SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM XÂY DỰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐỐT CHÁY HỖN HỢP AMIN VÀ HIĐROCACBON NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ ÔN THI TỐT NGHIỆP TRUNG[.]
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM XÂY DỰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐỐT CHÁY HỖN HỢP AMIN VÀ 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 2021 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 Các phương trình cháy amin 2.1.2 Các phương trình cháy hiđrocacbon 2.1.3 Các mối liên hệ đốt cháy hỗn hợp amin với hiđrocacbon 2.1.4 Các cách qui đổi amin hiđrocacbon 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Giải pháp 2.3.1 Phương pháp dùng giá trị cacbon trung bình (C ¿ ¿ hiđro trung bình ( H ¿ để đánh giá 2.3.2 2.3.3 2.3.4 Phương pháp dùng mối liên hệ ¿ ¿ - nCO −n N ) ¿ ¿ - nCO ) Phương pháp qui đổi Phương pháp biện luận 4 2.3.5 2.3.6 2.4 Một số ví dụ Một số tập tự luyện tập Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục Cách tổ chức thực Thu thập phân tích kết 14 16 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 17 2.4.1 2.4.2 MỞ ĐẦU 3.1 3.2 Trang 1 1 2 16 16 17 17 Kết luận Kiến nghị skkn MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TNTHPT: Tốt nghiệp trung học phổ thông THPT: Trung học phổ thông HĐRCB Hiđrocacbon CTPT Công thức phân tử skkn skkn MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Giải tốn Hóa học nhiều cách phương pháp hiệu việc hình thành phát triển tư cho học sinh Đồng thời điều giúp tạo hứng thú, kích thích say mê tìm tịi, ham học hỏi học sinh.[1] Chính thế, thân giáo viên trực tiếp giảng dạy mơn hóa học, tơi khơng ngừng nghiên cứu, tìm tịi, học hỏi để xây dựng cho phương pháp dạy riêng, ơn tập, luyện tập có hiệu nhất, nhằm giúp học sinh biết giải tập mà cịn biết tạo nhiều cách giải thơng minh, độc đáo tập phức tạp Từ việc học hóa, giải tập hóa khơng cịn khó học sinh Bài tập đốt cháy hỗn hợp amin hiđrocacbon loại tập ứng với mức độ vận dụng vận dụng cao kỳ thi TNTHPT thi thử TNTHPT nhiều trường nước Nếu giáo viên không xây dựng phương pháp hệ thống loại tập học sinh thấy, loại tập khó thường bỏ qua làm Trong trình giảng dạy mình, đặc biệt dạy khối dạy ôn thi TNTHPT, nhận thấy xây dựng phương pháp giải tập đốt cháy hỗn hợp amin hiđrocacbon kết học tập mơn hóa học cải thiện đáng kể làm tăng hứng thú học tập với mơn Từ lí lựa chọn đề tài “Xây dựng phương pháp giải tập đốt cháy hỗn hợp amin 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 Xây dựng phương pháp giải tập đốt cháy hỗn hợp amin hiđrocacbon Nhằm tăng hứng thú kết học tập cho học sinh THPT 1.3 Đối tượng nghiên cứu Bài tập đốt cháy hỗn hợp amin hiđrocacbon thuộc chương trình THPT 1.4 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lí thuyết skkn Trong trang này: Đoạn ‘’Giải tốn Hóa học… ham học hỏi học sinh’’ 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 Các phương trình cháy amin a Amin no, đơn chức mạch hở (3 n+1,5) (2 n+3) O2 → nCO2 + H2O + N2 2 n Nhận xét: n amin = N n H O - nCO =1,5 n amin => n H O - nCO −n N = n amin Bảo toàn (O) => nO ¿ = nO ¿+ n(O) H O CnH2n + 3N + 2 2 (O ¿ ) 2 (CO ¿¿2¿)¿ b Amin no chức, mạch hở (3 n+2) O2 → nCO2 + (n + 2)H2O + N2 Nhận xét: n amin = n N n H O - nCO = 2.n amin=> n H O - nCO −n N = n amin Bảo toàn (O) => nO ¿ = nO ¿+ n(O) H O CnH2n + 4N2 + 2 2 (O ¿ ) 2 (CO ¿¿2¿)¿ c Amin x x CnH2n + – 2k – x(NH2)x + O2 → nCO2 + (n + – k + ) H2O + N2 Nhận xét: n amin = x n N nH O x - nCO =(1 – k + ¿ n amin Bảo toàn (O) => nO ¿ = nO ¿+ n(O) H O 2.1.2 Các phương trình cháy Hiđrocacbon a Ankan (O ¿ ) (CO ¿¿2¿)¿ (3 n+1) O2 → nCO2 Nhận xét: n H O - nCO = n ankan CnH2n + + b Anken CnH2n 3n + O2 → nCO2 Nhận xét: n H O - nCO = c Ankin Ankađien + n H2O (3 n−1) O2 → nCO2 Nhận xét: nCO - n H O = n ankin CnH2n - + (n + 1) H2O + + (n - 1) H2O 2 skkn 2.1.3 Các mối liên hệ đốt cháy hỗn hợp amin với hiđrocacbon a Đốt cháy hỗn hợp amin no đơn chức mạch hở với ankan Từ phương trình cháy trên, ta có: n H O - nCO −n N = nhỗn hợp =n amin + n akan (1*) b Đốt cháy hỗn hợp amin no đơn chức mạch hở với anken Từ phương trình cháy trên, ta có: n H O - nCO −n N = n amin (2*) 2 2 2 c Đốt cháy hỗn hợp amin no đơn chức mạch hở với ankin Từ phương trình cháy trên, ta có: n H O - nCO −n N = n amin - n ankin (3*) 2.1.4 Các cách qui đổi amin hiđrocacbon a Amin no đơn chức mạch hở CnH2n + 3N CnH2n + 3N = CnH2n + + NH = CH4 + ?CH2 + NH CnH2n + 3N = CnH2n + NH3 = ?CH2 + NH3 b Amin no chức, mạch hở CnH2n + 4N2 CnH2n + 4N2 = CnH2n + + 2NH = CH4 + ?CH2 + 2NH CnH2n + 4N2 = CnH2n + 2NH2 = ?CH2 + 2NH2 c Amin CnH2n + – 2k – x(NH2)x (k tổng số liên kết pi) CnH2n + – 2k – x(NH2)x = CnH2n + + xNH -kH2 = CH4 + ?CH2 +xNH –kH2 d Anken CnH2n = CnH2n + – H2 = CH4 +?CH2 – H2 e Ankin ankađien CnH2n - = CnH2n + – 2H2 = CH4 +?CH2 – 2H2 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Thông qua nguồn tài liệu như: sách tham khảo, mạng internet, thấy chưa có tài liệu xây dựng có hệ thống phương pháp giải cho loại tập 2.3 Giải pháp 2.3.1 Phương pháp dùng giá trị cacbon trung bình (C ¿ ¿ hiđro trung bình ( H ¿ để đánh giá Ví dụ (Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) Đốt cháy hoàn toàn 50 ml hỗn hợp khí X gồm trimetylamin hai hiđrocacbon đồng đẳng lượng oxi vừa đủ, thu 375 ml hỗn hợp Y gồm khí Dẫn tồn Y qua dung dịch H 2SO4 đặc (dư), thể tích khí cịn lại 175 ml Các thể tích khí đo điều kiện Hai hiđrocacbon A C2H4 C3H6. B C3H6 C4H8. C C2H6 C3H8. D C3H8 C4H10 Hướng dẫn Các thể tích khí đo điều kiện nhiệt độ, áp suất nên tỉ lệ thể tích tỉ lệ số mol 2 skkn Theo bài, hỗn hợp Y gồm: CO2, H2O, N2 Dẫ Y qua H2SO4 đặc (dư), nước bị giữ lại 2V H 2.200 O => V H O = 375 – 175 = 200ml => H = V = 50 = hh Do (CH3)3N có nguyên tử H => Loại đáp án D khơng có chất 8H Khí qua bình H2SO4 đặc CO2 N2 => V CO + V N = 175 ml => V CO < 175 (1) 2 2 50 Lại có V N = V amin< = 25 => V CO > 175 – 25 = 150 (2) 150 175 Từ (1); (2) => 50 < C < 50 ↔ < C< ¿ 3,5 Mặt khác (CH3)3N có 3C => Số C hai hiđrocacbon có giá trị < C< ¿ 3,5 => 2 Loại đáp án A, C => chọn đáp án B: C3H6 C4H8 2.3.2 Phương pháp dùng mối liên hệ ¿ ¿ - nCO −n N ) ¿ ¿ - nCO ) Ví dụ: (Bài tập tham khảo trang moon.vn) Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm hai amin (đơn chức, thuộc dãy 2 đồng đẳng) hai anken cần vừa đủ 0,2775 mol O 2, thu tổng khối lượng CO2 H2O 11,43 gam Giá trị lớn m là: A 2,55 B 2,97 C 2,69 D 3,25 Hướng dẫn : Gọi CTPT amin C n H n +1−2 k NH2 ( k ≥ 0) Gọi số mol CO2 H2O a, b Bảo toàn khối lượng : 44a + 18b = 11,43 Bảo toàn O : 2a + b = 0,2775.2= 0,555 => a = 0,18 ; b = 0,195 C n H n +1−2 k NH2 + O2 → n CO2 + (n+1,5−k ¿H2O + xn x N 2 x(n+1,5−k ¿ => nH2O – nCO2 = x(1,5 –k) = 0,195 – 0,18 = 0,015 0,015 => x = (1,5−k ) ; Để m lớn nhất, x phải lớn => k = 1=> x = 0,03 x Bảo toàn N => n N = = 0,015 Bảo toàn khối lượng : m = mCO + mH O+ mN -mO => m = 11,43 + 0,015 28 – 0,2775.32 = 2,97 gam 2.3.3 Phương pháp qui đổi Ví dụ (Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) 2 2 skkn Hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon mạch hở (cùng số nguyên tử cacbon) Hỗn hợp Y gồm đimetylamin trimetylamin Đốt cháy hoàn toàn 0,17 mol gồm m gam X m gam Y cần vừa đủ 0,56 mol O2, thu hỗn hợp khí Z Dẫn tồn Z vào bình đựng dung dịch Ca(OH) dư, sau phản ứng xảy hoàn toàn, khối lượng dung dịch giảm 12,96 gam so với dung dịch ban đầu có 0,672 lít khí Mặt khác, m gam X tác dụng tối đa với t mol H2 (xúc tác Ni, t°) Giá trị t A 0,32 B 0,18 C 0,16 D 0,19 Hướng dẫn: Nhận thấy HĐRCB = CH4 + ?CH2 - ?H2 Amin = CH4 + ? CH2 + NH nN2 = 0,03 => nNH = 0,06 Quy đổi Z thành CH4 : 0,17 mol CH2 : u mol H2 : -t mol NH : 0,06 mol Gọi số mol CO2 H2O x, y Bảo toàn O: 2x + y = 0,56 = 1,12 (1) Độ giảm khối lượng dung dịch = mkt - mCO - mH O => 100x – 44x – 18y = 12,96 (2) Từ (1),(2) => x = 0,36; y = 0,4 Bảo toàn C: 0,17 + u = 0,36 => u = 0,19 Bảo toàn H: 0,17 + 2u -2t + 0,06 = 0,4.2 => t = 0,16 Chọn đáp án C 2.3.4 Phương pháp biện luận Ví dụ (MĐ 201 – Đề thi TNTHPT năm 2020 – Đợt 2) Hỗn hợp E gồm amin X (no, mạch hở) hiđrocacbon Y (trong số mol X lớn số mol Y) Đốt cháy hết 0,26 mol E cần dùng vừa đủ 2,51 mol O 2, thu N2, CO2 1,94 mol H2O Mặt khác, cho 0,26 mol E tác dụng với dung dịch HCl dư lượng HCl phản ứng tối đa 0,28 mol Khối lượng Y 0,26 mol E bao nhiêu? A 10,32 gam B 10,55 gam C 12,00 gam D 10,00 gam Hướng dẫn: 2 Bảo toàn O: Bảo toàn N: skkn Gọi CTPT X (bảo toàn N) Do nghiệm nhất, Gọi CTPT Y CmHy Bảo toàn C : nC = 0,14n + 0,12 m = 1,54 m = nghiệm => CTPT X Bảo toàn H: => CTPT Y C7H16 (0,12) =>mY = 0,12.100 = 12 gam 2.3.5 Một số ví dụ Ví dụ 1: (Đề thi thử TNTHPT - SGDĐT Thanh Hóa - 2021) Hỗn hợp X gồm amin no, đơn chức, mạch hở, đồng đẳng hai hidrocacbon mạch hở, chất khí điều kiện thường, có số nguyên tử hidro phân tử Đốt cháy hoàn tồn 6,72 lít X cần vừa đủ 24,528 lít O 2, thu H2O, 35,2 gam CO2 1,12 lít N2 Phần trăm khối lượng amin có phân tử khối nhỏ X gần với giá trị sau đây? A 29% B 19% C 15% D 22% Hướng dẫn : Cách 1 : Phương pháp dùng giá trị C H để đánh giá nCO2 = 0,8 (mol) ; nO2 = 1,095 (mol) ; n N = 0,05 (mol) Bảo toàn O => nO ¿ = nO ¿+ n(O) H O => n H O = 1,095 – 0,8 = 0,59 (mol) Bảo toàn khối lượng mX = mCO + mH O +mN - mO = 35,2 +0,59.18 + 0,05.28 –1,095.32 =12,18 gam (O ¿ ) Số H = 2n H nX (CO ¿¿2¿)¿ 2 O 2 = 3,9333 Các amin no, đơn chức có nguyên tử H nên HĐRCB phải có số nguyên tử H < 3,9333 Mặt khác, hai HĐRCB có số nguyên tử H chất khí điều kiện thường => Công thức phân tử HĐRCB C 4H2 C2H2 Ta có => n amin = 2n N = 0,1 ( Gọi CTPT amin C n H n +3 N ) Bảo toàn (H) => 0,1.(2 n + 3) + 0,2 = 0,59 => n = 2,4 => công thức amin C2H7N (a) C3H9N (b) Theo bài : a + b = 0,1 ; a+3 b = 2,4 => a = 0,06 ; b = 0,04 0,1 skkn 0,09 Theo bài: a + b = 0,09 (2) a > b => a > = 0,045 Từ (1),(2) => xa = 0,1 Ta có: 0,09 < a < 0,09 => 1,11 < x < 2,22 với x nguyên => x =2 => a = 0,05; b = 0,04 Bảo toàn (C) => nCO = 0,05.n + 0,04 m = 0,4 => 5n + 4m = 40 Nghiệm thỏa mãn n = 4; m =5 CTPT X, Y C4H8(NH2)2 (0,05); C5H12 (0,04) => mE (trong 0,09 mol E) = 7,28 gam => Vậy 14,56 gam hỗn hợp E, số mol X 0,05 = 0,1 => mX = 0,1 88 =8,8 gam => Chọn đáp án C Cách 2: Qui đổi chất Bảo toàn O: => nO (O ¿ ) ¿ = nO (CO ¿¿2¿)¿ ¿ + n(O) H O => nCO = 2 0,67.2−0,54 = 0,4 (mol) Gọi CTPT X, Y CnH2n + – x(NH2)x ; CmH2m + Số mol X, Y tương ứng 0,09 mol E a, b, theo a > b CnH2n + – x(NH2)x = CH4 + ?CH2 + xNH a a CmH2m + = CH4 + ?CH2 b b Qui hỗn hợp E thành CH4 (a+b =0,09); CH2, NH Bảo toàn C => nC ¿ = 0,4 – 0,09 = 0,31 (CH ¿¿2¿) ¿ (0,54.2−0,09.4−0,31.2) = 0,1 (mol) n 0,1 0,09 Theo công thức amin => a = N = x => < a < 0,09 => 1,11< x < 2,22 x Bảo toàn H => n NH = Vì x nguyên => x = => a = 0,05; b =0,04 Bảo toàn (C) => nCO = 0,05.n + 0,04.m = 0,4 => 5n + 4m = 40 Nghiệm thỏa mãn n = 4; m =5 CTPT X, Y C4H8(NH2)2(0,05); C5H12 (0,04) => mE (trong 0,09 mol E) = 7,28 gam => Vậy 14,56 gam hỗn hợp E, số mol X 0,05 = 0,1 => mX = 0,1 88 =8,8 gam => Chọn đáp án C Ví dụ 3: (Bài tập tham khảo trang hoc24.vn) skkn Đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp X gồm propilen amin no mạch hở đồng đẳng oxi dư thu 16,8 lít CO 2, 2,016 lít N2 (đktc) 16,74 gam H2O Khối lượng amin có khối lượng mol phân tử nhỏ A 1,35 gam B 2,16 gam C 1,8 gam D 2,76 gam Hướng dẫn: Cách 1: Sử dụng giá trị trung bình nH 16,74 = 18 = 0,93 mol Gọi CTPT amin C n H n +2−x (NH2)x : a mol C3H6 : b mol Theo bài: a + b = 0,3 (1) n Bảo toàn C: a + 3b = 0,75 (2) Bảo toàn N: ax = 0,09 =0,18 (3) Bảo toàn (H): a (2n + + x) + 6b = 0,93 (4) O => a = 0,09; b =0,21; x = 2; n = => CTPT amin CH6N2 (u); C2H8N2 (t) Lại có u + t =0,09 1.u+2 t 0,09 = n= => u = 0,06; t = 0,03 => mCH N = 0,06 46 = 2,76 gam => Chọn đáp án D Cách 2: Qui đổi chất giá trị trung bình nH 16,74 = 18 = 0,93 mol Gọi CTPT amin C n H n +2−x (NH2)x : amol C3H6 : b mol Theo bài: a + b = 0,3 Ta có: C3H6 = 3CH2 a 3a C n H n +2−x (NH2)x = n CH2 + xNH + H2 nb b xb b Qui hỗn hợp X thành: CH2(3a + n b); NH (xb); H2 (b) Bảo toàn C => nC ¿ = 3a + n b = 0,75 Bảo toàn N: => nNH = xb = 0,09 = 0,18 O (CH ¿¿2¿) ¿ Bảo toàn H: 0,93 2−0,75.2−0,18 => n H = = 0,09 2 => a = 0,21; n = => CTPT amin CH6N2 (u); C2H8N2 (t) skkn Lại có u + t =0,09 1.u+2 t 0,09 = n= => u = 0,06; t =0,03 => mCH N = 0,06 46 = 2,76 gam => Chọn đáp án D Ví dụ 4: (Bài tập tham khảo trang moon.vn) Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm hai amin (đơn chức, thuộc dãy đồng đẳng) hai anken cần vừa đủ 0,2775 mol O 2, thu tổng khối lượng CO2 H2O 11,43 gam Giá trị lớn m là: A 2,55 B 2,97 C 2,69 D 3,25 Hướng dẫn : Cách 1 : Dùng mối liên hệ (nH2O – nCO2) trình bày mục 2.3.2 Cách 2 : Qui đổi chất Gọi số mol CO2 H2O a, b Bảo toàn khối lượng : 44a + 18b = 11,43 Bảo toàn O : 2a + b = 0,2775.2= 0,555 => a = 0,18 ; b = 0,195 Nhận thấy C n H n +1−2 k NH2 = n CH2 + NHx CmH2m = mCH2 Qui hỗn hợp thành : CH2 : 0,18 (bảo toàn C) 0,195.2−0,18.2 0,03 = x ( Bảo toàn H) x Để m lớn số mol NHx lớn x = 1=> n NH = 0,03 NHx : => m = 0,18 14 + 0,03 15 = 2,97 gam Chọn đáp án B Ví dụ 5: (Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) Hỗn hợp E gồm amin X (no, mạch hở) ankin Y, số mol X lớn số mol Y Đốt cháy hoàn toàn 0,11 mol E cần dùng vừa đủ 0,455 mol O 2, thu N2, CO2 0,35 mol H2O Khối lượng Y 22,96 gam hỗn hợp E A 8,80 gam. B 5,20 gam C 6,24 gam D 9,60 gam Hướng dẫn: Cách 1: Dùng mối liên hệ (nH2O – nCO2) kết hợp với biện luận để tìm số nhóm chức amin Bảo toàn O: => nCO = 2n O −n H 2 O = 0,28 (mol) 10 skkn Gọi CTPT X, Y CnH2n + +tNt (amol) CmH2m -2 (b mol) Theo bài:n E = a + b = 0,11 nCO = an + bm = 0,28 Bảo toàn C: Bảo toàn H: n H O= a (n + + 0,5t) + b( m -1) = 0,35 n H O - nCO = a + 0,5at – b = 0,07 Ta có: Theo a > b => 0,5at < 0,07 a > 0,055 => t < 2,54 => t =1 t = Khi t = => a = 0,06; b = 0,05 nCO = 0,06n + 0,05m = 0,28 => n =3; m =2 nghiệm X C3H10N2 (0,06) Y C2H2 (0,05) =>mE = 0,06 74 + 0,05 26 = 5,74 mY =1,3 gam mE = 22,96 => mY = 5,2 gam Chọn đáp án B Cách 2: Dùng mối liên hệ ¿ ¿ - nCO −n N ) TH1: Nếu amin đơn chức n H O - nCO −n N = n amin - n akin => 0,35 - 0,28 = 1,5n amin - n akin (1) Mặt khác n amin + n akin = 0,11 (2) Từ (1,2) => n amin = 0,072; n akin = 0,038 Gọi CTPT X, Y CnH2n + 3N (0,072 mol) CmH2m -2 (0,038 mol) Bảo toàn C: nCO = 0,072n + 0,038 m = 0,28 => khơng có nghiệm thỏa mãn TH2: Nếu amin hai chức CnH2n + 4N2 => n amin = n N => n H O - nCO −n N = n amin - n akin => 2n amin - n akin = 0,07 (1) Mặt khác n amin + n akin = 0,11 (2) Từ (1,2) => n amin = 0,06; n akin = 0,05 Gọi CTPT X, Y CnH2n + 4N2 (0,06 mol) CmH2m -2 (0,05 mol) Bảo toàn C: nCO = 0,06n + 0,05 m = 0,28 => n =3; m =2 nghiệm X C3H10N2 (0,06) Y C2H2 (0,05) =>mE = 0,06 74 + 0,05 26 = 5,74 mY =1,3 gam mE = 22,96 => mY = 5,2 gam Chọn đáp án B 2 2 2 2 2 2 2 2 Ví dụ 6: (MĐ 201 – Đề thi TNTHPT năm 2020 – Đợt 2) Hỗn hợp E gồm amin X (no, mạch hở) hiđrocacbon Y (trong số mol X lớn số mol Y) Đốt cháy hết 0,26 mol E cần dùng vừa đủ 2,51 mol O 2, thu 11 skkn N2, CO2 1,94 mol H2O Mặt khác, cho 0,26 mol E tác dụng với dung dịch HCl dư lượng HCl phản ứng tối đa 0,28 mol Khối lượng Y 0,26 mol E bao nhiêu? A 10,32 gam B 10,55 gam C 12,00 gam D 10,00 gam Hướng dẫn: Cách 1: Phương pháp biện luận trình bày mục 2.3.4 Cách 2: Qui đổi chất kết hợp với biện luận Bảo toàn O: Bảo toàn N: 0,28 Gọi CTPT X là: C n H n +2−x (NH2)x ( x ) (Bảo toàn N) C n H n +2−x (NH2)x = CH4 + xNH + ?CH2 CmH2m + – 2k = CH4 + ?CH2 – ?H2 Qui hỗn hợp thành CH4: 0,26 CH2: (1,54 – 0,26) = 1,28 NH: 0,28 H2: Bảo toàn H: => n H = (1,94 2−0,26.4−1,28.2−0,28) = => Hiđrocacbon ankan Do nghiệm nhất, Bảo tồn C: 0,14 n + 0,12 m = 1,54 m = nghiệm => CTPT Y C7H16 => mY = 0,12 100 = 12 gam Chọn đáp án C Ví dụ 7: (Bài tập tham khảo trang moon.vn) Hỗn hợp X gồm propin, buta-1,3-đien amin no, đơn chức, mạch hở Đem đốt cháy hoàn toàn 23,1 gam X cần dùng vừa 2,175 mol O nguyên chất thu hỗn hợp sản phẩm Y gồm CO2, H2O khí N2 Dẫn tồn Y qua bình chứa dung dịch NaOH đặc dư, khí đo 2,24 lít (ở đktc) Cơng thức amin A C2H7N B CH5N C C3H9N D C4H11N Hướng dẫn : Cách 1 : Biện luận Khí khỏi bình chứa dung dịch NaOH khí N2 => n N = 0,1 mol => n amin = 0,2 12 skkn Bảo toàn khối lượng : m X + mO = mCO + mH O + mN => mCO + mH O = 23,1 + 2,175 32 – 0,1.28 = 89,9 Gọi a, b số mol CO2 H2O => 44a + 18b = 89,9 (1) Bảo toàn O: 2a + b = 2,175 = 4,35 (2) Từ (1),(2) => a = 1,45; b = 1,45 Gọi CTPTTB propin, buta-1,3-đien C n H n−2 (x mol) Gọi CTPT amin CnH2n + 3N (y =0,2 mol) n Bảo toàn C: + n.y = 1,45 CO = x.n n Bảo toàn H: H O = x(n – 1) + y(n + 1,5) = 1,45 => x.n + n.y = x(n – 1) + y(n + 1,5) => x = 1,5y = 0,3 Số mol CO2 HĐRCB tạo có giá trị 0,3.3 < nCO < 0,3.4 => 0,9 < nCO (1,45 -1,2) < nCO (amin tạo thành) < (1,45 – 0,9) 2 2 2 2 2 0,25 0,55 => 0,25 < nCO (amin tạo thành) = n < 0,55 => 1,25 = 0,2 < n < 0,2 = 2,75 => n =2, Vậy CTPT amin C2H7N Chọn đáp án A Cách 2: Qui đổi chất Khí khỏi bình chứa dung dịch NaOH khí N2 => n N = 0,1 mol => n amin = 0,2 Bảo toàn khối lượng : m X + mO = mCO + mH O + mN => mCO + mH O = 23,1 + 2,175 32 – 0,1.28 = 89,9 Gọi a, b số mol CO2 H2O => 44a + 18b = 89,9 (1) Bảo toàn O: 2a + b = 2,175 = 4,35 (2) Từ (1),(2) => a = 1,45; b = 1,45 Ta có: CnH2n -2 = CnH2n - H2 x -x CmH2m + 3N = CmH2m + NH3 0,2 0,2 Nhận thấy, thành phần CnH2n CmH2m, cháy tạo nCO = n H O Để hỗn hợp cháy thu nCO = n H O 2 2 2 2 2 2 0,2.3 tổng lượng nước cháy H2 NH3 => n H O = -x + = => x = 0,3 Số mol CO2 HĐRCB tạo có giá trị 0,3.3 < nCO < 0,3 => 0,9 < nCO (1,45 -1,2)< nCO (amin tạo thành) < (1,45 – 0,9) 2 2 0,25 0,55 => 0,25 < nCO (amin tạo thành) = n 1,25 = 0,2 < n < 0,2 = 2,75 13 skkn => n =2, Vậy CTPT amin C2H7N Chọn đáp án A Ví dụ 8: (Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) Hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon mạch hở (cùng số nguyên tử cacbon) Hỗn hợp Y gồm đimetylamin trimetylamin Đốt cháy hoàn toàn 0,17 mol gồm m gam X m gam Y cần vừa đủ 0,56 mol O2, thu hỗn hợp khí Z Dẫn tồn Z vào bình đựng dung dịch Ca(OH) dư, sau phản ứng xảy hoàn toàn, khối lượng dung dịch giảm 12,96 gam so với dung dịch ban đầu có 0,672 lít khí Mặt khác, m gam X tác dụng tối đa với t mol H2 (xúc tác Ni, t°) Giá trị t A 0,32 B 0,18 C 0,16 D 0,19 Hướng dẫn: Cách 1: Phương pháp qui đổi trình bày mục 2.3.3 Cách 2: Dựa vào giá trị C H Gọi số mol CO2 H2O x, y Bảo toàn O: 2x + y = 0,56 = 1,12 (1) Độ giảm khối lượng dung dịch = mkt - mCO - mH O => 100x – 44x – 18y = 12,96 (2) Từ (1),(2) => x = 0,36; y = 0,4 Bảo toàn kl: mX + mY = 2m = mCO + mH O + mN - mO => m =2,98 Gọi a, b số mol đimetylamin (C2H7N) trimetylamin (C3H9N) => 45a + 59b = 2,98 (3) Bảo toàn N: a + b = 2n N = 0,06 (4) Từ (3);(4) => a = 0,04; b = 0,02 => nCO (amin tạo thành) = 0,04 + 0,02 = 0,14 => nCO (HĐRCB tạo thành) = 0,36 – 0,14 = 0,22 2 2 2 2 (0,04 +0,02 9) => n H O(do amin tạo) = = 0,23 2 => n H = 0,4 – 0,23 = 0,17 Mặt khác: n X + nY = 0,17 => n X = 0,17 – 0,04 – 0,02 = 0,11 O(do HĐRCB tạo) 0,22 => C (2HĐRCB) ¿ 0,11 = 2.0,17 34 => H (2 HĐRCB) = 0,11 = 11 => CTTB C H 34 11 Gọi k số liên kết pi HĐRCB => k = (2.2+2− 34 ) 16 11 = 11 => t = 0,11.k = 0,16 Chọn đáp án C 14 skkn 2.3.6 Một số tập tự luyện tập Câu 1: (Bài tập tham khảo trang violet.vn) Hỗn hợp khí X gồm đimetylamin hai hidrocacbon đồng đẳng liên tiếp Đốt cháy hoàn toàn 100ml hỗn hợp X lượng oxi vừa đủ, thu 480 ml hỗn hợp khí nước Nếu cho Y qua dung dịch axit sunfuric đặc (dư) cịn lại 180 ml khí (các thể tích khí đo điều kiện) Cơng thức phân tử hai hidrocacbon A CH4 C2H6 B C2H4 C3H6 C C2H6 C3H8 D C3H6 C4H8 Câu 2. (Bài tập tham khảo trang moon.vn) Hỗn hợp khí X gồm đimetylamin hai hiđrocacbon đồng đẳng liên tiếp Đốt cháy hoàn toàn 100 ml hỗn hợp X lượng oxi vừa đủ, thu 550 ml hỗn hợp Y gồm khí nước Nếu cho Y qua dung dịch axit sunfuric đặc (dư) cịn lại 250 ml khí (các thể tích khí đo điều kiện) Cơng thức phân tử hai hiđrocacbon A CH4 C2H6. B C2H4 C3H6. C C2H6 C3H8 D C3H6 C4H8 Câu 3 : (Bài tập tham khảo trang moon.vn) Hỗn hợp khí X gồm trimetylamin hai hidrocacbon đồng đẳng Đốt cháy hoàn toàn 100ml hỗn hợp X lượng oxi vừa đủ, thu 750 ml hỗn hợp khí Y gồm khí nước Nếu cho Y qua dung dịch axit sunfuric đặc (dư) cịn lại 350 ml khí (các khí đo điều kiện) Công thức phân tử hai HĐRCB A C3H8 C2H6 B C2H4 C3H6 C C3H6 C4H8 D C2H6 C3H8 Câu 4: (Bài tập tham khảo trang hoc247.net) Đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp X gồm etilen amin no mạch hở đồng đẳng oxi dư thu 16,8 lít CO2, 2,016 lít N2 (đktc) 16,74 gam H2O Khối lượng amin có khối lượng mol phân tử nhỏ là: A 1,35gam B 2,16 gam C 1,8gam D 2,22 gam Câu 5 : (Bài tập tham khảo trang moon.vn) Hỗn hợp E gồm amin X (no, mạch hở, đơn chức, bậc III) hai ankin Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol E cần dùng 0,5 mol O 2, thu N2, CO2 H2O Dẫn toàn sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch NaOH đặc dư, thấy khối lượng bình tăng 20,8 gam Khối lượng amin X 10,72 gam hỗn hợp E A 3,54 gam B 2,36 gam C 4,72 gam D 7,08 gam Câu 6 : (Bài tập tham khảo trang moon.vn) Hỗn hợp E chứa amin no, đơn chức hiđrocacbon X thể khí điều kiện thường Đốt cháy hồn toàn 0,2 mol hỗn hợp E cần dùng 2,7 mol khơng khí (20% O 80% N2 thể tích) thu hỗn hợp F gồm CO 2, H2O N2 Dẫn tồn F qua bình đựng NaOH đặc dư thấy khối lượng bình tăng 21,88 gam, đồng thời có 49,616 lít (đktc) khí khỏi bình Công thức phân tử X công thức sau đây? 15 skkn A C3H4 B C3H6 C C2H4 D C2H6 Câu 7: (Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) Hỗn hợp A gồm amin X (no, hai chức, mạch hở) hai hiđrocacbon mạch hở Y, Z (đồng đăng kế tiếp, MY < MZ) Đốt cháy hoàn toàn 19,3 gam hỗn hợp A cần vừa đủ 1,825 mol O2, thu CO2, H2O 2,24 lít N2 (ở đktc) Mặt khác, 19,3 gam A phản ứng cộng tối đa với 0,1 mol brom dung dịch Biết A có hai chất số nguyên tử cacbon Phần trăm khối lượng Y A A 21,76% B 18,13% C 17,62% D 21,24% Câu (Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) Hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon A, B (MA < MB) dãy đồng đẳng metylamin Lấy 50 ml X trộn với 235 ml O (dư) Bật tia lữa điện để đốt cháy hết X Sau phản ứng thu 307,5 ml hỗn hợp khí Làm ngưng tụ hồn tồn nước cịn lại 172,5 ml hỗn hợp khí Y Cho Y qua dung dịch NaOH dư cịn lại 12,5 ml khí khơng bị hấp thụ Các khí đo điều kiện nhiệt độ áp suất Xác định công thức phân tử phần trăm theo thể tích B X A C4H6 60% B C4H6 20% C C4H6 40% D C4H6 75% Câu 9. (Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) Hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon mạch hở Hỗn hợp Y gồm metylamin trimetylamin Đốt cháy hoàn toàn 0,22 mol hỗn hợp T chứa m gam X m gam Y cần dùng 0,88 mol O2, sản phẩm cháy gồm CO2, H2O N2 dẫn qua dung dịch Ca(OH)2, thu 44,0 gam kết tủa; đồng thời dung dịch thu có khối lượng giảm 7,84 gam Khí khỏi bình tích 1,344 lít (đktc) Để làm no hoàn toàn m gam X cần dùng V ml dung dịch Br 1M Giá trị V A 200 B 160 C 240 D 180 Câu 10. (Bài tập tham khảo trang hoctap.dvtienich.com) Hỗn hợp X chứa metylamin trimetylamin Hỗn hợp khí Y chứa hiđrocacbon không dãy đồng đẳng Trộn X Y theo tỉ lệ mol tương ứng 1: 4, thu hỗn hợp khí Z Đốt cháy tồn 4,88 gam Z cần dùng 0,48 mol O 2, sản phẩm cháy gồm CO2, H2O N2 dẫn qua dung dịch KOH đặc, dư thấy khối lượng dung dịch tăng 19,68 gam Nếu dẫn từ từ 4,88 gam Z qua lượng dư dung dịch AgNO3 NH3 (dùng dư), thu dung dịch T có khối lượng giảm m gam so với dung dịch ban đầu Giá trị m A 14,32 B 19,20 C 15,60 D 10,80 16 skkn ... 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 Xây dựng phương pháp giải tập đốt cháy hỗn hợp amin hiđrocacbon. .. tập đốt cháy hỗn hợp amin hiđrocacbon kết học tập mơn hóa học cải thi? ??n đáng kể làm tăng hứng thú học tập với mơn Từ lí lựa chọn đề tài ? ?Xây dựng phương pháp giải tập đốt cháy hỗn hợp amin hiđrocacbon. .. MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TNTHPT: Tốt nghiệp trung học phổ thông THPT: Trung học phổ thông HĐRCB Hiđrocacbon CTPT Công thức phân tử skkn skkn MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Giải tốn Hóa học nhiều cách phương