PP giai bai tap hoa huu co 12_P11 pps

rồi dẫn tiếp qua bình 2 chứa dung dịch brom dư thấy khối lượng bình tăng thêm 2,8 gam và thu được hỗn hợp C, đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp C ,thu được 8,96 lít CO 2 .Biết các thể tích đều đ

XI PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC HỮU CƠI- TÍNH THEO CÔNG THỨC VÀ PHƯƠNG TRÌNH HOÁ HỌC

Bài tập 1: Cho 22,4 lít hỗn hợp A ( C 2 H 2 , H 2 ) qua ống chứa bột Ni nung nóng, thu được hỗn hợp B dẫn hỗn hợp B qua bình (1) chứa dung dịch AgNO 3 / NH 3

dư, thấy có 12 gam kết tủa rồi dẫn tiếp qua bình (2) chứa dung dịch brom dư thấy khối lượng bình tăng thêm 2,8 gam và thu được hỗn hợp C, đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp C ,thu được 8,96 lít CO 2 Biết các thể tích đều được đo ở (đktc), Tính phần trăm thể tích các khí trong hỗn hợp A

Bài giải:

Ta biết rằng trong phản ứng hóa học từ chất đầu tạo ra sản phẩm cuối cùng,thường phải qua một số chất trung gian, sự mô tả chi tiết các quá trình đó tagọi là cơ chế phản ứng.Phản ứng cộng của hợp chất không no có nhiều liên kết

pi tự do cũng xảy ra theo từng nấc tương tự phản ứng của đa axit với ddkiềm,theo hướng nối tiếp:

Số mol hỗn hợp A = x + y + z + t = 22,4 / 22,4 = 1 (1)

Số mol C2H4 = y – z = 2,8 / 28 = 0,1 (2)

Số mol C2H2 = x – y = 12 / 240 = 0,05 (3)

Số mol CO2 = 2z = 8,96 / 22,4 = 0,4 (4)

Giải hệ phương trình ta được: x = 0,35 ; y = 0,3 ; z = 0,2 ; t = 0,15 Số mol C2H2 ban đầu = 0,35 chiếm 35% % H2 = 100 – 35 = 75% Tính theo phương trình phản ứng song song Ta coi một phần C2H2 tạo thành C2H4 ,một phần tạo thành C2H6 và một phần còn dư,thì cách tính sẽ đơn giản hơn nhiều.Có thể tóm tắt bằng sơ đồ: x mol C2H4 ứng với 2,8 gam ( x= 0,1) (x+y+z) mol C2H2 y mol C2H6 2y molCO2 ứng với 8,96 lit (y = 0,2) z mol C2H2 z mol C2Ag2ứng với 12gam (z =0,05) Số mol C2H2 = x + y+ z = 0,35 (mol) chiếm 35% Cách giải khác Mạch cacbon ( C-C ) được bảo toàn ,ta có: Số mol C2H2 ban đầu = Số mol C2H4 + Số mol C2H6 + C2H2 = + +

= 0,1 + 0,2 + 0,05 = 0,35

Bài tập 2: Đốt cháy hoàn toàn 9,2 gam một hợp chất hữu cơ A thu được 7,2

gam H 2 O và CO 2 sinh ra được hấp thụ hoàn toàn bởi 2 lit dung dịch Ca(OH) 2

0,25M thu được 30 gam kết tủa Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của A Biết công thức phân tử của A trùng với công thức đơn giản nhất.

Bài giải:

Số mol H2O = 7,2/18 = 0,4 (mol) ;

2,8 28

8,96 22,4*2

2,8 120

Số mol Ca(OH)2 = 2*0,25 = 0,5 (mol)

Số mol CaCO3 = 30/100 = 0,3 (mol)

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O 0,3 0,3 0,3 (mol)

2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2

0,4 0,2 (mol)

Trường hợp 1: kiềm dư,chỉ có phản ứng1 số mol CO2= 0,3

Trường hợp 2: CO2 dư,có thêm phản ứng2 số mol CO2= 0,3+0,4 =0,7

Ta có hai giả thiết:

Giả thiết 1: đốt 9,2 gam A 0,3 mol CO2 + 0,4 molH2O

Số mol C = số mol CO2 = 0,3 ( ứng với 3,6 gam C)

Số mol H = 2 số mol H2O = 0,8 (ứng với 0,8 gam H )

Số mol O = ( 9,2 3,6 0,8)/16 = 0,3

Tỉ lệ mol của các nguyên tố:

C : H : O = 0,3 : 0,8 : 0,3 = 3 : 8 : 3 Công thức phân tử của A : C3H8O3

Công thức cấu tạo của A : CH2 CH CH2 ( Glyxerin )

| | |

OH OH OH

Giả thiết 2: đốt 9,2 gam A 0,7 mol CO2 + 0,4 molH2O

Số mol C = số mol CO2 = 0,7 ( ứng với 8,4 gam C)

Số mol H = 2 số mol H2O = 0,8 (ứng với 0,8 gam H )

Số mol O = ( 9,2 8,4 0,8)/16 = 0

Tỉ lệ mol của các nguyên tố:

C : H = 0,7 : 0,8 = 7 : 8 Công thức phân tử của A : C7H8 ( Metylbenzen)

Công thức cấu tạo của A : CH3 hay Toluen

II- PHƯƠNG PHÁP ĐẠI SỐ Bài tập 3 : Cho 36 gam hỗn hợp A gồm Al 4 C 3 ,CaC 2 và Ca tác dụng với nước

dư, thu được hỗn hợp khí X Dẫn hỗn hợp X qua bột Ni nung nóng ,thu được hỗn hợp Y không làm mất màu dung dịch nước brom ,khi đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y,thì thu được 14 lít CO 2 (đktc)Tính khối lượng các chất trong hỗn

x = 0,125 Số gam Al4C3 = 144x = 18 (gam)

y = 0,125 Số gam CaC2 = 64y = 8 (gam)

z = 0,25 Số gam Ca = 40y = 10 (gam)

Bài tập 4: Chia hỗn hợp A gồm C 2 H 5 OH , C 6 H 5 OH ,C 3 H 5 (OH) 3 thành 3 phần bằng nhau:Phần một tác dụng Na dư thu được 8,96 lit H 2 (đktc) Phần hai tác dụng vừa hết với 10 ml dung dịch NaOH 1M.Phần ba hòa tan được 0,98 gam kết tủa Cu(OH) 2 Tính số gam mỗi chất trong hỗn hợp đầu.

Bài giải: Phương trình phản ứng

Số gam C2H5OHtrong hỗn hợp đầu = (46*0,01)*3 = 13,8 (gam)

Số gam C6H5OHtrong hỗn hợp đầu = (94*0,01)*3 = 28,2 (gam)

Số gam C3H5(OH)3trong hỗn hợp đầu= (92*0,02)*3 = 27,6 (gam)

Bài tập 5: Cho 15,2 X gam hỗn hợp gồm hai rượu no dơn chức đồng đẳng liên

tiếp ,tác dụng với Na lấy dư , thu được 3,36 lit H 2 (đktc).Xác định công thức và khối lượng của mỗi rượu trong hỗn hợp

Theo giả thiết ta có:

Số gam X = ( 14n + 18 ) x + ( 14n + 32 ) y = 15,2 (3)

Theo phản ứng (1) và (2):

Số mol H2 = 0,5x + 0,5y = 3,36/ 22,4 = 0,15Hay: x + y = 0,3 (4)

Ta có hệ 2 phương trình 3 ẩn ( n ,x ,y ).Thuộc loại phương trình vô định.Vềnguyên tắc ta dùng các phép biến đổi toán học ( phương pháp cộng trừ đạisố;phương pháp thế ,phương pháp ghép ẩn số ) để đưa phương trình về dạng

cơ bản : ax + by = c

Trong hóa học, phương pháp thuận lợi nhất là phương pháp ghép ẩn số;

Ta biến đổi (1) làm xuất hiện tổng ( x + y)

0,2 mol C2H5OH Số gam = 46*0,2 = 9,2 (gam)0,1 mol C3H7OH Số gam = 60*0,1 = 6,0 (gam) Tuy nhiên đó là thuật toán để giải hệ phương trình Nếu ta sử dụng đạilượngtrung bình để giải bài toán,thì sẽ ngắn gọn hơn nhiều:

Số gam X = 15,2 ; Số mol X = 2 số mol H2 = 0,3

Na được 14,9 gam chất rắn và 2,8 lít H 2 Xác định công thức cấu tạo của A

,biết các thể tích khí đều được đo ở (đktc) và hiệu suất các phản ứng đều đạt 100%.

60 46

(x+y) (x+y) 0,5(x+y)

R = 29 Gốc C2H5— ; Công thức của rượu A: C2H5CH2OH

III- PHƯƠNG PHÁP ÁP DỤNG CÁC ĐẠI LƯỢNG TRUNG BÌNH

VÀ CÔNG THỨC TƯƠNG ĐƯƠNG Bài tập 7 : Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai hidrocacbon,thu

được 1,76 gam CO 2 và 0,9 gam H 2 O.Xác định công thức và phần trăm thể tích mỗi hidrocacbon trong hỗn hợp Biết tỉ khối của hỗn hợp X đồi với H 2 bằng 9,655.

Bài giải:

Số mol CO2 =1,76/44 = 0,04 ; Số mol H2O = 0,9/18 = 0,05 (chúa 0,1 gamH )

Số gam X=số gam C + Số gam H = 12*0,04 + 0,1 = 0,58 (gam)

Đặt công thức của hai hidrocacbon là CnHm và CuHv

Phương trình phản ứng :

CnHm + ( n + m / 4)O2 nCO2 + m / 2H2O

x nx mx / 2 (mol)

n < 4 / 3 < u

n chỉ có giá trị nguyên ,suy ra n =1 một chất là CH4

Từ phương trình (5) với m = 4 tử số 0,1 0,03m < 0 để y > 0, thìmẫu số v – m < 0 v < m = 4 số nguyên tử H phải chẵn v = 2.trong

các chất được học trong chương trình chỉ có C2H2 là phù hợp

Thay các giá trị đã biết vào các phương trình đại số ,thì tìm được :

x = 0,02 mol CH4 chiếm 66.67% về thể tích

y = 0,01 mol C2H2 chiếm 33,33%

Phát hiện vấn đề và cách giải quyết

Cách (1) quá dài ,phức tạp ,nặng nề về phương diện toán học Nhưng nếu sửdụng giá trị trung bình và công thức tương đương,thì cách giải sẽ đơn giản hơn

rất nhiều :

Số nguyên tử C (TB) = = =

0,589,655*2

0,04 – 0,03n

u – n 0,1 – 0,03m

v – m

Tổng số nguyên tử cacbon Tổng số mol 0,040,03 43

n = 1 < < u chất đơn giản nhất chứa một nguyên tử cacbon là CH4

Số nguyên tử H (TB) = = =

v = 2 < < m = 4 Chứa 2 nguyên tử H chỉ có C2H2

Ta có nhiều phương án để tính %V Hay nhất là qui hỗn hợp về 1 mol

1 mol hỗn hợp chứa x mol CH4 và ( 1 x) mol C2H2

Số nguyên tử C (TB) = x + 2( 1 x) = 4/3

x = 2/3 mol CH4 chiếm 66,67 %

Bài tập 8: Chia 22 gam hỗn hợp X gồm hai rượu no đơn chức A và B thành 2

phần bằng nhau : Phần (1) tác dụng với Na lấy dư thu dược 3,36 lit H 2 (đktc) Phần (2) đốt cháy hoàn toàn thu được Vlit CO 2 và m gam H 2 O Hãy tính : a)V và m ?

b)Công thức và khối lượng mỗi rượu trong hỗn hợp đầu.Biết A và B là hai rượu đồng đẳng liên tiếp

Tổng số nguyên tử Hidro Tổng số mol 0,10,03 10 3

4

3

10

3

y = 0,3 x vào phương trình (3) thì được:

nx + ( n + 1 )( 0,3 x ) = 0,4

x = 0,3n 0,1 (9)

0 < x < 0,3 (10)

Từ (9) và (10) tìm được nghiệm phù hợp n = 1; m=2 ; x = 0,2 ; y = 0,10,2 mol CH3OH -> Số gam ban đầu =( 32*0,2)*2 = 12,8 (gam )

0,1 mol C2H5OH -> Số gam ban đầu =( 46*0,1)*2 = 9.2 ( gam )

Phát hiện vấn đề và cách giải quyết

Hỗn hợp hai rượu cùng dãy đồng dẳng cùng tham gia một phẩn ứng hóa học,thay hai rượu bằng một chất tương đương CvH2v+1OH ( n < v < m )

= 0,1 (mol) Hoặc tính theo số nguyên tử cacbon trung bình 0,3 mol hỗn hợp chứa

x mol CH3OH và ( 0,3 – x ) mol C2H5OH ,ta có:

x + 2( 0,3 – x ) = 4/3 x = 0,2 ( mol)

Chú ý : Ta tìm công thức của rượu dựa vào số nguyên tử cacbon trung

bình.hoặc cũng có thể dựa vào khối lượng mol trung bình hoặc gốc hidrocacbontrung bình tùy theo cách đặt công thức trong trường hợp cụ thể :

CH3OH = 32 < MTB = = 36,67 < C2H5OH = 46 Nếu đặt công thức dạng ROH ( R’ < R < R’ +14 )

MTB = R + 17 = = 36.67 > R = 21,67

CH3 = 15 < R = 21,67 < C2H5 = 29 Nếu đặt công thức ở dạng CnH2n+1OH ( m < n < m + 1 )

MTB = 14n + 18 = = 36,67

m = 1 < n = 1,33 < m + 1 = 2 ; Kết quả tương tự

43

11 32*0,3

46 32

110,3

110,3

110,3

IV- PHƯƠNG PHÁP ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT THÀNH PHẦN KHÔNG ĐỔI

Bài tập 9: Đốt cháy hoàn toàn a gam một hợp chất hữu cơ A, thu được

8,96 a / 9 lít CO 2 (đktc) ,và a gam H 2 O Xác định công thức phân tử của A?

Bài giải :

Tính số mol C , H và O theo a (gam)

Số mol C = số mol CO2 = = ( ứng với gam C )

Số mol H =2 số mol H2O = = (ứng với gam H )

Vậy công thức phân tử của A là : C4H10O2

Phát hiện vấn đề và cách giải quyết

Theo định luật thành phần không đổi ,ta chọn a một giá trị bất kì hợp lý Chẳng hạn cho a = 9 ,khi đó bài toán trở thành

Đốt cháy 9 gam A thu được 8,96 lít CO2 và 9 gam H2O Tìm A

Số mol C = 8,96 / 22,4 = 0,4 ( 4,8 gam C )

Số mol H = 2*9 / 18 = 1 ( 1 gam H )

Số mol O = ( 9 4,8 1 ) /16 = 0,2

Tỉ lệ mol của các nguyên tố : C : H : O = 0,4 : 1 : 0,2 = 2 : 5 : 1

Ta có kết quả tương tự , nhưng việc tính toán đơn giản hơn nhiều so vớicách (1)

8,96a9*22,4 0,4a 9

4,8a 9

2a 18

a

0,2a 9

1 16

4,8a 9

a 9

0,4a 9

a 9

0,2a 9

Bài tập 10: Chia hỗn hợp X gồm C 2 H 5 OH và CH 3 COOH thành hai phần bằng nhau: Phần (1) tác dụng với Na (dư) thu được V lít khí.Phần (2) tác dụng với NaHCO 3 dư được V/ 8 lít khí.Tính phần trăm khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp , biết các thể tích đều dược đo ở cùng điều kiện.

y y (mol) Theo tính chất của hỗn hợp đồng nhất , ta có thể lấy 8 mol H2 ứng với thể

Bài giải

a) công thức phân tử của X có dạng CnHm

46*15*100 46*15+60*1

Khối lượng mol = 12n + m = 29*2 = 58

Nghiệm phù hợp n = 4 , m = 10 ; Công thức phân tử của X : C4H10

Theo định luật BTKL : Số mol C và H được bảo toàn cho nên việc đôt cháy

hỗnhợp Y tương đương đốt cháy X:

C4H10 + 6,5O2 4CO2 + 5H2O

0,2 0,8 1 (mol).(Kq tương tự)

Bài tập 12: Đun nóng 265,6 gam hỗn hợp A gồm 3 rượu no đơn chức X, Y , Z

với H 2 SO 4 đặc ở 140 0 C , thu được 222,4 gam hỗn hợp 6 ete có số mol bằng nhau Mặt khác nếu đun nóng hỗn hợp A với H 2 SO 4 đặc ở 170 0 C thu được hỗn hợp khí B gồm 2 anken đồng đẳng liên tiếp.Hãy xác dịnh :

a)Công thức hóa học và % khối lượng của X, Y,,Z trong hỗn hợp A Giả thiết rằng hiệu suất của các phản ứng dều đạt 100%.

b)Tính % thể tích của các khí trong hỗn hợp B

Bài giải :

Dùng phương pháp đại số :

a) Theo giả thiêt trong hỗn hợp A phải có hai rượu đồng phân và có thành

trung bình ( 2≤ m < n < m+1 ≤ 4) công thức tương đương của 3 rượu có

Ta có :Số gam A = ( 14 n + 18 ) a = 265,6 (3)

Số gam ete = ( 28 n + 18 )*0,5 a = 222,4

Hay : ( 14 n + 9 ) a = 222,4 (4) Giải hệ (3) và (4 ) ta được : a = 4,8

m = 2 < n = 8 / 3 < m+1 = 3

Vậy công thức của rượu là : C2H5OH , CH3CH2CH2OH , và CH3CHOHCH3

Vì 6 ete có số mol bằng nhau ,nên 3rượu ban đầu cũng có số mol bằng nhau vàđều bằng 4,8 : 3 = 1,6 (mol)

C3H7OH C3H6 + H2O (6) 2*1,6 2*1,6 (mol)

%C2H4 = 1,6*100 / 4,8 = 33,33%

%C3H6 = 100 - 33,33 = 67.67%

Dùng định luật bảo toàn khối lượng

a) Số mol A = 2 số mol H2O = = 4,8 (mol)

Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp A

C2H5OH =46 < MTB = = = 53,33… < C3H7OH =60

Số gam C2H5OH = 46*1,6 = 73,6 (gam)

Số gam iso-C3H7OH = Số gam n-C3H7OH = 60*1,6 = 96,0 (gam)

b )Số mol C2H4 : số mol C3H6 =số mol C2H5OH :Sốmol C3H7OH=1 :2

% C2H4 = 100 / ( 1+2) = 33,33%

%C3H6 = 100 -33.33= 67,67%

VI-PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG

Bài tập 13: Cho 11 gam hỗn hợp X gồm hai rượu no đơn chức đồng đẳng liên

tiếp ,vào bình chứa Na lấy dư.Thấy khối lượng bình nặng thêm 10,7 gam và có

V lít khí thoát ra.Hãy xác định

2*(265,6 – 222,4) 18

Sè gam A

Sè mol A 265,6 4,8

a)thể tích V ?

b)Công thức và khối lượng mỗi rượu trong X.

Bài giải:

Dùng phương pháp đại số:

Đặt công thức hai rượu là : CnH2n + 1OH , Cn +1H2n + 3OH, số mol tương ứng

là x và y

phương trình phản ứng

CnH2n + 1OH + Na CnH2n + 1ONa + 0,5 H2 (1)

x x 0,5x (mol) Cn +1H2n + 3OH + Na Cn +1H2n + 3ONa + 0,5 H2 (2)

y y 0.5y (mol) Độ tăng khối lượng của bình chính là khối lượng của gốc ancolat,theo gt ta có: Số gam X = ( 14n + 18 ) x + ( 14n + 32 ) y = 11 (3)

Số gam ancolat =( 14n + 17 ) x + ( 14n + 31) y = 10,7 (4)

Lấy phương trình (1) trừ đi phương trình (2) , ta được : x + y = 0,3 (5)

Ta dùng phương pháp ghép ẩn ,biến đổi (3) hoặc (4) làm xuất hiện tổng ( x + y ).Chẳng hạn biến đổi (3) 14n( x + y ) + 18 (x + y ) + 14y = 11 (6)

14n*0,3 + 18*0,3 + 14y = 11 (7)

Rút ra : y = 0,4 - 0,3n (8)

0 < y < 0,3 (9) Kết hợp (8) và (9) ,chỉ có n = 1 , y =0,1 là phù hợp ,khi đó x= 0,2 a) VH2 = 22,4*( 0,5x + 0,5y ) = 3,36 (lit)

b) 0,2 mol CH3OH ( 32*0,2 = 6,4 gam)

0,1 mol C2H5OH ( 46*0,1 = 4,6 gam)

Cách giải khác

Ta có thể dùng phương pháp tăng giảm khối lượng và khối lượng mol trung bình để giải bài toán:

1mol hỗn hợp rượu 1mol hỗn hợp ancolat mất 1mol (H) K.L giảm 1 (gam)0,3 0,3 0,3 11 - 10,7=

0,3(gam) a) VH2 = 22,4*( 0,3*0,5) = 3,36 (lit)

b) khối lượng mol trung bình của hai rượu

CH3OH=32 < MTB = = = 36,6 < C2H5OH =46 Giả thiết hỗn hợp chỉ có CH3OH ta có :

Số mol C2H5OH = = 0,1 hay 46*0,1 = 4,6 (gam

Số gam CH3OH = 11 - 4,6 = 6,4 (gam)

Bài tập 14: 7,6 gam hỗn hợp A gòm 2 axit cacboxylic no đơn chức đồng đẳng

liên tiếp ,tác dụng vừa hết với dung dịch NaOH 0,5M ,thu được dung dịch D.

Cô cạn dung dịch D được 10,9 gam chất rắn B Hãy xác định :