Thông tin tài liệu
MỤC LỤC 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 2 NỘI DUNG .2 2.1 Cơ sở lí luận đề tài 2.2 Thực trạng đề tài trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3.1 Kiến thức sử dụng: 2.3.2 Một số ví dụ minh họa: 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm 15 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .16 3.1 Kết luận 16 3.2 Kiến nghị .16 skkn MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Trong dạy học hóa học, có thể nâng cao chất lượng dạy học và phát triển lực nhâ ̣n thức cho học sinh bằng nhiều biê ̣n pháp, phương pháp khác Trong đó, giải bài tâ ̣p hóa học với tư cách là mô ̣t phương pháp dạy học có tác dụng rất tích cực đến viê ̣c giáo dục, rèn luyê ̣n và phát triển học sinh; mă ̣t khác, cũng là thước đo thực chất sự nắm vững kiến thức và kỹ hóa học của học sinh Trong chương trình Hóa học THPT dạng tập hóa học phong phú, đa dạng, tập amin hỗn hợp amin với chất hữu khác chiếm phần quan trọng Trong năm gần đây, kỳ thi, đặc biệt kỳ thi TN THPTQG tập liên quan đến amin hỗn hợp amin chất hữu thường xuất đề thi đề thi TN THPTQG Bộ GD & ĐT, đề thi thử TN THPTQG trường THPT, sở GD&ĐT Vì vậy, tơi chọn đề tài ‘‘Giúp học sinh lớp 12 giải số tập vận dụng, vận dụng cao đốt cháy hỗn hợp amin chất hữu cơ’’ nhằm giúp học sinh rèn luyện nhiều dạng tập hóa học, giúp em có thêm hành trang vững chắc, tự tin trước bước vào kỳ thi, đặc biệt kỳ thi TN THPTQG tới 1.2 Mục đích nghiên cứu Giúp học sinh xử lí tốt số tập VD, VDC đốt cháy hỗn hợp amin chất hữu cơ, giúp em đạt kết cao kỳ thi 1.3 Đối tượng nghiên cứu - Học sinh giỏi lớp 12 trường - Các tập VD, VDC liên quan đến đốt cháy hỗn hợp amin chất hữu 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tài liệu liên quan - Nghiên cứu tập VDC liên quan đến đốt cháy hỗn hợp amin chất hữu chương trình Hóa học THPT - Đề xuất số biện pháp giúp học sinh học tốt mơn hóa - Thực nghiệm sư phạm đánh giá hiệu đề tài NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận đề tài Thực tế trường phổ thông mơn hóa học, tập hóa học giữ vai trị quan trọng việc thực mục tiêu đào tạo Bài tập hóa học - phương tiện hiệu nghiệm để học sinh củng cố khắc sâu kiến thức skkn - giúp học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức học cách sinh động, phong phú Chỉ có vận dụng kiến thức vào việc giải tập nắm vững kiến thức cách sâu sắc - phương tiện để ơn tập, củng cố, hệ thống hóa kiến thức cách tốt - rèn luyện kỹ hóa học cho học sinh, kỹ thực hành, thí nghiệm - sử dụng phương tiện để nghiên cứu tài liệu trang bị kiến thức mới, giúp học sinh tích cực linh hội kiến thức cách sâu sắc bền vững - phương tiện để kiểm tra kiến thức, kĩ học sinh cách xác - cịn có tác dụng giáo dục đạo đức, tác phong, rèn tính kiên nhẫn, trung thực, xác, khoa học - phát huy khả tư độc lập, sáng tạo học sinh 2.2 Thực trạng đề tài trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Qua thực tế giảng dạy hóa học tơi thấy: - Mơn hóa học mơn học mà cấp THCS chưa trọng quan tâm, nhiều HS, phụ huynh, giáo viên quan tâm đến số môn thi vào lớp 10 toán, văn, tiếng anh mà chưa quan tâm mức đến mơn hóa, đặc biệt vùng nơng thơn, miền núi Do đó, nhiều em có lực tốt mơn tốn, vật lí kiến thức mơn hóa học bước vào lớp 10 cịn mơ hồ, chí khơng biết Điều làm cho chất lượng mơn hóa vào cấp THPT nhìn chung cịn thấp - Do thời gian giảng dạy lớp hạn chế, số giáo viên chưa đề cập hết dạng tập hóa học, đặc biệt toán phức tạp - Một số học sinh học yếu mơn hóa ảnh hưởng đáng kể đến việc giảng dạy chung lớp giáo viên - Trong năm gần đây, mơn Hóa học cấp THCS THPT khơng cịn coi trọng năm trước, điều ảnh hưởng đến tâm lí học sinh, phụ huynh giáo viên giảng dạy mơn hóa - Do thời gian lớp hạn chế nên số giáo viên chưa đề cập hết dạng bài tập hóa học, có dạng tập khó toán đốt cháy hỗn hợp amin chất hữu 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3.1 Kiến thức sử dụng: Việc giải tập VDC thường có nhiều hướng, nhiều cách khác Trong phạm vi đề tài thường sử dụng phương pháp tách nhóm nguyên tố, quy đổi * Amin: + Amin no, đơn chức mạch hở: CnH2n+3N CH5N + ?CH2 ?CH2 + NH + H2 CH4 + NH + ?CH2 skkn + Amin no, mạch hở: CnH2n+2+xNx CH4 + xNH + ?CH2 ?CH2 + xNH + H2 + Amin no, chức, mạch hở: CnH2n+4N2 ?CH2 + 2NH + H2 CH4 + 2NH + ?CH2 + Amin không no, đơn chức, mạch hở, phân tử có liên kết đôi: CnH2n+1N ?CH2 + NH + Amin không no, chức, mạch hở, có liên kết đơi: CnH2n+2N2 ?CH2 + 2NH * Hiđrocacbon: + Ankan: CnH2n+2 ?CH2 + H2 CH4 + ?CH2 + Anken: CnH2n nCH2 C2H4 + ?CH2 + Ankin ankađien: CnH2n-2 ?CH2 – 1H2 CH4 + ?CH2 – 2H2 + Hiđrocacbon bất kỳ: CnH2n+2-2k ?CH2 + (1-k)H2 * Các chất hữu khác + Ancol no, đơn chức, mạch hở: CnH2n+2O ?CH2 + H2O + Amino axit no, mạch hở, phân tử có nhóm NH2, nhóm COOH Gly, Ala, Val = CH4 + ?CH2 + COO + NH = ?CH2 + COO + NH + H2 = C2H5NO2 + ?CH2 + Este axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở: CnH2nO2 = ?CH2 + COO + H2 Tùy tập cụ thể mà ta áp dụng cách tách phù hợp * Một số phản ứng amin: - Amin tác dụng với axit: + Amin đơn chức: CxHyN + HCl CxHy+1NCl + Amin chức: CxHyN2 + 2HCl CxHy+2N2Cl2 + Amin đa chức: CxHyNz + zHCl CxHy+zNzClz mmuối = mamin pư + mHCl pư nHCl(pư) = z.namin(pư) (z số chức amin) - Phản ứng cháy amin: + Amin no, đơn chức, mạch hở: namin pư = nH2O – nCO2 – nN2 + Amin không no, đơn chức, mạch hở, phân tử có liên kết đơi: + Amin no, chức, mạch hở: namin pư = nH2O – nCO2 – nN2 + Amin no, mạch hở: namin pư = nH2O – nCO2 – nN2 skkn Việc tách nhóm nhóm ngun tố cần tính đến yếu tố cho đề cho hợp lí, sử dụng tối đa kiện đề kết nhanh 2.3.2 Một số ví dụ minh họa: 2.3.2.1 Đốt cháy hỗn hợp amin với hiđroacbon: Ví dụ (Trích đề tham khảo 2021) Hỗn hợp E gồm amin X (no, mạch hở) ankan Y, số mol X lớn số mol Y Đốt cháy hoàn toàn 0,09 mol E cần dùng vừa đủ 0,67 mol O2, thu N2, CO2 0,54 mol H2O Khối lượng X 14,56 gam hỗn hợp E A 7,04 gam B 7,20 gam C 8,80 gam D 10,56 gam Hướng dẫn giải: BTNT.O nCO2 = 0,4 mol Amin X = CH4 + ?CH2 + ?NH Ankan Y = CH4 + ?CH2 Quy đổi E thành BTNT.C 0,09 + a = 0,4 a = 0,31 BTNT.H 4.0,09 + 2a + b = 2.0,54 b = 0,1 Hỗn hợp E gồm: X (CnH2n+2+xNx : 0,1/x mol) Y (CmH2m+2) Do nX > nY nX > 0,045 0,1/x > 0,045 x < 2,22 x = x = Nếu x = nX = 0,1 > 0,09 (vơ lí) Vậy x = X CnH2n+4N2 (0,05 mol) ; Y CmH2m+2 (0,04 mol) BTNT.C 0,05n + 0,04m = 0,4 n = m = thỏa mãn Vậy E gồm C4H12N2 (0,05) C5H12 (0,04) nặng 7,28 gam. 14,56 gam hh E chứa 0,1 mol C4H12N2 gam đáp án C Nhận xét: Ở tập chất tách thành nhóm có CH để giữ lại phương trình số mol hỗn hợp Ví dụ (Trích đề TN THPTQG đợt 1-2021-BGD-Mã đề 221) Hỗn hợp E gồm hai amin X (CnHmN), Y (CnHm+1N2, với n ≥ 2) hai anken đồng đẳng Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol E, thu 0,02 mol N 2, 0,14 mol CO2 0,19 mol H2O Phần trăm khối lượng X E A 28,24% B 45,04% C 22,52% D 56,49% Hướng dẫn giải: nH2O – nCO2 = 0,19 – 0,14 = 0,05 amin no có liên kết đơi Nếu amin có liên kết đơi (vơ lí) nH2O – nCO2 = 0,5nX + nY < 0,05 skkn Vậy amin no Cách x y nx ny (n+1,5)x (n+2)y 0,5x (mol) y (mol) z pz pz (mol) nE = x + y + z = 0,05 nN2 = 0,5x + y = 0,02 nH2O – nCO2 = 1,5x + 2y = 0,05 x = 0,02; y = 0,01; z = 0,02 nCO2 = 0,02n + 0,01n + 0,02p = 0,14 3n + 2p =14 Do n ≥ 2; n số nguyên; p > 2; p không nguyên n = 3; p = 2,5 Vậy E gồm X (C3H9N: 0,02 mol); Y (C3H10N2: 0,01 mol) C2H4 (0,01 mol); C3H6 (0,01 mol) mE = 2,62 gam = 45,04% đáp án B Cách X (x mol) = ?CH2 + NH + H2 Y (y mol) = ?CH2 + 2NH + H2 Anken = ?CH2 Quy hh E về: CH2: (0,14 mol); NH: (x + 2y) mol); H2: (x + y) mol BTNT.N: x + 2y = 0,04 BTNT.H: 0,14.2 + 0,04 + 2(x + y) = 0,19.2 x = 0,02; y = 0,01 nanken = 0,02 nCO2 = 0,02n + 0,01n + 0,02p = 0,14 3n + 2p =14 (p số C trung bình phân tử anken) Do n ≥ 2; n số nguyên; p > 2; p không nguyên n = 3; p = 2,5 Vậy E gồm X (C3H9N: 0,02 mol); Y (C3H10N2: 0,01 mol) C2H4 (0,01 mol); C3H6 (0,01 mol) mE = 2,62 gam = 45,04% đáp án B Ví dụ (Trích đề thi TN THPTQG đợt 2-2021-Bộ GD&ĐT-Mã đề 223) Hỗn hợp E gồm amin X, Y đồng đẳng (MX < MY phân tử X có số cacbon nhiều nitơ) hai ankin đồng đẳng (có số mol nhau) Đốt cháy hoàn toàn 0,07 mol E, thu 0,025 mol N 2, 0,17 mol CO2 0,225 mol H2O Phần trăm khối lượng X E A 28,21% B 55,49% C 42,32% D 36,99% Hướng dẫn giải: skkn Đốt cháy amin có: nH2O – nCO2 – nN2 = (1-k).namin Đốt cháy ankin có: nH2O – nCO2 = -nankin cộng vế với vế được: nH2O – nCO2 – nN2 = (1-k)namin - nankin (1-k)namin – nankin = 0,225 – 0,17 – 0,025 = 0,03 (1-k)namin = nankin + 0,03 1-k > k < k = Vậy amin no Amin = CH4 + ?CH2 + ?NH Ankin = CH4 + ?CH2 -2H2 Quy đổi hỗn hợp E namin = 0,05, mà nNH = 0,05 amin đơn chức Đặt số C amin ankin tương ứng là: n m (m > 2) 0,05n + 0,02m = 0,17 5n + 2m = 17 X có số C nhiều số N nên số CX ≥ n > 2; m > Mặt khác ankin có số mol nên m = 2,5 3,5; 4,5… n = 2,4; m = 2,5 nghiệm Vậy E gồm: C2H7N (a mol); C3H9N (b mol); C2H2 (0,01 mol); C3H4 (0,01 mol) Ta có: a + b = 0,05 2a + 3b = 2,4.0,05 a = 0,03; b = 0,02 mE = 3,19 gam %X(C2H7N) = 0,03.45.100%/3,19 = 42,32% đáp án C Ví dụ (Trích đề thi thử TN THPTQG 2021-Sở Hà Nội) Trộn hỗn hợp X (gồm etylamin propylamin) với hiđrocacbon mạch hở Y theo tỉ lệ mol tương ứng 1:2 thu hỗn hợp Z Đốt cháy hoàn toàn 11,92 gam hỗn hợp Z cần dùng vừa đủ 1,08 mol O2, sản phẩm cháy gồm CO2, H2O N2 dẫn qua dung dịch NaOH đặc, dư thấy khối lượng dung dịch tăng 44,8 gam Khối lượng Y hỗn hợp Z gần với kết sau ? A 6,25 gam B 7,10 gam C 6,73 gam D 9,50 gam Hướng dẫn giải: BTKL có: mN2 = 11,92 + 32.1,08 – 44,8 = 1,68 gam nN2 = 0,06 mol nX = nN = 0,12 mol nY = 2nX = 0,24 mol Đặt nCO2 = a; nH2O = b Ta có: 44a + 18b = 44,8 BTNT.O: 2a + b = 2.1,08 a = 0,74; b = 0,68 X có cơng thức chung: CnH2n+3N (2 < n < 3); gọi số C phân tử Y m Ta có: nC = 0,12n + 0,24m = 0,74 6n + 12m = 37 Do < n < 1,583 < m < 2,083 m = Nếu Y C2H6 C2H4 nH2O > nCO2 (Vơ lí) Vậy Y C2H2 (0,24 mol) mY = 0,24.26 = 6,24 gam đáp án A skkn Nhận xét: Ở ta biện luận Y sau:Do đốt amin thu n H2O >nCO2 nên đốt Y phải thu nCO2 > nH2O để tổng nCO2 > nH2O Như phân tử Y phải có liên kết pi Vậy Y C2H2 Ví dụ (Trích đề thi thử TN THPTQG lần 2-2021-THPT Chuyên SP Hà Nội) 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 giải: X có cơng thức CnH2n+2+xNx (a mol); Y có cơng thức CmH2m-2 (b mol) Ta có: a + b = 0,11 (1) BTNT Oxi: 2.0,455 = 2nCO2 + 0,35 nCO2 = na + mb = 0,28 (2) nH2O = (n + + 0,5x)a + (m-1)b = 0,35 (na + mb) + a – b + 0,5ax = 0,35 Ta có: nH2O – nCO2 = 0,07 a – b + 0,5ax = 0,07 (3) Do a > b a > 0,055 a – b > 0,5ax < 0,07 x < 2,54 x = x = + Với x = thay vào (3) có: 1,5a – b = 0,07 (4) Từ (1) (4) a = 0,072; b = 0,038 Thay vào (2) có: 0,072n + 0,038m = 0,28 36n + 39m =140 (vô nghiệm) + Với x = thay vào (3) có: 2a – b = 0,07 (5) Từ (1) (5) a = 0,06; b = 0,05 Thay vào (2) được: 6n + 5m = 28 n = 3; m = nghiệm Vậy X C3H10N2 (0,06 mol) Y C2H2 (0,05 mol) có tổng khối lượng 5,74 gam Khối lượng Y 22,96 gam E 0,05.26.22,96 : 5,74 = 5,2 gam đáp án B Ví dụ (Trích đề thi thử TN THPTQG lần - 2021-THPT Quảng Xương 1) Hỗn hợp X chứa etylamin trimetylamin Hỗn hợp Y chứa hai hiđrocacbon mạch hở có chứa không liên kết pi Trộn X Y theo tỷ lệ mol n X:nY = 1:5 thu hỗn hợp Z Đốt cháy hoàn toàn toàn 6,34 gam hỗn hợp Z cần dùng vừa đủ 14,0 lít oxi (đktc), sản phẩm cháy gồm CO2, H2O N2 dẫn qua dung dịch NaOH đặc dư thấy khối lượng dung dịch tăng 25,78 gam Lượng Y có thí ngiệm làm mầu vừa đủ V ml dung dịch Br 1M Giá trị V A 360 B 120 C 240 D 480 Hướng dẫn giải: nO2 = 0,625; mdd tăng = mCO2 + mH2O = 25,78 gam BTKL: mN2 = 6,34 + 0,625.32 – 25,78 = 0,56 gam nN2 = 0,02 nX = nN = 0,04 nY = 5nX = 0,2 Đặt a, b số mol CO2 H2O 44a + 18b = 25,78 BTNT.O: 2a + b = 0,625.2 a = 0,41; b = 0,43 Đặt n m số C trung bình X Y skkn nC = 0,04n + 0,2m = 0,41 n + 5m = 10,25 Do < n < nên m < Y chứa CH4 (c mol) CpH2p+2-2k (d mol) (k ≤ 3) nY = c + d = 0,2 (1) nCO2 = 0,04n + c + pd = 0,41 (2) nH2O = 0,04(n+1,5) + 2c + d(p + – k) = 0,43 (3) Lấy (3) – (2) được: 0,06 + c + d - kd = 0,02 (4) Thế (1) vào (4) kd = 0,24 d = 0,24/k Nếu k = d = 0,24 (vơ lí) Với k = d = 0,12; c = 0,08 Thay vào (2) 0,04n + 0,08 + 0,12p = 0,41 4n + 12p = 33 p < 33/12 = 2,75 p =2 C2H2 (0,12 mol) nBr2(pư) = 0,24 đáp án C Với k = d = 0,08, c = 0,12 0,04n + 0,12 + 0,08p = 0,41 (Vơ nghiệm) Ví dụ (Trích đề thi thử TN THPTQG lần - 2021-THPT Chuyên SP Hà Nội) Hỗn hợp E gồm amin bậc III, no, đơn chức, mạch hở X, anken Y ankin Z (số nguyên tử cacbon Z lớn số nguyên tử cacbon Y, tỉ lệ mol Y Z tương ứng : 2) Đốt cháy hoàn toàn 11,15 gam hỗn hợp E cần dùng 35,6 gam O2, thu hỗn hợp F gồm CO 2, H2O N2 Dẫn tồn F qua bình đựng dung dịch NaOH đặc dư đến phản ứng hoàn tồn thấy khối lượng bình tăng thêm 46,05 gam Tổng số nguyên tử cacbon chất E A B C D 10 Hướng dẫn giải: Do X amin bậc nên CX ≥ Y anken: CY ≥ 2; Z ankin số CZ > CY CZ ≥ Quy đổi E BTKL mN2 = 0,7 gam nN2 = 0,025 a = 2nN2 = 0,05 Đặt nCO2 = x; nH2O = y 44x + 18y = 46,05 BTNT.O: 2x + y = 2,225 x = 0,75; y = 0,725 nC = 3.0,05 + 12b + c = 0,75 12b + c = 0,6 nH2O = 4,5.0,05 + 10b + c = 0,725 10b + c = 0,5 b = 0,05; c = Tổng số nguyên tử C E + + = đáp án B Nhận xét: Bài ta quy đổi hỗn hợp E CH5N; C2H4, C2H2, CH2 Tuy nhiên sau việc ghép CH2 trở lại chất lâu Ví dụ (Trích đề thi thử TN THPTQG 2021-Sở Ninh Bình) Hỗn hợp E chứa amin no, đơn chức, mạch hở X, ankan Y anken Z Đốt cháy hoàn toàn 0,4 mol E cần dùng vừa đủ 1,03 mol O 2 thu H2O, 0,56 mol CO2 và 0,06 mol N2 Phần trăm khối lượng X E gần với giá trị sau đây? skkn A 30,3% B 32,7% C 36,2% Hướng dẫn giải: BTNT.O: nH2O = 2nO2 – 2nCO2 = 0,94 mol namin = 2nN2 = 0,12 D 28,2% Quy đổi E BTNT.C: a + 2b + c + 0,12 = 0,56 a + 2b + c = 0,44 (1) BTNT.H: 4a + 4b + 2c + 5.0,12 = 2.0,94 4a + 4b + 2c = 1,28 (2) nE = 0,12 + a + b = 0,4 a + b = 0,28 (3) Giải hệ ta được: a = 0,2; b = 0,08; c = 0,08 Chỉ ghép CH2 vào C2H4 thành C3H6 (0,08 mol) mE = 0,12.31 + 0,2.16 + 0,08.42 = 10,28 gam = 36,19% đáp án C Ví dụ (Trích đề thi thử TN THPTQG 2021-Sở Phú Thọ) Hỗn hợp E gồm ankan, anken amin no, đơn chức, mạch hở, đồng đẳng liên tiếp X, Y (M X < MY, số mol Y gấp lần số mol X) Đốt cháy hoàn toàn 0,44 mol E cần dùng vừa đủ 25,872 lít O2, thu CO2, 1,568 lít N2 19,26 gam H2O Phần trăm khối lượng X E có giá trị gần với giá trị sau đây? A 4,9% B 5,4% C 3,8% D 2,8% Hướng dẫn giải: nN2 = 0,07; nO2 = 1,155; nH2O = 1,07 BTKL ta có: mE = 11,54 gam namin = 2nN2 = 0,14 mol Do nY = 6nX nY = 0,12; nX = 0,02 Đặt công thức ankan là: CnH2n+2, anken CmH2m amin CpH2p+3N Dễ thấy: nankan + namin = nH2O – nCO2 – nN2 = 0,38 mol nankan = 0,24 mol nanken = 0,06 mol BTNT.C có: 0,24n + 0,06m + 0,14p = 0,62 12n + 3m + 7p = 31 (n ≥ 1; m ≥ 2; p > 1) Do amin n Y = 6nX nên p nhận giá trị như: 13/7; 20/7; 27/7… Chỉ có p = 13/7; n = 1; m = thõa mãn đáp án B Nhận xét: Bài tập sử dụng phương pháp quy đổi hỗn hợp E (CH4: 0,24; C2H4: 0,06; C13/7H47/7N: 0,14; CH2) 10 skkn Ví dụ 10 (Trích đề thi thử TN THPTQG lần 2-2021-Sở Nam Định) Đốt cháy hoàn toàn 0,06 mol hỗn hợp X gồm hai amin no, đơn chức, mạch hở hiđrocacbon cần vừa đủ 0,18 mol O2, thu hỗn hợp Y gồm H2O, 0,11 mol CO2 0,01 mol N2 Mặt khác, cho 9,4 gam X tác dụng với dung dịch HCl dư, thu m gam muối amoni Giá trị m A 8,25 B 7,45 C 9,65 D 8,95 Hướng dẫn giải: BTNT.O nH2O = 0,14 BTKL mX = 1,88 gam Amin: CnH2n+3N (0,02 mol) Hidrocacbon: CmH2m+2-2k (0,04 mol) nH2O – nCO2 = 1,5namin + (1-k)nhidrocacbon 0,11 – 0,08 = 1,5.0,02 + (1-k).0,04 k = m ≥ BTNT.C: 0,02n + 0,04m = 0,11 Do n > m số nguyên, m ≥ nên m = 2; n = 1,5 nghiệm mmuối = mamin + mHCl = 0,02.38 + 0,02.36,5 = 1,49 gam 9,4 gam X tác dụng với HCl dư = 7,45 đáp án B Ví dụ 11 (Trích đề thi thử TN THPTQG lần 2-2021-Sở Nghệ An) Hỗn hợp E gồm hai amin no, đơn chức, mạch hở X, Y đồng đẳng (M X < MY) hidrocacbon Z Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít hỗn hợp E (đktc) thu N 0,31 mol CO2; 0,19 mol H2O Biết X, Y, Z chất khí điều kiện thường Khối lượng X 2,24 lít khí E A 1,35 gam B 0,93 gam C 0,45 gam D 0,31 gam Hướng dẫn giải: Ta có: Hidrocacbon C2H2 C4H2 TH1: E gồm: CnH2n+3N (amol) C2H2 (b mol) Ta có: a + b = 0,1 Và nH2O – nCO2 = 1,5a – b = -0,12 a = - 0,008; b = 0,108 (loại) TH2: E gồm: CnH2n+3N (amol) C4H2 (b mol) Ta có: a + b = 0,1 Và nH2O – nCO2 = 1,5a – 3b = -0,12 a = 0,04; b = 0,06 BTNT.C: 0,04n + 0,06.4 = 0,31 n = 1,75 X CH5N (x mol); Y C2H7N (y mol) x + y = 0,04 x + 2y = 1,75.0,04 x = 0,01; y = 0,03 Khối lượng X 2,24 lít khí E 0,31 gam đáp án D Bài tập tự luyện: Câu Hỗn hợp X chứa amin no, mạch hở, đơn chức (đồng đẳng liên tiếp, tỷ lệ mol : 1), ankan anken Đốt cháy hoàn toàn 0,7 mol X cần dùng 11 skkn vừa đủ 1,76 mol O2 Sản phẩm cháy thu có chứa 41,36 gam CO2 0,1 mol N2 Phần trăm khối lượng anken có X gần với A 22,6% B 24,2% C 25,0% D 18,8% Câu Hỗn hợp A gồm amin no, đơn chức, mạch hở có tỉ khối so với H2 33 Hỗn hợp B gồm ankan X, Y đồng đẳng (M X < MY) Đốt cháy 0,3 mol hỗn hợp E gồm A, B cần dùng 1,73 mol O 2, sản phẩm cháy chứa CO2, H2O N2, tổng khối lượng CO H2O 70,44 gam Phần trăm khối lượng Y B A 19.69% B 75,21% C 25,69% D 24,79% Câu Đốt cháy hoàn toàn 0,5 mol hỗn hợp X gồm etilen amin no, mạch hở, đồng đẳng oxi dư thu 17,92 lít CO 2, 6,72 lít N2 (các khí đo đktc) 25,2 gam H2O Khối lượng amin có khối lượng mol phân tử lớn X A 4,4 gam B 9,2 gam C gam D 12 gam Câu Hỗn hợp X chứa amin (no, đơn chức, mạch hở) ankan, anken Đốt cháy hoàn toàn 0,8 mol X cần dùng vừa đủ 2,06 mol O2 Sản phẩm cháy thu có chứa 1,12 mol CO2 0,12 mol N2 Phần trăm khối lượng anken có X gần với giá trị sau ? A 30,3% B 35,5% C 28,2% D 32,7% Câu 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 tồn sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ca(OH) dư, thu 35 gam kết tủa Khối lượng amin X 13,4 gam hỗn hợp E A 5,90 gam B 2,36 gam C 4,72 gam D 3,54 gam Câu Hỗn hợp X gồm amin no, đơn chức, mạch hở có tỉ khối so với hidro 22,5 Hỗn hợp Y gồm hidrocacbon đồng đẳng liên tiếp Trộn m gam X với m gam Y hỗn hợp khí T Đốt cháy hoàn toàn 0,675 mol T thu 1,75 mol H2O, 1,075 mol hỗn hợp CO2 N2 Phần trăm khối lượng hidrocacbon có phân tử khối lớn T có giá trị gần với A 25 B 20 C 15 D 10 Câu Hỗn hợp X gồm amin (no, đơn chức, mạch hở, đồng đẳng kế tiếp) hai hidrocacbon (mạch hở, thể khí điều kiện thường, có số nguyên tử H phân tử) Đốt cháy hồn tồn 5,6 lít X cần vừa đủ 19,656 lít O thu H2O, 29,92 gam CO2 0,56 lít N2 (các khí đo đktc) Phần trăm thể tích amin có phân tử khối lớn X A 12% B 8% C 24% D 16% 2.3.2.2 Đốt cháy hỗn hợp amin với chất hữu khác: Ví dụ (Trích đề TN THPTQG-BGD-2020-Mã 217) Cho hỗn hợp E gồm ba chất X, Y ancol propylic X, Y hai amin kết tiếp dãy đồng đẳng; phân tử X, Y có hai nhóm amino gốc hidrocacbon khơng no; MX < MY Khi đốt cháy hết 0,12 mol E cần vừa đủ 0,725 mol O2, thu H2O, N2 0,46 mol CO2 Phần trăm khối lượng X E A 40,89% B 30,90% C 31,78% D 36,44% 12 skkn Hướng dẫn giải: Cách 1: E (X, Y, C3H7OH) + O2 CO2 + H2O + N2 Đặt số mol ancol a BTNT oxi ta có: a + 0,725.2 = 0,46.2 + nH2O nH2O = a + 0,53 nH2O – nCO2 = a + 0,53 – 0,46 = a + 0,07 Đốt cháy ancol thu nH2O – nCO2 = a Đốt cháy X, Y thu nH2O – nCO2 = 0,07 > X, Y amin chức có liên kết đơi có cơng thức chung: CnH2n+2N2 nX+Y = nH2O(đốt X,Y) – nCO2(đốt X,Y) = 0,07 nancol = 0,12 – 0,07 = 0,05 nCO2(đốt X,Y) = 0,46 – 0,05.3 = 0,31 CTB(X,Y) = 0,31/0,07 4,429 amin gồm C4H10N2 (x mol) C5H12N2 (y mol) Ta có: x + y = 0,07 4x + 5y = 0,31 x = 0,04; y = 0,03 %C4H10N2 = 0,04.86 : (0,03.100 + 0,04.86 + 0,05.60).100% = 36,44% đáp án D Cách 2: Đặt công thức X, Y CnH2n+4-2kN2 (x mol); C3H7OH (y mol) Ta có: x + y = 0,12 (1) nCO2 = nx + 3y = 0,46 (2) nO2(pư) = (1,5n + – 0,5k)x + 4,5y = 0,725 (3) Thế (2) vào (3) (1 – 0,5k)x = 0,035 Do x < 0,12 – 0,5k > 7/24 k < 17/24 1,42 k = x = 0,07; y = 0,05; n = 31/7 4,429 Công thức X C4H10N2 (z mol) Y C5H12N2 (t mol) Ta có: z + t = 0,07 4z + 5t = 0,31 z = 0,04; t = 0,03 %C4H10N2 = 36,44% đáp án D Ví dụ (Trích đề thi thử TN THPTQG lần - 2021-THPT Chuyên ĐH Vinh) 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 : Hướng dẫn giải: X = CH4 + ?CH2 + NH (a mol) Y = CH4 + ?CH2 + COO + NH (b mol) Quy Z 13 skkn Ta có: nH2O = 2,5a + 2,5b + c = BTNT.O: 2b + 2.1,05 = 4,5a + 6,5b + 3c nCO2 + nN2 = 1,5a + 2,5b + c = 0,8 giải hệ ta được: a = 0,2; b = 0,1; c = 0,25 a : b = : đáp án C Ví dụ Hỗn hợp M gồm este no, đơn chức, mạch hở A hai amin no, đơn chức, mạch hở X Y đồng đẳng (M X < MY) Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol M thu N2; 8,46 gam H2O 7,168 lít CO2 (đktc) Phần trăm khối lượng amin Y M A 9,60% B 16,67% C 15,68% D 5,53% Hướng dẫn giải: nCO2 = 0,32; nH2O = 0,47 namin = (nH2O – nCO2) : 1,5 = 0,1 nEste = 0,2 – 0,1 = 0,1 M gồm CxH2xO2 CyH2y+3N nCO2 = 0,1x + 0,1y = 0,32 Với x ≥ y > x = 2, y = 1,2 nghiệm Este C2H4O2 (0,1) amin gồm CH5N (0,08) C2H7N (0,02) %C2H7N = 9,59% đáp án A Ví dụ Hỗn hợp X chứa hai amin Y Z khơng no (có nối đơi C=C), đơn chức, mạch hở dãy đồng đẳng (M Y < MZ nY < nZ) α-amino axit đồng đẳng Glyxin Đốt cháy hoàn toàn 23,52 gam hỗn hợp X thu 47,52 gam CO2 2,688 lít N2 (đktc) Mặt khác cho X tác dụng với 150 ml NaOH 1M sau cho HCl dư vào thu dung dịch T chứa muối (biết phân tử amino axit có số C lớn bốn amin có số C lớn hai) Phần trăm khối lượng muối aminoaxit có T A 56,08% B 45,89% C 49,67% D 55,59% Hướng dẫn giải: Amin = C2H5N + kCH2 (k > 1) Amino axit = C2H5NO2 + gCH2 (g ≥ 3) Quy đổi X thành C2H5N (a), C2H5NO2 (b) CH2 (c) mX = 43a + 75b + 14c = 23,52 nCO2 = 2a + 2b + c =1,08 nN2 = 0,5a + 0,5b = 0,12 a = 0,09; b = 0,15; c = 0,6 nCH2 = 0,09k + 0,15g = 0,6 3k + 5g = 20 Với k > g ≥ k = 5/3 g = nghiệm X gồm C3H7N (0,03), C4H9N (0,06), C5H11NO2 (0,15) T chứa C3H8NCl (0,03), C4H10NCl (0,06), C5H12NO2Cl (0,15) NaCl (0,15) %C5H12NO2Cl = 56,08% đáp án A Bài tập tự luyện: Câu Đốt cháy hoàn toàn 0,18 mol ancol đơn chức X 0,702 mol O2 dư, thu 1,062 mol hỗn hợp khí với Đốt cháy hồn tồn E gồm X 0,2020 14 skkn mol amin, no, đơn chức, mạch hở cần dùng vừa đủ 1,08 mol O 2, thu N2, CO2 (a mol) H2O Giá trị a A 0,681 B 0,632 C 0,619 D 0,652 Câu Hỗn hợp E gồm hai chất hữu mạch hở: X amin no Y este hai chức (số mol X lớn số mol Y) Đốt cháy 0,26 mol E cần dùng vừa đủ 2,09 mol O2, thu N2, CO2 28,44 gam H2O Mặt khác, cho lượng X có 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 A 17,28 gam B 18,96 gam C 17,52 gam D 19,20 gam Câu Hỗn hợp X gồm este no, đơn chức mạch hở amin no, mạch hở, có amin đơn chức amin hai chức (hai amin có số mol nhau) Cho m gam X tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch KOH 1,0M Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam X cần dùng 1,20 mol O 2, thu CO2, H2O 0,12 mol N2 Giá trị m A 24,58 B 20,19 C 25,14 D 22,08 Câu Hỗn hợp A gồm hai amin no, đơn chức, mạch hở X, Y (M X
Ngày đăng: 27/12/2023, 01:56
Xem thêm:
