MỘT SỐ BÀI TẬP BÀI TẬP HỮU CƠ CÓ NHIỀU CÁCH GIẢI.DOC

MỘT SỐ BÀI TẬP BÀI TẬP HỮU CƠ CÓ NHIỀU CÁCH GIẢIBài 1 : Cho hỗn hợp A gồm anken X và H2 qua Ni đung nóng , thu được hỗn hợp B gồm 2 khí.. Xác định CTPT của X và thành phần phần trăm thể

MỘT SỐ BÀI TẬP BÀI TẬP HỮU CƠ CÓ NHIỀU CÁCH GIẢI

Bài 1 : Cho hỗn hợp A gồm anken X và H2 qua Ni đung nóng , thu được hỗn hợp

B gồm 2 khí Biết B không làm mất màu dung dịch Brom Tỉ khối của A và B so với H2 lần lượt là 6 và 8 Xác định CTPT của X và thành phần phần trăm thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp A.

Sơ đồ phản ứng :

CnH2n CnH2n+2 B không làm mất màu Brom

( x mol )   Ni,to ( x mol) B là hỗn hợp của ankan và H 2 dư

Giải ( 1 ) & ( 2 )  12x + 10y = 14y  y = 3x

Thay y = 3x vào ( 2 ) ta được n = 3 CTPT của anken X là C3H6

Trong A ( % Vanken= 25 , % VH2 = 75 )

Cách 3 : Hiệu 2 tỉ khối + Khối lượng mol trung bình + Bảo toàn khối lượng :

x y nx



 = 4  y nx x y y.y x

) (

2 14

2

14

(

y x y y

x y nx



 = 4  y nx x y y.y x

) (

2 14

Ho c : ặc :

14

2

2 2

x n

Cách 5 : Bảo toàn khối lượng + Sơ đồ đường chéo :

14

14

2

2 2

x n

Cách 6 : Khối lượng mol trung bình + Sơ đồ đường chéo :

B n có th ch n 1 trong 2 cách nh sau : ạn có thể chọn 1 trong 2 cách nhỏ sau : ể chọn 1 trong 2 cách nhỏ sau : ọn 1 trong 2 cách nhỏ sau : ỏ sau :

x y

x n

10

2

2

( 4 )( 3 ) & ( 4 )  14y = 12x + 10y  y =3x

 n = 3

 CTPT của anken X là C3H6 .Trong A ( % Vanken= 25 , % VH2 = 75 )

Cách 7 : S ơ đồ đường chéo : đồ đường chéo : đường chéo : ng chéo :

x n

14

2

2 2

( 2 )

10

12 14 14

14 14

Bài 2 Hỗn hợp X gồm axetilen, etan và propen Đốt cháy hoàn toàn 24,8 gam hỗn hợp X thu được 28,8 gam nước Mặt khác 0,5 mol hỗn hợp này tác dụng vừa

đủ với 500 gam dd Br2 20% Tính thành phần phần trăm thể tích mỗi khí trong hỗn hợp.

Cách 1 Nhóm các phương pháp đại số

Số mol nước là: 1 , 6

18

8 , 28

 (mol)

Số mol Br2 là : 0 , 625

160 100

500 20

4 , 0

2 , 0

2 , 0

là giá trị không đổi

Gọi x, y, z lần lượt là số mol của C2H2, C2H6, C3H6 trong 1 mol hỗn hợp khí X

Ta có hệ

x + y + z = 1

5 , 0

625 , 0



M = 26x + 30y + 42z = ( 3 3 )

6 , 1

8 , 24

z y





% Thể tích của C2H6 là : 100 25 %

1

25 , 0

n H

C 2 22 + )

2

1 2 ( n  k O2  t nCO2 + (n 1  k)H2O

 (mol)

nC = 1 , 8

4

9 8 ,

% Thể tích của C2H2 là : 100 50 %

8 , 0

4 , 0





% Thể tích của C2H6 là : 100 25 %

8 , 0

2 , 0





% Thể tích của C3H6 là : 100 25 %

8 , 0

2 , 0

n hidrocacbo

C

n n

trong hỗn hợp.

M c dù trong s các cách l m trên không có cách l m th c s nhanh, ặc : ố các cách làm ở trên không có cách làm thực sự nhanh, àm ở trên không có cách làm thực sự nhanh, ở trên không có cách làm thực sự nhanh, àm ở trên không có cách làm thực sự nhanh, ực sự nhanh, ực sự nhanh,

nh ng ư đ u l nh ng cách l m hay v h m ch a t duy logic, t duy hóa h c àm ở trên không có cách làm thực sự nhanh, ững cách làm hay và hàm chứa tư duy logic, tư duy hóa học àm ở trên không có cách làm thực sự nhanh, àm ở trên không có cách làm thực sự nhanh, àm ở trên không có cách làm thực sự nhanh, ứa tư duy logic, tư duy hóa học ư ư ọn 1 trong 2 cách nhỏ sau :

B i toán n y thích h p v i giáo viên s d ng àm ở trên không có cách làm thực sự nhanh, àm ở trên không có cách làm thực sự nhanh, ợp với giáo viên sử dụng để minh họa khi giảng dạy về ới giáo viên sử dụng để minh họa khi giảng dạy về ử dụng để minh họa khi giảng dạy về ụng để minh họa khi giảng dạy về để chọn 1 trong 2 cách nhỏ sau : minh h a khi gi ng d y v ọn 1 trong 2 cách nhỏ sau : ảng dạy về ạn có thể chọn 1 trong 2 cách nhỏ sau :

ph ươ đồ đường chéo : ng pháp, đồ đường chéo : ng th i c ng l m t b i t p quan tr ng ờng chéo : ũng là một bài tập quan trọng để các em học sinh àm ở trên không có cách làm thực sự nhanh, ột bài tập quan trọng để các em học sinh àm ở trên không có cách làm thực sự nhanh, ập quan trọng để các em học sinh ọn 1 trong 2 cách nhỏ sau : để chọn 1 trong 2 cách nhỏ sau : các em h c sinh ọn 1 trong 2 cách nhỏ sau : tham kh o v h c t p ảng dạy về àm ở trên không có cách làm thực sự nhanh, ọn 1 trong 2 cách nhỏ sau : ập quan trọng để các em học sinh

Bài 3 Đốt cháy hoàn m gam toàn hỗn hợp X gồm CH4, C2H4 và C2H2, thu được 35,2 gam CO2 và 25,2 gam H2O Giá trị của m là

= 1,4 molĐến đây nhiều HS thấy bế tắc, vì có 3 ẩn mà chỉ có hai phương trình nên khôngthể tìm được x, y, z ? Đề ra thiếu dữ kiện (!)

Một số HS học khá hơn suy nghĩ nhận thấy rằng, để tìm m không nhất thiết phảitìm được số mol của từng chất trong hỗn hợp Từ biểu thức tính khối lượng:

m = 16x + 28y + 26z

Có thể phân tích thành:

m = 12(x + 2y + 2z) + 2(2x + 2y + z) = 12.0,8 + 2.1,4 = 12,4 gam

 Chọn đáp án B

Cách 2: Với HS thông minh thì bài toán trên có thể giải nhanh bằng phương pháp

bảo toàn nguyên tố như sau:

2

z y x

Cách 2 Phương pháp trung bình

Ta nhận thấy propan, propen và propin trong phân tử đều có 3 nguyên tử C Do

đó ta có thể đặt công thức chung của hỗn hợp X là C3H x (4<x<6)

Ta có : M = 36 + x = 42,4  x = 6,4

C3H6,4 + 4,6O2  t 3CO2 + 3,2H2O0,1 0,3 0,32 (mol)

m = 0,3 x 44 + 0,32 x 18 = 18,96 (gam)

Đáp án B

Cách 3 Nhóm các phương pháp quy đổi

Cách 3.1 Quy hỗn hợp X về hai chất C3H8 và C3H6 với số mol tương ứng là x, y (x, y

Đến đây HS đặt ra câu hỏi là liệu có thể quy hỗn hợp X về hai chất C3H6 và C3H4

được không vì khi đó M < M1, M2

Cách 3.3 Quy hỗn hợp X về hai chất C3H6 và C3H4 với số mol tương ứng là x, y (x, y

m = (3x + 3y) 44 + (3x + 2y) 18 = 18,96 (gam)

Như vậy trong quá trình tính toán theo phương pháp quy đổi đôi khi ta gặp số

âm Trong trường hợp này ta vẫn tính toán bình thường và kết quả cuối cùng vẫn thỏa

2 3 , 0 1 , 0 1

y x

y mol C

3H

4 40 -0,6

42,4

(lít)  Đáp án B.

Cách 3 Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố.

) ( ) ( ) ( )

axit n n n

n

2 2

2 2 2

O

V = 0,3 x 22,4 = 6,72 (lít)  Đáp án B

Nhận xét : Cách thứ 3 ngắn gọn và thông minh hơn cách 1 và cách 2

Bài 6 Để trung hòa hết 12,72 gam hỗn hợp hai axit cacboxylic A và B cần vừa đủ

V ml dd NaOH 1M Cô cạn dd sau phản ứng thu được 18 gam chất rắn Giá trị của V là

A 120 B 240 C 150 D 400

Lời giải

Cách 1.

Đặt công thức tổng quát của A và B là R(COOH)x (x1)

Gọi a là số mol của hỗn hợp

R(COOH)x + xNaOH   R(COONa)x + xH2O

a ax a

Ta có hệ:

Ra + 45ax = 12,72 (1)

Ra + 67ax = 18 (2)

Nhiều học sinh thấy hệ trên không giải được vì hệ 3 ẩn, 2 phương trình nên rơi

vào trạng thái bế tắc Một số học sinh khác nhận thấy để tích V chỉ cần tìm ax Vì vậy, lấy (2) – (1) sẽ được ax = 0,24.

Dễ dàng tính được V = 0,24 (lít) = 240 ml

Cách 2 Phương pháp tăng giảm khối lượng

Cách 3 Định luật bảo toàn khối lượng

R(COOH)x + xNaOH   R(COONa)x + xH2O

a a

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m hh axit + mNaOH = m rắn + m nước  12,72 + 40.a = 18 + 18.a

 a = 0,24  V = 0,24 (lít) = 240 ml

Học sinh có tư duy làm theo cách 2 và cách 3 sẽ nhanh và ngắn gọn hơn cách 1

Bài 7 Cho hỗn hợp X gồm hai axit cacboxylic no, mạch không phân nhánh Đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp X, thu được 11,2 lít khí CO2 (đktc) Nếu trung hòa 0,3 mol X cần dùng 500ml dung dịch NaOH 1M Hai axit đó là

A HCOOH, HOOC-CH2-COOH B HCOOH, CH3COOH.

C. HCOOH, C2H5COOH D HCOOH, HOOC-COOH.

CnH2n+2-x(COOH)x + kO2   (n + x) CO2 + (n + 1) H2O

CmH2m+2-y(COOH)y + k’O2   (m + y) CO2 + (m + 1) H2O

CnH2n+2-x(COOH)x + xNaOH   CnH2n+2-x(COONa)x + xH2O

CmH2m+2-y(COOH)y + yNaOH   CmH2m+2-y(COONa)y + yH2O

Ta có hệ :

a + b = 0,3 (1) (n + x)a + (m + y)b = 0,5 (2)

Cách 2 Phương pháp đại số kết hợp với biện luận

Học sinh thông minh hơn có thể nhận xét

+ Hai axit có tối đa 2 nhóm chức

3 , 0

5 , 0

 1 axit đơn chức và 1 axit 2 chức

Do đó có thể đặt công thức tổng quát của hai axit là : CnH2n+1COOH và

Vậy hai axit là HCOOH, HOOC-COOH Đáp án D.

Cách 3 Phương pháp trung bình

Cách 3.1 Trong trường hợp học sinh chưa nhận xét ngay được số nhóm chức thì có thể

biện luận dựa vào công thức phân tử trung bình như sau :

Đặt công thức tổng quát của hai axit đó là R(COOH)n

R(COOH)n + nNaOH   R(COONa)n + H2O

Ta có: n = 1 , 67

3 , 0

5 , 0

  n1 = 1 ; n2 = 2Đến đây ta có thể áp dụng cách giải đại số như cách 2 để xác định axit

Cách 3.2 Đặt công thức chung của hỗn hợp là CnH2n+2-x(COOH)x

CnH2n+2-x(COOH)x + xNaOH   CnH2n+2-x(COONa)x + xH2O

CnH2n+2-x(COOH)x + kO2   (n + x) CO2 + (n + 1) H2O

Ta có:

3 , 0

5 , 0

5 , 0

Ví dụ : Dùng phương án A để giải

Gọi x, y lần lượt là số mol của HCOOH và HOOC-CH2-COOH

Bài 8 Đốt cháy m gam hỗn hợp 2 ancol no, đơn chức mạch hở liên tiếp nhau trong dãy đồng đẳng thu được 0,3 mol CO2 và 0,5 mol H2O Tính m.

Lời giải

Cách 1 Phương pháp thông thường

Gọi công thức của 2 ancol là CnH2n+2O và Cn+1H2n+4O với số mol lần lượt là a và b

m = (14n + 18)a = 0,2(14.1,5 + 18) = 7,8 (gam)

Cách 3 Nhận xét 2 ancol no, đơn chức, khi đốt cháy 2 ancol no thì

Số mol ancol = số mol H2O – số mol CO2 = 0,2 mol

Vì 2 ancol đã cho là đơn chức  nO = 0,2 mol

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

Bài 9 Hỗn hợp X gồm axit HCOOH và axit CH3COOH (tỉ lệ mol 1:1) Hỗn hợp

Y gồm hai ancol CH3OH và ancol C2H5OH (tỉ lệ mol 3:2) Lấy 11,13 gam hỗn hợp X tác dụng với 7,52 gam hỗn hợp Y (có xúc tác H2SO4 đặc) thu được m gam hỗn hợp este (Hiệu suất của các phản ứng este hóa đều đạt 80%) Tính m.

Lời giải

2

60 46

Cách 2 Phương pháp bảo toàn khối lượng

RCOOH + R’OH  RCOOR’ + H2O

0,2 0,2 0,2

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m = 0,2.0,8.( M  Y M X - 18) = 11,616 gam

Cách 3 Phương pháp tăng giảm khối lượng.

Cứ 1 mol ancol tạo thành 1 mol este thì khối lượng tăng (53-18) = 35 gam

Cứ 0,2 mol ancol tạo thành 0,2 mol este thi khối lượng tăng lên là:

35.0,2 = 7 gamVậy m = (7,52 + 7).0,8 = 11,616 gam

Bài 10 Hỗn hợp A gồm một axit no đơn chức và hai axit không no đơn chức chứa một liên kết đôi, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng Cho A tác dụng hoàn toàn với 150 ml dung dịch NaOH 2M Để trung hòa vừa hết lượng NaOH dư cần thêm vào 100 ml dung dịch HCl 1M, được dung dịch D Cô cạn cẩn thận D được 22,89 gam chất rắn khan Mặt khác đốt cháy hoàn toàn A rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ hết vào bình đựng lượng dư dung dịch NaOH đặc, khối lượng bình tăng thêm 26,72 gam Xác định công thức phân tử của các chất trong

A

Lời giải

Gọi công thức của 3 axit là CnH2n+1COOH, CmH2m-1COOH, Cm+1H2m+1COOH với số moltương ứng là x, y, z

Cách 1 Phương pháp thông thường

Các phản ứng hóa học xảy ra:

CnH2n+1COOH + NaOH   CnH2n+1COONa + H2O

0,1 0,1 0,1

Số mol NaOH dư là: 100.1/1000 = 0,1 mol

Số mol NaOH phản ứng với axit là : 0,15.2 – 0,1 = 0,2 mol

Khối lượng muối hữu cơ là : 22,89 – 0,1.58,5 = 17,04 gam

Theo bài ra ta có hệ

x + y + z = 0,2

(14n + 68)x + (14m + 66)y + (14m + 80)z = 17,04

[(n + 1)x + (m + 1)y + (m + 2)z].44 + [(n + 1)x + my + (m+1)z].18 = 26,72 Rút gọn lại ta có :

Vậy công thức của 3 axit là : HCOOH, C2H3COOH, C3H5COOH

Cách 2 Gọi công thức của axit no là CnH2n+1COOH : x mol

Công thức chung của hai axit không no là CmH2m 1COOH : y mol

CnH2n+1COOH + NaOH   CnH2n+1COONa + H2O

x = 0,1

y = 0,1

n + m= 2,457

Vì m>2 , n nguyên n = 0, m = 2,457   m1= 2, m2 = 3

Vậy công thức của 3 axit là : HCOOH, C2H3COOH, C3H5COOH

Cách 3 Gọi công thưc chung của ba axit là CnH2n 1  2k COOH

Cn H2n 1  2k COOH + NaOH   Cn H2n 1  2k COONa + H2O

0,2 0,2

Theo định luật tăng giảm khối lượng ta có:

Khối lượng axit là: 17,04 – 0,2.22 = 12,64 gam

Xét 2 trường hợp xảy ra:

Trường hợp 1: HCOOH: 0,1 mol

CmH2m 1COOH: 0,1 mol

m axit = 0,1.46 + 0,1(14m + 46) = 12,64

 m= 2,457   m1= 2, m2 = 3

Vậy công thức của 3 axit là : HCOOH, C2H3COOH, C3H5COOH

Trường hợp 2: CH3COOH: 0,1 mol

CmH2m 1COOH: 0,1 mol

m axit = 0,1.60 + 0,1(14m + 46) = 12,64

 m= 1,457 (loại vì m < 2)

Trong 3 cách, cách số 3 là nhanh nhất, nhưng không phải học sinh nào cũng làm

được Học sinh phải vận dụng linh hoạt 2 chiều nhận xét nếu

2

2

1 t t

t   thì số mol t1 = t2

và ngược lại.

III BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 1 Đốt cháy hoàn toàn 11 gam hỗn hợp A chứa axetilen, propilen và metan thu được

12,6 gam H2O Mặt khác 5,6 lít hỗn hợp trên phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa 40gam brom Xác định thành phần % về thể tích của hỗn hợp ban đầu biết thể tích các khí

Bài 4 Hỗn hợp X gồm axetilen, etan và propen Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X thu

được 79,2 gam nước Mặt khác 0,5 mol hỗn hợp này tác dụng vừa đủ với 500 gam dd

Br2 20% Tính thành phần phần trăm thể tích mỗi khí trong hỗn hợp

Đáp số: 6,54 gam

Bài 9 Cho 0,1 mol axit đơn chức X phản ứng với 0,15 mol ancol đơn chức Y thu được

4,5 gam este A với hiệu suất của phản ứng este hóa là 75% Xác định tên gọi của X vàY

Đáp số: X là axit focmic ; Y là ancol metylic.

Bài 10 Hỗn hợp A gồm một axit no đơn chức và hai axit không no đơn chức chứa một

liên kết đôi, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng Cho A tác dụng hoàn toàn với 150 mldung dịch NaOH 2M Để trung hòa vừa hết lượng NaOH dư cần thêm vào 100 mldung dịch HCl 1M, được dung dịch D Cô cạn cẩn thận D được 22,89 gam chất rắnkhan Mặt khác đốt cháy hoàn toàn A thu được 26,72 gam CO2 và H2O Xác định côngthức phân tử của các chất trong A

Đáp số : HCOOH, C 2 H 3 COOH, C 3 H 5 COOH.