Một số mẹo nhỏ và hay khi vận dụng vào phương pháp giải bài toán aken

để giải nhanh một số bài tập thì học sinh không phải chỉ biết các định luật mà phải biết nhìn ra các dạng bài tập và phương pháp giải các dạng bài tập đó.. I.2- Trong chương tri

MỤC LỤC Trang

A- Mở đầu 2

I-Lí do chọn đề tài 2

II- Thực trạng………2

III-Phạm vi áp dụng……… 3

IV- Giới hạn nội dung……… 3

B- Nội dung 4

I Cơ sở……… 4

II.Các dạng toán hay gặp……… 4

Dạng 1: ……… 4

Dạng 2……… 6

Dạng 3 ……… 9

III.B i ài tập tự luyện……… … ………13

IV.Hiệu quả đề tài……… ……… 15

V.Đề xuất……… ……….……….15

Tài liệu tham khảo……….…… 17

A PHẦN MỞ ĐẦU

I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.

I.1- Hóa học là một ngành khoa học nghiên cứu về chất và sự biến đổi giữa các

chất Phản ứng hóa học là đối tượng chính của hóa học Trong phản ứng hóa học các nguyên tố được bảo toàn về số mol, khối lượng để giải nhanh một số bài tập thì học sinh không phải chỉ biết các định luật mà phải biết nhìn ra các dạng bài tập và phương pháp giải các dạng bài tập đó

I.2- Trong chương trình hóa học phổ thông không đề cập sâu cách phân loại,

ứng dụng các định luật bảo toàn vào giải toán hóa học, trong khi để giải các đề thi thì học sinh phải nắm vững các dạng bài tập và phương pháp giải các dạng bài tập đó

I.3- Trong khi giải bài tập hầu hết học sinh đều rất lúng túng khi nhận ra các

dạng bài tập

I.4- Việc phân loại các dạng bài tập và hướng dẫn học sinh vận dụng các định

luật bảo toàn là việc làm rất cần thiết Việc làm này rất có lợi cho học sinh trong thời gian ngắn để nắm được các dạng bài tập, nắm được phương pháp giải Theo chương trình đổi mới của bộ giáo dục thì hình thức trắc nghiệm áp dụng cho số môn trong đó có bộ môn hoá học Trong khoảng thời gian tuơng đối ngắn các em phải giải quyết một số lượng câu hỏi và bài tập tương đối lớn, trong đó bài tập Hoá chiếm một tỉ lệ không nhỏ Việc tìm ra các phương pháp giúp giải nhanh bài toán hoá học có ý nghĩa hết sức quan trọng Đối với bài toán có các phản ứng phức tạp, xảy ra nhiều quá trình thì việc tính toán trở nên khó khăn Như vậy việc lựa chọn phương pháp hợp lý và các mẹo nhỏ tính nhanh để tìm được đáp án của bài toán quyết định sự thành bại của học sinh

Để học sinh hiểu và vận dụng tốt hơn phương pháp bảo giải bài tập và những mẹo nhỏ để giải nhanh bài toán trắc nghiệm, cùng một số kinh nghiệm

sau những năm công tác, tôi mạnh dạn nêu ra sáng kiến về “Một số mẹo nhỏ

và hay khi vận dụng vào phương pháp giải bài toán anken”

II THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ TÀI.

II.1 Khó khăn: Trong Hóa học, bài tập rất đa dạng và phong phú; để giải bài

tập hóa học yêu cầu phải biết được phương trình, sự chuyển hóa của các chất, các dạng bài tập và phương pháp giải các dạng bài tập Theo phân phối chương trình hóa học phổ thông không đề cập sâu đến các định luật bảo toàn, các dạng bài tập Học sinh thường rất lúng túng khi nhận dạng các dạng bài tập và cách giải các bài toán

II.2 Thuận lợi: Hiện tại cũng có nhiều sách tham khảo, mạng internet có

trình bày các định luật ở các góc độ khác nhau

III PHẠM VI ÁP DỤNG

- Chuyên đề này trình bày một số dạng bài tập và phương pháp giải Chuyên

đề này cũng trình bày về các định luật, phân loại và chỉ rõ việc áp dụng các định luật vào giải toán hóa học Xác định khối lượng chất rắn, các chất trong dung dịch khi biết số mol của các chất khác trong dung dịch, xác định lượng mol, nồng độ… của chất nào đó Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ

- Chuyên đề áp dụng cho chương trình Hóa học lớp 10, 11, 12

- Chuyên đề áp dụng tốt cho cả luyện thi tốt nghiệp và luyện thi đại học , cao đẳng

IV GIỚI HẠN NỘI DUNG.

Chuyên đề đặt ra yêu cầu phân loại các dạng bài tập, đưa ra các định luật, ứng dụng của mỗi định luật để giải cho từng dạng bài tập, những mẹo nhỏ để làm bài tập trắc nghiệm nhanh và đưa ra những nhận xét và những chú ý giúp phát triển hướng tìm tòi khác

B NỘI DUNG

MỘT SỐ MẸO NHỎ VÀ HAY KHI VẬN DỤNG VÀO PHƯƠNG PHÁP

GIẢI BÀI TOÁN ANKEN

I CỞ SỞ

- Anken là hidrocacbon không no mạch hở, trong phân tử có chứa một liên kết

 Công thức tổng quát : CnH2n , n ≥ 2

- Tính chất đặc trưng nhất của anken là khuynh hướng đi vào phản ứng cộng, ở phản ứng này liên kết  đứt ra để hai nhóm mới gắn vào và cho một hợp chất no

- Một đặc điểm nổi bật của anken là mật độ electron tập trung tương đối cao giữa hai nghuyên tử cacbon của nối đôi C = C và trải rộng ra theo hai phía của liên kết  Vì vậy các tác nhân mang điện tích dương tác dụng đặc biệt dễđàng vào nối đôi C = C Phản ứng công vào nối đôi chủ yếu là tác nhân mang điện dương

và sau nữa là cộng theo cơ chế gốc

- Tính chất hoá học của anken:

+ Phản ứng cộng: H2 , halogen, HA (HCl, HBr, H2O)

+ Phản ứng oxihoa: dung dịch KMnO4

+ Phản ứng oxihoa hoàn toàn (phản ứng cháy)

+ Phản ứng trùng hợp

- C¸c ph¶n øng mà đề tài xét đến:

+ Phản ứng cộng H 2

+ Phản ứng cộng halogen ( xét với phản ứng cộng Br 2 )

+ Phản ứng oxihoa hoàn toàn ( phản ứng cháy).

II CÁC DẠNG TOÁN HAY GẶP

Dạng 1 Phản ứng cộng H 2 : xt: Ni, to

CnH2n + H2  CnH2n + 2

Suy ngẩm chút nhé…

+ Tỉ lệ phản ứng luôn là nH 2 pu : n anken pu = 1:1

+ Khối lượng trước và sau phản ứng luôn bằng nhau Giả sử hỗn hợp trước phản ứng là X, hỗn hợp sau phản ứng là Y Ta có:

m X = m Y hay M X /M Y = n Y /n X

khi giải bài toán ta thuờng giả sử số mol của hỗn hợp X là một giá trị cụ thể.

Ví dụ n X = 1mol.

+ Số mol sau phản ứng luôn giảm ( vì mất H 2 ) → nH 2 pu = n trước - n sau

Hay nH 2 pu = n trước - n sau = n anken pu

Ví dụ 1: Hỗn hợp khí X gồm H2 và một anken có khả năng cộng HBr cho sản phẩm hữu cơ duy nhất Tỉ khối của X so với H2 bằng 9,1 Đun nóng X có xúc tác

Ni, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Y không làm mất màu nước brom; tỉ khối của Y so với H2 bằng 13 Công thức cấu tạo của anken

là

A CH2=CH2 B CH2=CH-CH2-CH3

C CH3-CH=CH-CH3 D CH2=C(CH3)2

Giải:

gọi số mol hỗn hợp X là 1mol

Ta có M = 9,1 2 = 18,2  X m = 18,2 1 = 18,2 g = X m Y

Mà M = 13 2 = 26  Y n = Y 18,2

26 = 0,7 mol

 nH 2 pu= n X - n Y = 1 – 0,7 = 0,3 mol = n anken ( vì Y không làm mất màu

nước brom nên anken hết)

 nH 2bd = 0,7 mol

Manken = 18,2 0,7.2

0,3



= 14n  n = 4 Mặt khác anken cộng HBr cho 1 sản phẩm nên anken có CTCT đối xứng

 Đáp án C

Ví dụ 2: 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

Giải:

Ta có MX = 4 3,75 = 15

Vận dụng quy tắc đường chéo:

C2H4 28 13

\ /

15  nC H2 4  nH2(vậy hiệu suất tính theo anken hoặc H 2 đều được)

/ \

H2 2 13

Giả sử n X = 1mol  m X = 15 1 = 15 g = m Y

Mà MY = 5 4 = 20  nY = 15

20 = 0,75 mol  nH 2 pu= 1 – 0,75 = 0,25 mol

 H = 0,25

.100

 Đáp án C

Ví dụ 3: Hỗn hợp khí A chứa eilen và H2 Tỉ khối của A đối với hiđro là 7,5 Dẫn A đi qua chất xúc tác Ni nung nóng thì thu được hỗn hợp khí B có tỉ khối đối với hiđro là 9,0 Hiệu suất phản ứng cộng hiđro của etilen là:

Giải:

Ta có MA = 2 7,5 = 15

C2H4 28 13

\ /

15  nC H2 4  nH2(vậy hiệu suất tính theo anken hoặc H2 đều được)

/ \

H2 2 13

Giả sử n A = 1mol  m A = 15 1 = 15 g = m B

Mà MB = 9 2 = 18  nB = 15

18 = 0,83 mol

 nH 2 pu= n A – n B = 1 – 0,83 = 0,167 mol

 H = 0,167

100 0,5 = 33,3%

 Đáp án A

Dạng 2 Phản ứng đốt cháy:

CnH2n + 3

2

n

O2  n CO2 + n H2O

Như vậy khi đốt cháy anken thì n CO2 n H O2

- Nếu đốt 1 hoặc hỗn hợp hiđrocacbon mạch hở là đồng đẳng của nhau sản phẩm thu được có n CO2 n H O2 thì 1 hoặc hỗn hợp hiđrocacbon đó

là anken

- Nếu bài toán cho hai anken thì thay bằng một anken trung bình

- Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố oxi ta có:

2

- Đốt cháy anken số mol CO 2 = số mol H 2 O nên nếu có sự khác nhau

về số mol giữa CO 2 và H 2 O là do hợp chất khác gây nên.

- Số nguyên tử C = số mol CO 2 / số mol anken

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn agam hỗn hợp eten,propen,but-1-en thu được

1,2mol CO2 và 1,2mol nước

Giá trị của a là:

A.18,8g B.18,6g C.16,8g D.16,4g

Giải:

Hỗn hợp eten,propen,but-1-en đều là anken nên

Áp dụng công thức : m hidrocacbon= 12n CO2 2n H O2

Ta có a = 12 1,2 + 2 1,2 = 16,8g

 Đáp án C

Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn agam hỗn hợp eten,propen,but-2-en cần dùng vừa đủ

b lít oxi ở đktc thu được 2,4mol CO2 và 2,4 mol nước

Giá trị của b là:

A.92,4 l B.94,2 l C.80,64 l

D.24,9 l

Giải:

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố oxi ta có

2 2 1 2

2

n n  n = 2,4 + 2,4

2 = 3,6 mol

V = 3,6 22,4 = 80,64 lít O2

 Đáp án C

Ví dụ 3:Trôn 400 Cm3 hỗn hợp gồm hiđrocacbon X và N2 với 900Cm3 oxi (dư) ,đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp thu được 1300Cm3 hỗn hợp khí và hơi.Nếu dẫn hỗn hợp qua CaCl2 còn lại 900Cm3 ,cho qua dung dịch Ca(OH)2 dư còn lại

500 Cm3.Công thức phân tử của X là :

A.C2H2

B.C3H6

C.C2H6 D.C2H4

Giải:

Ta có bình CaCl2 hấp thụ H2O

 V H O2 = 1300 – 900 = 400 Cm3

Dung dịch Ca(OH)2 hấp thụ CO2

 V CO2 = 900 – 500 = 400 Cm3 vậy V CO2= V H O2  X là anken

Áp d ụng định luật bảo toàn nguyên tố oxi ta có :

V O pu2 = V CO2 + ½ V H O2

 V O pu2 = 400 + 400

2 = 600 Cm

3  V O du2 = 900 – 600 = 300 Cm3

 V = 500 – 300 = 200 Cm N2 3  V = 400 – 200 = 200 Cm X 3

 số C = 2 400

200

CO X

V

V  = 2  C2H4

 Đáp án D

Ví dụ 4 Đem đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp X gồm 2 anken là đồng đẳng

kế tiếp nhau thu được CO2 và nước có khối lượng hơn kém nhau 6,76 gam Vậy 2 công thức phân tử của 2 anken đó là:

A C2H4 và C3H6 B C3H6 và C4H8

C C4H8 và C5H10 D.C5H10 và C6H12

Giải:

Thay 2 anken bằng một anken trung bình

ta có n CO2 n H O2 = x

Hay 44x - 18x = 6,76  x = 0,26 mol

Số nguyên tử C trung bình n = 0,26

0,1 = 2,6  CTPT là C2H4 và C3H6

 Đáp án A

Ví dụ 5 Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm 1 ankan và 1 anken Cho sản phẩm

cháy lần lượt đi qua bình 1 đựng P2O5 dư và bình 2 đựng KOH rắn, dư thấy bình

1 tăng 4,14g, bình 2 tăng 6,16g Số mol ankan có trong hỗn hợp là:

A 0,06 B 0,09 C 0,03 D 0,045

Giải:

Lưu ý là khi đốt cháy anken số mol CO 2 = số mol H 2 O nên nếu có sự khác nhau về số mol giữa CO 2 và H 2 O là do hợp chất khác gây nên

ta có n CO2= 6,16

44 = 0,14 mol

n H O2 = 0,23 mol vậy sự khác nhau giữa CO 2 và H 2 O là do ankan gây

ra

 nankan = n H O2  n CO2= 0,23 - 0,14 = 0,09 mol

 Đáp án B

Ví dụ 6: Hỗn hợp A gồm 1 ankan và 1 anken Số nguyên tử H trong ankan bằng

số nguyên tử C trong anken Đốt cháy 3 g hỗn hợp A thu được 5,4g H2O CTPT

và % khối lượng các chất trong A là:

A CH4: 46,67%; C4H8 : 53,33% B CH4: 53,33%; C4H8: 46,67%

C C2H6: 33,33%; C6H12: 66,67% D C2H6: 66,67%; C6H12: 33,33%

Giải:

Ta có n H O2 = 0,3 mol

mA = 12 n CO2+ 2n H O2  n CO2=3 0,3.2

12



= 0,2 mol

vậy sự khác nhau giữa CO 2 và H 2 O là do ankan gây ra

nankan = n H O2  n CO2= 0,3 – 0,2 = 0,1 mol

Mặt khác mankan < 3  Mankan < 3

0,1 = 30  ankan là CH4  % m CH4=0,1.16100

3 = 53,33%

 Đáp án B

Ví dụ 7: Chia hỗn hợp 3 anken: C2H4, C3H6, C4H8 thành 2 phần bằng nhau:

- Đốt cháy phần 1 sinh ra 5,4g H2O

- Phần 2 cho tác dụng với hiđro (có Ni xúc tác), đốt cháy sản phẩm sau phản ứng rồi dẫn sản phẩm cháy vào bình đựng nước vôi trong dư thì khối lượng kết tủa thu đựơc là:

A 29g B 30g C 31g D 32g

Giải:

Từ phần 1 ta có n H O2 = 0,3 mol = n CO2

ở hai trường hợp không thay đổi

Vì Ca(OH)2 dư nên n CaCO3 n CO2= 0,3 mol  m CaCO3= 0,3 100 = 30 g

 Đáp án B

D ạng 3 Phản ứng với dung dịch Br 2 :

CnH2n + Br2 → CnH2nBr2

Như vậy số mol anken pu : số mol Br 2 pu = 1 : 1 ( tỉ lệ về số mol hoặc thể tích )

Khối lượng bình Br 2 tăng là khối lượng của anken

Ví dụ 1 Cho 10g hỗn hợp khí X gồm etilen và etan qua dung dịch Br2 25% có 160g dd Br2 phản ứng % khối lượng của etilen trong hỗn hợp là:

Giải:

Ta có n Br2= 160.25

100.160= 0,25 mol = n C H2 4

 %m C H2 4= 0,25.28100

 Đ áp án A

Ví dụ 2 Cho hỗn hợp 2 anken liên tiếp trong dãy đồng đẳng đi qua dung dịch Br2, thấy có 80g Br2 phản ứng và khối lượng bình Br2 tăng 19,6g

a Hai anken đó là:

A C3H6; C4H8B C4H8, C5H10 C C2H4; C3H6 D C5H10, C6H12

b %thể tích của mỗi anken trong hỗn hợp là:

a Từ đề bài ta có m anken = khối lượng bình Br 2 tăng = 19,6 g

2

Br

n = 80

160 = 0,5 mol = n anken

 Hay 14n =19,6

0,5  n = 2,8  C2H4 và C3H6

 Đ áp án C

b từ n = 2,8  C3H6 chiếm 80%

( kỉ năng đó Nhớ đằng sau dấu phẩy là % thể tích hoặc số mol của

cacbon lớn hơn)

Nếu không ta vận dụng quy tắc đường chéo sẽ ra kết quả nhưng dài và mất thời gian

C2H4 2 0,2

\ /

2,8  số mol C3H6 = 4 số mol C2H4

/ \

C3H6 3 0,8 Hay C3H6 chiếm 80%

 Đáp án A

Ví dụ 3: Cho 5,1g hỗn hợp X gồm CH4 và 2 anken đồng đẳng liên tiếp qua dung dịch brom dư thấy khối lượng bình tăng 3,5g, đồng thời thể tích hỗn hợp X giảm một nửa Hai anken có công thức phân tử là:

A C3H6 và C4H8 B C2H4 và C3H6 C C4H8 và C5H10D C5H10 và C6H12

Giải:

Dễ thấy ta có khối lượng bình Br 2 tăng là khối lượng của anken

 4 5,1 3,5

16

CH

n   = 0,1 mol = nanken ( vì thể tích giảm một nữa nên Vankan

= Vanken )

Hay 14n = 3,5

0,1  n= 2,5  C2H4 và C3H6

 Đ áp án B.

Ví dụ 4: Hỗn hợp A gồm 2 anken đồng đẳng liên tiếp Đốt cháy hoàn toàn V lít

A thu được 13,44 lít CO2 ở đktc Mặt khác A làm mất màu vừa hết 40g nước Br2

a CTPT của 2 anken là:

A C2H4, C3H6 B C2H4, C4H8 C C3H6, C4H8 D C4H8, C5H10

b Xác định % thể tích mỗi anken

A 40% và 60% B 50% và 50% C 70% và 30% D 65% và 35%

Giải:

a Thay 2 anken bằng một anken trung bình

Ta có n CO2 = 13,44

22,4 = 0,6 mol

n Br2= 40

160 = 0,25 mol = n anken  s ố nguy ên tử C trung bình n = 0,6

0,25= 2,4  C2H4, C3H6

 Đáp án A

b Vận dụng kỉ năng đó Nhớ đằng sau dấu phẩy là % thể tích hoặc số

mol của cacbon lớn hơn

từ n = 2,4  %V C H3 6= 40%

 Đáp án A

Ví dụ 5: Hỗn hợp khí X gồm 1 ankan và 1 anken Cho 1680ml khí X cho qua

dung dịch brom làm mất màu vừa đủ dung dịch chứa brom thấy còn lại 1120ml khí Mặt khác nếu đốt cháy hoàn toàn 1680ml khí X rồi cho sản phẩm cháy đi qua bình đựng dung dịch nước vôi trong dư thu được 12,5g kết tủa Công thức phân tử của các hiđrocacbon lần lượt là:

A CH4, C2H4 B CH4, C3H6 C CH4, C4H8 D C2H6, C3H6

Giải: