Các phương pháp giải nhanh bài tập hóa học Đại học, cao đẳng ( có ví dụ và bài tập áp dụng)

PHƯƠNG PHÁP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT I.Cơ sở của phương pháp Trong hóa học các đại lượng % như % khối lượng , % thể tích , % số mol , C% .Các đại lượng trung bình như khối lượng mol trung bình , số nguyên tử trung bình … Các loại tỉ lệ hoặc các lượng chất đề bài cho đều có chứa chung một tham số: m (g), V(l), a(mol) … ,công thức phân tử đều không phụ thuộc vào lượng ban đầu mà chỉ phụ thuộc vào tỉ lệ giữa chúng .Trong thực tế nhiều bài toán hóa học cho số liệu dưới dạng nêu trên để cho bài toán đơn giản hơn ta nên dùng phương pháp tự chọn lượng chất . Chúng ta có thể chọn một đại lượng tổng quát nào đó bằng một số liệu cụ thể như : khối lượng , số mol , thể tích , tỉ lệ … nhưng theo hướng có lợi cho việc tính toán, biến bài toán từ phức tạp trở nên đơn giản, biến bài toán từ dạng tổng quát về một bài toán cụ thể . Sau khi đã chọn lượng chất thích hợp thì bài toán trở thành một dạng rất cơ bản, việc giải toán lúc này sẽ thuận lợi hơn rất nhiều. II.Một số lưu ý khi giải toán 1.Nếu bài toán cho số liệu dưới dạng khối lượng thì thường chọn khối lượng m =100 gam hoặc m =M , nếu cho số liệu dưới dạng V thì thường chọn V=22,4 lít hoặc 1 mol .Nếu cho dưới dạng tỉ lệ thì chọn tỉ lệ . 2.Phương pháp tự chọn lượng chất về bản chất chỉ là một mẹo giúp ta đơn giản bài toán hóa học trong tính toán cho nên phương pháp này phải sử dụng kết hợp với các phương pháp khác như : phương pháp bảo toàn nguyên tố ,phương pháp bảo toàn khối lượng , phương pháp bảo toàn e , phương pháp quy đổi , phương phap trung bình…. và cả công thức tính nhanh nữa sẽ giúp giải bài toán phức tạp trở lên đơn giản nhất . 3.Không phải lúc nào cũng áp dụng được phương pháp tự chọn lượng chất , cho nên chúng ta phải nắm vững và hiểu được phương pháp này nếu không rất có thể chúng ta nhầm lẫn dẫn đến việc giải toán một cách ngộ nhận thì thật đáng tiếc .Để hiểu rõ hơn về phương pháp này các em hãy đọc kĩ các bài tập minh họa dưới đây và nhớ là làm lại nó nhé ! III. PHẦN BÀI TẬP MINH HỌA Bài 1 :Khi hòa tan hiđroxit kim loại M(OH) 2 bằng một lượng vừa đủ dung dịch H 2 SO 4 20% thu được dung dịch muối trung hoà có nồng độ 27,21%. Kim loại M là A. Cu. B. Zn. C. Fe. D. Mg. Giải Phân tích bài toán : Bài cho dữ kiện dưới dạng C% và bài bắt tìm công thức phân tử .Rõ ràng các đại lượng này không phụ thuộc vào lượng ban đầu Cách 1: ta chọn m H2SO4 = 98 gam ( nên chọn H 2 SO 4 vì nếu chọn m H 2 SO 4 ta có thể tính được số mol của H 2 SO 4 , nếu chọn m=M thì số mol chất sẽ = C%) + m H2SO4 = 98 .20% =19,6 gam => n H2SO4 = 19,6/98 = 0,2(mol) Phản ứng : M(OH) 2 + H 2 SO 4 > MSO 4 + 2H 2 O 0,2(mol) < 0,2 mol > 0,2 mol Theo bảo toàn khối lượng => m dung dịch sau phản ứng = m dung dịch H2SO4 + m M(OH)2 tan vào = 98 + 0,2(M +34) ( gam) Cách 2: Chọn n M(OH)2 = 1 mol 1 M(OH) 2 + H 2 SO 4 > MSO 4 + 2H 2 O 1(mol) > 1 mol > 1 mol => mH 2 SO 4 = 98 gam => m dung dịch H 2 SO 4 = 98.100/20 = 490 gam Theo bảo toàn khối lượng => m dung dịch sau phản ứng = m dung dịch H2SO4 + m M(OH)2 tan vào = 490 + (M +34) = 524 +M ( gam) Như vậy có thể chọn chất nào cũng được kết quả vẫn ra giống nhau , các em có thể chọn m dung dịch H 2 SO 4 = 100 gam (nếu chọn 100 gam số mol H 2 SO 4 sẽ lẻ khó tính ) hoặc chọn H 2 O , muối nhưng việc chọn như thế có thể sẽ làm bài toán khó giải hơn nên phải linh hoạt trong việc chọn lượng chất =>Đáp án A Bài 2. Cho dung dịch axit axetic có nồng độ x % tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH 10% thì thu được dung dịch muối có nồng độ 10,25%. Giá trị của x là: A. 20 B. 16 C. 15 D. 13 Giải Ta chọn : m dung dịch NaOH = 40 gam -> n NaOH = 10% =0,1(mol) Phản ứng : Cách 1: CH 3 COOH + NaOH > CH 3 COONa + H 2 O 0,1(mol) < 0,1 (mol) > 0,1 (mol) => m CH3COOH = 0,1 .60 =6 gam => m dung dịch CH3COOH = 6.100/x =600/ x ( gam) Theo phương pháp bảo toàn khối lượng => m dung dịch sau phản ứng = m dung dịch NaOH + m dung dịch CH3COOH = (40 + 600/x )( gam) Cách 2: Chọn n CH3COOH = 1 mol => m CH3COOH =60 gam => m dung dịch CH3COOH =60.100/x ( gam) CH 3 COOH + NaOH > CH 3 COONa + H 2 O 1(mol) > 1 (mol) > 1 (mol) => m CH3COOH = 1 .60 =60 gam => m dung dịch CH3COOH = 60.100/x =6000/ x ( gam) => m NaOH = 40.1 =40 gam => m dung dịch NaOH = 40.100/10 =400 gam Theo phương pháp bảo toàn khối lượng => m dung dịch sau phản ứng = m dung dịch NaOH + m dung dịch CH3COOH = 400 + 6000/x ( gam) 2 => Đáp án C Bài 3: Hoà tan một lượng oxit của kim loại R vào trong dung dịch H 2 SO 4 4,9% ( vừa đủ ) thì thu được một dung dịch muối có nồng độ 5,87%. Xác định công thức phân tử của oxit kim loại. A.CaO B.FeO C.MgO D.CuO Giải Đặt công thức tổng quát của oxit là R 2 O n ( n là hoá trị của R ) Chọn số mol của R 2 O n =1 (mol) Phương trình phản ứng : R 2 O n + nH 2 SO 4 > R 2 (SO 4 ) n + nH 2 O 1mol > n(mol) > 1 (mol) => m H2SO4 = 98n ( gam) => m dung dịch H2SO4 = 98n.100/4,9 =2000n (gam) Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có : => m dung dịch sau phản ứng = m R2On + m dung dịch H2SO4 = 1.(2R +16n) + 2000n =2R +2016n ( gam) => Đáp án C Các em có thể chọn số mol H2SO4 = 1 mol và thử giải xem sao nhé ! Bài 4: Oxi hoá C 2 H 5 OH bằng CuO nung nóng, thu được hỗn hợp chất lỏng gồm CH 3 CHO, C 2 H 5 OH dư và H 2 O có M = 40. Hiệu suất phản ứng oxi hoá là: A. 25% B. 35% C. 45% D. 55% Chọn số mol C 2 H 5 OH ban đầu = 1 mol Phản ứng : C 2 H 5 OH + CuO > CH 3 CHO + H 2 O + Cu a mol > a mol > a mol => hỗn hợp chất lỏng sau phản ứng gồm : CH 3 CHO = H 2 O = a mol C 2 H 5 OH dư = (1-a) mol => m hỗn hợp sau phản ứng = (44+18).a + 46(1-a) = 40 ( a+a +1-a) => a = 0,25(mol) => %H = 0,25 .100 %/1 = 25% => Đáp án A Bài 5:Hỗn hợp X gồm N 2 và H 2 có tỉ khối so với H 2 bằng 3,6. Sau khi tiến hành phản ứng tổng hợp thu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với H 2 bằng 4. Hiệu suất phản ứng tổng hợp là: A. 10% B. 18,75% C. 20% D. 25% Giải 3 => Đáp án D Bài 6:Hỗn hợp chứa Fe,FeO, Fe 2 O 3 . Nếu hoà tan hết a gam hỗn hợp bằng HCl thì lượng H 2 thoát ra bằng 1% lượng hỗn hợp đem thí nghiệm. Nếu khử a (g ) hỗn hợp bằng H 2 đun nóng, dư thì thu được một lượng nước bằng 21,15% lượng hỗn hợp đem thí nghiệm. Xác định % mỗi chất trong hỗn hợp đem thí nghiệm. A. 28%, 36%, 36% B.25% , 25% , 50% C.30% , 60% , 10% D.22% , 26% ,52% Giải Chọn a =100 gam => m H2 = 100.1% =1 gam => n H2 = 0,5(mol) => m H2O = 100.21,15% =21,25 gam => n H2O =1,175(mol) Chỉ có Fe tạo ra H 2 theo phản ứng : Fe + 2HCl -> FeCl 2 + H 2 0,5 mol < 0,5 mol Phản ứng với H 2 FeO + H 2 > Fe + H 2 O a mol > a mol Fe 2 O 3 + 3H 2 > 2Fe + 3H 2 O b mol > 3 b mol 4 => Đáp án A Bài 7: Cho a gam dung dịch H 2 SO 4 loãng nồng độ C% tác dụng hoàn toàn với hỗn hợp 2 kim loại K và Fe ( Lấy dư so với lượng phản ứng ). Sau phản ứng, khối lượng khí sinh ra là 0,04694 a (g). Tìm C% A. 30,6% B.24,5% C.48,5% D.50,2% Giải Chọn a = 100 g => m H2SO4 = 100.C% = C (gam) => n H2SO4 = C /98 (mol) => m H2O = m dung dịch H2SO4 - m H2SO4 = 100 – C (gam) => n H2O = (100-C) /18 => m H2 = 0,04694a =4,694 gam => n H2 = 2,347 (mol) Vì hỗn hợp kim loại Fe, Na lấy dư nên H 2 SO 4 và H 2 O đều phản ứng hết 2K + H 2 SO 4 > K 2 SO 4 + H 2 (1) Fe + H 2 SO 4 > FeSO 4 + H 2 (2) 2K + 2H 2 O > 2KOH + H 2 (3) Từ các phương trình (1),(2),(3) dễ thấy : => Đáp án B Bài 8: Hỗn hợp A gồm 1 anken và H 2 có tỉ khối so với H 2 bằng 6,4. Cho A qua Ni nung nóng được hỗn hợp B có tỉ khối so với H 2 bằng 8 (giả thiết hiệu suất phản ứng đạt 100%). Công thức phân tử của anken là: A. C 2 H 4 B. C 3 H 6 C. C 4 H 8 D. C 5 H 10 Giải 5 => Đáp án C Bài 9: Trộn a gam hỗn hợp X gồm 2 hiđrocacbon C 6 H 14 và C 6 H 6 theo tỉ lệ số mol 1:1 với m gam hiđrocacbon D rồi đốt cháy hoàn toàn thì thu được 275a /82 gam CO 2 và 94,5a / 82 gam H 2 O. D thuộc laọi hiđrocacbon nào? A. C n H 2n+2 B. C n H 2n-2 C. C n H 2n D. C n H n Giải Ta nên chọn a =82 gam => m CO2 = 275 (gam ) => n CO2 = 6,25(mol) => m H2O = 94,5 (gam) => n H2O =5,25(mol) Do C 6 H 14 và C 6 H 6 có số mol bằng nhau .Nên theo phương pháp quy đổi ta có : C 6 H 14 + C 6 H 6 = C 12 H 20 => n C12H20 = 82 / 164 = 0,5(mol) => n CO2 do C 12 H 20 sinh ra = 0,5.12 =6 mol => n CO2 do D sinh ra = 6,25 -6 =0,25(mol) => n H2O do C 12 H 20 sinh ra = 0,5.20/2 =5 mol => n H2O do D sinh ra = 5,25 -5 =0,25(mol) => Số mol CO 2 do D sinh ra = số mol CO 2 do D sinh ra => D có dạng C n H 2n => Đáp án C Bài 10: Đốt cháy hoàn toàn một hợp chất hữu cơ đơn chức X thu được sản phẩm cháy chỉ gồm CO 2 và H 2 O với tỷ lệ khối lượng tương ứng là 44 : 27. Công thức phân tử của X là: A. C 2 H 6 . B. C 2 H 6 O. C. C 2 H 6 O 2 . D. C 2 H 4 O. Giải 6 => Đáp án B PHƯƠNG PHÁP TRUNG BÌNH (P1) I. CƠ SƠ CỦA PHƯƠNG PHÁP 1. Nguyên tắc : Đối với một hỗn hợp chất bất kì ta luôn có thể biểu diễn chính qua một đại lượng tương đương, thay thế cho cả hỗn hợp, là đại lượng trung bình (như khối lượng mol trung bình, số nguyên tử trung bình, số nhóm chức trung bình, số liên kết pi trung bình, . . .), được biểu diễn qua biểu thức : 2.Hệ quả của phương pháp a.Bất đẳng thức cần nhớ : Theo tính chất của toán học về giá trị trung bình thì ta luôn có . b.Các hệ quả quan trọng : 7 1. Phương pháp trung bình là một phương pháp chuyên dùng để tìm khoản xác định của các giá trị dựa vào bất đẳng thức ở mục 2.a . Khi đó có thể dựa vào các trị số trung bình để đánh giá bài toán, qua đó thu gọn khoảng nghiệm làm cho bài toán trở nên đơn giản hơn, thậm chí có thể trực tiếp kết luận nghiệm của bài toán. 2. Điểm mấu chốt của phương pháp là phải xác định đúng trị số trung bình liên quan trực tiếp đến việc giải bài toán. Từ đó dựa vào dữ kiện đề bài cho -> trị trung bình -> kết luận cần thiết. 3. Những trị số trung bình thường sử dụng trong quá trình giải toán: khối lượng mol trung bình(M), số nguyên tử (C, H….) trung bình, số nhóm chức trung bình, sốt liên kết pi trung bình, . . . 3.Điều kiện áp dụng Có một số em học sinh đã biết đến phương pháp trung bình và vẫn đang áp dụng nó mộ cách thường xuyên nhưng nhiều khi các em lại không chú ý đến việc điều kiện để áp dụng cho phương pháp này dẫn đến những sai lầm đáng tiếc .Sau đây là điều kiện cần và đủ để được phép áp dụng phương pháp này : Một hỗn hợp gồm nhiều chất cùng tác dụng với một chất khác thì có thể thay thế hỗn hợp đó bằng một công thức trung bình với các điều kiện: - Các phản ứng phải xảy ra cùng loại và cùng hiệu suất. - Số mol, thể tích hay khối lượng của chất trung bình phải bằng số mol, thể tích hay khối lượng của hỗn hợp. - Các kết quả phản ứng của chất trung bình phải y hệt như kết quả phản ứng của toàn hỗn hợp. 4.Đặc điểm nhận dạng phương pháp và một số công thức tính nhanh khi áp dụng phương pháp này. +Nhận dạng : Bài toán thường xuất hiện các cụm từ như : Các chất thuộc cùng một dãy đồng đẳng , Xác định dãy đồng đẳng của các chất , Hai nguyên tố thuộc 2 chu kì liên tiếp nhau , Các chất phản ứng với hiệu xuất như nhau ,Hoặc số ẩn của bài toán nhiều hơn nhiều so với số phương trình ( số dữ kiện bài toán cho )lập được. +Một số công thức tính nhanh cần nhớ : 8 9 II. BÀI TẬP VẬN DỤNG Phương pháp trung bình thường hay áp dụng kết hợp với một số phương pháp khác như : Định luật bảo toàn nguyên tố , Định luật bảo toàn khối lượng , Phương pháp tự chọn lượng chất .Sau đây là một số ví dụ minh họa cho phương pháp này Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 0,12 mol hỗn hợp hai hi đro cacbon thu được 0,2 mol khí CO 2 và 0,16 mol H 2 O .Công thức của hai hidro cacbon là : A.CH 4 và C 2 H 2 B.CH 4 và C 3 H 4 C.CH 4 và C 4 H 6 D.C 2 H 4 và C 3 H 6 Giải 10 [...]... CH3OH và ancol C2H5OH (tỉ lệ mol 3:2) Lấy 11,13 gam hỗn hợp X tác dụng với 7,52 gam hỗn hợp Y (có xúc tác H2SO4 đặc) thu được m gam hỗn hợp este (hiệu suất của các phản ứng este hoá đều bằng 80%) Giá trị của m là A 11,616 B 12,197 C 14,52 D 15,246 Giải 17 => áp án A PHƯƠNG PHÁP TRUNG BÌNH (P2) Tiếp nối phần 1 của PHƯƠNG PHÁP TRUNG BÌNH hôm nay thầy giới thiệu đến các em phần 2 của phương pháp này Có. .. được 3a (mol) CO 2 và 1,8a (mol) H2O Cho 0,1 mol hỗn hợp X tác dụng được với tối đa 0,14 mol AgNO3 trong NH3 ( iều kiện thích hợp) Số mol của anđehit trong 0,1 mol hỗn hợp X là A 0,02 B 0,08 C 0,04 D 0,03 Giải 25 => áp án A PHƯƠNG PHÁP TRUNG BÌNH Tiếp nối phần 2 của PHƯƠNG PHÁP TRUNG BÌNH hôm nay thầy tiếp tục giới thiệu đến các em phần 3 của phương pháp này Trước khi đọc phàn 3 các em nên đọc và nghiên... khuyên các em nên đọc thật kĩ phương pháp trung bình phần 1 để hiểu các áp dụng công thức sau đó mới nên nghiên cứu tiếp phần 2 để đạt được kết quả cao nhất Bài 1: Cho 1,67 gam hỗn hợp gồm hai kim loại ở 2 chu kỳ liên tiếp thuộc nhóm IIA (phân nhóm chính nhóm II) tác dụng hết với dung dịch HCl (dư), thoát ra 0,672 lít khí H 2 ( đktc) Hai kim loại đó là: A Be và Mg B Mg và Ca C Sr và Ba D Ca và Sr Giải. .. Propin B Propan C Propen D Propađien Giải => áp án C Bài 10: Nitro hóa benzen được 2,3 gam hỗn hợp hai chất nitro có khối lượng phân tử hơn kém nhau 45 đvC Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hai chất nitro này được 0,01 mol N 2 Hai hợp chất nitro đó là: A C6H5NO2 và C6H4(NO2)2 B C6H4(NO2)2 và C6H3(NO2)3 C C6H3(NO2)3 và C6H2(NO2)4 D C6H2(NO2)4 và C6H(NO2)5 Giải 32 => áp án A 33 ...=> áp án A Ở trên là thầy giải chi tiết để các em hiểu được cặn kẽ của phương pháp giúp các em biết cách vận dụng linh hoạt công thức Nếu bài này là bài thi thì các em chỉ cần tính H trung bình =2,67 => Chỉ có áp án A thỏa mãn vì các áp án B,C,D thì không thỏa mãn điều kiện H min < H trung bình < H max Bài 2: Một hỗn hợp chứa 2 axit đơn chức kế... hiđrocacbon có tỉ khối của Y so với H 2 là 14,5 Tỉ khối của X so với H 2 là: A 7,8 B 6,7 C 6,2 D 5,8 Giải Kết hợp 2 phương pháp : phương pháp công thức phân tử trung bình và phương pháp tự chọn lượng chất 23 Y chỉ gồm 3 hiđrocacbon -> H2 phản ứng hết Vậy Y gồm 3 hidrocacbon là C2H6 , C2H4 , C2H2 dư => áp án D Bài 8: Hỗn hợp A gồm etilen và một hiđrocácbon X Đốt cháy hoàn toàn 3,36 lít hỗn hợp A ( ktc)... cháy vào bình dung dịch Ca(OH) 2(dư) thì khối lượng dung dịch thay đổi: A Giảm 10,4 gam B Tăng 7,8 gam C Giảm 7,8 gam D Tăng 14,6 gam Giải Etilen ->C2H4 Metan ->CH4 Propin ->C3H4 Vinylaxetilen ->C4H4 18 => áp án A Chú ý bài này đã được giải theo định luật bảo toàn nguyên tố các em có thể xem lại chuyên đề này tại mục phuơng pháp giải nhanh hóa học nhé ! Bài 3:Hỗn hợp X gồm Ba và 1 kim loại M Hòa tan... 0,55(mol) => Số nguyên tử C trung bình = nCO2 / nX = 0,55/0,3 =11/6 CnH4 + (n +1) O2 > n CO2 + 2H2O 30 0,3 (mol) -> 0,3(n+1) =0, 3(1 1/6+1) =0,7(mol) => VO2 = 0,85.22,4 =19,04(lít) => áp án B Bài 7: Cho 1,9 gam hỗn hợp muối cacbonat và hiđrocacbonat của kim loại kiềm M tác dụng hết với dung dịch HCl (dư), sinh ra 0,448 lít khí ( đktc) Kim loại M là: A Na B K C Rb D Li Giải => áp án A Bài. .. loại có nguyên tử khối lớn hơn chiếm 20% số mol hỗn hợp Kí hiệu hoá học của 2 kim loại kiềm lần lượt là A Li và Na B Na và K C Li và K D Na và Cs Giải 13 => áp án C Bài 8 : Hỗn hợp A gồm (O2 và O3) có tỷ khối so với H2 bằng 22 Hỗn hợp B gồm (Metan và etan) có tỷ khối so với H2bằng 11,5 Để đốt cháy hoàn toàn 0, 2 mol B cần phải dùng V lít A ở đktc Giá trị của V là: A 8,96 B 11,2 C 6,72 D 13,44 Giải. .. hiđrocacbon là : A C2H2 và C4H6 B C2H2 và C4H8 C C3H4 và C4H8 D.C2H2 và C3H8 Giải 16 => áp án B Bài 13 : Đốt cháy hoàn toàn 1 lít hỗn hợp khí gồm C 2H2 và hiđrocacbon X sinh ra 2 lít khí CO 2 và 2 lít hơi H2O (các thể tích khí và hơi đã ở cùng điều kiện nhiệt độ áp suất) Công thức phân từ của X là A C2H6 B C2H4 C CH4 D C3H8 Giải Số nguyên tử C trung bình =VCO2 / V hỗn hợp =2/1 =2 => Do C2H2 có C=2 = C trung . PHƯƠNG PHÁP TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT I.Cơ sở của phương pháp Trong hóa học các đại lượng % như % khối lượng , % thể tích , % số mol , C% .Các đại lượng trung bình như khối lượng mol trung. VẬN DỤNG Phương pháp trung bình thường hay áp dụng kết hợp với một số phương pháp khác như : Định luật bảo toàn nguyên tố , Định luật bảo toàn khối lượng , Phương pháp tự chọn lượng chất .Sau. khối lượng thì thường chọn khối lượng m =100 gam hoặc m =M , nếu cho số liệu dưới dạng V thì thường chọn V=22,4 lít hoặc 1 mol .Nếu cho dưới dạng tỉ lệ thì chọn tỉ lệ . 2 .Phương pháp tự chọn lượng