g) nH(Trong A) = 2.nH2O => mH = 2.nH2O (g) mO(Trong A) = a – (mC + mH) + Nếu mO = 0. Hợp chất hữu cơ A không chứa oxi. =>CxHy + Nếu mO> 0. Hợp chất hữu cơ A có chứa oxi. =>CxHyOz Cách xác định chỉ số x, y, z là: Cách 1: Theo khối lượng nguyên tố: Cách 2: Theo số mol nguyên tố: Cách 3: Theo phần trăm nguyên tố: Từ tỷ lệ x, y, z có công thức đơn giản nhất. Nếu biết khối lượng mol M thì có thể xác định CTPT bằng cách cho (CxHyOz)n = M, giải tìm n CTPT. * Chú ý: 19
Sản phẩm cháy của hợp chất hữu cơ (CO2, H2O, ..) được hấp thu vào các bình: + Các chất hút nước là H2SO4 đặc, P2O5, các muối khan, dung dịch bất kì (do hơi nước gặp lạnh sẽ ngưng tụ) khối lượng bình tăng là khối lượng nước; + Các bình hấp thu CO2 thường là dung dịch hidroxit kim loại kiềm, kiềm thổ khối lượng bình tăng là khối lượng CO2 (Xem thêm CO2 tác dụng với dung dịch kiềm). Thường gặp trường hợp bài toán cho hỗn hợp sản phẩm cháy (CO2 và H2O) vào bình đựng nước vôi Ca(OH)2 trong hoặc dung dịch Ba(OH)2 thì: Khối lượng bình tăng m = mCO2 + mH2O. Khối lượng dung dịch tăng mdd = (mCO2 + mH2O) – mMCO3 Khi nói khối lượng dung dịch giảm mdd = mMCO3 (mCO2 + mH2O) 2. Bài tập minh họa: Bài tâp 1: Đốt cháy 3 gam một chất hữu cơ A thu được 6,6 gam CO2 và 3,6 gam H2O. Xác định công thức phân tử của A, biết khối lượng mol phân tử của A là 60 gam Hướng dẫn: Bước1:Quy đổi ra mol nCO2 = 6,6/44=0,15 mol; nH2O = 3,6/18 = 0,2 mol Bước 2: Đặt công thức hợp chất hữu cơ có dạng CxHyOz Bước 3: Viết PTHH: CxHyOz + ()O2 xCO2 + H2O Bước 4: Tìm khối lượng của các nguyên tố có trong A( mC, mH, mO) Theo PTHH ta có nC( trong A) = 0,15 mol; → mC = 12.0,15 = 1,8 gam nH( trong A) = 0,2.2 = 0,4 mol; → mH = 0,4.1 = 0,4 gam → mO( trong A) = 3 – (mC + mH) = 3 – (1,8 + 0,4) = 0,8(g) → mC + mH = 1,8 + 0,4 = 2,2 gam A là: CxHyOz → nO = 0,8/16 = 0,05 mol Xét tỉ lệ: nC : nH : nO = 0,15 : 0,4 : 0,05 = 3 : 8 :1 → Công thức đơn giản nhất của A là (C3H8O)n MA = 60 → (C3H8O)n = 60 => n = 1 → CTPT của A là C3H8O Bài tập 2: Phân tử hợp chất hữu cơ A có 2 nguyên tố. Đốt cháy hoàn toàn 3 gam chất A thu được 5,4 gam nước. Hãy xác định công thức phân tử của A. Biết khối lượng mol của A là 30 gam. 20