HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI ƯỚNG GIẢ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM MÔN TRẮ NGHIỆ HOÁ HỌC HOÁ

Chia sẻ: Hà Nguyễn Thúy Quỳnh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:24

Thêm vào BST

Báo xấu

83
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

PHẦN I PHẦ MỞ ĐẦU ĐẦU I-LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI I-LÝ CHỌ - Căn cứ vào tình hình học sinh còn yếu kém trong giải bài tập trắc nghiệm. - Đây là loại bài tập phổ biến trong chơng trình học phổ thông và chơng trình thi đại học từ năm 2006- 2007.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI ƯỚNG GIẢ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM MÔN TRẮ NGHIỆ HOÁ HỌC HOÁ

HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM MÔN HOÁ HỌC PHẦN I MỞ ĐẦU I-LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI - Căn cứ vào tình hình học sinh còn yếu kém trong giải bài tập trắc nghiệm. - Đây là loại bài tập phổ biến trong chơng trình học phổ thông và chơng trình thi đại học từ năm 2006- 2007. - Giúp học sinh rèn luyện kĩ năng viết phơng trình phản ứng. Khắc sâu kiến thức, hệ thống hoá kiến thức nâng cao mức độ t duy, khả năng phân tích phán đoán khái quát. - Bài tập trắc nghiệm là bài tập nâng cao mức độ t duy, khả năng phân tích phán đoán, khái quát của học sinh và đồng thời rèn kĩ năng, kỹ xảo cho học sinh. - Ngời giáo viên muốn giảng dạy, hớng dẫn học sinh giải bài tập loại này có hiệu quả cao thì bản thân phải nắm vững hệ thống kiến thức cơ bản của chơng trình, hệ thống từng loại bài. Nắm vững cơ sở lý thuyết, đặc điểm và cách giải cho từng loại bài. Từ đó mới lựa chọn phơng pháp giải thích hợp cho từng loại bài và tích cực hoá đợc các hoạt động của học sinh. - Xuất phát từ tình hình thực tế học sinh lớp 12 của trờng sở tại: Kiến thức cơ bản cha chắc chắn, t duy hạn chế . Do thay đổi phơng pháp kiểm tra đánh giá từ năm học 2006-2007, môn hoá học 100% câu hỏi trắc nghiệm khách quan. Để giúp học sinh nắm chắc kiến thức cơ bản và hoàn thành tốt đợc các bài tập theo phơng pháp trắc nghiệm khách quan. Từ những lí do trên, tôi chọn đề tài: “HỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM MÔN HOÁHỌC” II- MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI - Giúp học sinh nghiên cứu cơ sở lý thuyết và phơng pháp các giải bài tập trắc nghiệm III- NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI: - Hệ thống, phân loại các bài tập trắc nghi ệm và xác định phơng pháp giải thích hợp, qua đó giúp học sinh hệ thống lại các kiến thức cơ bản nhất. IV- PHƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Qua các tài liệu, sách giáo khoa, sách tham khảo, các đề thi tuyển sinh vào đại học. - Áp dụng hớng dẫn giải các bài tập trắc nghiệm cho học sinh khối 12. Hớng dẫn trao đổi đề tài này trong lớp bồi dỡng hè giáo viên THPT tỉnh Lào Cai năm học 2008- 2009
V- V- KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 1. Nghiên cứu thực trạng học sinh khối 12 năm học 2008- 2009 khảo sát về khả năng giải bài tập trắc nghi ệm. 2. Lập kế hoạch thực hiện đề tài trong học kỳ I năm học 2008- 2009 ở 2 lớp 12A2, 12A3 3. Nhận xét – kết luận về hiệu quả của đề tài ở học sinh lớp 12A2, 12A3. Hoàn thiện đề tài: Tháng 2 năm 2009 PHẦN II THỰC HIỆN ĐỀ TÀI A. NỘI DUNG I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. Các phơng pháp giải nhanh các bài tập: phơng pháp đờng chéo, phơng pháp tăng, giảm khối lợng, phơng pháp bảo toàn electron… 2. Nắm chắc các kiến thức cơ bản. 3. Phơng pháp giải nhanh bài tập trên cơ sở toán học. 4. Khả năng khái quát tổng hợp đề bài nhanh, phát hiện điểm mấu chốt của bài toán II. CÁC PHƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP NHANH III. MỘT SỐ VÍ DỤ CỤ THỂ B. KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 1. Tháng 10/2008 Khảo sát 2 lớp 12A2, 12A6 2. Tháng 11/2008 và tháng 12/2008 Hớng dẫn học sinh các phơng pháp giải nhanh bài tập hóa học 3. Tháng 1/2009; tháng 2/2009 Hớng dẫn học sinh giải các ví dụ trong sách bài tập và các câu trong đề thi đại học năm 2008. 4. Hoàn thiện đề tài Đầu tháng 3/2009. II. CÁC PHƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP NHANH A. Phơng pháp tăng giảm khối lợng 1. Ví dụ 1: Hoà tan 6,2g hỗn hợp 2 kim loại kiềm trong nớc (lấy d) thu đợc 2,24 lít khí H2 (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu đợc bao nhiêu gam chất rắn? Giải * Nếu dùng các phơng pháp đại số thông thờng: đặt ẩn số, lập hệ phơng trình thì mất nhiều thời gian và kết cục không tìm ra đáp số cho bài toán. * Nếu dùng phơng pháp tăng giảm khối lợng và bảo toàn khối lợng ta có thể giải quyết vấn đề một cách đơn giản và hiệu quả. mrắn = mhỗn hợp kim loại + Vì phản ứng xảy ra tạo hiđroxit kim loại và giải phóng H2. Ta đã biết: H+ + OH-. H2O Vậy mrắn=6,2+0,2´ 17 = 9,6 (g).
2. 2. Ví dụ 2: Có 1 lít dung dịch Na2CO3 0,1M và (NH4)2CO3 0,25M. Cho 43g hỗn hợp BaCl2 và CaCl2 vào dung dịch đó. Sau khi các phản ứng kết thúc thu đợc 39,7g kết tủa A. Tính phần trăm khối lợng của các chất trong A. Giải: trong 1lít dung dịch Na2CO3 0,1M và (NH4)2CO3 0,25M là: 0,1+0,25=0,3 (mol) Các phản ứng xảy ra: Ba2+ + CO32-đ BaCO3¯ Ca2+ + CO32-đ CaCO3¯ Cứ 1 mol BaCl2 hoặc CaCl2 chuyển thành BaCO3 hoặc CaCO3 khối lợng giảm: 71- 60 = 11(g). chứng tỏ d CO32-. Vậy tổng số mol của Ta có ngay hệ phơng trình: Đặt x, y là số mol của BaCO3 và CaCO3 trong A ta có: giải ra: 3. Ví dụ 3: Hoà tan 10g hỗn hợp 2 muối XCO3 và Y2(CO3)3 bằng dung dịch HCl d ta thu đợc dung dịch A và 0,672 lít khí bay ra ở đktc. Hỏi cô cạn dung dịch A thu đợc bao nhiêu gam mu ối khan? Giải * Khi chuyển từ muối cácbonat thành mu ối Clorua, thì cứ 1 mol CO2 lợng mu ối tăng. CO32- chuyển thành 2Cl- đ1mol CO2 60g chuyển thành 71g, khối lợng tăng 11g. Theo giả thiết: * Khi cô cạn dung dịch thu đợc mu ối Clorua. Tổng khối lợng mu ối Clorua = 10 + 0,03´11 = 10,33(g). B. Phơng pháp bảo toàn khối lợng 1. Ví dụ 1: Hoà tan 10g hỗn hợp 2 mu ối Cacbonat của kim loại A, B hoá trị (II) bằng dung dịch axit HCl (d) ta thu đợc dung dịch A và 0,672 lit khí (đktc). Hỏi cô cạn dung dịch A thu đợc bao nhiêu gam muối khan? Giải: *Bài toán này có thể giải bằng phơng pháp tăng giảm khối lợng hoặc có thể giải nhanh bằng phơng pháp bảo toàn khối lợng. *Đặt công thức chung của A và B là ta có: 0,06 0,03 0,03
2. Ví dụ 2: Có một hỗn hợp gồm NaCl và NaBr. Cho hỗn hợp đó tác dụng với dung dịch AgNO3 d thì tạo ra kết tủa có khối lợng bằng khối lợng của AgNO3 đã tham gia phản ứng. Tính thành phần % về khối lợng của mỗi mu ối trong hỗn hợp đầu. Giải nNaCl=x mol, nNaBr=y mol. Đặt x+y=1. Phơng trình: NaCl + AgNO3đAgCl¯ + NaNO3 mol x x x x NaBr + AgNO3đAgBr¯ + NaNO3 mol y y y y Theo định luật bảo toàn khối lợng ta có: mNaCl=mNaBr=85(g) Ta có hệ phơng trình: mNaCl=0,405´ 58,5 = 23,7(g) chiếm 27,88% mNaBr chiếm100-27,88 = 72,11% 3. Ví dụ 3: Hỗn hợp A gồm 0,1 mol etylenglicol và 0,2 mol chất X. Để đốt cháy hỗn hợp A cần 21,28 lít O2 ở đktc và thu đợc 35,2g CO2 và 19,8g H2O. Tính khối lợng của phân tử X. Giải: Phơng trình đốt cháy hỗn hợp: C2H6O2 + 2,5 O2 đ 2 CO2 + 3 H2O X + O2 đ CO2 + H2O Theo định luật bảo toàn khối lợng: C. Phơng pháp bảo toàn electron * Nguyên tắc Khi có nhiều chất oxi hoá, chất khử trong một hỗn hợp phản ứng (có nhiều phản ứng hoặc phản ứng xảy ra nhiều giai đoạn) thì tổng số electron mà các chất khử cho phải bằng tổng số electron mà chất oxi hoá nhận. Ta chỉ cần xác định đúng trạng thái đầu và trạng thái cuối của chất oxi hoá hoặc chất khử thì có thể giải đợc bài toán đã cho. *Một số ví dụ Thí dụ 1: Cho 16,2 gam kim loại R tác dụng với 0,15 mol oxi. Chất rắn thu đợc sau phản ứng cho hoà tan hoàn toàn vào dung dịch HCl d thấy bay ra 13,44 lít (đktc). Hỏi R là kim loại nào? Giải: Nhận xét: R tác dụng với oxi cho oxit kim loại mà hỗn hợp sau phản ứng tác dụng với HCl cho H2. Vậy M tác dụng cha hết với oxi và hỗn hợp chất rắn bao gồm cả R và oxit của R. Lu ý: Muốn xác định một nguyên tố cần tìm đợc mối liên quan giữa nguyên tử khối và hoá trị của nó có thể có trong các hợp chất. 4R + nO2 = 2R2On (1) R2On + 2nHCl = 2RCln + H2O (2) 2R + 2nHCl = 2RCln + nH2 (3)
+ Theo (1) và (3) tổng số mol electron mà kim loại R đã cho phải bằng tổng số mol electron mà oxi và H+ nhận. + Gọi x là số mol của kim loại R, nguyên tử khối của kim loại R là M đsố mol electron mà kim loại R nhờng là nx. Theo giả thiết và (1) ta có: Số mol electron mà oxi nhận là 0,15.4 Theo giả thiết và (3) ta có: số mol electron mà H+ nhận là 0,6.2 ị nx= 0,15.4 + 0,6.2 = 1,8 ị (a) Mà x là số mol của kim loại ị (b) Kết hợp (a) và (b) ta có: ị M=9n ị Chỉ có một cặp nghiệm duy nhất là: M = 27 và n = 3 là phù hợp ị Đó là Al. Thí dụ 2: Hỗn hợp Y gồm Fe và kim loại R có hoá trị n duy nhất. a, Hoà tan hoàn toàn 3,61 gam hỗn hợp Y bằng dung dịch HCl d thu đợc 2,128 lít H2, còn khi hoà tan 3,61 gam Y bằng dung dịch HNO3 loãng, d thì thu đợc 1,972 lít khí NO duy nhất. Xác định kim loại R và tính thành phần % về khối lợng mỗi kim loại trong Y. b, Lấy 3,61g Y cho tác dụng với 100ml dung dịch chứa AgNO3 và Cu(NO3)2, khuấy kỹ cho tới khi phản ứng xảy ra hoàn toàn chỉ thu đợc 8,12 gam chất rắn gồm 3 kim loại. Hoà tan chất rắn đó bằng dung dịch HCl d thấy bay ra 0,672 lít H2. Tính CM của AgNO3 và Cu(NO3)2 trong dung dịch ban đầu. Biết hiệu suất phản ứng là 100%. Các khí đo ở đktc. Giải: a, Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 (1) 2R + 2nHCl = 2RCln + nH2 (2) Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (3) 3R + 4nHNO3 = 3R(NO3)n + nNO + 2nH2O (4) *G ọi x là số mol Fe, y là số mol R có trong 3,61 gam Y. Số mol electron mà Fe nhờng ở (1) là 2x. Số mol electron R nhờng ở (2) là ny. Số mol electron mà H+ thu vào ở (1) và (2) là: Tổng số mol electron mà Fe và R nhờng bằng tổng số electron mà H+ nhận ị 2x + ny = 0,19 (a) - Số mol electron mà Fe nhờng ở (3) là 3x - Số mol electron mà R nhờng ở (4) là ny (vì R có 1 hoá trị duy nhất) Số mol electron mà N+5 thu vào tạo ra NO là: ị 3x + ny = 0,24 (b) Lấy (b) trừ (a) ị x=0,05 ị ny=0,09 (c) + Mặt khác ta có phơng trình theo khối lợng (gọi nguyên tử khối của nguyên tố R là M): 56x + My = 3,61; mà x=0,05 ị My=0,81 (d)
Từ (c): ny=0,09 ị y= (n là hoá trị của R, n: nguyên, dơng) Thay vào (d) ị M =0,81 ị M = 9n ị Nghiệm duy nhất: Al (hoá trị III, nguyên tử khối 27) ị%Fe = ị %Al = 22,75% b, Các phản ứng có thể xảy ra: Al + 3AgNO3 = Al(NO3)3 + 3Ag¯ (5) 2Al + 3Cu(NO3)2 = 2Al(NO3)3 + 3Cu (6) Fe + 2AgNO3 = Fe(NO3)2 + 2Ag¯ (7) Fe + Cu(NO3)2 = Fe(NO3)2 + Cu (8) (giáo viên lu ý học sinh phản ứng oxi hoá Fe bằng ion Ag+) *V ì không biết lợng AgNO3, Cu(NO3)2 nên có thể d cả Al, Fe và cả 2 kim loại mới tạo ra là Cu, Ag. Theo giả thiết: chất rắn thu đợc gồm 3 kim loại mà Al hoạt động mạnh hơn Fe nên Al đã phản ứng hết theo (5) ị còn lại: Fe, Cu, Ag. ị Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 (9) + Theo (9): nFe= Theo giả thiết dung dịch HCl d ịFe phản ứng hết ị nAl trong hỗn hợp là Gọi a là số mol AgNO3, b là số mol Cu(NO3)2. áp dụng phơng pháp bảo toàn electron ta có phơng trình: 1a+2b+2.0,03 = 3.0,03 + 2.0,05 đa+2b = 0,13 (*) Phơng trình theo khối lợng: 108a + 64b + 0,03.56 = 8,12 (**) Giải hệ phơng trình (*), (**) ta có: a = 0,03 (mol); b = 0,05 (mol). Vậy: Nồng độ mol/l của AgNO3 là: CM= Nồng độ mol/l của Cu(NO3)2 là: CM = D. Phơng pháp dùng các giá trị trung bình D.1. Phơng pháp khối lợng mol trung bình ( ) - Sử dụng để giải nhanh các bài toán là hỗn hợp của 2 hay nhiều chất. - Xác định nguyên tử khối của 2 kim loại ở 2 chu kì liên tiếp nhau, thành phần % số lợng mỗi đồng vị của 1 nguyên tố, tính thành phần % về thể tích các khí trong hỗn hợp … - Đặc biệt thích hợp khi giải các bài tập lập công thức các đồng đẳng kế tiếp. * Khối lợng mol trung bình ( ) là khối lợng của một mol hỗn hợp. = Thí dụ 1: Hai kim loại kiềm R và R’ nằm ở 2 chu kì kế tiếp nhau trong bảng hệ thống tuần hoàn. Hoà tan một ít hỗn hợp của R và R’ trong nớc ta đợc dung dịch A và 0,336 lít H2
(đktc). Cho HCl d vào dung dịch A, sau đó cô cạn ta đợc 2,075 gam muối khan. Xác định tên kim loại R và R’. Giải: 2R + 2H2O = 2ROH + H2 (1) 2R’ + 2H2O = 2R’OH + H2 (2) ROH + HCl = RCl + H2O (3) R’OH + HCl = R’Cl + H2O (4) + Gọi x là số mol của kim loại R. Nguyên tử khối của R là M. Gọi y là số mol của kim loại R’. Nguyên tử khối của R’ là M’. + Theo (1) và (2) đ đ x+y = 0,03(mol) + Theo (1),(2),(3) và (4): Tổng số mol 2 muối bằng tổng số mol 2 kim loại đnmuối=x+y = 0,03(mol). đ M+35,5 < 69 < M’+35,5 đR là Na (Nguyên tử khối là 23), R’ là K (Nguyên tử khối là 39). Thí dụ 2: Cho 11g hỗn hợp 2 rợu no, đơn chức kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác dụng hết với Na thu đợc 3,36 lít khí H2(đktc). Xác định công thức cấu tạo của 2 rợu trên. Giải: Gọi: rợu thứ nhất là ROH, rợu thứ hai là R’OH. 2ROH + 2Na đ 2RONa + H2 (1) 2R’OH + 2Na đ 2R’ONa + H2 (2) Theo (1),(2) đ n2rợu=2 =2.0,15 = 0,3(mol) đ D.2. Phơng pháp số nguyên tử cácbon trung bình * Cách tính số nguyên tử cácbon trung bình (kí hiệu là ) Trong phản ứng cháy chúng ta có: = Trong hỗn hợp chất: = n1, n2: Số nguyên tử cácbon của chất 1, 2,… x1, x2: số mol của chất 1, 2, … Trong hỗn hợp chất có thành phần định tính nh nhau, thí dụ hỗn hợp chất đều đợc tạo thành từ ba nguyên tố là C, H, O ta có công thức đ Một số thí dụ:
Th Thí dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 10,2 gam 2 anđêhit no, đơn chức A và B là đồng đẳng kế tiếp. Đem sản phẩm thu đợc hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)2 thì thu đợc 10g kết tủa. Lọc bỏ kết tủa, đun nóng phần dung dịch thu đợc 20g kết tủa. Xác định công thức cấu tạo của A và B. +Thay thế 2 anđêhit bằng công thức tơng đơng: + (1) CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 ¯ + H2O (2) 2CO2 + Ca(OH)2 = Ca(HCO3)2 (3) Ca(HCO3)2 CaCO3¯ + H2O + CO2 (4) Theo (2): n =n = =0,1(mol) Theo(4):n = =0,2(mol) Theo (3): n =0,4(mol) Tổng số mol CO là :n = 0,1 + 0,4 = 0,5 (mol) Theo (1) ta có : mol C H CHO sau khi cháy cho ( +1). mol CO . Theo (1) ,(2), (3),(4) ta có : ( +1). = 0,5. Giải phơng trình =1,5 A là : CH CHO và B là C H CHO. Thí dụ 2: B là hỗn hợp gồm hai axit X và Y kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng axit fomic .Cho m gam B tác dụng hết với Na thu đợc 6.72 lít khí ở điều kiện tiêu chuẩn . Đốt cháy hoàn toàn m gam B ,rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy lần lợt đi qua bình (1) đựng H SO đặc ,bình (2) đựng NaOH rắn .Sau thí nghiệm ,độ tăng khối lợng bình (2) lớn hơn độ tăng khối lợng bình (1) là 36,4 gam. a) Tính m b) Xác định công thức cấu tạo của A và B. Giải : X, Y là đồng đẳng của HCOOH X,Y là axit cacboxylic no,đơn chức . +thay thế X,Y bằng công thức tơng đơng C H COOH 2C H COOH + 2Na 2C H COONa+H (1) Theo giả thiết:n = =0,3 (mol) Theo (1) tổng số mol axit là :2. 0,3=0,6 (mol) CH COOH + ( ) O2 ( +1)CO2 +( +1)H2O (1) CO2+ Ca(OH)2 = CaCO3 +H2O (2) 2CO2+ Ca(OH)2 = Ca(HCO3)2 (3) Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O +CO2 (4)
theo (2) : = (4) : = = 0,1 mol theo (4) : = = 0,2 mol theo(3): =0,4mol.TổngsốmolCO2là: =0,1+0,4=0,5mol theo (1) ta có : mol CHO sau khi cháy cho ( +1). mol CO2 theo (1),(2),(3),(4) ta có :( +1) = 0,5 . giải phơng trình =1,5 A là : CH3CHO và B là C2H5CHO. Thí dụ 3: B là hỗn hợp gồm 2 axit X và Y kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng của axit fomic .cho m gam B tác dụng hết với Na thu đợc 6,72 lit khí ở điều kiện tiêu chuẩn .đốt cháy hoàn toàn m gam B , rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy lần lợt qua bình (1)đựng H2SO4 đặc bình (2) đựng NaOH rắn. Sau thí nghiệm, độ tăng khối lợng bình (2) lớn hơn độ tăng khối lợng bình (1) là 36,4 gam. a, Tính m . b, Xác định công thức cấu tạo của Avà B Giải: X,Y là đồng đẳng của HCOOH X,Y là axit cacboxylic no ,đơn chức . +thay thế X,Y bằng công thức tơng đơng COONa +H2 (1) theo giả thiết = = 0,3 mol theo (1) tổng số mol axit là :2. 0,3 =0,6 mol COOH + ( ) O2 ( +1) CO2 + ( +1) H2O (2) bình (1) :hấp thụ nớc . bình (2) :CO2 +2NaOH rắn = Na2CO3 +H2O theo giả thiết : - =36,4 0,6( +1).(44-18)=36,4 =1,333 a) m=n. =0,6(14 +46)=38,8(gam) b, =1,33 D.3. Phơng pháp số nguyên tử hiđro trung bình Đặc điểm của đồng đẳng liên tiếp là khác nhau 1 nhóm CH2. Nh vậy đối với nguyên tử C thì giá trị bị kẹp giữa 2 giá trị tìm đợc, còn đối với số nguyên tử H thì đó là 2 giá trị kẹp giá trị số nguy ên tử H trung bình. Ta lấy các giá trị chẵn hay lẻ tùy thuộc vào loại hợp chất. Ví dụ đối với hiđrocacbon thì số nguyên tử H luôn là số chẵn, còn đối với amin đơn chức
lại là số lẻ: CH3- NH2; C2H5- NH2. Nhờ phơng pháp này, việc giải một số bài toán trở nên đơn giản và nhanh hơn nhiều. Thí dụ 1: Hỗn hợp khí A gồm đimetylamin và 2 hiđrocacbon là đồng đẳng liên tiếp. Trộn 100ml A với O2 (d) rồi đốt cháy hết hỗn hợp khí A. Biết đimetylamin cháy thành CO2, H2O và N2; thể tích hỗn hợp khí sau khi đốt cháy là 650ml. Cho hỗn hợp khí này qua H2SO4 đặc thì còn lại 370ml và cho qua tiếp dung dịch KOH đặc thì còn 120ml khí. Các thể tích khí đo ở cùng điều kiện to và p. Hãy xác định công thức phân tử các hiđrocacbon. Giải: Gọi là số nguyên tử C trung bình và số nguyên tử H trung bình của 2 hiđrocacbon. (1) (2) Theo giả thiết: tham gia đốt cháy= tạo thành + (hơi) (d) Theo (1): Vđimetylamin= 10.2 = 20 ml Tổng V2 hiđocacbon= 100 – 20 = 80ml Theo(1), (2): tổng Vậy hiđrocacbon thứ nhất có 2 nguyên tử C và hiđrocacbon thứ hai có 3 nguyên tử C. Tổng (hơi) Vậy hiđrocacbon thứ nhất phải có 4 nguy ên tử H và hiđrocacbon thứ hai phải có 6 nguyên tử H (vì cách nhau 2 nguyên tử H và số nguyên tử H phải chẵn). Vậy đó là C2H4 và C3H6 Thí dụ 2: Cho 3,82 g hỗn hợp 3 rợu đơn chức A, B, C trong đó B, C có cùng số nguyên tử cacbon và số mol A bằng tổng số mol của B và C. Xác định công thức phân tử của A, B, C. Biết rằng tổng số mol của 3 rợu là 0,08 mol.
Gi Giải: 3 rợu Nh vậy phải có ít nhất một rợu có M < 42,2. Chỉ có thoả mãn. Vì = 46, các rợu không no ít nhất cũng có 3 nguyên tử cacbon và 1 nhóm OH nên M > 53. Vì B và C có cùng số nguyên tử C nên A phải là CH3OH. Gọ i là số nguyên tử H trung bình trong 2 rợu B, C Khối lợng mol trung bình của là -> x 1 2 3 30,3 18,3 6,3 Chỉ có x = 3 là hợp lý. B, C phải có một rợu có số nguyên tử H>6,3 và một rợu có số nguyên tử H< 6,3. Có 2 cặp nghi ệm: C3H7OH và C3H5OH C3H7OH và C3H3OH D.4. Phơng pháp gốc hiđrocacbon trung bình: Giải bài toán hỗn hợp bằng cách dùng gốc hiđrocacbon trung bình Thí dụ: Hỗn hợp A gồm 2 este là đồng phân của nhau tạo bởi axit đơn chức và rợu đơn chức. Tỉ khối hơi của este so với H2 là 44. Thủy phân 26,4g hỗn hợp A bằng 100ml dung dịch NaOH 20% (d=1,2), rồi đem cô cạn dung dịch thu đợc 38,3g chất rắn khan. Xác định công thức phân tử và tính thành phần % về số mol mỗi este trong hỗn hợp. Giải:
Gọ i và là gốc hiđrocacbon trung bình của các axit và rợu neste thuỷ phân = nNaOH phản ứng = d= 0,6- 0,3 = 0,3 mol -> mNaOH = 0,3.40= 12g Khối lợng các muối là: 33,8 – 12 = 21,8g muối -> nghĩa là có 1 gốc R< 5,6 tức là R chỉ có thể là H và do đó gốc rợu: R’= 88- 1- 44= 43 ứng với gốc C3H7-, nh vậy este là no. Gốc R thứ hai phải lớn hơn 5.6 có thể là CH3 - (M = 15) hoặc C2H5 – ( M = 29 ). Nh vậy có hai nghiệm: Cặp một : HCOOC3H7 và C2H5COOC2H3 Cặp hai : HCOOC3H7 và C2H5COOH3 Tính % về số mol : Với cặp 1 : Gọi x, y là số mol HCOOC2H5 ( áp dụng công thức : = . trong đó n là số mol ) -> % HCOOC3H7= % CH3COOC2H5 = 100% - 67,7% = 33,3% Cặp 2 : Gọi x, y là số mol HCOOC3H7 và CH3COOCH3 -> %HCOOC3H7 = => %C2H5COOCH3 = 16.7% D.5. Phơng pháp số nhóm chức trung bình: Thí dụ: Nitro hoá benzen bằng HNO3 đặc thu đợc 2 hợp chất nitro là A và B hơn kém nhau 1 nhóm NO2. Đốt cháy hoàn toàn 2,3 gam hỗn hợp A ,B thu đợc CO2, H2O và 255,8 ml N2 ( ở 270 C và 740 mm Hg ). Tìm công thức phân tử của A, B. Giải : C6H6 + (NO ) + H2O (1) Trong đó là số nhóm NO trung bình của A, B
C6H6- (NO2) + O2 6CO2+ (2) Thề tích N2 ở đktc: Theo (2) ta có tỉ lệ: Rút ra: . Vậy công thức phân tử của A là C6H5NO2, B là C6H4(NO2)2 D.6. Phơng pháp hóa trị trung bình Thí dụ: Cho một luồng H2 đi qua ống sứ đốt nóng đựng 11,3g hỗn hợp 2 oxit vanađi hóa trị kề nhau tới khử hoàn toàn và cho khí đi ra khỏi ống sứ qua bình đựng H2SO4 đặc, thấy khối lợng bình axit tăng lên 4,68g. Xác định công thức các oxit vanađi. Giải: Gọi x là hóa trị trung bình của vanađi trong 2 oxit: V2Ox + xH2 (1) Theo (1) ta có: Vậy các oxit là V2O3 và VO2 E. Phơng pháp tách công thức phân tử Để biểu diễn thành phần của một hợp chất hữu cơ, ta có thể dùng công thức phân tử viết dới dạng khác nhau. Nguyên tắc của phơng pháp tách công thức phân tử dựa trên tỉ lệ thành phần (%khối lợng) của C và H trong anken (olefin) là không đổi bằng , nghĩa là trong anken, cacbon chiếm 6/7 khối lợng còn hiđro chiếm 1/7(*). Dùng phơng pháp này cho phép giải nhanh chóng và đơn giản một số bài toán hữu cơ. Một số mẫu tách công thức phân tử: 1, Ankan: CnH2n + 2 CnH2n.H2 2, Ankađien, ankin: CnH2n – 2 CmH2mC, trong đó m= n- 1 3, Aren: CnH2n-6 CmH2m.3C, trong đó m= n- 3 4, Rợu no, đơn chức: CnH2n+1OH CnH2n.H2O 5, Rợu không no, đơn chức có 1 nối đôi: CnH2n-1OH CnH2nO hoặc CmH2m.CHO, trong đó m= n- 1.
6, Rợu thơm và phenol: CnH2n-7OH CmH2m.C3O trong đó m=n-3 7, Anđêhit no, đơn chức: CnH2n+1- CHO CnH2n.HCHO hoặc CmH2mO trong đó m= n +1 8, Axit no, đơn chức: CnH2n+1- COOH CnH2n.HCOOH hoặc CmH2mO mà m= n +1 9, Axit không no, đơn chức có một nối đôi: CnH2n-1- COOH CnH2n.CO2 Thí dụ: Chia 6,15g hỗn hợp 2 rợu no đơn chức thành 2 phần bằng nhau. Lấy phần 1 cho tác dụng với Na thu đợc 0,672 lít H2 ở đktc. Phần 2 đem đốt cháy thì thu đợc bao nhiêu lít CO2 và bao nhiêu gam H2O? Giải: Phơng trình phản ứng hóa học xảy ra: CnH2n+1OH + Na CnH2n+1ONa + 1/2H2 (1) CmH2m+1OH + Na CmH2m+1ONa + 1/2H2 (2) CnH2n+1OH + (3) CmH2m+1OH + Theo (1), (2) : nrợu Nếu tách công thức phân tử rợu thành CxH2x.H2O thì lợng H2O trong phần tách ra = 0,06.18 = 1,08g. Khối lợng phần anken CxH2x Theo (*) ta có: mc= Tổng khối lợng nớc là: * Ưu điểm: Tách 1 công thức phức tạp ra dạng công thức đơn giản và giải bài toán hóa học từ cấu tạo đơn giản ấy. * Nhợc điểm: Chỉ dùng cho bài toán hữu cơ. F. Phơng ph áp ẩn số:
Một bài toán thiếu điều kiện làm cho bài toán có dạng vô định hoặc không giải đợc. Phơng pháp ghép ẩn số là một trong những phơng pháp đơn giản để giải các bài toán đó. ã Nhợc điểm: Phơng pháp ghép ẩn số là một thủ thuật của toán học, không mang tính chất hoá học. Thí dụ: Đun p gam hỗn hợp 2 rợu với H2SO4 đặc ta thu đợc V lít (đktc) hỗn hợp 2 olêfin. Đốt cháy hỗn hợp olêfin đó thì thu đợc X lít CO2 (đktc), Y gam nớc. Lập các biểu thức tính X, Y theo P, V Giải: Vì đun nóng với H2SO4 đặc ta thu đợc các olêfin nên hỗn hợp đầu phải gồm có 2 rợu no, đơn chức. CnH2n+1OH CnH2n + H2O (1) CmH2m+1OH CmH2m + H2O (2) CnH2n + O2 đ nCO2 + nH2O (3) a mol na CmH2m + O2 đ mCO2 + mH 2O (3) b mol mb Theo (3), (4): (a) Theo (1), (2): Tổng số mol rợu là: a+b= (lít) (b) Khối lợng rợu bằng: (14n+18)a + (14m+16)b=p Hay 14(na + mb) + 18 (a+b) = P (c) Thế (b) vào (c) ta có: G. Phơng pháp tự chọn lợng chất: Với một số bài toán ngời ta cho lợng chất dới dạng tổng quát hoặc không nói đến lợng chất. Nếu cho các lợng chất khác nhau vẫn chỉ cho 1 kết quả đúng thì trong những trờng hợp này ta tự chọn một giá trị nh thế nào để bài toán trở nên đơn giản. *Một số thí dụ: Thí dụ 1: Hoà tan 1 muối cacbonat của kim loại R bằng 1 lợng vừa đủ dung dịch H2SO4 9,8% thu đợc 1 dung dịch muối sunfat có nồng độ 14,18%. Hỏi R là kim loại nào? Giải: Gọi n là hóa trị của R ta có: R2(CO3)n + nH2SO4 = R2(SO4)n + nH2O + nCO2 *Tự chọn: 1 mol R2(CO3)n. Nguyên tử khối của R là M ta có:
Để hòa tan 1 mol [(2M + 60n) gam] mu ối cacbonat cần n mol H2SO4 hay 98n gam H2SO4 nguyên chất. Khối lợng dung dịch H2SO4 9,8% cần dùng là: 1000n gam Khối lợng CO2 bay ra là: 44n Khối lợng mu ối sunfat thu đợc: (2M + 96n) gam. Khối lợng dung dịch muối (Theo định luật bảo toàn khối lợng) là: (1000n + 2M + 60n - 44n) gam. Theo giả thiết ta có: Rút ra M = 28n Cho các giá trị n = 1, 2, 3, 4 … n=2 và M= 56 là phù hợp kim loại đó là Fe. Thí dụ 2: Hỗn hợp X gồm 2 hiđrôcacbon A và B có khối lợng a gam. Đốt cháy hoàn toàn X thu đợc gam CO2 và gam H2O. Nếu thêm vào X một nửa lợng A có trong X rồi đốt cháy hoàn toàn thì thu đợc gam CO2 và gam H2O. a) Tìm công thức phân tử của A và B. Biết X không làm mất màu nớc brom; A, B thuộc loại hiđrôcacbon đã học. b) Tính thành phần % về số mol của A và B có trong X. Giải: Chú ý: Phản ứng đốt cháy Ankan: CnH2n+2 + Ta thấy: - Với anken, xicloankan: . Ta thấy -Với ankin, ankađien, xicloanken: Ta thấy - Với aren: . Ta thấy
1) Giả thiết cho X không làm mất màu nớc brôm A và B thuộc 1 trong 3 loại: ankan, xicloankan, aren. * Để dễ tính toán: Ta chọn a= 41 a) Khi đốt cháy A ta đợc lợng CO2 và H2O là: Ta thấy khi đốt cháy A: A là ankan (CnH2n+2) (1) Giải phơng trình: n= 6 A: C6H14 b) Lợng CO2 và H2O khi đốt cháy B là: B là aren. (2) Công thức của B là C6H6. c, Tổng số mol CO2 do B sinh ra là 1,5 mol. A và B đều có 6 nguyên tử cácbon. Mà: nA=nB Mỗi chất chiếm 50% về số mol. H. Phơng pháp biện luận để tìm công thức phân tử các chất: Để giải bài toán tìm công thức phân tử ta có thể biện luận theo các nội dung sau: - Biện luận theo hoá trị - Biện luận theo lợng chất (g, mol) - Biện luận theo tính chất - Biện luận theo kết quả bài toán. - Biện luận theo các khả năng phản ứng có thể xảy ra. - Biện luận theo phơng trình vô định
- Biện luận theo giới hạn … *Một số thí dụ: Thí dụ 1: Hoà tan 16g hỗn hợp gồm Fe và 1 kim loại hoá trị II vào dung dịch HCl (d) thì thu đợc 8,96 lít khí H2 (đktc). Mặt khác khi hoà tan 9,6 gam kim loại hoá trị II đó còn dùng cha đến 1000 ml dung dịch HCl 1M. Xác định kim loại hoá trị II đó. Giải: Gọi kim loại hoá trị II là R có nguyên tử khối là M. Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 (1) R + 2HCl = RCl2 + H2 (2) Gọi: x là số mol của Fe trong hỗn hợp, y là số mol của R trong hỗn hợp. Theo giả thiết: Tổng số mol của 2 kim loại là 0,4 mol. + Giả sử x = 0 (chỉ có kim loại R) y=0,4 mol Nếu có sắt thì M= Lập bảng ta có: x 0 0,1 0,2 0,3 (a) M 40 34,7 24 -8 Từ bảng (a) M19,2 19,2 < M < 40 , R hoá trị II R là Mg. Thí dụ 2: Để đốt cháy hết 1 gam đơn chất X cần dùng lợng vừa đủ là 0,7 lít O2 ở điều kiện tiêu chuẩn. Hãy xác định đơn chất X. Giải: Gọi M là nguyên tử khối, n là hoá trị của nguyên tố X: (1) Theo (1): Cứ 2M gam X tác dụng vừa đủ với .22,4 lít O2 (ở đktc).
Vậy 1 gam X tác dụng vừa đủ với 0,7 lít (ở đktc). Ta có tỷ lệ: M = 8n Biện luận: n=1 M=8: loại. n=2 M = 16: loại vì X chính là Oxi. n=3 M = 24: loại (Mg không có hoá trị III). n=4 M = 32: Đúng (X là lu huỳnh). n=5 M = 40: loại (Ca không có hoá trị V). n=6 M = 48: loại (Ti không có hoá trị VI). n=7 M = 56: loại (Fe không có oxi trong đó sắt có hoá trị VII). n=8 M = 64: loại (Cu không có oxi trong đó Cu có hoá trị VIII). Kết luận: X là lu huỳnh. K. Phơng pháp đờng chéo: Phơng pháp này thờng đợc áp dụng để giải các bài toán trộn lẫn các chất với nhau. Các chất đem trộn có thể là đồng thể: lỏng với lỏng, khí với khí, rắn với rắn; hoặc dị thể: rắn với lỏng, khí với lỏng … Nhng hỗn hợp cuối cùng phải đồng thể. Phơng pháp này đặc biệt thích hợp khi pha chế dung dịch. Chú ý: Phơng pháp này không áp dụng cho các trờng hợp khi trộn lẫn các chất mà có xảy ra phản ứng hoá học (Ví dụ: Cho dung dịch NaOH vào dung dịch HCl). - Với trờng hợp có phản ứng nhng cuối cùng cho cùng một chất thì áp dụng đợc (VD: hoà tan Na2O vào dung dịch NaOH, thu đợc dung dịch NaOH). *Nguyên tắc: Trộn 2 dung dịch với nồng độ khác nhau của cùng 1 chất thì lợng chất tan trong phần dung dịch có nồng độ lớn hơn giảm đi, còn trong phần dung dịch có nồng độ nhỏ hơn tăng lên. Sơ đồ tổng quát: (Giả sử x1>x>x2) D1 x1 x-x2 x (1) D2 x2 x1-x D1, D2: Khối lợng các chất đem trộn ứng với x1, x2. x, x1, x2: Khối lợng các chất quy về trong 100 đơn vị khối lợng D1, D2. *Một số thí dụ:
Th Thí dụ 1: Cần thêm bao nhiêu gam H2O vào 500g dung dịch NaOH 12% để có dung dịch NaOH 8%. Giải: Gọi m là khối lợng nớc cần thêm vào: m 0 4 8 (1) 500 12 8 (gam nớc). (x1=0 vì trong nớc không có NaOH) Thí dụ 2: Cần trộn H2 và CO theo tỷ lệ thể tích nh thế nào để thu đợc hỗn hợp khí có tỷ khối so với metan bằng 1,5. Giải: 2 4 24 VCO 28 22 III. CÁC BÀI TOÁN MINH HOẠ Bài 1: Cho 3,04g hỗn hợp NaOH và KOH tác dụng với dung dịch HCl thu đợc 4,15g các muối clorua. Nếu đem điện phân nóng chảy hỗn hợp trên lợng hỗn hợp kim loại thu đợc là bao nhiêu (g)? A.2,02 B. 2,03 C. 2,04 D. Đáp án khác Giải: Đặt nNaOH = x mol, nKOH = y mol. Ta có hệ phơng trình: giải hệ: m=0,02´ 23 + 0,04´ 39 = 2,02 (g) Bài 2: Trung hoà 200ml dd HNO3 0,5M cần 6,26g hỗn hợp Na2CO3 và K2CO3. Nếu cho 3,13g hỗn hợp mu ối trên tác dụng hoàn toàn với dd HCl thu đợc V lít khí ở đktc. Hấp thụ hoàn toàn V lít khí đó vào dung dịch Ca(OH)2 d thu đợc m gam kết tủa. m nhận giá trị là (g): A. 2,5 B. 3 C. 3,5 D. 4 Giải: