SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI ĐỂ GIẢI BÀI TẬP HỖN HỢP HIĐROCACBON NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÔN THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ TH[.]
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI ĐỂ GIẢI BÀI TẬP HỖN HỢP HIĐROCACBON NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÔN THI TỐT NGHIỆP TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHO HỌC SINH LỚP 12 Người thực hiện: Trần Thị Ngà Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực (mơn): Hóa Học THANH HĨA NĂM 2022 skkn 1.1 1.2 1.3 1.4 2.1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1 Nguyên tắc chung phương pháp quy đổi 2.1.2 Một số phản ứng HĐRCB 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Giải pháp 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 Quy công thức chung C Quy công thức chung H Quy công thức chung Quy số lượng chất 12 2.3.5 2.4 Quy đổi theo phương pháp đồng đẳng hóa Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục Cách tổ chức thực Thu thập phân tích kết 14 17 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 18 2.4.1 2.4.2 MỞ ĐẦU 3.1 3.2 Trang 1 1 2 17 17 18 18 Kết luận Kiến nghị MỤC LỤC skkn DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TN: Tốt nghiệp THPT: Trung học phổ thông HĐRCB Hiđrocacbon CTPT Công thức phân tử CTTQ Công thức tổng quát CTTB Cơng thức trung bình THPTQG Trung học phổ thơng quốc gia skkn skkn MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Với hình thức thi trắc nghiệm nay, khoảng thời gian tương đối ngắn (trung bình 1,25 phút/câu), học sinh phải giải số lượng câu hỏi tập tương đối lớn, tập tốn hóa chiếm tỉ lệ khơng nhỏ Số liệu thống kê từ kỳ thi tốt nghiệp vừa qua cho thấy tập tốn hóa chiếm khoảng 45% tổng số câu trắc nghiệm đề thi Do việc tìm phương pháp giúp giải nhanh tốn hóa học có ý nghĩa quan trọng Phương pháp quy đổi phương pháp giải nhanh tốn hóa học sử dụng phổ biến Quy đổi phương pháp biến đổi toán học nhằm đưa toán ban đầu hỗn hợp phức tạp dạng đơn giản hơn, qua làm cho phép tính trở nên dễ dàng, thuận tiện hơn.[1] Bài tập hỗn hợp HĐRCB tập tương đối khó, thơng thường đề thi thử đề thi thức thường câu vận dụng thấp Nếu học sinh không xây dựng phương pháp kĩ làm em thấy khó khăn việc giải loại tập Qua nhiều năm ôn thi THPTQG TN sử dụng phương pháp quy đổi cho việc giải tập hỗn hợp HĐRCB hệ thống thành chuyên đề sử dụng cho việc dạy ôn tập cho học sinh, ôn thi TN cho học sinh lớp 12 Từ lí lựa chọn đề tài “Sử dụng phương pháp quy đổi để giải tập hỗn hợp hiđrocacbon nhằm nâng cao hiệu ôn thi tốt nghiệp trung học phổ thông cho học sinh lớp 12’’ làm sáng kiến kinh nghiệm 1.2 Mục đích nghiên cứu Sử dụng phương pháp quy đổi để giải nhanh tập hỗn hợp hiđrocacbon Nhằm tăng hứng thú kết học tập cho học sinh THPT 1.3 Đối tượng nghiên cứu Phương pháp quy đổi tập hỗn hợp hiđrocacbon thuộc chương trình THPT 1.4 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lí thuyết skkn Trong trang này: Đoạn ‘’Với hình thức…thuận tiện hơn’’ tác giả tham khảo tài liệu số [1] Đoạn sau tác giả tự viết NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1.Nguyên tắc chung phương pháp quy đổi - Khi áp dụng phương pháp quy đổi phải tuân thủ nguyên tắc sau: + Bảo toàn nguyên tố + Bảo toàn số oxi hóa - Do việc quy đổi nên số trường hợp số mol chất có giá trị âm để tổng số mol nguyên tố khơng đổi (bảo tồn) - Trong q trình làm ta thường kết hợp sử dụng phương pháp bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố bảo tồn electron, kết hợp với việc sơ đồ hóa tốn để tránh viết phương trình phản ứng, qua rút ngắn thời gian làm 2.1.2 Một số phản ứng HĐRCB a Phản ứng cracking Cracking biết đến q trình hợp chất hữu phức tạp kerogen hay hydrocarbon cấu trúc lớn bị phá vỡ thành hợp chất đơn giản hydrocarbon nhẹ hơn, qua cách bẻ gãy liên kết nguyên tử carbon hợp chất Phương trình tổng quát CnH2n + → CmH2m + CpH2p + Với n = m + p n ≥ Sau phản ứng thu hỗn hợp ankan, anken có H Vd: Phản ứng cracking C4H10 C4H10 → C3H6 + CH4 C4H10 → C2H4 + C2H6 C4H10 → C4H8 + H2 b Phản ứng cộng Liên kết đôi C=C gồm liên kết δ liên kết π Liên kết ba C ≡ C gồm liên kết δ liên kết π Liên kết π bền liên kết δ nên dễ bị phân cắt hơn, gây nên tính chất hóa học đặc trưng HĐRCB khơng no: dễ tham gia phản ứng cộng tạo thành hợp chất no tương ứng Anken: CnH2n + H2 ¿ →, t CnH2n + 2 skkn CnH2n + Br2 → CnH2nBr2 Ankadien, ankin: CnH2n – + H2 ¿ →, t CnH2n CnH2n + H2 ¿ →, t CnH2n + CnH2n – + Br2 → CnH2n – 2Br2 CnH2n – + 2Br2 → CnH2n – 2Br4 c Một số biểu thức hay áp dụng - Biểu thức bảo toàn pi n πbanđầu = n H + n Br - Biểu thức tính độ bất bão hòa CTTQ: CxHy 2 Độ bất bão hòa = ∆ = ∑ số liên kết pi vòng = x +2− y Khi vịng khơng có độ bất bão hịa số liên kết pi 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Khi chưa hướng dẫn học sinh sử dụng phương pháp quy đổi, thấy học sinh lúng túng chưa có kỹ phương pháp làm loại tập hỗn hợp HĐRCB 2.3 Giải pháp 2.3.1 Quy đổi công thức chung C a) Phương pháp Cách quy đổi học sinh dễ sử dụng, học sinh cần quan sát phân tử HĐRCB cho có C, từ quy đổi hỗn hợp cơng thức HĐRCB có nguyên tử C Ví dụ (Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) 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 khí O (đktc), thu CO2 0,03 mol H2O Giá trị V A 3,696 B 1,232 C 7,392 D 2,464 Hướng dẫn: Vì HĐRCB X có số nguyên tử cácbon 4, nên quy đổi X thành công thức chung C4Hx → MX = 48 + x = 27.2 x = Vậy X C4H6 Khi đốt X: C4H6 + 11 O 4CO2 + 3H2O 2 0,055 ← 0,03 => nO2 = 0,055 → V = 1,232 lít => Đáp án B skkn b) Một số tập luyện tập Câu (Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) Cho 11,2 lít (đktc) hỗn hợp X gồm C 2H2 H2 qua bình đựng Ni (nung nóng), thu hỗn hợp Y (chỉ chứa ba hiđrocacbon) có tỉ khối so với H2 14,5 Biết Y phản ứng tối đa với a mol Br dung dịch Giá trị a A 0,15 B 0,20 C 0,25 D 0,10 Hướng dẫn: Hỗn hợp Y gồm ; C2H2; C2H4; C2H6; quy X thành công thức C2Hx MY = 29 = 24 + x => x = => C2H5 C2H2 + 1,5H2 C2H5 a 1,5a a 2,5a = 0,5 => a = 0,2 C2H5 + Br2 C2H5Br 0,2 → 0,1 Câu (Thi thử TN – chun Lê Q Đơn – Đà Nẵng lần năm 2022) Hỗn hợp X gồm tất hiđrocacbon mạch hở C 3Hy Tỉ khối X so với H2 20,5 Trộn 3,36 lít hỗn hợp X với 2,24 lít H bình kín (có mặt xúc tác Ni) đun nóng đến phản ứng xảy hồn tồn, thu hỗn hợp Z Toàn lượng Z phản ứng với tối đa m gam Br CCl4 Biết thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn Giá trị m A 24 B 20 C 16 D 36 Hướng dẫn MX = y + 36 = 20,5.2 y = Vậy công thức phân tử X C3H5 Số liên kết pi = 3.2+2−5 = 1,5 nX = 0,15; nH2 = 0,1, bảo toàn liên kết pi: n πbanđầu= n H + n Br 2 => 0,15.1,5 = nH2 + nBr2 → nBr2 = 0,125 → m = 20 2.3.2 Quy đổi công thức chung H a) Phương pháp Tương tự phương pháp quy đổi công thức C Ví dụ (Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) Dẫn V lít hỗn hợp X gồm metan, etilen, propin, vinylaxetilen H qua bình đựng xúc tác Ni, thu 5,6 lít hỗn hợp Y (chỉ chứa hiđrocacbon) có tỉ khối so với H2 23 Y làm màu tối đa 0,45 mol Br dung dịch Mặt khác, V lít X làm màu tối đa a mol Br2 dung dịch Giá trị a skkn A 0,60 B 0,50 Hướng dẫn: Hidroccacbon X có dạng CxH4 CxH4 + yH2 → CxH2y + Theo MY = 12x + 2y + = 23.2 Do H2 hết => nX = nY = 0,25 D 0,25 x +2−2 y−4 Số liên kết pi Y nBr2 = 0,25 C 0,75 x +2−2 y−4 = 0,45 => x =3,4; y = 0,6 Công thức trung bình X C3,4H4 C3,4H4 + 2,4Br2 → C3,4H4Br4,8 0,25 → 0,6 => nBr2 = 0,6 => Đáp án A b) Một số tập luyện tập Câu (Thi thử TN trường An Lão – Hải Phòng – năm 2021) Nung nóng hỗn hợp X gồm metan, etilen, propin, vinylaxetilen a mol H2 có mặt Ni xúc tác (chỉ xảy phản ứng cộng H phản ứng xảy hoàn toàn), thu 0,25 mol hỗn hợp Y có tỉ khối H 23 Hỗn hợp Y làm màu tối đa 0,45 mol Br2 dung dịch Giá trị a A 0,10 B 0,30 C 0,25 D 0,15 Hướng dẫn: Các HĐRCB X có chung H nên quy đổi hỗn hợp X thành C xH4 (0,25 mol) Số liên kết pi trung bình X x +2−4 Vì hỗn hợp Y làm màu dung dịch nước brom, nên H2 hết Bảo toàn liên kết pi: n πbanđầu = 0,25 x +2−4 = nH2 + nBr2 => nH2 = 0,25x – 0,7 (*) Bảo toàn khối lượng mX = mY => mY = 0,25 (12x + 4) + 2.(0,25x – 0,7) = 0,25.2.23 => x =3,4 Thế vào (*) => nH2 = 0,15 => Đáp án D Câu (Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) Hỗn hợp X tích V lít (đktc) chứa metan, vinylaxetilen, propin hiđro Đốt cháy hoàn toàn X thu sản phẩm CO2 H2O có số mol skkn Nung nóng X thời gian thu hỗn hợp khí Y (khơng có ankađien) tích (V – 19,04) lít (đktc) Dẫn Y qua dung dịch AgNO3/NH3 dư thu 46,6 gam kết tủa hỗn hợp khí Z Dẫn Z qua dung dịch brom thấy có 0,2 mol Br2 phản ứng 0,45 mol khí Biết để hiđro hóa hồn tồn hiđrocacbon X cần dùng 1,8 mol H Phần trăm khối lượng kết tủa có phân tử khối lớn A 13,82%. B 17,27% C 20,73%. D 24,18% Hướng dẫn: Các HĐRCB X có chung H nên quy đổi HĐRCB X thành CxH4 Vậy X chứa CxH4 (a mol) H2 (b mol) Đốt X → nCO2 = nH2O → ax = 2a + b (1) Để làm no hidrocacbon X: CxH4 + (x – 1)H2 —> CxH2x+2 a……… ax – a => ax – a = 1,8 (2) Từ (1)(2) → a + b = 1,8 (3) Vậy: nX = 1,8; nY = 0,95 nH2 phản ứng = nX – nY = 0,85 Y gồm CH≡C-CH3 (x), CH≡C-CH=CH2 (y), CH≡C-CH2-CH3 (z), anken (0,2),… mkết tủa = 147x + 159y + 161z = 46,6 nY = x + y + z + 0,2 + 0,45 = 0,95 Bảo toàn liên kết pi: 2x + 3y + 2z + 0,2 + 0,85 = 1,8 → x = 0,1; y = 0,15; z = 0,05 → %C4H5Ag = 17,27% => Đáp án B 2.3.3 Quy đổi công thức chung a) Phương pháp Đối với dạng này, học sinh quan sát hỗn hợp HĐRCB cho để quy đổi theo hướng sau: - Quy đổi CTĐGN CT chung dãy đồng đẳng - Quy đổi CTTQ: CnH2n + – 2k - Quy đổi CTTB skkn A 0,105 0,030 Hướng dẫn: nCO2 = 0,18; nH2O = 0,21 => mX = mC + mH = 2,58 Số C = nCO nX Số H = 2 B 0,045 C 0,070 D = 1,8 nH O nX = 4,2 => Vậy CTTB X C1,8H4,2 Số liên kết pi trung bình X 1,8.2+ 2−4,2 = 0,7 C1,8H4,2 + 0,7 Br2 C1,8H4,2Br1,4 0,1 0,07 Ta có tỉ lệ: 2,58 gam X phản ứng với 0,07 mol Br2 => 3,87 gam X phản ứng với 0,105 mol Br2 => Đáp án A Câu (Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) Hỗn hợp X gồm ba hiđrocacbon mạch hở có số nguyên tử hidro Tỉ khối X so với H2 11,6 Cho 11,6 gam X phản ứng với Br2 dung dịch, số mol Br2 phản ứng tối đa A 0,40 B 0,20 C 0,5 D 0,3 Hướng dẫn: Gọi công thức chung hiđrocacbon X C nHm Mtrung bình = 23.2 → X có CH4 → m = → n = 1.6 Vậy CTTB X C1,6H4 Số liên kết pi trung bình X 1,6.2+ 2−4 = 0,6 C1,6H4 + 0,6 Br2 → C1,6H4Br1,2 0,5 0,3 Số mol Br2 phản ứng = 0,3 => Đáp án D Câu (Thi thử TN sở GDDT Phú Thọ - lần năm 2022) 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 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 Hướng dẫn: Do đốt cháy hỗn hợp X thu nCO2 = nH2O → nC2H2 = nH2 skkn Quy đổi X thành C2H4 => Y có C2H4 (0,8V lít) 0,8 V 32 Mà nC2H4 = nBr2 => 22,4 = 160 => V = 5,6 lít => Đáp án D Câu (Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) Chia 19,92 gam hỗn hợp X gồm metan, propilen, isopren thành hai phần Đốt cháy hoàn tồn phần thu 31,68 gam CO Phần hai trộn với 0,3 mol H2 dẫn qua bột Ni đốt nóng thu hỗn hợp Y có tỉ khối so với hiđro 13,2 Y làm màu tối đa m gam Br dung dịch Tính giá trị m Hướng dẫn: Mỗi phần X nặng 9,96 gam Nhận thấy, X HĐRCB có số H = số C + Quy đổi X thành CT chung CxHx+3 CxHx+3 → xCO2 0,72 nCO2 = 0,72 → n X = x 9,96 x => MX = 13x + = 0,72 => x = 3,6 => n X = 0,2 mY = mX + mH2 = 10,56 → nY = 0,4 → nH2 phản ứng = (nX + nH2) – nY = 0,1 n pi ban đầu= x +2−x−3 Bảo toàn liên kết pi: 0,2 x +2−x−3 = nH2 phản ứng + nBr2 => nBr2 = 0,16 => mBr2 = 25,6 (gam) Câu 7: (Thi thử TN chuyên Lam Sơn lần 1- năm 2022) Nung nóng x mol C4H10 có xúc tác thích hợp, thu hỗn hợp X gồm: H 2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8 C4H10. Dẫn X qua bình đựng dung dịch Br dư, sau phản ứng hồn tồn, khối lượng bình tăng m gam có hỗn hợp khí Y Đốt cháy hồn tồn Y cần vừa đủ 0,275 mol khí O 2, thu 6,6 gam CO2 Giá trị m A 2,8 B 3,5 C 5,8 D 4,2 Hướng dẫn: Các anken X quy đổi thành CH2 Quy đổi X thành CH2 (a mol) H2 (b mol) nO2 = 1,5a + 0,5b = 0,275 nCO2 = a = 0,15 => b = 0,1 => mY = 2,3 nC4H10 ban đầu = nY = 0,1 Bảo toàn khối lượng: m tăng = m anken = mC4H10 ban đầu – mY = 3,5 => Đáp án B Câu (Thi thử TN – Trường Triệu Sơn 4- Thanh Hóa lần năm 2022) 10 skkn Hỗn hợp X gồm etilen, propilen, axetilen, but-1-en, but-1-in tổng khối lượng anken tổng khối lượng ankin Cho m gam hỗn hợp X qua dung dịch AgNO3/NH3 dư thu 67,41 gam kết tủa Đốt m gam hỗn hợp X cần 69,664 lít O2 (đktc) Phần trăm khối lượng axetilen hỗn hợp X A 11,48% B 12,15% C 14,21% D 13,24% Hướng dẫn: Đặt nC2H2 = a; nC4H6 = b Quy đổi anken lại thành CH2 (c mol) => 26a + 54b = 14c Khối lượng kết tủa = 240a + 161b = 67,41 nO2 = 2,5a + 5,5b + 1,5c = 3,11 => a = 0,14; b = 0,21; c = 1,07 => % C2H2 = 12,15% => Đáp án B Câu (Đề thi thử trường Nguyễn Khuyến – Lê Thánh Tông – năm 2021) 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 H2SO4 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 Hướng dẫn: nX = 0,15; nH2O = 0,39 → Số H = 2n H O nX = 5,2 Quy đổi hỗn hợp X thành CxH5,2 (a mol) mX = a.(12x + 5,2) = 9,48 (1) nBr2 = a (2 x+ 2−5,2) = 0,18 (2) Từ (1,2) => ax = 0,66; a = 0,3 → x = 2,2 Khi nX = 0,15 → nCO2 = 0,15x = 0,33 Bảo toàn O: 2nO2 = 2nCO2 + nH2O → nO2 = 0,525 → V = 11,76 => Đáp án D Câu 10 (Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) Nung nóng hỗn hợp X gồm metan, etilen, propin, vinyl axetilen a mol H2 có Ni xúc tác (chỉ xảy phản ứng cộng H2) thu 0,2 mol hỗn hợp Y (gồm hiđrocacbon) có tỉ khối so với H2 14,5 Biết 0,2 mol Y phản ứng tối đa với 0,1 mol Br2 dung dịch Giá trị a A 0,05 B 0,10 C 0,15 D 0,20 Hướng dẫn: Gọi CTPT trung bình Y CnH2n + – 2k 11 skkn CnH2n + – 2k + kBr2 → CnH2n + – 2kBr2k 0,2 0,1 => k = 0,5 MY = 14,5 = 29 = 14n + – 2k => n = Y có CTPT: C2H5 Các chất ban đầu có 4H, phản ứng với hidro số C không đổi => chất ban đầu có CTTB C2H4 C2H4 + 1/2H2 → C2H5 0,1 ← 0,2 a = 0,1 ( Vì Y chứa HĐRCB, nên H2 hết) => Đáp án B Câu 11 ( Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) Dẫn V lít hỗn hợp X (đktc) gồm metan, etilen, propin, vinylaxetilen hiđro qua Ni nung nóng Sau phản ứng xảy hồn tồn, thu 0,25 mol hỗn hợp Y có tỉ khối so với H2 23 Hiđro hóa hồn tồn lượng Y cần vừa đủ 0,9 gam H2 Dẫn 5,6 lít hỗn hợp X (đktc) qua bình đựng nước Br dư, khối lượng Br2 phản ứng tối đa A 56 gam. B 60 gam. C 48 gam. D 96 gam Hướng dẫn: Y có khả cộng H2 nên Y khơng chứa H2 → Y gồm hiđrocacbon (tổng 0,25 mol) Qui đổi Y thành CnH2n+2-2k → nH2 = 0,25k = 0,45 → k = 1,8 MY = 14n + – 2k = 23.2 → n = 3,4 → Y C3,4H5,2 Vì X gồm HĐRCB H nên quy đổi HĐRCB X thành C3,4H4 (0,25) H2 C3,4H4 + 0,6H2 → C3,4H5,2 0,25 → 0,15 → nX = 0,25 + 0,15 = 0,4 Độ bất bão hòa X = 3,4.2+ 2−4 = 2,4 → nBr2 = 0,25.2,4 = 0,6 Tỉ lệ: 0,4 mol X phản ứng hết với 0,6 mol Br2 → 0,25 mol X phản ứng hết với 0,25.0,6/0,4 = 0,375 mol Br2 → mBr2 = 60 => Đáp án B 12 skkn Câu 12 (Thi thử TN trường Tĩnh Gia – lần – Thanh Hóa năm 2021) Hỗn hợp X gồm CH4, C2H4, C3H4 C4H4 Nung nóng 6,72 lít hỗn hợp E chứa X H2 có mặt Ni làm xúc tác thu hỗn hợp F có tỉ khối so với hiđro 19 Dẫn tồn F qua bình đựng dung dịch Br dư thấy lượng Br2 phản ứng a gam; đồng thời khối lượng bình tăng 3,68 gam Khí khỏi bình (hỗn hợp khí T) tích 1,792 lít chứa hiđrocacbon Đốt cháy tồn T thu 4,32 gam nước Thể tích khí đo đktc Giá trị a A 22,4 B 19,20 C 25,60 D 20,80 Hướng dẫn T gồm ankan, nT = 0,08, nH2O = 0,24 → H = Cơng thức trung bình T C2H6 → mT = 2,4 → mF = 3,68 + 2,4 = 6,08 mà M = 38 → nF = 0,16 nH2 = nE – nF = 0,14 → nE = 0,3 —> nX = 0,16 Vì chất X số nguyên tử H, nên quy đổi X thành CxH4 Ta có sơ đồ sau: Hỗn hợp E gồm [CxH4: 0,16 mol H2: 0,14 mol] Hỗn hợp F gồm HĐRCB không no ankan Quy HĐRCB không no thành CnH2n+2-2k => F [CnH2n+2-2k: 0,08 mol C2H6: 0,08 mol] Bảo toàn C: 0,16x = 0,08n + 0,08.2 (1) Bảo toàn H: 0,16.4 + 0,14.2 = 0,08(2n + – 2k) + 0,08.6 (2) => MF = 14 n+2−2k + 30 = 38 (3) Từ (1,2,3) => n = 3,375; k = 1,625; x = 2,6875 CnH2n+2-2k + kBr2 —> CnH2n+2-2kBr2k 0,08 → 0,08k => nBr2 = 0,08k = 0,13 mol => a = 20,8 gam => Đáp án D 2.3.4 Qui đổi số lượng chất a) Phương pháp: Trong dạng này, học sinh phải ý đến mối quan hệ phân tử HĐRCB để quy đổi số lượng chất hơn, nhằm giảm ẩn số giải Ví dụ (Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) 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 O2 thu 1,1 mol CO2 Giá trị a là: 13 skkn A 0,15 B 0,20 C 0,25 D 0,35 Hướng dẫn: Nhận thấy 2C3H6 = C2H2 + C4H10 Nên quy đổi 0,5 mol X thành C2H2 (x), C4H10 (y) H2 (z) nX = x + y + z = 0,5 nO2 = 2,5x + 6,5y + 0,5z = 1,65 nCO2 = 2x + 4y = 1,1 → x = 0,25; y = 0,15; z = 0,1 → mX = 15,4 nBr2 = 2x = 0,5 → Khi mX = 7,7 nBr2 = 0,25 b) Một số luyện tập Câu (Thi thử TN chuyên ĐH Vinh – Nghệ An (Lần 1) - năm 2022) 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 toàn Y, thu V lít CO 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: Nhận thấy 2C3H6 = C4H10 + C2H2 Quy đổi m gam hỗn hợp X thành C4H10 (a), C2H2 (b) H2 (c) Khi nX = 0,5 nC2H2 = b nBr 2 = 0,2 0,2 => a+b+ c = 0,5 → a – 1,5b + c = (1) Bảo toàn liên kết pi: 2b = c + 0,15 (2) (1) + (2) —> a + 0,5b = 0,15 → nCO2 = 4a + 2b = 0,6 → V = 13,44 lít => Đáp án A Câu (Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) Cho V lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm H2, C2H2, C2H4 (trong số mol C2H2 số mol C2H4 qua Ni nung nóng (hiệu suất đạt 100%), thu 11,2 lít hỗn hợp khí Y (ở đktc) có tỷ khối so với H2 6,6 Nếu cho V lít (đktc) hỗn hợp khí X qua bình đựng dung dịch brom dư khối lượng bình tăng? A 6,6 gam B 5,4 gam C 4,4 gam D 2,7 gam 14 skkn Hướng dẫn: Vì hỗn hợp X có số mol C2H2 = C2H4 Quy hỗn hợp X C2H3 H2 MY = 13,2→ H2 dư → Y gồm H2: a mol ;C2H6: b mol Theo bài, ta có hệ phương trình a + b = 0,5 2a + 30b = 0,5.6,6.2 ⇒ b = 0,2 C2H3 + H2 C2H6 0,2 ← 0,2 Khối lượng bình brom tăng khối lượng C2H3 ⇒ m dung dịch tăng = 0,2.27 = 5.4 gam => Đáp án B 2.3.5 Quy đổi theo phương pháp đồng đẳng hóa a) Phương Pháp: Dãy đồng đẳng hay nhiều nhóm – CH 2, ta quy đổi hỗn hợp phức tạp chất đơn giản (thường chất đầu dãy) kèm theo lượng CH2 tương ứng Lưu ý: - CH2 thành phần khối lượng, có mặt phương trình liên quan tới khối lượng, phản ứng đốt cháy Tuy nhiên, CH chất nên không tính vào số mol hỗn hợp VD: Hỗn hợp a mol X gồm C2H6; C3H6; C4H6 C2H6 = CH4 + CH2 C3H6 = CH4 + 2CH2 – H2 C4H6 = CH4 + 3CH2 – 2H2 => Quy đổi hỗn hợp X thành CH4 (a mol); CH2 H2 Qua việc sử dụng phương pháp đồng đẳng hóa, lượng ẩn số giảm đi, tốn sử lí cách đơn giản Ví dụ (Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) Hỗn hợp X gồm metan, propan, etilen, buten có tổng số mol 0,57 mol tổng khối lượng m gam Đốt cháy hoàn toàn m gam X cần 54,88 lít O 2 (đktc) Mặt khác cho m gam X qua dung dịch Br2 dư thấy số mol Br2 phản ứng 0,35 mol Giá trị m là: A. 24,42 B. 22,68 C. 24,24 D. 22,28 Hướng dẫn: Nhận thấy C3H8 = CH4 + 2CH2 C2H4 = CH4 + CH2 – H2 15 skkn C4H8 = CH4 + 3CH2 – H2 Quy đổi X thành: CH4 (0,57); CH2 (x); H2 (-0,35) Phương trình cháy CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O CH2 + 1,5O2 → CO2 + H2O H2 + 0,5O2 → H2O => nO2 = 2.0,57 + 1,5x - 0,35.0,5 = 2,45 => x = 0,99 => m = 22,28 gam => Đáp án D b) Một số tập luyện tập Câu 1: (Phát triển từ câu ví dụ trên) Hỗn hợp X gồm metan, propan, etilen, buten có tổng số mol 0,57 mol tổng khối lượng 22,28 gam Đốt cháy hồn tồn 22,28 gam X cần 54,88 lít O2 (đktc) Mặt khác cho 22,28 gam X qua dung dịch Br2 dư thấy số mol Br2 phản ứng a mol Giá trị a A.0,25 B 0,35 C. 0,3 D 0,45 Hướng dẫn: Nhận thấy C3H8 = CH4 + 2CH2 C2H4 = CH4 + CH2 – H2 C4H8 = CH4 + 3CH2 – H2 Quy đổi X thành: CH4 (0,57); CH2 (x); H2 (- a) Phương trình cháy CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O CH2 + 1,5O2 → CO2 + H2O H2 + 0,5O2 → H2O => nO2 = 2.0,57 + 1,5x - a.0,5 = 2,45 (1) Mặt khác mX = 0,57 16 + 14x – 2a = 22,28 (2) Giải hệ phương trình (1; 2) => a =0,35 => Đáp án B Câu (Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) 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 (đktc) cần dùng V lít khí O (đktc), sau phản ứng thu 9,68 gam CO2 Biết phản ứng hoàn toàn Giá trị V A 5,60 B 6,72 C 7,84 D 8,96 Hướng dẫn: Nhận thấy 16 skkn ... nhiều năm ôn thi THPTQG TN sử dụng phương pháp quy đổi cho việc giải tập hỗn hợp HĐRCB hệ thống thành chuyên đề sử dụng cho việc dạy ôn tập cho học sinh, ôn thi TN cho học sinh lớp 12 Từ lí tơi... ? ?Sử dụng phương pháp quy đổi để giải tập hỗn hợp hiđrocacbon nhằm nâng cao hiệu ôn thi tốt nghiệp trung học phổ thông cho học sinh lớp 12? ??’ làm sáng kiến kinh nghiệm 1.2 Mục đích nghiên cứu Sử. .. nghiên cứu Sử dụng phương pháp quy đổi để giải nhanh tập hỗn hợp hiđrocacbon Nhằm tăng hứng thú kết học tập cho học sinh THPT 1.3 Đối tượng nghiên cứu Phương pháp quy đổi tập hỗn hợp hiđrocacbon