YOPOVN COM 15 cđ BD HSG 9

Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa KẾ HOẠCH BỒI DƯỠNG HSG MƠN: HỐ HỌC Stt I II III IV V a b c d Tên chuyên đề Rèn luyện kĩ viết CTHH, PTHH phương pháp giải tốn hố học thơng dụng Viết, hồn thành phương trình hố học hướng dẫn số phương pháp giải tốn hố học thơng dụng Vận dụng cơng thức tính tốn hố học Bài tập độ tan, nồng độ dung dịch Bài tập pha trộn dung dịch chất Tính theo PTHH: Xác định cơng thức - Tính khối lượng, thể tích, nồng độ thành phần % chất Xác định công thức chất vô a/ Bài tập Oxit tác dụng với dung dịch axít b/ Bài tập Oxít tác dụng với dung dịch bazơ c/ Bài tập hỗn hợp Oxít Bài tập dung dịch axit tác dụng với kim loại Bài tập dung dịch axít tác dụng với bazơ (hỗn hợp axit tác dụng với hỗn hợp bazơ) Bài tập dung dịch axít tác dụng với muối Bài tập dung dịch bazơ tác dụng với dung dịch muối Bài tập hỗn hợp kim loại Bài tập hỗn hợp muối Bài tập tổng hợp chủ đề tính theo PTHH Nhận biết – phân biệt, tách – tinh chế, điều chế chất vô theo yêu cầu Viết PTHH để thực sơ đồ chuyển hoá Bài tập nhận biết – phân biệt hợp chất vô Bài tập tách – tinh chế chất vô Điều chế chất vô Viết hồn thành phương trình hố học để thực sơ đồ chuyển hoá - chuỗi phản ứng Hiđrocacbon – Dẫn xuất hiđrôcacbon Viết công thức cấu tạo Nhận biết, tinh chế điều chế chất hữu Viết phương trình hố học – sơ đồ chuyển hố - chuỗi phản ứng Xác định công thức phân tử hợp chất hữu Tính theo PTHH: Tính độ rượu, nồng độ thành phần % khối lượng, thể tích chất hữu hỗn hợp Bài tập hỗn hợp hiđrôcacbon Bài tập hỗn hợp rượu Bài tập hỗn hợp axit hữu Bài tập tổng hợp Số tiết 12 04 08 04 04 04 08 04 12 04 04 08 08 08 04 04 04 04 03 04 04 04 04 04 04 08 Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa CHUYÊN ĐỀ 1: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH HỐ HỌC I Phản ứng vừa có thay đổi số oxi hố, vừa khơng có thay đổi số oxi hoá Phản ứng hoá hợp  Đặc điểm phản ứng: Có thể xảy thay đổi số oxi hố khơng Ví dụ:  Phản ứng có thay đổi số oxi hố 4Al (r) + 3O2 (k) → 2Al2O3 (r)  Phản ứng khơng có thay đổi số oxi hố BaO (r) + H2O (l) → Ba(OH)2 (dd) Phản ứng phân huỷ  Đặc điểm phản ứng: Có thể xảy thay đổi số oxi hố khơng Ví dụ:  Phản ứng có thay đổi số oxi hoá 2KClO3 (r) → 2KCl (r) + 3O2 (k)  Phản ứng khơng có thay đổi số oxi hoá CaCO3 (r) → CaO (r) + CO2 (k) II Phản ứng có thay đổi số oxi hố Phản ứng  Đặc điểm phản ứng: Nguyên tử đơn chất thay hay nhiều nguyên tử nguyên tố hợp chất Ví dụ: Zn (r) + 2HCl (dd) → ZnCl2 (dd) + H2 (k) Phản ứng oxi hoá - khử  Đặc điểm phản ứng: Xảy đồng thời oxi hoá khử hay xảy đồng thời nhường electron nhận electron Ví dụ: CuO (r) + H2 (k) → Cu (r) + H2O (h) Trong đó: - H2 chất khử (Chất nhường e cho chất khác) - CuO chất oxi hoá (Chất nhận e chất khác) - Từ H2 → H2O gọi oxi hoá (Sự chiếm oxi chất khác) - Từ CuO → Cu gọi khử (Sự nhường oxi cho chất khác) III Phản ứng khơng có thay đổi số oxi hố Phản ứng axit bazơ  Đặc điểm phản ứng: Sản phẩm thu muối nước Ví dụ: 2NaOH (dd) + H2SO4 (dd) → Na2SO4 (dd) + 2H2O (l) NaOH (dd) + H2SO4 (dd) → NaHSO4 (dd) + H2O (l) Cu(OH)2 (r) + 2HCl (dd) → CuCl2 (dd) + 2H2O (l) Trong đó: Phản ứng trung hồ (2 chất tham gia trạng thái dung dịch) - Đặc điểm phản ứng: tác dụng axit bazơ với lượng vừa đủ - Sản phẩm phản ứng muối trung hồ nước Ví dụ: NaOH (dd) + HCl (dd) → NaCl (dd) + H2O (l) Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa Phản ứng gữa axit muối  Đặc điểm phản ứng: Sản phẩm thu phải có chất không tan chất khí chất điện li yếu Ví dụ: Na2CO3 (r) + 2HCl (dd) → 2NaCl (dd) + H2O (l) + CO2 (k) BaCl2 (dd) + H2SO4 (dd) → BaSO4 (r) + 2HCl (dd)  Lưu ý: BaSO4 chất không tan kể môi trường axit Phản ứng bazơ muối  Đặc điểm phản ứng:  Chất tham gia phải trạng thái dung dịch (tan nước)  Chất tạo thành (Sản phẩm thu được) phải có chất khơng tan chất khí chất điện li yếu  Chú ý muối kim loại mà oxit hay hiđroxit có tính chất lưỡng tính phản ứng với dung dịch bazơ mạnh Ví dụ: 2NaOH (dd) + CuCl2 (dd) → 2NaCl (dd) + Cu(OH)2 (r) Ba(OH)2 (dd) + Na2SO4 (dd) → BaSO4 (r) + 2NaOH (dd) NH4Cl (dd) + NaOH (dd) → NaCl (dd) + NH3 (k) + H2O (l) AlCl3 (dd) + 3NaOH (dd) → 3NaCl (dd) + Al(OH)3 (r) Al(OH)3 (r) + NaOH (dd) → NaAlO2 (dd) + H2O (l) Phản ứng muối với  Đặc điểm phản ứng:  Chất tham gia phải trạng thái dung dịch (tan nước)  Chất tạo thành (Sản phẩm thu được) phải có chất khơng tan chất khí chất điện li yếu Ví dụ: NaCl (dd) + AgNO3 (dd) → AgCl (r) + NaNO3 (dd) BaCl2 (dd) + Na2SO4 (dd) → BaSO4 (r) + 2NaCl (dd) 2FeCl3 (dd) + 3H2O (l) + 3Na2CO3 (dd) → 2Fe(OH)3 (r) + 3CO2 (k) + 6NaCl (dd) CHUYÊN ĐỀ 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG MỘT PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG 1/ Cân phương trình theo phương pháp đại số Ví dụ: Cân phương trình phản ứng xP2O5 + yH2O → zH3PO4  Đưa hệ số x, y, z vào phương trình ta có:  Căn vào số nguyên tử P ta có: 2x = z (1)  Căn vào số nguyên tử O ta có: 5x + y = z (2)  Căn vào số nguyên tử H ta có: 2y = 3z (3) 6x Thay (1) vào (3) ta có: 2y = 3z = 6x => y = = 3x Nếu x = y = z = 2x = 2.1 = => Phương trình dạng cân sau: P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 Bài tập vận dụng : Cân phương trình phản ứng sau : Al + HNO3 (loãng) → Al(NO3)3 + NO + H2O 2/ Cân theo phương pháp electron Ví dụ: Cu + HNO3 (đặc) → Cu(NO3)2 + NO2 + H2O  Bước 1: Viết PTPƯ để xác định thay đổi số oxi hoá nguyên tố Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa +5 +2 +4 Cu  + H N O3 → Cu ( NO3 )  + N O + H 2O  Bước 2: Viết q trình oxi hố q trình khử Cu0 → Cu+ + 2e N+ +1e → N+  Bước 3: Tìm bội chung để cân số oxi hoá +2 Cu – 2e → Cu +5 +4 N + 1e → N  Bước 4: Đưa hệ số vào phương trình, kiểm tra, cân phần khơng oxi hố - khử hoàn thành PTHH Cu + 4HNO3 (đặc) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 3/ Cân theo phương pháp bán phản ứng ( Hay ion – electron) Theo phương pháp bước giống phương pháp electron  Bước 3: Viết bán phản ứng oxi hoá bán phản ứng khử theo nguyên tắc: Các dạng oxi hoá dạng khử chất oxi hoá, chất khử thuộc chất điện li mạnh viết dạng ion Cịn chất điện li yếu, khơng điện li, chất rắn, chất khí viết dạng phân tử (hoặc nguyên tử) Đối với bán phản ứng oxi hố viết số e nhận bên trái cịn bán phản ứng viết số e cho bên phải  Bước 4: Cân số e cho – nhận cộng hai bán phản ứng ta phương trình phản ứng dạng ion Muốn chuyển phương trình phản ứng dạng ion thành dạng phân tử ta cộng vế lượng tương đương ion trái dấu (Cation anion) để bù trừ điện tích Chú ý: cân khối lượng nửa phản ứng Mơi trường axit trung tính lấy oxi H2O  Bước 5: Hồn thành phương trình Một số phản ứng hố học thơng dụng Cần nắm vững điều kiện để xảy phản ứng trao đổi dung dịch Gồm phản ứng: 1/ Axit + Bazơ  → Muối + H2O 2/ Axit + Muối  → Muối + Axít 3/ Dung dịch Muối + Dung dịch Bazơ  → Muối + Bazơ 4/ Dung dịch Muối tác dụng với  → Muối Điều kiện để xảy phản ứng trao đổi là: Sản phẩm thu phải có chất không tan chất khí phải có H2O chất tham gia phải theo yêu cầu phản ứng Tính tan số muối bazơ - Hầu hết muối clo rua tan ( trừ muối AgCl , PbCl2 ) - Tất muối nit rat tan - Tất muối kim loại kiềm tan - Hầu hết bazơ không tan ( trừ bazơ kim loại kiềm, Ba(OH)2 Ca(OH)2 tan * Na2CO3 , NaHCO3 ( K2CO3 , KHCO3 ) muối cacbonat Ca, Mg, Ba tác dụng với a xít NaHCO3 + NaHSO4  → Na2SO4 + H2O + CO2 Na2CO3 + NaHSO4  → Không xảy NaHCO3 + NaOH  → Na2CO3 + H2O Na2CO3 + NaOH  → Không xảy 2NaHCO3  → Na2CO3 + H2O + CO2 NaHCO3 + Ba(OH)2  → BaCO3 + NaOH + H2O 2NaHCO3 + 2KOH  → Na2CO3 + K2CO3 + 2H2O Na2CO3 + Ba(OH)2  → BaCO3 + 2NaOH Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2  → 2BaCO3 + 2H2O Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2  → BaCO3 + CaCO3 + 2H2O NaHCO3 + BaCl2  → không xảy Na2CO3 + BaCl2  → BaCO3 + 2NaCl Ba(HCO3)2 + BaCl2  → không xảy Ca(HCO3)2 + CaCl2  → không xảy NaHSO3 + NaHSO4  → Na2SO4 + H2O + SO2 Na2SO3 + H2SO4  → Na2SO4 + H2O + SO2 2NaHSO3 + H2SO4  → Na2SO4 + 2H2O + 2SO2 Na2SO3 + 2NaHSO4  → 2Na2SO4 + H2O + SO2 2KOH + 2NaHSO4  → Na2SO4 + K2SO4 + H2O (NH4)2CO3 + 2NaHSO4  → Na2SO4 + (NH4)2SO4 + H2O + CO2 Fe + CuSO4  → FeSO4 + Cu Cu + Fe SO4  → không xảy Cu + Fe2(SO4)3  → 2FeSO4 + CuSO4 Fe + Fe2(SO4)3  → 3FeSO4 t0 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 Một số PTHH cần lưu ý: Ví dụ: Hồ tan m( gam ) MxOy vào dung dịch axit (HCl, H2SO4, HNO3) Ta có PTHH cân sau: lưu ý 2y/x hoá trị kim loại M MxOy + 2yHCl  → xMCl2y/x + yH2O 2MxOy + 2yH2SO4  → xM2(SO4)2y/x + 2yH2O MxOy + 2yHNO3  + yH2O → xM(NO3)2y/x VD: Hoà tan m( gam ) kim loại M vào dung dịch a xit (HCl, H2SO4) Ta có PTHH cân sau: lưu ý x hoá trị kim loại M 2M + 2xHCl  + xH2 → 2MClx áp dụng: Fe + 2HCl  + H2 → FeCl2 2Al + 2*3 HCl  2AlCl → + 3H2 2M + xH2SO4  xH2 → M2(SO4)x + áp dụng: Fe + H2SO4  + H2 → FeSO4 2Al + 3H2SO4  3H2 → Al2(SO4)3 +  Các phản ứng điều chế số kim loại:  Đối với số kim loại Na, K, Ca, Mg dùng phương pháp điện phân nóng chảy muối Clorua PTHH chung: 2MClx (r ) dpnc  → 2M(r ) + Cl2( k ) (đối với kim loại hố trị II nhớ đơn giản phần hệ số)  Đối với nhôm dùng phương pháp điện phân nóng chảy Al2O3, có chất xúc tác Criolit (3NaF.AlF3) , PTHH: 2Al2O3 (r ) dpnc  → 4Al ( r ) + O2 (k )  Đối với kim loại Fe , Pb , Cu dùng phương pháp sau: t0 - Dùng H2: FexOy + yH2 → xFe + yH2O ( h ) t - Dùng C: 2FexOy + yC(r ) → 2xFe + yCO2 ( k ) t0 - Dùng CO: FexOy + yCO (k ) → xFe + yCO2 ( k ) t - Dùng Al( nhiệt nhôm ): 3FexOy + 2yAl (r ) → 3xFe + yAl2O3 ( k ) - PTPƯ nhiệt phân sắt hiđrôxit: Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa t 4xFe(OH)2y/x + (3x – 2y) O2 → 2xFe2O3 + 4y H2O  Một số phản ứng nhiệt phân số muối 1/ Muối nitrat t0  Nếu M kim loại đứng trước Mg → muối nitrit + O2 t Ví dụ:2KNO3 → 2KNO2 + O2 t0  Nếu M kim loại kể từ Mg đến Cu → oxit kim loại + NO2 + O2 t0 Ví dụ: 2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2 + O2 t0  Nếu M kim loại đứng sau Cu → kim loại + NO2 + O2 t 2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2 2/ Muối cacbonat t0 - Muối trung hoà: M2(CO3)x (r) → M2Ox (r) + xCO2(k) t - Muối cacbonat axit: 2M(HCO3)x(r) → M2(CO3)x(r) + xH2O( h ) + xCO2(k) 3/ Muối amoni t0 NH4Cl → NH3 (k) + HCl ( k ) t0 NH4HCO3 → NH3 (k) + H2O ( h ) + CO2(k) t0 NH4NO3 → N2O (k) + H2O ( h ) t0 NH4NO2 → N2 (k) + 2H2O ( h ) t0 (NH4)2CO3 → 2NH3 (k) + H2O ( h ) + CO2(k) t0 2(NH4)2SO4 → 4NH3 (k) + 2H2O ( h ) + 2SO2 ( k ) + O2(k) Bài 1: Viết phương trình hố học biểu diễn phản ứng hố học thí nghiệm sau: a) Nhỏ vài giọt axit clohiđric vào đá vơi b) Hồ tan canxi oxit vào nước c) Cho bột điphotpho pentaoxit vào dung dịch kali hiđroxit d) Nhúng sắt vào dung dịch đồng(II) sunfat e) Cho mẫu nhôm vào dung dịch axit sunfuric lỗng f) Nung sắt(III) hiđrơxit ống nghiệm g) Dẫn khí cacbonic vào dung dịch nước vơi đến dư h) Cho natri kim loại vào nước Bài 2: Có bazơ sau: Fe(OH)3, Ca(OH)2, KOH, Mg(OH)2 Hãy cho biết bazơ nào: a) Bị nhiệt phân huỷ? b) Tác dụng với dung dịch H2SO4? c) Đổi màu dung dịch phenolphtalein từ không màu thành màu hồng? Bài 3: Cho chất sau: canxi oxit, khí sunfurơ, axit clohiđric, bari hiđrơxit, magiê cacbonat, bari clorua, điphotpho penta oxit Chất tác dụng với đôi Hãy viết phương trình hố học phản ứng Hướng dẫn: Lập bảng để thấy cặp chất tác dụng với rõ Bài 4: Cho oxit sau: K2O, SO2, BaO, Fe3O4, N2O5 Viết phương trình hố học(nếu có) oxit tác dụng với nước, axit sunfuric, dung dịch kali hiđroxit Bài 5: Cho lượng khí CO dư vào ống thuỷ tinh đốt nóng có chứa hỗn hợp bột gồm: CuO, K 2O, Fe2O3 (đầu ống thuỷ tinh cịn lại bị hàn kín) Viết tất phương trình hố học xảy Bài 6: Nêu tượng viết PTHH minh hoạ a/ Cho Na vào dung dịch Al2(SO4)3 b/ Cho K vào dung dịch FeSO4 c/ Hoà tan Fe3O4 vào dung dịch H2SO4 loãng Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa d/ Nung nóng Al với Fe2O3 tạo hỗn hợp Al2O3 FexOy PTHH tổng quát: t0 3x Fe2O3 + ( 6x – 4y ) Al → FexOy + ( 3x – 2y ) Al2O3 Bài 7: Cho thí nghiệm MnO2 + HClđ  → Khí A Na2SO3 + H2SO4 ( l )  → Khí B FeS + HCl  → Khí C NH4HCO3 + NaOHdư  → Khí D Na2CO3 + H2SO4 ( l )  → Khí E a Hồn thành PTHH xác định khí A, B, C, D, E b Cho A tác dụng C, B tác dụng với dung dịch A, B tác dung với C, A tác dung dịch NaOH điều kiện thường, E tác dụng dung dịch NaOH Viết PTHH xảy Bài 8: Nêu tượng xảy ra, giải thích viết PTHH minh hoạ khi: 1/ Sục từ từ đến dư CO2 vào dung dịch nước vôi trong; dung dịch NaAlO2 2/ Cho từ từ dung dịch axit HCl vào dung dịch Na2CO3 3/ Cho Na vào dung dịch MgCl2, NH4Cl 4/ Cho Na vào dung dịch CuSO4, Cu(NO3)2 5/ Cho Ba vào dung dịch Na2CO3, (NH4)2CO3, Na2SO4 6/ Cho Fe vào dung dịch AgNO3 dư 7/ Cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3, Al2(SO4)3 8/ Cho Cu ( Fe ) vào dung dịch FeCl3 9/ Cho từ từ đến dư bột Fe vào hỗn hợp dung dịch gồm AgNO3 Cu(NO3)2 10/ Sục từ từ NH3 vào dung dịch AlCl3 Một số phương pháp giải tốn hố học thơng dụng Phương pháp số học Giải phép tính Hố học cấp II phổ thơng, thơng thường sử dụng phương pháp số học: Đó phép tính dựa vào phụ thuộc tỷ lệ đại lượng phép tính phần trăm Cơ sở tính tốn Hố học định luật thành phần không đổi áp dụng cho phép tính theo CTHH định luật bảo tồn khối lượng chất áp dụng cho cá phép tính theo PTHH Trong phương pháp số học người ta phân biệt số phương pháp tính sau đây: a Phương pháp tỉ lệ Điểm chủ yếu phương pháp lập tỉ lệ thức sau áp dụng cách tính tốn theo tính chất tỉ lệ thức tức tính trung tỉ tích ngoại tỉ Thí dụ: Tính khối lượng cácbon điơxit CO2 có g cacbon Bài giải Μ CO2 = 12 + (16.2) = 44 1mol CO2 = 44g Lập tỉ lệ thức: 44g CO2 có 12g C xg 3g C 44 : x = 12 : 44.3 = 11 => x = 12 Vậy, khối lượng cacbon điôxit 11g Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa Thí dụ 2: Có gam đồng điều chế cho tương tác 16g đồng sunfat với lượng sắt cần thiết Bài giải Phương trình Hố học: CuSO4 + Fe - > FeSO4 + Cu 160g 64g 16g xg 16.64 = 6,4 g => x = 160 Vậy điều chế 6,4g đồng b Phương pháp tính theo tỉ số hợp thức Dạng phép tính tính theo PTHH tức tìm khối lượng chất tham gia tạo thành phản ứng theo khối lượng chất khác Phương pháp tìm tỉ số hợp thức khối lượng chất phản ứng phát biểu sau: “Tỉ số khối lượng chất phản ứng Hố học tỉ số tích khối lượng mol chất với hệ số phương trình phản ứng” Có thể biểu thị dạng tốn học sau: m1 m1 n1 = m2 m2 n2 Trong đó: m1 m2 khối lượng chất, M 1, M2 khối lượng mol chất n 1, n2 hệ số PTHH Vậy tính khối lượng chất tham gia phản ứng Hoá học theo khối lượng chất khác cần sử dụng tỉ số hợp thức tìm theo PTHH ? Để minh hoạ ta xét số thí dụ sau: Thí dụ 1: Cần gam Pôtat ăn da cho phản ứng với 10g sắt III clorua ? Bài giải PTHH FeCL3 + 3KOH -> Fe(OH)3 ↓ + 3KCL 10g ? Tính tỉ số hợp thức khối lượng Kali hiđrôxit sắt II clorua MKOH = (39 + 16 + 1) = 56g M FeCL3 = (56 + 35,5.3) = 162,5 g m KOH 56.3 168 = = m Fecl 162,5 162,5 * Tìm khối lượng KOH: m KOH = 10 g 160 = 10,3 g 162,5 Thí dụ 2: Cần gam sắt III chorua cho tương tác với kalihiđrôxit để thu 2,5g Kaliclorua? Bài giải PTHH FeCl3 + KOH - > Fe(OH)3 ↓ + 3KCl Tính tỉ số hợp thức khối lượng FeCl3 Kaliclorua M FeCL3 = 162,5 g ; MKCL 74,5g m FeCl m KCl = 162,5 162,5 = 74,5.3 223,5 * Tính khối lượng FeCl3: M FeCL3 = 2,5 162,5 = 1,86 g 223,5 c Phương pháp tính theo thừa số hợp thức Hằng số tính từ tỉ lệ hợp thức gọi thừa số hợp thức biểu thị chữ f Thừa số hợp thức tính sẵn có bảng tra cứu chun mơn Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa Việc tính theo thừa số hợp thức cho kết phép tính theo tỉ số hợp thức tính đơn giản nhờ bảng tra cứu có sẵn Thí dụ: Theo thí dụ thừa số hợp thức là: 162,5 = 0,727 f= 223,5 => M FeCL3 = 2,5 f = 2,5.0,727 = 1,86 Vậy, khối lượng FeCl3 1,86g Phương pháp đại số Trong phương pháp giải toán Hoá học phương pháp đại số thường sử dụng Phương pháp có ưu điểm tiết kiệm thời gian, giải toán tổng hợp, tương đối khó giải phương pháp khác Phương pháp đại số dùng để giải toán Hoá học sau: a Giải toán lập CTHH phương pháp đại số Thí dụ: Đốt cháy hỗn hợp 300ml hiđrocacbon amoniac oxi có dư Sau cháy hồn tồn, thể tích khí thu 1250ml Sau làm ngưng tụ nước, thể tích giảm 550ml Sau cho tác dụng với dung dịch kiềm cịn 250ml có 100ml nitơ Thể tích tất khí đo điều kiện Lập công thức hiđrocacbon Bài giải Khi đốt cháy hỗn hợp hiđrocacbon amoniac oxi phản ứng xảy theo phương trình sau: 4NH3 + 3O2 -> 2N2 + 6H2O (1) y y CxHy + (x + ) O2 -> xCO2 + H2O (2) Theo kiện tốn, sau đốt cháy amoniac tạo thành 100ml nitơ Theo PTHH (1) sau đốt cháy hồn tồn amoniac ta thu thể tích nitơ nhỏ lần thể tích amoniac hỗn hợp ban đầu, thể tích amonac chưa có phản ứng 100 = 200ml Do thể tích hiđro cácbon chưa có phản ứng 300 200 = 100ml Sau đốt cháy hỗn hợp tạo thành (550 - 250) = 300ml, cacbonnic (1250 - 550 - 300) = 400ml nước Từ ta có sơ đồ phản ứng: y y CxHy + (x + ) O2 -> xCO2 + H2O 100ml 300ml 400ml Theo định luật Avogađro, thay tỉ lệ thể tích chất khí tham gia tạo thành phản ứng tỉ lệ số phân tử hay số mol chúng CxHy + 5O2 -> 3CO2 + H2O => x = 3; y = Vậy CTHH hydrocacbon C3H8 b Giải toán tìm thành phần hỗn hợp phương pháp đại số Thí dụ: Hồ tan nước 0,325g hỗn hợp gồm muối Natriclorua Kaliclorua Thêm vào dung dịch dung dịch bạc Nitrat lấy dư - Kết tủa bạc clorua thu có khối lượng 0,717g Tính thành phần phần trăm chất hỗn hợp Bài giải Gọi MNaCl x mKcl y ta có phương trình đại số: x + y = 0,35 (1) PTHH: NaCl + AgNO3 -> AgCl ↓ + NaNO3 KCl + AgNO3 -> AgCl ↓ + KNO3 Dựa vào PTHH ta tìm khối lượng AgCl phản ứng: Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa m’AgCl = x M AgCl M NaCl M AgCl =x 143 = x 2,444 58,5 143 = y 1,919 74,5 M kcl => mAgCl = 2,444x + 1,919y = 0,717 (2)  x + y = 0,325 Từ (1) (2) => hệ phương trình  2,444 x + 1,919 y = 0,717 Giải hệ phương trình ta được: x = 0,178 y = 0,147 0,178 => % NaCl = 100% = 54,76% 0,325 % KCl = 100% - % NaCl = 100% - 54,76% = 45,24% Vậy hỗn hợp: NaCl chiếm 54,76%, KCl chiếm 45,24% mAgCl = y =y Phương pháp áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố khối lượng a/ Nguyên tắc: Trong phản ứng hoá học, nguyên tố khối lượng chúng bảo tồn Từ suy ra: + Tổng khối lượng chất tham gia phản ứng tổng khối lượng chất tạo thành + Tổng khối lượng chất trước phản ứng tổng khối lượng chất sau phản ứng b/ Phạm vi áp dụng: Trong toán xảy nhiều phản ứng, lúc đơi khơng cần thiết phải viết phương trình phản ứng cần lập sơ đồ phản ứng để thấy mối quan hệ tỉ lệ mol chất cần xác định chất mà đề cho Bài Cho luồng khí clo dư tác dụng với 9,2g kim loại sinh 23,4g muối kim loại hoá trị I Hãy xác định kim loại hoá trị I muối kim loại Hướng dẫn giải: Đặt M KHHH kim loại hoá trị I PTHH: 2M + Cl2  → 2MCl 2M(g) (2M + 71)g 9,2g 23,4g ta có: 23,4 x 2M = 9,2(2M + 71) suy ra: M = 23 Kim loại có khối lượng nguyên tử 23 Na Vậy muối thu là: NaCl Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 3,22g hỗn hợp X gồm Fe, Mg Zn lượng vừa đủ dung dịch H 2SO4 loãng, thu 1,344 lit hiđro (ở đktc) dung dịch chứa m gam muối Tính m? Hướng dẫn giải: PTHH chung: M + H2SO4  → MSO4 + H2 1,344 nH SO = nH = 22,4 = 0,06 mol áp dụng định luật BTKL ta có: mMuối = mX + m H SO - m H = 3,22 + 98 * 0,06 - * 0,06 = 8,98g Bài 3: Có sắt khối lượng 11,2g Một cho tác dụng hết với khí clo, ngâm dung dịch HCl dư Tính khối lượng sắt clorua thu Hướng dẫn giải: PTHH: Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa nCO2 = nBaCO3 = 70,92 = 0,36 mol 197 lượng CO2 CH4 tạo theo PT (1) = nCH = 0,12 mol Do lượng CO2 X tạo 0,12 = 0,24 mol Như số nguyên tử C X= = 0,36 - 0,24 =1 0,24 12 + y + 16z = 30 hay y + 16z = 18 Cặp nghiệm z = y = O => CTPT CH2O CTCT H - C H b, Trường hợp 2: CO2 dư có PTHH (4) Lúc n CO2 = 0,48 + ( 0,48 - 0,36 ) = 0,6 mol đủ dư nCO X tạo = 0,6 - 0,12 = 0,48 mol -> nguyên tử C X = 0,48 =2 0,24 ta có 12 + y + 16z = 30 24 + y + 16z = 30 y + 16z = Cặp nghiệm z = ; y = H H CTPT C2H6 CTCT H-C-C-H H H Bài 7: Đốt cháy hoàn tồn hỗn hợp khí gồm hidrocacbon có cơng thức tổng quát C nH2n C mH2m + (4 ≥ m ≥ 1); (4 ≥ n ≥ 2) cần dùng 35,2g khí O2 Sau phản ứng thu 14,4g H2O lượng khí CO2 tích thể tích hỗn hợp khí ban đầu a Tính % thể tích hỗn hợp khí ban đầu b Xác định CTPT CTCT thể có hidrocacbonat nói 35,2 =1,1 mol 32 14,4 n H 2O = = 0,8 mol 18 n O2 = Gọi a, b số mol hiđrocacbon CnH2n CmH2m + Ta có PTHH 3n O2  n CO2 + n H2O 3na a na na (3m + 1)O CmH2m + +  m CO2 + (m +1)H2O 3m + 1) b ( 2) ) b mb (m+1)b 3na (3m + 1) n O2 = + b = 1,1 (1) 2 n H O = na + (m+1)b = 0,8 (2) CnH2n + 117 Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa n CO2 = na + mb = (a+b) (3) Giải hệ PT ta a = 0,2 b = 0,1  % CnH2n =0,2/0,3 x 100% ≈ 66,7% a % CmH2m + = 100% - 66,7% = 33,3 % ( a +b)  0,2n + 0,1m = x 0,3 b na + mb = 2n + m = n m  Các hiđrocacbon có CT: C2H4 C3H8 C3H6 CH4 Bài 8: Cho hỗn hợp A gồm C 2H4 C2H2 Lấy 2,96g hỗn hợp A đem đốt cháy hoàn toàn thu m1g CO2 m2g H2O Lấy 0,616 lít A(đktc) cho phản ứng với lượng dư nước Brôm thấy có 6,8g Br2 tham gia phản ứng (phản ứng xảy hồn tồn) a, Viết PTPƯ b, Tính % theo khối lượng theo thể tích hiđrocacbon A c, Tính m1 m2 a) (1 điểm) C2H4 + O2 → 2CO2 + 2H2O (1) C2H2 + O2 → 2CO2 + H2O (2) C2H4 + Br2 C2H4Br2 C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 b) nhỗn hợp A = (3) (4) 0,616 6,8 =0,0275 mol nBr2 = =0,0425 mol 22,4 160 Gọi số mol C2H4 a mol C2H2 b mol Theo PT (3) (4) ta có hệ PT: { a +b =0,0275 a =0,0125 mol ⇒{ a +2b =0,0425 b =0,015mol 0,0275 mol hỗn hợp : 0,0125.28 = 0,35 g m C2H 0,0275 mol hỗn hợp : 0,015.26 = 0,39g Tổng khối lượng = 0,35 + 0,39 = 0,74 g Tỷ lệ 2,96g : 0,616 lít = 2,96 : 0,74 = 4:1 → Số mol C2H4 C2H2 2,96 g hỗn hợp là: n C 2H =0,0125.4 =0,05mol n C 2H =0,015.4 =0,06mol 0,05 % C2H4 theo V bằng: 0,11.100% =45,45% 118 m C 2H Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa % C2H2 theo V 100%- 45,45% = 54,55% 0,05.28 % C2H4 theo m 2,96 100% =47,3% % C2H2 theo m 100%- 47,3%= 52,7% c, Tính m1, m2 Theo PT (1) (2): n CO2 = 2n C 2H + 2n C 2H = 0,1 + 0,12 = 0,22 (mol) → m1 = 0,22.44= 9,68(g) n H 2O = 2n C 2H + 2n C 2H = 2.0,05 + 0,06 = 0,16 (mol) → m2 = 0,16.18 = 2,88(g) Bài 9: Cho 3,36 lít hỗn hợp khí A (ĐKTC) gồm hiđro cacbon X có cơng thức C nH2n + hiđro cacbon Y (công thức CmH2m) qua bình nước Brom dư thấy có gam brom tham gia phản ứng Biết 6,72 lít hổn hợp A nặng 13 gam, n m thoả mản điều kiện: ≤ n; m ≤ Tìm cơng thức phân tử hiđro cacbon X; Y Hướng dẫn: Cho hổn hợp khí qua dd nước brom X: CnH2n + + Br2 → Không phản ứng Y: CmH2m + Br2 → CmH2mBr2 Gọi số mol X, Y hỗn hợp a b ta có: 3,36 a + b = 22,4 = 0,15 (mol) nY = nBrom = b = = 0,05 (mol 160 ⇒ a = 0,1 mol Theo khối lượng hỗn hợp: (14n + 2)0,1 + 14m 0,05 = 3,36 13 6,72 = 6,5 Rút gọn: 2n + m = Vì cần thoả mản điều kiện ≤ n; m ≤ ( m, n nguyên dương) Chỉ hợp lí n = m = Vậy cơng thức phân thức phân tử X C3H8; Y C3H6 Bài 10: Một hỗn hợp gồm khí Metan, Etilen tích lít trộn lẫn với lít khí Hiđro nung đến 2500C có bột kền xúc tác phản ứng kết thúc Sau trở lại điều kiện lúc đầu Về nhiệt độ áp suất thể tích tổng cộng cịn lại lít dẫn qua dung dịch nước Brom Hỏi 1) Dung dịch Brom có bị màu khơng ? 2) Tính thành phần % theo thể tích CH4 C2H4 hỗn hợp lúc đầu 3) Nếu thay C2H4 thể tích C2H2 sau phản ứng thể tích tổng cộng ? Hướng dẫn: 119 Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa a) Khi trộn hỗn hợp khí CH4; C2H4 với khí H2 đến phản ứng kết thúc có nghĩa phản ứng xảy hồn tồn có C2H4 phản ứng với H2 PTHH : C2H4+ H2 Ni C2H6 t0 Theo phản ứng ta có n C2H4 = nH2 Mà theo : nC2H4 < nH2 nên sau phản ứng có H2 (dư) CH4 ; C2H6 chất không phản ứng với dd Brom Nên Brom không màu b) Theo phản ứng : Vh hợp giảm = VC2H4 phản ứng => VC2H4 = + - = (lít) % C2H4 = 100% = 40% % CH4 = 100% - 40% = 60% c) Nếu thay C2H4 + 2H2 Ni C2H6 Theo PTHH : t0 VH2 = 2VC2H2 = 2.2 = (l) => VH2 (dư) = - = (lít) Vhh = +2 + = (lít) Bài 11: Hợp chất hữu A chứa hai nguyên tố X Y Đốt cháy hoàn toàn m gam A thu m gam H2O A có phân tử khối khoảng 150 < M < 170 a X Y nguyên tố gì? b Xác định cơng thức đơn giản (cơng thức tỉ lệ số ngun tử nguyên tố tối giản) công thức phân tử A Hướng dẫn: - Nêu A hợp chất hữu nên X Y phải có nguyên tố C Mặt khác đốt A thu H2O Vậy X Y C H 120 Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa - Viết phương trình tổng qt: y y H2O y a a y - Lập hệ thức a(mol) CxHy => a(mol) H2O → m m Mà MA = MH O = a y = 18 => a.MA = 9.a.y => MA = 9y a CxHy + (x + )O2 → xCO2 + Vì 150 < M < 170 nên 16 < y < 19 Ta có: y 16 17 M 145 156 18 16 19 171 Vì M = 156, y = 17 x = 11,5 (loại) Vậy có y = 18, x = 12 M = 162 phù hợp ⇒ Công thức phân tử A là: C12H18 Công thức đơn giản là: (C2H3)n A Bài 12: Hỗn hợp khí B chứa mêtan axetilen Cho biết 44,8 lít hỗn hợp B nặng 47g Tính % thể tích khí B Đốt cháy hồn tồn 8,96 lít hồn hợp B cho tất sản phẩm hấp thụ vào 200ml dung dịch NaOH 20% (D = 1,2 g/ml) Tính nồng độ % chất tan dung dịch NaOH sau hấp thụ sản phẩm cháy Trộn V lít hỗn hợp B với V' Hiđrơcacbon X (chất khí) ta thu hỗn hợp khí D nặng 271g, trộn V' lít hỗn hợp khí B với Vlít Hiđrocacbon X ta thu hỗn hợp khí E nặng 206g Biết V' - V = 44,8 lít Hãy xác định công thức phân tử Hiđrocacbon X Các thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn Hướng dẫn: Gọi n số mol C2H2 mol hỗn hợp B ta có phương trình khối lượng mol: MB = 26n +16 (1 - n) = 47/2 = 23,5 => n = 0,75 tức axetilen= 75%, mêtan = 25% Các phương trình: 2C2H2 + 5O2 4CO2+2H2O (1) CH4+ 2O2 CO2+2H2O (2) Tính nB = 0,4 mol , có 0,3mol C2H2 0,1mol CH4 Theo phản ứng : 1;2: Tổng mol CO2 = 0,3 x + 0,1 x = 0,7 mol Tổng mol H2O = 0,3 x + 0,1 x = 0,5 mol Số mol NaOH = 200x ,2 x 20 /100x40 = 1,2mol Vì: số mol CO2< số mol NaOH < x số mol CO2 Do tạo thành muối : CO2+ 2NaOH Na2CO3 + H2O (3) CO2 +NaOH NaHCO3 (4) Gọi a, b số mol Na2CO3 NaHCO3 Ta có: a + b = 0,7 => a = 0,5mol Na2CO3 121 Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 2a +b = 1,2 b = 0,2mol NaHCO3 Khối lượng dung dịch NaOH sau hấp thụ CO2 vàH2O là: 200x 1,2+ 0,7 x 44 + 0,5 x 18 = 279,8 g Vậy % N2CO3 =106 x 0,5 x 100/279,8 = 18,94% % NaHCO3 = 84 x 0,2 x 100/279,8 = 6% 3- Ta có phương trình hỗn hợp D E: V 23,5 + V' M = 271 (a) 22,4 22,4 V' 23,5 + V M = 206 (b) 22,4 22,4 Mặt khác: V' - V = 44,8 lít (c) Trong đó: M khối lượng phân tử HiđrocacbonX Từ (a), (b) (c) giải ta M = 56 Gọi công thức X CXHY ta có: 12 x + y = 56 Suy công thức X C4H8 Bài 13: Hỗn hợp X (đktc) gồm ankan anken Cho 3,36 (l) hỗn hợp X qua bình nước Brom dư thấy có 8(g) Brơm tham gia phản ứng Biết 6,72 (l) hỗn hợp X nặng 13(g) 1, Tìm cơng thức phân tử ankan anken, biết số nguyên tử cacbon phân tử không 2, Đốt cháy hoàn toàn 3,36 (l) hỗn hợp X cho tất sản phẩm cháy hấp thụ vào dung dịch NaOH (dư), sau thêm BaCl2 dư thu (g) chất kết tủa? Hướng dẫn: Đặt CTPT X, Y CnH2n + CmH2m Điều kiện: ≤ n ≤ ≤ m ≤ ( m, n nguyên dương) Cho hổn hợp khí qua dd nước brom X: CnH2n + + Br2 → Không phản ứng Y: CmH2m + Br2 → CmH2mBr2 Gọi số mol X, Y hỗn hợp a b ta có: 3,36 a + b = 22,4 = 0,15 (mol) nY = nBrom = b = = 0,05 (mol 160 ⇒ a = 0,1 mol Theo khối lượng hỗn hợp: 3,36 (14n + 2)0,1 + 14m 0,05 = 13 6,72 = 6,5 Rút gọn: 2n + m = Vì cần thoả mãn điều kiện: ≤ n ≤ ≤ m ≤ ( m, n nguyên dương) Chỉ hợp lí n = m = Vậy công thức phân thức phân tử X C3H8; Y C3H6 2/ Ta có PTHH xảy ra: C3H8 + 5O2 > 3CO2 + 4H2O 122 Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 0,1 0,3 mol 2C3H6 + 9O2 -> 6CO2 + 6H2O 0,05 0,15 mol CO2 + 2NaOH -> Na2CO3 + H2O 0,45 0,9 0,45 mol BaCl2 + Na2CO3 > BaCO3 + 2NaCl 0,45 0,45 -> 0,45 mol mrắn = 0,45 197 = 88,65g Chuyên đề 19: Rượu Công thức phân tử tổng quát công thức phân tử chất tương đương với hỗn hợp rượu Công thức chất Rượu no: CnH2n + 2Ox x ≤ n ; n, x ∈ N* Công thức chất tương đương C n H2 n + 2O x x < n Rượu no đơn chức: CnH2n + 2O C n H2 n + 2O n >1 Rượu chưa no no, mạch hở, có k nối π C n H2 n + 2- k O đơn chức n >3 CnH2n + – 2kO n ≥ 3, n, k ∈ N* Các phản ứng rượu: Phản ứng với kim loại kiềm: 2R(OH)n + 2nM > 2R(OM)n + nH2 2R-OH + 2M > 2R-OM + H2 R(OH)n : Rượu n chức, R-OH: Rượu đơn chức - Phản ứng với axit: R-OH + H-Br -> R-Br + H2O - Phản ứng tách nước: CnH2n + 1-OH -> CnH2n + H2O - Phản ứng ete hố rượu đơn chức, ta có: Số mol ete = 1/2 số mol rượu tham gia phản ứng Hỗn hợp rượu bị ete háo tạo ete - Phản ứng cháy rượu no hay ete no C n H2 n + 2O x + (3 n + - x )/2 > n CO2 + ( n + 1)H2O xmol n xmol ( n + 1)x mol Hệ quả: Rượu no hay ete no cháy > số mol H2O > số mol CO2 Và số mol rượu no hay ete no tham gia phản ứng = số mol H2O – số mol CO2 - Bài tập áp dụng: 123 Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa Bài 1: Đốt cháy 3,075 gam hỗn hợp rượu no đơn chức dãy đồng đẳng Sản phẩm thu cho qua bình đựng H2SO4 đặc bình đựng KOH rắn Tính khối lượng bình tăng lên, biết cho lượng rượu tác dụng với Na thấy thoát 0,672 lít H2 (đktc) Lập cơng thức phân tử rượu Bài giải Gọi n số nguyên tử cacbon trung bình rượu Ta có CTPT tương đương rượu C n H2 n + 1OH Phản ứng đốt cháy: 3n t (1) n CO2 + ( n + 1) H2O C n H2 n + 1OH + O2 → Khi cho sản phẩm thu qua bình đựng H2SO4 H2O bị hấp thụ qua bình đựng KOH CO2 bị giữ lại theo phương trình (2) → K2CO3 + H2O CO2 + 2KOH  Phản ứng rượu tác dụng với Na → 2C n H2 n + 1ONa + H2 (3) 2C n H2 n + 1OH + 2Na  Theo (3) số mol hỗn hợp rượu 0,672 nhh = 2.nH = 22,4 = 0,06 (mol) → M 3,075 = 0,06 = 51,25 = 14 n + 18 → n = 2,375 Vì rượu nên suy ra: C2H5OH C3H7OH Theo (1) ta có: Khối lượng bình tăng = mH O = 0,06(2,375 + 1).18 = 3,645 g Khối lượng bình tăng = mCO = 0,06 2,375 44 = 6,27 g hh Bài 2: A hỗn hợp gồm rượu Etylic axit hữu có dạng C nH2n+1COOH Cn+1H2n+3COOH Cho 1/2 hỗn hợp A tác dụng hết với Na 3,92 lít H (đktc) Đốt 1/2 hỗn hợp A cháy hoàn toàn, sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch Ba(OH) dư có 147,75g kết tủa khối lượng bình Ba(OH)2 tăng 50,1 g a, Tìm cơng thức axit b, Tìm thành phần hỗn hợp A nH 3,92 = 22,4 = 0,175 (mol) PT phản ứng: 2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2 (1) → 2CnH2n+1 COOH +2Na 2CnH 2n+1COONa + H2 (2) → 2Cn+1H2n+3 COOH +2Na 2Cn+1H2n+3COONa + H2 (3) Biện luận theo trị số trung bình Tổng số mol chất 1/2 hỗn hợp = 0,175.2= 0,35 (mol) t0 C2H6O + 3O2 → 2CO2 + 3H2O (4) t0 CxH2xO2 + 3x − O2 → xCO2 + xH2O (5) 124 Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa Chất kết tủa BaCO3 ⇒ nBaCO3 = 147,75 = 0,75 (mol) 197 PT: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (6) Theo PT (6) ta có: nCO2 = nBaCO3 = 0,75 (mol) → mCO2 = 0,75 x44 = 33(g) → mH2O = m tăng - mCO2 → mH2O = 50,1 - 33 = 17,1 (g) → nH2O = 17,1 = 0,95 (mol) 18 Từ PT (4) ta thấy ngay: Số mol rượu C2H5OH = 0,95 - 0,75 = 0,2 ( mol) Theo PT (4) ta thấy số mol CO2 tạo nCO2 = 2.nC2H5OH = 2.0,2 = 0,4 (mol) Suy ra: a xít cháy tạo 0,75 - 0,4 = 0,35 (mol CO2) Từ PT (4) ta thấy nH2O = 3.nC2H5OH = 3.0,2 = 0,6 (mol) Suy axit cháy tạo ra: 0,95 - 0,6 = 0,35 mol H2O Với số mol 2axit = 0,35 - 0,2 = 0,15 → x = 0,35 : 0,15 = 2,33 (x số mol trung bình n+1 n+2) → axit CH3COOH C2H5COOH Gọi số mol CH3COOH, C2H5COOH 1/2 A a, b Theo phương trình đốt cháy ta có: Số mol axit = 0,15mol = a + b nCO2 sinh = 2a + b = 0,35 Giải ta có: a = 0,1; b = 0,05 Vậy hỗn hợp có 0,2 mol CH3COOH 12 g 0,10 mol C2H5COOH 7,4g Bài 3: Hỗn hợp A gồm 0,1 mol Rượu Etylic a mol Rượu X có cơng thức là: C nH2n(OH)2 Chia A thành phần Phần cho tác dụng hết với Na thấy bay 2,8lít khí Hiđrơ (ở ĐKTC) Phần thứ đem đốt cháy hoàn toàn thu 8,96 lít khí CO2 (ở ĐKTC) b g nước a/ Tìm giá trị a, b? b/ Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo X, biết nguyên tử C liên kết với nhóm OH? Hướng dẫn: Các phản ứng xảy → 2C2H5ONa + H2 ↑ 2C2H5OH + 2Na  (1) → CnH2n(ONa)2 + H2 ↑ (2) CnH2n(OH)2 + Na  to C2H5OH + O2 → CO2 + H2O (3) CnH2n(OH)2 + 3n − O2 to → n CO2 + (n+1) H2O Theo phản ứng (1), (2) ta có: 0,1 a 2,8 n H2 = 2,2 + = 22,4 = 0,125 (mol) ⇒ a = 0,2 mol Theo phản ứng (3), (4): 125 (4) Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa n CO2 = 8,96 0,1 0,2 2+ n = 22,4 = 0,4 (mol) ⇒ n = 2 Theo phản ứng (3), (4): n H2O = 0,1 0,2 + = 0,55 (mol) 2 m H2O = b = 0,55 18 = 9,9g Công thức phân tử X là: C3H8O2 hay C3H6(OH)2 Công thức cấu tạo hợp chất là: CH2 - CH - CH3 CH2 - CH2 - CH2 OH OH OH OH Bài : Đốt cháy hoàn toàn 23g rượu no đơn chức A, thu 44g CO2 27g H2O a/ Xác định CTPT, CTCT A b/ Hỗn hợp X gồm A B đồng đẳng Cho 18,8g hỗn hợp X tác dụng với Na dư, thu 5,6 lit H2 (đktc) Xác định CTPT, CTCT A, B tính thành phần % theo khối lượng A, B X c/ Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X cho tồn sản phẩm qua bình đựng dung dịch Ca(OH) dư, thu 35g kết tủa Tính khối lượng hỗn hợp X đem đốt cháy Hướng dẫn : a/ Số mol CO2 = mol số mol H 2O = 1,5 mol Nhận thấy số mol H 2O > số mol CO2 -> Rượu A rượu no n +1 nH O : nCO = n = 1,5 > n = CTPT A C2H6O CTCT CH3 – CH2 – OH b/ Gọi CTPT TB A B C n H2 n + 1OH, a số mol rượu tương đương m = (14 n + 18)a = 18,8 (*) 2C n H2 n + 1OH + 2Na > 2C n H2 n + 1ONa + H2 a(mol) a/2(mol) Số mol H2 = a/2 = 5,6/22,4 = 0,25 > a = 0,5 mol Thay a = 0,5 vào (*) > n = 1,4 Vậy n < n < n + (n nguyên dương n ≥ 1) Vậy rượu B có nguyên tử C, B CH3 – OH Đặt số mol CH3 – OH x, số mol CH3 – CH2 – OH y x + y = a = 0,5 32x + 46y = 18,8 Giải phương trình ta được: x = 0,3 y = 0,2 -> mCH OH = 0,3 32 = 9,6g -> % mCH OH = 51,06% % mCH - CH - OH = 48,94% c/ 2C n H2 n + 1OH + n O2 > n CO2 + 2( n + 1) H2O a mol n a mol CO2 + Ca(OH)2 > CaCO3 + H2O n a mol n a mol Số mol CaCO3 = n a = 35 : 100 = 0,35 mol > a = 0,35 : n = 0,35 : 1,4 = 0,25 126 Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa Ta có: mX = (14 n + 18)a = 14 n a + 18a = 14.0,35 + 18.0,25 = 9,4g Bài 5: - Trong bình kín 150 0C chứa hỗn hợp khí gồm thể tích axetilen thể tích oxi Đốt cháy axetilen khí oxi bình Sau phản ứng kết thúc đưa bình nhiệt độ ban đầu áp suất bình thay đổi nào? - Trộn 12,4 g hỗn hợp hai rượu CH3OH C2H5OH với g axit CxHyCOOH đem đốt thu 13,44 l khí CO2 (ĐKTC) Nếu đem g oxit trung hoà dung dịch KOH 0,5 M cần 100 ml DD KOH a Tìm CTHH axit b Tính % khối lượng hỗn hợp rượu ban đầu c Viết PTHH phản ứng Este hoá chất Hướng dẫn: - 1500C nước thể Gọi V thể tích C2H2 VO = 2V Thể tích hỗn hợp C2H2 O2 bình 3V PTHH: 2C2H2(k) + 5O2(k) → 4CO2(k) + 2H2O(h) mol mol mol mol Vl 2,5 V l 2Vl Vl xl Vl yl zl x= V y= V z = V V V VC H dư = V - = 13 Vhh sau phản ứng = ( V + V + V ) = V 5 5 Gọi áp suất bình lúc đầu 100% Pd nd Vd áp suất bình sau phản ứng a % áp dụng công thức P = n = V s s s Ta có: a = 100 13 = 86,7 (%) Vậy áp suất khí bình giảm là: 100 % - 86,7 % = 13,3 % a- Tìm CTHH axit: nKOH = 0,5 0,1 = 0,05 (mol) PTHH: CxHyCOOH (dd) + KOH (dd) → CxHyCOOK (dd) + H2O (l) 0,05 mol 0,05 mol MC x H y COOH = 0,05 = 60 12 x + y + 45 = 60 12x + y = 15 x = y = > CTHH axit là: CH3COOH 127 Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa b Tính phần khối lượng hỗn hợp rượu ban đầu: 13,44 Nco = 22,4 = 0,6 (mol) Gọi x, y số mol CH3OH C2H5OH hỗn hợp (x, y > 0) PTHH: Đốt cháy hỗn hợp 2CH3OH (l) + 3O2 (k) → 2CO2(k) + 4H2O (h) x mol x mol C2H5OH (l) + 3O2 (k) → CO2 (k) + 3H2O (h) y mol 2y mol CH3COOH (l) + 2O2 (k) → CO2 (k) + 2H2O (h) 0,05 mol 0,1 mol Tổng số mol CO2: 2y + x + 0,1 = 0,6 2y + x = 0,5 Khối lượng hỗn hợp hai rượu 12,4 gam 46 y + 32 x = 12,4 suy x = 0,1 mol y = 0,2 mol 0,1.32 % CH3OH = 12,4 100% ≈ 25,8 % % C2H5OH = 100% - 25,8 % = 74,2% c Phản ứng ESTE hoá: H2SO4(đặc), t0 CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l) H2SO4(đặc), t CH3COOH (l) + CH3OH (l) CH3COOCH3 (l) + H2O (l) Chuyên đề 20: axit este Công thức phân tử tổng quát axit este đa chức no, mạch hở CnH2n + – 2kO2k với k: nhóm chức – COOH hay – C – O – H n, k thuộc N* = 1, 2, O Hỗn hợp: C n H2 n + - k O2 k với n , k > k = 1: -> este axit đơn chức no có cơng thức phân tử là: CnH2nO2 với axit n ≥ este n ≥ Hỗn hợp: C n H2 n O2 với axit n > este n > - Nếu hai gốc rượu axit đơn chức este mạch hở Nếu rượu axit đa chức este mạch vòng - Axit este tác dụng với dung dịch kiềm gọi chung phản ứng xà phòng hoá, tạo muối kiềm axit hữu RCOOH R – C – O – R/ + MOH > RCOOM + H2O RCOOM + R/OH 128 Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa O - Este có phản ứng thuỷ phân mơi trường axit H2SO4 tạo rượu axit - Phản ứng cháy axit este đơn chức no tạo CO2 H2O có số mol - Tổng qt, chất có cơng thức phân tử CnH2nOx mạch hở CnH2nOx có nối π công thức cấu tạo cháy tạo CO2 H2O có số mol Bài tốn áp dụng: Bài 1: Đốt cháy 3(g) hợp chất hữu A khơng khí thu 4,4g CO2 1,8g H2O a Xác định CTPT hợp chất hữu A Biết tỷ khối A so với H2 30 Viết CTCT có A b Nếu đem tồn lượng khí CO2 tác dụng với 100 ml dd NaOH 1,5M thu muối gì? Tính khối lượng muối Hướng dẫn; a.Vì đốt cháy hợp chất hữu A thu CO2 H2O nên chắn A phải chứa hai nguyên tố C H có O Số mol sản phẩm 4,4 = 0,1mol nC = nCO2 = 0,1mol mC = 0,1.12 = 1,2 g 44 => => 1,8 n H 2O = = 0,1mol = >n H = 2n H 2O = 0,2mol = >m H = 0,2.1 = 0,2 g 18 Ta có: mC + m H = 2,4 + 0,2 = 2,6( g ) < m A = g nCO2 = Do A phải chứa nguyên tố O mO = m A − (mC + m H ) = − (1,2 + 0,2) = 1,6( g ) 1,6 nO = = 0,1(mol ) 16 Tỉ lệ : nC : n H : nO = 0,1 : 0,2 : 0,1 = : : Công thức đơn giản A CH2O Đặt công thức tổng quát A ( CH2O)n có mA =30n Theo công thức dA/ H = 30.2 = 60 =>30n = 60 => n = Vậy công thức phân tử A C2H4O2 b n NaOH = 0,1.1,5 = 0,15mol Phương trình phản ứng: CO2 + NaOH → NaHCO3 Trước phản ứng: 0,1 0,15 Phản ứng: 0,1 0,1 Sau phản ứng : 0,05 0,1 → Na2CO3 + H2O Tiếp tục có phản ứng: NaHCO3 + NaOH  Trước phản ứng: 0,1 0,05 0,05 0,05 Sau phản ứng 0,05 0,05 Ta thu muối: NaHCO3 Na2CO3 có khối lượng là: m NaHCO3 = 0,05.84 = 4,2 g m Na2CO3 = 0,05.106 = 5,3 g Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 4,4g hợp chất hữu Y chứa C, H, O cần vừa đủ 5,6 lít khí Ơxi (ĐKTC), thu khí CO2 nước với thể tích a) Xác định công thức phân tử Y, biết khối lượng phân tử Y 88 đvc 129 Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa b) Cho 4,4gam Y tác dụng hoàn toàn với lượng vừa đủ dung dịch NaOH sau làm bay hổn hợp thu m1 gam rượu đơn chức m2 gam muối A xit hữu đơn chức Số nguyên tử bon rượu A xít thu Hãy xác định cơng thức cấu tạo tên gọi Y Tính lượng m1 m2 Hướng dẫn: a/ Gọi công thức phân tử chất Y CxHyOz Phản ứng đốt cháy Y: CxHyOz + (0.05mol) Tính nY= y z (x+ - )O2 t0 → 0.25mol 4.4 = 0.5mol 88 nCO2=0.05x ; ; xCO2+ 0.05x y H2O y 0.05 (1) 5.6 = 0.25(mol ) 22.4 y nH2O=0.05 nO2= Vì thể tích CO2bằng thể tích nước, ta có: 0.05x = 0.05 y nO2=(x+ - y → y=2x (2) z )0.05=0.25 (3) Thay (2) vào (3) ta có: 3x -z=10 (4) Khối lượng phân tử Y=12x+y+16z =88 (5) Từ phương trình (2,3,4,5) ta có: x = ; y = 8; z = Vậy công thức phân tử Y là: C4H8O2 b/ Phản ứng với NaOH Vì Y(C4H8O2) + NaOH → Rượu (m1gam) + muối(m2gam) nên Y phải este số nguyên tử cacbon rượu =số nguyên tử bon axit = = ngun tử C Do cơng thức rượu C2H5OH với m1= 0.05 × 46 = 23g Cơng thức axít CH3COOH Với m2= 0.05 × 82 =4.1g CH3COONa Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn gam chất A, thu 2,24 lít CO (ở đktc) 1,8g nước Tỷ khối A so với Mêtan 3,75 Tìm cơng thức cấu tạo A biết A tác dụng với NaOH Hướng dẫn: Ta có 2,24 = 0,1mol ⇒ mC = 1,2g 22,4 1,8 nH O = = 0,1mol⇒ mH = 0,2g 18 ⇒mO = - (1,2 + 0,2) = 1,6g Đặt công tác A là: CxHyO2, theo ta có: MA = 3,75 16 = 60 (g) 12y y 162 60 = = = Ta có: 1,2 0,2 1,6 Giải ta được: x = 2, y = 4, z = ⇒ CTTQ A là: C2H4O2 A Có CTCT: CH3COOH HCOOC2H5 nCO = 2 130 Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa Vì A phản ứng với NaOH nên A CH 3COOH HCOOC2H5 (axit axetic) * CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O * HCOOCH3 + NaOH → HCOONa + CH3OH 131 ... AgCl =x 143 = x 2,444 58,5 143 = y 1 ,91 9 74,5 M kcl => mAgCl = 2,444x + 1 ,91 9y = 0,717 (2)  x + y = 0,325 Từ (1) (2) => hệ phương trình  2,444 x + 1 ,91 9 y = 0,717 Giải hệ phương trình ta được:... định khối lượng dung dịch KOH 7 ,93 % cần lấy để hồ tan vào 47g K 2O thu dung dịch 21% Đáp số: Khối lượng dung dịch KOH 7 ,93 % cần lấy 352 ,94 g Bài 6: Cho 6,9g Na 9, 3g Na2O vào nước, dung dịch A(NaOH... M = 28,33 < 39 Giả sử MA < MB A Na, B K ngược lại mA + mB = 23a + 39b = 8,5 (II) Từ (I, II) ta tính được: a = 0,2 mol, b = 0,1 mol Vậy mNa = 0,2 * 23 = 4,6 g, mK = 0,1 * 39 = 3 ,9 g Bài 2: Hoà