Phân Loại Và Phương Pháp Giải Toán Hóa Hữu Cơ - quan hán thành

Phần 1: Các dạng toán hữu cơ thường gặp & một số phương pháp giải thông dụng- Một số phương pháp giải toán hóa hữu cơ thông dụng- Giải bài toán xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ theo phương pháp khối lượng- Giải bài toán xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ theo phương pháp thể tích (hay phương pháp khí nhiên kế)- Giải bài toán xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ khi biết dạng công thức, chức hóa họcPhần 2: Phương pháp giải bài toán hóa học theo từng loại hợp chất hữu cơ điển hình

QUAN HÁN THÀNH

TẬP CHUYEN DE KHAO SÁT HÀM SỞ

TAP CHUYEN BE TICH PHAN tow

PHUONG PHAP GIAI TOAN LUONG GIAC

351 BÀI TOÁN HÓA HỌC10-1 1-12-LTĐH \

PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN VẶT LÝ - LIĐH L

CAU HOI GIAO KHOA HOA HOC

PHUGNG PHAP GIAI TOAN HOA HOC 12 3

PHAN LOAI CAC DANG TOAN VATLY 12 L Ven Thong

TUYỂN TẬP CÁC BÀI TOÁN VATLY ä Thông

CẤU HOI GIAO KHOA VÀ BÀI TẬP SINH HỌC '

TUYEN TAP DE THI SINH HOC

TUYEN TAP 100 BAI VAN HAY 12 Mester HVE Bats)

PL & PP GIẢI TOÁN HÓA VÕ CƠ & HỮU CƠ : " i

HUONG TRINH & BAT PHUONG TRINH DAI SO ' |

NHỮNG BÀI LÀM VẤN THEO BỘ ĐỀ THỊ (

ÔN TẬP LÍ THUYẾT SINH HỌC

SỐ TAY VẬT LÍ CẤP 3

100 BÀI VĂN HAY 12

TUYEN TẬP 700 BÀI TOAN BẤT BANG THUC Chuging I

CAC TRONG DIEM VÀ PP GIAI ĐỀ THỊ TSĐH MÔN TOÁN

NĂM VỮNG PP GIẢI TOÁN KHAO SAT HAM SO 1 Eáe Huyen

GIẢI TOÁN ĐẠI SỐ

(Theo chương trình thi Tuyen ar tủo các trường Đại học

của Bộ Giáo dục & Dùo tạo)

QUAN HÁN THÀNH

PHAN LOAI VA

PHUONG PHAP GIẢI TOÁN

œ 11:12- -LUYENTHITUTAI&DAIHQC

® = BOIDUONG HỌCSINHKHÁ &GIỎI

(Theo chương trình thi Tuyển sinh uào các trường Đại học

của Bộ Giáo dục & Đào tạo)

lý) In lin thứnăm gó si chữa bổ sung,

NHÀ XUẤT BẢN TRE

Nhằm giúp các em học sinh học giỏi môn Hóa và đạt kết quả

ôn luyện chuẩn bị tốt cho các kì thi: học

kì, chuyển lớp, tú tài và thi vào đại học, Nhà xuất bản Trẻ

ệu cùng bạn đọc bộ sách: P! lOẠI VÀ

PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN lÓA VÔ CƠ VÀ HỮU CƠ (Gâm 2

quyển) của tác giả Quan Hán Thành

phương ý han Bi jai thong, dung, hj #94 tp ar ate nha

trưởng phổ: thông băn ae hiện ve “

: Phương pháp giải bài toán hóa học theo từng loại

hợp chất hữu cơ điến hình Phần này được trình bày ngắn

gọn, rõ ràng, đầy đủ, bám sát chương trình hóa hữu cơ 11, 12

cải cách giáo dục

Đặc biệt,B thống các bài toán hữu cơ chọn lọc , bao gồm các

bài toán minh họa, vận dụng cho từng dạng toán hóa, từng loại chất hữu cơ quan trọng Các bài toán hữu cơ tổng hợp, ôn

tập, nâng cao, bồi dưỡng học sinh giỏi, có mức độ tương đương ¡

với nội dung đề thi Tú tài, thi vào Đại học

Cuối mỗi vấn dé là bài giải chỉ tiết các bài toán trên Với nội

dung phong phú như vậy, mong rằng bộ sách sẽ đem lại

nhiều điều bổ ích thiết thực cho bạn đọc

đùa khai trường 2000 - 2901

NHÀ XUẤT BẢN TRE

PHAN I|

cfs DANG TOAN Hon HEU CO THUONE GIP

& MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI THÔNG ĐỰNG

© Vin dé M8: Ot 86 PHUONG PHAP GIẢI TOÁN

HÓA HỮU CƠ THÔNG DUNG

GIẢI BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH CÔNG

THEO PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG

® Jấz/: GIẢI BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH CÔNG

THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ

THEO PHƯƠNG PHÁP THỂ TÍCH (HAY \

PHƯƠNG PHÁP KHÍ NHIÊN KẾ)

Ý“: GIẢI BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH CÔNG i

THUC PHAN TU HOP CHẤT HỮU CƠ

BẰNG PHƯƠNG PHÁP BIỆN LUẬN

2 GIẢI BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH THÀNH PHAN HỖN HỢP CÁC CHẤT HỮU CƠ

| & Yin a? Bey: GIẢI BÀI TOÁN TÍNH LƯỢNG CHẤT

GIẢI BÀI TOÁN VỀ ANĐEHIT VÀ XETON 378

GIẢI BÀI TOÁN VỀ AXIT CACBOXYLIC

che DANG TOAN HúA HỮU (0 THUONG: GAP

‘MOT SO PHUONG PHAP GuAl THON THONG 0)

T,ana xe Š àc-ádễngo-jgebosggefaedeoddiZSisigl20is0ngininlie

© Vin dé Mot

b) Ví dụ

MOT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOAN Bi ody hot nên ma) hợp chối ho GQ G024

CO;, b(g) HạO Biết khối lượng moi phên tử của A là Ma (g) Ta có khối lượng cúc nguyên tố trong A đem đốt là :

1 PHƯƠNG PHÁP ÁP DỤNG CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA HÓA HỌC mẹ (trong A) = me (trong CO») = ue s x @

4

= mn (t H;O) = “—=—

a) Nguyên tắc áp dụng : Ngoại trừ phản ứng hạt nhân, trong các mx (trong A) = mur (trong H:0) = “7g =" (8)

toàn (Nghĩa là trong một p.t.p.ư hóa học, vế trước có bao mo (trong A) = ma = (me + mạ) = mạ ~ [TT + 0] @)

nhiêu nguyên tố thì vế sau cũng có bấy nhiêu nguyên tố)

Phản ứng cháy của hiđrocacbon A được biểu diễn bằng m, Ma’ m, Ma’ ma Mẹ

so dé phan ting sau : Từ đó, suy ra giá trị x, y, z nguyên, dương và xác E 2 3 định được gi

CH, + (:+‡)% ` xC0;2+ 3 HạO G.T.P.T của chất hữu cơ Â

Rõ ràng, nếu A cháy hoàn toàn thì toàn bộ nguyên tố và H GIAM KHỐI LƯỢNG

trong A trở thành C trong CO; và H trong HO 43) Nguyên tắc ấp dạng:

2/ ĐỊNH LUẬT THÀNH PHAN KHÔNG ĐỔI A Định luột bảo toàn khối lượng có nội dung là : Tổng

khối

a) Nguyên tắc áp dụng : _ lượng của các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối

Tỉ số giữa các khối lượng của các nguyên tố trong thành i lượng của các chất tao thành sau phản ủng

phân của hợp chất xác định, là hằng số uà không phụ : + Mỡ rộng : Tổng khối lượng các chất trước thí nghiệm bằng

thuộc uào phương pháp điều chế hạp chất đó : tổng khối lượng các chất sau thí nghiệm

Nghĩa là : Với một hợp chất hóa học đã biết ta luôn có : k © Phạm u¡ áp dụng định luật : Thường dùng để giải các bài toán với các hỗn hợp chưa xác định thành phần hoặc bài

toán pha trộn dung dịch, đặc biệt khi tạo kết tủa hay giải

& Phuong phdp tang gidm khdi lượng :

Dựa vào sự tăng giảm khối lượng (thường tính theo 1 mol)

khi chuyển từ chất A thành chất B khác

Lưu ý rằng khi A chuyển thành B không nhất thiết cứ phải

trực tiếp mà có thể qua nhiều giai đoạn trung gian

Từ độ tăng hay giảm khối lượng đó, áp dụng quy tắc tam

suất ta đễ dàng tính được số mol chất đã tham gia phản

ứng hoặc ngược lại

Lưu ý rằng với phương pháp áp dụng định luật bảo toàn

khối lượng và phương pháp tăng giảm khối lượng, một bài

toán có thể giải được theo phương pháp này thì cũng giải

được theo phương pháp kia

h) Ví dụ (Đề số 77 - B.Đ.T.S 1996) :

Cho hỗn hợp 9 rượu no, đơn chức tác dụng hết uới HBr

ta thu được hồn hợp 2 ankyL bromua tương ứng có khối lượng gấp doi khối lượng 2 rượu Phân hủy 2 ankyl

bromua để chuyển brom thành Br” uà cho tác dụng uới

AgNO; (du) thì thu được ð,264 gam kết tủa AgBr

Tinh khối lượng 2 rượu ban đầu

Giải

Vì đều là 2 rượu no, đơn, cùng tác dụng hết với Hr, ta có

thể đặt công thức phân tử dạng tổng quát của chúng là

ROH Theo bài cho ta có sơ đổ phản ứng.:

ROH —*#Ê', R-Br_— Pebi ý Bị — LÊ, AgBrj

Cách (1) : Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng

Theo sơ đổ : ngọn = Mase = Aye = magm, = CÓ” = 0,028mel

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng sau :

Cách (2) : Áp dung phương pháp tăng giảm khối lượng

Từ sơ đồ phần ứng nhận thấy :

Cứ 1 mol ROH chuyển thành 1 mol RBr tạo ra 1 mol

AgBrl Độ tăng khối lượng : ˆ

Amt = 80 - 17 = 63g tgo ra 188g)

Vậy : Amt = 2m - m = m(g) dé tao ra 5,264g}

Do đó : khối lượng hỗn bợp 2 rượu ban đầu là :

985,264

=— = 1,764 (g)

me 788

4/ PHUGNG PHAP AP DUNG CAC BINH LUAT VE CHAT KHi

a} Dink tuat Avogadro

° Nội dung định luật : Ở cùng một diéu kiện về nhiệt độ và

áp suất những thể tích bằng nhau của các chất khí khác

nhau đều chứa một số như nhau các phân tử

Hệ quả :

Ở cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất, một mol phân tử khí nào cũng có thể tích như nhau

Ở cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất, số thể tích bằng

nhau của các chất khí chứa cùng số mol

Ở cùng điều kiện tiêu chuẩn (d.k.t.e.) : nhiệt độ 0°C (hay

273°K) dp sudt latm (hay 760mm Hg), 1mol cia moi chat

khí đều chiếm 1 thể tích bằng nhau và bang 22,4dm°

Áp dụng : Thường được dùng để xác định số mol hay khối

lượng phân tử của một chất khí hay chất dễ hóa hơi

b) Phuong trinh Mendeléep — Claneron

n(mol) khí A (hay hỗn hợp khí A) chiếm thể tích V(it) đo ở điểu kiện nhiệt 46 T (°K), áp suất P(atm) luôn tuân theo biểu thức của phương trình Menđelêep - Claperon :

Với một chốt khí hoặc một hỗn hợp khí (hoy hơi) thường dùng :

Tinh sé mol khối khí đó, theo công thức |n+ = xa

Quy chuyển một thể tích khí ở điểu kiện không tiêu chuẩn

(P, V, T) về diéu kiện tiêu chudn (Po, Vo, To)

Nếu cùng dung tích bình V, nhưng khác nhiệt độ T

aco, PAV = RAR TA Pa Data

Py.Veng.813{ [Pp nals

Tính ớp suốt riêng phản vô dp sudt todn phan củo khí :

Áp suất riêng phân của 1 chất khí trong hỗn hợp khí

không tương tác hóa học với nhau ở t?C bằng áp suất của

chính khí đó nếu nó chiếm toàn bộ thể tích của hỗn hợp

« Áp suất khí quyển bằng tổng áp suất các khí có chứa trong

bình và áp suất tương ứng của sột nuéc

« Ap dung:

Thường dùng tỉnh áp suất của khí chứa trong ống nghiệm

úp trên chậu nước (hình vẽ)

Ở đây : P : áp suất khí chứa trong ống nghiệm

H: áp suất khí quyển (hay áp suất không khí bên ngoài)

f„o : áp suất hơi nước bão hòa (dụ; = 13,6g/cmŸ),

IL PHUONG PHAP su DUNG ANSO

al Gach ghép ẩn số

e Bai toan vi du:

Tinh thé tích oxi (ở đkte) cân uừa đủ để đốt cháy hoàn

toàn 0,06mol hỗn hợp hơi axit no, đơn chức, có khối

lượng 3,888

Giải

Đặt công thức của 2 axit là C,H;yO; (hay C„H¿x , ;COOH) va

CyH¿/O; (hay CyH¿y, ¡COOH) và số mol lần lượt là a, b mol

Các phản ứng cháy :

C.Hz,O; + (1x - 1O; 3 xOO¿f†+xH¿O — 0)

a(mol) — (1,5x - 1)a (mol)

CyHoyOo + (1,5y - 1)0, + yCO,b+y HO (2)

b(mol) (1,5y - Db (mol)

Ta có phương trình toán học theo khối lượng và số mol hỗn hợp:

= (14x + 39)a + (14y + 32)b = 3,88 @®

Áp dụng phương pháp ghép ẩn sé cho (I) ta có :

14(ax + by) + 32(a + b) = 3,88

Một hỗn hợp X gém ankan A va anken B được chia

thanh 2 phan (F;) va (Fy)

— Phân một (Ƒ/ có thể tích 11,2 lít đem trộn uới 6,72 lút

Hy va 1 it bột Nì trong 1 khí kế, rồi đun nóng đến khỉ

phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy hỗn hợp khí sau cùng

w giảm 25% so uới ban đầu

Xác định C.T.P.T của A uà B uà % thể tích hỗn hợp X

Biết các khí đều đo ở đktc

Dat a’, b’ 1a sé mol A, B trong 80g (F2) Do đều xuất phát từ 1

hỗn hợp X nén ti 1é sé mol giita A, B trong (F;) va (F2) nhu

nhau : a:b’=a:b=0,3:0,2=3:2 (II)

O„Ha„ + = O; > m GO¿† + m.H,0 (3)

b’ (mol) mb’ (mol)

242

% tgp, = na’ + mb’ = ES = 5,5 (mol) (IV)

'Thé (IV) vao (ID > a = 1,5mol va b’ = 1mol

Rit ra: 1n+m=5,5 hay 3n + 2m = 11 ()

Vì n, m nguyên dương, n = 1,m>2 nên chỉ có 1 cặp

Cho toàn bộ thể tích này uào dung dịch AgNO:INH,OH

có dự thì thu được 5,25g bết tủa Phân khí còn lại cho

qua dung dịch Brạ dư thì khối lượng bình Bra tăng 0,688

Xác định C.T.P.T của A uà C.T.P.T của các ankin có

thể có trong hỗn hợp bạn đâu Gọi tên chúng:

Gọi số mol ankin - 1 có trong hỗn hợp là a(mol), số mol các

ankin còn lại là : (0,04 — a) mol

P.t.p.ư của ankin — 1 với dung dich AgNO/NH,OH :

P.t.p.t cla các ankin còn lại với nước brom (du)

CyHop - 2 + Bro => CaHạa _2Bra (2)

Vậy, khối lượng bình brom ting 0,68g chinh là khối lượng các ankin còn lại, ta có: (0,4- a).M = 0,68 # an

Công thức cấu tạo (.C.T.C.T.) các đồng phân ankin (có thể có)

: trong hỗn hợp ban dau :

III.PHƯƠNG PHAP GIA TRI TRUNG BINH

(hay phương pháp chuyển bài toán hỗn hợp nhiều chất thành bài toán một

chất tương đương)

1/ Nguyên tắc áp dụng

Ta có thể thay thế hỗn hợp nhiều chất bằng một chất tương

đương, nếu hỗn hợp gồm nhiễu chất cùng tác dụng với một chất khác, mà tính chất các phương trình phẩn ứng tương tự

13

nhau về sản phẩm, tỉ lệ mol giữa chất tham gia và chất sản

phẩm, hiệu suất phản ứng

Công thức của chất tương đương thường được gọi là công thức

phân tử trung bình (C.T.P.T.T.B)

Mol nguyên tử hay mol phân tử của chất tương đương là các

giá trị trung bình (kí hiệu : A, M)

Số nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử chất tương

đương là các giá trị trung bình

Ví dụ : O.T.P.T.T.B của hỗn hợp các chất hữu cơ (thanh phan

gồm C, H, O) là OgHzO; Ở đây, X,ÿy,Z lẩn lượt là số

nguyên tử C trung bình, H trung bình và O trung bình của

hỗn hợp

Ngoài ra còn có thể sử dụng các đại lượng trung bình khác

Chẳng hạn : hóa trị trung bình, số liên kết x trung bình (k),

gốc hiđrocacbon trung bình (R ),

© Lưu ý rằng : bất kể một đại lượng trung bình nào cũng có giới

hạn

e Phương pháp giá trị trung bình được áp dụng để giải ngắn

gọn các bài toán xác định C.T.P.T các hợp chất hữu cơ trong

hỗn hợp nhiễu chất

2l Phương phóp khối lượng phan ti trung bình của hỗn hợp

al Khai niem My,

M hỗn hợp có thể coi là khối lượng 1 moi hỗn hợp (với hỗn

hợp khí còn có thể coi là khối lượng 92,4 lít hỗn hợp khí đó

do 6 d.k.t.c.)

b/ Tinh chat My,

© Tính chất (1): Mi khong phai la hằng số, mà có giá trị phụ

thuộc vào thành phần về lượng các chất thành phần trong

Trong các công thức trên, Mạ, Mụ, , nạ, nạ, , Vạụ, V, lần

lượt là KLPT, số mol, thể tích của các chất trong hỗn hợp

d/ Bài toán ví dụ :

` Một hỗn hợp bai anhan đông đẳng kế tiếp nhau, có tỉ

khối đối uới hiđro là 16,75 Tim C.T.P.T va % thể tích

Vi n nguyên, buộc n = 2 = m = 3

Hai ankan là + (A) CzHe (etan) và (B) CsHs (propan)

pb Felis Fim = 2Ma +bMg _ 30a+44b

3/ Phudng pháp số nguyén ti cacbon, hidro, oxi trung bình

al Tnrong hop hỗn hợp gồm các chất hữu cơ cùng dãy đồng đẳng:

Đặt công thức của 2 ankan là C„Hạ„ „; và C„lizm „ s- Công

thức phân tử trung bình của chúng là : CgHạg,; (Với ñ là số

nguyên tử C trung bình của 2 ankan)

bí Trường hợp hỏn hợp gồm các chất hứu cơ khong đồng đẳng :

Đốt cháy hoàn toàn 560cm hỗn hợp khí (ở đkte) gồm 2 hiđrocacbon có cùng số nguyên từ C va cho ede san phẩm lần lượt qua-3 bình : bình (1) đựng PạOs, bình (2) chứa dung dịch KOH có dư Sau khi kết thúc thí nghiệm

thấy khối lượng bình (U) tăng thêm 1,9135 gam uà bình

(2) tăng thêm 4,4 gam

Xác định công thức phân tit các hidrocacbon

Giải Đặt công thức 2 hidrocacbon là C„Hy và C; „Hy, công thức phân

tử trung bình của chúng là C„Hy (ở đây, ÿ là số nguyên tử

hidro trung bình của hỗn hợp)

17

Đốt cháy hoàn toàn 0,6mol hỗn hợp X gồm một rượu nó

A à một axit cacboxilic đơn chức B, đều mạch hở thì

cdn vita đủ 45,36 lít O; (ở đktc) uà thu được 79,2gam

COs va 29,7 gam HO Biết A, B có cùng số nguyên tử

cacbon trong phân từ Trong hỗn hợp Ä, số mol của A

nhỏ hơn số riol của B

Xác định công thức phân tủ, sông thức cấu tạo nà gọi

tên A, B

Giải

Vì phản ứng cháy hoàn toàn của rượu no A hay axit đơn chức

B đều sinh ra CO; và H;O nên có thể đặt C.T.P.T.T.B của 2

chất này là : CgHyO; (Với X,y,Z lẩn lượt là số nguyên tử

mà ? = 2 suy ra rượu no Á cũng chỉ có 2 nguyên tử O trong

phan tit C.T.T.Q rugu no A cé dang C,Hen+2-m (OH)m thay

n=3,m =2 ta có C.T.P.T (A) là CạHaO; hay C;Ha(OH);

Vi Y =5,5 A 1a OzHạO; nên số nguyên tử H trong B là y phải

4] Phuong phép géc hidrocacbon trung bình (R)

© Baitoan vi du :

Hồn hợp A gém 2 este la đồng phân của nhau, cĩ cùng

cơng thức phân tử C„H;O¿ đều được tạo thành từ axit

đơn chức uà rượu đơn chức Khi đem thủy phân hồn

«Biện luận : Phải cĩ 1 gốc R < 5,6; gốc đĩ là H (của axit) và gốc hidrocacbon của rượu E† : (88 — 1 - 44 = 43) là gốc (CaH;- )

Phải cĩ 1 gốc R > 5,6; từ C.T.P.T este C„H¿O; thì gốc R đĩ chỉ cĩ thể là CH; (15) hay C;H, (29) và gốc ' tương ứng

33,8 gam chất rắn khan

Xác định cơng thức cấu tạo của 2 este

NaOH 20% (d = 1,2 g/ml) réi dem cé can thi thu duge tồn 26,4 gam hỗn hợp A này bằng 100ml dung dịch

Gidi

Vì được tạo thành từ axit đơn và rượu đơn, lại cĩ C.T.P.T

¿H;O¿, nên 2 este phải đều là este no, đơn chức

Đặt C.T.P.T.T.B của 2 este là RCOOR' (ở đây R, R là 2

gốc hiđrocacbon trung bình của các axit và rượu tạo thành

este)

P.tp.ư thủy phân hỗn hợp este A :

RCOOR + NaOH > RCOONa+ R'OH

_ 1001,220

100.40

Nese (dem thiy phan) = #4 = 0,3mol

Từ (1): ngooợy, =Đaow = De = 0,3mol

38,8g chất rắn khan gồm 0,3mol R COONa

và (0,6 - 0,3) = 0,3mol NaOïi cịn dư Ta cĩ :

của rượu R’ 1a (CzH, ) hay (CH; )

Vậy, C.T.C.T cĩ thể cĩ của 2 este là :

Cặăp(): HCOOCH,CH,CHs và CH;COOO;H;

Cap ID: HCOOCH(CH;)CH; và CHạCOOO;H;

Cặp (II): HCOOCH;OH;CH; và C;H;COOCH;

Cáp (IV): HOOOCH(CH;)CHạ và C;H;COOCH;

5/ Phương phép số liên kết TT trung bình (k)

© Baltoan vidu : (2 s6 40 -B.D.T.S 1996)

Cho 0,672 lit (dktc) hin hop kht A gém 2 hidrocacbon

mạch hở Chia A thanh hai phan bang nhau :

Phân 1 cho qua dung dịch Br; dư, khối lượng dung dịch

tăng X gam, lượng Brạ đã phản ứng là 3,2 gam, khơng

cĩ khí thốt ra khỏi dung dịch

Đốt cháy phân 2 va cho sản phẩm cháy qua bình đựng P,Os, sau đĩ qua bình đựng KOH rắn Sau thí nghiệm,

bình dung PaO; tăng Y gam uè bình đựng KOH tang

1,76gam

1 Tìm cơng thức của 2 hidrocacbon

2 Tinh % thé tich các khí trong A

3 Tinh X va Y

Giải

« Đặt cơng thức và số mol 2 hiđrocacbon trong ; hén hgp A

lân lượt là : (A;) O,Hy (a mol), (Az) CyHy (b mol) Vi khi cho

21

3 hỗn hợp A qua dung dịch Brạ không có khí đi ra khỏi bình

nên cả (A) va (Ag) phải đều không no

CzH 242-21 x + KBr > Cg, ans2-2k POR = B mM 0,015(mol) 0,015 (mol)

+ _ Biện luận theo giá trị trung bình : ®, k

- Vine Ỹ = 2,66 = phải có 1 hidrocacbon không no có 2C và

biđroeacbon không no còn lại có 3 hay 4C

-Vik= Ỹ = 138 = phải có 1 hiđrocacbon không no có 1 x và

hiđrocacbon không no còn lại có từ 2 x trở lên

— Xét các trường hợp có thể xảy ra :

Giả sử có 1 moi hỗn hợp A gồm a(mol) (A;) và (1 - a)mol (Ao)

2

~_ Trường hợp (1) : Ay 18 CzHy (¢6 2C va chứa 1 liên kết 1) => (Ap)

là C;Hy (có 3C và k liên kết 1, với k > 1, nguyên)

Tacé: ñ =2a+81-a)= Š ssa= 1 3 3

k=la+k(-a)= a ok= = loại vì không nguyên

—_ Trường hợp (2) : (A)) là Ha (có 3C và chứa 1 liên kết x) => (Ag)

là C¿Hy (có 4C và k liên kết x, với k > 1, nguyên)

Ta có : acó: 1 =2a+4(-a)= +4( — mast 3 3

Ấ = 1e +kd =a)= Ễ © k= 8, (Áp là Cử,

—_ Trường bợp (3) : (Ay) 1a CzH; (có 2C và chứa 2 liên kết x) = (A;)

là C„Hÿy (có m C và 1 liên kết z, với 3 < m < 4, m nguyên)

IV PHƯƠNG PHÁP TỰ CHỌN LƯỢNG CHAT

3/ Nguyên tắc áp dụng :

Khi gặp bài toán cho lượng chất mang các giá trị tổng quát,

chẳng hạn : m(gam), n(mol), V(It), kết quả giải bài toán sẽ

hoàn toàn không phụ thuộc vào lượng chất đã cho Gặp các

bài toán thuộc loại này ta có thể áp dụng phương pháp tự

chọn lượng chất, nhằm làm cho việc giải bài toán trở nên dễ

dàng, đơn giản hơn Có thể chọn một giá trị tự do cho lượng

chất nghiên cứu theo một trong các cách sau :

— Cách một : Chọn lượng chất là 1 mol, hay khối lượng 1 mol

phân tử, nguyên tử hoặc ion Ngoài ra, với chất khí có thể lấy

thể tích khí là 22,4 đmỂ (ở đkte)

~ Cách hai : Chọn lượng chất đúng theo tỉ lệ lượng chất bài

cho Sau đó, nếu bài toán có phần áp dụng với các giá trị cụ

thể ta phải chuyển đổi từ lượng chất tự do về lượng chất bắt buộc

2/ Một số bài toán ví dụ :

a/ Bài tán (1):

Đốt chúy hoàn toàn m(g) một hợp chất hữu cơ A (chứa C,

H, O) boi oxi nữa đủ thu duge : tiny = 42 ma vi

gam Nếu đem đốt chúy hoàn toàn X thì thu được ae

gam COz va eG: gam HO Nếu thêm vao X 41 một lượng

A có trong X rồi đốt cháy hoàn toàn thì thu được 8n

gam CO; va wee gam HạO

a) Tim C.T.P.T của A, B, biết X không làm mất màu

nước brôm oà A, B thuộc các loại hidrocacbon dé hoc

b)- Tính % số mol của A, B trong X

2) Nếu đem trộn b gam hiđrocacbon D uới X rồi đốt cháy

hoàn toàn thì thu được 1432 gam C0, va 2:54 gam 1,0

1)

Giải

a) Để đơn giản, giả sử a = 4lgam (bài toán vẫn không mất tinh

tổng quát) Theo bài cho, với a = 41gam, ta có :

0,75mol CO; và 3,375-2,5 = 0,875mol HạO

Vi ny,0 > ncọ, và A, B thuộc loại các hiđrocacbon đã học nên

A thuộc loại ankan P.t.p.ư cháy của A :

Ta có tỉ lệ :

Phan CO, và HạO do B có trong X tạo ra bằng 3 ~ 9.0,75 = 1,5mol

CO; và 2,5 — 2.0,875 = 0,75mol HạO Ta có tỉ lệ :

= Tức công thức đơn giản : CH, công thức thực nghiệm : (CH)„

Vì X không làm mất màu nước Br;, nên B chỉ có thể thuộc loại

aren C›Hạa _s nghĩa là : n = 2n - 6 =n=6, đó là CaHa

b) A, B cùng có 6C mà lượng CŨ; do A, B tạo ra bằng nhau

(1,5mol) nên số mol của chúng phải bằng nhau

b) Nếu a = 3(g) thi no, (do D chay) =

Vì D cháy : no, = ny, = D là anken hay xicloankan

Công thức phân tử một hợp chất hữu cơ biểu diễn thành phần

của hợp chat đó có thể viết dưới nhiều dạng khác nhau

ới hiđrocacbon thuộc loại anken (olefñn) tỉ lệ thành phần lượng của 2 nguyên tố C và H luôn không đổi

Từ công thức tổng quát anken C„Hạ„ ta có tỉ lệ khối lượng

Mc : My = 12n: 2n = 6: 1 (nghia là về khối lượng nguyên tố

Ở chiếm Ỹ còn hiểro chiếm 7)

Một số cách tách C.T.P-T các chất hữu cơ thường gặp :

2 | Ankadien—Ankin CyHon- 2 CoHem C (vei m=n-1)

4 | Rượu no, đơn chức C,Hon + 1 OH C,H2n.H20

5 | Rugu khong no C,Hạ ¡OH | C,H2,0

6 | Rượu thơm-Phenol CaH›„_; OH CnHsn.3CO (với m=n-3)

7 | Andehit no, đơn chức | CaHạ,,¡ CHO | CmHạ„O (với m=n+1)

8 | Axit no, đơn chức C,H›„„¡ COOH| C„Hạ„/(O; (với m=n+1)

9 | Axit không no (1 nối | CaHz„¡ COOH | CzHa;.CO;¿

về tổng số mol) chứa (n + 1) ẩn số cần tìm, có thể giải theo

Với các bài toán hỗn hợp các chất hữu cơ có thể thiết lập đươc

hệ n phương trình toán học (trong đó có 1 phương trình đại số

Đốt cháy hoàn toàn 9,295 gam hỗn hợp 2 rượu no, đơn chứa 2 ẩn số (trong đó có ít nhất một ẩn số mol) Vì số mol có

chức sẽ thư được bao nhiêu lit CO, (dhtc) va bao nhiều giới Hạn suy va giới bạn cba da số kia Tu ` MU hữn hợp

tin )EIÕ! Biết rằng 'nất: sha tưồNg ˆdpt¬i861*404iMB 2 chất A, B có số mol tương ứng là a(mel) và bGnol) Nếu biết

dụng uới kali (lấy du) thì thoát ra 3,3176 lít hiẩro (đo ở tổng số mol của 3 chất là n(mol) và biết & <b ta có :

27,3°C, 1atm), „30C, 1atm) a+b=n(mol)= 0<a(b)<n, noon vì a < b suy ra :

O<as2vabcben

Công thức của 2 rượu no, đơn chức có thể viết là : 2/ Một số bài toón ví dụ :

CnHaa.¡ OH hay dưới dang tách : CaH;,.HạO © Baitoan (1):

Pitpat tae dung với ball’ Đất cháy hoàn toàn 0,Imol hỗn hợp 3 rượu đơn chức

CaHon +1 OH + K -> CyHon +1 OK + tut @) ồm : metanol, propanol-l uà rượu không no chứa một

2 mối đôi A (có số C >3) thì thu được : 7,04 gam CO» va

Tuyen = any = (5 22,4.(273 +27.) — D18 mơ [ Xác định G.T.P.T., C.T.C.T oà gọi tên rượu A

C.HaH0 + 220, 5 n CO; +n H,O + HạO Dat x, y, z lần lượt là số mol 3 rượu : CHạOH, C;H,OH và rượu

CHẠOH + 2O; ~> CO,† + 9H;O @)

Điều kiện : 0 < y < 0,08 (chứ không phải y < 0,1) = (-4) < n < 4,

vì bài cho n > 3 buộc n = 3 C.T.P:T (A) là OsH;OH, C.T.C.T (A):

CH; = CH — CH;OH (A) là rượu alylic (hay propenol)

Hỗn hợp X gồm : b(mol) CyHạ, b(mol) Hạ, (a — b)mol CạHs dư

'Tỉ khối của X đối với không khí :

Dehidro héa propan thu được hỗn hợp sẵn phẩm X gôm:

propen, hidro va propan còn dư Hỏi tỉ khối của X đối

uới không khí có giá trị trong khoảng nào

Vì0<b<a suy ra, nếu :

'VIL PHƯƠNG PHÁP BIỆN LUẬN XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC PHÂN TỬ

CUA HOP CHAT HOU CƠ

(Xem Vấn đề 5 : “Giải hài toán xác định công thức phân tử hợp chất hữu

cơ theo phương pháp biện luận” (trang 142) cùng tài liệu)

31

© Vin dé Hai

GIÁI BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC PHAN TỬ

HOP CHAT HUU CO THEO PHUONG PHAP KHOI LƯỢNG

A PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN

I BÀI TOÁN DẠNG CƠ BẢN

a)_Sư đổ phân tích để hài toan dang co ban:

m(g) + O2 mco, (g) (hay ng, (mol), Veo, (1) dkte)}

H:C.H.C |_Dét cháy , y myo (g) (hay ny,o (mol)

œ® tư HỘ Vy, (lst) & dkte (hay nyy, mol)

* Yêu câu : Xác dinh C.T.P.T chất hữu cơ A

b) ác bước giải bài t0án dạng cơ bản :

% Bước (1): Xác định thành phần nguyên tố trong chất hữu cơ

(A) đem đốt (hay phân tích)

44 ‘@—=o,) chita 12(g) C => | ~ 4g ™O% œ0,

"Tính tổng khối lượng : (mẹ + mụ + my) rồi so sánh:

—_ Nếu: (mc + mụ + my) = mạ (đem đốt) => A không chứa oxi

— Nếu: (mẹ + mụ + mụ) < mạ (đem đốt) = A có hua oxi

1/ Cách (ï): Dựa vào khối lượng riêng Dạ (ở đktc) hay tỉ khối

hơi của chất hữu cơ A đối với khí B (d¿g) hay

3/ Cách (3): Dựa vào đính chất của p.t.p.ư có chất hữu cơ A

tham gia hay tạo thành

Ví dụ:

Cho 2,8gam một rượu đơn chức A tác dụng uới một lượng natri kìm loai vita đủ, thu được 0,66 lít H; (đkte) Tính khối lượng phân từ rượu A (Mạ) ?

ROH + Na -> RONa + sist

Theo p.t.p.u.: Ma(g) ———> 11,2 (2) dkte

Theo bai cho: 2,3(g) ——> 0,56 (0) đktc

3 Mps 2,3.11,2 =4

0,56

4/ Cách (4) : Dựa vào biểu thức phương trình Mendeleep-Claperon

~_ Nếu bài toán cho biết khối lượng m(g) của một thể tích V (lít)

khí (hay hơi) chất hữu cơ A ở nhiệt độ TK), áp suất P (atm)

xác định

Ta có : PV = nRT, vì n = (4) nên :

5/ Cách (5) : Nếu bài toán cho biết ¿ï lệ thể tích khí (Và = KV}

của 2 khí (hay hơi) A, B trong cùng điễu biện nhiệt

mọ, 0,32 75

34

6/ Cách (6): Dựa vào định luật Raouli: độ tăng nhiệt độ sôi

(hay độ giảm nhiệt độ đông đặc) của một chất

không điện li khi hòa tan trong dung mdi duge biểu

: hằng số nghiệrn sôi hay hằng số nghiệm lạnh

m : lượng chất tan trong 1000 gam dung môi

M : khối lượng mol phân tử của chất tan

Hoa tan 54g chất A không điện li uào 260g HạO, sau đó làm lạnh dung dịch thấy nhiệt độ đông đặc cia dung dich là: -9,28°C Tìm Mạ, biết hằng số nghiệm lạnh của nước bằng 1,86

‡+ Bước (3): Xóc định C.T.P.T chất hữu cơ

Cách (1) : Dựa trên công thức tổng quát (C.T.T.Q.) chất hữu

co A: C,H,O,N,

Vi mg, my, Mo, my, mg déu biét, ta xác định được giá trị :

Suy ra C.T.P.T A

35

Lưu ý : Ta có thể dùng công thức tương đương sau : !

Cách (2) : Qua công thức đơn giản nhất (C

thức thực nghiệm (hay công thức nguyên: C.T.N.) rồi xác định công thức phân tử (C.T.P.T.) chất hữu cơ A

Công thức đơn giản nhất : C,HyO,N,

Công thức thực nghiệm : (C,H,O,N)„

« Xác định hệ số n từ khối lượng mol phân ti Ma

Mg = (12x + y + 16z + 14t).n =n 'Từ đó xác định được C.T.P.T đúng của chất hữu cơ A

|

© Lưu ý : nén 4p dung cdch nay khi gap bai todn yéu cau xdc

dinh C.T.D.G.N cia chất hữu co A (hay công thức thực -

nghiệm của A) hoặc khi đề không cho dữ kiện thực hiện hước

(2) (Tìm Mạ)

Cách (3) : Tính trực tiếp từ sản phẩm phân ứng cháy của A — 7

Từ p.t.p.ư cháy dạng công thức tổng quát của A:

1⁄ Một số p.t.p.ư cháy tổng quát của chất hữu cơ A thường gặp:

GH,+ (x+2) Oz >» x COnt + Ÿ Hạo (a)

C,H,O, + (x:š-) Ô; — xCO¿† + 21,0 (2)

CaN + [x +3) Os “> x Cost + £ 0+ Nt (3)

CIO.N + (x +38) 02+ x COst + ZH,0 + Snot (4)

2/ Véi phan tng chdy cia ch&t hữu cơ có chứa halogen thì tùy

theo từng bài toán sẽ chuyển thành khí X; hay HX

Ví dụ C,H,CN, + (‹ +3) O; -> x CO¿† + ŸH0 + Sout ©) hay cxH,0.01+(x xš-) On» x COst + 21,0 + Sout 6)

3/ Với p.t.p.ư cháy của chất hữu cơ : oxi nên để lại cân bằng sau

cùng, từ vế sau đến vế trước Các nguyên tố còn lại nên cân

bằng trước, từ vế trước ra vế sau p.t.p.ư

4/ Nếu gặp bài toán xác định C.T.P.T chất hữu cơ A có dữ kiện: oxi hóa hoàn toàn A, cũng có nghĩa là đốt cháy hoàn toàn A

Sau khi À cháy hết thu được sản phẩm cháy gồm : Na;CO;,

HạO, CO; ta có thể suy đoán thành phần A chứa: C, H, O, Na

Khi đó, lượng cacbon trong A là : mẹ = 12(nco, +21Na,00, Ì

37

8)

°

Sau khi A cháy hết thu được sản phẩm cháy gồm : HCI, H;O,

CO; ta có thể suy đoán thành phần A chứa : C, H, Cl, O (có

thể có)

Khi đó lượng hiđro (trong A) là : mụ = 2.ng,o + Pci

A bị oxi hóa hoàn toàn bới CuO nung nóng thì khối lượng oxi

tham gia phản ứng cháy đúng bằng độ giảm khối lượng của

bình đựng CuO sau phản ứng oxi hóa

Một số hài toán thí dụ :

Bài tuán (1) :

Đốt cháy hoàn toàn 3 gam chất hữu cơ A thu được 4,4 |

gam CO; uà 1,8 gam HạO Tòm công thức thực nghiệm |

va thành phân phần trăm các nguyên tố trong À

Biết tỉ khối hơi của A đối uới He la 7,5 Hãy xác định

C.T.P.T chất hữu cơ A

Giải

mẹ (trong A) = me (trong CO;) = aaa = 12 ()

my (trong A) mụ (trong HạO) = 18 = 0,2 (g)

Tong: mẹ + mụ = 1,2 + 0,2 = 1,4 (g) < mạ (đem đối) = 3(g)

38

Vậy A chứa cả oxi, mọ = 3 - 1,4 = 1,6 (gì

Ma = Mite-disnte = 4.7,5 = 30 Dat C.T-T.Q (A) là C,H,O, (x, y, 2 nguyéu, dong)

Đốt cháy hoàn toàn 1,72 gam chất hữu cơ A thu được :

3,52 gam CO¿ uà 1,8 gam HạO

Mặt khóc, phân tích 1,29 gam A thu được 336ml khí nitơ (đo ở đ.k.tc.)

Tìm C.T.P.T A Biết khi hóa hoi 1,29 gam A có thể tích

đúng bằng thể tích của 0,96 gam oxi trong cùng điều

N, không chứa oxi

-~ Cách (1): Ta cótilg: J2 V „ 14t_ 09670206 172 43

0.9648 -Š v04) cụ s06 ñ

12172 172 141,72 C.T.P.T A là O;H;N

Cách (2):

Nếu giải qua trung gian công thức đơn giản nhất (C.T.Đ.G.N.)

thì đặt tỉ lệ thức sau:

0,96 0,2 0, xry:ta 226,02 056 _ og: 0,2:0,04=2:5:1

— Cách (3) : Tính trực tiếp từ khối lượng sản phẩm đốt cháy

P.t.p.ư cháy tổng quát của (A) :

CHUN: + (x+ Zo, > xCO2 + <0 + Nat

ø) Lập công thúc thực nghiệm của A

định C.T.P.T (A) biết 1 gam A khi làm bay hơi có tich 1,2108 lit (6 0°C vé 0,25 atm)

WCAC BAI TOAN BIEN DẠNG THƯỜNG GẶP

4 BAI TOAN BIEN DẠNG MỘT

1/ Đặc điểm bài toớn :

Đề không cho dữ kiện tính Mạ Yêu cầu xác định C.T.P.T

chất hữu cơ A bằng cách biện luận dựa vào công thức thực

nghiệm (C.T.T.N.) của A

2/ Phuong phớp làm bởi :

e Bước (1) : Đặt công thức A dạng tổng quát C,H,O,N,X, Œ% là

halogen - nếu có) Sau đó dựa vào dữ kiện bài toán thiết lập

Suy ra C.T.Đ.G.N và C.T.T.N của A

« Bước (2) : Biện luận từ C.T.T.N để suy ra C.T.P.T đúng của A

Bảng biện luận một số trường hợp thường gặp

C,H, ys2x42 C.T-T.N A: (CHj0)q —> C;Ha;O„

C,H,O, x,y >0, nguyên sđn <2n + 2 — 1<n<2, n nguyên

41

C,HyN, y<2x+2+t C.T.T.N A: (CHiN), —> CaHạjNa

C,H/O,N, 2 y lẻ nếu t lẻ 4n<2n+2+n -> 1 < n<2, nguyên

Đốt cháy hoàn toàn một chết hữu cơ A (gồm C, H, N)

thuc lược 9,94 lít CO;; 1,12 lít N;; 0,96 moi HạO

Xác định C.T.P.T A Biết các thể tích khí do cùng điều hiện

Giải

s _ Khối lượng các nguyên tố trong chất hữu cơ A:

Mc (trong A) = mc (trong COs) = 1

mụ (trong A) = my (trong HO) = 2.0,25 = 0,5 (g)

112 trong A) = 28 = 28 = = 1,4 (g)

©_ Đặt công thức A là C,HyN, ta có tỉ lệ:

12 05 14 cry sts oP" Large ON is 1 4

C.T.D.G.N cia A: CHsN = C.T.T.N cia A: (CH;N)n

42

= O;H;„N,; Điều kiện cần thôa : õn < 2n + 2 +n

=n<I, vìn nguyên > 0 buộc n =1

« _ Khối lượng các nguyên tố trong chất hữu cơ A:

me (trong A) = me (trong CO») = lộc = 12 ()

PV _„ 3056273 trong A) = 28.ny, = 28.2% = 98,2956273 _ | 4

mae (tong 4)= 28.0y, = 28:7 22,4278 ie

mo, (đốt A) = 0,225.32 = 7,2 (g)

So 48 phn ing ehay cia A:

(A) + O2 5 COs? + H,0 + Nat @) Theo định luật B.T.K.L áp dụng cho (1) ta có:

Tự o = mạ + mọ, — (mo, +my,) =

= (3,1 + 7,2) - (4,4 + 1,4) = 4,5 (g)

my (trong A) = my (trong H;O) = 2.42 = 05 (g)

Tổng : mẹ + mụ + mạ = 1,2 + 0,5 + 1,4 = 3,1 (g) đúng bằng lượng A đem đốt = A không chứa oxi

° Đặt công thức A là C,HyN, ta có tỉ lệ:

43

C.T.D.G.N của A là CHzN = C.T.T.N của A là (CH;N)n

= G,H;„Nạ Điều kiện cân thỏa ðn < 2n + 2+ n==n<1

Vì n nguyên > 0, buộc n = 1 Vậy C.T.P.T A là CHzN

C.T.Đ.GN của A là CzHạ = C.T.T.N của A 1a (CsHs)n hay

CaaHạa Điều kiện cần thỏa : 8n < 2.3n + 2

= n1, vìn nguyên > 0, buộc n = 1

G.T.P.T của A là CạHạ

Ozxi hóa hoàn toàn 4,6 (g) chdt hitu co A bang CuO dun

nước, đồng thời nhộn thấy khối lượng đồng oxit ban đầu Ì

mẹ (trong A) = mẹ (trong CO¿) = ss = 12.0,2 = 2,4 (g)

Khối lượng CuO ban dau giém bét do phan tng chinh 1a khdi

lượng oxi đã tham gia phản ứng oxi hóa A Vậy mạ, =

Đặt công thức A là C,H,O,, ta có tỉ lệ:

2, Pies 24,06, 16 =1:86r1

G.T.Đ.GN của A : CzHạO (A) là (C;HạO)n hay CạaHa,O, Điều

kiện cần thỏa : 6n < 2.2n + 2

= n<], vì n nguyên > 0, buộc n = 1

G.T.P.T (A) là CzHạO

4 BAI TOAN BIEN DẠNG HAI

1/ Đặc điểm bởi toón :

Đề không cho biết lượng chất bữu cơ A đem đốt mà lại cho

lượng oxi cần để đốt cháy hoàn toàn A

Yêu cầu : Xác định C.T.P.T A

2/ Phương phớp làm bồi :

Trước hết, áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho sơ đổ phần ứng cháy của A : (A) + O; -> CO;† + HạO

= Lượng chất A đem đốt : mạ = (mẹo, + mạo mọ,

Sau đó, đưa bài toán về dạng cơ bản để giải

Lưu ý :

Nếu biết A là hiđrocacbon, dựa vào p.t.p.ư cháy tổng quát của

A: CH, + (+2) O; -> xOO¿† + šmo

45

Ta luôn có phương trình toán học :

1

No, (phan ting cháy) co; +n

Vì các khí và hơi đo cùng điều kiện, ta cũng có:

Đốt cháy hoàn toàn chất hữu cơ A, cần uừa đủ 6,79 lít

Oz (6 dkte), thu duge 13,2(g) COz va 5,4 (g) HO

Xác định C.T.P.T A Biết tỉ khối hơi A đối uới Heli là

Giải `

Ap dung định luật bảo toàn khối lượng cho sơ đổ phản ứng

cháy của A: (A)+ O; > COst + H,0

Ta có : mạ = (mco, +an oÌ~ mọ, (p/ứng) =

679

= 08,3 + 5,4) - SI 49) =8) WA) Kế J1

182

§ me trong A) = me (trong COs) = 12.42% + 8,6 (g)

my (trong A) = my (trong HạO) = 2.38 =0,8 @)

| Đốt cháy hoàn toàn a(g) một hiđrocacbon A thi thu được

0,0ãmol CO; uè 1,08 (g) H20

m

mụ (trong A) = mụ (trong HạO) = 9

a = My = Me + my = 0,6 + 0,12 = 0,72 (g) 2) Ma = My, day, = 2.36 = 72

Đốt cháy hoàn toàn một hidrocacbon (A) cén dùng 28,8

gam oxi 0à thu được 13,44 lít CO; (đkíc)

Tìm C.T.P.T A Biết tỉ khối hơi của A đối uới không khí

là đ nằm trong khoảng : 9 < d < 3

|

=

|

Giải

Vì A là hiđrocacbon, khi cháy ta luôn có:

No, (p/iing) = nco, +nư,o => DLO = Ano, p.ing-n¢o,)

iene {228 _ 1344) = 2(0,9 ~ 0,6) = 2.0,3 = 0,6 mol so = 739 ood

mc (trong A) = mẹ (trong CO¿) = 12.ncọ, = 12.0,6 = 7,2 (g)

my (trong A) = my (trong HyO) = 2.ny,0 = 2.0,6 = 1,2 (g)

Đặt công thức A là C,Hy ta có: x : yee =1:

C.T.Đ.GN của A là CHyạ = C.T.T.N (A)là :(CHạ)n

Đốt cháy hoàn toàn 1 lượng chất hữu cơ A cân 0,8(g) oxi,

người ta thu được 1,1 (g) CO;; 0,4ð (g) HO uà không có

khi hóa hơi 6(g) chất A đúng bằng thể tích của 3,2 @

oxi chiếm ở cùng điều biện

sản phẩm nào khác Xác định C.T.P.T A Biết thể tích;

Giải Khối lượng các nguyên tố trong chất A:

03 (g) và mụ = 2Ó ~ 006 (g)

Gọi mọ là khối lượng oxi có trong lượng chất A đem đốt và

c là khối lượng oxi có trong sản phẩm (CO; và H;O), ta có:

3211 16045

= mì - 0,8 = (S=- = ) ~ 0,8 = 0,4

CV hông 4 "18 fe) Tie ef mol C:H: 0 = 28,905.04 _ 1.2; 12° 1 "16

C.T.Đ.GN của A là CHạO = C.T.T.N của A là (CH;O)n

Ma = = =60, vậy 30n =60 =n=2

Do đó C.T.P.T A là C;H,O¿

K « Baltoan&):

Đốt cháy hoàn toàn một chất hữu cơ A cên 7,392 lit oxi

(do & 1atm, 27,3°C) Khi cho toàn bộ sản phẩm tạo thành (chỉ gôm CO; uà H;O) uào một lượng nước uôi trong thu được 10gam kết tủa uà 200ml dung dịch muối có nồng

độ 0,6M; dung dịch này nặng hơn lượng nước uôi đã

P.t.p.ư CO; tác dụng với nước vôi:

CO; + Ca(OH)¿ = CaCO;} + H;O q)

2CO; + Ca(OH); = Ca(HCO,); (2)

4 BA! TOAN BIEN DẠNG BA

1/ Đặc điểm bai todn :

Thường gặp 2 kiểu để bài sau:

(Ở đây coi Am bình? là độ tăng khối lượng của bình chứa)

t# Cách làm : Viết p.t.p.ư CO; tác dụng với dưng dịch OH®

Từ lượng muối trung hòa và muối axit thu được (dữ kiện để

bài) dựa vào p.t.p.ư tính lượng CO¿

— _ Vì độ tăng khối lượng bình chứa : Amg; = mọo, + mạo

= mụ¿o = Âmp‡ - mẹo,

— Tính được mẹo, và mạ; o sinh ra do chất hữu cơ A cháy, dua

bài toán về dạng cơ bản để giải

2/ Một số bồi ton vi dy : Bài tpán (1) :

| Đốt cháy hoàn toàn 0,282 gam chất hữu cơ A réi cho các |

sẵn phẩm sinh ra đi lần lượt qua binh dung CaCl, khan

va bình đựng KOH có dư Sau thí nghiệm thấy bình

dung CaCl, khan tang thêm 0,194 gam, còn bình dung

XOH tăng thêm 0,8 gam

Mặt khác, đốt 0,186 gam A thì thu được 22,4ml nito

(dktc) Biết phân từ A chỉ chứa 1 nguyên từ nito Tim

Mco, = AMbinh Kon t = 0,8 (g)

e_ Khối lượng các nguyên tố trong 0,282(g) A đem đốt:

Đốt cháy hoàn toàn 10,4 (g) chất hữu cơ A rồi cho sản

phẩm lần lượt qua bình (1) chứa HạSO; đậm đặc uè

bình (2) chứa nước uôi trong có dư, thấy khối lượng bình

(1) tăng 3,6(8); ở bình (2) thu được 30(g) kết tủa Khi hóa

s2

hơi 5,2(g) A, thu được một thể tích đúng bằng thể tích

của 1,6(g) oxi ở cùng điều hiện

Xác định C.T.P.T (A)

Giải

Theo bai cho, chất hữu cơ A cháy chắc chắn cho sản phẩm

CO; và HạO H;O bị H;SO, đậm đặc giữ lại, CO; phần ứng với

Đốt cháy hoàn toàn a(g) một hiđrocacbon A Sản phẩm

cháy được dẫn qua 1 bình chứa nước uôi trong có dư ở

ŒC, người ta thu được 3(g) một chất kết tủa, đồng thời bình chúa nặng thêm 1,68g Tinh a? Xác định C.T.P.T

A Biết tỉ khối hơi của A đối uới mêtan là 2,5

Giải

53

s Khi hidrocacbon cháy sinh ra CO; và HạO CO; phản ứng với benzen nguyên chất Biết rằng dung môi benzen có hằng

Ca(OH); tạo kết tủa theo p.t.p.ư sau: số nghiệm lanh K = 5,07

CO; + Ca(OH); = CaCOÝ + HạO wm i a) Nếu cho sản phẩm của phân ứng cháy qua bình chứa

eo, =Peaco,t = 79g = 0,08maol | lượng của 2 bình sẽ biến đổi như thế nào ?

~ „VÀ độ tăng khối lượng bình chứa bằng tổng lượng CO; và HạO by Jide dink CoP ela chee Yay cab

mẹ (trong A) = mẹ (trong CO¿) = 12.n¢9, = 12.0,03 = 0,36 (g} | : Khối lượng bình PzO; không thay đổi

Dét chéy hodn iodn 0,118(g) chdt hitu co A Sén phém [ ¢ Dat cong thức Á là C,H,O,N, ta có tỉ lệ :

chúy được dẫn qua bình (1) chức P2O;, rỗi qua bình (2) , 12x_ y _ 16 _ lát My

Bun néng 0,059 (g) chất A với CuO (lấy du) thu được |

11,9em nito (6 dk.te)

Hoa tax 0,59 (gì chất A trong 100ml benzen, sau đó đo nhiệt độ đông đặc của dung dịch thu được, thấy nhiệt độ

gidm di 0,506°C so véi nhiệt độ đông đặc của

0048 001 0032 0028 0118

Giải ra: x= 2; y=5;z=1;t= 1

|

|

© Bai ton (5):

Đốt cháy hoàn toàn 1,08 (g) chất hữu cơ X, rồi cho toàn

bộ sản phẩm uào dung dịch Ba(OH)x thấy bình nặng

thêm 4,6(g) đồng thời tạo thành 6,475(g) muối axit uà

5,91 (g) muối trung hòa Tỉ khối hơi của X đối uới Heli

© Chất hữu cơ X cháy cho CO; và H;O CO; phản ứng với

Ba(OH); tạo 2 muối theo 2 p.t.p.ư sau:

CO, + Ba(OH)2 = BaCO3} + H,O @

Đốt cháy hết 1,152g mot hidrocacbon X mach hé, rồi cho sản phẩm qua dung dịch Ba(OHI); thu được 3,94(g ) kết

| ta va dung dich Y Cô cạn dung dịch Y rồi nung đến

| khối lượng không đổi thu duge 4,59(g) chất rắn

a Tim C.T.P.T hidrocacbon

b Tính thể tích khí CO; thu được khi cô cạn dung dịch Y ở

Giải

* Hidrocacbon X chdy sinh ra CO; và H;O CO; phản ứng với

dung địch Ba(OH); tạo 2 muối theo p.t.p.ư sau :

CO; + Ba(OH); = BaCO;\ + H;O @)

2CO; + Ba(OH)2 = Ba(HCOs)2 (2)

Dung dịch Y là dung dịch muối Ba(HCO;); khi cô cạn và nung

đến khối lượng không đổi có các phần ứng sau:

Ba(HCO;); = BaCOgử + ỞO¿† + H;O (3)

BaCO; == BaO + CO, (4)

© Tw (1, 2, 3, 4) va bai cho: ' l

Tnoo, = Pgạco, + 2pagrco,›, = Pgaco,¿ + 22pao =

57

C.T.D.G.N (X) 1a CsHy2 => C.T.T.N (CsHyo)n hay Cz„Hha›

Diéu kién : 12n < 2.õn + 3; 0 < n < 1, nguyên = n = 1

€.T.P.T X là CzH¡¿,

b) Khi cô cạn dung dịch Y xây ra phản ứng theo phương trình (3)

No, = 2M paHco,), = 2-0,03 = 0,06 mol

Voo, = 0,06.22,4 = 1,344 (lít) ở đkte

2 BÀI THẤM BIẾN DẠNG BẾM

1/ Đặc điểm bồi toán :

Đề không cho biết lượng sản pbẩm cháy CO; và HạO cụ thể và

riêng biệt, sinh ra khi chất hữu cơ A cháy, mà lại cho lượng hỗn

hợp các sản phẩm này và tí lệ về lượng hay thể tích giữa chúng

Yêu câu : Xác định C.T.P.T (A)

2/ Phuong phép lam b

s Thông thường đặt sé mol CO: va H,O lam én sé, rồi lập

phương trình toán học để tính lượng CO; và lượng HạO cụ

thể Sau đó đưa bài toán về dạng cơ bản để giải

«Để chuyển từ tỉ lậ số mol CO; và H;O (hay tỉ lệ thể tích đo

cùng điều kiện) về tỉ lệ khối lượng, có thể đùng cách sau:

Dét cháy hoàn toàn 1,12(g) chất hữu cơ A réi cho hấp

thụ toàn bộ sản phẩm cháy trong dung dịch Ba(OBH); dư

thấy khối lượng bình chứa tăng 3,36(g) Biết rằng:

Mo My Mo _ 072 008 032

1 1 136 12 1 16

= 0,06 : 0,08 : 0,02 =3:4:1 G.T.Đ.G.N A là CzHO = C.T.T.N A là (CaH„O)n

Bai cho ta c6 : Ma= (3.12 + 4.1 + 16)n = 56n < 2.30 = 60

vì n nguyên, > 0 buộc n = 1 => Ơ.T.P.T A là C;H,O

Bài toán (2) :

Đốt cháy chất hữu cơ A (chứa C, H, O) phải dùng 1

lượng oxi bằng 8 lần lượng oxi có trong A uà thu được

lượng khí COs uà HạO theo tỉ lệ khối lượng :

Meo, | Mu,o = 22:9

a Tìm C.T.Đ.G.N của A

b Tìm C.T.P.T A Biết thể tích khi hóa hơi 2,9(g) A đúng

bằng thể tích của 0,3(g) He trong cùng điều biện

Giải

Giả sử khi chất hữu cơ A cháy sinh ra 22 (g) CO; và 9(g) H;O

Khối lượng các nguyên tố trong A:

mẹ (trong A) = mẹ (trong CO¿) = 2 = Gg)

my (trong A) = my (trong H,0) = = =1) i »

"Theo định luật bảo toàn nguyên tố ia có:

Mo (trong A) + mo (phan ting) = mo (trong CO¿) + mọ (trong HạO)

= (28 ~ 6) + (9 ~ 1) = 16 +8 = 24g)

Vì mo.(phản ứng) = 8mo (trong A) = mo (trong A) = oa (g)

5 Đặt công thức A là C,H,O, ta cé tile :

hơi HạO có lệ thể tích : Veo, : Vuyo (hoi) = 3 :2

| Xde định C.T.P.T A Biết tỉ khối hơi của A đối uới H; là

Suyra: moo, = = 83 (g) Va my,o = 42 ~ 33 = 9g)

«_ Khối lượng các nguyên tố trong A:

mẹ (trong A) = mẹ (trong CO;) = a9 =9)

my (trong A) = my (trong 0) = nu =1)

61

Đốt cháy hoàn toàn 0,01 mol chất hữu cơ X cần vita di

0,616 lit Oz Sau thí nghiệm thu được 1,344 lit hỗn hợp

sản phẩm Y gồm : CO;, N; uà hơi HạO Làm lạnh để

ngưng tụ hơi HạO chỉ còn 0,56 lit hỗn hợp khí Z (Có tỉ

0,56

Téng : Dy, +Nco, = ĐẠT 0,025 (mol)

Đặt Ngo, = x(mol)

> nụ, =(0,095 —x)mol Theo bai cho ta có phương trình tỉ khối :

1mol (« +2-2) mol x(mol) (mol) ; (mol)

0,01mol (% mol 0,002mol 0,085mol 0,005mol

Veo, = 8Vo, va Meo, = 2,444.14,

Tim C.T.P.T A Biét khi héa hoi 1,85 (g) A chiếm thể tích bằng thể tích của 0,8(g) oxi ở cùng điều biện

—>

Giải 2,016

a

Ap dung định luật B.T.K.L cho thí nghiệm đốt cháy A, ta có:

Số mol O¿ đem dùng là : = 0,09mol

63

mẹo, +mạ,o +mọ, (còn đư) = mạ + Mo, (ban dau)

Ta lại có: mẹo, =2,444.my/o=s mụuo = aan

Thé (II, III) vao (1) ta được:

Gii ra: x = 3; y = 6; 2=2 => C.TP.T (A) la C,H,O2

a BAI TOAN BIẾN HẠNG NĂM

1/ Đặc điểm bồi toán :

Đài toán cho chất hữu co A có chứa nguyên tố nitơ Trước hết phải dùng các phương pháp định lượng nitơ (Dumas hay Rjel — dahl) để xác định lượng N trong A Sau đó đưa bài toán về dạng

cơ bản để giải, tìm C.T.P.T chất hữu cơ A

2/ Phương phớp lam bai:

#£ Hai phương pháp định lượng nitơ thường dùng:

a/ Phương pháp Dumas (Ðu-ma)

« _ Thí nghiệm tìm lượng nguyên tố N:

Chuyển nguyên tố N (trong A) thành khí Nạ, theo sơ đỗ :

CO;

CuO, t9 KOH (A) (C,H, N, ) O84 , J gn)

khí quyển COz [x đạc TÚ

5 Cách tính : Dẫn khí Ñ; thoát ra vào một nitơ-kế Biết thể

tích nitơ ở nhiệt độ và áp suất xác định sẽ tính được khối

lượng nitơ

»_ Cách tính áp suất riêng của N; (trong ống nghiệm - hình vẽ)

65

Hy, là áp suất khí quyển

f2 áp suất hơi HạO bão hòa ở

b) Phương pháp Kjel-dahl (Kiêm-đan)

«Thí nghiệm: tìm lượng nguyên tố N trong chất hữu cơ A

Chuyển nguyên tố N (trong chất hữu cơ Á) thành khí NHạ:

Định phân NH; thoát ra bằng dung dịch H;SO; rồi NaOH có

nồng độ biết trước -› tính được số mol NHạ, suy ra khối lượng

n,so, (còn dư) = gPMaoR = 7 (Cu -Vaanaon)

Bước (2) : Từ (1) va sé mol HeSO, dem dùng ban đầu tìm số

mol NHs:

ban đu còn đư

Đạyn, = Ông, sọ, (P1) = ĐẲn thốt —P han)

Bước (3) : Xác định lượng nguyên tố N (trong A)

iny (trong A) = 14 nyu,

lực 3/ Một số bởi toồn ví dụ :

« Bài tán (1): r 2

Đốt cháy hoàn toàn 0,õ9 (g) chất hữu cơ (A) người ta

thấy sinh ra 0,924 lít CO; uà 0,28 lit hoi H2O (6 273°C,

datm) Mặt khác, phân tích: 1,18 gam chất (A) bằng phương pháp Dưmas, khí N› sinh ra ở đktc là 224ml

Xác định C.T.P.T (A) Biết tỉ khối hơi của A đối uới N›

Me (trong A):= me (trong CO,) = 12 = 0,24 (g)

mx (trong A)= my (trong HzO) = 2.ny,0 = f = 0,05(g)

= (A) có chứa oxi, mo = 0,59 - 0,43 = 0,16(g)

«_ Đặt công thức (A) là C,HyO,N, ta có tỉ lệ :

0,24 0057 016 014 0,59 Vậy C.T.P.T (A) là CạẴHzNO

Xúc định công thức nguyên (C.T.T.N.) uà C.T.P.T (A)

Biết tỉ khối hơi của (A) uới nitơ (IV) oxit là 3,978 \

Như vậy, nếu phân tích 0,366 (g) chat (A) sẽ sinh ra một thể

tích ích nitơ nitơ ở đktc là ở đktc là : Vy, Ny = 33,6.-—— 0540 = 2: 2,4 (ml) # :

e_ Khối lượng các nguyên tế trong 0,366 (g) chất (A) :

= (A) chifa oxi Mo = 0,366 - 0,27 = 0,096 (ø)

© D&t cng thức (A) là : Ơ,H,O,NÑ, ta có

0,216 0,026 0,096

“2 aA) 16—

Vậy : C.T.D.G.N cia (A) ia CoH0.N

= _ C.TT.N eta (A) 18 (CoHi303N)n

| Đốt cháy hết 0,75 (g) chất hữu cơ (A) Hơi sản phẩm

cháy được dẫn toàn bộ qua bình dung dịch nước uôi

trong có dư ở 0° Khối lượng bình dụng dịch tăng 1,33 (8), trong đó lọc tách được 2(g) một chất kết tủa

Mặt khác phân tích 0,15 (g) (A) bằng phương pháp KjeÌ~

dohl, khí NHạ sinh ra được dẫn uòo 18ml dung dich H;SO;¿ 0,1M Lượng axit dư được trung hòa vita ding bằng 4ml dung dịch NaOH 0,4M Xác định C.T.P-.T (A), biết 1 lít hơi (A) ở đktc nặng 3,35 (8)

Giải Sản phẩm cháy của Á có CO; và hơi ï1;O bị dung dịch nước vôi trong hấp thụ

CO; + Ca(OH), du = CaCO¿‡ + HạO a

= (A) có chứa oxi, mo = 0,75 — 0,43 = 0,32 (g)

Đặt công thức (A) 14 C,HyO,N,, ta c6 ti 1é :

70

0,6M Để trung hòa axit còn dư (sau khi đã phản ứng uới NH;), cân dùng 7,7ml dung dịch NaOH 1M

a Tính thành phần % các nguyên tố trong (A)

b Xác định C.T.P.T (A), biết tỉ khối hơi của nó đối uới khí

%O = 100 — (20 + 6,67 + 46,77) =

«_ Đặt công thức (A) là C.H,O,N¿ Mạ =

%N = = 46,77 (%)

26,56 (%) Ned, i, = 28-2148 = 60

71