bài toán hóa học sử dụng chất ảo, hỗn hợp ảo hóa hữu cơ

Tài liệu là kho tàng phong phú đặc biệt tại địa chỉ 123.doc các bạn có thể tự chọn cho mình sao cho phù hợp với nhu cầu phục vụ . Trong những năm tháng học tập ở hà nội may mắn được các anh chị đã từng đi làm chia sẻ một một chút tài liệu tôi xin đươc chia sẻ với các bạn . trong quá trình upload vẫn còn chưa chỉnh sửa hết nhưng khi các bạn tải về vẫn có thể chỉnh sửa lại theo ý muốn của mình tùy theo mục đích và yêu cầu sử dụng. Xin được chia sẻ lên trang 123.doc và các bạn thường xuyên chọn 123.doc là địa chỉ tin cậy trong việc tải cũng như sử dụng tài liệu tại đây.

Trang 1

CHUYÊN ĐỀ 07 : SỬ DỤNG CHẤT ẢO, HỖN HỢP ẢO

ĐỂ GIẢI NHANH BÀI TẬP HÓA HỮU CƠ

I Cơ sở của phương pháp

Trong đề thi Đại học, Cao đẳng, thường có những bài tập hóa hữu cơ gồm hỗn hợp nhiều chất, nhưng các giả thiết liên quan đến hỗn hợp đó lại rất hạn chế Vì thế việc tính toán tìm ra kết quả gặp nhiều khó khăn

Nếu để ý một chút ta sẽ thấy các chất trong hỗn hợp có những đặc điểm chung Do đó, có thể quy đổi hỗn hợp nhiều chất về hỗn hợp ít chất để làm cho việc tính toán trở nên đơn giản hơn.

II Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm CH3CH(OH)COOH, HCHO, CH3COOH, HCOOCH3 Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp

X cần V lít O2 (đktc), sau phản ứng thu được CO2 và H2O Hấp thụ hết sản phẩm cháy vào nước vôi trong

dư thu được 30 gam kết tủa Vậy giá trị của V tương ứng là :

A 5,60 lít B 8,40 lít C 7,84 lít D 6,72 lít.

(Đề thi chọn HSG tỉnh Thái Bình, năm học 2011 – 2012)

Hướng dẫn giải

Nhận xét : Đề bài cho hỗn hợp X gồm 4 chất, nhưng chỉ có một giả thiết liên quan đến 4 chất đó Vậy 4

chất trong hỗn hợp X phải có những đặc điểm chung nào đó.

● Cách 1 : Tìm quy luật chung

Hỗn hợp X gồm các chất: HCHO (CH2O), CH3COOH (C2H4O2), HCOOCH3 (C2H4O2), CH3CH(OH)COOH (C3H6O3)

Quy luật chung : Hỗn hợp X có chứa các chất có cùng công thức tổng quát là CxH2xOx hay Cx(H2O)x Khi đốt cháy X, chỉ có C phản ứng với O2 tạo ra CO2

Cx(H2O)x + xO2 �� xCOto 2 + xH2O

Theo phương trình phản ứng và bảo toàn nguyên tố C, ta có :

O (�ktc)

CO2 CaCO3 2

100

�

● Cách 2 : Sử dụng hỗn hợp ảo

Đề cho hỗn hợp gồm 4 chất nhưng lại chỉ có một giả thiết nên quy đổi hỗn hợp ban đầu thành một chất là HCHO

Phương trình phản ứng : to

HCHO O ��CO H O

Theo phương trình phản ứng và bảo toàn nguyên tố C, ta có :

O (�ktc)

CO2 CaCO3 2

100

�

Ví dụ 2: Cho hỗn hợp X gồm ancol metylic, etylen glicol và glixerol Đốt cháy hoàn toàn m gam X thu được

6,72 lít khí CO2 (đktc) Cũng m gam X trên cho tác dụng với Na dư thu được tối đa V lít khí H2 (đktc) Giá trị của V là

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2012)

Theo giả thiết, hỗn hợp X gồm CH3OH, C2H4(OH)2, C3H5(OH)3

Quy luật chung : Số nguyên tử C của các chất trong X đều bằng số nhóm –OH.

Suy ra : n OH trong X nC trong X nCO2 6,72 0,3 mol.

22,4

Áp dụng bảo toàn nguyên tố H trong phản ứng của X với Na, ta có :

Trang 2

OH H2 H2 H (�ktc)2

n

2



Hỗn hợp X gồm 3 chất là ancol metylic, etylen glicol và glixerol, nhưng lại chỉ có một giả thiết nên coi hỗn hợp X chỉ gồm 1 chất là ancol metylic

Theo bảo toàn nguyên tố C và bảo toàn nguyên tố H trong nhóm -OH, ta có :

2

H (�ktc)

�

Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm C3H4, C3H6, C3H8 có tỉ khối so với H2 là 21 Đốt cháy hoàn toàn 1,12 lít hỗn hợp X (đktc), rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng nước vôi trong dư, lọc bỏ kết tủa, khối lượng dung dịch thu được so với khối lượng nước vôi trong ban đầu

A giảm 5,7 gam B giảm 15 gam.

C tăng 9,3 gam D giảm 11,4 gam.

(Đề thi thử ĐH lần 2 – THPT Chuyên – Đại học Vinh, năm học 2011 – 2012)

Quy luật chung : Các chất trong X đều có 3 nguyên tử C Vậy công thức chung của các chất trong X là

C3Hy

Theo giả thiết : MC H3 y 21,2.2 42 �12.3 y 42  �y 6.

H O2 CO2 C H3 6

(CO , H O)2 2

mCO mH O

Theo bảo toàn nguyên tố C, ta có :

CaCO3 CO2 CaCO3

n n 0,15 mol�m 0,15.100 15gam.

Vì (CO , H O)2 2 CaCO3 dung d�ch gia�m CaCO3 (CO , H O)2 2

9,3 15

1 4 2 4 3

14 2 43

Đề cho hỗn hợp X gồm 3 chất, nhưng chỉ có 2 giả thiết liên quan đến các chất đó nên quy đổi hỗn hợp

X thành hỗn hợp gồm C3H6 và C3H8

Theo giả thiết, ta có :

CaCO (CO , H O) dd gia� m

PS: Với việc sử dụng hỗn hợp ảo trong giải toán thì số mol của chất trong hỗn hợp có thể có giá trị

âm hoặc bằng 0, nhưng kết quả vẫn giống cách làm khác.

Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn 80,08 gam hỗn hợp X gồm C3H7OH, C2H5OH và CH3OC3H7 thu được 95,76 gam H2O và V lít khí CO2 (đktc) Giá trị của V là?

A 129,6 lít B 87,808 lít C 119,168 lít D 112 lít.

(Đề thi thử Đại học lần 4 – THPT chuyên Nguyễn Huệ – Hà Nội,

năm học 2010 – 2011)

Quy luật chung : Các chất trong X đều có công thức phân tử tổng quát là C n H 2n+2 O (k = 0)

Suy ra : Khi đốt cháy X cho nC Hn 2n 2O nH O2 nCO2

   .

Trang 3

Theo bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố C, H, O, ta có :

O trong X C Hn 2n 2O H O2 CO2

O trong X C H C Hn 2n 2O

2n

nCO H O 80,08

2 2



�

O trong X CO2 O trong X

CO

O trong X CO2 2



�

CO (�ktc)2

V 3,92.22,4 87,708 l� t

�

Đề bài cho hỗn hợp gồm 3 chất, nhưng chỉ có 2 giả thiết nên quy đổi hỗn hợp C3H7OH, C2H5OH và

CH3OC3H7 thành hỗn hợp C3H7OH, C2H5OH

Theo giả thiết và bảo toàn nguyên tố H, ta có :

Theo bảo toàn nguyên tố C, ta có :

Ví dụ 5: Hóa hơi 3,35 gam X gồm CH3COOH, HCOOC2H5, CH3COOCH3, CH3COOC2H5, thu được 1,68 lít hơi X (ở 136,5oC và áp suất 1 atm) Đốt cháy hoàn toàn 3,35 gam hỗn hợp X trên thì thu được m gam

H2O Giá trị của m là

A 2,7 gam B 3,6 gam C 3,15 gam D 2,25 gam.

(Đề thi thử Đại học lần 3 – THPT Quỳnh Lưu 1 – Nghệ An,

năm học 2011 – 2012)

Quy luật chung : Các chất trong X đều có công thức phân tử tổng quát là C n H 2n O 2 (k = 1)

Suy ra : Khi đốt cháy X cho nH O2 nCO2 (1).

Theo giả thiết : C H O

n 2n

RT 0,082(136,5 273)

 Theo (1) và bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố C, H, O, ta có :

H O2 CO2

O trong C H On 2n 2 C H

CO H O 2n

2nC H O 2 2

n 2n 2

�

1 4 42 4 4 3

H O2 CO2 H O2

n n 0,125 mol m 0,125.18 2,25gam

Đề bài cho hỗn hợp 3 chất, nhưng lại chỉ có 2 giả thiết nên quy đổi hỗn hợp X gồm CH3COOH, HCOOC2H5, CH3COOCH3, CH3COOC2H5 thành hỗn hợp gồm CH3COOH, HCOOC2H5

Theo giả thiết, ta có :

Trang 4

Ví dụ 6: Đốt cháy hoàn toàn 3,42 gam hỗn hợp gồm axit acrylic, vinyl axetat, metyl acrylat và axit oleic, rồi

hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 (dư) Sau phản ứng thu được 18 gam kết tủa và dung dịch X Khối lượng X so với khối lượng dung dịch Ca(OH)2 ban đầu đã thay đổi như thế nào ?

A Tăng 2,70 gam B Giảm 7,74 gam.

C Tăng 7,92 gam. D Giảm 7,38 gam.

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2011)

Axit acrylic, vinyl axetat, metyl acrylat và axit oleic có công thức cấu tạo lần lượt là CH2=CHCOOH,

CH3COOCH=CH2, CH2=CHCOOCH3 và CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH

Quy luật chung :

Các chất trên đều có công thức phân tử tổng quát là C n H 2n-2 O 2 (k = 2).

Gọi tổng số mol của các chất là x mol Theo giả thiết và bảo toàn nguyên tố C, ta có :

C trongC Hn 2n 2 2O CO2 CaCO3

C Hn 2n 2 2O

(14n 30)x 3,42 x 0,03



�

Sử dụng công thức (k 1).n h��p cha�t h��u c�nCO2nH O2 suy ra :

{

H O2 CO2 C Hn 2n 2 2O

0,18 0,03



1 4 2 4 3

m

0,15.18 0,18.44 10,62 gam 18gam  

14 2 43 14 2 43 14 2 43 nên khối lượng dung dịch Ca(OH)2 bị giảm và

dung d� ch gia� m CaCO3 (CO , H O)2 2

Vì đề bài cho hỗn hợp 4 chất, nhưng chỉ có 2 giả thiết nên ta quy đổi hỗn hợp 4 chất axit acrylic, vinyl axetat, metyl acrylat và axit oleic thành hỗn hợp 2 chất axit acrylic (C3H4O2), vinyl axetat (C4H6O2)

Theo giả thiết và bảo toàn nguyên tố C, ta có :

m

0,15.18 0,18.44 10,62 gam 18gam  

14 2 43 14 2 43 14 2 43 nên khối lượng dung dịch Ca(OH)2 bị giảm và

dung d� ch gia� m CaCO3 (CO , H O)2 2

PS : Với việc sử dụng hỗn hợp ảo thì số mol của một chất trong hỗn hợp có thể mang giá trị âm, nhưng kết

quả vẫn không thay đổi so với các cách làm khác.

Ví dụ 7: Hỗn hợp X gồm vinyl axetat, metyl axetat và etyl fomat Đốt cháy hoàn toàn 3,08 gam X, thu được

2,16 gam H2O Phần trăm số mol của vinyl axetat trong X là :

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2011)

Chuyển hỗn hợp X gồm vinyl axetat, metyl axetat và etyl fomat thành hỗn hợp ảo gồm hai chất là vinyl axetat (C4H6O2), metyl axetat (C3H6O2)

{

C H O3 6 2 C H O4 6 2

C H O3 6 2

C H O3 6 2 C H O4 6 2 H O2

�

Trang 5

C H O4 6 4

0,01

0,04

�

Ví dụ 8: Cho 28,8 gam hỗn hợp X gồm propinal, glucozơ, fructozơ tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 thì thu được 103,6 gam chất rắn Phần trăm khối lượng của propinal trong X là

A 42,5% B 85,6% C 37,5% D 40,0%.

(Đề thi thử ĐH lần 2 – THPT Chuyên – Đại học Vinh, năm học 2012 – 2013)

Quy đổi hỗn hợp X gồm propinal, glucozơ, fructozơ thành hỗn hợp gồm propinal, glucozơ

Sơ đồ phản ứng:

{

4 o

x mol AgNO /NH , t3 3 x mol

y mol 2(x y) mol

CAg C COONH

CH C CHO



�

1 4 4 44 2 4 4 4 43

2(x y).108 194x 103,6 410x 216y 103,6 y 0,1

Suy ra : %mCH C CHO 0,2.54.100% 37,5%

28,8



Ví dụ 9*: Hỗn hợp X gồm anđehit fomic, anđehit oxalic, axit axetic, etylen glicol, glixerol Lấy 4,52 gam X

đốt cháy hoàn toàn rồi cho sản phẩm đi qua bình 1 đựng H2SO4 (đặc, dư), bình 2 đựng 600 ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M thấy bình 1 tăng 2,88 gam, bình 2 xuất hiện m gam kết tủa Xác định m?

A 23,64 gam B 17,73 gam C 15,76 gam D 19,70 gam.

(Đề thi thử Đại học lần 3 – THPT Quỳnh Lưu 1 – Nghệ An,

năm học 2012 – 2013)

Theo giả thiết, các chất trong X gồm HCHO, OHC–CHO, CH3COOH, C2H4(OH)2, C3H5(OH)3

Quy luật chung : Số nguyên tử C của các chất trong X đều bằng số nguyên tử O Suy ra nCnO

Gọi số mol của C, O, H trong X lần lượt là x, x và y

Theo giả thiết, ta có : X { { {

mC mO m

H

m 12x 16x  y 4,52�28x y 4,52 (1)  Khi đốt cháy X thu được :

H O2 b� nh1ta� ng H O2

2,88

18

H H O2

y n 2n 0,32 mol (2)

�

Từ (1) và (2) và áp dụng bảo toàn nguyên tố C trong phản ứng đốt cháy, suy ra :

{

CO2 C trong X BaCO3 Ba(OH)2 CO2

0,15 0,12

14 2 43

BaCO3

�

Quy đổi hỗn hợp 5 chất thành hỗn hợp 2 chất gồm anđehit fomic, anđehit oxalic

Trang 6

2

3

CO HCHO OHC CHO

BaCO BaCO Ba(OH) CO

0,15 0,12



�

Trên đây chỉ là những bài tập đơn giản Đối với những bài tập hỗn hợp khó hơn thì phương pháp sử dụng hỗn hợp ảo sẽ gặp khó khăn Khi đó ta phải sử dụng phương pháp mạnh hơn đó là phương pháp tìm quy luật chung.

Định dạng
Số trang	6
Dung lượng	187,5 KB
File đính kèm	tổng hợp hóa học.rar (138 KB)