Skkn hóa học thpt (12)

Đối với những bài tập đơn giản thì học sinh thường đi theo mô hình đơn giản: như viết phương trình hóa học, dựa vào các đại lượng bài ra để tính số mol của một chất, sau đó theo phương t

Trang 1

BÁO CÁO SÁNG KIẾN

I ĐIỀU KIỆN HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN

Hóa học là bộ môn khoa học quan trọng trong nhà trường phổ thông Môn hóa học cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản và thiết thực đầu tiên về hóa học Giáo viên bộ môn hóa học cần hình thành ở các

em một số kĩ năng cơ bản, phổ thông và thói quen học tập và làm việc khoa học làm nền tảng cho việc giáo dục, phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động Qua đó, giáo dục những đức tính cần thiết cho học sinh như cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác, yêu chân lý khoa học, có ý thức trách nhiệm với bản thân, gia đình xã hội, có thể hòa hợp với môi trường thiên nhiên, chuẩn bị cho học sinh những hành trang đi vào cuộc sống

Trong môn hóa học thì bài tập hóa học có một vai trò cực kì quan trọng

Nó là nguồn cung cấp kiến thức mới, vận dụng kiến thức lý thuyết, giải thích các hiện tượng, các quá trình hóa học, giúp tính toán các đại lượng: khối lượng, thể tích, số mol Việc giải bài tập sẽ giúp học sinh được củng cố kiến thức lý thuyết

đã được học, vận dụng linh hoạt kiến thức vào làm bài Để giải được bài tập đòi hỏi học sinh không chỉ nắm vững các tính chất hóa học của các đơn chất và hợp chất đã học, nắm vững các công thức tính toán, mà còn biết cách tính theo phương trình hóa học và công thức hóa học Đối với những bài tập đơn giản thì học sinh thường đi theo mô hình đơn giản: như viết phương trình hóa học, dựa vào các đại lượng bài ra để tính số mol của một chất, sau đó theo phương trình hóa học để tính số mol của các chất còn lại và từ đó tính được các đại lượng theo yêu cầu của bài Nhưng đối với nhiều dạng bài tập thì nếu học sinh không nắm được bản chất của các phản ứng thì việc giải bài toán của học sinh sẽ gặp rất nhiều khó khan và thường là giải sai như các dạng bài tập hữu cơ ở mức độ vận dụng và vận dụng cao Bài tập hữu cơ ở dạng vận dụng và vận dụng cao là loại toán khó Bài toán này thường được dùng để phân loại điểm cao, phân loại học sinh giỏi trong các kì thi, đặc biệt là kì thi tốt nghiệp trung học phổ thông quốc

gia Chính vì vậy, tôi xin mạnh dạn trình bày “Phương pháp giải bài tập hữu

cơ hóa học 11 và 12 theo kĩ thuật đồng đẳng hóa và tách nguyên tố” làm

sáng kiến kinh nghiệm cho mình Với hi vọng đề tài này sẽ là một tài liệu tham khảo phục vụ tốt cho công việc học tập của các em học sinh lớp 11, 12 và cho công tác giảng dạy của các bạn đồng nghiệp

Trang 2

II MÔ TẢ GIẢI PHÁP

II.1 Mô tả giải pháp trước khi tạo ra sáng kiến

II.1.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến

Kĩ thuật đồng đẳng hóa và tách nguyên tố là phương pháp tư duy giải toán độc đáo, sáng tạo dựa trên những giả định không có thực để biến đổi tương đương các hợp chất và hỗn hợp cho nhau hoặc các quá trình hóa học cho nhau Bản chất của nó là sử dụng toán học trong giải bài tập hóa học Một số bài toán hóa học có thể giải nhanh bằng các phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn khối lượng, đặt công thức tổng quát song kĩ thuật đồng đẳng hóa và tách nguyên tố cũng tìm ra đáp án rất nhanh, rất phù hợp với hình thức thi trắc nghiệm hiện nay của Bộ giáo dục đào tạo hay các kì thi riêng của các trường đại học (đánh giá năng lực của đại học quốc gia Hà Nội và đánh giá tư duy của đại học Bách Khoa Hà Nội)

Các chú ý khi áp dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa và tách nguyên tố:

1 Khi áp dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa hay tách nguyên tố, ta phải bảo toàn số mol các nguyên tố và bảo toàn khối lượng hỗn hợp

2 Khi áp dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa và tách nguyên tố, ta nên chọn chất đơn giản hoặc nhóm nguyên tố đơn giản để đơn giản cho việc tính toán

3 Trong quá trình tính toán theo kĩ thuật đồng đẳng hóa và tách nguyên

tố, đôi khi ta gặp số mol có giá trị âm là do sự bù trừ khối lượng của các chất trong hỗn hợp Trong trường hợp này, ta vẫn tính toán bình thường và kết quả cuối cùng vẫn thỏa mãn

4 Cần nắm vững tính chất hóa học của các chất, từ đó có những biến đổi hợp lí để tránh dẫn đến kết quả bài toán sai lệch

5 Cần nắm vững các định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố

Đó là những phương pháp thường xuyên bổ trợ cho kĩ thuật đồng đẳng hóa và tách nguyên tố

II.1.2 Thực trạng của sáng kiến

Khi chưa áp dụng, có bài toán học sinh làm được nhưng rất ít, đa số học sinh không giải quyết được hoặc làm mất quá nhiều thời gian Hơn nữa, thời gian yêu cầu cho một bài tập trong kì thi quốc gia là rất ngắn Vì vậy, người giáo viên phải tìm ra phương pháp để giải nhanh bài tập Đặc biệt, nguồn tài liệu tham khảo viết về kĩ thuật đồng đẳng hóa và tách chất trong giải bài tập hữu cơ

11, 12 còn ít, chưa có hệ thống, không khái quát hết hoặc việc nhận dạng để phát hiện ra cần sử dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa và tách chất là chưa có Do đó, việc sưu tầm, phân dạng các bài tập để vận dụng các cách giải nhanh là quan trọng và cần thiết

Trang 3

II.2 Mô tả giải pháp khi có sáng kiến

Tôi đã sưu tầm các bài tập trong các đề thi đại học – cao đẳng và nay là đề thi trung học phổ thông quốc gia của bộ giáo dục và đào tạo và đề thi thử của các trường trung học phổ thông, cũng như các bài tập do tôi soạn ra Sau đó, tôi tiến hành giải các bài tập đó theo kĩ thuật đồng đẳng hóa và tách nguyên tố, rồi phân ra thành từng dạng bài theo các chủ đề Tôi cũng đã áp dụng vào thực hành giảng dạy cho các học sinh tôi dạy khối lớp 11 và 12 (đặc biệt là dạy ôn thi tốt nghiệp trung học phổ thông quốc gia), nhận thấy các em tiếp thu tốt hơn và giải nhanh được các bài tập tương tự Trong giới hạn của đề tài này, tôi chỉ đưa ra một số kinh nghiệm đã giảng dạy cho học sinh như sau:

II.2.1 Bài toán hidrocacbon

1 Cơ sở lý thuyết

a Ankan

Ankan có công thức tổng quát CnH2n+2 (n≥1) gồm: CH4, C2H6, C3H8,

C4H10

Với một ankan bất kì có thể quy đổi thành CnH2n+2 =CH4 +mCH2

Kĩ thuật đồng đẳng hóa khi áp dụng cho ankan là (CH4, CH2), trong đó số mol ankan bằng số mol của CH4

Mặt khác, ankan CnH2n+2=nCH2 + H2 Khi đó tách nguyên tố thì ankan là (H2, CH2); trong đó số mol ankan bằng số mol của H2 tách ra

b Anken

Anken có công thức tổng quát CnH2n (n≥2) gồm: C2H4, C3H6, C4H8,

C5H10

Với một anken bất kì có thể quy đổi thành CnH2n= C2H4 + mCH2

Kĩ thuật đồng đẳng hóa áp dụng cho anken là (C2H4, CH2), trong đó số mol của anken bằng số mol của C2H4

Mặt khác, anken CnH2n=nCH2 nên có thể coi anken là CH2 trong các bài toán đốt cháy

c Ankin

Ankin có công thức tổng quát CnH2n-2 (n≥2) gồm: C2H2, C3H4, C4H6,

C5H8

Với một ankin bất kì có thể quy đổi thành CnH2n-2= C2H2 + mCH2

Kĩ thuật đồng đẳng hóa áp dụng cho anken là (C2H2, CH2), trong đó số mol của ankin bằng số mol của C2H2

Mặt khác, ankin CnH2n-2=nCH2 –H2 Khi đó, ,tách ankin thành (H2, CH2) trong đó tổng số mol ankin và hidro tách ra bằng 0

Trang 4

d Với ankyl benzen

Ankyl benzen có công thức tổng quát CnH2n-6 (n≥6) gồm : C6H6, C7H8,

C8H10, C9H12

Với một ankyl benzen bất kì có thể quy đổi thành CnH2n-6=C6H6 +mCH2

Kĩ thuật đồng đẳng hóa áp dụng cho ankyl benzen là (C6H6, CH2), trong đó

số mol của ankyl benzen bằng số mol của C6H6

Mặt khác, hidocacbon mạch hở bất kì có thể tách thành C và H

2 Phương pháp giải minh họa

Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn hidrocacbon mạch hở X, thu được 0,4 mol CO2

và 0,5 mol H2O Xác định công thức phân tử của X

Hướng dẫn giải

Cách 1

Vì số mol H2O lớn hơn số mol CO2 nên X là ankan Ankan có công thức tổng quát CnH2n+2= CH4+mCH2

Quy đổi X thành CH4 (a mol) và CH2 (b mol)

Bảo toàn cacbon có: a+b=0,4

Bảo toàn hidro có: 4a +2b=0,5.2

Giải hệ có: a=0,1 và b=0,3 Giá trị của m là m=b:a=0,3:0,1=3 Công thức hóa học của X là CH4.3CH2 hay C4H10

Cách 2

Vì số mol H2O lớn hơn số mol CO2 nên X là ankan Ankan có công thức tổng quát CnH2n+2= nCH2 +H2

Quy đổi X thành CH2 (a mol) và H2 (b mol)

Bảo toàn cacbon có: a=0,4

Giải hệ phương trình có: a=0,4 và b=0,1 Giá trị của n là n=a:b=0,4:0,1=4

Trang 5

Khối lượng của X là 16a +14b=3,2

Giải hệ phương trình có: a=0,2 và b=0 Giá trị của m là m=b:a=0 Vậy X là

CH4

Cách 2

Ankan có công thức tổng quát CnH2n+2= nCH2+H2 Quy đổi X thành CH2 (a mol) và H2 (b mol)

Giải hệ phương trình có: a=0,2 và b=0,2 Giá trị n là n=a:b=0,2:0,2=1 Vậy

X là CH4

Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn một hidrocacbon X, thu được 0,11 mol CO2 và 0,132 mol H2O Khi cho X tác dụng với clo (tỉ lệ mol 1:1) đun nóng, thu được một sản phẩm thế monocle duy nhất Gọi tên X

Cách 1

Vì số mol H2O lớn hơn số mol CO2 nên X là ankan Ankan có công thức tổng quát CnH2n+2= CH4+mCH2

Giải hệ có: a=0,022 và b=0,088 Giá trị của m là m=b:a=0,088:0,022=4 Công thức hóa học của X là CH4.4CH2 hay C5H12 Mặt khác, đun nóng X với clo tỉ lệ mol 1:1 cho một sản phẩm thế clo duy nhất nên X là neopantan hay 2,2-đimetylpropan

Cách 2

Vì số mol H2O lớn hơn số mol CO2 nên X là ankan Ankan có công thức tổng quát CnH2n+2= nCH2 + H2

Giải hệ phương trình có: a=0,11 và b=0,022 Giá trị của n là n=a:b=0,11:0,022=5 X là C5H12 Mặt khác, đun nóng X với clo tỉ lệ mol 1:1 cho một sản phẩm thế clo duy nhất nên X là neopantan hay 2,2-đimetylpropan

Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp M gồm một ankan và một ankin, thu

được số mol nước bằng số mol CO2 Xác định phần trăm về số mol của X và Y trong M

Ankan có công thức tổng quát là CnH2n+2 =CH4 +mCH2

Ankin có công thức tổng quát là CnH2n-2=C2H2 +mCH2

Trang 6

Quy đổi M thành CH4 (a mol), C2H2 (b mol) và CH2 (c mol)

Số mol CO2 thu được khi đốt cháy là a +2b+c

Số mol H2O, thu được khi đốt cháy là 2a +b+c

Vì số mol CO2 bằng số mol H2O nên a+2b+c=2a +b+c, do đó a=b

Vậy phần trăm số mol của ankan và ankin là 50% và 50%

Câu 5: Hỗn hợp khí X gồm anken M và ankin N có cùng số nguyên tử

cacbon trong phân tử Hỗn hợp khí X có khối lượng 12,4 gam và thể tích là 6,72 lít Xác định số mol và công thức phân tử của M và N

Ankan có công thức tổng quát là CnH2n=C2H4 +mCH2

Ankin có công thức tổng quát là CnH2n-2=C2H2 + mCH2

Quy đổi X thành C2H4 (a mol), C2H2 (b mol) và H2 (c mol)

Khối lượng của X là 28a +26b+14c=12,4

Số mol của X là a +b=0,3

Vì hai hidrocacbon ở thể khí nên c=0, c=(a+b) hoặc c=2(a+b)

Nếu c=0 thì a=2,3 và b=-2 (loại)

Nếu c=(a+b)=0,3 thì a=0,2 và b=0,1 Khi đó hai hidrocacbon là C3H6 và

C3H4

Nếu c=2(a+b)=0,6 thì a=-1,9 và b=2,2 (loại)

Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn một lượng hidrocacbon X, thu được CO2 và

H2O Cho toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được 29,55 gam kết tủa, dung dịch sau phản ứng có khối lượng giảm 19,35 gam so với dung dịch Ba(OH)2 ban đầu Tìm X

Giải hệ có: a=0,05 và b=0,1 Giá trị của m là m=b:a=0,1:0,05=2 Công thức hóa học của X là CH4.2CH2 hay C3H8

Trang 7

Cách 2

Vì số mol H2O lớn hơn số mol CO2 nên X là ankan Ankan có công thức tổng quát CnH2n+2= nCH2 + H2

Giải hệ phương trình có: a=0,15 và b=0,05 Giá trị của n là n=a:b=0,15:0,05=3 X là C3H8

Câu 7: Hỗn hợp khí X gồm etilen, metan, propin và vinyl axetilen có tỷ

khối so với hidro là 17 Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol X, thu được CO2 và H2O Cho toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư, thấy khối lượng bình tăng thêm m gam Tìm m

X gồm: CH4, C2H4, C3H4 và C4H4 nên quy đổi 0,05 mol X thành C (a mol)

và H (0,2 mol)

Khối lượng của X là 0,05.17.2=1,7= 12a +0,2.1 Do đó, a= 0,125

C (0,125 mol), H (0,2 mol) + O2 → CO2 (0,125 mol), H2O (0,1 mol)

Khối lượng bình tăng lên chính là tổng khối lượng của CO2 và H2O nên m=0,125.44+0,1.18=7,3 gam

Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn 4,64 gam một hidrocacbon X (chất khí ở điều

kiện thường), thu được CO2 và H2O Cho toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2 Sau các phản ứng, thu được 39,4 gam kết tủa và khối lượng phần dung dịch giảm 19,912 gam so với dung dịch ban đầu Xác định công thức phân tử của X

Hidrocacbon X có công thức tổng quát là CxHy =xC + yH

Quy đổi X thành C (a mol) và H (b mol)

Khối lượng của X là 4,64 gam nên 12.a +b.1=4,64

C (a mol), H (b mol) + O2 → CO2 (a mol), H2O (0,5b mol)

Khối lượng dung dịch giảm 19,912 gam nên 39,4- (44.a +18.0,5b)=19,912 Giải hệ phương trình có: a=0,348 và b=0,464 Mặt khác, x:y=a:b=0,348:0,464=3:4

Do X là hidrocacbon ở thể khí nên x≤4 Vậy, X là C3H4

Câu 9: Hỗn hợp khí X gồm C2H6, C3H6 và C4H6 Tỷ khối của X so với hidro là 24 Đốt cháy hoàn toàn 0,96 gam X trong oxi dư, thu được CO2 và H2O Cho toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được m gam kết tủa Tìm m

Số mol của X là 0,96:48=0,02 mol

Trang 8

X gồm C2H6, C3H6 và C4H6 nên quy đổi 0,02 mol X thành C (a mol) và H (0,12 mol)

Khối lượng của X là 12.a +0,12.1=0,96 Suy ra, a=0,07

Khi đó: C (0,07 mol), H (0,12 mol) + O2 → CO2 (0,07 mol), H2O (0,06 mol)

CO2 + Ba(OH)2 dư→ BaCO3 + H2O

0,07 0,07

Khối lượng kết tủa là m=0,07.197=13,79 gam

Câu 10: 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 Xác định phần trăm số mol của anken trong X

Cách 1

Công thức tổng quát của ankan là CnH2n+2=CH4 +mCH2

Công thức tổng quát của anken là CmH2m=mCH2

Bảo toàn cacbon có: a +b=0,35

Bảo toàn hidro có: 4a +2b = 0,4.2

Giải hệ phương trình có: a=0,05 và b=0,3 Vậy số mol ankan là 0,05 mol nên số mol anken là 0,2-0,05=0,15 mol Phần trăm số mol của anken là 75%

Cách 2

Công thức tổng quát của ankan là CnH2n+2=nCH2 +H2

Công thức tổng quát của anken là CmH2m=mCH2

Bảo toàn cacbon và hidro có: a=0,35 và 2a +2b=0,4.2

Giải hệ phương trình có a=0,35 và b=0,05 Vậy số mol ankan là 0,05 mol nên số mol anken là 0,2-0,05=0,15 mol Phần trăm số mol của anken là 75%

Câu 11: Hỗn hợp X gồm một ankan và một anken có số mol bằng nhau, số

nguyên tử cacbon của ankan gấp hai lần số nguyên tử cacbon của anken Lấy a gam X làm mất màu vừa đủ 100 gam dung dịch Br2 16% Đốt cháy hoàn toàn a gam X, sau đó cho toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2

dư, thu được 60 gam kết tủa Xác định công thức phân tử của hai hidrocacbon

Công thức tổng quát của anken là CmH2m=C2H4 +kCH2

Quy đổi X thành CH4 (x mol), C2H4 (x mol) và CH2 (y mol)

Số mol brom phản ứng với X là 0,1 mol nên x=0,1

CO2 + Ba(OH)2 dư → BaCO3 + H2O

0,6 0,6

Trang 9

Bảo toàn cacbon có: x.1 +x.2 +y.1=0,6.1

Giải hệ phương trình có: x=0,1 và y=0,3

Khi đó: Anken có dạng C2H4.kCH2 (0,1 mol) và ankan có dạng CH4.nCH2(0,1 mol)

Bảo toàn CH2 có 0,1.k+0,1.n=0,3 và n+1=2(k+2) Giải hệ phương trình có: n=3 và k=0

Hai hidrocacbon đó là: C2H4 và C4H10

Câu 12: Hỗn hợp khí X gồm một ankan và một anken Tỷ khối hơi của X

so với hidro là 11,25 Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lít X, thu được 6,72 lít khí CO2 Xác định công thức phân tử của hai hidrocacbon

Công thức tổng quát của ankan là CnH2n+2=CH4 + mCH2

Công thức tổng quát của anken là CmH2m=C2H4 + kCH2

Quy đổi X thành CH4 (x mol), C2H4 (y mol) và CH2 (z mol)

Số mol của X là 0,2 mol nên x+y=0,2

Khối lượng của X là 0,2.11,25.2=16x +28y +14z

Bảo toàn cacbon có: x+2y +z=0,3

Giải hệ phương trình có: x=0,15; y=0,05 và z=0,05

Khi đó: ankan có dạng CH4.mCH2 (0,15 mol) và anken có dạng C2H4.kCH2(0,05 mol)

Bảo toàn CH2 có 0,15.m+0,05.k=0,05 Do đó, m=0 và k=1 Vậy hai hidrocacbon là CH4 và C3H6

Câu 13: Hỗn hợp X gồm metan, propan, etilen và but-1-en có tổng số mol

là 0,57 mol, tổng khối lượng là m gam Đốt cháy hoàn toàn m gam X cần vừa đủ 54,88 lít khí O2 Mặt khác, cho m gam X qua dung dịch brom dư, thấy có 0,35 mol brom phản ứng Tìm m

Có CH4; C3H8=CH4+2CH2; C2H4=CH4 +1CH2-1H2 và C4H8 =CH4 +3CH21H2 Do đó, quy đổi X thành CH4 (0,57 mol), CH2 (a mol) và H2 (b mol)

-X làm mất màu tối đa 0,35 mol brom nên b=-0,35

CH4 (0,57 mol), CH2 (a mol), H2 (b mol) + O2 (2,45 mol) → CO2[(0,57+a)mol], H2O [(0,57.2 + a + b)mol]

Bảo toàn nguyên tố oxi có: 2,45.2= 2.(0,57+a) + (0,57.2 +a+b)

Giải hệ phương trình có: a=0,99 và b=-0,35 Khối lượng của X là m=0,57.16 +14a + 2b= 22,28 gam

Câu 14: Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lít hỗn hợp E gồm ankan X và ankin Y

cần dùng vừa đủ 11,2 lít khí O2, thu được CO2 và H2O Cho toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2, thu được 19,7 gam kết tủa và khối

Trang 10

lượng dung dịch tăng thêm 0,7 gam so với dung dịch Ba(OH)2 ban đầu Xác định X và Y

Công thức tổng quát của ankin là CmH2m-2=C2H2 +kCH2

Quy đổi E thành CH4 (a mol), C2H2 (b mol) và CH2 (c mol)

Số mol hỗn hợp là 0,2 mol nên a+b=0,2

CH4 (a mol), C2H2 (b mol), CH2 (c mol) + O2 (0,5 mol)→ CO2 [(a+2b+c) mol], H2O [(2a+b+c) mol]

Gọi số mol CO2 và H2O lần lượt là u =a+2b+c, v=2a+b+c Bảo toàn nguyên

tố oxi có 0,5.2=2.u +v.1

Khối lượng dung dịch tăng thêm 0,7 gam nên 44.u +18.v- 19,7=0,7 Giải hệ phương trình có: u=0,3 và v=0,4

Giải hệ phương trình của a,b,c có: a=0,15; b=0,05 và c=0,05

Khi đó: ankan có dạng CH4.mCH2 (0,15 mol) và ankin có dạng C2H2.kCH2(0,05 mol) Bảo toàn CH2 có 0,15.m +0,05.k=0,05 Vậy m=0, k=1 Hai hidrocacbon là CH4 và C3H4

Câu 15: (Đề thi tốt nghiệp THPT quốc gia 2021) Nung nóng một lượng

butan trong bình kín (với xúc tác thích hợp), thu được 0,82 mol hỗn hợp X gồm

H2 và các hidrocacbon mạch hở (CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8 và C4H10) Cho toàn bộ X vào bình đựng dung dịch brom dư thì có tối đa a mol brom phản ứng, khối lượng bình tăng 15,54 gam và thoát ra hỗn hợp khí Y Đốt cháy hoàn toàn

Y cần vừa đủ 0,74 mol O2, thu được CO2 và H2O Tìm a

C4H10 →CnH2n+2 (CH4, C2H6, H2) +CmH2m(C2H4, C3H6, C4H8)

C4H10→C4H10

Gọi CtH2t+2 là công thức chung cho CnH2n+2 và C4H10 (dư)

Có: CmH2m=mCH2, vì vậy đốt cháy lượng O2 cần thiết để đốt cháy hết 15,54 gam CmH2m là

Trang 11

Số mol brom phản ứng với X là a=0,45 mol

H2 và các hidrocacbon mạch hở (CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8 và C4H10) Cho toàn bộ X vào bình đựng dung dịch brom dư thì có tối đa a mol brom phản ứng, khối lượng bình tăng 8,26 gam và thoát ra hỗn hợp khí Y Đốt cháy hoàn toàn Y cần vừa đủ 0,74 mol O2, thu được CO2 và H2O Tìm a

C4H10 → CnH2n+2 (CH4, C2H6, H2) + CmH2m(C2H4, C3H6, C4H8)

C4H10→ C4H10

CH2 +1,5O2 → CO2 + H2O

0,58 0,87

Trang 12

Lượng oxi dùng để đốt cháy C4H10 ban đầu bằng lượng O2 dùng để đốt cháy 8,12 gam CmH2m và Y Do, đó số mol oxi dùng để đốt cháy C4H10 ban đầu

C4H10→ C4H10

Câu 19: (Đề minh họa thi tốt nghiệp THPT quốc gia năm 2020) Nung

nóng a mol hỗn hợp X gồm: axetilen, vinyl axetilen và hidro (với xúc tác Ni, giả thiết chỉ xảy ra phản ứng cộng hidro), thu được hỗn hợp Y có tỷ khối so với hidro là 20,5 Đốt cháy hoàn toàn Y, thu được 0,3 mol CO2 và 0,25 mol H2O Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn Tìm a

Trang 13

Bảo toàn cacbon và hidro có: a+b=0,3 và 4a +2b +2.c=0,25.2

Giải hệ phương trình có: a=0,1, b=0,2 và c=-0,15

Khi đó Y có dạng [CH4+kCH2-tH2] (0,1 mol) Bảo toàn CH2 và H2 có: k=2, t=1,5

Công thức phân tử của Y là C3H5

Phản ứng cộng hidro không làm thay đổi số nguyên tử cacbon nên C2H2 và

C4H4 phải có công thức chung là C3H3 Khi đó: C3H3 + H2 → C3H5

0,1 0,1 0,1

Giá trị của a là a=0,1+0,1=0,2 mol

Câu 20: (Đề thi trung học phổ thông quốc gia 2019) Nung nóng 0,1 mol

C4H10 có xúc tác thích hợp, thu được hỗn hợp khí gồm H2, CH4, C2H4, C2H6,

C3H6, C4H8 và C4H10 Dẫn X qua bình đựng dung dịch brom dư, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy khối lượng bình tăng 3,64 gam và có hỗn hợp khí Y thoát ra Đốt cháy toàn bộ Y cần vừa đủ V lít khí O2 Tìm V

C4H10→ C4H10

Trang 14

ứng xảy ra hoàn toàn thấy khối lượng bình tăng a gam và có hỗn hợp khí Y thoát

ra Đốt cháy toàn bộ Y cần vừa đủ 6,832 lít khí O2 Tìm a

C4H10→ C4H10

Lượng oxi dùng để đốt cháy C4H10 ban đầu là

Giá trị của a là a=0,23.14=3,22 gam

Câu 22: (Đề thi trung học phổ thông quốc gia 2019) Nung nóng hỗn hợp X

gồm: metan, etilen, propin, vinyl axetilen và a mol H2 có Ni xúc tác (giả thiết chỉ xảy ra phản ứng cộng hidro), thu được 0,1 mol hỗn hợp Y (gồm các hidrocacbon), có tỷ khối so với hidro là 14,4 Biết 0,1 mol Y phản ứng tối đa với 0,06 mol brom trong dung dịch Tìm a

Y có công thức tổng quát là CxHy=CH4 +k.CH2-t.H2 Vì vậy, quy đổi Y thành CH4 (a mol), CH2 (b mol) và H2 (c mol)

Khối lượng của Y là 0,1.14,4.2=2,88 gam Do đó, 16a +14b +2c=2,88

Số mol của Y là 0,1 nên a=0,1 Mặt khác, Y phản ứng tối đa với 0,06 mol brom nên c=-0,06

Giải hệ phương trình có: a=0,1; b=0,1 và c=-0,06

Công thức phân tử của Y là C2H4,8

Phản ứng cộng hidro không làm thay đổi số nguyên tử cacbon nên hỗn hợp (CH4, C2H4, C3H4 và C4H4) phải có công thức chung là C2H4 Khi đó:

C2H4 + 0,4H2 → C2H4,8

0,1 0,04 0,1

Giá trị của a là a=0,04 mol

Câu 23: (Đề thi trung học phổ thông quốc gia 2019) Nung nóng hỗn hợp X

gồm: metan, etilen, propin, vinyl axetilen và a mol H2 có Ni xúc tác (giả thiết chỉ xảy ra phản ứng cộng hidro), thu được 0,2 mol hỗn hợp Y (gồm các

Trang 15

hidrocacbon), có tỷ khối so với hidro là 14,5 Biết 0,2 mol Y phản ứng tối đa với 0,1 mol brom trong dung dịch Tìm a

Y có công thức tổng quát là CxHy=CH4 +k.CH2-t.H2 Vì vậy, quy đổi Y thành CH4 (a mol), CH2 (b mol) và H2 (c mol)

Khối lượng của Y là 0,2.14,5.2=5,8 gam Do đó, 16a +14b +2c=5,8

Số mol của Y là 0,2 nên a=0,2 Mặt khác, Y phản ứng tối đa với 0,1 mol brom nên c=-0,1

Công thức phân tử của Y là C2H5

Phản ứng cộng hidro không làm thay đổi số nguyên tử cacbon nên hỗn hợp (CH4, C2H4, C3H4 và C4H4) phải có công thức chung là C2H4 Khi đó:

C2H4 + 0,5H2 → C2H5

0,2 0,1 0,2

Giá trị của a là a=0,1 mol

Câu 24: (Đề tham khảo THPTQG năm 2019) Đốt cháy hoàn toàn m gam

hidrocacbon mạch hở X (28<MX<56), thu được 5,28 gam CO2 Mặt khác, m gam X phản ứng tối đa với 19,2 gam brom trong dung dịch Tìm m

Câu 25: (Đề thi THPTQG năm 2018) Cho 11,2 lít hỗn hợp khí X gồm H2

và C2H2 qua bình đựng Ni đun nóng, thu được hỗn hợp Y (chỉ chứa ba hidrocacbon), có tỷ khối so với hidro là 14,5 Biết Y phản ứng tối đa với a mol

Br2 trong dung dịch Tìm a

Phản ứng cộng hidro không làm thay đổi số nguyên tử cacbon nên Y có công thức tổng quát là C2Hy Mặt khác, tỷ khối của Y so với hidro là 14,5 nên y=5

Vậy công thức phân tử của Y là C2H5

Trang 16

Khi đó: C2H2 + 1,5H2 → C2H5

a 1,5a a

Số mol hỗn hợp ban đầu là a+1,5a=0,5 nên a=0,2 mol

C2H5= CH4 +1CH2-0,5H2 Do đó, số mol brom phản ứng với 0,2 mol C2H5

là a=0,2.0,5=0,1 mol

Câu 26: (Đề thi THPTQG năm 2018) Đốt cháy hoàn toàn 0,16 mol hỗn

hợp X gồm CH4, C2H2, C2H4 và C3H6, thu được 6,272 lít khí CO2 và 6,12 gam

H2O Mặt khác, 10,1 gam X phản ứng tối đa với a mol Br2 trong dung dịch Tìm

a

Quy đổi hỗn hợp X thành CH4 (a mol), CH2 (b mol) và H2 (c mol)

Số mol X là 0,16 mol nên a=0,16

Bảo toàn cacbon và hidro có: a+b=0,28 và 4a +2b +2c=0,68

Khối lượng của 0,16 mol X là 0,16.16+0,12.14-0,1.2=4,04 gam

Như vây, 4,04 gam X làm mất màu tối đa 0,1 mol brom nên 10,1 gam X làm mất màu tối đa 0,25 mol

Câu 27: (Đề thi THPTQG năm 2018) Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp

X gồm CH4, C2H2, C2H4 và C3H6, thu được 4,032 lít khí CO2 và 3,78 gam H2O Mặt khác, 3,87 gam X phản ứng tối đa với a mol Br2 trong dung dịch Tìm a

Quy đổi hỗn hợp X thành CH4 (a mol), CH2 (b mol) và H2 (c mol)

Số mol X là 0,16 mol nên a=0,1

Bảo toàn cacbon và hidro có: a+b=0,18 và 4a +2b +2c=0,42

Khối lượng của 0,16 mol X là 0,1.16+0,08.14-0,07.2=2,58 gam

Như vây, 2,58 gam X làm mất màu tối đa 0,07 mol brom nên 3,87 gam X làm mất màu tối đa 0,105 mol

Câu 28: (Đề thi THPTQG năm 2018) Cho 13,44 lít hỗn hợp khí X gồm H2

và C2H2 qua bình đựng Ni đun nóng, thu được hỗn hợp Y (chỉ chứa ba hidrocacbon), có tỷ khối so với hidro là 14,4 Biết Y phản ứng tối đa với a mol

Br2 trong dung dịch Tìm a

Phản ứng cộng hidro không làm thay đổi số nguyên tử cacbon nên Y có công thức tổng quát là C2Hy Mặt khác, tỷ khối của Y so với hidro là 14,4 nên y=4,8

Vậy công thức phân tử của Y là C2H4,8

Khi đó: C2H2 + 1,4H2 → C2H4,8

a 1,4a a

Trang 17

Số mol hỗn hợp ban đầu là a+1,4a=0,6 nên a=0,25 mol

C2H4,8= CH4 +1CH2-0,6H2 Do đó, số mol brom phản ứng với 0,25 mol

C2H4,8 là a=0,25.0,6=0,15 mol

Câu 29: (Đề tham khảo thi THPTQG năm 2018) Cho 3,2 gam hỗn hợp

C2H2, C3H8, C2H6, C4H6 và H2 đi qua bột Ni đun nóng, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí X Đốt cháy hoàn toàn X cần vừa đủ V lít khí O2, thu được

H2O và 4,48 lít khí CO2 Tìm V

Lượng O2 cần phản ứng và H2O sinh ra khi đốt cháy X cũng giống như đốt cháy 3,2 gam hỗn hợp ban đầu

Quy đổi hỗn hợp ban đầu thành C (a mol) và H (b mol)

Khi đó: C (a mol), H (b mol) + O2 (t mol) → CO2 (a mol); H2O (0,5b mol) Khối lượng của X là 12.a +b.1=3,2 và bảo toàn cacbon có: a=0,2

Giải hệ phương trình có: a=0,2 và b=0,8 Bảo toàn nguyên tố oxi có: 2.t=a.2+0,5b.1 Suy ra t=0,4

Vậy, giá trị của V là V=0,4.22,4=8,96 lít

Câu 30: (Đề minh họa tốt nghiệp năm 2022) Nung nóng a mol hỗn hợp X

gồm propen, axetilen và hidro với xúc tác Ni trong bình kín (chỉ xảy ra phản ứng cộng hidro), sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỷ khối so với X là 1,25 Đốt cháy hoàn toàn Y, thu được 0,87 mol CO2 và 1,05 mol H2O Mặt khác, Y phản ứng tối đa với 0,42 mol Br2 trong dung dịch Tìm a

Công thức tổng quát của Y là CnH2n+2-2k=CH4 +mCH2 –kH2

Quy đổi Y thành CH4 (a mol), CH2 (b mol) và H2 (c mol)

Bảo toàn cacbon và hidro có: a+b=0,87 và 4a +2b +2c=1,05.2 Mặt khác, 0,42

c=-Giải hệ phương trình có: a=0,6; b=0,27 và c= 0,42

Bảo toàn khối lượng cho phản ứng cộng hidro có: nX.MX=nY.MY mà

MY=1,25MX nên nX=a=0,75 mol

Câu 31: (Đề thi tốt nghiệp trung học phổ thông 2022) Hỗn hợp E gồm các

hidrocacbon mạch hở có cùng số nguyên tử hidro Tỷ khối của E đối với hidro là 12,5 Đốt cháy hoàn toàn a mol E cần vừa đủ 0,11 mol O2, thu được CO2 và H2O Mặt khác, a mol E tác dụng tối đa với x mol Br2 trong dung dịch Tìm x?

ME=25 nên trong E có CH4 Vậy các hidrocacbon đều có 4 hidro

Công thức phân tử của E có dạng CxH4 và ME=25 nên E là C1,75H4

Số liên kết Π của E là (2.1,75 +2-4):2=0,75

Dựa vào phương trình đốt cháy E có số mol O2 là a(1,75+1)=0,11 nên a=0,04

Số mol brom phản ứng với E là x=0,04.0,75=0,03 mol

Trang 18

hidrocacbon mạch hở có cùng số nguyên tử hidro Tỷ khối của E đối với hidro là

13 Đốt cháy hoàn toàn a mol E cần vừa đủ 1,36 mol O2, thu được CO2 và H2O Mặt khác, a mol E tác dụng tối đa với x mol Br2 trong dung dịch Tìm x?

Công thức phân tử của E có dạng CxH4 và ME=26 nên E là C11/6H4

Số liên kết Π của E là (2.11/6 +2-4):2=5/6

Dựa vào phương trình đốt cháy E có số mol O2 là a(11/6+1)=1,36 nên a=0,48

Số mol brom phản ứng với E là x=5/6.0,48=0,4 mol

hidrocacbon mạch hở có cùng số nguyên tử hidro Tỷ khối của E đối với hidro là

13 Đốt cháy hoàn toàn a mol E cần vừa đủ 0,85 mol O2, thu được CO2 và H2O Mặt khác, a mol E tác dụng tối đa với x mol Br2 trong dung dịch Tìm x?

Công thức phân tử của E có dạng CxH4 và ME=26 nên E là C11/6H4

Số liên kết Π của E là (2.11/6 +2-4):2=5/6

Dựa vào phương trình đốt cháy E có số mol O2 là a(11/6+1)=0,85 nên a=0,3

Số mol brom phản ứng với E là x=5/6.0,3=0,25 mol

II.2.2 Bài toán ancol và phenol

a Ancol

Ancol no, đơn chức, mạch hở có công thức tổng quát CnH2n+1OH gồm:

CH3OH, C2H5OH, C3H7OH, C4H9OH Với một ancol no, đơn chức, mạch hở bất

kì có thể quy đổi thành CnH2n+1OH =CH3OH +mCH2

Kĩ thuật đồng đẳng hóa áp dụng cho ancol no, đơn chức, mạch hở là (CH3OH,

CH2), trong đó số mol của ancol bằng số mol của CH3OH

Mặt khác, ancol no, đơn chức, mạch hở CnH2n+1OH=nCH2 +H2O nên ancol

no, đơn chức, mạch hở có thể tách thành H2O và CH2, trong đó số mol ancol bằng

số mol của H2O

Với ancol no, mạch hở bất kì có dạng CnH2n+2Ox =nCH2 +H2 +xO (x≤n) thì tách thành (CH2, H2 và O)

b Phenol

Với phenol và đồng đẳng của nó (C6H5OH.nCH2) có thể quy đổi thành

C6H5OH và CH2, trong đó số mol của hỗn hợp bằng số mol của C6H5OH

Trang 19

Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn 1,85 gam một ancol no, đơn chức, mạch hở cần

vừa đủ 3,36 lít khí O2, thu được CO2 và H2O Xác định công thức phân tử của ancol

Giá trị của n là b:a =0,1:0,025 =4 Vậy ancol là C4H9OH

Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn 13,8 gam ancol no, đơn chức, mạch hở X cần vừa

đủ 23,184 lít khí O2, thu được CO2 và H2O Xác định công thức phân tử của X

Trang 20

Có hệ phương trình : 32a +14b =13,8 và 1,5a +1,5b =1,035 Giải hệ được a

Giá trị của n là b:a =0,69:0,23=3 Vậy ancol là C3H7OH

Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn một thể tích hơi ancol no, đơn chức, mạch hở A

thu được CO2 và H2O có tổng thể thể tích gấp 5 lần thể tích hơi A đã dùng (đo ở cùng điều kiện) Xác định công thức phân tử của A

Có hệ phương trình: a =1 và 3a +2b =5 Giải hệ được a =1 và b=2

Vậy ancol là CH3OH + 2CH2 =C3H7OH

Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn ancol X, thu được 4,4 gam CO2 và 3,6 gam H2O Xác định công thức phân tử của X

Quy đổi ancol thành: CH2 (a mol), H2 (b mol) và O (c mol)

Bảo toàn hidro có: 2a + 2b=0,4

Giải hệ phương trình có: a=0,1 và b=0,1 Khi đó: n=a:b= 0,1 : 0,1=1, do đó x=1

Trang 21

Vậy công thức phân tử của X là CH4O hay CH3OH

Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai ancol cùng dãy đồng đẳng có

khối lượng phân tử khác nhau 28 đvC, thu được 6,72 lít khí CO2 và 9 gam nước Xác định công thức phân tử của hai ancol đó

Bảo toàn hidro có: 2a + 2b=1

Giải hệ phương trình có: a =0,3 và b =0,2 Khi đó: n=a:b=0,1:0,1=1,5, do đó x=1

Ancol có số cacbon nhỏ hơn là CH4O Vì khối lượng phân tử hai ancol hơn kém nhau 28 đvC (hơn kém nhau 2 nhóm –CH2-) nên ancol còn lại là C3H8O

Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn 1,52 gam ancol X, thu được 1,344 lít khí CO2 và 1,44 gam nước Xác định công thức phân tử của X?

Quy đổi ancol thành : CH2 (a mol), H2 (b mol) và O (c mol)

Khối lượng của X là 14a + 2b + 16c =1,52

Giải hệ phương trình có: a=0,06, b=0,02 và c=0,04 Khi đó: n=a:b=0,06:0,02=3

và x=c:b = 0,04:0,02=2

Vậy công thức phân tử của X là C3H8O2

Câu 7: Đốt cháy hoàn toàn 22 gam hai ancol no, đơn chức, mạch hở đồng

đẳng kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng cần vừa đủ 38,4 gam O2, thu được CO2 và

H2O Xác định công thức phân tử của hai ancol đó

Trang 22

CH2 + 1,5O2 → CO2 + H2O

b 1,5b

Có hệ phương trình: 18a +14b=22 và 1,5b=1,2 Giải hệ được a=0,6 và b=0,8

Số nguyên tử cacbon trung bình là b:a=0,8:0,6=1,333 Hai ancol đó là CH3OH

và C2H5OH

Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn 0,4 mol hỗn hợp X gồm ancol metylic, ancol

etylic và ancol isopropylic, thu được CO2 và H2O Cho toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được 80 gam kết tủa Tìm thể tích O2 tối thiểu đã dùng

Câu 9: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp M gồm hai ancol X và Y là đồng đẳng kế

tiếp của nhau, thu được 0,3 mol CO2 và 0,425 mol H2O Mặt khác, cho 0,25 mol hỗn hợp M tác dụng với Na dư, thu được chưa đến 0,15 mol khí H2 Xác định công thức phân tử của X và Y?

Trang 23

Hai ancol còn có thể viết dưới dạng: CnH2n+2-x(OH)x Khi đó:

CnH2n+2-x(OH)x + xNa → CnH2n+2-x(ONa)x + x/2H2

b b.x/2

Vậy: b.x/2<0,15 Giải các phương trình ta có: a=0,3; b=0,125 và x=1

Số nguyên tử cacbon trung bình là: n=a:b =0,3:0,12=2,4 Hai ancol đó là

C2H5OH và C3H7OH

Câu 10: Hỗn hợp X gồm hai chất thuộc dãy đồng đẳng của phenol A và B (

hơn kém nhau một nhóm –CH2-) Đốt cháy hoàn toàn X, thu được 83,6 gam CO2

và 18 gam H2O Xác định A, B và tổng số mol của chúng

Hai chất thuộc dãy đồng đẳng của phenol nên công thức tổng quát của A, B

có thể viết: C6H5OH.nCH2

Quy đổi X thành: C6H5OH (a mol) và CH2 (b mol)

Bảo toàn cacbon có: 6a + b1,9

Bảo toàn hidro có: 3a + b=1

Giải hệ phương trình có: a=0,3 và b=0,1

Giá trị của n là b:a =0,1:0,3=0,333 Vậy A là C6H5OH và B là CH3C6H4OH (o,m,p)

Số mol của A và B là a=0,3 mol

Câu 11: Cho hỗn hợp hai anken đồng đẳng kế tiếp nhau tác dụng với nước

(có H2SO4 làm xúc tác), thu được hỗn hợp Z gồm hai ancol X và Y Đốt cháy hoàn toàn 1,06 gam Z, thu được CO2 và H2O Cho toàn bộ sản phẩm cháy vào 2 lít dung dịch NaOH 0,1M, thu được dung dịch T, trong đó nồng độ của NaOH bằng 0,05M Xác định X và Y?

Hai ancol no, đơn chức, mạch hở có dạng: CH3OH.nCH2

Quy đổi hai ancol no, đơn chức, mạch hở thành: CH3OH (a mol) và CH2 (b mol)

Trang 24

Khối lượng của hai ancol là 32a + 14b=1,06

Giá trị của n là b:a=0,03:0,02=1,5 Hai ancol đó là CH3OH.CH2 và

CH3OH.2CH2 hay C2H5OH và C3H7OH

Cách 2

Hai ancol no, đơn chức, mạch hở: CnH2n+1OH=nCH2 +H2O

Quy đổi hai ancol thành: CH2 (a mol) và H2O (b mol)

Khối lượng của hai ancol là 14a +18b=1,06

Giá trị của n là a:b=0,05:0,02=2,5 Hai ancol là C2H5OH và C3H7OH

Câu 12: Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol ancol X no, mạch hở cần vừa đủ 17,92

lít khí O2, thu được CO2 và H2O Mặt khác, nếu cho 0,1 mol X tác dụng vừa đủ với

m gam Cu(OH)2 tạo thành dung dịch màu xanh lam Xác định m và X?

Bảo toàn cacbon có số mol CO2 là a mol

Bảo toàn hidro có số mol nước là (a+ 0,2) mol

Bảo toàn oxi có b + 0,8.2=2a + (a +0,2).1 Suy ra 3a-b=1,4 hay b):0,2=1,4:0,2=7

(3a-Mặt khác, n=a:0,2 và x=b:0,2 nên 3n-x=7

X là ancol nên x≤n, do đó n=3 và x=2 Ancol X là C3H8O2

X hòa tan được Cu(OH)2 ở điều kiện thường nên X có 2 nhóm –OH ở hai cacbon liền kề nhau Vậy tên gọi của X là propan-1,2-điol

2C3H6(OH)2 + Cu(OH)2 → [C3H6(OH)O]2Cu + 2H2O

0,2 0,1

Khối lượng của Cu(OH)2 phản ứng là m =0,1.98=9,8 gam

Câu 13: Hỗn hợp X gồm glixerol, ancol metylic, ancol etylic, ancol propylic

và nước Cho m gam X tác dụng với Na dư, thu được 3,36 lít khí H2 Đốt cháy hoàn toàn m gam X, thu được CO2 và 11,34 gam nước Biết trong X, glixerol chiếm 25% về số mol Tìm m

Trang 25

Số mol nước thu được khi đốt cháy X là 4c + a + b=0,63 mol

Glixerol chiếm 25% số mol nên c=0,25.(c +b)

Giải hệ phương trình có: c=0,05; b=0,15 và a=0,28

Khối lượng của X là m=92c + 14a + 18b=92.0,05 + 14.0,28 + 18.0,15=11,22 gam

Câu 14: Hỗn hợp X gồm etylenglicol, ancol metylic, ancol propylic và hexan;

trong đó số mol hexan bằng số mol etylenglicol Cho m gam X tác dụng hết với Na

dư, thu được 0,4032 lít khí H2 Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam X cần vừa đủ 4,1664 lít khí O2 Tìm m

Số mol hexan bằng số mol etilenglicol nên C2H4(OH)2 +

C6H14=C8H20O2=2C4H10O

Vậy đốt cháy hỗn hợp etylenglicol và hexan hay cho hỗn hợp đó tác dụng với

Na dư cũng tương đương như cho ancol C4H9OH đốt cháy hay tác dụng với Na

Do đó hỗn hợp X tương đương với hỗn hợp chỉ gồm các ancol no, đơn chức, mạch hở

Cách 1

Quy đổi X thành CH3OH (a mol) và CH2 (b mol)

Số mol H2 thu được là 0,5a=0,018

Khối lượng của hỗn hợp X là m=32a + 14b=2,384 gam

Cách 2

Quy đổi X thành CH2 (a mol) và H2O (b mol)

Số mol H2 thu được là 0,5b=0,018

Giải hệ phương trình có b=0,036 và a=0,124

Khối lượng của X là m=14a + 18b=2,384 gam

Câu 15: Hỗn hợp M gồm ancol no, đơn chức, mạch hở X và ancol không no,

hai chức, mạch hở Y (Y chứa một liên kết pi trong phân tử; X và Y có cùng số

Trang 26

mol) Đốt cháy hoàn toàn một lượng M cần dùng vừa đủ V lít khí O2, thu được 2,24 lít khí CO2 và 2,16 gam nước Xác định Y và V

X là ancol no, đơn chức, mạch hở nên có dạng CH3OH.nCH2

Y là ancol không no, hai chức, mạch hở có 1 liên kết pi nên có dạng CH2CH=CH2OH.mCH2

OH-Quy đổi M thành: CH3OH ( a mol), CH2OH-CH=CH-CH2OH (a mol) và CH2(b mol)

Bảo toàn cacbon có: a + 4a + b=0,1

Bảo toàn hidro có: 4a + 8a + c=0,24

Giải hệ phương trình có: a=0,2 và b=0

Vậy hai ancol là CH3OH và HOCH2-CH=CH-CH2OH

Gọi số mol O2 tham gia phản ứng đốt cháy M là t mol

Bảo toàn oxi có: a.1 + a.1 + 2.t=0,1.2 + 0,12 1 Suy ra t=0,06 mol Thể tích

O2 là V=1,344 lít

Câu 16: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai ancol no, đơn chức, mạch hở

đồng đẳng kế tiếp, thu được 11,2 lít khí CO2 Mặt khác, cho lượng X trên tác dụng với Na dư, thu được 4,48 lít khí H2 Xác định công thức phân tử của hai ancol trên

Cách 1

X là hai ancol no, đơn chức, mạch hở nên X có dạng

CnH2n+1OH=CH3OH.mCH2

Bảo toàn cacbon có: a + b=0,5 mol

Số mol H2 thu được là 0,5a=0,2 mol

Giá trị của m là m=b:a=0,1:0,4=0,25

Hai ancol đó là CH3OH và C2H5OH

Cách 2

X là hai ancol no, đơn chức, mạch hở nên X có dạng CnH2n+1OH = nCH2+H2O

Quy đổi X thành CH2 (a mol) và H2O (b mol)

Bảo toàn cacbon có a=0,5 mol

Số mol H2 thu được là 0,5b=0,2 mol

Giá trị của n là n=a:b= 0,5:0,2=1,25

Hai ancol trong X là CH3OH và C2H5OH

Câu 17: Cho 12 gam ancol no, đơn chức, mạch hở X tác dụng với Na dư, thu

được 2,24 lít khí H2 Xác định X

Trang 27

Cách 1

Khối lượng của X là 32a + 14b=12

Số mol H2 thu được là 0,5a=0,1 mol

Giải hệ phương trình có a=0,2 và b=0,4

Giá trị của m là m=b:a=0,4:0,2=2

Ancol X là CH3OH.2CH2 hay C3H7OH

Cách 2

X là hai ancol no, đơn chức, mạch hở nên X có dạng CnH2n+1OH=nCH2 +H2O Quy đổi X thành CH2 (a mol) và H2O (b mol)

Khối lượng của X là 14a + 18b=12

Số mol H2 thu được là 0,5b=0,1

Giá trị của n là n =a:b=0,6:0,2=3

Ancol X là C3H7OH

Câu 18: Đốt cháy hoàn toàn ancol đơn chức X mạch hở, thu được 2,24 lít khí

CO2 và 2,7 gam nước Xác định công thức phân tử của X

Cách 1

Bảo toàn cacbon có: a + b=0,1

Giải hệ phương trình có: a=0,05 và b= 0,05

Giá trị của m là m=b:a= 0,05:0,05=1

Ancol X là CH3OH.CH2 hay C2H5OH

Cách 2

X là hai ancol no, đơn chức, mạch hở nên X có dạng CnH2n+1OH=nCH2 +H2O Quy đổi X thành CH2 (a mol) và H2O (b mol)

Bảo toàn cacbon có:a=0,1

Giá trị của n là n=a:b= 0,1:0,05=2

Ancol X là C2H5OH

Trang 28

II.2.3 Bài toán andehit và axit cacboxylic

a Andehit

Andehit no, đơn chức, mạch hở (CnH2n+1CHO, n≥0) gồm: HCHO, CH3CHO,

C2H5CHO

Kĩ thuật đồng đẳng hóa áp dụng cho andehit no, đơn chức, mạch hở là HCHO

và CH2, trong đó số mol của andehit bằng số mol của HCHO

Mặt khác, andehit no, đơn chức, mạch hở còn có thể viết dưới dạng CnH2nO (n≥2) nên andehit no, đơn chức, mạch hở có thể tách thành CH2 và O, trong đó số mol của andehit bằng số mol của O

Andehit đơn chức, mạch hở có công thức tổng quát là CxHyCHO=x.C +y.H +1.CHO nên có thể tách thành C, H và CHO, trong đó số mol của andehit bằng số mol của CHO

Mặt khác, axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở còn có thể viết dưới dạng

CnH2nO2 (n≥2) nên axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở có thể tách thành CH2 và

O2, trong đó số mol của andehit bằng số mol của O2

Axit cacboxylic đơn chức, mạch hở có công thức tổng quát là

CxHyCOOH=x.C +y.H +1.COOH nên có thể tách thành C, H và COOH, trong đó

số mol của axit cacboxylic bằng số mol của COOH

Axit cacboxylic no, hai chức, mạch hở có thể quy đổi thành (COOH)2 và CH2, trong đó số mol của axit cacboxylic bằng số mol của (COOH)2

a Andehit

Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai andehit no, đơn chức, mạch

hở, thu được H2O và 0,4 mol CO2 Hidro hóa hoàn toàn hai andehit này cần 0,2 mol

H2 (xúc tác Ni), thu được hỗn hợp Y gồm hai ancol no, đơn chức, mạch hở Đốt cháy hoàn toàn Y thu được CO2 và a mol H2O Tìm a

Trang 29

Bảo toàn cacbon có: a=0,4 mol

Số mol H2 phản ứng là 0,2 mol nên b=0,2 mol

Khi đó hỗn hợp Y gồm: 0,4 mol CH2 và 0,2 mol H2O

Bảo toàn hidro có số mol H2O thu được khi đốt cháy Y là 0,6 mol Vậy a=0,6

Cách 2

Andehit no, đơn chức, mạch hở có công thức tổng quát CnH2n+1CHO=HCHO +mCH2

Quy đổi hỗn hợp X thành HCHO (a mol) và CH2 (b mol)

Bảo toàn cacbon có: a + b=0,4

Số mol hidro phản ứng là 0,2 mol nên a=0,2

Khi đó hỗn hợp Y gồm: 0,2 mol CH3OH và 0,2 mol CH2

Bảo toàn hidro khi đốt cháy hoàn toàn Y thì số mol H2O là 0,6 mol Vậy a=0,6

Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn một andehit X no, đơn chức, mạch hở cần vừa đủ

17,92 lít khí O2, thu được CO2 và H2O Cho toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch nước vôi trong, thu được 40 gam kết tủa và dung dịch X Đun nóng dung dịch X lại thu thêm được 10 gam kết tủa Xác định X?

Bảo toàn oxi có b + 0,8.2=a.2 + a.1

Giá trị (n+1) là (n+1)=a:b=0,6:0,2=3 Suy ra n=2

Công thức phân tử của X là C2H5CHO

Cách 2

Trang 30

Quy đổi hỗn hợp X thành HCHO (a mol) và CH2 (b mol)

[HCHO, CH2] + O2 → CO2 [(a +b) mol]; H2O [(a+b) mol]

Bảo toàn oxi có: a.1 + 0,8.2=(a+b).2 + (a+b)

Giá trị của m là m =b:a=0,4:0,2=2

Công thức phân tử của X là HCHO.2CH2 hay C2H5CHO

Câu 3: Hỗn hợp A gồm hai andehit no, đơn chức, mạch hở Hidro hóa hoàn

toàn 0,2 mol A, thu được hỗn hợp B; sau đó đem đốt cháy hoàn toàn B, thu được

CO2 và 12,6 gam H2O Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol A, thu được bao nhiêu mol

Số mol A là 0,2 mol nên b=0,2

Bảo toàn hidro khi đốt cháy B có: a + b=0,7

Lúc này 0,1 mol A sẽ gồm: 0,25 mol CH2 và 0,1 mol O

Bảo toàn cacbon khi đốt cháy 0,1 mol A thì số mol CO2 thu được là 0,25 mol

Số mol A là 0,2 mol nên a=0,2

Bảo toàn hidro khi đốt cháy hoàn toàn B có 4a + 2b=1,4

Lúc này 0,1 mol A gồm 0,1 mol HCHO và 0,15 mol CH2

Bảo toàn cacbon khi đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol A có số mol CO2 là 0,25 mol

Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 1,46 gam hỗn hợp hai andehit no, đơn chức, mạch

hở đồng đẳng kế tiếp thu được H2O và 1,568 lít CO2 Xác định công thức phân tử của hai andehit đó

Trang 31

Cách 1

Andehit no, đơn chức, mạch hở có công thức tổng quát

CnH2n+1CHO=(n+1)CH2 +O

Quy đổi X thành CH2 (a mol) và O (b mol)

Bảo toàn cacbon khi đốt cháy hoàn toàn X có a=0,07 mol

Khối lượng của X là 14a + 16b=1,46

Số nguyên tử cacbon trung bình là (n+1)=0,07:0,03=2,33 Suy ra n=1,33 Hai andehit đó là CH3CHO và CH3CH2CHO

Cách 2

Andehit no, đơn chức, mạch hở có công thức tổng quát CnH2n+1CHO =HCHO +mCH2

Quy đổi X thành HCHO (a mol) và CH2 (b mol)

Bảo toàn cacbon khi đốt cháy hoàn toàn X có a + b=0,07

Giá trị của m là m =b:a=0,04:0,03=1,33

Hai andehit là CH3CHO và CH3CH2CHO

Câu 5: Hỗn hợp Y gồm hai andehit đồng đẳng kế tiếp Đốt cháy hoàn toàn

2,62 gam Y, thu được 2,912 lít khí CO2 và 2,34 gam H2O Nếu cho 2,62 gam Y tác dụng với dung dịch AgNO3 dư trong NH3 đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam Ag Xác định hai andehit và m

Quy đổi Y thành CH2 (a mol) và O (b mol)

Khối lượng của Y là 14a + 16b=2,62

Bảo toàn cacbon khi đốt cháy hoàn toàn Y có: a=0,13

Giá trị của (n+1) là (n+1)=0,13: 0,05=2,6 Suy ra n=1,6

Hai andehit đó là CH3CHO và CH3CH2CHO

Có số mol Ag gấp đôi số mol của hai andehit nên số mol Ag là 0,1 mol

Giá trị của m là 10,8 gam

Cách 2

Trang 32

Quy đổi X thành HCHO (a mol) và CH2 (b mol)

Bảo toàn cacbon khi đốt cháy hoàn toàn X có a + b=0,13

Giá trị của m là m=b:a =0,08:0,05=1,6

Hai andehit là CH3CHO và CH3CH2CHO

Có số mol Ag gấp đôi số mol của hai andehit nên số mol Ag là 0,1 mol

Giá trị của m là 10,8 gam

Câu 6: Hỗn hợp X gồm một ancol no, đơn chức, mạch hở A và một andehit

no, đơn chức, mạch hở B (A và B có cùng số nguyên tử cacbon) Đốt cháy hoàn toàn 13,4 gam X, thu được 0,6 mol CO2 và 0,7 mol H2O Xác định A và B

( Hai chất này có cùng số nguyên tử cacbon)

Quy đổi X thành CH3OH (a mol); HCHO (b mol) và CH2 (c mol)

Khối lượng của X là 32a + 30b + 14c=13,4

Bảo toàn cacbon có: a + b + c=0,6

Bảo toàn hidro có: 4a + 2b + 2c=1,4

Giải hệ phương trình có: a=0,1; b=0,2 và c=0,3

Khi đó: CH3OH.mCH2 (0,1 mol) và HCHO.mCH2 (0,2 mol)

Bảo toàn CH2 có: 0,1m + 0,2m=0,3 Vậy m=1 nên hai chất đó là CH3CH2OH

Quy đổi X thành H2O (a mol), O (b mol) và CH2 (c mol)

Bảo toàn cacbon có: c=0,6

Bảo toàn hidro có: 2a + 2c=1,4

Khi đó: nCH H O (0,1 mol) và nCH O (0,2 mol)

Trang 33

Bảo toàn CH2 có: 0,1n + 0,2n=0,6 Suy ra n=3

Hai chất đó là 2CH2.H2O (C2H5OH) và 2CH2.O (CH3CHO)

Câu 7: Hỗn hợp X gồm một ancol đơn chức, no, mạch hở và một andehit no,

đơn chức, mạch hở (có cùng số nguyên tử cacbon) Đốt cháy hoàn toàn 4,02 gam X cần dùng vừa đủ 7,68 gam oxi, thu được H2O và 7,92 gam CO2 Xác định công thức phân tử của hai chất đó

( Hai chất này có cùng số nguyên tử cacbon)

Quy đổi X thành CH3OH (a mol), HCHO (b mol) và CH2 (c mol)

Bảo toàn cacbon có: a + b + c=0,18

[ CH3OH (a mol); HCHO ( b mol); CH2 (c mol)] + O2 (0,24 mol) → CO2 [(a +b +c) mol]; H2O [(2a + b +c) mol]

Bảo toàn oxi cho phản ứng đốt cháy có: a + b + 0,24.2=2 (a +b +c) + (2a+b+c) Giải hệ phương trình có: a=0,03; b=0,06 và c=0,09

Khi đó: CH3OH.mCH2 (0,03 mol) và HCHO.mCH2 (0,06 mol)

Bảo toàn CH2 có: 0,03m + 0,06m=0,09 Vậy m=1 nên hai chất đó là

Quy đổi X thành H2O (a mol), O (b mol) và CH2 (c mol)

Bảo toàn cacbon có: c=0,18

[ H2O (a mol); O (b mol); CH2 (c mol)] + O2 (0,24 mol) → CO2 (c mol) +

H2O [(a+c) mol]

Bảo toàn oxi cho phản ứng đốt cháy có: a + b + 0,24.2=2c + (a +c)

Khi đó: nCH2.H2O (0,03 mol) và nCH2.O (0,06 mol)

Bảo toàn CH2 có: 0,03n + 0,06n=0,18 Suy ra n=2

Hai chất đó là 2CH2.H2O (C2H5OH) và 2CH2.O (CH3CHO)

Trang 34

Câu 8: Cho hỗn hợp M gồm andehit X (no, đơn chức, mạch hở) và

hidrocacbon Y mạch hở, có tổng số mol là 0,2 mol (số mol của X nhỏ hơn số mol của Y) Đốt cháy hoàn toàn M, thu được 8,96 lít khí CO2 và 7,2 gam H2O Hidrocacbon Y là

Đốt cháy X luôn thu được số mol CO2 bằng số mol H2O Mặt khác, đốt cháy

M thu được tổng số mol CO2 bằng số mol H2O Do đó, đốt cháy Y thì số mol CO2phải bằng số mol H2O nên Y là anken Loại C và D

Số cacbon trung bình của hỗn hợp là (0,4:0,2)=2

Trường hợp 1: Nếu Y là C3H6 thì X phải là HCHO

Gọi số mol của C3H6 là a mol và HCHO là b mol có: a+b = 0,2 và 3a + b=0,4 Giải hệ phương trình có a=b=0,1 Vậy trường hợp này sai

Suy ra trường hợp 2: Y là C2H4 và X là CH3CHO đúng

Xác định công thức phân tử của hai andehit đó

Andehit đơn chức có công thức tổng quát: CxHyCHO = x.C + y.H +1.CHO Quy đổi một nửa hỗn hợp X thành C (a mol), H (b mol) và CHO (c mol)

Số mol phần 1 là 0,06 mol nên c=0,06

Bảo toàn cacbon có: a+ c=0,14 mol

Bảo toàn hidro có: b+c =0,2

Tỷ lệ số mol Ag với số mol andehit đơn chức là (0,16:0,06)=2,6667 Vậy trong hai andehit có HCHO

Gọi số mol HCHO là t mol và CnHmCHO là q mol có: t+q=0,06 và số mol Ag

là 4t +2q=0,16

Giải hệ phương trình có t=0,02 và q=0,04

Bảo toàn cacbon khi đốt cháy hỗn hợp có: 0,02.0 + 0,04.n=0,08 Suy ra n=2 Bảo toàn hidro khi đốt cháy hỗn hợp có: 0,02.1 + 0,04.m=0,14 Suy ra m=3 Vậy hai andehit là HCHO và C2H3CHO

Câu 10: Hidro hóa hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai andehit no, đơn

chức, mạch hở kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng thu được (m+1) gam hỗn hợp hai

Trang 35

ancol Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam X cần vừa đủ 17,92 lít khí O2, thu được

Khối lượng của X là m=30a + 14b

Khối lượng của hỗn hợp ancol là (m+1)=32a + 14b

HCHO (a mol); CH2 (b mol) + O2 (0,8 mol) → CO2 [(a+b) mol]; H2O [(a+b) mol] Bảo toàn nguyên tố oxi cho phản ứng đốt cháy có: a.1 + 0,8.2=2.(a+b) + (a+b).1 Giải hệ phương trình có: m=17,8; a= 0,5 và b=0,2

Khối lượng của X là m=14a + 16b

Khối lượng của hỗn hợp ancol là (m+1)=14a + 18b

CH2 (a mol), O (b mol) + O2 (0,8 mol) → CO2 (a mol); H2O (a mol)

Bảo toàn nguyên tố oxi cho phản ứng đốt cháy có: b.1 + 0,8.2=2a +a.1

Giải hệ phương trình có: m=17,8; a=0,7 và b=0,5

Câu 11: Để hidro hóa hoàn toàn 0,025 mol hỗn hợp X gồm hai andehit có

khối lượng 1,64 gam, cần vừa đủ 1,12 lít khí H2 Mặt khác, khi cho lượng X trên tác dụng với dung dịch AgNO3 dư trong NH3 đun nóng, thu được 8,64 gam Ag Xác định công thức cấu tạo của hai andehit

Tỷ lệ số mol H2 phản ứng so với số mol X là 0,05:0,025=2

Mặt khác, tỷ lệ sô mol Ag so với số mol X là 0,08:0,025=3,2

Vậy hỗn hợp X gồm một andehit no, hai chức, mạch hở và một andehit đơn chức, mạch hở có một liên kết đôi C=C

Quy đổi X thành (CHO)2 a mol; CH2=CH-CHO b mol và CH2 c mol

Số mol của X là a+b=0,025

Trang 36

Số mol Ag là 4a +2b=0,08

Hai andehit có dạng: (CHO).nCH2 (0,015 mol) và CH2=CH-CHO.mCH2 (0,01 mol)

Bảo toàn CH2 có 0,015n + 0,01m= 0,015 Suy ra n=1, m=0

Vậy hai andehit là CH2(CHO)2 và CH2=CH-CHO

Câu 12: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm andehit malonic, andehit

axetic, andehit oxalic và andehit acrylic cần vừa đủ 31,2 gam O2, thu được 39,6 gam CO2 và 11,7 gam H2O Nếu cho m gam X tác dụng với dung dịch AgNO3 dư trong NH3 đun nóng đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được bao nhiêu gam Ag?

Giải hệ phương trình có: x=0,4; y=0,8 và z=0,5

Mặt khác, số mol Ag gấp 2 lần số mol –CHO nên số mol Ag là 1 mol Vậy khối lượng Ag là 108 gam

Câu 13: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm CH3OH, CH3CHO và

C2H5CHO cần dùng vừa đủ 0,6 mol O2, thu được 0,45 mol CO2 Nếu cho m gam X tác dụng với dung dịch AgNO3 dư trong NH3 đun nóng, thu được tối đa bao nhiêu gam Ag?

Bảo toàn oxi cho phản ứng đốt cháy có: b.1 + c.1+0,6.2=a.2 + b.1 Suy ra c=0,3, do đó số mol –CHO là 0,3 mol Mặt khác, số mol Ag gấp 2 lần số mol –CHO nên số mol Ag là 0,6 mol Vậy khối lượng Ag là 64,8 gam

Câu 14: Hỗn hợp A gồm hai andehit X, Y đều đơn chức, mạch hở (phân tử

của chúng hơn kém nhau hai nguyên tử cacbon) Đốt cháy hoàn toàn 0,14 mol A,

Trang 37

thu được 0,26 mol CO2 và 0,20 mol H2O Nếu cho 0,14 mol A tác dụng với dung dịch AgNO3 dư trong NH3 đun nóng, thu được m gam Ag Tìm m

Quy đổi A thành C (x mol); H (y mol) và CHO (z mol)

Có: số mol hỗn hợp là z=0,14

Bảo toàn cacbon có: x+z=0,26

Bảo toàn hidro có: y+z=0,20.2

Giải hệ phương trình có: x=0,12; y=0, 24 và z=0,14

Số nguyên tử cacbon trung bình là (x+z):z= (0,14+0,12):0,14=1,86

Vây A phải có HCHO ( a mol) , andehit còn lại là C2HmCHO ( b mol)

Có a+b=0,14 và a +3b= 0,26 (tổng số mol cacbon trong hai andehit)

Giải hệ phương trình có: b=0,06 và a=0,08

Mặt khác: HCHO → 4Ag; C2HnCHO → 2Ag Vậy số mol Ag là 0,08.4 + 0,06.2=0,44 mol

Khối lượng của Ag là m=0,44.108=47,52 gam

Câu 15: Cho 6,6 gam andehit no, đơn chức, mạch hở X tác dụng với dung

dịch AgNO3 dư trong NH3 đun nóng, thu được 32,4 gam Ag Xác định X?

Andehit no, đơn chức, mạch hở có công thức tổng quát là

CnH2n+1CHO=(n+1)CH2 +O

Quy đổi X thành CH2 (a mol) và O (b mol)

Số mol Ag là 2b=0,3

Giải hệ phương trình có: b=0,15 và a=0,3

Giá trị của (n+1) là (n+1)=a:b= 0,3:0,15=2 Suy ra n=1

Công thức hóa học của X là CH3CHO

b Axit cacboxylic

Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol axit cacboxylic đơn chức, mạch hở X cần

vừa đủ V lít khí O2, thu được 0,3 mol CO2 và 0,2 mol H2O Tìm V?

Công thức tổng quát của axit cacboxylic đơn chức, mạch hở là CxHyCOOH

=xC + yH + COOH

Quy đổi X thành C (a mol), H (b mol) và COOH (c mol)

Số mol của X là 0,1 mol nên c=0,1

Bảo toàn cacbon có a+c=0,3

Bảo toàn hidro có b+c=0,4

C(a mol), H (b mol), COOH (c mol) + O2 (t mol)→ CO2 (0,3 mol), H2O (0,2 mol)

Trang 38

Bảo toàn oxi cho phản ứng đốt cháy có: 2c + 2t=0,3.2 +0,2.1 Giải phương trình có t=0,3

Quy đổi E thành (COOH)2 a mol và CH2 b mol

Khối lượng của E là 90a +14b=4,38

Bảo toàn cacbon có: 2a+b=0,18

Giá trị của n là n=b:a=0,12:0,03=4 Công thức cuả E là (COOH)2.4CH2 hay

C4H8(COOH)2

Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn 0,44 gam axit cacboxylic X, thu được CO2 và

H2O Cho toàn bộ sản phẩm cháy vào lần lượt bình 1 đựng P2O5, bình 2 đựng dung dịch KOH Sau thí nghiệm, thấy khối lượng bình 1 tăng 0,36 gam và bình 2 tăng 0,88 gam Xác định X

Quy đổi X thành HCOOH (a mol) và CH2 (b mol)

Giá trị của m là m=b:a=0,015:0,005=3 Công thức của X là HCOOH.3CH2hay C3H7COOH

Cách 2

Công thức tổng quát của axit no, đơn chức, mạch hở là CnH2n+1COOH hay

CmH2mO2=mCH2 +O2

Quy đổi X thành CH2 (a mol) và O2 (b mol)

Trang 39

Giá trị của m là m=a:b=0,02:0,005=4 Công thức hóa học của X là C4H8O2hay C3H7COOH

Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn a mol hỗn hợp X gồm hai muối natri của hai axit

cacboxylic no, đơn chức, mạch hở đồng đẳng kế tiếp cần vừa đủ 27,2 gam O2, thu được CO2, H2O và 10,6 gam Na2CO3 Xác định công thức hóa học của hai muối natri đó

Công thức tổng quát muối natri của axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở là

CnH2n+1COONa=HCOONa +nCH2

Quy đổi X thành HCOONa (a mol) và CH2 (b mol)

HCOONa (a mol), CH2 (b mol) + O2 (0,85 mol) → CO2 [(0,5a +b) mol], H2O [(0,5a+b) mol], Na2CO3 (0,1 mol)

Bảo toàn natri có a=0,2

Bảo toàn oxi cho phản ứng đốt cháy có: a.2 +0,85.2=2.(0,5a+b) +1.(0,5a+b) + 0,1.3

Giá trị của n là n=b:a=0,5:0,2=2,5 Hai muối đó là C2H5COONa và C3H7COONa

Câu 5: Hỗn hợp X gồm 0,01 mol HCOONa và a mol muối natri của hai axit

cacboxylic no, đơn chức, mạch hở đồng đẳng kế tiếp Đốt cháy hoàn toàn X, thu được 2,65 gam Na2CO3 và hỗn hợp Y gồm CO2 và H2O Cho Y lần lượt qua bình 1 đựng H2SO4 đặc, bình 2 đựng dung dịch KOH dư Sau khi kết thúc thí nghiệm, thấy khối lượng bình 2 tăng nhiều hơn bình 1 là 3,51 gam Xác định công thức hóa học của hai muối natri

Khối lượng bình 1 tăng là khối lượng của nước, còn khối lượng bình 2 tăng là khối lượng của CO2 Như vậy, khối lượng CO2 nhiều hơn khối lượng nước là 3,51 gam

Công thức tổng quát muối natri của axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở là

CnH2n+1COONa=HCOONa +nCH2

Quy đổi X thành HCOONa (a +0,01 mol) và CH2 (b mol)

HCOONa (a +0,01 mol), CH2 (b mol) + O2 → CO2 [(0,5a +b +0,005) mol], H2O [(0,5a+b +0,005) mol], Na2CO3 (0,025 mol)

Bảo toàn Na có: a+0,01=0,05

Khối lượng CO2 nhiều hơn khối lượng nước là 3,51 gam nên 44 (0,5a+b+0,005)-18.(0,5a+b+0,005)=3,51

Giải hệ phương trình có: a=0,04; b=0,11

Giá trị của n là n=b:a=0,11:0,04=2,75 Hai muối đó là C2H5COONa và

C3H7COONa

Trang 40

Câu 6: Hỗn hợp X gồm HCHO, CH3COOH và CH3CH(OH)COOH Đốt cháy hoàn toàn X cần vừa đủ V lít khí O2, thu được CO2 và H2O Cho toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch nước vôi trong dư, thu được 50 gam kết tủa Tìm V

HCHO=C + 2H + O; CH3COOH =2C + 4H + 2O và CH3CH(OH)COOH

=3C + 6H +3O

Vậy, quy đổi X thành C (a mol), H (2a mol) và O (a mol)

C (a mol), H (2a mol), O (a mol) + O2 (t mol) → CO2 (a mol), H2O (a mol)

CO2 + Ca(OH)2 dư → CaCO3 + H2O

0,5 0,5

Bảo toàn oxi cho phản ứng đốt cháy có: a.1 +2.t=2a +a.1 Suy ra, t=0,5 mol Giá trị của V là V=0,5.22,4=11,2 lít

Câu 7: Hỗn hợp X gồm axit Y (no,, đơn chức, mạch hở) và axit Z (no, hai

chức, mạch hở), biết Y và Z có cùng số nguyên tử cacbon Chia X làm hai phần bằng nhau:

Cho phần 1 tác dụng với Na dư, thu được 4,48 lít khí H2

Đốt cháy hoàn toàn phần 2, thu được H2O và 26,4 gam CO2

Xác định công thức phân tử của Y và Z

Số mol H2 thu được khi tác dụng với Na là 0,5a +b=0,2 (1)

Số mol CO2 thu được khi đốt cháy là a +2b +c=0,6

Suy ra, c=0,2

Y có dạng HCOOH.nCH2 (a mol) và Z (HOOC-COOH.(n-1)CH2 (b mol)

Từ 1 suy ra b<0,2 và (n-1)b≤c=0,2 nên (n-1)<1 Vậy n=1

Y và Z lần lượt là CH3COOH và HOOC-COOH

Câu 8: Chia hỗn hợp X gồm hai axit no, đơn chức, mạch hở đồng đẳng kế

tiếp tành hai phần bằng nhau Cho phần 1 tác dụng với dung dịch NaHCO3 dư, thu được 2,24 lít khí CO2 Phần 2 đốt cháy hoàn toàn, thu được 6,272 lít khí CO2 Xác định công thức hóa học của hai axit cacboxylic đó

Công thức tổng quát của axit no, đơn chức, mạch hở CnH2n+1COOH=HCOOH +nCH

Tiêu đề	Phương pháp giải bài tập hữu cơ hóa học 11 và 12 theo kĩ thuật đồng đẳng hóa và tách nguyên tố
Người hướng dẫn	PTS. Nguyễn Văn A
Trường học	Trường THPT ABC
Chuyên ngành	Hóa học
Thể loại	Sáng kiến kinh nghiệm
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	139
Dung lượng	2,15 MB