Đang tải... (xem toàn văn)
THANH HOÁ NĂM 2020 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM KHÉO LÉO KẾT HỢP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ VÀ PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI GIẢI NHANH BÀI TOÁN ĐỐT CHÁY HỖN H[.]
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN THANH HOÁ NĂM 2020 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM KHÉO LÉO KẾT HỢP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ VÀ PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI GIẢI NHANH BÀI TOÁN ĐỐT CHÁY HỖN HỢP AMIN, AMINO AXIT VÀ HIĐROCACBON Người thực hiện: Nguyễn Như Quỳnh Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực (mơn): Hóa học THANH HỐ NĂM 2022 skkn MỤC LỤC Phần Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu Phần Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận 2.1.1 Hiđrocacbon 2.1.2 Amin 2.1.3 Amino axit 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.2.1 Thuận lợi 2.2.2 Khó khăn 2.2.3 Thực trạng vấn đề 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3.1 Giải pháp chung 2.3.2 Phân dạng toán hỗn hợp amin, amino axit hiđrocacbon 2.3.2.1 Dạng Hỗn hợp amin hiđrocacbon 2.3.2.2 Dạng Hỗn hợp amin, amino axit hiđrocacbon .10 2.2.3 Bài tập vận dụng 14 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường .15 Phần Kết luận kiến nghị 16 3.1 Kết luận 16 3.2 Kiến nghị 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO 17 Danh mục đề tài SKKN mà tác giả Hội đồng Sở GD & ĐT cấp cao đánh giá từ loại C trở lên .18 skkn skkn Phần MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài: Giáo dục hướng người phát triển cách toàn diện, hiểu chất khơng học lệch học tủ Do việc thay đổi phương pháp giảng dạy để phù hợp với yêu cầu đào tạo nguồn nhân lực thời đại nhiệm vụ cấp thiết Mơn Hóa học trường THPT môn bản, giữ vai trị quan trọng việc hình thành phát triển trí tuệ học sinh Tuy nhiên số phận học sinh lại khơng cịn đam mê hứng thú với mơn Hóa học nhiều nguyên nhân: lựa chọn nghề nghiệp hạn chế so với môn khác, không đầu tư học từ đầu THCS nên lên THPT việc tiếp thu kiến thức Hóa học khó khăn, kiến thức Hóa học liên quan đến nên làm tập Hóa học phức tạp mơn khác Trong năm gần tập vận dụng vận dụng cao đề thi thường kết hợp nhiều loại hợp chất khác nên học sinh lúng túng việc tìm hướng xử lý Đặc biệt toán liên quan đến amin, amino axit kết hợp với hiđrocacbon khiến học sinh vướng mắc gọi tên hợp chất khó khăn so với hợp chất hữu khác, số lượng chất theo đề tương đối nhiều 3, chất kiện lại có đến kiện Do làm tập cần phải có cách giải đưa chất đơn giản để sử dụng kiện đốt cháy hay tính chất hóa học đặc trưng Trong thực tế giảng dạy tơi gặp tìm phương pháp giải nhanh tập phần amin, amino axit kết hợp với hiđrocacbon không nhiều thời gian làm Từ lí tơi chọn đề tài “Khéo léo kết hợp định luật bảo toàn nguyên tố phương pháp quy đổi giải nhanh toán đốt cháy hỗn hợp amin, amino axit hiđrocacbon” 1.2 Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu lựa chọn đề tài “Khéo léo kết hợp định luật bảo toàn nguyên tố phương pháp quy đổi giải nhanh toán đốt cháy hỗn hợp amin, amino axit hiđrocacbon” phương pháp sử dụng chúng theo hướng dạy học tích cực nhằm phát triển lực nhận thức tư độc lập, sáng tạo học sinh, góp phần đổi phương pháp dạy học trường phổ thông 1.3 Đối tượng nghiên cứu Bài toán Khéo léo kết hợp định luật bảo toàn nguyên tố phương pháp quy đổi giải nhanh toán đốt cháy hỗn hợp amin, amino axit hiđrocacbon mức độ vận dụng vận dụng cao 1.4 Phương pháp nghiên cứu: Trong trình dạy học, dựa vào hướng dẫn giáo viên học sinh thực hoạt động chủ yếu theo quy trình Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lý thuyết: dựa vào tập theo dạng nghiên cứu phương pháp giải Phương pháp thống kê, xử lý số liệu skkn Phần NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận: Học sinh THPT khơng có nhiều bạn hứng thú mơn Hóa học chương trình THCS mơn Hóa học hạn chế học sinh quan tâm, khơng thi lớp 10 nhiều lý thuyết cần nhớ Do học sinh kiến thức Hóa học để tiếp tục học THPT hóa hữu gần khơng có kiến thức nền, chí có học sinh khơng biết viết phản ứng, khơng nhớ tên chất hữu cơ, không phân biệt loại hợp chất hữu cơ, làm tập hỗn hợp chất đặc biệt hợp chất hữu nhiều nhóm chức khác gần bỏ qua Bài toán hỗn hợp chất amin, amino axit hiđrocacbon lồng ghép kiến thức 11 12 tính chất hóa học đặc trưng nên học sinh nhiều thời gian để tìm cơng thức chất, tìm cơng thức số lượng chất lại nhiều kiện đề khiến học sinh thấy bế tắc việc giải tốn Vì có phương pháp quy đổi chất đơn giản, cách giải liên hệ nhiều với mơn Tốn học phương pháp bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng khiến học sinh cảm thấy dễ hiểu u thích mơn học 2.1.1 Hiđrocacbon * Khái niệm: hợp chất hữu chứa nguyên tử C H Công thức chung: CnH2n+2-2k (k số liên kết pi vòng) Quy đổi thành CH2 H2 * Phân loại: - Dựa vào mạch cacbon: hiđrocacbon mạch hở hiđrocacbon mạch vòng - Dựa vào liên kết: hiđrocacbon no, hiđrocacbon không no hiđrocacbon thơm * Các dãy đồng đẳng hiđrocacbon thường gặp chương trình hóa học 11 - Ankan: hiđrocacbon no, mạch hở Cơng thức chung: CnH2n+2 (n ≥ 1) quy đổi thành CH2 H2 - Anken: hiđrocacbon không no, chứa liên kết đôi, mạch hở Công thức chung: CnH2n (n ≥ 2) quy đổi thành CH2 - Ankađien: hiđrocacbon không no, chứa liên kết đôi, mạch hở Công thức chung: CnH2n-2 (n ≥ 3) quy đổi thành CH2 H2 - Ankin: hiđrocacbon không no, chứa liên kết ba, mạch hở Công thức chung: CnH2n-2 (n ≥ 2) quy đổi thành CH2 H2 - Aren: hiđrocacbon thơm, chứa vịng benzen, mạch nhánh no Cơng thức chung: CnH2n-6 (n ≥ 6) quy đổi thành CH2 H2 * Các hiđrocacbon thường gặp chương trình hóa học 11 Metan CH4 Etan CH3-CH3 Propan CH3-CH2-CH3 Etilen CH2=CH2 Propilen CH2=CH-CH3 Axetilen CH≡CH Propin CH≡C-CH3 Vinyl axetilen CH≡C-CH=CH2 Điaxetilen CH≡C-C≡CH skkn Butađien CH2=CH-CH=CH2 Isopren CH2=C(CH3)-CH=CH2 Benzen C6H6 Toluen C6H5-CH3 Cumen C6H5-CH(CH3)2 Stiren C6H5-CH=CH2 * Tính chất vật lí: - Hiđrocacbon có số C ≤ trạng thái khí, cịn lại lỏng rắn - Tính tan: tan nước, tan nhiều dung môi hữu - Nhiệt độ sơi nóng chảy thấp so với hợp chất hữu có nhóm chức ancol, axit * Tính chất hóa học: - Phản ứng đốt cháy CnH2n+2-2k +O→2 , t CO2 + H2O - Phản ứng thế: ankan dãy đồng đẳng benzen tham gia phản ứng halogen - Phản ứng cộng: hiđrocacbon chứa liên kết π tham gia phản ứng cộng - Phản ứng tách: ankan tách thành anken ankađien - Phản ứng oxi hóa khơng hồn tồn: Hiđrocacbon khơng tác dụng với axit, bazơ dung dịch muối Anken, ankin bị oxi hóa khơng hồn tồn thành hợp chất có nhóm chức 2.1.2 Amin * Khái niệm: Amin hợp chất hữu thay H NH gốc hiđrocacbon Công thức chung: CnH2n+2-2k+xNx a mol Quy đổi thành: CH2, H2 NH - Nếu amin no CnH2n+2+xNx n H =a - Nếu amin no, đơn chức quy đổi thành CH2 NH3 a mol * Phân loại: - Dựa vào bậc amin: amin bậc 1, amin bậc amin bậc - Dựa vào gốc hiđrocacbon: amin no, amin không no amin thơm - Dựa vào số lượng nhóm chức: amin đơn chức amin đa chức * Tính chất vật lí: - Metyl amin, đimetyl amin, trimetyl amin, đietyl amin chất khí, mùi khai khó chịu, dễ tan nước, - Các amin no, đơn chức lại trạng thái lỏng rắn có tính tan giảm dần - Anilin chất lỏng khơng màu, để lâu khơng khí bị oxi hóa sang màu nâu đen, tan nước, tan dung mơi hữu * Tính chất hóa học: - Tính bazơ yếu: Các amin no đổi màu quỳ tím, anilin amin thơm khơng làm đổi màu quỳ tím Tác dụng với axit tạo thành muối amoni: skkn R(NH2)x + xH+ → R(NH3+)x Các muối amoni tác dụng với dung dịch bazơ thu amin R(NH3+)x + xOH- → R(NH2)x + xH2O Tác dụng với dung dịch muối tạo thành bazơ kết tủa 3R(NH2)x + xFe3+ + 3xH2O → 3R(NH3+)x + xFe(OH)3 - Phản ứng nhân thơm anilin: C6H5-NH2 + 3Br2 → C6H2Br3NH2 + 3HBr 2.1.3 Amino axit * Khái niệm: Amino axit hợp chất hữu tạp chức chứa đồng thời nhóm amino (-NH2) nhóm cacboxyl (-COOH) - Cơng thức chung: (NH2)xCnH2n+2-x-y-2k(COOH)y (NH2)x R(COOH)y Quy đổi thành: CH2, H2, COO NH - Nếu amino axit no, đơn chức NH 2CnH2nCOOH a mol quy đổi thành CH 2, COO a mol NH3 a mol - Nếu amino axit no, có nhóm –NH2 dạng NH2CnH2n+1-x(COOH)x a mol quy đổi thành CH2, COO NH3 a mol * Phân loại: dựa vào số lượng nhóm –NH2 –COOH - Amino axit đơn chức: x = y = - Amino axit đơn chức: x y ≠ x, y ≠ * Tính chất vật lí: Amino axit chất rắn kết tinh, tương đối dễ tan nước có nhiệt độ nóng chảy cao * Tính chất hóa học: - Tính lưỡng tính: Amino axit tác dụng với axit tạo thành muối (NH2)x R(COOH)y + xH+ → (NH3)+x R(COOH)y Amino axit tác dụng với ba zơ tạo thành muối nước (NH2)x R(COOH)y + yOH- → (NH2)x R(COO-)y + yH2O - Tính axit – bazơ: Nếu x < y: mơi trường axit (VD: axit glutamic ) Nếu x = y: môi trường trung tính (VD: glyxin, alanin, valin ) Nếu x > y: môi trường kiềm (VD: lysin ) - Phản ứng riêng nhóm –COOH: phản ứng este hóa (NH2)x R(COOH)y + yR’OH HCl⇔ khí (NH2)x R(COOR’)y+ yH2O - Phản ứng trùng ngưng: nNH2 RCOOH trùng→ngưng -(NHRCO)n- + nH2O 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm: 2.2.1 Thuận lợi: - Được quan tâm Ban giám hiệu nhà trường - Đội ngũ giáo viên mơn Hố nhiệt tình cơng việc, hỗ trợ đồng nghiệp công tác - Đa số học sinh có ý thức học tập tốt skkn 2.2.2 Khó khăn: - Mơn Hố học trường phổ thơng mơn học khó học sinh nhiều kiến thức liên quan đến - Nhà trường chưa có phịng thực hành mơn nên học sinh nắm bắt mặt lí thuyết khó khăn việc nhớ kiến thức - Bản thân kinh nghiệm giảng dạy quản lý học sinh hạn chế - Một số học sinh mơ hồ việc nắm bắt kiến thức mơn Hóa học, chí mức độ thấp khái niệm, định luật… - Học sinh với toán hữu đặc biệt hỗn hợp amin, amino axit hiđrocacbon bối rối việc tìm phương pháp giải Nhiều học sinh khơng nhớ tính chất đặc trưng chất nên cho hỗn hợp chất suy nghĩ viết phản ứng số lượng chất nhiều số kiện đề nên khơng tìm cách giải Do gặp toán thường học sinh bỏ qua chọn bừa phương án 2.2.3 Thực trạng vấn đề: Trong q trình giảng dạy tơi phát số điểm học sinh dễ sai lầm giải tập dẫn đến sai đáp số giải dài dòng, xét nhiều trường hợp Cụ thể qua tập sau: Ví dụ (bài 78 mã đề 206 đề thi tốt nghiệp THPT năm 2021): Hỗn hợp E gồm hai amin X (CnHmN), Y (CnHm+1N2) với n ≥ hai anken đồng đẳng Đốt cháy hoàn toàn 0,11 mol E thu 0,05 mol N 2; 0,3 mol CO2 0,42 mol H2O Phần trăm khối lượng X có hỗn hợp E A 40,41% B 38,01% C 70,72% D 30,31% Phân tích: - Dựa vào kiến thức số mol CO2 H2O đốt cháy n H O >nCO nên có X, Y amin no chứa liên kết đôi - Nếu amin chứa liên kết đơi n H O−n CO =0,5 nX +nY =0,12 Điều vơ lý nX + nY + nanken = 0,11 amin no - Do X: CnH2n+3N Y: CnH2n+4N2 Gọi cơng thức hai anken C x H x (x> 2) Gọi số mol X, Y anken a, b, c - Tổng số mol a + b + c = 0,11 (1) - Bảo toàn N: a + 2b = 0,05.2 (2) n −n =1,5 a+ 2b=0,12 Và H O CO (3) Giải hệ (1), (2) (3) ta có: a = 0,04; b = 0,03 c = 0,04 - Bảo toàn C: 0,04n + 0,03n + 0,04 x = 0,3 Nghiệm nhất: n = 3; x = 2,25 - Hỗn hợp E gồm C3H9N 0,04 mol; C3H10N2 0,03 mol C2,25H4,5 0,04 mol Phần trăm khối lượng X có hỗn hợp là: 40,41% Đáp án A Vấn đề đặt ra: học sinh nhiều thời gian để xét khả năng, nhớ đặc điểm phản ứng đốt cháy amin Thậm chí có học sinh khơng xét quan hệ mol CO2 H2O đốt cháy đặc biệt phương trình (3) học sinh thành thạo dẫn đến tìm sai loại amin Trong thời gian làm tập trắc nghiệm lại khơng có nhiều Chất lượng tập đánh giá qua bảng kết khảo sát lớp sau: 2 2 2 skkn Tổng số học sinh khảo sát 100 Chưa biết cách giải Số lượng 53 % 53% Biết bảo tồn ngun tố khơng xét amin Số % lượng 28 28% Biết cách tính Kỹ giải toán làm thành thạo thời thời gian gian phút phút Số Số % % lượng lượng 17 17% 2% Giải pháp quy đổi: Cn H m N a mol C O 0,30 C H 0,3 Cn H m+ N b mol quy đổi NH 0,1 +O N 0,05 → → H 0,07 C x H x c mol H O 0,42 { { { (1) a + 2b = 0,1 (2) a + b + c = 0,11 Vì n H O−n CO =0,12> nE nên X, Y amin no ⟹ n H =¿ a + b = 0,07 (3) Giải hệ (1), (2), (3) ⟹ a = 0,04; b = 0,03 c = 0,04 - Bảo toàn C: 0,04n + 0,03n + 0,04 x = 0,3 Nghiệm nhất: n = 3; x = 2,25 - Hỗn hợp E gồm C3H9N 0,04 mol; C3H10N2 0,03 mol C2,25H4,5 0,04 mol Phần trăm khối lượng X có hỗn hợp là: 40,41% Đáp án A Ví dụ 2: (Câu 73 đề thi thử chuyên đại học Vinh lần năm 2021) Hỗn hợp X gồm hai amin no, đơn chức, mạch hở Hỗn hợp Y gồm Gly, Ala, Val Trộn a mol X với b mol Y thu hỗn hợp Z Đốt cháy Z cần dùng 1,05 mol O2, sản phẩm cháy gồm CO2, H2O N2 dẫn qua bình đựng H2SO4 đặc, dư, thấy khối lượng bình tăng 18 gam, đồng thời thu 17,92 lít hỗn hợp khí Tỉ lệ a : b A : B : C : D : Phân tích: - X có cơng thức C n H n +3 N a mol Y có cơng thức C m H m +1 N O2 b mol - Theo cách thông thường: Học sinh dựa vào công thức chung n H O = mol ⇒ Bảo toàn H: a(2n +3) + b(2m+1 ¿ = (1) 2 2 nCO +n N =0,8 ⇒ an + bm + 2 a b + = 0,8 2 (2) nO =1,05 ⟹ Bảo toàn O: 2b + 1,05.2 = 2.( an + bm) + - Từ (1), (2), (3) ⟹ an+ bm = 0,65; a = 0,2; b = 0,1 (3) Tỉ lệ a:b = 2:1 Đáp án C Vấn đề đặt ra: Cách giải nhiều thời gian để bảo toàn nguyên tố có nhiều ẩn khiến học sinh bị lúng túng giải hệ phương trình dễ bị nhầm Nếu dùng cách quy đổi dễ dàng nhiều Giải pháp quy đổi: skkn NH (a+ b) CO 2(x +b) C n H n+ N a quy đổi COO b +O 1,05 mol N a+ b H (a+ b) Cm H m+ N O b → → C H2 x H O1 { { { - Bảo toàn H: 3a + 3b + 2x = Bảo toàn O: 2b + 2.1,05 = 2x + 2b + a+b (1) (2) Tổng số mol: + x + b = 0,8 (3) - Từ (1), (2), (3) ⟹ a = 0,2; b = 0,1; x = 0,55 Tỉ lệ a:b = 2:1 Đáp án C Từ tơi suy nghĩ, cần đưa chất toán sau áp dụng phương pháp quy đổi giúp giải nhanh tập mà không cần viết phản ứng, không cần viết phản ứng, cân phản ứng chí học sinh gốc chương trình THCS làm tập Kết đem lại thành công trực tiếp giảng dạy bồi dưỡng học sinh Vì tơi xin nêu sáng kiến nhỏ nhằm giúp học sinh có thêm kỹ nhanh giải tập Phạm vi sáng kiến áp dụng với dạng toán hỗn hợp: amin amino axit hiđrocacbon 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề: Bài tập hỗn hợp hiđrocacbon, amin amino axit tập khó với học sinh, xuất phát từ học có liên quan, kết nối lại để học sinh biết nguồn gốc phương pháp giải tập 2.3.1 Giải pháp chung: - Hướng dẫn học sinh học thuộc kiến thức bản: công thức hiđrocacbon thường gặp, công thức chung amin, amino axit đặc biệt dãy đồng đẳng no, đơn chức - Giáo viên đưa phương pháp chung để giải tốn hóa học: + Tính số mol chất có trước + Viết cơng thức chung chất ban đầu + Viết sơ đồ quy đổi sơ đồ phản ứng + Áp dụng định luật bảo tồn ngun tố để lập phương trình - Giáo viên hướng dẫn học sinh cách phân tích đề + Phân tích định tính: tìm dãy đồng đẳng cách quy đổi đơn giản + Phân tích định lượng: điền số mol, áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố 2.3.2 Phân loại dạng toán hỗn hợp amin, amino axit hiđrocacbon 2.3.2.1 Dạng Hỗn hợp amin hiđrocacbon: Ví dụ 1: Hỗn hợp X chứa amin no đơn chức, mạch hở anken Đốt cháy hoàn toàn 0,22 mol hỗn hợp X, sản phẩm cháy thu có 12,544 lít CO (đktc) 13,32 gam H2O Phần trăm khối lượng amin có X là: A 71,66% B 52,6% C 28,34% D 47,4% [4] skkn Phân tích: Amin no, đơn chức, mạch hở quy đổi thành CH2 NH3 Anken quy đổi thành CH2 Giải: Cn H n+3 N a mol quy đổi C H x +O → Cm H m b mol N H3 a → { { { C O2 0,56 a N2 H O 0,74 - Bảo toàn C: x = 0,56 = an + bm - Bảo toàn H: 2x + 3a = 0,74.2 ⟹ a = 0,12 - Tổng số mol: a + b = 0,22 ⟹ b = 0,1 ⟹ 0,12n + 0,1m = 0,56 ⟹ n = m = ⟹ C3H9N C2H4 ⟹% mC H N = 71,66% Đáp án A Kinh nghiệm: dựa vào cách quy đổi lập phương trình đơn giản nên giải nhanh nhiều chí nhìn thấy đáp án để tiết kiệm nhiều thời gian giải trắc nghiệm Bài tập tương tự: Hỗn hợp X chứa amin no đơn chức, mạch hở anken Đốt cháy hoàn toàn 0,4 mol hỗn hợp X, sản phẩm cháy thu có 33,6 lít CO2 (đktc) 35,1 gam H2O Cho tồn lượng amin có 0,4 mol X tác dụng vừa đủ với HCl khối lượng muối thu (Biết số C amin lớn số C anken) A 28,92 B 32,85 C 48,63 D 52,58 [4] Giải: C O2 1,5 Cn H n+3 N a mol quy đổi C H x +O a N2 → Cm H m b mol N H3 a → H O 1,95 { { { - Bảo toàn C: x = 1,5 = an + bm - Bảo toàn H: 2x + 3a = 1,95.2 ⟹ a = 0,3 - Tổng số mol: a + b = 0,4 ⟹ b = 0,1 ⟹ 0,3n + 0,1m = 1,5 ⟹ n = m = ⟹ C4H11N C3H6 Khối lượng muối thu = 0,3.73 + 0,3.36,5 = 32,85g Đáp án B Ví dụ 2: Hỗn hợp X chứa amin no, đơn chức, mạch hở ankin Đốt cháy hoàn toàn 0,23 mol hỗn hợp X, sản phẩm cháy thu có 31,68 gam CO2 14,67 gam H2O Xác định khối lượng hỗn hợp X tương ứng với 0,23 mol A 10,68 B 12,09 C 11,06 D 13,08 [4] skkn Phân tích: - Amin no, đơn chức, mạch hở quy đổi thành CH2 NH3 - Ankin quy đổi thành CH2 H2 Giải: C H2x Cn H n+3 N a mol quy đổi N H a +O2 → C m H 2m −2 b mol → H 2−b { { { C O2 0,72 a N2 H O 0,815 - Bảo toàn C: x = 0,72 = an + bm - Bảo toàn H: 2x + 3a - 2b = 0,815.2 - Tổng số mol: a + b = 0,23 ⟹ a = 0,13; b = 0,1 ⟹ Khối lượng hỗn hợp X = 14.0,72 + 17.0,13 -2.0,1 = 12,09g Đáp án B Kinh nghiệm: học sinh dễ dàng tìm số mol chất sau quy đổi Không cần xác định công thức amin ankin tìm khối lượng hỗn hợp Bài tốn phát triển rộng cho hỗn hợp amin no, đơnc chức hiđrocacbon (ankan, anken, ankin, aren ) đốt cháy yêu cầu tìm khối lượng hỗn hợp Bài tập tương tự: Hỗn hợp X chứa amin no mạch hở đơn chức, ankan, anken Đốt cháy hoàn toàn 0,4 mol X cần dùng vừa đủ 1,03 mol O Sản phẩm cháy thu có chứa 0,56 mol CO2 và 0,06 mol N2 Khối lượng hỗn hợp X là: A 10,28 B 12,09 C 11,06 D 13,08 [4] Giải: Cn H n+3 N a mol C H2 x C O2 0,56 quy đổi +1,03 mol O C m H m +2 b mol N H 0,12 N 0,06 → → Ct H t c mol H2b H2 O - Bảo toàn O: 1,03.2 = 0,56.2 + n H O ⟹ n H O = 0,94 { { { - Bảo toàn C: x = 0,56 - Bảo toàn H: 2x + 3.0,12 + 2b = 0,94.2 ⟹ b = 0,2 ⟹ Khối lượng hỗn hợp X = 14.0,56 + 17.0,12 + 2.0,2 = 10,28g Đáp án A Ví dụ 3: Hỗn hợp X chứa amin đơn chức, mạch hở (có hai liên kết đơi C=C phân tử) anken Đốt cháy hoàn toàn 0,28 mol hỗn hợp X, dẫn sản phẩm qua bình đựng Ca(OH) dư, thu 107 gam kết tủa, khối lượng dung dịch giảm 42,73 gam Khối lượng 0,28 mol X là? A 18,59 B 19,08 C 17,97 D 16,85 [4] Phân tích: Amin đơn chức, có liên kết đơi, mạch hở CnH2n-1N a mol quy đổi thành CH2; H2 –a mol NH a mol Anken quy đổi thành CH2 skkn Giải: C H2 x C n H n−1 N a mol 0,28 mol quy đổi H 2−a +O2 ¿ → C m H m b mol → NH a mdd giảm = 107 – (44.1,07 +18 n H O) = 42,73g ⟹ n H O = 0,955 { { 2 - Bảo toàn C: x = 1,07 = an + bm - Bảo toàn H: 2x - 2a + a = 0,955.2 ⟹ a = 0,23 - Tổng số mol: a + b = 0,28 ⟹ b = 0,05 Tổng khối lượng = 14x – 2a + 15a = 17,97g Đáp án C Kinh nghiệm: dựa vào cách quy đổi lập giải phương trình đơn giản nên giải nhanh nhiều chí nhìn thấy đáp án để tiết kiệm nhiều thời gian giải trắc nghiệm Bài tập tương tự: Hỗn hợp X chứa amin đơn chức, mạch hở (có liên kết đơi C=C phân tử) ankan Đốt cháy hoàn toàn 0,14 mol hỗn hợp X, sản phẩm cháy thu có 15,84 gam CO 8,28 gam H2O Khối lượng 0,14 mol hỗn hợp X là: A 24,6% B 30,4% C 18,8% D 28,3% [4] Giải: C H2 x 0,14 mol C n H n +1 N a mol quy đổi NH a +O2 → C m H m+2 b mol → H2b { { { C O 0,36 a N2 H O 0,46 - Bảo toàn C: x = 0,36 = an + bm - Bảo toàn H: 2x + a +2b = 0,46.2 - Tổng số mol: a + b = 0,14 ⟹ a= 0,08; b = 0,06 Tổng khối lượng = 14x + 15a + 2b = 6,36g Đáp án C 2.3.2.2 Dạng Hỗn hợp amin, amino axit hiđrocacbon: Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm metylamin trimetylamin Hỗn hợp Y gồm glyxin axit glutamic Đốt cháy hết a mol hỗn hợp Z chứa X Y cần dùng 1,005 mol O2, sản phẩm cháy gồm CO2, H2O N2 dẫn qua bình đựng dung dịch H2SO4 đặc, dư thấy khối lượng bình tăng 16,74 gam Giá trị a là? A 0,24 B 0,25 C 0,27 D 0,26 [4] Phân tích: X gồm hai amin no, đơn chức, mạch hở quy đổi thành CH2, NH3 Y amino axit no, nhóm –NH2 mạch hở quy đổi thành CH2, COO, NH3 10 skkn Giải: CO b+ c C H2 b H O0,93 a mol X quy đổi N H a +1,005 mol O2 Y → a → N2 COO c { { { - Bảo toàn O: 2c + 1,005.2 = 2b + 2c + 0,93 ⟹ b = 0,54 - Bảo toàn H: 2b +3a = 2.0,93 ⟹ a = 0,26 Đáp án D Kinh nghiệm: Khi quy đổi amino axit thành nhóm COO bảo tồn O khơng liên quan đến số mol nhóm COO Vì số lượng nhóm COO amino axit khơng ảnh hưởng đến toán, cần điều kiện amino axit no sử dụng cách quy đổi để giải tập hỗn hợp Bài tập tương tự: Hỗn hợp X gồm glyxin, alanin, axit glutamic, metylamin trimetylamin Đốt cháy hoàn toàn 0,09 mol hỗn hợp X cần vừa đủ 8,568 lít (đktc) khí O2 thu 6,72 lít (đktc) khí CO Nếu cho 0,18 mol hỗn hợp X tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thu m gam muối Giá trị m A 23,43 B 25,62 C 21,24 D 26,72 [4] Giải: C H 2b CO 0,3 0,09 mol X quy đổi N H 0,09 + 0,3825 mol O2 H O x Y → → COO c N 0,045 { { { - Bảo toàn O: 2c + 0,3825.2 = 2.0,3 + x - Bảo toàn H: 2b +3.0,09 = 2x - Bảo toàn C: b + c = 0,3 ⟹ b = 0,21; c = 0,09; x = 0,345 Khối lượng muối = 2.(14.0,21 + 17.0,09 + 44.0,09 + 0,09.36,5) = 23,43g Đáp án A Ví dụ 2: Hỗn hợp X chứa hai amin thuộc dãy đồng đẳng metylamin Hỗn hợp Y chứa glyxin lysin Đốt cháy hoàn toàn 0,4 mol hỗn hợp Z (gồm X Y) cần vừa đủ 2,055 mol O 2, thu 32,22 gam H2O; 35,616 lít (đktc) hỗn hợp CO2 N2 Phần trăm khối lượng amin có khối lượng phân tử lớn Z là: A 14,42% B 16,05% C 13,04% D 26,76% [4] Phân tích: - Hỗn hợp X amin no, đơn chức quy đổi thành CH2, NH, H2 - Hỗn hợp Y có lysin gồm nhóm –NH2 nên quy đổi thành CH2, COO, NH H2 11 skkn Giải: C H2 x H O1,79 C H N a quy đổi NH y +2,055 mol O C O2 x +b 0,4 mol n Y2 n+3 → H 0,4 b y → N2 COO b { { { - Bảo toàn O: 2b + 2,055.2 = 1,79 + 2x + 2b ⟹ x = 1,16 - Bảo toàn H: 2x + y + 0,4.2 = 1,79.2 ⟹ y = 0,46 y - Tổng số mol CO2 N2: x + b + = 1,59 ⟹ b = 0,2 a = 0,2 Số mol lys = y – 0,4 = 0,06, số mol gly = 0,2 – 0,06 = 0,14 - Bảo toàn C: 0,2.n + 0,14.2 + 0,06.6 = 1,16 + 0,2 ⟹ n = 3,6 ⟹ Hai amin C3H9N c C4H11N d (1) c + d = 0,2 (2) 3c + 4d + 0,14.2 + 0,06.6 = 1,16 + 0,2 ⟹ c = 0,08 d = 0,12 % mC 0,12.73 100 % = 14.1,16+15.0,46+2.0,4+ 44.0,2 = 26,76% Đáp án D Kinh nghiệm: Nếu hỗn hợp amino axit có lysin lẫn với amino axit no, đơn chức khác số mol lys = số mol NH – số mol H số mol H2 = số mol hỗn hợp amino axit Bài tập tương tự: Hỗn hợp X chứa hai amin thuộc dãy đồng đẳng metylamin Hỗn hợp Y chứa glyxin lysin Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp Z (gồm X Y) cần vừa đủ 1,035 mol O2, thu 16,38 gam H 2O; 18,144 lít (đktc) hỗn hợp CO 2 và N2 Phần trăm khối lượng amin có khối lượng phân tử nhỏ Z A 21,05% B 16,05% C 14,03% D 10,70% [4] Giải: H11 N C H2 x H O 0,91 Cn H n+3 N a quy đổi NH y +1,035 mol O2 C O2 x +b 0,2 mol → H 0,2 Yb y → N2 COO b { { { - Bảo toàn O: 2b + 1,035.2 = 0,91 + 2x + 2b ⟹ x = 0,58 - Bảo toàn H: 2x + y + 0,2.2 = 0,91.2 ⟹ y = 0,26 y - Tổng số mol CO2 N2: x + b + = 0,81 ⟹ b = 0,1 a = 0,1 Số mol lys = y – 0,2 = 0,06, số mol gly = 0,1 – 0,06 = 0,04 - Bảo toàn C: 0,1.n + 0,04.2 + 0,06.6 = 0,58 + 0,1 ⟹ n = 2,4 ⟹ Hai amin C2H7N c C3H9N d (1) c + d = 0,1 (2) 2c + 3d + 0,04.2 + 0,06.6 = 0,58 + 0,1 ⟹ c = 0,06 d = 0,04 0,06.45.100 % % mC H N = 14.0,58+ 15.0,26+2.0,2+44.0,1 = 16,05% Đáp án B 12 skkn Ví dụ 3: Hỗn hợp X chứa hai amin thuộc dãy đồng đẳng metylamin Hỗn hợp Y chứa axit glutamic lysin Đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp Z (gồm X Y) cần vừa đủ 1,525 mol O2, thu 23,94 gam H2O; 26,656 lít (đktc) hỗn hợp CO2 N2 Phần trăm khối lượng amin có khối lượng phân tử lớn Z là: A 17,04% B 18,23% C 19,05% D 20,33% [4] Phân tích: X: Amin no, đơn chức, mạch hở CnH2n+3N a mol quy đổi thành CH2; H2 a mol NH a mol Y: quy đổi thành CH2, COO, NH H2 Trong đón NH - n H = nlysin n H = nhỗn hợp Giải: 2 C H2 x H O 1,33 Cn H n+3 N a quy đổi NH y + 1,525 mol O2 C O2 x+ z 0,3 mol → H 0,3 Yb y → N2 COO z { { { - Bảo toàn O: 2b + 1,525.2 = 1,33 + 2x + 2b ⟹ x = 0,86 - Bảo toàn H: 2x + y + 0,3.2 = 1,33.2 ⟹ y = 0,34 y - Tổng số mol CO2 N2: x + z + = 1,19 ⟹ z = 0,16 nlysin = 0,34 – 0,3 = 0,04 z = 0,04 + n axit glu ⟹ n axit glu = 0,06 ⟹ b = 0,04 + 0,06 = 0,1 a = 0,2 - Bảo toàn C: 0,2.n + 0,04.6 + 0,06.5 = 0,86 + 0,16 ⟹ n = 2,4 ⟹ Hai amin C2H7N c C3H9N d (1) c + d = 0,2 (2) 2c + 3d + 0,04.6 + 0,06.5 = 0,86 + 0,16 ⟹ c = 0,12 d = 0,08 0,08.59 100 % % mC H N = 14.0,86+15.0,34+2.0,3+ 44.0,16 = 19,05% Đáp án C Kinh nghiệm: hỗn hợp chứa đồng thời axit glutamic lysin quy đổi thành CH2, COO, NH H2 (1)n NH - n H = nlysin (2) n H = nhỗn hợp (3) nCOO = nlysin + 2nax glu Bài tập tương tự: Hỗn hợp X chứa hai amin thuộc dãy đồng đẳng metylamin Hỗn hợp Y chứa axit glutamic lysin Đốt cháy hoàn toàn 0,28 mol hỗn hợp Z (gồm X Y) cần vừa đủ 1,82 mol O 2, thu 27,36 gam H2O; 34,048 lít (đktc) hỗn hợp CO2 N2 Phần trăm khối lượng amin có khối lượng phân tử nhỏ Z là: A 7,13% B 8,34% C 8,66% D 9,12% [4] 2 13 skkn Giải: C H2 x H O 1,52 C H N a quy đổi NH y +1,82 mol O C O2 x+ z 0,28 mol n Y2 n+3 → H 0,28 b y → N2 COO z { { { - Bảo toàn O: 2b + 1,82.2 = 1,52 + 2x + 2b ⟹ x = 1,06 - Bảo toàn H: 2x + y + 0,28.2 = 1,52.2 ⟹ y = 0,36 y - Tổng số mol CO2 N2: x + z + = 1,52 ⟹ z = 0,28 nlysin = 0,36 – 0,28 = 0,08 z = 0,08 + n axit glu ⟹ n axit glu = 0,1 ⟹ b = 0,08 + 0,1 = 0,18 a = 0,1 - Bảo toàn C: 0,1.n + 0,08.6 + 0,1.5 = 1,06 + 0,28 ⟹ n = 3,6 ⟹ Hai amin C3H9N c C4H11N d (1) c + d = 0,1 (2) 3c + 4d + 0,08.6 + 0,1.5 = 1,06 + 0,28 ⟹ c = 0,04 d = 0,06 0,04.59 100 % % mC H N = 14.1,06+15.0,36+2.0,28+ 44.0,28 = 7,13% Đáp án A 2.3.3 Bài tập vận dụng: Câu Hỗn hợp M gồm anken hai amin no, đơn chức, mạch hở X Y đồng đẳng (MX < MY) Đốt cháy hoàn toàn lượng M cần dùng 4,536 lít O2 (đktc) thu H2O, N2 và 2,24 lít CO2 (đktc) Chất Y A etylmetylamin. B butylamin. C etylamin. D propylamin Câu 2. Đốt cháy hồn tồn 4,48 lit khí (đktc) hỗn hợp khí X gồm amin no, đơn chức, mạch hở Y ankan Z cần vừa đủ 25,48 lit O 2 (đktc) thu 16,83g H2O Công thức phân tử Y A CH5N. B C2H7N. C C3H9N. D C4H11N Câu Hỗn hợp X gồm amin (no, đơn chức, đồng đẳng kế tiếp) hai hidrocacbon (mạch hở, thể khí điều kiện thường, có số H phân tử) Đốt cháy hồn tồn 5,6 lit khí X cần vừa đủ 19,656 lit O 2 thu H2O, 29,92 g CO2 và 0,56 lit N2 Các thể khí đo đktc % thể tích amin có phân tử khối lớn X A 24%. B 16%. C 8%. D 12% Câu 4: Hỗn hợp X chứa amin no, mạch hở, đơn chức, ankan anken Đốt cháy hoàn toàn 0,4 mol X cần dùng vừa đủ 1,03 mol O Sản phẩm cháy thu có chứa 0,56 mol CO 0,06 mol N2 Phần trăm khối lượng anken có X gần với: A 35,5% B 30,3% C 28,2% D 32,7% Câu 5: Hỗn hợp X chứa hai amin thuộc dãy đồng đẳng metylamin Hỗn hợp Y chứa alanin lysin Đốt cháy hoàn toàn 0,26 mol hỗn hợp Z (gồm X Y) cần vừa đủ 1,285 mol O2, thu 20,34 gam H2O; 20,832 lít (đktc) 14 skkn hỗn hợp CO2 N2 Phần trăm khối lượng amin có khối lượng phân tử lớn Z là: A 34,56% B 58,01% C 46,22% D 57,33% Câu 6: Hỗn hợp X chứa hai amin thuộc dãy đồng đẳng metylamin Y chứa α-amino axit thuộc dãy đồng đẳng glyxin Đốt cháy hết 17,5 gam hỗn hợp Z chứa X, Y lượng oxi vừa đủ, sản phẩm cháy thu cho vào bình đựng Ca(OH)2 dư thu 57 gam kết tủa thấy thoát 2,24 lít N (đktc) Xác định khối lượng α-amino axit có Z gần A 30,25 gam B 32,45 gam C 28,75 gam D 27,05 gam 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Khi chưa áp dụng đề tài học sinh gặp tập hỗn hợp amin, amino axit hiđrocacbon thời gian làm tập dài, nhìn số lượng chất nhiều nên hoang mang dễ bị nhầm lẫn nên học sinh thường chọn bừa đáp án, từ ngại làm dạng tập Đây điều đáng tiếc tập thường tập mức độ vận dụng Sau áp dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố kết hợp với phương pháp quy đổi học sinh thấy tập đơn giản không bị nhầm lẫn sản phẩm, học sinh yên tâm làm tập dạng Kết cụ thể thể bảng số liệu sau : Bảng 1: Điểm kiểm tra lớp giải tập theo cách gọi công thức Điểm Điểm TB Điểm Điểm giỏi Số TB Lớp lượng Số Số Số Số học sinh % % % % lượng lượng lượng lượng 12A2 41 12,2 20 78,8 15 36,6 2,4 12A3 40 20 16 40 16 40 0 Bảng 2: Điểm kiểm tra lớp giải tập theo phương pháp kết hợp định luật bảo toàn nguyên tố phương pháp quy đổi Điểm Điểm TB Điểm Điểm giỏi Số TB Lớp lượng Số Số Số Số học sinh % % % % lượng lượng lượng lượng 12A2 41 2,4 10 24,4 21 51,2 22 12A3 40 0 13 32,5 17 42,5 10 25 So sánh hai kết ta thấy chất lượng học sinh tăng lên rõ rệt sau sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố phương pháp quy đổi Như vậy, sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố phương pháp quy đổi thời gian làm tập rút ngắn chất lượng học sinh tăng lên, học sinh khơng cịn ngại làm tập hỗn hợp amin, amino axit hiđrocacbon Phần KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 15 skkn 3.1 Kết luận: Phương pháp giải nhanh tập vận dụng linh hoạt kết hợp với giảm bớt nhiều thời gian làm tập tránh lỗi gọi công thức, viết phản ứng, cân phản ứng, số lượng kiện ẩn đề Như phương pháp quy đổi kết hợp bảo toàn nguyên tố sử dụng tập đốt cháy amin, amino axit hiđrocacbon hướng để đổi phương pháp giải tập truyền thống, giúp học sinh giải nhanh tập Khi kết hợp với mơn Tốn để học sinh dễ hiểu thấy tự tin giải tập mức độ vận dụng từ tìm tịi áp dụng với tập mức độ vận dụng cao áp dụng với dạng tập khác, học sinh u thích mơn học Phương pháp quy đổi kết hợp bảo toàn nguyên tố sử dụng tập đốt cháy amin, amino axit hiđrocacbon thường áp dụng với toán mức độ vận dụng, mức độ vận dụng cao 3.2 Kiến nghị: Phương pháp quy đổi bảo toàn nguyên tố phương pháp giải nhanh hay áp dụng để giải tập đặc biệt tập vận dụng vận dụng cao Tuy nhiên cách quy đổi dãy đồng đẳng hợp chất hữu lại khác đặc trưng nên để áp dụng phương pháp cần phải làm nhiều tập dạng để thành thạo kỹ Do gặp tập vận dụng cao giáo viên học sinh thường phải áp dụng phương pháp giải nhanh để tiết kiệm thời gian với tập trắc nghiệm Do mức độ đề tài có hạn nên tơi áp dụng cho dạng tập đốt cháy hỗn hợp amin, amino axit hiđrocacbon Tơi mong đóng góp ý kiến mở rộng đề tài đồng nghiệp XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 10 tháng năm 2022 Tôi xin cam đoan sáng kiến kinh nghiệm viết, khơng chép nội dung người khác Người viết Nguyễn Như Quỳnh TÀI LIỆU THAM KHẢO 16 skkn [1] Sách tập Hoá học lớp 12 Cơ - NXBGD năm 2015 [2] Sách giáo khoa Hoá học lớp 12 Nâng cao - NXBGD năm 2015 [3] Sách tập Hóa học lớp 12 – NXBGD năm 2015 [4] Thông tin kiến thức, đề thi từ trang mạng giáo dục: 4.1 https://khoahoc.vietjack.com/ 4.2 https://moon.vn/ 4.3 https://tuhoc365.vn/ Danh mục đề tài SKKN mà tác giả Hội đồng Sở GD & ĐT 17 skkn ... nghiên cứu Bài toán Khéo léo kết hợp định luật bảo toàn nguyên tố phương pháp quy đổi giải nhanh toán đốt cháy hỗn hợp amin, amino axit hiđrocacbon mức độ vận dụng vận dụng cao 1.4 Phương pháp nghiên... giải nhanh toán đốt cháy hỗn hợp amin, amino axit hiđrocacbon” 1.2 Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu lựa chọn đề tài ? ?Khéo léo kết hợp định luật bảo toàn nguyên tố phương pháp quy đổi giải nhanh toán. .. tìm phương pháp giải nhanh tập phần amin, amino axit kết hợp với hiđrocacbon không nhiều thời gian làm Từ lí tơi chọn đề tài ? ?Khéo léo kết hợp định luật bảo toàn nguyên tố phương pháp quy đổi giải