(SKKN 2022) hướng dẫn học sinh giải nhanh một số dạng bài tập về hiđrocacbon

MỤC LỤC PHẦN 1: PHẦN MỞ ĐẦU .1 Lý chọn đề tài .1 2.Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu PHẦN 2: NỘI DUNG I Cơ sở lý luận đề tài II Thực trạng đề tài III Các biện pháp tổ chức thực Vận dụng cơng thức đốt cháy vào tốn đốt cháy hỗn hợp hiđrocacbon Bài toán cộng H2, Br2 vào hiđrocacbon không no, mạch hở Phương pháp quy đổi hiđrocacbon .10 Bài toán nhiệt phân ankan 15 Bài tập tổng hợp hiđrocacbon 19 IV Hiệu sáng kiến 22 PHẦN 3: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 23 Kết luận .23 Kiến nghị 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 PHẦN 1: PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong chương trình THPT, Hố học mơn khoa học tự nhiên có vai trị quan trọng cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức phổ thông, thiết thực hố học, rèn cho học sinh óc tư sáng tạo khả trực quan nhanh nhạy Hình thành cho em phẩm chất cần thiết cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, xác, u thích khoa học Hóa học mơn khoa học thực nghiệm, dạy học hóa học khơng dừng lại việc truyền đạt lĩnh hội kiến thức khoa học mà cịn phải nâng cao tính thực tiễn môn học: rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo thực hành, nâng cao khả vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn sản xuất Trong dạy học hóa học, tập hóa học (BTHH) nguồn quan trọng để HS thu nhận kiến thức, củng cố khắc sâu lí thuyết học phát triển tư sáng tạo học sinh, nâng cao lực nhận thức Tuy nhiên việc bố trí thời lượng làm cho phần kiến thức, tập hóa học đặc biệt với tập trắc nghiệm Do đa số học sinh THPT gặp nhiều khó khăn việc phân loại tìm phương pháp giải phù hợp theo yêu cầu đề bài, theo tập theo hướng tăng cường chất hóa học hạn chế tính tốn q phức tạp tập, học sinh cần nắm chất hóa học đề để từ đưa phương pháp giải tối ưu Trong nội dung hóa học trường THPT, phần hóa học hữu phần quan trọng, chiếm 50% số câu hỏi đề thi THPTQG đến học kì II lớp 11 học sinh tìm hiểu hợp chất hữu Do đó, q trình học, học sinh thường cảm thấy khó khăn giải tập hữu Trong phần hóa học hữu cơ, hiđrocacbon hợp chất mà em tìm hiểu phần tảng quan trọng giúp em học tốt loại hợp chất có nhóm chức sau Với lý trên, chọn nghiên cứu đề tài: “Hướng dẫn học sinh giải nhanh số dạng tập hiđrocacbon ” Tôi viết đề tài dựa kinh nghiệm tích lũy q trình dạy học với mong muốn giúp em có nhìn lạc quan, dễ hiểu hóa hữu phần giúp em bớt “sợ” mơn hóa Đồng thời, góp phần giúp em phát triển tư duy, rèn trí thơng minh, đặc biệt lực tư linh hoạt, kĩ kĩ thuật giải nhanh tập trắc nghiệm 2.Mục đích nghiên cứu Nhằm nâng cao chất lượng học tập mơn hố học nói chung, hình thành cho học sinh kĩ giải tập hóa học bản, giúp học sinh hiểu chất vấn đề, củng cố khắc sâu kiến thức Tự bồi dưỡng nâng cao trình độ chun mơn thân nhằm đáp ứng yêu cầu người giáo viên thời đại Đối tượng nghiên cứu Các dạng tập hóa học hữu nhằm củng cố kiến thức, kỹ cho học sinh học mơn hóa học hữu Trường THCS&THPT Thống Nhất Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu đề tài bao gồm: - Nghiên cứu áp dụng cho học sinh khối 11 trường THCS&THPT Thống Nhất - Đề thi tốt nghiệp THPT năm gần - Đề thi học sinh giỏi lớp 12 sở năm gần Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu SÁCH GIÁO KHOA tài liệu tham khảo - Phân loại dạng tập để áp dụng giải dạng tập - Củng cố kiến thức bản, rèn luyện kỹ năng, phát triển tư học sinh; cung cấp cho học sinh kiến thức có hệ thống Phương pháp nghiên cứu - Vận dụng phương pháp đặc trưng mơn Hóa học - Lý thuyết dạy học tích cực PHẦN 2: NỘI DUNG I Cơ sở lý luận đề tài Trong năm vừa qua, phương pháp giải nhanh tập hóa học khơng ngừng phát triển để phù hợp với hình thức thi trắc nghiệm khách quan GD&ĐT để không ngừng phát triển tư sáng tạo cho học sinh Do đó, giáo viên không ngừng học hỏi, hiểu thấu đáo phương pháp, kĩ thuật giải nhanh học sinh phải sử dụng thành thạo phương pháp Một tốn có nhiều cách giải, để giải nhanh tốn học sinh cần phải biết cách vận dụng linh hoạt phương pháp Nếu khơng hiểu rõ phương pháp phạm vi áp dụng phương pháp học sinh áp dụng Trong đề tài sáng kiến kinh nghiệm này, đưa phương án để giải phần vấn đề II Thực trạng đề tài Hiện nay, ngoại trừ mơn ngữ văn, tất mơn học cịn lại chuyển sang hình thức thi trắc nghiệm Với hình thức thi này, thời gian ngắn, học sinh phải giải số lượng lớn câu hỏi để thi Điều không yêu cầu học sinh phải nắm vững lý thuyết mà phải hiểu rõ kĩ giải tập đặc biệt có phương pháp giải tập hợp lý Thực tế cho thấy nhiều học sinh giải hết tất câu hỏi đề thi thời gian cho phép em chưa biết cách vận dụng linh hoạt phương pháp giải nhanh III Các biện pháp tổ chức thực Vận dụng công thức đốt cháy vào toán đốt cháy hỗn hợp hiđrocacbon 1.1 Lý thuyết Chúng ta xem xét toán đốt cháy hỗn hợp gồm nhiều hiđrocacbon H2 Một hiđrocacbon có cơng thức tổng qt CnH2n+2-2k (n≥1, k≥0) với n số nguyên tử C k số liên kết π 3n+1-k to C n H 2n+2-2k + O   nCO + (n+1-k)H 2O mol: a na (n+1-k)a H2 + mol: b to O   H 2O b Ta có: n CO2 - n H2O = na - [(n+1-k)a +b] = ka - (a+b) hay n CO2 - n H2O = n  - n hh Số mol liên kết π số mol Br2 H2 tham gia phản ứng với hỗn hợp 1.2 Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Hỗn hợp X chứa nhiều hidrocacbon mạch hở H Cho 6,272 lít (đktc) hỗn hợp X qua bình đựng dung dịch brom dư thấy có 0,44 mol brom tham gia phản ứng Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 6,272 lít (đktc) hỗn hợp X thu 29,48 gam CO2 m gam nước Giá trị m A 31,5 B 9,18 C 12,96 D 8,64 Hướng dẫn: 6, 272 29, 48 n hh = = 0,28 (mol); n CO2 = = 0,67 (mol) 22, 44 n -n =n -n H 2O Br2 hh Áp dụng công thức: CO2  n H2O = 0,51 (mol)  m H2O = 9,18 (gam)  0,67 - n H 2O = 0,44 - 0,28 Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm C2H2, C3H6, C4H10 H2 Cho 7,64 gam hỗn hợp X qua bình đựng dung dịch brom dư thấy có 41,6 gam brom tham gia phản ứng Mặt khác, đốt cháy hồn tồn 13,44 lít (đktc) hỗn hợp X thu 47,52 gam CO2 m gam nước Giá trị m là: A 21,24 B 21,06 C 20,70 D 20,88 Hướng dẫn: Gọi a số mol H2O 13,44 47,52 n hh = = 0,6 (mol); n CO2 = = 1,08 (mol) 22,4 44 Áp dụng công thức: n CO2 - n H2O = n Br2 - n hh  1,08 - a = n Br2 - 0,6  n Br2 = 1,68 - a Và mX = mC + mH = 1,08.12 + 2a = 12,96 + 2a Ta có tỉ lệ: mX 7,64 12,96 + 2a = =  a = 1,16  m H2O = 20,88 (gam) m Br2 41,6 160(1,68  a) Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm C2H6, C3H4, C2H2 H2 (các chất mạch hở) Cho 19,46 gam X vào dung dịch chứa Br2 dư thấy có 0,86 mol Br2 tham gia phản ứng Mặt khác, đốt cháy hoàn tồn 14,56 lít hỗn hợp khí X (đktc) cần V lít khí O2 (đktc) thu 1,21 mol H2O Giá trị V là: A 45,36 B 45,808 C 47,152 D 44,688 14,56 n hh = = 0,65 (mol) 22, Hướng dẫn: Gọi a số mol CO2; Áp dụng công thức n CO2 - n H2O = n Br2 - n hh  a - 1,21 = n Br2 - 0,65  n Br2 = a - 0,56 Và mX = mC + mH = 12a + 2.1,21 = 12a + 2,42 mX 19,46 12a + 2,42 = =  a = 1,42 n Br2 0,86 a - 0,56 Ta có tỉ lệ: Bảo tồn ngun tố O: 1,21 n O2 = n CO2 + n H2O = 1,42 + = 2,025 (mol)  VO2 = 45,36 (lit) 2 Ví dụ 4: Hỗn hợp X chứa nhiều hidrocacbon mạch hở H2 Cho 6,72 lít (đktc) hỗn hợp X qua bình đựng dung dịch brom dư thấy có 0,41 mol brom tham gia phản ứng Mặt khác, đốt cháy hồn tồn 6,72 lít (đktc) hỗn hợp X cần vừa đủ 0,95 mol O2 thu CO2 m gam nước Giá trị m là? A 12,60 B 10,08 C 10,80 D 11,70 Hướng dẫn: Gọi a, b số mol CO2 H2O a - b = n Br2 - n hh = 0,41 - 0,3 a = 0,67   BTNT O   2a + b = 2n O2 = 2.0,95 b = 0,56 Ta có hệ:  => m = 10,08 (gam) Ví dụ (Đề thi thử TN THPT trường THPT chuyên Hùng Vương – Gia Lai năm 2022 lần 1): Nung nóng a mol hỗn hợp X gồm axetilen, etilen hiđro với xúc tác Ni bình kín (chỉ xảy phản ứng cộng H 2), sau thời gian thu hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với X 514/225 Đốt cháy hết Y, thu 0,6 mol CO2 0,9 mol H2O Mặt khác, Y phản ứng tối đa với 0,05 mol brom dung dịch Giá trị gần a A 0,9 B 0,8 C 0,7 D 0,6 Hướng dẫn: Áp dụng công thức: n CO2 - n H 2O = n Br2 - n Y  0,6 - 0,9 = 0,05 - n Y  n Y  0,35 (mol) Bảo toàn khối lượng ta có: m X = m Y  n X M X = n Y M Y  nX MY a 514   =  a  0,8 (mol) nY MX 0,35 225 Ví dụ (Đề thi thử TN THPT trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm – Đăklăk năm 2022 lần 1): Nung nóng x mol hỗn hợp X gồm propen, axetilen hiđro với xúc tác Ni bình kín (giả sử xảy phản ứng cộng H2), thu hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với O2 1,0875 Đốt cháy hết Y, thu 0,48 mol CO 0,6 mol H2O Dẫn toàn Y qua dung dịch brom dư có y mol Br tham gia phản ứng Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị y A 0,05 B 0,06 C 0,04 D 0,08 Hướng dẫn: Bảo tồn khối lượng ta có: mY = mC + mH = 0,48.12 + 0,6.2 = 6,96 (gam)  nY = 0,2 (mol) Áp dụng công thức: n CO2 - n H2O = n Br2 - n Y  0,48 - 0,6 = y - 0,2  y  0,08 (mol) Ví dụ (Đề thi thử TN THPT cụm trường thành phố Nam Định năm 2022 lần 1): Cho 0,35 mol hỗn hợp X gồm (vinyl axetilen, propin, etilen hidro) cho qua bột Ni, nung nóng bình kín (chỉ xảy phản ứng hiđro hóa), sau thời gian thu hỗn hợp khí Y có tỷ khối so với X 7/3 Đốt cháy hoàn toàn Y thu 0,64 mol CO x mol H2O Mặt khác, Y làm màu vừa hết 0,36 mol Br2 dung dịch Giá trị x A 0,34 B 0,58 C 0,43 D 0,2 n X MY 0,35     n Y = 0,15 (mol) n M n X Y Hướng dẫn: Ta có: Y n - n H2O = n Br2 - n Y  0,64 - x = 0,36 - 0,15  x  0,43 Áp dụng: CO2 1.3 Bài tập áp dụng Câu 1: Hỗn hợp X chứa nhiều hidrocacbon mạch hở H Cho 6,72 lít (đktc) hỗn hợp X qua bình đựng dung dịch brom dư thấy có 0,46 mol brom tham gia phản ứng Mặt khác, đốt cháy hồn tồn 6,72 lít (đktc) hỗn hợp X cần vừa đủ 1,045 mol O2 thu nước m gam CO2 Giá trị m là? A 32,56 B 44,00 C 30,80 D 33,00 Câu 2: Hỗn hợp X gồm số ankan, anken, ankin H2 Lấy 19,3 gam X cho qua bình đựng dung dịch nước Br2 (dư) thấy có 0,45 mol Br2 tham gia phản ứng Mặt khác, đốt cháy hết 11,2 lít X (đktc) cần dùng V lít khí O (đktc), sau phản ứng thu 0,65 mol CO2 Biết phản ứng hoàn toàn Giá trị V là: A 15,40 B 24,92 C 19,208 D 18,48 Câu 3: Hỗn hợp X gồm C2H2, C2H4, C3H4, C4H4 H2 (các chất mạch hở) Cho 14,44 gam X vào dung dịch chứa Br2 dư thấy có 0,66 mol Br2 tham gia phản ứng Mặt khác, đốt cháy hồn tồn 11,424 lít hỗn hợp khí X (đktc) cần V lít khí O2 (đktc) thu 0,67 mol H2O Giá trị V là: A 18,48 B 36,96 C 27,72 D 46,20 Bài toán cộng H2, Br2 vào hiđrocacbon không no, mạch hở 2.1 Lý thuyết Bài tốn tổng qt:  hiđrocacbon khô ng no Ni, to hỗ n hợp X    hỗ n hợp khí Y H  MY n P = X = X MX nY PY Bảo toàn khối lượng ta có: mX = mY  MX.nX = MY.nY  Số mol hỗn hợp khí ln giảm sau phản ứng độ giảm số mol khí số mol khí H2 tham gia phản ứng nH pö =nX - nY - Một số hướng phát triển tốn HC khô ng no Ni, to dd Br2 dư hh X    hh khí Y   hh khí Z H2  Dạng 1: Áp dụng bảo tồn mol liên kết π ta có: nπ/X = nH2 pư + nBr2 Và mbình Br2 tăng = mhiđrocacbon khơng no Dạng 2: HC khô  kế ng no Ni, to t tuû a dd AgNO3 /NH3 dư hh X    hh khí Y    t mà u Br2) H2  hh khí Z (mấ Áp dụng bảo tồn mol liên kết π ta có: nπ/X = nH2 pư + nπ/kết tủa + nBr2 2.2 Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm 0,02 mol C2H2, 0,03 mol C2H4 0,07 mol H2, đun nóng hỗn hợp X với xúc tác Ni, sau thời gian thu hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 9,375 Số mol H2 tham gia phản ứng là: A 0,04 B 0,05 C 0,06 D 0,03 Hướng dẫn: C2H2 =0,02  nX =0,12 (mol) BTKL  1,5 C H = 0,03    nY =  0,08 (mol)   9,375.2 m = 1,5 (gam)  H =0,07  X   nH =nX - nY =0,12 - 0,08 =0,04 (mol) Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm 0,15 mol axetilen; 0,1 mol vinylaxetilen; 0,1 mol etilen 0,4 mol hiđro Nung hỗn hợp X với niken xúc tác, thời gian hỗn hợp khí Y có tỉ khối hiđro 12,7 Hỗn hợp khí Y phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa a mol Br2 Giá trị a A 0,35 mol B 0,65 mol C 045 mol D 0,25 mol Hướng dẫn: Ta có: C2H2 =0,15 nX =0,75 (mol)  C H = 0,1  12,7  4 BTKL  mX =12,7 (gam)   nY =  0,5 (mol)  12,7.2 C2H4 =0,1 n =0,7 (mol)   /X H =0,4   nH pö =nX - nY =0,75 - 0,5 =0,25 (mol)  n /X =nH pö  nBr  0,7 =0,5 +a  a =0,2 (mol) Ví dụ (Đề thi thử TN trường THPT chuyên Lương Văn Chánh tỉnh Phú Yên năm 2022 lần 1: Dẫn V lít hỗn hợp X gồm metan, etilen, propin, vinylaxetilen H2 qua bình đựng xúc tác Ni, thu 5,6 lít hỗn hợp Y (chỉ chứa hiđrocacbon) có tỉ khối so với H 23 Y làm màu tối đa 0,45 mol Br2 dung dịch Mặt khác, 2V lít X làm màu tối đa a mol Br dung dịch Giá trị a là: A 0,60 B 1,20 C 0,50 D 0,75 Hướng dẫn: CH4  C2H4 C H   0,45 mol Br2 Ni, to X C3H4  X  n   CnH2n+2-2k   14 43 H C H  nY =0,25 M Y =46  4 H2 nBr 0,45 =1,8  12n +2n +2 - 2.1,8 =46  n =3,4 nY 0,25 2.3,4   k= = 2,4 Trong V lít X, hiđrocacbon C3,4H4: 0,25 mol có  nπ = 2,4.0,25 = 0,6 (mol) Vậy 2V lít X làm màu tối đa: 0,6.2 = 1,2 mol Br2 Ví dụ (Đề MH – 2022): Nung nóng a mol hỗn hợp X gồm propen, axetilen hiđro với xúc tác Ni bình kín (chỉ xảy phản ứng cộng H 2), sau thời gian thu hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với X 1,25 Đốt cháy hết Y, thu 0,87 mol CO2 1,05 mol H2O Mặt khác, Y phản ứng tối đa với 0,42 mol brom dung dịch Giá trị a A 0,45 B 0,60 C 0,30 D 0,75 Hướng dẫn: Áp dụng công thức: nCO - nH O =nBr - nY  0,87 - 1,05 =0,42 - nY  nY  0,6 (mol) kY = = 2 2 Ta có: nX M Y a   =1,25  a =0,75 (mol) nY M X 0,6 Ví dụ (Đề thi thử TN THPT sở GD&ĐT Thanh Hóa 2022 lần 1): Đốt cháy hồn tồn m gam hỗn hợp khí X gồm ba hiđrocacbon mạch hở cần vừa đủ 11,76 lít O2 thu 15,84 gam CO2 Mặt khác, nung m gam X với 0,04 mol H 2, có xúc tác Ni điều kiện thích hợp bình kín, sau thời gian thu hỗn hợp khí Y Dẫn Y qua dung dịch Br dư thấy có 17,6 gam Br2 phản ứng hiđrocacbon Tỉ khối X so với H2 là: A 22,25 B 20,22 C 20,75 D 14,25 Hướng dẫn: Trong hỗn hợp khí X: nO =0,525 (mol) ; nCO =0,36 (mol) 2  mX =mC +mH =4,98 (gam) BTNT O   nH O =2nO - 2nCO =0,33 (mol) 2 n /X  nH +nBr =0,04 +0,11 =0,15 (mol) 2 Áp dụng công thức: nCO - nH O =n /X - nX  0,36 - 0,33 =0,15 - nX  nX  0,12 (mol)  MX = 4,98 =41,5  dX/H =20,75 0,12 Ví dụ (Đề thi thử TN THPT sở GD&ĐT Hà Nội 2022 lần 1): Đun nóng 1,0 mol hỗn hợp X gồm hiđro hai hiđrocacbon mạch hở bình kín có Ni làm xúc tác Sau thời gian thu hỗn hợp Y Đốt cháy hồn tồn Y cần 42,56 lít O2, thu CO2 H2O có tỉ lệ mol tương ứng 6:7 Cho 0,5 mol X phản ứng với dung dịch nước brom dư Số mol brom tối đa phản ứng A 0,4 B 0,3 C 1,0 Hướng dẫn: BTNT O nCO  x mol   x =1,2  2x +y =2.1,9    n =y mol y =1,4 7x =6y Gọi  H2O Ta có: nX - nY =nH (pư)  nY =1,0 - nH (pö) 2 nCO - nH O =n /Y - nY  1,2 - 1,4 =n /Y - (1,0 - nH D 0,8 2 (pö) )  n /Y +nH (pö)  0,8 (mol) Vậy 1,0 mol X phản ứng tối đa với 0,8 mol Br2 Ví dụ (Đề thi thử TN THPT sở GD&ĐT tỉnh Bắc Giang 2022 lần 1): Dẫn V lít (đktc) hỗn hợp X gồm C2H2 H2 qua ống sứ đựng bột Ni nung nóng, thu hỗn hợp khí Y Dẫn Y vào lượng dư dung dịch AgNO NH3, thu 12 gam kết tủa Khí khỏi dung dịch phản ứng vừa đủ với 16 gam brom cịn lại khí Z Đốt cháy hồn tồn Z, thu 2,24 lít khí CO (đktc) 4,5 gam H2O Giá trị V là: A 11,2 B 13,44 C 8,96 D 5,60 Hướng dẫn: Gọi x, y số mol C2H6 H2 hỗn hợp Y 2x =0,1 x =0,05    3x +y =0,25 y =0,1  nC H =nC Ag +nC H +nC H =0,05 +0,1 +0,05 =0,2 (mol) 2  nH =nH 2 (dö) 2 +nC H +2nC H =0,1 +0,1 +2.0,05 =0,3 (mol)  V = (0,2 + 0,3).22,4 = 11,2 (lít) Ví dụ (Đề thi thử TN trường đại học sư phạm Hà Nội năm 2021 lần 1): Dẫn 3,808 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm butan, butađien, vinylaxetilen hiđro qua Ni (nung nóng) đến phản ứng hồn tồn, thu 1,456 lít hỗn hợp Y Đốt cháy hoàng toàn Y đưa toàn sản phẩm vào lượng dư dung dịch Ba(OH)2, thu 39,4 gam kết tủa, đồng thời khối lượng dung dịch giảm a gam so với ban đầu Giá trị a A 25,83 B 4,77 C 13,57 D 8,8 Hướng dẫn : C4H10  C H +O2 Ni, to 0,17 mol X    0,065 mol Y   CO2 : 0,2 mol C H  4 H   nHC   nH /X MaønH nCO =0,05 (mol) =0,17 - 0,05 =0,12 (mol) pö =nX - nY =0,17 - 0,065 =0,105 (mol) Phương pháp quy đổi hiđrocacbon 3.1 Lý thuyết - Xét toán hỗn hợp chứa nhiều hidrocacbon H có mối liên hệ ngầm - Bản chất phép quy đổi: Là biến hỗn hợp phức tạp khó xử lý hỗn hợp đơn giản dễ xử lý Ở cấp độ toán hidrocacbon chưa cảm nhận nhiều sức mạnh phép tư Tuy nhiên, tảng vững giúp áp dụng cho toán khó hợp chất có nhóm chức sau - Hướng giải chung toán dạng phải nhìn mối liên hệ ngầm chất để có liên hệ số mol + Anken: CnH2n → (CH2)n → CH2 CH CnH2n+2   Trong : nH =nankan H  + Ankan: + Hỗn hợp X gồm nhiều hiđrocacbon ( π ≠ ), ta bơm thêm H vào X để CH   H2 biến X thành hỗn hợp gồm hiđrocacbon no, sau quy đổi + Có hai trường hợp :  hỗ n hợp hiđrocacbon tổ ng t  khô ng cóđặ c điể m chung  n hợp hiđrocacbon cóđặ c điể m chung  cù ng C, cù ng H  hỗ C : x mol  H2 Ví dụ: Cùng số C: C2H2, C2H4, C2H6 quy đổi C  H4 : x mol Cùng số H: CH4, C2H4, C3H4, C4H4 quy đổi CH  H2 : x mol Hỗn hợp X gồm (H2, C2H4, C4H6, C6H8) quy đổi (Mỗi chất nhấc H2 thu hiđrocacbon có số C = số H) - Tùy thuộc vào mối liên hệ mà có hướng quy đổi hỗn hợp cho có lợi (cùng theo dõi qua ví dụ sau) 3.2 Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm C4H4, C4H2, C4H6, C4H8 C4H10 Tỉ khối X so với H2 27 Đốt cháy hoàn toàn X, cần dùng vừa đủ V lít O2 (đktc), thu CO2 0,03 mol H2O Giá trị V là: A 3,696 B 1,232 C 7,392 D 2,464 Hướng dẫn: Quy đổi hỗn hợp X : 11 C : x mol 48x +0,03.2   MX = =27.2  x =0,01 x H2 : 0,03 mol 16.0.01 +2.0,03 BT e   nO = =0,055 (mol)  V =1,232 (lít) Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 7,04 gam hỗn hợp X gồm CH 4; C2H4; C3H4; C4H4 cần V lít khí O2 (đktc) Biết tỷ khối X so với H 17,6 Giá trị V là: A 16,128 B 19,04 C 18,592 D 19,712 Hướng dẫn: MX = 35,2 (gam/mol) → nX = 0,2 (mol) Quy đổi hỗn hợp X :  7,04 - 0,2.2 =0,52 (mol) C :  7,04 gam 12 H : 0,2 mol  4.0.52 +4.0,2 =0,72 (mol)  V =16,128 (lít) Ví dụ 3: Đốt cháy hồn tồn 14,48 gam hỗn hợp X chứa C 3H6, C3H4, C4H8, C4H6 H2 thu 20,16 gam H2O Mặt khác, cho bột Ni vào bình kín chứa hỗn hợp X nung nóng thời gian thu hỗn hợp khí Y có tỷ khối so với H2 18,1 Biết chất X có mạch hở Nếu sục toàn Y vào dung dịch nước Br2 dư số mol Br2 phản ứng tối đa là: A 0,4 B 0,1 C 0,3 D 0,2 Hướng dẫn: Quy đổi hỗn hợp X : 20,16  H :  1,12 (mol)  18  14,48 gam  C: 14,48 - 1,12.2 = 1,02 (mol)  12 Bảo tồn khối lượng ta có : mY = mX = 14,48 (gam) Mà MY = 18,1 = 36,2 (gam/mol)  nY = 0,4 (mol) Do bình kín nên lượng C H X Y không đổi nên đốt Y thu số mol CO2 H2O đốt X Áp dụng công thức: nCO - nH O =nBr - nY  1,02 - 1,12 =nBr - 0,4  nBr  0,3 (mol) BT e   nO = 2 2 Ví dụ 4: Hỗn hợp X gồm metan, propen isopren Đốt cháy hồn tồn 2,688 lít khí X (đktc) cần dùng vừa đủ 0,565 mol O2 thu CO2 m gam H2O Giá trị m là? A 5,04 B 6,30 C 6,66 D 7,20 Hướng dẫn: 12 CH4  H3 :0,12 mol Quy đổ i Hỗ n hợp X : 0,12 mol C3H6   CH: x mol C H  BT e   4nO =3nH +5nCH  4.0,565 =3.0,12 +5x  x =0,38 0,12.3 +0,38 =0,37 (mol)  m =6,66 (gam) 2 Ví dụ 5: Hỗn hợp X gồm metan, axetilen propen có tỉ khối so với H 13,1 Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp X sau dẫn sản phẩm cháy vào bình chứa dung dịch Ca(OH)2 dư thu 38 gam kết tủa trắng khối lượng bình tăng thêm m gam Giá trị m A 21,72 gam B 22,84 gam C 16,72 gam D 16,88 gam Hướng dẫn: mX = 0,2.13,1.2 = 5,24 (gam) nCO2 = n↓ = 0,38 (mol) CH4 C : 0,38 mol   Quy đổ i Hỗ n hợp X : 5,24 gamC2H2  5,24 gam 5,24  0,38 =0,34 mol C H  H2:   mbình tăng = mCO2 + mH2O = 0,38.44 + 0,34.18 = 22,84 (gam) Ví dụ (Đề thi thử TN THPT sở GD&ĐT Hải Phịng 2022 lần 1): Nung nóng a mol hỗn hợp X gồm (C2H6: 0,05 mol; C2H2, C4H2 mạch hở H2) với xúc tác Ni bình kín ( xảy phản ứng cộng H 2), sau thời gian ta thu hỗn hợp khí Y có tỷ khối so với X 1,4 Biết Y phản ứng tối đa với 0,08 mol Br2 dung dịch Mặt khác đốt cháy hết a mol X thu H 2O 9,68 gam CO2 Giá trị a A 0,12 B 0,15 C 0,14 D 0,16 9,68 nCO = =0,22 (mol) 44 Hướng dẫn: nX M a a = Y  =1,4  nY = n MX nY 1,4 Ta có: Y C2H6: 0,05 (mol)  C H Hỗ n hợp X (a mol)  2 Quy đổi C: 0,22 - 0,1 =0,12 (mol) C4H2  H : a - 0,05 (mol)  H  Áp dụng công thức: BTNT H   nH O = nCO - nH O =nBr - nY  0,22 - (a - 0,05 +3.0,05) =0,08 2 13 a  a =0,14 (mol) 1,4 Ví dụ (Đề thi thử TN THPT sở GD&ĐT Hà Nội 2021 lần 1): Hỗn hợp X gồm C2H4, C2H2, C3H8, C4H10 Lấy 6,32 gam X cho qua bình đựng dung dịch nước Br2 (dư) thấy có 0,12 mol Br2 tham gia phản ứng Mặt khác, đốt cháy hết 2,24 lít X cần dùng V lít khí O2, sau phản ứng thu 9,68 gam CO2 Các phản ứng xảy hồn tồn Các thể tích khí đo đktc Giá trị V A 5,60 B 6,72 C 8,96 D 7,84 Hướng dẫn: CH : 0,22 (mol) +x mol H2 Hỗ n hợp X     mX =0,22.14 +0,1.2 - 2x =3,28 - 2x H2: 0,1 (mol) Ta có tỉ lệ: mX 6,32 3,28  2x = =  x =0,06 nBr 0,12 x 0,22.6 +0,1.2 - 0,06.2 =0,35 (mol)  V =7,84 Ví dụ (Đề thi thử TN THPT chuyên Đại học Vinh – Nghệ An 2022 lần 1): Hỗn hợp X gồm C3H6, C4H10, C2H2 H2 Nung bình kín chứa m gam X bột Ni đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu hỗn hợp Y Đốt cháy hoàn tồn Y, thu V lít CO2 Biết hỗn hợp Y làm màu tối đa 150 ml dung dịch Br2 1M Cho 11,2 lít X qua bình đựng dung dịch brom dư có 64 gam Br2 phản ứng Giá trị V A 13,44 B 17,92 C 15,68 D 16,80 Hướng dẫn: Do phản ứng hoàn toàn Y làm màu dung dịch Br2 nên H2 X phản ứng hết, Y không H2 C4H10: x mol C4H10 +0,15 mol Br2  Quy đổ i Ni, to Hỗ n hợp X  C H : y mol   Y    2  C H H : z mol  m  Bảo toàn liên kết π ta có: n /X =nH +nBr  2y =z +0,15 hay 2y - z =0,15 (1) BT e   nO = 2 nX 0,5 x +y +z    x - 1,5y +z =0 (2) nBr 0,4 2y Mặt khác: Lấy (1) + (2) ta được: x + 0,5y = 0,15 nCO  4x +2y =4(x +0,5y) =4.0,15 =0,6 (mol)  V =13,44 (lít) Mà Ví dụ (Đề thi thử THPTQG lần năm 2019 – Chuyên PBC Nghệ An): Hỗn hợp X gồm C2H4, C3H6, C3H8, C4H8 C2H2 số mol C3H8 số mol C2H2 Đốt cháy hoàn toàn 5,6 gam X, hấp thụ toàn sản phẩm cháy vào nước vôi dư Sau phản ứng xảy hồn tồn, thu kết tủa có khối lượng là: A 20 gam B 15 gam 14 C 30 gam D 40 gam Hướng dẫn:Do số mol C3H8 số mol C2H2 nên ta cộng gộp hiđrocacbon thành C5H10 Khi hỗn hợp X trở thành: C2H4  C H Quy đổ i 5,6 gam X   5,6 gam CH2  n =nCO =nCH =0,4 (mol) 2 C H  C H  10  m =40 gam 3.3 Bài tập áp dụng Câu 1: Hỗn hợp X gồm etan, butan propen có tỉ khối so với H 23 Đốt cháy hoàn toàn 0,6 mol hỗn hợp X sau dẫn sản phẩm cháy vào bình chứa dung dịch Ca(OH)2 dư thu 190 gam kết tủa trắng khối lượng bình tăng thêm m gam Giá trị m A 119,6 gam B 126,8 gam C 128,6 gam D 131,1 gam Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm C4H2; C4H4; C4H6; C4H8; C4H10 thu 9,18 gam H2O Biết tỷ khối X so với He 13,7 Dẫn toàn sản phẩm cháy qua dung dịch Ba(OH)2 dư thấy m gam kết tủa xuất Giá trị m là: A 60 B 118,2 C 137,9 D 70 Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn 6,2 gam hỗn hợp X gồm CH 4; C2H4; C3H4; C4H4 khí O2 Toàn sản phẩm cháy thu hấp thụ hồn tồn vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng m gam Biết tỷ khối X so với H2 15,5 Giá trị m là: A 25 B 26 C 27 D 29 Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 20,08 gam hỗn hợp X chứa C3H6, C3H4, C4H8, C4H6 H2 thu tổng khối lượng H2O CO2 89,84 gam Mặt khác, cho bột Ni vào bình kín chứa hỗn hợp X nung nóng thời gian thu hỗn hợp khí Y có tỷ khối so với H 20,08 Biết chất X có mạch hở Nếu sục tồn Y vào dung dịch nước Br dư số mol Br2 phản ứng tối đa là: A 0,4 B 0,1 C 0,3 D 0,2 Câu 5: Hỗn hợp X mạch hở gồm H2; C4H6; C2H4 Đốt cháy m gam hỗn hợp X thu 3m gam CO2 Cho 0,2 mol hỗn hợp X qua dung dịch Brom CCl4 dư có a gam brom tham gia phản ứng Giá trị a A 19,2 B 24,0 C 35,2 D 16,0 Câu 6: Hỗn hợp X mạch hở gồm CH4; C5H8; C7H10 Đốt cháy hồn tồn 8,96 lít hỗn hợp X (đktc) cần dùng vừa đủ 1,8 mol O Thu m gam hỗn hợp CO H2O giá trị m là: A 96,8 gam B 86,7 gam C 98,1 gam D 74,4 gam 15 Câu : Hỗn hợp X gồm etilen, axetilen, propan, butan Đốt cháy hết 3,36 lít X cần dùng V lít khí O2, dẫn tồn sản phẩm cháy qua bình đựng H 2SO4 đặc dư thấy khối bình tăng 7,02 gam Mặt khác, cho 9,48 gam X cho qua bình đựng dung dịch nước Br2 (dư) thấy có 0,18 mol Br2 phản ứng Các phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị V A 13,44 B 7,84 C 10,08 D 11,76 Bài toán nhiệt phân ankan (cracking) 4.1 Lý thuyết Chúng ta xem xét phương trình sau: CnH2n+2  CnH2n +H2  CnH2n+2  CmH2m +CpH2p+2 (n =m +p) Từ phương trình ta rút nhận xét quan trọng sau: (1) Khối lượng hỗn hợp trước sau nhiệt phân (nung) không đổi (2) Nếu xem H2 ankan có dạng đặc biệt C0H2 tổng số mol ankan hỗn hợp trước sau phản ứng khơng đổi (3).Số mol khí tăng số mol liên kết π sinh sau phản ứng (4).Khi giải toán cần áp dụng linh hoạt BTNT BTKL 4.2 Ví dụ minh họa Ví dụ (Đề thi TN THPT năm 2021 đợt 1): Nung nóng lượng butan bình kín (với xúc tác thích hợp), thu 0,47 mol hỗn hợp X gồm H hiđrocacbon mạch hở (CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8, C4H10) Cho tồn X vào bình chứa dung dịch Br2 dư có tối đa a mol Br2 phản ứng, khối lượng bình tăng 9,52 gam hỗn hợp khí Y Đốt cháy hồn tồn Y cần dùng vừa đủ 0,28 mol O2, thu CO2 vầ H2O Giá trị a A 0,24 B 0,27 C 0,21 D 0,20 Hướng dẫn: CH2 : 4x mol  CH2: 9,52 CH : 4x - 0,68 (mol)  0,68 mol 14 C4H10 (x mol)     khí Y  H2 : x mol H2: x mol Quy ñoå i Đốt Y: BT e   4nO = 6nCH +2nH 2  4.0,28 =6(4x - 0,68) +2x  x =0,2  nBr =nanken =nX - nC H =0,47 - 0,2 =0,27 (mol) 10 Ví dụ (Đề thi thử TN THPT sở GD&ĐT tỉnh Thái Nguyên 2022 lần 1): Khi nung butan với xúc tác thích hợp đến phản ứng hồn tồn thu hỗn hợp X gồm CH4, C3H6, C2H4, C2H6, C4H8, H2 C4H6 Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X thu 8,96 lít CO2 9,0 gam H2O Mặt khác, cho hỗn hợp X vào bình chứa dung dịch Br2 dư có 19,2 gam Br2 phản ứng Thành phần phần trăm số mol C4H6 X gần với A 8,0% B 9,5% C 9,0% D 8,5% n =0,4 (mol); nH O =0,5 (mol); nBr =0,12 (mol) 2 Hướng dẫn: CO2 Đốt X đốt butan thu lượng sản phẩm giống 16  nC H =nH O - nCO =0,5 - 0,4 =0,1 (mol) 10 C4H10 2 CH4 +C3H6  C H +C2H4 to    H2 +C4H8 2H +C H  nC H =nC H +nC H +nC H +nC H =0,1 (mol) 10 4 n =nC H +nC H +nC H +2nC H =0,12 (mol) 4 Ta thấy: Br2  nC H =0,12 - 0,1 =0,02 (mol) 0,02 100%  9,09% 0,22 Ví dụ (Đề thi thử TN THPT trường chuyên Lam Sơn – Thanh Hóa năm 2022 lần 1): Nung nóng x mol C4H10 có xúc tác thích hợp, thu hỗn hợp X gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8, C4H10 Dẫn X qua bình đựng dung dịch Br2 dư, sau phản ứng hồn, khối lượng bình tăng m gam có hỗn hợp khí Y Đốt cháy hồn tồn Y cần vừa đủ 0,275 mol khí O2, thu 6,6 gam CO2 Giá trị m là: A 2,8 B 3,5 C 5,8 D 4,2 Hướng dẫn:  m m CH2 : 4x mol  CH2: 14 (mol) CH2: 4x Quy đổ i C4H10 (x mol)     khí Y  14 H2 : x mol H : x mol   nX =2.0,1 +0,02 =0,22 (mol)  %nC H = m =0,15 (mol) 14 m BT e   4nO =6(4x - ) +2x  4.0,275 =6.0,15 +2x  x =0,1 (mol) 14  m =3,5 (gam) Ví dụ (Đề thi thử TN THPT trường chuyên Nguyễn Trãi – Hải Dương năm 2022 lần 2): Crackinh hoàn toàn V lít ankan X thu hỗn hợp Y gồm 0,1V lít C3H8; 0,5V lít CH4 1,9V lít hiđrocacbon khác, tỉ khối Y so với H2 14,4 Dẫn 21,6 gam Y qua bình chứa dung dịch brom (dư), phản ứng kết thúc thấy khối lượng bình tăng m gam Biết thể tích khí đo điều kiện, có ankan tham gia phản ứng crackinh Giá trị m A 11,6 gam B 14,28 gam C 12,72 gam D 10,5 gam Hướng dẫn: MY = 28,8 => nY = 0,75 mol Ta có: nX V nX V = X  =  nX =0,3 (mol) nY VY 0,75 2,5V  nCO =4x - 17 nX M 0,3 28,8 = Y  =  M X =72 nY MX 0,75 M X Mà nên X C5H12 Do tổng số mol ankan hỗn hợp trước sau không thay đổi nên nankan/Y = 0,3 mol C3H8 : 0,03 mol  C2H6 : x mol  x =0,12 mol CH : 0,15 mol Trong Y gồm ankan:  Khối lượng bình brom tăng lên khối lượng anken phản ứng manken/Y = mY – mankan/Y = 21,6 – ( 0,03.44 + 0,12.30 + 0,15.16) = 14,28 (gam) Ví dụ 5: Cho butan qua xúc tác nhiệt độ cao thu hỗn hợp X gồm C 4H6, C4H8, C4H10 H2 Nếu cho 8,96 lít (đktc) hỗn hợp X qua dung dịch Br (dư) thấy có 25,6 gam Br2 phản ứng Gọi d tỉ khối hỗn hợp X so với hidro Vậy giá trị d là: A 41,4 B 34,8 C 20,7 D 17,4 Hướng dẫn:nX = 0,4 (mol); nBr2 = 0,16 (mol) C4H10  o C H +0,16 mol Br2 t C4H10 (x mol)   0,4 mol X    C H  H  Do lượng C H không thay đổi nên đốt hỗn hợp X thu số mol CO H2O đốt butan Áp dụng công thức: nCO - nH O =nBr - nX  4x - 5x =0,16 - 0,4  x  0,24 (mol) 2  mX =mC H =0,24.58 =13,92 (gam) 10 13,92 =17,4 0,4.2 H2 Ví dụ 6: Crackinh 6,72 lít C4H10 (đktc) thời gian thu hỗn hợp X gồm hidrocacbon Cho X qua dung dịch Br dư thấy khối lượng bình Br2 tăng lên 8,4 gam đồng thời thấy có khí Y bay khỏi bình Đốt cháy khí Y cần V lít khí O2 đktc Giá trị V là: A 8,96 B 24,64 C 23,52 D 43,68 Hướng dấn: CH2: 1,2 mol -8,4 CH : 0,6 mol  0,6 mol CH2 Quy đổ i 14 0,3 mol C4H10    Y  H2: 0,3 mol H2: 0,3 mol 6.0,6 +2.0,3 BTe   nO = =1,05 (mol)  V =23,52 (lít)  dX  18 4.3 Bài tập áp dụng Câu 1: Tiến hành crackinh 17,4 (g) C4H10 thời gian bình kín với xúc tác thích hợp thu hỗn hợp khí A gồm: CH 4,C3H6, C2H6, C2H4, C4H8, H2 phần C4H10 chưa bị nhiệt phân Cho toàn A vào dung dịch Br thấy dung dịch Br2 bị nhạt màu đồng thời khối lượng bình tăng 8,4(g) có V (lít) hỗn hợp khí B Đốt cháy hồn tồn B thu m(g) hỗn hợp gồm CO H2O Giá trị m là: A 46,4 B 54,4 C 42,6 D 26,2 Câu 2: Nung nóng V lít (đktc) butan với xúc tác thích hợp thu 0,8 mol hỗn hợp khí X gồm C4H10, C4H8, C4H6, C4H4 H2 Cho 0,8 mol X phản ứng hoàn toàn với dung dịch Br2 dư thấy có 0,3 mol Br2 phản ứng Tìm V? A 24,64 B 17,92 C 6,72 D 11,20 Câu 3: Crackinh khí butan sau thời gian thu 45 lít hỗn hợp X gồm: CH4, C2H6, C2H4, C3H6, C4H8, C4H10 H2 Cho toàn X lội chậm qua dung dịch Br2 dư, phản ứng kết thúc thấy có 30 lít hỗn hợp khí Y Biết thể tích khí đo điều kiện nhiệt độ áp suất Vậy hiệu suất phản ứng crackinh butan A 66% B 20% C 33% D 50% Câu 4: Nung nóng 8,96 lít (đktc) butan với xúc tác thích hợp thu hỗn hợp khí X gồm C4H10, C4H8, C4H6, C4H4 H2 Cho toàn X phản ứng hoàn toàn với dung dịch Br2 dư thấy có 0,1 mol Br2 phản ứng Tính dX/He? A 11,6 B 5,8 C 14,0 D 13,9 Câu 5: Nung nóng 11,2 lít (đktc) butan với xúc tác thích hợp thu dược 17,92 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm C4H10, C4H8, C4H6, C4H4 H2 Cho toàn X phản ứng hồn tồn với dung dịch Br2 dư thấy có x mol Br2 phản ứng Vậy giá trị x A 0,8 B 0,6 C 0,4 D 0,3 Câu 6: Crackinh pentan thời gian thu 1,792 lít hỗn hợp X gồm hiđrocacbon Thêm 4,48 lít H2 vào X nung với Ni đến phản ứng hoàn tồn thu 5,6 lít hỗn hợp khí Y (thể tích khí đo đktc) Đốt cháy hồn tồn Y cho sản phẩm cháy hấp thụ vào dung dịch nước vôi dư, khối lượng kết tủa tạo thành là: A 25g B 35g C 30g D 20g Câu 7: Thực phản ứng crackinh hoàn toàn ankan thu 6,72 lít hỗn hợp X (đktc) gồm ankan anken Cho hỗn hợp X qua dung dịch brom thấy brom màu khối lượng bình brom tăng thêm 4,2 gam Khí Y khỏi bình đựng dung dịch brom tích 4,48 lít (đktc) Đốt cháy hồn tồn Y thu 26,4 gam CO2 Tên gọi ankan ban đầu là: A Pentan B Propan C Hexan D Butan Bài tập tổng hợp hiđrocacbon Ví dụ (Đề thi thử TN THPTQG Sở GD&ĐT Phú Thọ 2022 lần 1): Hỗn hợp X gồm etilen, axetilen hiđro Đốt cháy hoàn toàn lượng X, thu số mol CO2 số mol H2O Mặt khác, dẫn V lít X qua Ni nung nóng thu 19 0,8V lít hỗn hợp Y Cho Y vào dung dịch brom dư có 32 gam brom phản ứng (các thể tích khí đo đktc) Giá trị V là: A 8,96 B 6,72 C 11,2 D 5,6 n =nH O  nC H =nH  2 2 Hướng dẫn: CO2 coi hỗn hợp Y gồm C2H4: 0,8V lít 0,8V 32  nC H =nBr    V =5,6 (lit) 22,4 160 Ví dụ (Đề thi thử TN THPTQG trường THPT Quỳnh Cơi – Thái Bình 2022 lần 1): Đốt cháy hồn tồn hỗn hợp khí T gồm hai hiđrocacbon mạch hở X (0,05 mol) Y (0,01 mol) (MX > MY) cần dùng 8,176 lít khí O2 (đktc) thu sản phẩm gồm CO2 H2O Phần trăm khối lượng Y gần với giá trị sau đây? A 8,2 B 12,0 C 8,7 D 12,5 Hướng dẫn: Gọi công thức chung hai hiđrocacbon CxHy (x< 4; y< 10) Áp dụng định luật bảo toàn mol electron ta được: 0,06(4x+y)= 4.0,365  24x + 6y =146  4x + y = 24,333 Như hỗn hợp T phải có hiđrocacbon C4H10 (X) Gọi cơng thức hiđrocacbon Y CnHm Ta có: 0,05(4.4+10) + 0,01(4n+m) = 4.0,365  4n + m = 16 Nghiệm : n = m =  %mY = 12,12% Ví dụ (Đề thi thử TN THPTQG trường THPT Quốc Oai – Hà Nội 2022 lần 1): Cho 7,7 gam hỗn hợp X gồm C 2H2, C3H6, C4H10 H2 qua bình đựng dung dịch brom dư thấy có a mol brom tham gia phản ứng Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 0,5 mol hỗn hợp X cần dùng 1,65 mol O thu 1,1 mol CO2 Giá trị a là: A 0,15 B 0,20 C 0,25 D 0,35 Hướng dẫn: n =2nO - 2nCO =2.1,65 - 2.1,1 =1,1 (mol) 2 Bảo toàn nguyên tố O: H2O nCO =nH O  nBr =nX =0,5 (mol) 2 Bảo toàn khối lượng: mX = mC + mH = 1,1.12 + 1,1.2 = 15,4 (gam) mX 7,7 15,4  =  a =0,25 nBr a 0,5 Ta có tỉ lệ: Ví dụ (Đề thi thử TN THPTQG trường khiếu ĐHQG TPHCM 2022 lần 1): Hỗn hợp khí A gồm H2 hiđrocacbon X (CnH2n, mạch hở) có tỉ khối so với H2 Dẫn hỗn hợp khí A qua bột Ni nung nóng, sau thời gian thu hỗn hợp khí B (gồm hai hiđrocacbon H 2) có tỉ khối so với heli 25/9 Biết m gam B phản ứng tối đa với 0,05 mol Br dung dịch Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam B, thu 0,3 mol CO 0,7 mol H2O Trong công thức phân tử, X có số nguyên tử hiđro A B C D Hướng dẫn: Bảo toàn khối lượng ta có: mA = mB = 0,3.12 + 0,7.2 = 5,0 (gam) 20  nA =0,5; nB =0,45 (mol)  nH  nX =n /A =nH  nH /A pö pö =nA - nB =0,05 (mol)  nBr =0,1 (mol) =0,5 - 0,1 =0,4 (mol)  mA =14n.0,1 +2.0,4 =5,0  n =3 Vậy X có ngun tử H Ví dụ (Đề thi thử TN THPTQG trường chuyên Lê Quý Đôn – Đà Nẵng 2022 lần 1): Hòa tan 17,24 gam hỗn hợp X gồm Ca, CaC2, Al Al4C3 vào nước (dư), sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu hỗn hợp khí Y dung dịch Z suốt, chứa chất tan có nồng độ mol Đốt cháy hồn tồn Y cần vừa đủ 12,768 lít O2 (đktc), thu m gam hỗn hợp CO H2O Giá trị m A 23,08 B 18,58 C 18,68 D 22,0 Hướng dẫn: Dung dịch Z chứa hai chất tan Ca(OH) Ca(AlO2)2 có nồng độ mol nên có số mol a Quy đổi hỗn hợp X về: Ca (2a mol); Al (2a mol) C (b mol): Ta có phương trình: 40.2a + 27.2a + 12b = 17,24  134a + 12b = 17,24 (1) Bảo toàn e: 2.2a + 3.2a + 4.b = 4.0,57  10a + 4b = 2,28 (2) Từ (1) (2) ta : a = 0,1; b = 0,32 n =nC =0,32 (mol) Bảo toàn nguyên tố C: CO2 n =2nO -2nCO =2.0,57 -2.0,32 =0,5 (mol) 2 Bảo toàn nguyên tố O: H2O  m = 23,08 (gam) Ví dụ (Đề thi thử TN THPTQG trường chuyên Lê Hồng Phong – Nam Định 2022 lần 1): Cho V lít hỗn hợp X gồm 0,5 mol H hai hiđrocacbon C3Hx C3Hy (biết số mol C3Hx : số mol C3Hy = : 2; x < y) qua Ni nung nóng (chỉ xảy phản ứng cộng H 2), sau phản ứng thu 8,96 lít hỗn hợp khí Y (đktc) có tỉ khối so với H2 16,75 Cũng lượng hỗn hợp X qua dung dịch brom dư khối lượng bình brom tăng lên m gam Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m A 11,2 B 12,4 C 64,0 D 10,4 Hướng dẫn: Phản ứng hoàn toàn MY = 33,5 nên Y H2 dư C3H8 C3Hx : 0,1 mol C3H8 : 0,3 mol  Y  X C3H y : 0,2 mol  H2 : 0,1 mol H2 : 0,5 mol Gọi k, g độ không no C3Hx C3Hy Ta có: 0,1k + 0,2g = 0,4  k + 2g = Do x < y nên k > g nên phương trình có nghiệm là: k = g = Vậy hai hiđrocacbon X bị hấp thụ Br nên khối lượng bình Br2 tăng khối lượng hai hiđrocacbon  m = mX – mH2 = mY – mH2 = 33,5.0,4 – 0,5.2 = 12,4 (gam) 21 Ví dụ (Đề thi thử TN THPTQG trường chuyên Biên Hòa – Hà Nam 2022 lần 1): Nung nóng hỗn hợp X gồm propen, axetilen hiđro với xúc tác Ni bình kín (giả sử xảy phản ứng cộng H 2), thu hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 17,4 Đốt cháy hết Y, thu 0,24 mol CO 0,3 mol H2O Biết phản ứng xảy hoàn toàn Phần trăm khối lượng axetilen X là: A 74,71% B 44,83% C 37,36% D 33,49% Hướng dẫn: mY = 12.0,24 + 2.0,3 = 3,48 (gam) => nY = 0,1 (mol) Do phản ứng xảy hoàn toàn mà nY = 0,1 > nH2O – nCO2 = 0,06 nên Y có hiđrocacbon, H2 hết C3H6: x mol nY =x +y =0,1 x =0,04    X C2H2: y mol  nCO =3x +2y =0,24  y =0,06  %mC H =44,83% 2 H : z mol  z =0,06  nH2O =3x +y +z =0,3  22 IV Hiệu sáng kiến - Đề tài phân dạng, đưa ví dụ cụ thể, giải chi tiết tốn tìm số nghiệm phương trình Góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy thân - Nội dung đề tài triển khai sinh hoạt chuyên mơn tổ Và có nhiều phẩn hồi tích cực từ đồng nghiệp Được dùng tiết luyện tập để nâng cao kết hoạt động giáo dục - Đề tài cung cấp kiến thức cách hệ thống có chọn lọc ví dụ điển hình, tháo gỡ vướng mắc lớp đối tượng học sinh giải toán, tiếp thu kiến thức Chỉ hướng nhằm đơn giản đơn vị kiến thức làm cho học sinh tiếp thu kiến thức nhẹ nhàng hơn, rèn luyện thành thạo kĩ giải tốn để làm có kết xác nhanh Đề tài kiểm nghiệm năm học 2021 - 2022, học sinh dễ dàng tiếp thu hứng thú học tập, nâng cao khả giải tập hiđrocacbon tạo tiền đề cho việc giải tập hợp chất có nhóm chức sau Ở lớp có Hướng dẫn chuyên đề em học sinh với mức học trung bình trở lên có kỹ giải tập Học sinh biết áp dụng tăng rõ rệt Cụ thể sau áp dụng sáng kiến vào giảng dạy cho học sinh làm kiểm tra trắc nghiệm kết qua kiểm tra thử sau : Điểm trở lên Điểm từ đến Điểm Tổng Lớp Số Số Số số Tỷ lệ Tỷ lệ Tỷ lệ lượng lượng lượng 11A1 40 25 62,5% 12 30,0% 11A2 44 18 40,9% 15 34,1% 11 7,5% 25,0% Như thấy việc Hướng dẫn học sinh giải nhanh số dạng tập hiđrocacbon có hiệu giảng dạy 23 PHẦN 3: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ Kết luận Trong trình thực áp dụng sáng kiến trên, thu kết định, học sinh hứng thú tập hiđrocacbon nói riêng tập hóa hữu nói chung, kết học tập mơn hóa học nâng lên rõ rệt Với học sinh em khơng cịn e ngại giải tập hiđrocacbon đề thi kỳ thi Bởi em cung cấp kiến thức cách hệ thống chọn lọc cẩn thận qua rèn luyện thành thạo kĩ giải tập, nhiên để sáng kiến sử dụng hiệu rộng mong có ý kiến đóng góp đồng nghiệp để khắc phục thiếu sót, hồn thiện đề tài nghiên cứu Kiến nghị Đối với quan quản lý Nhà nước: Cần tiếp tục đổi sách giao khoa theo hướng tích cực hóa học sinh Bộ Giáo dục Đào tạo cần biên soạn thẩm định tài liệu Hướng dẫn giáo viên, học sinh phương pháp dạy, học theo hình thức thi trắc nghiệm Đối với Sở GD&ĐT Thanh Hóa: In ấn cho lưu hành rộng rãi sáng kiến kinh nghiệm thiết thực, có hiệu Đối với trường sở tại: Tiếp tục trì đạo tốt việc sinh hoạt chuyên môn để thân học hỏi chia sẻ kinh nghiệm Đối với tổ, nhóm chun mơn: Duy trì tốt thường xuyên việc trao đổi kinh nghiệm, học tập, đánh giá tiến hành phương pháp dạy học Tích cực áp dụng cơng nghệ thơng tin giảng dạy “Hướng dẫn học sinh giải nhanh số dạng tập hiđrocacbon” được nêu đề tài tưởng khơng có mẻ, nhiên lại tạo hướng xử lý tập hóa hữu cách hiệu phù hợp với đại phận học sinh, giúp học sinh bớt “sợ” học phần hữu Quá trình giảng dạy tơi nhận khơng câu hỏi, thắc mắc cách sử dụng giải pháp Hướng dẫn cho học sinh học sinh nắm vấn đề giải tốt tập tương tự Đề tài khơng tránh khỏi sai sót, để sáng kiến sử dụng hiệu rộng rãi mong ý kiến đóng góp q thầy để khắc phục thiếu sót, hồn thiện đề tài nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN Thanh Hóa, ngày 24 tháng 05 năm 2022 CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Tôi xin cam đoan sáng kiến kinh nghiệm viết, khơng chép nội dung người khác Người viết Vũ Văn Thành Hà Thị Giang 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Xuân Trường – Lê Mậu Quyền cộng sự, 2020 Sách giáo khoa: Hóa học 11 Hà Nội: Nhà xuất giáo dục Việt Nam Nguyễn Anh Phong – Lê Kiều Hưng, 2015 Rèn luyện phát triển tư hóa học Hà Nội: Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Đề minh họa năm 2022 Bộ GD&ĐT Đề thi TN THPT năm 2021 đợt Bộ GD&ĐT Đề thi khảo sát chất lượng lớp 12 sở GD &ĐT năm 2021và 2022, trang Web violet.vn, o2.edu.vn… 25 ... giảng dạy ? ?Hướng dẫn học sinh giải nhanh số dạng tập hiđrocacbon? ?? được nêu đề tài tưởng khơng có mẻ, nhiên lại tạo hướng xử lý tập hóa hữu cách hiệu phù hợp với đại phận học sinh, giúp học sinh bớt... việc Hướng dẫn học sinh giải nhanh số dạng tập hiđrocacbon có hiệu giảng dạy 23 PHẦN 3: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ Kết luận Trong trình thực áp dụng sáng kiến trên, thu kết định, học sinh hứng thú tập hiđrocacbon. .. nâng cao khả giải tập hiđrocacbon tạo tiền đề cho việc giải tập hợp chất có nhóm chức sau Ở lớp có Hướng dẫn chuyên đề em học sinh với mức học trung bình trở lên có kỹ giải tập Học sinh biết áp