Một số khái niệm dạng bài tập tỉ khối chất khí bậc THPT
I.Lý do chọn đề tài Tỷ khối ký hiệu d, là một khái niệm khó , lại học vào đầu lớp 8 THCS. Khi học sinh đang còn nhỏ, ý thức tiếp thu cha cao, cha đầy đủ, phần bài tập dành cho d còn ít. Vì vậy lên bậc THPT, học sinh sử dụng d vào giải các bài toán nh lập công thức, tính thành phần % rất khó khăn. 2.Thực trạng học sinh ngành học GDTX, thì đa số là quên kiến thức cơ bản về toán hóa học, nh nguyên tử, phân tử, hỗn hợp M,n,dA/B, Vkhí, ĐKTC , và đơn vị đo g, kg, l, dm 3 ; ml, cm 3 nên không thể giải đợc các bài toán khó. Qua nhiều năm giảng dạy Hóa học bậc THPT, nhất là dạy hóa BTTH từ 1996 đến nay, tôi đều phải chủ động ôn lại kiến thức hóa THCS, trong đó có tỷ khối. a, n tập đầu năm học: ôn các kiến thức THCS cần thiết bổ trợ cho kiến thức trong năm học của THPT. b,On tập cuối chơng: ví dụ cần ôn khái niệm d thì ôn vào bài 26 10: luyện tập nhóm Halogen. Bài 19 K11: luyện tập C, và các h chất của chúng II. Ôn tập kiến thức cơ bản về hóa THCS 1. Nguyên tắc , học sinh đã học rồi nên không dạy lại mà yêu cầu học sinh về đọc, ghi chép và nhớ các khái niệm, công thức. b, Đa ra các bài tập dễ ->trung bình->khó để tăng tính say mê vừa tránh nhàm chán cho học sinh. c,Tài liệu bắt buộc sách GK, sách bài tập 8,9, máy tính, bảng hệ thông tuần hoàn, bảng tính tan. 2, Các kiến thức ôn: a, Mol là lợng chất có 6.10 23 (N) nguyên tử học phân tử N=6.10 23 là số Avôgađrô b, Khối lợng mol: ký hiệu M ( còn m là khối lợng) là khối lợng tính bằng g của N nguyên tử hoặc phân tử. Gợi ý học sinh yếu kém hiểu rành rọt đợc M; tính đợc M là rất khó; lẫm lẫn M và m gây khó khăn cho giải toán. M H =1g M CnH2n =14ng M H2 =2g M FexOy = (56x +16y) g M H2O = 18g c, Chất khí: Các phân tử khí lực đẩy >lực hút ( lỏng và rắn không áp dụng đợc) * 1 mol khí nào cũng có N = 6.10 23 phân tử khí * Cùng : Thì V=nhau suy ra số mol nhau ta dễ dàng áp dụng ! % Va = Va.100 = na . 100 Vh 2 nh 2 ĐKTC (O 0 C , ) thì V 1 mol khí = 22,4 lit d, Tỷ khối: ký hiệu d ; ( Còn D là khối lợng riêng g/ml) là đại lợng so sánh về khối lợng của 2 khí cùng V, cùng d A/B = M A M B Suy ra M A =d A/B . M B là hỗn hợp khí (0,8 mol N 2 + O 2 mol O 2 )-> MK 2 = 29g d A/K2 = M A 29 2, Các công thức cần nắm n: số mol m: khối lợng (g) M: khối lợng 1 mol (g) V: Thể tích khí ở ĐKTC (l) Số nguyên tử, phân tử, ion Đơn vị đo : * Khối lợng: 1kg =1000g * Thể tích 1l =1000ml (dm 3 ) (cm 3 ) 3, Bài tập vận dụng: a, Gợi ý: cho học sinh làm vào vở nháp; gi học sinh lên bảng trình bày ,ch y những em kém; để nguyên bài làm của học sinh , cho học sinh khác hoặc giáo viên chữa lỗi sai; nhằm cho học sinh biết mình sai chỗ nào; qua đó khắc sâu kiến thức cần nắm. b/ Bài 1: ó mol trong 94 g Fe; 9g H 2 O; (28x + 8g) kg FexOy Giải . n FexOy = (28x +8y).1000 =500 mol 56x +16y Bài 2: Tìm V( đktc ) của 0,175 mol CO 2 của hỗn hợp (0,44g CO 2 ,0,04gH 2 ;0,56g N 2 ) GiảI . V CO2 = 0,175 . 22,4 = 3,92l Vh 2 = 0,44 + 0,04 + 0,56 22,4 =11,2 44 2 28 Bài 3: cho hỗn hợp khí (2,2g CO 2 ; 3gH 2 ;14gN 2 ) tìm d h2/O2 (Gợi ý: với hỗn hợp thì tính M Ví dụ có 2 chất thì : M2< M < M1 g: n = m M V=22,4 n Số phân tử = n .6.10 23 nFe = 94 =1,5 mol 56 n H2O = 9 =0,5 mol 18 M h 2 = 2,2 +3+14 =9,365 g2,2 + 3 + 14 44 2 28 vậy d h2/O2 = 9,365 =0,292 (lần) 32 bài 4: Tìm d Cl2/CH4 : Từ kết quả suy ra đợc điều gì Giải. d l2/CH4 = Ml 2 = 71 =4,4375 lần MCH 4 16 Suy ra : 1 mol Cl 2 nặng hơn 1 mol CH 4 4,375 lần 1 phân tử Cl 2 nặng hơn 1 phân tử CH 4 4,375 lần Cùng điều kiện: 1l khí Cl 2 nặng hơn 1l khí CH 4 4,375 lần Nếu học sinh làm tốt thì nâng cao các bài dạng sau. - Có 3l khí CO 2 ( đktc) cần bao nhiêu l khí N 2 ( đktc) để có m bằng nhau. - 22g CO 2 và 22g khí N 2 : V khí nào lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu lần: (xét cùng điều kiện). Bài 5: d h2y/O2 =3: Tìm My g: My = MO 2 .d h2y/O2 = 32.3 =96g Chốt lại nhờ d mà tìm đợc M hoặc M của chất cha biết. Bài 6: bài tập tình huống (dành cho học sinh kém, giảng rồi mà vẫn không hiểu d) Tôi có!! con gà đều 1kg: có 1 con ngan chẵn số kg (2kg, 3kg ) vậy có mấy cách cân con ngan. Gợi ý: có 2 cách cân - Cách 1: cân trên cân đồng hồ - Cách 2: đặt con ngan trên đĩa cân (loại cân có 2 đĩa thăng bằng) đĩa cân còn lại lần lợt xếp các con gà đến khi kim chỉ bằng nhau giả sử xếp 3 con gà thì kim chỉ bằng nhau Kết luận Con ngan nặng 3 kg tức là con ngan nặng gấp 3 lần con gà hay con gà nặng bằng 1/3 con ngan. có thể tạm ví: d ngan/gà=3/1 d gà/ngan =1/3 đại lợng so sánh m của mỗi con ngan, gà là d III. Giải các bài toán hóa THPT kết hợp ôn tập Bài 1: bài 6.9 bài tập hóa 10 có hỗn hợp khí O 2 , O 3 biết dh 2 /H 2 = 18 tìm thành phần % theo V của hỗn hợp khí Gợi ý và ôn: *Hỗn hợp là nhiều chất (nhiều khí) không phản ứng với nhau * Nh hỗn hợp O 2 ,O 3 thì MO 2 <Mh 2 <MO 3 16<d h/H 2 <24 * Tính % %mA= mA.100 mh 2 %VA= VA.100 = nA.100 Vh 2 nh 2 suy ra với chất khí VA = nA Vh 2 nh 2 Giải . Từ d h2/H2 =18 ->Mh 2 = 2 -18 =36g Gọi nO 2 = x mol trong 1 mol h 2 nO 3 = y mol Ta có 32x + 48y =36 x + y suy ra y =3x Hoặc lập hệ 36x + 48y =36 (1) x + y x + y =1 (2) Vậy %VO2= VO2.100 = nO2.100 = x.100 =25% Vh 2 nh 2 x+3x %VO3= VO2.100 = nO2.100 = y.100 =75% Vh 2 nh 2 y/3+y (hoặc %VO 3 =100% -25% =75%) Bài 2: bài 6.10 sách bài tập hóa 10 Hỗn hợp khí A gồm có O 2 và O 3 , d A/H2 = 19,2 Hỗn hợp khí B có H 2 và CO,d h2B/H2 =3,6 a. Tìm thành phần % theo V của mỗi khí có trong hỗn hợp khí A,B b. 1 mol khí A có thể đốt cháy hoàn toàn bao nhiêu mol khí CO Gợi ý: Câu 1: tơng tự bài 6.9 câu 2 : Theo phơng trình phản ng O 2 , O 3 với CO GiảI . Với hỗn hợp khí A Đặt nO 2 = x mol nO 3 = y mol Ta có phơng trình suy ra 2x = 3y %VO2= VO2.100 = nO2.100 = x.100 = 60% Vh 2 nh 2 x+2/3x % V O 3 = 100% - 60% = 40% 32 x + 48 y =2. 19,2 x + y Tơng tự hỗn hợp B: %VH2 = 80%; %VCO =20% 2, Từ hỗn hợp A: 1 mol hỗn hợp A có 0,6 mol O 2 ; 0,4 mol O 3 Các phơng trình phản ứng . 2CO + O2 = CO2(1) theo pt1 : nCO = 2nO2 = 2.0,6 = 1,2 mol 3CO + O3 =3CO2 (2) Theo pt2 : nCO =3nO3 = 3.0,4 = 1,2 mol Vậy 1 mol A đốt cháy đợc 2,4 mol CO . Bài 3: bài 4.11 sách bài tập hóa 11 Để đốt cháy hoàn toàn 2,85 g chất hữu cơ X phải dùng vừa hết 4,2lit O2 ( đktc). sản phẩm cháy chỉ có CO2 và H2O theo tỷ lệ 44:15 về m 1. Xác định công thức đơn giản nhất của hợp chất X 2. Xác định công thức phân tử của X biết d X/C2H6 =3,80 Gợi ý: - Từ phơng trình đốt cháy CxHyOz + O2 -> CO2 + H2O nên X có thể CxHy: mCxHy = mc + mH CxHyOz: mCxHyOz = mc + mH +mO Công thức hợp chất hữu cơ: Công thức đơn giản nhất CH2O Công thức phân tử: (CH2O)n hay CH4; C2H4O2 Công thức cấu tạo: H3C O CH3 H3C CH2 OH GiảI . Theo đ nh luật bai "# m : $ CO2 +$ H2O =$ % +$ O2 = 2,85 + 4,20 .32 =8,85g 22,4 từ $CO2: $H2O = 44:15 giả sử ta đợc $CO2 = 6,60g; $H2O = 1,80g ta có : c = CO2 = 6,60 $C= 12.6,60 = 1,80g 44 44 $H = 2.2,25 = 0,25g 18 vì $c + $H = 2,05 g < $x = 2,85 nên còn có nguyên tố O $O = 2,85 2,05 = 0,80g chất x có dạng CxHyOz ( x,y,z ng.>0) Ta có: x:y:z = 1,80 : 0,25 : 0,80 12 1 16 = 0,150 : 0,25 : 0,05 (đa về ng.>0) = 3 : 5 : 1 Công thức đơn giản nhất của X là C 3 H 5 & 2, d x/C2H6 = 3,80 Mx =3,80 . 30,0 = 114g từ công thức phân tử ( C3H5O)n => n = M = 114 = 2 57 57 Công thức phân tử là C 6 H 10 O 2 . Bai 4. Bi 7.28 sch bi tp ha 11 Hỗn hợp khí A chứa H, một an kan và một an ken. Dẫn 15,68l khí A đi qua chất xúc tác Ni nung nóng thì biến thành 13,44 l hỗn hợp khí B. Dẫn B đi qua bình đựng dung dịch B'2 thì màu của dung dịch nhạt đ và m bình tăng thêm 5,60g. Sau phản ứng còn lại 8,96l hỗn hợp khí C và có d đối với H 2 là 20,25 (biết các V khí đo ở đktc, các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn) . Hãy xác định công thức phân tử và % V của từng chất trong mỗi hỗn hợp A,B,C Gợi ý: Đây là bài lớn, chứa nhiều hỗn hợp, nhiều phản ứng; gây rối rắm, nhầm lẫn cho học sinh để thuận lợi để cho học sinh vẽ sơ đồ: h 2 A h 2 B h 2 C H 2 T 0 CnH2n +2 d2 BV2 CnH2n +2 CnH2n+2 (Ni) CmH2m + 2 CmH2m +2 CmH2m CmH2m Khó là: hỗn hợp B làm nhạt màu dung dịch B'2 còn d. CmH2m hết và trớc đó hỗn hợp A hỗn hợp B; thì H 2 hết và CmH2m d. Tại hỗn hợp C là hỗn hợp chứng tỏ có từ hai chất trở lên: chứng tỏ: n(m: (2 an kan) . g: theo bài ra A = 15,68 = 0,7 mol 22,4 Đặt công thức của ankan CnH2n + 2 anken CmH2m n, m ng.>0 ( n có thể (m) Khi A đi qua Ni, 0 chỉ có phản ứng CmH2m + H 2 0 CmH2m + 2 (1) (Ni) Khi B ddi qua dung dịch B'2 làm nhạt màu dung dịch B'2 chứng tỏ sau phản ứng (1) H2 đã hết, CmH2m d nên hỗn hợp B có CnH2n +2 C$H2m + 2 CmH2m d ) *++ ,-$ + ./0 1 2 3 ) ,45,-,$ .6/!)7889!) ' $1$:) ' ;$1$:<=<.'889!) ' = ./0>889!) ' 8?@>!AB$#$1$CDE6 $>) ' ! #$$1$FDE GHI #I!EJK'F LM$ 1: !EJ($ $1$: @# NO- ,+,$ + .>$1$<= ) 3 ,-,3,+,,,$ P$ !$1$ <=$ 8)' Q-, R!$1$ $ Q-, N,ST'$ , , E!!U/ # 1 + @#$VB' # 1 - ./ 1- 1 ,$ ;$ 1-<F= ,*,*, ./!0 1: ,+,3,,,*,$ R!8R 1 ,Q+,Q, T' $ R,+,+,Q,-, GHI!P* 1 - $1: T' R 1: * ++→* ,* , E!W #*1N GHXY!!I • 1I20 XY *1N *1N, , ,*,, +N-X 2 ,4 XY 1+ <1+<=: 1+<==,, ,*,, +N-X 2 ,4 XY 1 ,,X5%+N-X+NX 1I) XY *1N *1N, , ,*,, Q,X ) ,- XY 1+ 1+<=,, ,,, ****X ) ,- XY 1- ,,X3<Q,X:****X=--4X 1I XY *1N *1N, , ,*,, 4QX ! ,+ XY 1- ,,X54QXQX IV. CÁC BÀI HỌC KINH NGHIỆM 1W6!!Z!S76E!8@#7'[6E! !\]D#!%!^ZY>@_T_D K6E!!`D?RY8 #$#_K8a;'>;P b#$#_8ac$Z!S]$]!E!@#d b#$#_P]Z!S#$!?8TSBe! !>$fSB!#Z!!#STg #SdZ!@#@_!P[! !h!\ $ #$# iZ!!j_W#e>$'!!P!kT!UW#YV!!# 8#E!B!DS`M]l!!'h'^$] Z!!![!! DE!!? .'>#T!%!!!!E!?`'>`@9 !KK!^!6m%P #$@nY>66 !hS>o'T BKWSp8#@#Sh # BKWho *.'>#T# #$<@V#d _= 1Z! #$Z!d!$'>#TDSg!!^ ZS!%!@#WTU'P@f@8#8f q!E!@6g0@6@6?o!!%!? * 1 N e 1 : e$R8r V. KẾT QUẢ 5! V8BT!!/$]#S!$1/$ Z!>ST$L$Z!,,3,,*!PZ!SBD[s !Z Z! S J $ 1 # Z! tr.G !m A 56E!Z!'[$$S6!U'[JiSh8u !8BTuBZ!ST6H$'[$7qWT!!D$@# Pq G'm'Z!D$`v Ngày 10 tháng 5 năm 2012 L?o'>#T LÊ TRỌNG HI*N