Mấy phương pháp giải toán HIDRO CACBONGV.. I/- SƠ LƯỢC VỀ HIDROCACBON HC HC là một hợp chất hóa học hữu cơ bao gồm 2 nguyên tố Hidro và Cacbon cấu thành... DẠNG TOÁN CHUNG, TỔNG HỢP VÀ P
Trang 1Mấy phương pháp giải toán HIDRO CACBON
GV Ngô An Hòa Kỳ.
I/- SƠ LƯỢC VỀ HIDROCACBON (HC)
HC là một hợp chất hóa học hữu cơ bao gồm 2 nguyên tố Hidro và Cacbon
cấu thành Công thức chung: C x H y (ĐK: x ≥ 1; y ≤ 2x+2 và y chẵn)
Luận lý: Tổng hóa trị âm trong công thức: 4x – 2(x-1) – 2k (với k là số liên kết π
hoặc số vòng, ĐK: k ≥ 0)
Tổng hóa trị dương trong công thức: y
Cân bằng hóa trị: 4x – 2(x-1) – 2k = y → y = 2x + 2 – 2k
Như vậy, công thức dạng luận lý của HC có dạng: C n H 2n+2-2k
Khai triển: Ankan, HC no → k = 0 → C n H 2n+2
Xicloankan, HC no + 1 vòng → k = 1 → C n H 2n
Anken, HC không no 1π→ k = 1 → C n H 2n
Ankadien, HC không no 2π rời → k = 2 → C n H 2n-2
Ankin, HC không no 2π kép → k = 2 → C n H 2n-2
Aren, HC no 3π rời + 1 vòng → k = 4 → C n H 2n-6
II/- DẠNG TOÁN VÀ CÁCH GIẢI QUYẾT
1 HỖN HỢP GỒM NHIỀU HC ĐỒNG ĐẲNG
1.1 PHƯƠNG PHÁP 1: Gọi công thức trung bình chung: CnH n+2−2 k
1.1.1 Viết và cân bằng phương trình phản ứng.
1.1.2 Từ dữ liệu → hệ phương trình → n và k
1.1.3 Biện luận để suy ra các HC và phần trăm hỗn hợp.
1.1.4 Trong trường hợp 2 HC đồng đẳng → dùng sơ đồ đường chéo
1.2 PHƯƠNG PHÁP 2: Gọi công thức trung bình không luận lý: CxHy
2 XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC PHÂN TỬ CỦA HC KHI BIẾT KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ M 2.1 PHƯƠNG PHÁP: Gọi công thức HC là: CxHy (ĐK: x ≥ 1; y ≤ 2x+2 và y
chẵn) → 12x + y = M, mặt khác: y ≥ 2 → x≤M12−2 (1)
Ta lại có: y ≤ 2x + 2 → M – 12x ≤ 2x + 2 → x≥ M14−2 (2) Từ (1)&(2) suy ra:
12
2 M x 14
2
M− ≤ ≤ − → x → y → kết quả bài toán.
Một số điều kiện khác: ankan → x ≥ 1; anken&ankin → x ≥ 2; ankadien → x ≥ 3
Trang 23 DẠNG TOÁN CHUNG, TỔNG HỢP VÀ PHÁ CÁCH
Đây là dạng toán tổng hợp với nhiều dữ kiện ngoại lai, người giải cần thiết phải xác định chứ đề không cho trực tiếp Ngoài ra, tùy mức độ khó, người ra đề có thể tung ra nhiều hỏa mù làm rối rắm người giải Tuy nhiên, người giải cần bình tĩnh gỡ rối từng đoạn để chuyển bài toán về một trong 2 dạng chuẩn trên đây
4 MỘT SỐ CÁCH BIỆN LUẬN ĐỐI VỚI PHẢN ỨNG CHÁY
Nếu: nCO2 = nH2O→ HC là anken hoặc xicloankan và: n = HC nCO2 /nhh
Nếu: nCO2 < nH2O→ HC là ankan và: n = hh nH2O- nCO2 ; n = HC nCO2/nhh
Nếu: nCO2 > nH2O→ HC là ankadien hoặc ankin và: n = hh nCO2- nH2O
n = HC nCO2 /nhh
III/- MỘT VÀI BÀI TOÁN MẪU
3.1Đốt cháy hoàn toàn vừa đủ hỗn hợp 2 HC đồng đẳng liên tiếp, thu
được 20.16 lit CO2 (đkc) và 20.7 gam H2O Xác định CTPT 2 HC đó? Xác định khối lượng từng HC trong hỗn hợp?
GIẢI: nCO2= 0.9 mol < nH2O= 1.15 mol Gọi CT đại diện: CnH n+2; a mol
mol ) 1 n ( a mol n a mol
a
O H ) 1 n ( CO n O
) 2
1 n 3 ( H
2 2
n n
o
+
+ +
→
+ +
= +
=
15 1 ) 1 n ( a
9 0 n a
→ n=3.6
=
=
→
=
4 n
3 n 6 3 n
2
10 4
8 3
H C
H C Để xác định khối lượng từng HC ta lập và giải hệ phương trình
3.2Đốt cháy hoàn toàn một hỗn hợp gồm một ankan và một anken Dẫn
toàn bộ sản phẩm cháy qua 2 bình: bình 1 chứa P2O5 rắn dư, bình 2 chứa KOH dư Nhận thấy: khối lượng bình 1 tăng thêm: 4.14 gam và khối lượng bình 2 tăng thêm: 6.16 gam Tính số mol ankan trong hỗn hợp lúc đầu?
GIẢI: nCO2= 0.14 mol < nH2O= 0.23 mol → nankan = 0.23 – 0.14 = 0.09 mol
3.3Đốt cháy hoàn toàn V lit hỗn hợp ankin (đkc), thu được 10.8 gam H2O,
dẫn toàn bộ sản phẩm cháy lội qua dd nước vôi trong → khối lượng bình tăng thêm 50.4 gam Tính thể tích V ankin lúc đầu?
GIẢI: nH2O= 0.6 mol → 0.9mol
44
8 10 4 50
nCO2 = − = 2
CO
n = 0.9 mol > nH2O= 0.6 mol
3.4Một HC có khối lượng phân tử là 70 đvC Xác định CTPT của nó?
GIẢI: Gọi CT: CxHy (ĐK: x ≥ 1; y ≤ 2x+2 và y chẵn)
Trang 3→ 4.86 x 5.67
12
2 70 x 14
2 70 12
2 M x 14
2
M− ≤ ≤ − → − ≤ ≤ − → ≤ ≤
→ C5H10
IV/- MỘT SỐ BÀI TẬP ĐỀ NGHỊ
1 Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 HC đồng đẳng liên tiếp, thu được 22.4 lit
CO2 (đkc) và 25.5 gam H2O Xác định 2 HC liên tiếp đó Xác định thành phần phần trăm từng HC trong hỗn hợp lúc đầu?
2 Dẫn 4.6 gam hỗn hợp 2 anken đồng đẳng kế tiếp lội qua dd Brôm dư,
nhận thấy có 16 gam Br2 tham gia phản ứng Xác định 2 anken trong hỗn hợp lúc đầu, xác định phần trăm khối lượng trong hỗn hợp lúc đầu?
3 Một HC có khối lượng phân tử 138 đvC, Xác định CTPT của HC đó?
4 Đốt cháy hoàn toàn một hỗn hợp nhiều anken thu được (m + 14) gam
H2O và (m + 40) gam CO2 Xác định tham số m?