Phân loại và phương pháp giải toán xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ

hợp chất hữu cơ hợp chất hữu cơ học sinh giỏi hóa 9bài tập hóa học lớp 9

Kinh nghiệm rèn luyện kỹ lập công thức hợp chất hữu cho học sinh lớp THCS PHÒNG GIÁO DỤC THĂNG BÌNH TRƯỜNG THCS LÊ QUÝ ĐÔN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc - -  Tê n đề tài: KINH NGHIỆM RÈN LUYỆN KỸ NĂNG LẬP CÔNG THỨC HP CHẤT HỮU CƠ CHO HỌC SINH LỚP THCS - * TRƯƠNG QUANG HIỀN : Hiệu trưởng * VÕ HƯNG TIẾN : Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THCS Lê Quý Đôn huyện Thăng Bình Ký hiệu đề tài: H  Đối tượng phạm vi nghiên cứu: HS lớp trường THCS Lê Quý Đôn ( 9.1, 9.3, 9.5, 9.6, 9.10 )  Thời gian nghiên cứu thực : Năm học 2004-2005 & 2005-2006  Tài liệu nghiên cứu áp dụng Nhóm tác giả: 1* 2* 3* 4* 5* 6* 7* Phân loại phương pháp giải toán hoá học hữu Phương pháp giải toán hoá học hữu Hướng dẫn giải nhanh tập hoá học hữu cơ: Giải tập hoá : Tuyển tập 108 tập nâng cao hoá học lớp Sách giáo khoa lớp chương trình thay sách Sách tập hoá học lớp chương trình thay sách Tác giả: Quan Hán Thành Tác giả: Nguyễn Thanh Khuyến Tác giả: Cao Cựu Giác Tác giả: Lê Thanh Xuân Tác giả: Hoàng Vũ Tác giả: Lê Xuân Trọng Tác giả: Lê Xuân Trọng Kết hợp với kinh nghiệm giảng dạy thân hai  Phối hợp nghiên cứu áp dụng : Tổ Hoá-Sinh trường & giáo viên chủ nhiệm lớp thử nghiệm  Phân công công việc hoạch định thời gian thực : Người thực Nội dung công việc - Nghiên cứu biên soạn nội dung sở tài Trương liệu 1, 2, 6, Quang - Tổng hợp nội dung nghiên cứu 02 người - Báo cáo đề tài trước tổ chuyên môn(tổ Hoá sinh) Hiền - Tham gia khảo sát chất lượng 02 đối tượng: Lần1 khảo sát chất lượng ban đầu HS lớp toàn trường Lần khảo sát chất lượng HS lớp sau áp Thời gian Tháng04/0506/05 Tháng07/0508/05 Tháng 09/2005 Tháng 04 /2005 Tháng 04 /2006 Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang / 16 Kinh nghiệm rèn luyện kỹ lập công thức hợp chất hữu cho học sinh lớp THCS Võ Hưng Tiến dụng đề tài - Áp dụng thực nghiệm lớp: 9/1, 9/3 - Tổng hợp kết áp dụng, tổng kết kinh nghiệm - Nghiên cứu biên soạn nội dung sở tài liệu: 3, 4, 5, 6, - Tham gia tổng hợp nội dung nghiên cứu 02 người - Tham gia báo cáo đề tài trước tổ chuyên môn(tổ Hoá sinh) - Chịu trách nhiệm khảo sát chất lượng 02 đối tượng HS: Lần1 khảo sát chất lượng ban đầu HS lớp toàn trường Lần khảo sát chất lượng HS lớp sau áp dụng đề tài - Áp dụng thực nghiệm lớp 9/5, 9/6, 9/10 -Tổng hợp kết áp dụng, tổng kết kinh nghiệm Năm học 05-06 Tháng09/0610/06 Tháng04/0506/05 Tháng07/0508/05 Tháng 09/2005 Tháng 04/2005 Tháng 04/2006 Năm học 05-06 Tháng09/0610/06 A TÓM TẮT ĐỀ TÀI I Lý chọn đề tài II Cơ sở thực nghiệm - Thực trạng ban đầu III Phương pháp thực IV Nội dung đề tài Những kiến thức lý thuyết cần trang bị cho HS Phân dạng tập thiết lập phương pháp giải V Kết thực VI Bài học kinh nghiệm B NỘI DUNG CỤ THỂ I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI : * Là GV dạy môn hoá học hẳn hiểu môn hoá môn khó HS bậc THCS Số tiết phân bố chương trình song yêu cầu lượng kiến thức lại nhiều rộng, lượng tập phong phú đa dạng song SGK sách tập lại chưa phân dạng loại tập chưa nêu lên cách thiết lập phương pháp giải cụ thể cho dạng toán Đó khó cho người học nội dung mà GV dạy hoá phải trăn trở tìm tòi, biên soạn nội dung giảng dạy làm để HS rèn luyện kỹ giải tốt dạng tập theo yêu cầu chương trình Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang / 16 Kinh nghiệm rèn luyện kỹ lập công thức hợp chất hữu cho học sinh lớp THCS * Trong năm học trứơc nhóm hoá trường tiến hành biên soạn dạng tập hoá vô áp dụng vào giảng dạy trường bước đầu đem lại kết khả quan, số đề tài hội đồng khoa học Sở GD&ĐT công nhận xếp loại C, B cấp tỉnh, dạng tập hoá vô hoá học hữu bậc THCS có điểm chung gần giống khác dạng toán lập công thức phân tử HCHC dạng toán khó HS lớp sách tập lại không thiết lập cách giải cho dạng cụ thể trình khảo sát cuối năm nhận thấy hầu hết HS lớp yếu dạng toán này, qua khảo sát cuối năm gần 80% HS không làm tập dạng xác định công thức hợp chất hữu cơ, lý mà chọn nội dung đề tài : " RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI BÀI TẬP DẠNG LẬP CÔNG THỨC HP CHẤT HỮU CƠ ” áp dụng thành công vào giảng dạy, hội đồng khoa học nhà trường kiểm tra công nhận.vào cuối năm 2005-2006 II CƠ SỞ THỰC NGHIỆM : Khảo sát chất lượng lần vào cuối tháng 4/2005 * Nội dung : thực tập lập công thức hợp chất hưũ * Thời gian : 45 phút kết sau: SLHS THAM GIA SL % 362 GIỎI KHÁ T.BÌNH TRÊN TB YẾU KEÙM 18 4, 97% 29 8, 01% 91 25, 13% 138 38, 12% 152 41, 98% 72 19, 88% - Từ nguyên nhân năm hoc 2004-2005 bắt tay vào việc tiến hành nghiên cứu phân loại dạng tập lập công thức phân tử HCHC, kinh nghiệm kiến thức thân kết hờp với kiến thức từ sách tham khảo tiến hành biên soạn nội dung, nhằm tìm biện pháp thích hợp chọn nội dung phù hợp việc giảng dạy nội dung biên soạn tiến hành khảo sát thăm dò nguyện vọng HS kết sau:  HS biết làm toán lập công thức HCHC: 16%  HS làm toán lập công thức HCHC: 84% Trong đó: * 16% thích học môn hoá, dễ hiểu * 12% không thích học khó * 17% Không hiểu * 35% HS thiết lập cách giải * 20% HS cho môn Hoá khó, mau quên - Qua kết cho thấy HS không làm chủ yếu không hiểu bài, không phân loại tập dạng thiết lập cách giải cụ thể cho loại tập, GV hướng dẫn giải tập theo sách GV không đưa Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang / 16 Kinh nghiệm rèn luyện kỹ lập công thức hợp chất hữu cho học sinh lớp THCS cách giải cụ thể cho dạng tập Đó nguyên nhân tiến hành biên soạn thực đề tài III PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN : - Kết thúc năm học 2004-2005 qua kết chất lượng cuối năm qua kết khảo sát trên, không tổ nhóm hoá thoả mãn với kết đạt môn hoá học, toàn tổ sâu vào bàn tìm biện pháp giải Riêng 02 cá nhân tham khảo ý kiến đồng nghiệp bắt tay vào nghiên cứu, tìm biện pháp thực Hoạch định thời gian thực hiện: Tháng 04/ 0506/ 05-Nghiên cứu biên soạn nội dung sở tài liệu 1, 2, 6,7 Tháng 07/ 0508/ 05-Tổng hợp nội dung nghiên cứu 02 người Tháng 09/ 2005 - Báo cáo đề tài trước tổ chuyên môn (tổ Hoá sinh) * Tiến hành khảo sát chất lượng 02 đối tượng: Tháng 04 / 2005 Lần1 khảo sát chất lượng ban đầu HS lớp toàn trường Tháng 04 / 2006 Lần khảo sát chất lượng HS lớp sau áp dụng đề tài Năm học 05-06 - Áp dụng thực nghiệm lớp : 9/1, 9/3, 9/5, 9/6, 9/10 Thaùng 09/ 0610/ 06 - Tổng hợp kết áp dụng, tổng kết kinh nghiệm Phối hợp với GVCN lớp thực nghiệm để có thời gian thực công việc khảo sát chất lượng bố trí thời gian phụ đạo đồng thời thông qua GVCN yêu cầu cha me ïhọc sinh mua sắm sách vỡ theo yêu cầu Phối hợp với phận chuyên môn nhà trường nhằm tranh thủ hổ trợ phó hiệu trưởng việc thực đề tài Bố trí thời gian thực nội dung đề tài : a Sử dụng tốt thời gian dặn dò, tập tiết dạy để hướng dẫn thiết lập cách giải dạng b Biên soạn vào nội dung chuyên đề môn tự chọn để giảng dạy nội dung đề tài c Thông qua hệ lớp phụ đạo, luyện thi cho HS khối CMHS tổ chức để tải nội dung đề tài đến HS Phân đối tượng thực : chia khối làm 02 nhóm  Nhóm1: gồm lớp: 9/1, 9/3, 9/5, 9/6, 9/10 = 211 HS lớp áp dụng đề tài  Nhóm2: gồm lớp: 9/2, 9/4, 9/7, 9/8, 9/9, 9/11 = 240 HS lớp không áp dụng đề tài IV NỘI DUNG ĐỀ TÀI * Dạng toán xác định công.thức phân tử hợp chất hữu (HCHC) dạng tập phong phú môn hoá học, chương trình hoá học Hữu lớp dạng tập SGK hầu hết tập trung vào phản ứng cháy Do đó, đề tài giới hạn phạm vi : " Rèn luyện kó giải tập dạng lập công Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang / 16 Kinh nghiệm rèn luyện kỹ lập công thức hợp chất hữu cho học sinh lớp THCS thức hợp chất hữu dựa vào kết phản ứng đốt cháy " Vì vậy, để HS có sở luyện giải dạng tập đạt kết tốt, trước hết trang bị cho HS nắm vững kiến thưc lý thuyết phng pháp giải sau: IV.1 Những kiến thức lý thuyết cần trang bị cho học sinh : Công thức tổng quát loại HCHC nhằm giúp HS xác định số nguyên tử nguyên tố hợp chất gặp dạng cụ thể để xác định công thức hợp chất biết dạng tổng quát xác định tên hợp chất tìm Bảng phân loại hợp chất hữu : ( Chương trình hoá học lớp ) Hydrocacbon ( Phân tử có2 nguyên tố C H) CTTQ: CXHY Hợp chất hữu (HCHC) Hydrocácbon no (Họ ANKAN: CnH2n + với n ≥ 1) Hydrocacbon không no (Họ ANKEN: CnH2n với n ≥ ) Hydrocacbon không no(Họ ANKIN:CnH2n - với n ≥ ) Hydrocacbon thơm ( Họ AREN: CnH2n - với n≥ ) Dẫn xuất hydrocacbon ( Ngoài C H có nguyên tố khác như: O, N ) CTTQ: CXHYOZ Rượu đơn chức no: CnH2n+1 OH (với n ≥ ) Axit đơn chức no: Cn H2n+1 COOH (với n ≥ ) Chất béo: (R-COO)3C3H5 (với R gốc hydrocacbon ) Glucôzơ: C6H12O6 Saccarozơ: C12H22O11 Tinh bột xenlulozơ: ( -C6H10O5-)n với : n = 1200 → 6000 : Tinh boät n = 10000 → 14000 : Xenlulôzơ Phương trình tổng quát phản ứng cháy hợp chất hữu (HCHC) gồm hiđrôcacbon dẫn xuất hiđrôcacbon (hợp chất hữu có chứa ôxy nitơ ) phạm vi chương trình hoá học lớp sau : a) Hiđrôcacbon : * Họ Ankan: CnH2n +2 + ( * Hoï Anken: CnH2n + * Hoï Ankin: CnH2n -2 * Hoï Aren: CnH2n -6 3n + )O2 t → n CO2 + (n + 1) H2O 3n O t → n CO2 + n H2O 2 3n − +( )O2 t → n CO2 + (n - 1) H2O 3n − +( )O2 t → n CO2 + (n - 3) H2O + Phương trình phản ứng cháy tổng quát loại hiđrôcacbon (A) y y CxHy + ( x + ) O2 t HO → xCO2 + 2 Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang / 16 Kinh nghiệm rèn luyện kỹ lập công thức hợp chất hữu cho học sinh lớp THCS - Dựa vào số mol CO2 số mol H2O sản phẩm cháy suy loại hiđrôcacbon (A) đem đốt : y Nếu nCO2 〈 nH2O hay x 〈 ⇒ y Neáu nCO2 = nH2O hay x = y Neáu nCO2 〉 nH2O hay x 〉 b) Dẫn xuất hiđrôcacbon : * Rượu đơn chức no : 3n A Ankan ⇒ A Anken ⇒ A Ankin Aren CnH2n + 1OH + O2 t → n CO2 + (n +1) H2O * Axit đơn chức no : 3n + CnH2n + 1COOH + ( )O2 t → (n + 1) CO2 + (n +1) H2O + Phương trình phản ứng cháy tổng quát loại dẫn xuất hiđrôcacbon (A) : - Hợp chất hữu có chứa ôxy : y z y CxHyOz + ( x + − ) O2 t HO → x CO2 + 2 - Dựa vào số mol CO2 số mol H2O sản phẩm cháy suy loại dẫn xuất hiđrôcacbon (A) đem đốt : y Neáu nCO2 〈 nH2O hay x 〈 ⇒ A Ankanol (Rượu) y Nếu nCO2 = nH2O hay x = ⇒ A laø Ankanoic (Axit ) đơn chức no - Hợp chất hữu có chứa ôxi nitơ : y z y t CxHyOzNt + ( x + - )O2 t H O + N2 → x CO2 + 2 IV.2 Phân loại phương pháp giải dạng toán xác định công thức phân tử hợp chất hữu dựa vào kết phản ứng đốt cháy : Bài toán dạng bản: ( áp dụng cho đối tượng học sinh ) a) Sơ đồ phân tích đề toán: m (g) đốt+ O2 mCO2 (g) ( hay nCO2(mol) , VCO2(lít) đktc ) cháy HCHC hoàn toàn mCO2(g) hay nH2O(mol) (A) VN2(lít) đktc ( hay nN2(mol) ) * Yêu cầu : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu (A) b) Phương pháp giải : Bước1: Xác định thành phần nguyên tố hợp chất hữu (A) đem đốt (hay phân tích ) Vco2 12 mCO2 = 12 = 12 nCO2 22,4 44 mH ( A ) = mH (trong H2O) = m H 2O = 2n H 2O 18 mC ( A ) = mC (trong CO2) = Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang / 16 Kinh nghiệm rèn luyện kỹ lập công thức hợp chất hữu cho học sinh lớp THCS 28.V N mN ( A ) = 22,4 = 28.n N * Tính tổng khối lượng : ( mC + mH + mN ) so sánh - Neáu ( mC + mH + mN ) = mA ( đem đốt ) => A không chứa ôxy - Neáu (mC + mH + mN ) 〈 mA (đem đốt) => A có chứa ôxy => mO ( A ) = mA - ( mC +mH + mN ) * Cách xác định thành phần % nguyên tố hợp chất hữu (A) mC 100 %C = m A %O = m H 100 ; %H = m A ; %N = m N 100 mA mO 100 = 100% - ( %C + %H + %N ) mA Bước : Xác định khối lượng mol phân tử hợp chất hữu (MA) * Dựa vào khối lượng riêng chất hữu (A) đktc (DA) MA = 22,4 DA * Dựa vào tỷ khối chất hữu (A) khí B (dA/B ) hay không khí (dA/KK) M = 29 dA/KK * Dựa vào khốMA =nM(mA A/B ) thể tích (VAA(lít) ) khí A đktc i lượ g B d(g) mA (g) khí A chiếm thể tích VA (lít) đktc MA = MA (g) 22,4 (lít) 22,4.m A V A (lít ) Bước : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu (A) Cách : Dựa công thức tổng quát hợp chất hữu cô (A) : CxHyOzNt 12 x y 16 z 14t M A = = = = m C m H mO m N mA M 12 x y 16 z 14t = = = = A %C % H %O % N 100 hay - Tính trực tiếp x , y , z , t từ tỷ lệ => công thức phân tử hợp chất (A) Cách : Tính trực tiếp từ phương trình phản ứng cháy hợp chất hữu (A) * Trường hợp : Đề cho biết khối lượng chất phản öùng chaùy: y z y t CxHyOzNt + ( x + - )O2 t H O + N2 → x CO2 + 2 2 MA (g) 44x (g) 9y (g) 14t (g) mA (g) mCO2 mH2O mN2 44 x 9y 14t 2 M A => Tỉ lệ : m = m = m = m CO H O N A Từ MA = 12x + y + 16z + 14t => z = => x , y , t M A − (12 x + y + 14t ) 16 => Xác định công thức phân tử hợp chất hữu A * Trường hợp : Đề cho biết thể tích chất phản ứng cháy (ở điều kiện nhiệt độ áp suất ) Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang / 16 Kinh nghiệm rèn luyện kỹ lập công thức hợp chất hữu cho học sinh lớp THCS - Trường hợp điều kiện nhiệt độ áp suất, tỷ lệ thể tích chất khí tỷ lệ số mol Do giải nên áp dụng thể tích trực tiếp vào phương trình phản ứng cháy tổng quát c) Bài tập minh hoạ : Bài : Đốt chất hoàn toàn gam hợp chất hữu (A) chứa nguyên tố : C, H, O, kết thu 6,6 gam CO2 3,6 gam H2O Biết tỷ khối hợp chất khí H2 30 Xác định công thức phân tử hợp chất hữu (A) ? Giải Theo đề dạng công thức phân tử hợp chất hữu (A) : CxHyOz Cách : - Khối lượng nguyên tố có (A) mC = 12 12 mCO2 = 6,6 = 1,8( g ) 44 44 ; mH = 2 m H 2O = 3,6 = 0,4( g ) 18 18 => mO = mA - ( mC + mH ) = - ( 1,8 + 0,4 ) = 0,8 (g) - Khối lượng mol (A) : M A = d A / M H = 30.2 = 60( g ) H2 12 x y 16 z M A = = = m C m H mO mA 12 x y 16 z 60 = = = = 20 1,8 0,4 0,8 ⇔ => x = , y = , z = Vậy công thức phân tử (A) : C3H8O Cách : - Phương trình phản ứng cháy tổng quát (A) CxHyOz + ( x + Theo pt pứng : Theo đề : Ta có tỉ leä : y z y - )O2 t HO → x CO2 + 2 MA (60g) mA (3g) 44x 9y mCO2 (6,6g) mH2O(3,6g) M 44 x 9y = = A mCO2 m H 2O mA ⇔ maø MA = 12x + y + 16z => z = 44 x y 60 = = = 20 6,6 3,6 => x =3 , y = 60 − (12.3 + 8) M A − (12 x + y ) ⇔ z= =1 16 16 Vậy công thức phân tử (A) là: C3H8O Bài : Xác định công thức phân tử Hydrôcacbon (A) Khi phân tích hợp chất có thành phần % khối lượng nguyên tố sau : 75%C 25%H Biết 3,2 gam chất (A) đktc tích 4,48 lít Giải - Dạng công thức phân tử Hydrôcacbon (A) : CxHy - Khối lượng mol của(A) : - Ta có tỷ lệ : M 12 x y = = A %C % H 100 22,4.m 22,4.3,2 A MA = V (lit ) = 4,48 = 16( g ) A ⇔ 12 x y 16 = = 75 25 100 Vậy công thức Hydrôcacbon (A) là: => x = , y = CH4 Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang / 16 Kinh nghiệm rèn luyện kỹ lập công thức hợp chất hữu cho học sinh lớp THCS Bài : Đốt cháy hoàn toàn 100ml chất hữu (A) chứa nguyên tố: C, H, O, cần 250 ml khí O2 , thu 200ml CO2 200ml H2O (các khí đo điều kiện nhiệt độ áp suất ) Xác định công thức phân tử hợp chất hữu (A) Giải - Phương trình phản ứng cháy tổng quát (A) : y z y CxHyOz + ( x + - )O2 t HO → x CO2 + 2 Theo ptpứng : Theo đề : 1(ml) x+ 100(ml) y z - (ml) 250(ml) y (ml) x(ml) 200(ml) 200(ml) y z x 200 x+ − x y = ⇒x= =2 ⇔ Ta coù : = = = 100 200 100 100 200 2.200 250 y 2.200 = ⇒y= =4 100 2.200 100 y z x+ − ⇒ 250 = + − y = + − z ⇒ z = = 100 250 100 2 Vậy công thức phân tử hợp chất hữu (A) : C2H4O Bài : Đốt cháy hoàn toàn 7,4(g) hợp chất axit đơn chức no, thu 6,72lít CO (ở đktc) Xác định công thức phân tử axit ? Giải VCO 6,72 - Số mol CO2 : nCO = 22,4 = 22,4 = 0,3(mol ) 2 - Soá mol CnH2n+1COOH : nCn H n +1COOH = 7,4 14n + 46 - Phương trình phản ứng đốt cháy axit đơn chức no: 3n + CnH2n+1COOH + ( ) O2 t → (n +1)CO2 + (n +1)H2O (n +1) 7,4 14n + 46 0,3 - Theo phương trình phản ứng, ta có tỉ leä: 7,4 0,3 = 14n + 46 n + ( Giải ta kết quả: n = ) - Vậy công thức axit là: C2H5 - COOH IV.3 Các toán dạng phân hoá thường gặp (biến dạng) : áp dụng cho đối tượng học sinh khá, giỏi Biến dạng 1: a) Đặc điểm toán : Đề không cho kiện tính M A, yêu cầu xác định công thức phân tử hợp chất hữu (A) b) Phương pháp giải : Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang / 16 Kinh nghiệm rèn luyện kỹ lập công thức hợp chất hữu cho học sinh lớp THCS Bước1 : Đặt công thức (A) dạng tổng quát : CxHyOzNt Sau dựa vào kiện toán thiết lập tỷ lệ : x:y:z:t= mC m H mO m N : : : => công thức đơn giản ( CTĐGN ) 12 16 14 công thức thực nghiệm ( CTTN ) chất (A) Bước : Biện luận từ công thức thực nghiệm ( CTTN ) để suy công thức phân tử (A) Bảng biện luận số trường hợp thường gặp CTTQ CxHy CxHyOz Điều kiện y ≤ 2x + x , y 〉 0, nguyên y chẳn y ≤ 2x + 2+ t x , y , t 〉 , nguyên y lẻ t lẻ y chẳn t chẳn CxHyNt CxHyOzNt Ví dụ minh hoạ CTTN (A) : (CH3O)n => CnH3nOn 3n ≤ 2n + => ≤ n ≤ , n nguyeân => n = , CTPT (A) : CH3O (loaïi , y lẻ) n = , CTPT(A) : C2H6O2 (nhận) CTTN(A) : (CH4N)n => CnH4nNn 4n ≤ 2n + + n ⇒ ≤ n ≤ , nguyeân => n = => CH4N (loaïi) n = => C2H8N2 (nhận) c) Bài tập minh hoạ: - Đốt cháy hoàn toàn 2,64 gam Hydrôcacbon (A) thu 4,032 lít khí CO đktc Xác định công thức phân tử (A) ? Giải - Khối lượng nguyên tố có (A): mC = VCO2 22,4 12 = 4,032 12 = 2,16( g ) 22,4 (A) Hydrôcacbon => m H = mA - mC = 2,64 - 2,16 = 0,48(g) - Dạng công thức của(A) : CxHy - Ta có tỷ lệ : x:y= mC m H 2,16 0,48 : = : = 0,18 : 0,48 12 12 => x : y = : CTĐGN (A) là: C3H8 => CTTN (A): (C3H8)n hay C3nH8n Điều kiện : 8n ≤ 2.3n + ⇒ n ≤ 1, n nguyên , > 0, buộc n = - Vậy công thức phân tử (A) là: C3H8 Biến dạng 2: a) Đặc điểm toán : - Đề không cho biết lượng chất hữu (A) đem đốt mà lại cho lượng ôxy cần để đốt cháy hoàn toàn (A) b) Phương pháp giải : Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang 10 / 16 Kinh nghiệm rèn luyện kỹ lập công thức hợp chất hữu cho học sinh lớp THCS - Trước hết áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho sơ đồ phản ứng cháy của(A) (A) + O2 t → CO2 + H2O => lượng chất (A) đem đốt : mA = ( mCO2 + mH2O ) - mO2 - Sau đưa toán dạng toán để giải * Lưu ý: - Nếu biết (A) Hydrôcacbon, dựa vào phương trình phản ứng cháy tổng quát y (A) : y CxHy + ( x + ) O2 t HO → x CO2 + 2 - Ta có phương trình toán học : nO2 (phản ứng cháy) = nCO2 + nH2O - Các khí đo điều kiện, ta có : VO2 (phản ứng cháy) = VCO2 + VH2O (hơi) c) Bài tập minh họa: - Đốt cháy hoàn toàn chất hữu (A) cần vừa đủ 6,72 lít khí O đktc thu 13,2 (g) CO2 5,4(g) H2O Xác định công thức phân tử (A) ? Biết tỷ khối (A) Heli 7,5 Giải - Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho sơ đồ phản ứng (A) : (A) + O2 t → CO2 + H2O - Ta coù: mA = ( mCO2 + mH2O ) - mO2 (phản ứng) 6,72 = ( 13,2 + 5,4 ) - ( 22,4 32 ) = (g) ( Vận dụng phương pháp giải dạng ) - Khối lượng mol chất (A) MA = MHe dA/He = 7,5 = 30(g) - Khối lượng nguyên tố có (A): mC = mCO2 44 12 = 13,2 12 = 3,6( g ) 44 ; mH = m H 2O 18 = 5,4 = 0,6( g ) 18 - Toång: mC + mH = 3,6 + 0,6 = 4,2(g) < mA đem đốt 9(g) => chất (A) có chứa ôxi : mO = - 4,2 = 4,8(g) - Dạng công thức (A) CxHyOz - Ta có tỉ lệ : 12 x y 16 z M A = = = m C m H mO mA ⇔ 12 x y 16 z 30 = = = 3,6 0,6 4,8 => x = ; y = ; z = - Vậy công thức phân tử (A) CH2O Biến dạng 3: a) Đặc điểm toán : Thường gặp kiểu đề sau : * Kiểu đề1: HCHC + O CO2 Bình(1)H2SO4(đ) mB1 (tăng lên) t Bình(2) (A) H2 O mB2 (tăng lên) 2 d kiềm dư Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang 11 / 16 Kinh nghiệm rèn luyện kỹ lập công thức hợp chất hữu cho học sinh lớp THCS + Yêu cầu : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu (A) - Cách giải : Tư ø mB1 (tăng lên) = mH2O ; mB2 (tăng lên) = mCO2 Sau đưa toán dạng để giải * Kiểu đề2: HCHC + O CO2 Bình d2 Ca(OH)2 hay Ba(OH)2 mBình (tăng lên) t (A) H2O hấp thụ toàn CO2 H2O m muối trung hoà m muối axit + Yêu cầu : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu (A) - Cách giải : Viết phương trình phản ứng CO2 tác dụng với dung dịch kiềm - Từ lượng muối trung hoà muối axit thu ( kiện đề ) dự vào phương trình phản ứng tính lượng CO2 - Vì độ tăng khối lượng bình chứa : mB2 (tăng lên) = mCO2 + mH2O => mH2O = mB2 (tăng lên) - mCO2 - Tính mCO2 mH2O sinh chất hữu (A) cháy ; đưa toán dạng để giải c) Bài tập minh hoạ: Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 10,4(g) chất hữu (A) cho sản phẩm qua bình (1) chứa H2SO4 đậm đặc bình (2) chứa nước vôi có dư ; thấy khối lượng bình (1) tăng 3,6 (g) ; bình (2) thu 30 (g) kết tủa Biết tỉ khối chất (A) khí O2 3,25 Xác định công thức phân tử (A) ? Giải - Theo đề , chất hữu (A) đốt cháy chắn cho sản phẩn CO2 H2O ; H2O bị H2SO4 đậm đặc giữ lại ; CO2 phản ứng với Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O Ca(OH)2 + CO2  Vậy mH2O = mB1 (tăng lên) = 3,6(g) ; nCO2 = nCaCO3 = ( Vận dụng phương pháp giải dạng ) - Khối lượng nguyên tố coù (A): mH = m H 2O 18 = 3,6 = 0,4( g ) 18 ; 30 = 0;3(mol ) 100 mC = mCO2 12 = 0,3.12 = 3,6( g ) - Toång: mC + mH = 3,6 + 0,4 = 4(g) < mA ( đem đốt ) => Chất hữu (A) có chứa ôxi : mO = 10,4 - = 6,4(g) - Khối lượng mol chất (A): MA = dA/O2 MO2 = 3,25 32 = 104(g) - Dạng công thức phân tử (A) là: CxHyOz - Ta có tỉ lệ : 12 x y 16 z M A 12 x y 16 z 104 = = = = = = ⇔ m C m H mO mA 3,6 0,4 6,4 10,4 Giaûi ta kết : x = ; y = ; z = Vậy công thức phân tử (A) : C3H4O4 Bài : Đốt cháy hoàn toàn 1,08(g) chất hữu (A) cho toàn sản phẩm vào dung dịch Ba(OH)2 ; thấy bình nặng thêm 4,6(g) ; đồng thời tạo thành 6,475(g) muối Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang 12 / 16 Kinh nghiệm rèn luyện kỹ lập công thức hợp chất hữu cho học sinh lớp THCS axit 5,91(g) muối trung hoà Tỉ khối (A) Heli 13,5 Xác định công thức phân tử (A) ? Giải - Chất hữu (A) cháy cho CO2 H2O , CO2 phản ứng với dung dịch Ba(OH)2 tạo muối theo phương trình phản ứng sau : → BaCO3 + H2O CO2 + Ba(OH)2  (1) → Ba(HCO3)2 2CO2 + Ba(OH)2  (2) Từ (1) ; (2) đề cho : tổng nCO2 = nBaCO3 + 2nBa(HCO3)2 5,91 6,475 = 197 + 259 = 0,03 + 0,05 = 0,08(mol ) Vì độ tăng khối lượng bình chứa tổng khối lượng CO2 H2O nên : mH2O = 4,6 - mCO2 = 4,6 - 0,08 44 = 4,6 - 3,52 = 1,08(g) ( Vận dụng phương pháp giải dạng ) - Khối lượng nguyên tố có chất hữu (A) : mC = 12 nCO2 = 12 0,08 = 0,96(g) ; mH = m H 2O 18 =2 1,08 = 0,12( g ) 18 - Toång : mC + mH = 0,96 + 0,12 = 1,08(g) lượng chất (A) đem đốt ⇒ chất (A) không chưa oâxy - MA = MHe dA/He = 13,5 = 54(g) - Dạng công thức chất (A) : CxHy ; ta có tỉ lệ : M 12 x y = = A mC m H mA ⇔ 12 x y 54 = = 0,96 0,12 1,08 giaûi : x = ; y = Vậy công thức phân tử (A) : C4H6 Biến dạng : a) Đặc điểm toán : - Đề không cho biết lượng sản phẩm cháy CO2 H2O cụ thể ; riêng biệt đốt cháy chất (A) mà lại cho lượng hỗn hợp sản phẩm tỉ lệ lượng hay thể tích chúng * Yêu cầu : Xác định công thưc phân tử (A) b) Phương pháp giải : - Thông thường đặt số mol CO2 H2O làm ẩn số ; lập phương trình toán học để tính lượng CO2 lượng H2O cụ thể Sau đưa toán dạng để giải - Để chuyển từ tỉ lệ số mol CO2 H2O (hay tỉ lệ thể tích đo điều kiện) tỉ lệ khối lượng sau : VCO2 V H 2O = nCO2 n H 2O = mCO2 nCO2 M CO2 a 44a ⇒ = = b m H 2O n H 2O M H 2O 18b c) Baøi tập minh hoạ : - Đốt cháy hoàn toàn 18(g) chất hữu (A) cần vừa đủ 16,8(lit) khí O đktc , hỗn hợp sản phẩm cháy gồm CO2 H2O có tỉ lệ thể tích : VCO2 : VH2O(hơi) = : Xác định công thức phân tử (A) Biết tỉ khối (A) khí H 36 Giải - Từ tỉ lệ thể tích VCO2 : VH2O(hơi) = : Ta có tỉ lệ khối lượng : Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang 13 / 16 Kinh nghiệm rèn luyện kỹ lập công thức hợp chất hữu cho học sinh lớp THCS mCO2 m H 2O = VCO2 M CO2 V H 2O ( hôi ) M H 2O = 3,44 11 = 2.18 16,8.32 mO2( phản ứng ) = 22,4 = 24( g ) - Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có : mCO2 + mH2O = mA + mO2 (phản ứng) = 18 + 24 = 42(g) ⇒ mCO2 = 11.42 = 33( g ) vaø mH2O = 42 - 33 = 9(g) 11 + ( Vận dụng phương pháp giải dạng ) - Khối lượng nguyên tố có (A) : 12 mC = 44 33 = 9( g ) ; mH = 18 = 1( g ) Toång: mC + mH = + = 10(g) < mA(đem đốt) ⇒ chất (A) chứa ôxy ; mO = mA - ( mC + mH ) = 18 - 10 = 8(g) - MA = dA/H2 MH2 = 36 = 72(g) - Dạng công thức (A) : CxHyOz Ta có tỉ lệ : 12 x y 16 z M A 12 x y 16 z 72 = = = ⇔ = = = m C m H mO mA 18 ⇒ x=3 ; y=4 ; z=2 - Vậy công thức phân tử chất (A) : C3H4O2 V KẾT QUẢ THỰC HIỆN : Khảo sát chất lượng lần 2: -Thời gian khảo sát: tháng năm 2006 - Nội dung khảo sát: Các dạng tập lập công thức phân tử HCHC - Kết khảo sát: Trong trình áp dụng kinh nghiệm vào giảng dạy năm học: 2005-2006 chia HS khối làm 02 nhóm Nhóm1: gồm lớp: 9/1, 9/3, 9/5, 9/6, 9/10 = 211 HS lớp áp dụng đề tài ( Các lớp thực nghiệm )  Nhóm2: gồm lớp: 9/2, 9/4, 9/7, 9/8, 9/9,, 9/11 = 240 HS lớp không áp dụng đề tài ( Các lớp đối chứng ) sau áp dụng kinh nghiệm tiến hành khảo sát 02 đối tượng kết sau: Số HS tham gia TRÊN GIỎI KHÁ TB YẾU KÉM khảo sát TB Số lượng 53 64 65 182 21 08 CÁC LỚP THỰC % 25,11 30,33 30,8 86,25 9,95 3,79 211 NGHIỆM CÁC LỚP ĐỐI 240 Số lượng 14 % 5,83 22 9,16 67 27,9 103 42,9 Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 77 32,08 36 15,0 Trang 14 / 16 Kinh nghiệm rèn luyện kỹ lập công thức hợp chất hữu cho học sinh lớp THCS CHỨNG - So sánh kết khảo sát thực trạng ban đầu kết khảo sát sau áp dụng nhóm thực nghiệm đối chứng nhận thấy HS nhóm thực nghiệm có kết cao hơn, đặc biệt HS giỏi, em tiếp thu nhanh loại hình biến dạng dạng toán lập công thức phân tử HCHC giải thành thạo VI BÀI HỌC KINH NGHIỆM: Toán hoá đa dạng phong phú song SGK sách tập không phân dạng, không hướng dẫn HS thiết lập phương pháp giải cho dạng dẫn đến HS lúng túng có biến dạng, trình giảng dạy muốn HS hiểu vận dụng tốt kiến thức vào việc giải tập hoá - GV phải nghiên cứu, phân dạng tập,thiết lập cách giải cho dạng để hướng dẫn HS Trong chương trình hoá học tiết luyện tập, tập ít, trình giảng dạy GV phải tận dụng tốt thời gian bước dặn dò tập tiết dạy để hướng dẫn HS giải tập Muốn thành công công tác giảng dạy trứơc hết yêu cầu người thầy phải có tâm huyết với công việc, phải đam mê tìm tòi học hỏi, tổng hợp kinh nghiệm áp dụng vào giảng Trong trình giảng dạy phải coi trọng việc hướng dẫn HS đường tìm kiến thức mới, khơi dậy óc tò mò, tư sáng tạo học sinh, tạo hứng thú học tập, dẫn dắt học sinh từ chỗ chưa biết đến biết, từ dễ đến khó * Trên nội dung đề tài sáng kiến kinh nghiệm mà nghiên cứu áp dụng thành công đơn vị trường sở Song chắn không tránh khỏi thiếu sót , mong góp ý đồng nghiệp để đề tài đạt hiệu cao Xin chân thành cảm ơn Hà Lam, ngày 25 tháng 02 năm 2007 NHÓM GIÁO VIÊN DẠY HOÁ Trương Quang Hiền Võ Hưng Tiến Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang 15 / 16 Kinh nghiệm rèn luyện kỹ lập công thức hợp chất hữu cho học sinh lớp THCS Trương Quang Hiền - Võ Hưng Tiến Trường THCS Lê Quý Đôn - Năm học: 2006-2007 Trang 16 / 16 ... : Công thức tổng quát loại HCHC nhằm giúp HS xác định số nguyên tử nguyên tố hợp chất gặp dạng cụ thể để xác định công thức hợp chất biết dạng tổng quát xác định tên hợp chất tìm Bảng phân loại. .. IV.2 Phân loại phương pháp giải dạng toán xác định công thức phân tử hợp chất hữu dựa vào kết phản ứng đốt cháy : Bài toán dạng bản: ( áp dụng cho đối tượng học sinh ) a) Sơ đồ phân tích đề toán: ... ( hay nN2(mol) ) * Yêu cầu : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu (A) b) Phương pháp giải : Bước1: Xác định thành phần nguyên tố hợp chất hữu (A) đem đốt (hay phân tích ) Vco2 12 mCO2 = 12