SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI
Đơn vị Trường THPT Bình Sơn
Mã số: ................................
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
PHÂN DẠNG VÀ GIẢI BÀI TẬP THEO CHUYÊN ĐỀ
HIDROCACBON
Người thực hiện: NGUYỄN NHƯ HOÀNG
Lĩnh vực nghiên cứu:
- Quản lý giáo dục
- Phương pháp dạy học bộ môn: Hóa học
- Lĩnh vực khác:
Có đính kèm: Các sản phẩm không thể hiện trong bản in SKKN
Mô hình
Đĩa CD (DVD)
Phim ảnh
Hiện vật khác
Năm học: 2014 - 2015
Trang 1
BM02-LLKHSKKN
SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC
––––––––––––––––––
I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN
1. Họ và tên: NGUYỄN NHƯ HOÀNG
2. Ngày tháng năm sinh: 23 – 05 – 1980
3. Nam, nữ: Nam
4. Địa chỉ: Ấp 1 – Bình Sơn – Long Thành – Đồng Nai
5. Điện thoại DĐ: 0123 849 3679, Cơ quan: 0613 533 100
6. E-mail:
[email protected]
7. Chức vụ: Giáo viên
8. Nhiệm vụ được giao: giảng dạy môn hóa học khối 10 và 11.
9. Đơn vị công tác: Trường THPT Bình Sơn
II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO
- Học vị cao nhất: Cử nhân
- Năm nhận bằng: 2011
- Chuyên ngành đào tạo: Hóa học
III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC
- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Giảng dạy môn hóa học
- Số năm có kinh nghiệm: 4 năm
- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây:
+ Phân dạng và áp dụng định luật bảo toàn khối lượng - kết hợp một số phương
pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm Hóa học - Năm học 2013-2014: đã được tặng
danh hiệu chiến sĩ thi đua cơ sở năm học 2013-2014 theo quyết định số 522/QĐSGDĐT ngày 30/6/2014.
Trang 2
BM03-TMSKKN
TÊN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: PHÂN DẠNG VÀ GIẢI BÀI TẬP THEO
CHUYÊN ĐỀ HIDROCACBON
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hoá học là bộ môn khoa học tự nhiên có vai trò quan trọng cung cấp
cho học sinh một hệ thống kiến thức cơ bản và thiết thực, rèn luyện cho học sinh
óc tư duy sáng tạo và khả năng trực quan nhanh nhạy. Hình thành cho các em
những phẩm chất cần thiết như cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác, yêu
thích khoa học.
Hóa học là môn khoa học thực nghiệm, do đó dạy và học hóa học
không chỉ dừng lại ở việc truyền đạt và lĩnh hội kiến thức khoa học mà còn phải
nâng cao tính thực tiễn của môn học: rèn luyện các kỹ năng, kỹ xảo thực hành, nâng
cao khả năng vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn sản xuất. Trong dạy học hóa
học, bài tập hóa học là nguồn quan trọng để các em học sinh thu nhận kiến thức,
củng cố khắc sâu những lí thuyết đã học phát triển tư duy sáng tạo của học sinh,
nâng cao năng lực nhận thức. Tuy nhiên việc bố trí thời lượng trong làm bài cho
phần kiến thức, bài tập hóa học rất ít đặc biệt với các bài tập trắc nghiệm. Hiện nay
các bài tập trắc nghiệm hóa học rất đa dạng, đây là kho bài tập phong phú nhưng
cũng gây không ít khó khăn cho học sinh, các em không thể tự nhận dạng và phân
tích bài toán theo hướng hợp lí. Do vậy đa số học sinh hiện nay gặp rất nhiều khó
khăn trong việc phân loại và tìm ra phương pháp giải phù hợp. Theo yêu cầu của
ngành giáo dục về “Đổi mới cách dạy học và phương thức kiểm tra đánh giá chất
lượng học sinh trong dạy học hóa học ở trường THPT” theo đó các nội dung được
chia thành các chuyên đề có liên quan. Mỗi nội dung không quy định số tiết chương
trình mà chú trọng vào việc phân tích, tổng hợp kiến thức theo mỗi chuyên đề. Nên
học sinh cần nắm được bản chất vấn đề của đề bài để từ đó đưa ra phương pháp giải
tối ưu nhất.
Trong quá trình dạy học, tôi luôn hướng học sinh tới việc vận dụng và
kết hợp các phương pháp để giải nhanh phân dạng và theo chuyên đề, chính xác bài
tập trắc nghiệm khách quan và bước đầu học sinh đã biết cách vận dụng vào việc
giải các bài tập một cách nhanh chóng và hiệu quả. Trong phạm vi giới hạn của đề
tài này tôi xin trình bày một số kĩ năng và phương pháp giải các bài tập trắc nghiệm
hóa học theo chuyên để Hidrocacbon, dựa vào định luật bảo toàn khối lượng kết hợp
một số phương pháp giải nhanh bài tập hóa học như phương pháp sơ đồ đường chéo,
Trang 3
phương pháp bảo toàn số mol liên kết π , phương pháp lập tỉ lệ mol chất phản ứng,
phương pháp bảo toàn nguyên tố,...
II. CỞ LÝ LUẬN THỰC TIỄN
Trong quá trình giảng dạy, tôi nhận thấy rằng các bài tập trắc nghiệm khách
quan giúp cho việc kiểm tra, đánh giá kiến thức của học sinh một cách nhanh chóng,
khách quan. Giúp học sinh rèn luyện và phát triển khả năng tư duy, phân tích, phán
đoán, khái quát hóa vấn đề. Rèn luyện khả năng ứng xử nhanh chóng, chính xác
trước các tình huống bài toán đặt ra. Đồng thời tạo hứng thú học tập hơn khi những
bài toán phức tạp được đơn giản hóa.
Để làm tốt bài tập trắc nghiệm khách quan, học sinh cần nắm vững toàn bộ
kiến thức Hoá học phổ thông, kiến thức liên môn bổ trợ như Toán học, Vật lí, Sinh
học, …
Mỗi một câu hỏi là một tình huống có vấn đề. Trước hết cần hướng dẫn học
sinh phân tích, nhận dạng đề xem câu hỏi thuộc loại nào, định tính hay định lượng?
Mức độ dễ hay khó? Chẳng hạn, ở mức độ học sinh biết các khái niệm, học sinh
hiểu và giải thích được tính chất của chất, hiện tượng thí nghiệm…, học sinh vận
dụng kiến thức đã biết để nhận biết các chất, tách các chất… Ở các câu hỏi định
lượng, cần hướng dẫn học sinh phân tích các dữ kiện, đối chiếu với các phương án
lựa chọn để áp dụng phương pháp thích hợp như áp dụng các định luật cơ bản của
hóa học: bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố…, hoặc các công thức thực
nghiệm có thể vận dụng cho một dạng bài nhất định. Có như vậy các em mới giải
nhanh và chính xác bài toán Hóa học để từ đó chọn được phương án đúng. Việc vận
dụng phương pháp bảo toàn khối lượng giúp học sinh giải nhanh một số bài tập, đặc
biệt là bài tập có xảy ra nhiều phương trình phản ứng, nhiều giai đoạn, nhiều ẩn số,
thiếu dữ kiện hay đòi hỏi biện luận…
II. 1. Thuận lợi
Được sự quan tâm chỉ đạo và giúp đỡ của Ban giám hiệu nhà trường.
Trong tổ chuyên môn có nhiều giáo viên có kinh nghiệm nên có điều kiện
tham khảo và trao đổi với đồng nghiệp.
Do sự phát triển của công nghệ thông tin nên việc trao đổi kiến thức, tìm hiểu
thông tin diễn ra rất thuận lợi và nhanh chóng.
Đa số học sinh có ý thức học tập, ham học hỏi để trang bị cho mình những
kiến thức cần thiết để chuẩn bị cho tương lai.
II. 2. Khó khăn
Tuy nhiên bên cạnh những thuận lợi cũng không tránh khỏi những khó khăn
nhất định:
Trang 4
Trường ở vùng nông thôn, chất lượng đầu vào chưa cao nên chất lượng học
sinh không đồng đều, còn nhiều em thiếu ý thức học tập và mất căn bản.
Phương pháp học tập theo chuyên đề còn khá mới mẻ đối với giáo viên và
học sinh.
III. TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP
Định luật bảo toàn khối lượng và các phương pháp giải bài tập trắc nghiệm
Hóa học áp dụng được hầu hết ở mọi bài toán khác nhau. Đặc biệt là các bài toán về
đơn chất Hidrocacbon, hỗn hợp nhiều Hidrocacbon tác dụng với Oxi (phản ứng
cháy), phản ứng cộng Hidro, Brom, cộng HX (với X là Halogen, -OH,...), KMnO4,
phản ứng thế Halogen, bạc, phản ứng cracking.
Dạng 1: Giải toán phản ứng đốt cháy hiđrocacbon
1. Nhận xét về phản ứng đốt cháy hiđrocacbon
y
t
CxHy + x O2 CO2 +
y
H2O
2
o
4
3 n 1 – k
to
O2 nCO2 + (n + 1 – k)H2O
2
CnH2n + 2 – 2k +(
Bảo toàn khối lượng: mA + mO
2
phản ứng
= mCO + m H O
2
2
Và mA = mC (trong CO2) + mH (trong H2O)
Đốt một hiđrocacbon hoặc hỗn hợp hiđrocacbon bất kì, ta đều có:
nO
2
= nCO
phản ứng
+
2
1
n
2 H
2
O
Đốt cháy chất hữu cơ A, thu được sản phẩm cháy là CO2 và H2O, ta nên đặt công
thức của A là CxHyOz (với x, y ≠ 0 và z ≥ 0).
Đốt cháy các hiđrocacbon đồng đẳng, nếu tỉ số a =
nCO
nH O
2
2
Tăng khi số nguyên tử C tăng ⇒ Dãy đồng đẳng metan (ankan)
Không đổi khi số nguyên tử C tăng ⇒ Dãy đồng đẳng anken (hay xicloankan)
Giảm khi số nguyên tử C tăng ⇒ hiđrocacbon chưa no có k ≥ 2 liên kết (hay
vòng)
Từ hiệu số mol của sản phẩm đốt cháy hiđrocacbon A
Nếu n H O > nCO ⇒ A là ankan và n H O – nCO
2
2
2
2
= nA
Nếu n H O = nCO ⇒ A là anken (hay xicloankan)
2
2
Trang 5
Nếu n H O < nCO ⇒ A là ankin, ankađien hoặc aren. Nếu A có mạch C hở ⇒ A
là ankin hay ankađien, lúc đó nCO – n H O = nA
2
2
2
2
2. Hỗn hợp nhiều hiđrocacbon
a. Cùng dãy đồng đẳng:
Chú ý công thức phân tử trung bình
Nếu đã biết dãy đồng đẳng:
Xét hỗn hợp X gồm 2 ankan:
CnH2n + 2: x mol và CmH2m + 2: y mol (với m > n)
Công thức phân tử trung bình: C n H 2 n 2 : z mol, z = x + y.
∑ nCO nx my
n
∑ nX x y
Trong đó:
2
với 1 ≤ n ≤
n ≤ m.
Xác định giá trị
n và z ⇒ công thức phân tử và các đại lượng cần thiết.
Nếu chưa biết dãy đồng đẳng
Xét hỗn hợp X gồm 2 hiđrocacbon đồng đẳng:
CnHm : x mol và Cn’Hm’ : y mol
Công thức phân tử trung bình: C n H m : z mol, z = x + y.
∑ nCO nx n y
Trong đó: n
∑ nX x y
'
2
2 ∑ n H O mx m' y
m
x y
∑ nX
2
với 1 ≤ n ≤
n ≤ n’
với 2 ≤ m ≤
m ≤ m’
Xác định giá trị
n , m và z ⇒ công thức phân tử và các đại lượng cần thiết.
b. Hai hiđrocacbon mạch hở bất kì có số liên kết ⇒ là k ≤ 2
Số mol sản phẩm
cháy
∑ nH O
2
>
∑ nCO
2
Các trường hợp
2 ankan
Số mol bất kì
1 ankan + 1 anken
Số mol bất kì
1 ankan + 1 ankin (ankađien)
x>y
(x mol)
∑ nH O
2
=
∑ nCO
2
Điều kiện
2 anken
(y mol)
Số mol bất kì
Trang 6
1 ankan + 1 ankin (ankađien)
(x mol)
∑ nH
2
O
< ∑ nCO
2
+
(y mol)
2 ankin (hoặc ankađien)
Số mol bất kì
1 anken + 1 ankin (ankađien)
Số mol bất kì
1 ankan + 1 ankin (ankađien)
x
1)
Phương trình phản ứng cháy:
C H
n
2 n 2
+
3 n 1
2
n 1
n
ta có:
n 2,4
0,17 0,12
O2 →
n CO2 + ( n + 1)H2O
n1 < n = 2,4 < n2 = n1 + 1 (n1, n2 là số nguyên tử C của hai ankan cần tìm)
n1 = 2 và n2 = 3
Vậy 2 ankan là C2H6 và C3H8
⇒Đáp án B.
Ví dụ 6: Đốt cháy hoàn toàn một hỗn hợp hai hiđrocacbon đồng đẳng liên tiếp ở
thể khí thu được CO2 và hơi H2O theo tỉ lệ 1 : 1,6 về thể tích (các thể tích trong cùng
điều kiện nhiệt độ, áp suất). Vậy 2 hiđrocacbon là:
A. CH4 và C2H6
B. C2H6 và C3H8
C. C2H4 và C3H6
D. C3H8 và C4H8
Hướng dẫn giải:
GV: Hướng dẫn HS làm tương tự ví dụ 6
HS: Do CO2 và hơi H2O có tỉ lệ 1 : 1,6 về thể tích nên 2 hiđrocacbon là ankan đồng
đẳng. Gọi công thức chung là C n H 2 n 2
Phương trình phản ứng cháy:
C n H 2 n 2 +
3 n 1
2
n 1
n
=
1,6
1
Ta có:
O2 →
n CO2 + ( n + 1)H2O
nên
n = 1,67.
Vậy 2 ankan là CH4 và C2H6
⇒ Đáp án A.
Ví dụ 7: Đốt cháy hoàn toàn a mol hỗn hợp X gồm hai ankan là chất khí ở điều
kiện thường cần dùng vừa hết 3a mol O2. Công thức phân tử của hai ankan là
A. CH4 và C2H6
B. CH4và C3H8
C. CH4 và C4H10
D. CH4 và C2H6 hoặc CH4 và C3H8 hoặc CH4 và C4H10.
Hướng dẫn giải:
Trang 10
GV: Hướng dẫn HS làm tương tự ví dụ 6, 7
HS: Đặt công thức chung của hai ankan là: C n H2 n + 2
3n 1
C H2 n + 2+( 2 )O2→ n CO2+ ( n +1)H2O
n
a mol
ta có:
3a mol
3n 1 1
n 1, 67
6a
a
n 1,67
n1 < n 1,67 < n2 ≤ 4 (n1, n2 là số nguyên tử C của hai ankan cần tìm)
n1 = 1và n2 = 2; 3; 4
Công thức phân tử của hai ankan là: CH4 và C2H6 hoặc CH4 và C3H8 hoặc CH4 và
C4H10. ⇒Đáp án D.
Ví dụ 8: Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol hỗn hợp 2 ankan thu được 9,45g H2O. Cho
sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 dư thì khối lượng kết tủa thu được là:
A. 37,5g
B. 52,5g
C. 15g
D. 42,5g
Hướng dẫn giải:
GV: Hướng dẫn HS làm tương tự các ví dụ trên
HS: Áp dụng làm
Đặt công thức chung của hai ankan là: C n H2 n + 2
3n 1
C n H2 n + 2+( 2 )O2→ n CO2+ ( n +1)H2O
ta có: n ankan n H2O n CO2 n CO2 n H 2O n ankan
n CO2 0,525 - 0,15 0,375 mol
CO2
+
Ca(OH)2 →
CaCO3 +
H2O
n CO2 n CaCO3 0,375 mol m CaCO3 0,375.100 37,5 gam
=> Đáp án: A
Ví dụ 9: (ĐH khối B - 2014) Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp X gồm một
ankan và một anken, thu được 0,35 mol CO2 và 0,4 mol H2O. Phần trăm số mol của
anken trong X là
A. 40%.
B. 50%.
C. 25%.
D. 75%.
Hướng dẫn giải:
Trang 11
GV: Hướng dẫn HS do hỗn hợp gồm một ankan và một anken
⇒ n H O – nCO
2
% nanken
2
= nankan = 0,4 - 0,35 = 0,05 mol ⇒ nanken = 0,2 - 0,05 = 0,15 mol
0.15
.100 75%
0.2
=> Đáp án D
Ví dụ 10: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp M gồm một ankan X và một ankin Y, thu
được số mol CO2 bằng số mol H2O. Thành phần trăm số mol của X , Y trong hỗn
hợp lần lượt là
A. 75% và 25%.
B. 50%và 50%. C. 25% và 75%.
D. 36% và 65%.
Hướng dẫn giải:
GV: Hướng dẫn HS. Do hỗn hợp gồm một ankan và một ankin và thu được mol
CO2 bằng số mol H2O nên yêu cầu HS viết phương trình tổng quát áp dụng làm bài.
HS: Áp dụng làm bài
CnH2n + 2 + (
3 n 1
to
O2 nCO2 + (n +1 )H2O
2
a mol
na
CmH2m - 2 + (
a(n+1)
3 n−1
to
O2 mCO2 + (m -1 )H2O
2
b mol
bm
b(m-1)
Gọi nankan X = a mol, nankin Y = b mol
ta có
nCO2 nH 2O na bn a n 1 b m 1 a b %nankan %nankin 50%
=> Đáp án B
Ví dụ 11: (CĐ2010–Khối A) Đốt cháy hoàn toàn 6,72 lít (đktc) hỗn hợp gồm hai
hiđrocacbon X và Y (MY> MX), thu được 11,2 lít khí CO2 (đktc) và 10,8 gam H2O.
Công thức của X là
A. C2H6.
B. C2H4.
C. CH4.
D. C2H2.
Hướng dẫn giải:
GV: Hướng dẫn HS do hỗn hợp gồm hai hiđrocacbon, nhỗn hợp = 0,3 mol và nCO
= 0,5 mol < n H O = 0,6 mol ⇒ hai hiđrocacbon X và Y có một chất là ankan
2
2
HS: Áp dụng tương tự
ta có:nC
nCO2
nhh
0,5
1,67
0,3
⇒ hai hiđrocacbon X và Y có một chất là CH4 và (MY> MX) ⇒ X là CH4
Trang 12
⇒Đáp án C.
Ví dụ 12: (ĐH 2007 – Khối A) Ba hiđrocacbon X, Y, Z kế tiếp nhau trong dãy đồng
đẳng, trong đó khối lượng phân tử Z gấp đôi khối lượng phân tử X. Đốt cháy 0,1
mol chất Y, sản phẩm khí hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)2 (dư), thu được
số gam kết tủa là (cho H = 1, C = 12, O = 16, Ca = 40)
A. 30.
B. 10.
C. 20.
D. 40.
Hướng dẫn giải:
GV: Hướng dẫn HS vì ba hiđrocacbon X, Y, Z kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng nên
gọi công thức phân tử của X làCxHy⇒công thức phân tử của Z là CxHy(CH2)2 và
theo đề ra ta có:
MZ = 2MX ⇒12x +y = 28 ⇒ nghiệm phù hợp x = 2, y = 4 ⇒ ba hiđrocacbon X, Y, Z
lần lượt là
C2H4 , C3H6, C4H8
9
to
3CO2 + 3H2O
2
H
+
O
3
6
2
C
0,1 mol
0,3 mol
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
0,3 mol
⇒
0,3 mol
m 0,3.100 30 gam
⇒Đáp án A.
Ví dụ 13: (ĐH 2008 – Khối A) Hỗn hợp X có tỉ khối so với H2 là 21,2 gồm propan,
propen và propin. Khi đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X, tổng khối lượng của CO2 và
H2O thu được là
A. 20,40 gam.
B. 16,80 gam.
C. 18,96 gam.
D. 18,60 gam.
Hướng dẫn giải:
GV: Hướng dẫn HS vì Hỗn hợp X gồm propan, propen và propin ⇒công thức phân
tử chung của X là
C3 H y
HS: Áp dụng viết phương trình phản ứng cháy và dựa vào dữ kiện đề bài tìm
y ⇒ khối lượng của CO2 và H2O
C3 H y
y
+ 3CO2 + 2 H2O
O2 ,t o
Trang 13
0,05 y
0,1 mol
ta có: d X / H 2 21, 2 M X 21, 2.2 42, 4 36 y 42, 4 y 6, 4
mH 2O mCO2 0,3.44 0, 05.6, 4.18 18,96 gam
=> Đáp án D
Ví dụ 14: (ĐH khối B 2011) Hỗn hợp khí X gồm etilen, metan, propin và
vinylaxetilen có tỉ khối so với H2 là 17. Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol hỗn hợp X rồi
hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào bình dung dịch Ca(OH)2 (dư) thì khối lượng
bình tăng thêm m gam. Giá trị của m là:
A. 5,85 gam
B. 3,39 gam
C. 6,6 gam
D. 7,3 gam
Hướng dẫn giải:
GV: Hướng dẫn HS tương tự ví dụ 11 vì Hỗn hợp X gồm etilen, metan, propin và
vinylaxetilen ⇒công thức phân tử chung của X là Cx H 4
HS: Áp dụng làm
Cx H 4
o
O ,t
+ x CO2 + 2H2O
2
0,05 x
0,05 mol
0,1mol
ta có: d X / H 2 17 M X 17.2 34 12 x 4 34 x 2,5
mbình tăng =
⇒
mH 2O mCO2 0,1.18 0,05.2,5.44 7,3 gam
=> Đáp án D
Ví dụ 15: (ĐH 2008 – Khối B) Đốt cháy hoàn toàn 1 lít hỗn hợp khí gồm C2H2 và
hiđrocacbon X sinh ra 2 lít khí CO2 và 2 lít hơi H2O (các thể tích khí và hơi đo ở
cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). Công thức phân tử của X là
A. C2H6.
B. C2H4.
C. CH4.
D. C3H8.
Hướng dẫn giải:
GV: Hướng dẫn HS tương tự ví dụ 11,12 vì hỗn hợp khí gồm C2H2 và hiđrocacbon
X và Đốt cháy hoàn toàn 1 lít hỗn hợp khí sinh ra 2 lít khí CO2 và 2 lít hơi H2O.
HS: Gọi công thức phân tử chung của X là
Cx H y
nC
Số nguyên tử C trung bình của hỗn hợp khí =
VCO2
Vhhkhi
2
2
1
Trang 14
⇒ hiđrocacbon X có 2 cacbon
nH
Số nguyên tử H trung bình của hỗn hợp khí =
2VH 2O
Vhhkhi
2.2
4
1
⇒Số nguyên tử H của C2H2 = 2 < nH = 4< Số nguyên tử H của X ⇒ y = 6
⇒ công thức phân tử của X là C2H6
=> Đáp án A
Ví dụ 16: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp (X) gồm: CH4, C3H6 và C4H10 thu
được 16,2 gam H2O và 26,4gam CO2. Giá trị của m là
A. 6 gam
B. 7,5 gam
C. 8 gam
D. 9 gam
Hướng dẫn giải:
GV: Hướng dẫn HS áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố
mX + m O
2
phản ứng
= mCO + m H O Và mX = mC (trong CO2) + mH (trong H2O)
2
2
HS: Áp dụng làm
m
X
= mC (trong CO2) + mH (trong H2O)
26, 4
16, 2
.12
.2 9 gam
44
18
=> Đáp án D
Ví dụ 17: (CĐ 2007 – Khối A) Đốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên gồm
metan, etan, propan bằng oxi không khí (trong không khí, oxi chiếm 20% thể tích),
thu được 7,84 lít khí CO2 (ở đktc) và 9,9 gam nước. Thể tích không khí (ở đktc) nhỏ
nhất cần dùng để đốt cháy hoàn toàn lượng khí thiên nhiên trên là
A. 70,0 lít.
B. 78,4 lít.
C. 84,0 lít.
D. 56,0 lít.
Hướng dẫn giải:
Cách 1 GV: Hướng dẫn HS do hỗn hợp khí gồm metan, etan, propan là các
hiđrocacbon mà khi đốt cháy một hiđrocacbon bất kì luôn có
nO2
⇒
1
1
nCO2 nH 2O 0,35 0,55 0, 625mol
2
2
phản ứng
Vkhông khí
0,625.22, 4.
100
70 lít
20
Trang 15
=> Đáp án A
Cách 2 GV: Hướng dẫn HS do hỗn hợp khí gồm metan, etan, propan là các đồng
đẳng liên tiếp HS áp dụng làm
HS: Gọi công thức chung là C n H 2 n 2
Phương trình phản ứng cháy:
C n H 2 n 2 +
3 n 1
2
0,625mol
Ta có:
n 1
n
=
O2 →
n CO2 + ( n + 1)H2O
0,35mol
0,55
0,35
nên
n = 1,75.
noxi 0,625mol
⇒
⇒
Vkhông khí
0, 625.22, 4.
100
70 lít
20
Ví dụ 18: Đốt cháy hoàn toàn V lít một hidrocacbon X trong bình kín có dư oxi thu
được 4V lít khí CO2 ở cùng điều kiện. Biết Pđầu = Psau (đo ở 1500C). Công thức phân
tử của X là
A. C4H10
B. C4H8
C. C4H4
D. C4H6
Hướng dẫn giải:
GV hướng dẫn HS gọi CTPT, viết phương trình cháy của Hidrocacbon X, hướng
dẫn học sinh phân tích đề và làm bài.
Học sinh làm bài theo sự hướng dẫn của giáo viên
y
y
(x )
2 O2 → x CO2 + 2 H2O
CxHy +
Vlít
y
(x )
2 V lít
xV lít
y
2 V lít
=> xV = 4V =>x = 4
Do sau phản ứng nhiệt độ là 1500C nên H2O đang ở thể hơi.
Mặt khác: Pđầu = Psau => nđầu = nsau
y
y
hay V(1+x+ 4 ) = V(x+ 2 )
Trang 16
y
y
↔ (1+4+ 4 ) = (4+ 2 ) => y = 4
=> Công thức phân tử của X là C4H4
=> đáp án C
Ví dụ 19: Nung nóng hỗn hợp X (dạng hơi và khí) gồm 0.1 mol benzen, 0.2 mol
toluen, 0.3 mol stiren và 1.4 mol H2 trong một bình kín (xúc tác Ni). Hỗn hợp sau
phản ứng đem đốt cháy hoàn toàn, rồi hấp thụ hết sản phẩm cháy vào bình đựng
nước vôi trong dư. Khối lượng bình đựng nước vôi tăng lên là:
A. 240,8gam
B. 260,2gam
C. 193,6gam
D. 198.4gam
Hướng dẫn giải:
GV hướng dẫn HS áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để làm bài.
Học sinh làm bài theo sự hướng dẫn của giáo viên
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có: mhh sau phản ứng = mhh X
=> Đốt cháy hỗn hợp sau khi nung nóng cũng giống như đốt cháy hỗn hợp X.
O
C6H6 6CO2 3H 2O
2
0.1
0.6
0.3
O
C7H8 7CO2 4 H 2O
2
0.2
1.4
0.8
O
C8H8 8CO2 4H 2O
2
0.3
2.4
1.2
O
H2 H 2O
2
1.4
1.4
Khối lượng bình brom tăng chính là khối lượng của CO2 và H2O
mCO2 mH 2O 44(0.6 1.4 2.4) 18(0.3 0.8 1.2 1.4) 260.2 gam
=> Đáp án B
Dạng 2: Giải toán phản ứng cộng của hiđrocacbon
1. Phản ứng cộng H2:
Tổng quát với hiđrocacbon A mạch hở có k liên kết :
o
Ni ,t
CnH2n+2–2k + kH2
x
CnH2n+2
kx
Trang 17
Ta có:
nH
2
nA
=k
Gọi X là hỗn hợp trước khi cộng H2, hỗn hợp nhận được sau phản ứng là Y, ta
có:
+ nX – nY = k.x = n H
2
đã tham gia phản ứng.
+ mX = mY và tỉ khối dX< dY.
+ Tỉ lệ áp suất:
P Y nY d X
P X nX dY
+ Mỗi nguyên tố C hoặc H, đều có khối lượng (số mol cũng vậy) bằng nhau trong hỗn
hợp X và Y.
+ Số mol các hiđrocacbon trong X và Y bằng nhau.
Đốt cháy hỗn hợp X hoặc Y đều tạo thành số mol CO2 bằng nhau, số mol H2O
bằng nhau, số mol O2 cần cũng bằng nhau.
2. Phản ứng cộng Br2:
Cho hiđrocacbon chưa no A qua dung dịch Br2:
Dung dịch phai màu: Br2 dư (hiđrocacbon hết)
Dung dịch mất màu: có thể Br2 thiếu và hiđrocacbon còn dư.
Khối lượng bình Br2 tăng = mA đã phản ứng.
Bảo toàn khối lượng: mA + m Br
= msản phẩm
phản ứng
2
Phản ứng tổng quát: CnH2n+2–2k + kBr2⇒ CnH2n+2–2kBr2k
Ta luôn luôn có:
n Br
nA
2
=k
Nếu biết số mol CO2 và số mol Br2 đã phản ứng, ta lập tỉ lệ:
nCO
n Br
2
2
nx n
⇒ hệ thức n theo k.
kx k
Sau đó biện luận suy ra n và k, xác định công thức phân tử.
Bài tập mẫu:
Ví dụ 20: Dẫn 0,42 gam khí A một anken tác dụng hết với dung dịch brom (dư) thì
khối lượng brom phản ứng là 1,6 gam. Công thức phân tử của anken A là
A. C2H4
B. C5H10
C. C4H8
D. C3H6
Hướng dẫn giải
Trang 18
GV: Hướng dẫn HS gọi CTTQ anken A và viết phương trình phản ứng tổng quát của
anken với dung dịch brom, tính số mol brom phản ứng suy ra số mol anken phản
ứng ⇒ anken
HS: CnH2n + Br2⇒ CnH2nBr2
0,01
0,01mol
nBr2 pu nanken
1, 6
m 0, 42
0,01 mol M anken
42
160
n 0, 01
mà ta có 42 = 14n suy ra n = 3 suy ra công thức phân tử anken là C3H6
=> Đáp án D
Ví dụ 21: Dẫn 4,48 lít(đkc) hỗn hợp hiđrocacbon thuộc đồng đẳng anken và khí H2
qua bình đựng Ni xúc tác ; nung nóng sau phản ứng thể tích còn 2,24 lít (đkc) một
hiđrocác bon duy nhất . Phần trăm thể tích của H2 trong hỗn hợp là:
A. 40%.
B. 50%.
C. 25%.
D. 75%.
Hướng dẫn giải
GV: Hướng dẫn HS gọi CTTQ anken A và viết phương trình phản ứng tổng quát của
anken với H2. Từ phương trình suy ra thể tích khí giảm.
to
HS: CnH2n + H2 CnH2n+2
Vgiam VH2 4, 48 2, 24 2, 24 lít% VH 2
2, 24.100
50%
4, 48
=> đáp án D
Ví dụ 22: Cho 3,12 gam ankin X phản ứng với 0,1 mol H2 (xúc tác Pd/PbCO3, tº),
thu được hỗn hợp Y chỉ có hai hiđrocacbon. Công thức phân tử của X là
A. C2H2
B. C5H8
C. C4H6
D. C3H4
Hướng dẫn giải
GV: Hướng dẫn HS gọi CTTQ ankin X và sau phản ứng thu được 2 hiđrocacbon
⇒ ankin X dư
HS: Áp dụng làm
Gọi CTTQ ankin X: CnH2n–2 (n ≥ 2)
o
Pd/ PbCO ,t
CnH2n–2 + H2 CnH2n
3
0,1
0,1mol
Trang 19
Sau phản ứng thu được 2 hiđrocacbon ⇒ ankin X dư
3,12
⇒ nX> 0,1 ⇒ MX< 0,1
= 31,2 ⇒ ankin X là C2H2
⇒ Đáp án A
Ví dụ 23: (CĐ 2009 – Khối A )Hỗn hợp khí X gồm H2 và C2H4 có tỉ khối so với He
là 3,75. Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He là 5.
Hiệu suất của phản ứng hiđro hoá là
A. 25%.
B. 40%.
C. 20%.
D. 50%
Hướng dẫn giải
Giáo viên: Hướng dẫn HS viết một phương trình tổng quát
Cách 1:
o
C2 H 4 H 2 Ni ,t C2 H 6
Ban đầu: 1
1
(mol)
a( mol)
Phản ứng: a a
Cân bằng: (1-a) (1-a)
a (mol)
Áp dụng quy tắc đường chéo
M X 15, M C2 H 4 28, M H 2 2
C2H4 28
13
M = 15
H2
2
nC2 H 4
nH 2
1
1
13
Học sinh: Vận dụng phương pháp bảo toàn khối lượng
∑ mT = ∑ mS
a 0,5 H %
0,5.100
50%
1
2.15 = (2-a).20
Cách 2:
Trang 20