Sao băng lạnh giá ~ Lũ Khắc Ngọc 09850: Phân tích hệ số phan ứng và ứng dụng trong giải nhanh bài toán Hóa học Phòng Công nghệ Hóa sinh Prorein V Các bạn và các em thần mến, trong quá
Trang 1Sao băng lạnh giá ~ Lũ Khắc Ngọc 09850:
Phân tích hệ số phan ứng
và ứng dụng trong giải nhanh bài toán Hóa học
Phòng Công nghệ Hóa sinh Prorein V
Các bạn và các em thần mến, trong quá trình
day và học Hóa, lầu nay chúng ta đường như ít
đảnh sự quan tâm đến các hệ số cần bảng trong
phản ứng hóa học, có chăng chỉ là các em học
sinh lớp § và lớp 10 làm quen với các phương
pháp cân bảng phản ứng (đại số, electron, ion —
electron) Tuy nhiên, thực tế là trong quá trình
giải các bài tập Hóa học, hệ số cân bảng của
ứ é cho ta những phương,
pháp nhanh và mạnh đề g
viết đưới đẩy sẽ tổng kết một số kết quả quan
trọng thu được từ việc "phẩm ích hệ số câm
bằng của các phản ứng và ứng dụng của nó
trong việc giải nhanh bài toán Hóa học”
1 Hệ số phần ứng ~ phản ánh khả năng
phẩm ứng của các chất
Vi dy 1: Ty khối cia hén hop gém H>, CHy,
CO so với Hidro bảng 7,§ Để đốt cháy hoàn toàn
một thể tích hỗn hợp nảy cần 1,4 thê tích oxi
Xác định thành phản phản tram về thê tích của
hỗn hợp
20%, 50%, 30%
33.33%, 50%, 16,67%
20%, 60%, 20%
10%, $0%, 10%
Hướng dẫn gi
Cách 1: Phương pháp đưa thêm số liệu
Cách 3: Phân tích hệ số kết hop đường chéo
Phân tích hệ số cân bing của phản ứng, ta thấy:
H+ 40,5
corte ¬
2
CH, + 20, >
Do đó, áp dụng phương pháp đường chéo, ta có
(OT, er 06 2
1a
(cig 2 ” 09 ——»3
Vũ Khác Ngọc
ông nghệ Sinh học
Khoa hoc và Cong ngh
3
Suyra, YoVog, ay = 60%
(đãi với bài thí ắc nghiệm, có thế suy ra ngay dap án đúng là dap án cb Way, = 60% )
ta.08 Vy =o = 20%
(dùng phương pháp đưa thêm số liệu và 1 đường chéo hoặc dùng 2 đường chéo)
Ví dụ 2: Thêm 250 ml dung dich NaOH 2M vao 200 ml dung dich HsPO, 1,5M Muéi tao thành và khối lượng tương ứng là
Á 14,2 gam Na›HĐO¿; 32,§ gam Na;PO;
B 28,4 gam Na:HPO¿; 16,4 gam Na:PO,
C 12,0 gam NaH:PO,; 28,4 gam Na›HPO,
D 24,0 gam NaH 4,2 gam Na:HPO¿
Hướng dẫn Cách 1: Đặt én và giải hệ phương rink Cách 2: Phân tích hệ số kết hợp đường chéo
Có «tong „ 0252 _ 5
up 025 3
= Tao ra hỗn hop 2 musi: NaH:POs, Na;HPO,
Sơ đề đường chéo
NaH;PO4(nạ= 1)“ -:
Tỉ mpQ, _ 2
= Dyno, E 2Dụng po,
TÌ Nụ p0, 1
Mã Dạy gpo, † Tg po,
‘yy ano, = 0.2 tno)
>
Ayano, = 941 nol)
Aygo, = 03 (mol)
mịn gạo, = 0,2.142 = 28,4
mụn pọ, =0,1.120= 12,06) _ Ví dụ 3: Dẫn 2241 (ở đktc) một hỗn hợp gém etilen, propen, céc buten va axetilen qua dung dich đựng Brom dư thì thấy lượng Brom trong bình giảm 19,2 gam Tinh lượng CaC: cần
Trang 2
Sao băng lạnh giá~ Lũ Khá,
0985052510
đùng đề điều chế được lượng Axetilen có trong
hến hợp trên
A 64 gam
B 1,28 gam
C 2,56 gam
D Không xác định được vì thiêu di kiện
Hướng dẫn giải:
12mat nụ =2 =0, møl
22,4
Phân tích hệ số cân bằng của phản ứng, ta có:
Anken + 1B_ >
C,H, + 2By >
Do đó, áp dụng phương pháp đường chéo, ta có:
(Anken)1
1,2
0,8 ——>#
02 —>!
Suy 1a, Hượ = Mo =—— X01 = 0,02mo!
1+4
Và mạ¿¿ =64x0,02=1,28g Đáp án B,
Qua các ví dụ trên cho thấy, phân tích hệ số
cân bằng phản ứng có thê dần đến việc sắp xếp
một hỗn hợp các chất đã cho vào 2 nhóm có khả
năng phản ứng khác nhau và do đó có thế sử
dhng được phương pháp đường chéo để giải rất
nhanh, thay vì dùng các phương pháp khác nhục
đùa thêm số liệu, đặt ân — giải hệ hay ghép ân
số Đông thời, nó cũng gợi ý cho ta việc giải các
bài toán hỗn hợp nhiêu hơn 2 chất bằng phương
pháp đường chéo
Dạng bài này có thế áp dụng cho các bài
toán hễn hợp ở nhiều phản ứng khác nhau: kèm
loại + axi, muối + axi, các don chất + oxi, bazơ
+ atit kim loại + phí kừm,
2 Hệ số phản ứng - phản ảnh sự tăng giảm
thế tích khí trong phản ứng
Ví dụ 1: Đưa một hỗn hợp khí N› vả H; có
tỷ lệ 13 vào tháp tổng hợp, sau phản ứng thấy
thể tích khí đi ra giảm 1/10 so với ban đầu Tính
thành phản phản trăm về thẻ tích của hỗn hợp khí
sau phan ing
20%, 60%, 20%
22,22%, 66,67%, 11,11%
30%, 60%, 10%
33,33%, 50%, 16,67%
Hướng dẫn giải:
Cách 1: Phương pháp đưa thêm số liệu Cách 2: Phân tích: hệ số phản ứng
Đề giải nhanh bãi toán này, ta dua vào 2 kết qua quan trong:
- Trong phan ing có liệu suất nhỏ hơn 100%, néu tý lệ các chất tham gia phan img bằng đíng hệ số cân bằng trong phương trừ: phân ứng, thi sau phản ứng, phần chất dự cũng
có tị lệ đúng với hệ số cân bằng trong phan ting
Cụ thể trường hợp này là L3 Do đó A và B có khả năng là đáp án đúng
- Trong phan ứng tông hop amoniac, thé tich khí giảm sau phản ứng đúng bằng thê tích khí
Hs sinh ra
Trong tring hop nay, %NH,=1/10hén hợp đầu hay là 1/9 = 11,11% hỗn hop sau Do đó
B là đáp án đúng
Ví dụ 2: Cracking 560 lit C¿H¡a thu được
1010 lit hỗn hợp khí X khác nhau Biết các thé tích khí đều đo ở đktc, Thể tích (ít) C4H:; chua
bi cracking là:
Hướng dẫn giải:
Ankan —> Ankan' + Ankon Dựa vào hệ số cân bằng của phản ứng cracking,
ta thay: Thé tích (hay số mol) khi tăng sau phản ứng đúng bằng thế tích (hay số mol) ankan đã
tham gia Cracking
Ở đây là: 7 =1010-560 = 4500
Do đó, phin CsHip chua bi cracking là 110 lit ứng với dép én B
¡ dụ 3: Crackinh C¿H¡¿ thụ được hỗn hợp chỉ gồm Š hidrocacbon có tỷ khối hơi so với Hạ
lả 16,325 Tỉnh hiệu suất của phản ứng cracking
Hướng dẫn giải
Cách 1: Phương pháp ghép ân số - Cách 2: Phương pháp đưa tiêm số liệu Cách 3: Phương pháp đường chéo Cách 4: Phân ích hệ số phan ứng Khối lượng hỗn hợp truớc và sau phản ứng được bảo toân: Mm, =m,
Do đó, ta có tỷ số:
Trang 3
Sao băng lạnh giá ~ Lũ Khắc Ngọc 09§5052510
m,
n 16325x2 32.65
Vi số mọi hỗn hợp sau nhiễu hơn số moi ban đầu
chính bing sé mol ankan đã cracking nên:
38
Dạng bài này có thế áp dụng mở rộng cho
các bài tập: craking ankan, ozone hóa Ó;, oxi
hóa SO; thành SO;
3 Hệ số phản ứng - phản ánh định luật bảo
toàn nguyên tổ
Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toan 100 ml hoi chất
A, cân đúng 250 ml oxi, chi tao ra 200ml CO: va
200 ml hoi nước (các thẻ tích khi đo ở cùng điều
kiện) Xác định công thức phân tử của A
Hướng dẫn giải:
Có thể giải rất nhanh bải toán đã cho như sau:
1C,H,O, +2,50, > 2CO,+2H,0
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tổ, để
dang cé Ala C2H,O
„_ Vĩ dụ 2: Hòa tan hoàn toàn a gam một oxit
sát bảng dung địch H;SO¿ đậm đặc vừa đủ, có
chứa 0,075 mol H:SO4, thu được b gam một
muếi và có 16§ ml khí SO; (đkte) duy nhất thoát
ra Tìm a,b và công thức của oxit đã cho
Hướng dẫn gi Gọi công thức của oxit đã cho là Fe,O,,
68
=== 0, 0075mal
'Viết lại phản ứng:
2,0, +0,0151,80, — Fe,(SO,), +0,007580, +H,0
Ap dụng định luật bảo toàn nguyên
9,075 0,0075 «9, 0295 >, = 0, 0450!
§, ta có:
#m (số) =
Tương tự, bảo toàn nguyên tố H và O, ta có
nq =0,06mol
Do 46, dé dang suy ra oxit đã cho la FesO,
Và a=3,48g, b=9g
Cách làm này hay hơn hẳn so với cách làm
thông thường là viết phương trùnh phản ứng ra
rôi cân bằng với hệ số chữ, rất mất thời gian và
để nhằm lẫn | - Dạng bài này có thé áp dụng được cho nhiều bài tập xác định công thức phân tử rong cả Hóa hữu cơ và vô cơ, đồng thời còn có thê dùng đề tính toán nhiều đại lượng quan trọng khác
4 Hệ số phản ứng trong các phản ứng đốt cháy chất hữu cơ
Ta đã biết một chất hữu cơ bat kỳ chứa 3 nguyên tổ C, H, O có CTPT là CyHanya-24, với k là độ bắt bão hòa (bằng tổng số vòng và số liên kết x rong CTCT) -
“Xét phản ứng cháy của hợp chất này, ta có:
C., Hany 2x0, 2 NCO, + (141-1) HO
Phân tích hệ số phảm ứng này, ta có một kết
quả rất quan trong là:
Vi ny là số moi chất hữu cơ bị đốt cháy _2 trường hợp riêng hay gặp trong cdc bài tập phô thông là k=0(hợp chất no, mạch hở CuHlina20x) C8 My = Mựo —Họo, (anlam, rượu no mạch hở, ele no mạch hở, ) và k=2 có
Ay = Moo, — Naz (ankin, ankadien, acid khéng no
1 nổi đôi, andehit, xeton không no 1 nối đôi, .)
Vi dy 1: Hén hợp X gồm rượu metylic, rượu etylic, rượu propxlic và nước Cho a gam G tác dụng với Naui dư được 0,7 mol Hp Đốt cháy hoàn toàn a gam X thu được b mol CO; và 2,6 mol HạO Tính a và b
Hướng dẫn gì Cách 1: Phương pháp ghép ấn số Cách 2: Phan tich hệ số phản ứng Các phản ứng với Na có thể viết chung là
ROH + Na — RONa + ah
Do đồ, Ny = ng =14mal Cac chat trong hén hop X c6 dang C,H2_-20 nén:
Ny = Ny o—Neg, > b =1,2mol
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tổ O, ta có:
2,6+1,2x2-14
= OF ees = 8mal
2
Áp đụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:
No,
