Đang tải... (xem toàn văn)
SKKN Hướng dẫn HS lớp 12 xác định công thức cấu tạo của muối CxHyOzNt SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT LÊ LỢI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 11 SỬ DỤN[.]
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT LÊ LỢI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 11 SỬ DỤNG CÔNG THỨC ĐỐT CHÁY VÀ PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI TRONG GIẢI TOÁN HỖN HỢP HIĐROCACBON Người thực hiện: Lê Thị Thủy Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực : Hóa học THANH HÓA NĂM 2021 MỤC LỤC skkn PHẦN MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài: 1 Mục đích nghiên cứu: 1 Đối tượng nghiên cứu: 1.4 Phương pháp nghiên cứu: .1 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lý luận: .3 2.2 Thực trạng vấn đề: 2.3 Các giải pháp thực hiện 2.4 Hiệu sáng kiến 13 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .15 3.1 Kết luận 15 3.2 Kiến nghị 15 skkn PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Trong chương trình hố học hữu ở cấp trung học phổ thơng, tốn hỡn hợp hiđrocacbon toán quan trọng, phổ biến Cách giải những bài toán này đề cập tài liệu tham khảo với nhiều cách giải khác Tuy nhiên, ta nhận thấy có phương pháp hiệu giải phần lớn tập dạng phương pháp quy đổi Với việc sử dụng phương pháp này, tốn hỡn hợp hiđrocacbon giải cách ngắn gọn đơn giản Trong quá trình giảng dạy môn Hóa học, nhận thấy gặp những bài tập về hỗn hợp hiđrocacbon tâm lý chung học sinh ngại lúng túng Với mong muốn giúp em học sinh lớp 11, 12 thay đổi tâm lý gặp tốn về hỡn hợp hiđrocacbon có cách tiếp cận, giải toán cách nhẹ nhàng mạnh dạn chọn đề tài sáng kiến kinh nghiệm: “ Hướng dẫn học sinh lớp 11 sử dụng công thức đốt cháy và phương pháp quy đổi giải toán hỗn hợp hiđrocacbon” Phương pháp này cũng đúng cho hỗn hợp gồm hiđrocacbon và H2 Tôi hy vọng đề tài tài liệu tham khảo phục vụ tốt cho việc học tập học sinh lớp 11 cho công tác giảng dạy bạn đồng nghiệp 1.2 Mục đích nghiên cứu Phải hình thành cho học sinh bước để giải tốn, kèm theo tập cho học sinh thói quen phân tích đề định hướng cách làm, kỹ quan trọng việc giải bài tập hỗn hợp hiđrocacbon Do đó, để hình thành kỹ làm tập hỗn hợp hiđrocacbon giáo viên phải rèn luyện cho học sinh tư định hướng đứng trước tốn khả phân tích đề Khi sử dụng “phương pháp quy đổi” để giải tập hỗn hợp hiđrocacbon tiết kiệm nhiều thời gian, học sinh nhanh chóng xác việc lựa chọn đáp án khơng phải viết nhiều phương trình hóa học khơng phải thực phép tốn phức tạp, dễ nhầm lẫn Thay vào học sinh phải sử dụng phép toán đơn giản ít viết phương trình hóa học Trên sở tìm hiểu lý luận thực tiễn, đề tài xây dựng sử dụng hệ thống tập hỗn hợp hiđrocacbon, giúp học sinh định hướng, nắm vững cách giải tập liên quan 1.3 Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu cấu tạo và tính chất của hiđrocacbon Từ tìm phương pháp giải cho phù hợp Đề tài trực tiếp áp dụng lớp 11A1 và 11A2 trường trung học phổ thông trực tiếp giảng dạy 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.4.1 Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lý thuyết Khi nghiên cứu đề tài này, sử dụng số phương pháp nghiên cứu sau: skkn - Nghiên cứu phương pháp giải tốn hóa học - Nghiên cứu sách giáo khoa, loại sách tham khảo để tìm khái niệm, tính chất của hiđrocacbon Nghiên cứu đề thi đại học, đề thi trung học phổ thông Quốc gia, thi tốt nghiệp năm có liên quan đến hiđrocacbon Để rút số nhận xét phương pháp giúp học sinh giải toán liên quan tới hiđrocacbon 1.4.2 Phương pháp điều tra thực tế, thu thập thông tin Thông qua việc dạy học mơn Hóa học lớp 11 trung học phổ thông, tổ chức thực nghiệm sư phạm để xem xét tính khả thi đề tài Đó giúp học sinh rút số nhận xét phương pháp giải toán liên quan tới hỗn hợp hiđrocacbon 1.4.3 Phương pháp thống kê, xử lý số liệu Tiến hành dạy học kiểm tra khả ứng dụng học sinh nhằm bước đầu minh chứng cho khả giải tốn thực tế liên quan tới hiđrocacbon Nghiên cứu định tính: Mơ tả, giải thích hành vi học tập của học sinh khi giảng dạy theo kế hoạch bài học được thiết kế trong đề tài Nghiên cứu định lượng: Thu thập, tổng hợp kết quả bài kiểm tra để xem xét hiệu quả việc sử dụng các phương án giải quyết vấn đề vào dạy học. skkn NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lý luận[4] 2.1.1 Phương pháp quy đổi là gì? Bản chất quy đổi biến hỗn hợp các chất phức tạp khó xử lý hỗn hợp đơn giản dễ xử lý Tùy thuộc vào mối liên hệ mà có hướng quy đởi hỗn hợp cho có lợi 2.1.2 Hiđrocacbon Thành phần phân tử: Chứa nguyên tố: cacbon và hiđro Các loại hiđrocacbon học chương trình lớp 11: Hiđrocacbon no: ankan: CnH2n +2(n 1) Hiđrocacbon không no, gồm: - Anken CnH2n (n 2), là hiđrocacbon mạch hở, phân tử có liên kết đôi C = C - Ankin CnH2n-2 (n 2), là hiđrocacbon mạch hở, phân tử có liên kết ba C C - Ankađien CnH2n-2 (n 3), là hiđrocacbon mạch hở, phân tử có liên kết đôi C = C Hiđrocacbon thơm, gồm: - Benzen và các đồng đẳng , là hiđrocacbon mạch vòng cạnh có công thức chung là CnH2n -6 (n 6) - Stiren C8H8 Tính chất hóa học bản - Các hiđrocacbon đều cháy CxHy + ( x + ) O2 x CO2 + H2O Thí dụ: 2C4H10 + 13 O2 8CO2 + 10H2O - Anken, ankin, ankađien, stiren đều dễ dàng tham gia phản ứng cộng với H2, HX và dung dịch Br2 Thí dụ: C2H4 + Br2 C2H4Br2 2.1.3 Công thức mối quan hệ giữa số mol H2O, CO2 và hiđrocacbon( gọi tắt là công thức đốt cháy) Để nghiên cứu mối tương quan này, chúng ta nghiên cứu phản ứng cháy của hiđrocacbon X tổng quát sau CnH2n + -2k với k số liên kết π vòng phân tử hiđrocabon - Phương trình đốt cháy: CnH2n + -2k +( )O2 nCO2 + ( n +1 - k)H 2O - Nhận thấy: nX = ( nH O - nCO ) : ( 1- k) nH O - nCO = nX( 1- k) = nX - nX.k Đối với hỗn hợp hiđrocacbon ta có: nH O - nCO = nX - nX Và chúng ta cần hiểu rằng nX.k và nX là tởng sớ liên kết kết π vịng hiđrocabon hay hỗn hợp hiđrocabon Chính vì vậy mà đối với hiđrocacbon mạch hở thì nX k = nH phản ứng + nBr phản ứng và nX = nH phản ứng + nBr phản ứng skkn 2.1.4 Các định luật bảo toàn thường sử dụng - Bảo toàn khối lượng - Bảo toàn nguyên tố 2.2 Thực trạng vấn đề trước nghiên cứu sáng kiến kinh nghiệm 2.2.1 Thực trạng học sinh Nhiều học sinh có kiến thức vững vàng kì thi gặp mợt sớ bài tập về hiđrocacbon, đặc biệt là hỗn hợp nhiều hiđrocacbon không giải được nên không đạt điểm cao mong muốn Lí chủ yếu em giải tập hóa học theo cách truyền thống, làm nhiều thời gian, bế tắc giải toán nên từ không tạo hiệu cao việc làm thi trắc nghiệm 2.2.2 Thực trạng giáo viên Với cách thi trắc nghiệm hiện nay, đổi tư phương pháp giảỉ toán theo xu hướng mới là tất yếu, người giáo viên thiết phải trọng Với bài toán về hỗn hợp nhiều hiđrocacbon, phải chú ý tới bản chất của chất( cấu tạo, tính chất) để từ đó đưa phương pháp giải có cứ, có sở Tiếp cận với loại toán này, cũng vấn đề khó khăn giáo viên phổ thơng Đây hướng tiếp cận đòi hỏi phải có kiến thức sâu rộng, linh hoạt 2.3 Các giải pháp thực 2.3.1 Hướng dẫn học sinh cách quy đổi hỗn hợp hiđrocacbon Khi gặp toán hỗn hợp hiđrocacbon ta có thể nghĩ tới phương pháp quy đổi Bất kì hỗn hợp hiđrocacbon nào cũng có thể quy đổi về hỗn hợp C và H2 Tuy nhiên, tùy đặc điểm của hỗn hợp hiđrocacbon đã cho mà người ta có thể quy đổi theo các cách khác nhau, ví dụ : - Nếu là hỗn hợp các ankan CnH2n+2 người ta quy đổi về H2 và CH2( ở cần hiểu rõ rằng ankan CnH2n+2 sau tách H2 , phần còn lại là CnH2n và được “bóp” lại thành CH2 - Trên sở đó nếu hỗn hợp gồm nhiều anken được “bóp” lại thành CH2 - Gặp hỗn hợp C4H6, C6H8 , C2H4 người ta quy đổi về CnHn+2 - Thậm chí, gặp bài toán có hỗn hợp metan, propen isopren Nhận thấy các chất này có công thức CH4, C3H6, C5H8 và nếu ta “xén” H3 ở mỗi chất thì các chất đều còn lại (CH)n và được “bóp” lại thành CH Theo đó , người ta quy đổi hỗn hợp này về CH và H3, đó số mol H3 bằng số mol hỗn hợp đầu - Đôi khi, người ta có thể ghép chất để tạo dãy đồng đẳng, làm cho phép quy đổi dễ dàng hơn, thuận tiện tính toán Thí dụ gặp bài toán cho hỗn hợp X gồm CH4, C2H4, C3H6 và C4H6 đó số mol CH4 bằng số mol C4H6 Vì số mol CH4 bằng số mol C4H6 nên ghép chất này thành chất là C5H10 và lúc đó hỗn hợp X gồm C2H4, C3H6 và C5H10, là những hiđrocacbon có dạng(CH2)n nên có thể “bóp” lại thành CH2, vậy hỗn hợp X được quy đổi về CH2 Dù quy đổi bằng cách nào cũng phải dựa nguyên tắc : Bảo toàn nguyên tố và bảo toàn tổng số số oxi hóa Khi quy đổi ta cần chú ý đến mối quan hệ giữa số mol chất ban đầu với số mol từng thành phần hỗn hợp mới quy đổi Số mol hỗn hợp sau quy skkn đổi có thể bằng hoặc không bằng số mol hỗn hợp đầu, thí dụ : + Quy đổi x mol hỗn hợp C4H6, H2, C2H2 về C a mol H2 b mol Trong thường hợp này x a + b + Hỗn hợp gồm x mol: C4H6, H2, C2H4 Nhận thấy: C4H6 C4H4 ( C4H4 “bóp” lại thành CH) C2H4 C2H2 (C2H2 “bóp” lại thành CH) Quy đổi hỗn hợp x mol C4H6, H2, C2H4 về H2 a mol CH b mol Trong thường hợp này x = a + Qui đổi x mol hỗn hợp C4H6, C6H8 , C2H4 về CnHn+2 a mol Trong thường hợp này x = a + Qui đổi x mol hỗn hợp CH4, C3H6, C5H8 về H3 a mol CH b mol Trong thường hợp này x = a Vấn đề về mối quan hệ số mol này không khó, đòi hỏi người giải toán phải nhanh nhạy Có được mối quan hệ số mol đúng, việc giải toán trở nên dễ dàng Phương pháp này chủ yếu áp dụng với những bài toán hỗn hợp hiđrocacbon hoặc hỗn hợp hiđrocacbon và H2 có liên quan đến phản ứng đốt cháy hoặc có kết hợp cả phản ứng với dung dịch brom Ngược lại, gặp những bài toán liên quan đến phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3 thì phương pháp này không có hiệu quả vì liên quan đến cấu tạo cụ thể của hiđrocacbon 2.3.2 Hướng dẫn học sinh sử dụng công thức đốt cháy Khi gặp bài toán hỗn hợp hiđrocacbon A mạch hở mà người ta tiến hành đồng thời thí nghiệm: - Đốt cháy A - Cho A phản ứng với dung dịch Br2 Thì chìa khóa mở cho bài toán chính là công thức đốt cháy nH O - nCO = nX - nX đó nX = nH phản ứng + nBr phản ứng và ở chỉ nói đến phản ứng với dung dịch Br2 nên ta có nH O - nCO = nX - nX = nX - nBr phản ứng 2.3.3 Hướng dẫn học sinh giải toán Giáo viên hướng dẫn học sinh gặp bài toán hỗn hợp hiđrocacbon thì : Bước 1: Đọc kĩ đề để sơ đồ hóa tốn, bước này khá quan trọng, phải nhìn tổng quan xem hỗn hợp hiđrocacbon đã cho có đặc điểm gì chung không , có gì đặc biệt không,… Bước 2: Quyết định hướng quy đổi, từ đó tìm mối quan hệ số mol hỗn hợp trước quy đổi với các thành phần hỗn hợp sau quy đởi Bước 3: Lập phương trình (hệ phương trình) dựa vào dữ kiện tốn, sở đó để tìm đáp án cho bài toán Một số thí dụ [1]; [2]; [3] Sau là các thí dụ thuộc các dạng qui đổi khác thường gặp giải toán hỗn hợp hiđrocacbon skkn Thí dụ 1: Hỗn hợp X gồm các hiđrocacbon mạch hở C4H4, C4H2, C4H6, C4H8 và 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 giải Nhận xét: Các chất X, phân tử đều có nguyên tử C dX/ H = 27 = 54( g/mol) b = 0,03 mol Ta có: mX = mC + mH 54.a = 12.4a + 0,03 Như vậy, nCO = 0,04 và nH O = 0,03 Bảo toàn nguyên tố oxi: nO = a = 0,01 = 0,055(mol) VO = 0,055 22,4 = 1,232( lít) Chọn B Thí dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 14,48 gam hỗn hợp X chứa C3H6, C3H4, C4H8, C4H6 và 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 A 0,4 B 0,1 C 0,3 D 0,2 Hướng dẫn giải Nhận xét: - Do bình kín nên ta ln có khối lượng X khối lượng Y, nên ta có mY= 14,48 gam dY/ H = 18,1 mX = 14,48 g qui đổi = 36,2 ( g/mol) nY = = 0,4(mol) C a mol H2 b mol + O2 CO2 a mol H2O 1,12mol b = 1,12 mol mX = 14,48 g nên ta có 12a + 1,12.2 = 14,48 a = 1,02(mol) - Do bảo toàn nguyên tố C,H nên đốt X thu được mol CO và H2O thì đốt Y thu được bấy nhiêu mol CO2 và H2O nên đốt Y(0,4 mol ) cũng thu được 1,12 mol H2O và 1,02 mol CO2 Áp dụng công thức đốt cháy ta có : nH O - nCO = nX - nX = nX - nBr phản ứng 1,12 - 1,02 = 0,4 - nBr phản ứng nBr phản ứng = 0,3(mol) Chọn C Thí dụ 3: Hỗn hợp X gồm H2 , but-2-in, buta-1,3-đien, etilen Đốt m gam hỗn hợp X thu 3,175m gam CO2 Cho 5,376 lít hỗn hợp X (đktc) qua dung dịch brom CCl4 dư có b gam brom phản ứng Giá trị b A 41,24 B 42,12 C 43,18 D 44,74 skkn Hướng dẫn giải Nhận xét: - Các chất hỗn hợp X lần lượt là H2, C4H6, C4H6 và C2H4 Sau bớt H2 ở mỗi hiđrocacbon thì đều còn lại (CH)n Mặt khác các chất đều cắt phân tử H2 nên nH = nX - Tuy tiến hành thí nghiệm với lượng chất không bằng tỉ lệ mCO : mX = 3,175m : m = 3,175 là không đổi nX = 0,24 mol mCO qui đổi CH a mol + O2 H2 0,24 mol = 44a; mX = mCH + mH = 13a + 0,24.2 mCO : mX = 3,175 =3,175 a CO2 a mol H2O ( 0,24 + 0,5a)mol 0,55927(mol) Vậy, đốt 0,24 mol X sẽ thu được 0,55927 mol CO2 và 0,24 + 0,5 0,55927 = 0,519635 mol H2O Sử dụng công thức đốt cháy nH - nCO = nX - nX = nX - nBr phản ứng 0,519635 - 0,55927 = 0,24 - nBr phản ứng nBr phản ứng = 0,279635 (mol) mBr phản ứng = 0,279635 160 44,74(gam) Chọn D Thí dụ 4: Hỗn hợp X gồm các hiđrocacbon mạch hở C2H4, C2H2, C3H8, C4H10 và H2 Lấy 6,32g 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 khí X (đktc) cần dùng V lít khí O2 (đktc), sau phản ứng thu 9,68g CO2 Biết phản ứng hoàn toàn Giá trị V A 7,84 B 8,96 C 5,60 D 6,72 Hướng dẫn giải Nhận xét: - Khi lấy 6,32 gam X hoặc lấy 2,24 lít khí X( đktc) cho tác dụng O với dung dịch Br2 thì tỷ lệ Lấy 6,32g X cho qua bình đựng dung dịch nước Br 2 (dư) thấy có 0,12 mol Br2 tham gia phản ứng nên nX = 0,1 mol qui đổi = = C a mol H2 b mol + O2 CO2 0,22 mol H2O b mol a = 0,22 Áp dụng công thức đốt cháy ta có : nH O - nCO = nX - nX = nX - nBr phản ứng b - 0,22 = nX - nBr phản ứng nBr phản ứng = 0,32 - b Mặt khác, khối lượng của 0,1 mol X là 12 0,22 + 2b = 2b + 2,64 skkn = = b = 0,26 Vậy, đốt 0,1 mol X thu được 0,26 mol H2O và 0,22 mol CO2 Bảo toàn nguyên tố O ta có : = 0,22.2 + 0,26 V = 7,84 Chọn A Thí dụ 5: Hỗn hợp X gồm CH4, C2H4, C3H6 và C4H6 trong CH4 và C4H6 có số mol Đốt cháy m gam hỗn hợp X hấp thụ toàn sản phẩm vào dung dịch Ca(OH)2 dư khối lượng dung dịch giảm 7,6 gam Giá trị m A 3,2 B 2,8 C 3,6 D 4,2 Hướng dẫn giải Nhận xét: Như đã nói ở mục 3.3.1 Vì số mol CH4 bằng số mol C4H6 nên ghép chất này thành chất là C5H10 và lúc đó hỗn hợp X gồm C2H4, C3H6 và C5H10, là những hiđrocacbon có dạng(CH2)n nên có thể “bóp” lại thành CH2, vậy hỗn hợp X được qui đổi về CH2 CH2(amol) CO2 (amol) + H2O (amol) Vì khối lượng dung dịch giảm 7,6 gam nên ta có: mCaCO - mH O - mCO = 7,6 100a - 18a - 44a = 7,6 a = 0,2(mol) mX = m = mCH = 0,2 14 = 2,8(gam) Chọn B 2.3.4.Hệ thống tập áp dụng [1]; [2]; [3] 2.3.4.1.Bài tập có hướng dẫn giải Câu 1: Hỗn hợp X gồm vinyl axetilen, eten và propin có tỉ khối đối với H là 17 Đốt cháy hoàn toàn X thu được CO2 và 3,6 gam nước Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua dung dịch Ca(OH)2 dư thu được m gam kết tủa Giá trị của m là A 25 B 30 C 40 D 45 Hướng dẫn giải Nhận xét: C4H4 4C C2H4 2C C3H4 3C Và số mol H2 gấp lần số mol chất X Hỗn hợp X (a mol) qui đổi C b mol + O2 CO2 b mol H2 2a mol H2O 0,2 mol 2a = 0,2 a = 0,1 (mol) Mà = 34 mX = 34 0,1 = 3,4(g) mX = mC + mH = 12b + 0,2 = 3,4 b = 0,25 nC = nCO = nCaCO = 0,25 mkết tủa = 0,25 100 = 25(gam) Chọn A Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn 30,4 gam hỗn hợp X chứa CH 4; C2H4; C3H4; C4H6 và H2 thu tổng số mol H2O và CO2 5,4 mol Mặt khác, cho skkn bột Ni vào bình kín chứa hỗn hợp X nung nóng thời gian thu hỗn hợp khí Y có tỷ khối so với H2 7,6 Biết chất X có mạch hở Nếu sục toàn Y vào dung dịch nước Br2 dư số mol Br2 phản ứng tối đa A 0,48 B 0,58 C 0,52 D 0,62 Hướng dẫn giải X qui đổi C a mol + O2 CO2 a mol mX =30,4gam H2 b mol H2O b mol Theo bài ta có hệ phương trình: 12a + 2b = 30,4 a + b = 5,4 a = 1,96 b = 3,44 dY/ H = 7,6 = 15,2 ( g/mol) Theo định luật bảo toàn khối lương mX = my = 30,4 gam nY = = (mol) Do bảo toàn nguyên tố C,H nên đốt X thu được mol CO và H2O thì đốt Y thu được bấy nhiêu mol CO2 và H2O nên đốt Y(2 mol ) cũng thu được 3,44 mol H2O và 1,96 mol CO2 Áp dụng công thức đốt cháy ta có : nH O - nCO = nY - nY = nY - nBr phản ứng 3,44 - 1,96 = - nBr phản ứng nBr phản ứng = 0,52(mol) Chọn C Câu 3: Hỗn hợp X gồm các chất mạch hở C2H2, C3H6, C4H10 và 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 47,52 gam CO2 và m gam nước Giá trị m A 21,24 B 21,06 C 20,07 D 20,88 Hướng dẫn giải Nhận thấy: Lượng X cho thí nghiệm không bằng - Trong thí nghiệm 1: = = Tỉ lệ này cũng đúng cho thí nghiệm - Trong thí nghiệm 2: nX = 0,6; nCO = 1,08 X qui đổi C a mol + O2 CO2 1,08 mol nX = 0,6 H2 b mol H2O b mol a = 1,08(mol) Áp dụng công thức đốt cháy ta có : nH O - nCO = nX - nX = nX - nBr phản ứng b - 1,08 = 0,6 - nBr phản ứng nBr phản ứng = 1,68 - b Mặt khác, mX = mC + mH = 12 1,08 + 2b = 12,96 + 2b skkn = = 168,48 + 26b = 641,76 – 382b 408b = 473,28 b = 1,16 nH O = 1,16 mH O = 1,16 18 = 20,88(gam) Chọn D Câu 4: Hỗn hợp X gồm C2H2 và H2 có số mol Lấy lượng hỗn hợp X cho qua chất xúc tác nung nóng, thu hỗn hợp Y gồm C 2H4, C2H6, C2H2 và H2 Sục Y vào dung dịch brom ( dư) khối lượng bình brom tăng 10,8 gam 4,48 lít hỗn hợp khí Z (đktc) có tỉ khối với H 2 là Thể tích khí O2 (đktc) cần để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y A 22,40 lít B 33,60 lít C 26,88 lít D 26,88 lít Hướng dẫn giải C2H2 và H2 có số mol nên qui đổi X về C2H4 dZ/ H = = 16( g/mol) nZ = 4,48: 22,4 = 0,2(mol) nên mZ = 3,2(g) Theo định luật bảo toàn khối lượng: mX = mY = 10,8 + mZ = 10,8 + 3,2 = 14(g) nX = nC H = 14 : 28 = 0,5(mol) C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O 0,5 1,5 mol VO = 1,5 22,4 = 33,6(lít) Chọn B Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn 6,72 lít hỗn hợp X gồm hiđrocacbon mạch hở (đktc) thu được hỗn hợp sản phẩm Y Hấp thụ hoàn toàn Y vào dung dịch Ca(OH)2 dư được 75 gam kết tủa, dung dịch sau phản ứng có khối lượng giảm so với ban đầu 31,2 gam Mặt khác, nếu sục hoàn toàn 8,96 lít hỗn hợp X vào dung dịch nước brom dư thấy có a mol brom phản ứng Giá trị của a gần nhất với A 0,57 B 0,70 C 0,62 D 0,76 Hướng dẫn giải nX = 0,3(mol); nkết tủa = 0,75(mol) = nCO X qui đổi C a mol + O2 CO2 0,75 mol nX = 0,3 H2 b mol H2O b mol a = 0,75 mol dung dịch sau phản ứng có khối lượng giảm so với ban đầu 31,2 gam nên ta có: mkết tủa - mCO - mH O = 31,2 75 - 0,75 44 - b 18 = 31,2 b = 0,6 = nH O Áp dụng công thức đốt cháy ta có : nH O - nCO = nX - nX = nX - nBr phản ứng 10 skkn 0,6 - 0,75 = 0,3 - nBr phản ứng nBr phản ứng = 0,45(mol) Vậy: Cứ 6,72 lít hỗn hợp X phản ứng với 0,45 mol brom 8,96 lít hỗn hợp X phản ứng với 0,6 mol brom Chọn C Câu 6: Hỗn hợp X gồm 0,5 mol H2 ; 0,1 mol vinylaxetilen 0,2 mol axetilen Nung X thời gian với xúc tác Ni, thu hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 là 14,25 Nếu cho toàn Y sục từ từ vào dung dịch brom dư có m gam brom tham gia phản ứng Giá trị m A 48 B 32 C 64 D 16 Hướng dẫn giải dY/ H = 14,25 = 28,5 ( g/mol) Mặt khác, mX = mY = 0,5.2 +0,1.52 + 0,2 26 = 11,4(g) nY = 11,4 : 28,5 = 0,4( mol) X qui đổi C 0,8 mol + O2 CO2 0,8 mol H2 0,9 mol H2O 0,9 mol Áp dụng công thức đốt cháy ta có : nH O - nCO = nY – nY = nY - nBr phản ứng Do C và H X bằng Y nên lượng CO2 và H2O đốt X giống đốt Y nên ta có: 0,9 - 0, = 0,4 - nBr phản ứng nBr phản ứng = 0,3(mol) mBr phản ứng = 0,3 160 = 48(gam) Chọn A Câu 7: Hỗn hợp X gồm các hiđrocacbon mạch hở CH4, C2H2, C2H4 , C3H8 , C4H6 và H2 Cho 3,74 gam hỗn hợp X qua bình đựng dung dịch brom dư thấy có 16 gam brom phản ứng Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 13,44 lít (đktc) hỗn hợp X được 45,76 gam CO2 và m gam H2O Giá trị của m là A 21,06 B 22,32 C 20,7 D 20,88 Hướng dẫn giải Nhận thấy: Lượng chất ở thí nghiệm không bằng - Thí nghiệm 1: Cho X tác dụng với dung dịch brom Ta có: = = 37,4 nbrom = - Thí nghiệm 2: Đốt cháy 13,44 lít X X qui đổi C a mol + O2 (0,6mol) H2 b mol (1) CO2 1,04 mol H2O b mol a = 1,04(mol) Áp dụng công thức đốt cháy ta có : nH O - nCO = nY - nY = nY - nBr phản ứng b - 1,04 = 0,6 - nBr phản ứng (2) 11 skkn Thay (1) vào (2) ta có b - 1,04 = 0,6 - = 0,6 - 37,4b - 38,896 = 22,44 - 12,48 - 2b b = 1,24 = nH O m = 1,24 18 = 22,32(gam) Chọn B Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm axetilen, vinylaxetilen, benzen và stiren thu hỗn hợp sản phẩm Y Sục Y qua dung dịch Ca(OH)2 thu m1 gam kết tủa dung dịch sau phản ứng tăng 11,8 gam so với dung dịch Ca(OH)2 ban đầu Cho Ba(OH)2 vừa đủ vào dung dịch sau phản ứng thu thêm m2 gam kết tủa Tổng m1 + m2 = 79,4 gam Giá trị m A 6,4 B 8,24 C 7,8 D 8,42 Hướng dẫn giải Hỗn hợp X gồm C2H2; C4H4; C6H6 và C8H8 Các chất X có dạng: (CH)n X qui đổi CH a mol CO2 a mol (m gam) H2O 0,5a mol Theo bài ra, cho Y vào dung dịch Ca(OH)2 tạo muối CaCO3 và Ca(HCO3)2 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O x x mol m1 = 100x 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 y 0,5y mol Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 CaCO3 + BaCO3 + 2H2O 0,5y 0,5y 0,5y mol m2 = 100 0,5y + 197 0,5y = 148,5y + Vì số mol CO = a nên ta có x + y = a hay x + y - a = (1) + m1 + m2 =79,4 nên 100x + 148,5y = 79,4 (2) + Mặt khác, sục Y vào dung dịch Ca(OH)2 thì khối lượng dung dịch tăng 11,8 gam nên ta lại có: mH O + mCO - mCaCO = 11,8 18 0,5a + 44a - 100x = 11,8 100x - 53a = - 11,8 (3) Từ(1); (2); (3) ta có: x = 0,2 y = 0,4 a = 0,6 m = mX = mCH = 0,6 13 = 7,8(gam) Chọn C 2.3.4.2.Bài tập khơng có hướng dẫn giải Bài tập Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn 7,04 gam hỗn hợp X gồm CH4, C2H4, C3H4, C4H4 cần V lít O2(đktc) Biết dX/ H = 17,6 Giá trị của V là 12 skkn A 16,128 B 19,04 C 18,592 D 19,712 Câu 2: Hỗn hợp X gồm metan, propen, isopren Đốt cháy hồn tồn 2,688 lít khí X cần dùng vừa đủ 0,565 mol O2 m gam H2O Giá trị m A 5,04 B 6,30 C 6,66 D 7,20 Câu 3: Hỗn hợp X gồm H2 và các hiđrocacbon mạch hở C4H6, C2H4, C6H8 Đốt cháy m gam hỗn hợp X thu được 3m gam CO2 Cho 0,2 mol hỗn hợp X qua dung dịch brom thấy có a gam brom phản ứng Giá trị của a là A 24,0 B 1,92 C 35,2 D 16 Câu 4: 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 B 16,72 C 16,88 D 22,84 Câu 5: 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 A 60 B 118,2 C 137,9 D 70 Câu 6: 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 7: Hỗn hợp X gồm C2H4 , C2H2, C3H8, C2H6 Cho 0,65 mol hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,8 mol brom Đốt cháy hoàn toàn 9,65 mol X thu được 0,7 mol CO2 và a mol H2O Giá trị của a là A 0,635 B 0,735 C 0,625 D 0,535 Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn 20,08 gam hỗn hợp X chứa C 3H6 , C3H4, C4H8, C4H6 H2 thu tổng khối lượng H 2O 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 toàn Y vào dung dịch nước Br2 dư số mol Br2 phản ứng tối đa A 0,2 B 0,1 C 0,3 D 0,4 Câu 9: Hỗn hợp X gồm các chất mạch hở C3H6, C2H2, C4H10 và H2 Cho 11,2 lít (đktc) hỗn hợp X qua bình đựng dung dịch brom dư thấy có 64 gam brom phản ứng Mặt khác đốt cháy hoàn toàn 11,2 lít (đktc) hỗn hợp X được 55 gam CO và m gam H2O Giá trị của m là A 31,5 B 27 C 24,3 D 22,5 Câu 10: Hỗn hợp X gồm các chất mạch hở C2H6, C2H4 , C2H2 , C3H6, C3H4, C3H12 và H2 Lấy 8,32 gam hỗn hợp X đem đốt hoàn toàn thì cần vừa đủ 0,88 mol O2 Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 dư thì thấy có m gam kết tủa xuất hiện Giá trị của m là A 98,5 B 88,65 C 118,2 D 137,9 Đáp án 13 skkn Câu 10 Đáp án A C B D B A C D C C 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường: 2.4.1 Hiệu SKKN hoạt động giáo dục: Khi áp dụng đề tài “ Hướng dẫn học sinh lớp 11 sử dụng công thức đốt cháy và phương pháp quy đổi giải toán hỗn hợp hiđrocacbon” giúp học sinh phát triển lực tư duy, logic sáng tạo Đề tài định hướng cho học sinh phương pháp giải toán hỗn hợp hiđrocacbon Tôi thấy phương pháp dễ hiểu phù hợp với đối tượng học sinh Đặc biệt phương pháp qui đổi giúp học sinh tư về tính chất của hiđrocacbon một cách hoàn thiện và sâu sắc - Học sinh coi phương pháp qui đổi điểm mạnh giải tốn hỡn hợp hiđrocacbon, em nhanh chóng có kết thi trắc nghiệm khách quan - Cũng từ đó, niềm hứng thú, say mê học tập em phát huy 2.4.2 Hiệu SKKN thân, đồng nghiệp, nhà trường Với sáng kiến kinh nghiệm này, đồng nghiệp xem tài liệu bổ ích dùng để dạy bời dưỡng học sinh lớp 11 Các lớp sau áp dụng sáng kiến kinh nghiệm khả giải tập hỗn hợp hiđrocacbon học sinh nâng cao, em hứng thú học tập, khơng cịn lúng túng, lo ngại 2.4.3 Kết kiểm nghiệm Với phương pháp trên, thực lớp: lớp 11A1 và 11A2 trường THPT nơi công tác năm hoc 2020 - 2021 Học sinh kiểm tra trắc nghiệm khách quan dạng câu hỏi "có không?": Công thức đốt cháy và phương pháp qui đổi sử dụng để giải toán hỗn hợp hiđrocacbon có tạo cho em hứng thú học chương hiđrocacbon không? Kết sau: Lớp Tổng số Có hứng thú Không hứng thú học Số học sinh Tỉ lệ % Số học sinh Tỉ lệ % sinh 11A1 20 19 95% 5% 11A2 20 18 90% 10% Như vậy, sử dụng công thức đốt cháy và phương pháp qui đổi giải toán hỗn hợp hiđrocacbon tạo hứng thú hiệu việc giải toán hỗn hợp hiđrocacbon Còn về kết học tập thể thông qua bảng thống kê điểm kiểm tra lớp sau (TN: thực nghiệm; ĐC: đối chứng): Lớp Nhóm 11A1 TN Tổng số HS 20 Điểm số Xi 5 10 14 skkn 11A1 11A2 11A2 ĐC TN ĐC 20 20 20 0 0 3 0 0 0 0 0 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận: Trên kinh nghiệm mà tơi tích lũy q trình giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi, ôn thi tốt nghiệp và thi trung học phổ thông Quốc gia Đề tài giải vấn đề sau: - Nêu rõ phương pháp để giải tốn hỡn hợp hiđrocacbon - Đưa dạng quy đổi hướng dẫn giải chi tiết, ngắn gọn dạng tập Bằng thực tiễn giảng dạy suốt thời gian qua đặc biệt năm gần với giúp đỡ đồng nghiệp, nhà trường, ngành thân thấy hiệu đạt được: - Phát triển lực tư duy, lực sáng tạo - Tạo hứng thú học tập cho học sinh Từ nâng cao chất lượng, hiệu trình dạy học Đề tài giáo viên nhóm Hóa trường nơi giảng dạy áp dụng 3.2 Kiến nghị: Với nhà trường: Rất mong nhà trường đầu tư tư liệu sách tham khảo Vì thời gian có hạn kinh nghiệm thân chưa nhiều nên chắn đề tài có nhiều điều cần bổ sung Tôi mong nhận ý kiến đóng góp cấp lãnh đạo bạn bè đồng nghiệp để đề tài hoàn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG Thanh Hóa, ngày 15 tháng năm 2021 ĐƠN VỊ Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác (Ký ghi rõ họ tên) Lê Thị Thủy 15 skkn 16 skkn TÀI LIỆU THAM KHẢO Đề thi tuyển sinh Đại học, Cao đẳng; thi trung học phổ thơng Quốc gia và thi tớt nghiệp mơn Hóa từ năm 2010 đến năm 2020 Đề thi khảo sát chất lượng trung học phổ thông Quốc Gia tỉnh năm 2017; 2018; 2019; 2020 Đề thi khảo sát chất lượng trung học phổ thông Quốc Gia của các trường trung học phổ thông huyện năm học 2018; 2019; 2020 Sách giáo khoa Hóa học 11 (Nguyễn Xuân Trường tổng chủ biên - Nhà xuất giáo dục, 2007) skkn DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP PHÒNG GD&ĐT, CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Lê Thị Thủy Chức vụ đơn vị công tác: Giáo viên - Trường THPT Lê Lợi TT Kết Cấp đánh đánh giá Năm học giá xếp loại Tên đề tài SKKN xếp loại đánh giá (Phòng, Sở, (A, B, xếp loại Tỉnh ) C) Giúp học sinh lớp 11 viết phương Sở trình Hóa học hiđrocacbon GD&ĐT C 2011 - 2012 thơm với halogen dung dịch Thanh Hóa KMnO4 Hướng dẫn học sinh lớp 12 giải Sở tập điện phân dung dịch muối GD&ĐT C 2016 – 2017 với điện cực trơ Thanh Hóa Hướng dẫn học sinh lớp 12 sử Sở dụng phương pháp đồng đẳng GD&ĐT hóa để giải số tập peptit Thanh Hóa C 2017 – 2018 tạo aminoaxit dãy đồng đẳng glyxin Hướng dẫn học sinh lớp 12 xác Sở định công thức cấu tạo của ḿi GD&ĐT C amoni Thanh Hóa 2018 – 2019 Hướng dẫn học sinh giải bài toán trắc nghiệm Hóa học dạng đồ thị skkn Sở GD&ĐT Thanh Hóa C 2019 – 2020 ... học tập học sinh lớp 11 cho công tác giảng dạy bạn đồng nghiệp 1.2 Mục đích nghiên cứu Phải hình thành cho học sinh bước để giải toán, kèm theo tập cho học sinh thói quen phân tích đề định hướng. .. hợp hiđrocacbon Do đó, để hình thành kỹ làm tập hỗn hợp hiđrocacbon giáo viên phải rèn luyện cho học sinh tư định hướng đứng trước toán khả phân tích đề Khi sử dụng ? ?phương pháp quy đổi? ?? để giải. .. 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.4.1 Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lý thuyết Khi nghiên cứu đề tài này, sử dụng số phương pháp nghiên cứu sau: skkn - Nghiên cứu phương pháp giải tốn hóa học