SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁTRƯỜNG THPT QUẢNG XƯƠNG I SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM GIÁO DỤC ỨNG DỤNG CÁC CÔNG THỨC GIẢI NHANH VÀO GIẢI BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC Người thực hiện: Lê Văn Đ
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT QUẢNG XƯƠNG I
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM GIÁO DỤC
ỨNG DỤNG CÁC CÔNG THỨC GIẢI NHANH VÀO GIẢI BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC
Người thực hiện: Lê Văn Đạt
Chức vụ: Giáo viên
SKKN thuộc lĩnh vực môn: Hóa học
Trang 2THANH HÓA, NĂM 2013
A Đặt vấn đề Với hình thức trắc nghiệm hiện nay trong các kì thi đại học cao đẳng, 50 câu/ 90
phút, tức là trung bình cứ 1,8 phút/ 1 câu Để đạt được điểm cao đòi hỏi nhiều yếu tố: tư duy, kiến thức, công cụ giải toán Trong quá trình giảng dạy của mình, nhiều năm ôn luyện thi Đại học- Cao đẳng, tôi thấy có thể giải quyết một lượng kiến thức của đề thi trong một thời gian ngắn thì yếu tố quan trọng là công cụ giải toán
Khi học sinh đã có một lượng kiến thức cơ bản về hóa học, hiểu rõ bản chất thì tôi xin giới thiệu các công thức giải nhanh hóa học mà tôi áp dụng trong 3 năm gần đây và thấy rất có hiệu quả Đề tài này các thầy cô giáo, các em học sinh có thể xem là nguồn tư liệu tham khảo cho mình
Đề tài này tôi đã suy nghĩ, đầu tư nhiều để có chất lượng tốt Cách triển khai đề tài là: thứ nhất tôi đưa ra công thức giải nhanh; thứ hai, tôi đưa ra phạm vi áp dụng là dùng cho dạng toán nào và các chú ý dễ mắc sai lầm; thứ ba, tôi đưa ra 2 ví dụ dễ và khó phù hợp với công thức
B Giải quyết vấn đề
I Cơ sở lí luận của đề tài
Từ năm học 2007 đến nay với hình thức thi trắc nghiệm đã làm thay đổi nhiều đến phương pháp giảng dạy của thầy và phương pháp học của trò Hình thức trắc nghiệm đòi hỏi học sinh không những nắm vững kiến thức hóa học mà còn phải xử lí nhanh kiến thức trong thời gian ngắn Chính vì thế mà các phương pháp giải nhanh xuất hiện, các công thức giải nhanh cũng được đưa ra ở nhiều tài liệu
Khi tôi hệ thống lại các công thức giải nhanh thấy rằng học sinh có hứng thú trong học tập cao hơn, tạo niềm tin và lòng say mê đối với môn Hóa học, học sinh vận dụng nhanh đáp ứng được yêu cầu hiện nay
II Thực trạng của vấn đề nghiên cứu
Với đề tài công thức giải nhanh thì đã có nhiều tài liệu đề cập đến, tuy nhiên tôi thấy rằng áp dụng trong việc giảng dạy những công thức mà các tài liệu đưa ra là chưa phù hợp đối tượng học sinh và đáp ứng yêu cầu hiện nay Các tài liệu đưa ra những công thức máy móc, dài, phức tạp gây nhiễu cho học sinh, có những công thức không cần thiết hoặc không phù hợp cho các bài toán tổng quát mà khi áp dụng dễ mắc sai lầm Trong sáng kiến kinh nghiệm này tôi đúc rút và đưa ra các công thức mà tôi áp dụng trong quá trình giảng dạy, phù hợp với yêu cầu ôn thi đại học hiện nay và khả năng tư duy của học sinh Những công thức đó học sinh dễ nhớ, dễ hiểu bản chất công thức và
dễ áp dụng Mỗi công thức tôi đưa ra phạm vi áp dụng hay những bài toán dễ mắc sai lầm khi áp dụng công thức
Sau đây là các công thức giải nhanh mà tôi đã chọn lọc:
III Nội dung thực hiện
III.1 Bộ công thức giải nhanh về hóa hữu cơ
1 Công thức về hợp chất hữu cơ có H linh động (ancol; axit; phenol) tác dụng với kim loại kiềm, kiềm thổ (như Na, K, Ba…).
+ Số nhóm (OH + COOH) = số H linh động = (1)
* Phạm vi áp dụng: áp dụng cho bài toán tìm công thức phân tử ancol hoặc axit khi biết
số mol H2 và số mol hợp chất hữu cơ
Trang 3Ví dụ 1: (dễ).Chất hữu cơ X có công thức phân tử là C7H8O2 X tác dụng với Na thì số mol H2 thoát ra bằng 1/2 số mol X Số công thức cấu tạo của X là
A 1 B 4 C 2 D 3
nhiên đây là hợp chất thơm có K = số pi = 4 nên không thể là axit
Vậy X là HO-C6H4-O-CH3 (3 vị trí o, m, p) và C6H5-O-CH2OH Đáp án B
Ví dụ 2: (khó) Cho hỗn hợp gồm 0,2 mol ancol X và 0,2 mol ancol Y tác dụng với Na
dư sinh ra 0,5 mol H2 Một hỗn hợp khác gồm 0,3 mol X và 0,1 mol Y cũng tác dụng với Na thì sinh ra 0,45 mol H2 Số nhóm chức của X và Y lần lượt là
A 2 & 2 B 3 & 2 C 2 & 3 D 1 & 3.
Hướng dẫn giải:
Đặt số nhóm OH của X, Y lần lượt là a,b áp dụng công thức
Số nhóm OH =
Số nhóm OH trong X = a = nH2 (X) = Tương tự nH2 (Y) =
Suy ra hệ Chọn C
2 Công thức về bảo toàn khối lượng khi hợp chất hữu cơ có H linh động (ancol; axit; phenol) tác dụng với kim loại Na.
m ancol, phenol, axit + m Na ban đầu = m rắn + m H2 (2)
* Phạm vi áp dụng: áp dụng cho bài toán tìm về hỗn hợp ancol hoặc axit hoặc phenol
tác dụng với Na và bài toán đã cho khối lượng Na ban đầu
Ví dụ 1: (dễ) Cho 12,6 gam hỗn hợp gồm ancol etylic, phenol, axit axetic tác dụng
hết với 6,9 gam Na Sau phản ứng được 19,3 gam chất rắn và V lít H2 ở đktc Giá trị của V là
Hướng dẫn giải: Dùng công thức (2) ta có 12,6 + 6,9 = 19,3 + mH2 mH2 = 0,2 gam Suy ra số mol H2 = 0,1 mol V = 2,24 lít Đáp án A
Ví dụ 2: (khó) Cho 15,6 gam hỗn hợp hai ancol (rượu) đơn chức, kế tiếp nhau trong
dãy đồng đẳng tác dụng hết với 9,2 gam Na, thu được 24,5 gam chất rắn Hai ancol
đó là
A C3H5OH và C4H7OH B C2H5OH và C3H7OH
C C3H7OH và C4H9OH D CH3OH và C2H5OH
Hướng dẫn giải: Dùng công thức (2) ta có 15,6 + 9,2 = 24,5 + mH2 mH2 = 0,3 gam Suy ra số mol H2 = 0,15 mol => nancol = 0,3 mol Mancol = = 52 đvc Đó là 2 ancol
C2H5OH và C3H7OH Đáp án B đúng
Chú ý: Bài này trong quá trình giảng dạy tôi nhận thấy học sinh dễ mắc sai lầm là tính
số mol Na = số mol ancol nên dễ làm ra đáp án D Vì nhầm rằng 9,2 g Na là số mol Na phản ứng nhưng đó phảI là số mol Na ban đầu vẫn còn dư
3 Công thức về tính số mol nhóm OH, COOH dựa váo số mol hợp chất hữu cơ và số mol H 2
n OH = 2n H2 ; n COOH = 2n H2 (3)
* Phạm vi áp dụng: áp dụng cho bài toán hỗn hợp ancol tác dụng với Na; hỗn hợp axit
tác dụng với Na Bài toán yêu cầu tìm khối lượng hỗn hợp chất hữu cơ ban đâu
Ví dụ 1: (dễ) Đốt cháy m gam hỗn hợp 2 axit cacboxylic tạo ra 6,72 lít khí H2 (đktc) và 4,5 gam nước Mặt khác cho m/2 gam hỗn hợp này tác dụng với Na dư tạo ra 1,12 lít khí H2 (đktc) Giá trị m là
Trang 4Hướng dẫn giải: Ta có nH2 = 0,05 mol Suy ra áp dụng công thức (3) nCOOH = 0,1 mol
nO =0,2 mol Do đây chỉ là m/2 g nên nO ( trong m gam) = 0,4 mol
Vậy m = mC + mH + mO = 0,3.18 + 0,5.1 + 0,4.16 = 13,2 gam Đáp án A
Ví dụ 2: (khó) (Khối B- 2012) Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai
ancol, thu được 13,44 lít khí CO2 (đktc) và 15,3 gam H2O Mặt khác, cho m gam X tác dụng với Na (dư), thu được 4,48 lít khí H2 (đktc) Giá trị của m là
A 12,9 B 15,3 C 12,3 D 16,9.
Hướng dẫn giải: Ta có nH2 = 0,2 mol Suy ra áp dụng công thức (3) nOH = 0,2 mol
nO =0,2 mol
Vậy m = mC + mH + mO = 0,6.12 + 1,7.1 + 0,2 16 = 15,3 g Đáp án B
4 Công thức tính số ete thu được từ n ancol đơn chức.
Số ete = (4)
* Phạm vi áp dụng: áp dụng cho bài toán tìm số ete tạo ra từ n ancol no, đơn chức Chú ý: Chỉ xét ancol no, hở đơn chức Vì nếu là ancol chứa 1 liên kết pi thì sẽ tồn tại đồng phân hình học Ví dụ như ancol 2CH3-CH=CH-CH2OH CH3-CH=CH-CH2-O-CH2-CH=CH-CH3 Sản phẩm này tồn tại đồng phân cis- cis; cis- trans; trans- trans Tuy nhiên ở góc độ này tôi không xét Ví dụ 1: (dễ) Tách nước từ hỗn hợp 3 chất hữu cơ CH3OH; C2H5OH; C3H7 OH Sau phản ứng tạo ra x các ete Giá trị của x là A 3 B 6 C 5 D 4 Hướng dẫn giải: áp dụng công thức (4) số ete = = 6 Chọn B Ví dụ 2: (khó) Đun 140g hỗn hợp 3 rượu (ancol) no đơn chức với đặc ở 140 độ C thu được hỗn hợp các ete có số mol bằng nhau và có khối lượng là 107,6g Số mol mỗi ete là: A 0,1 mol B 0,2 mol C 0,3 mol D 0,6 mol Hướng dẫn giải: Bảo toàn khối lượng tính được mH2O = 32,4 g số mol H2O = 1,8 mol= số mol ete Áp dụng công thức (4) số ete = = 6 Suy ra mỗi ancol số mol = 1,8 : 6 = 0,3 mol 5 Công thức về tách nước của ancol. + Khi tách nước tạo anken thì n anken = n H2O = n ancol pư (5)
m ancol = m anken + m H2O. (6)
+ Khi tách nước tạo ete thì m ancol = m ete + m H2O (7)
n H2O = n ete = n ancol pư (8)
n ete 1= n ete 2 = n ete 3 = … suy ra n ancol 1 = n ancol 2 = … (9)
+ Dựa vào tỉ khối của sản phẩm so với ancol để xác định sản phẩm là anken hay ete:
d = .KN1: d > 1 sản phẩm là ete KN2: d < 1 Sản phẩm là hiđrocacbon
* Phạm vi áp dụng: chỉ áp dụng cho các bài toán tách nước tạo hiđrocacbon và ete.
Ví dụ 1: (dễ) Tách nước từ 27,6 gam hỗn hợp 3 chất hữu cơ CH3OH; C2H5OH; C3H7 OH Sau phản ứng tạo ra 22,2 gam hỗn hợp các ete có số mol bằng nhau Tìm số mol mỗi ete và số mol mỗi ancol.
A 0,05 và 0,4 B 0,2 và 0,4 C 0,05 và 0,2 D 0,1 và 0,2
Hướng dẫn giải: Bảo toàn khối lượng mH2O = 5,4 g Số mol H2O = 0,3 mol Do có ancol nên có 6 ete Vậy số mol mỗi ete = 0,3 : 6 = 0,05 mol
+ áp dụng công thức (9): nete 1= nete 2 = nete 3= … suy ra nancol 1 = nancol 2 = … Đặt số mol mỗi ancol = x Tức 27,6 = 46x + 60x + 32x x = 0,2 mol Chọn C
Trang 5Ví dụ 2: (khó) (ĐHKB-2011) Chia hỗn hợp gồm hai ancol đơn chức X và Y (phân tử
khối của X nhỏ hơn của Y) là đồng đẳng kế tiếp thành hai phần bằng nhau:
- Đốt cháy hoàn toàn phần 1 thu được 5,6 lít CO2 (đktc) và 6,3 gam H2O
- Đun nóng phần 2 với H2SO4 đặc ở 1400C tạo thành 1,25 gam hỗn hợp ba ete Hóa hơi hoàn toàn hỗn hợp ba ete trên, thu được thể tích của 0,42 gam N2 (trong cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất)
Hiệu suất của phản ứng tạo ete của X, Y lần lượt là:
A 30% và 30% B 25% và 35% C 40% và 20% D 20% và 40%
Hướng dẫn giải:
+ Phần 1: áp dụng công thức x =
Suy ra x = 2,5 X là C2H5OH và Y là C3H7OH, số mol mỗi chất là 0,05 mol
+ Phần 2: số mol ete = H2O = 0,015 mol
áp dụng công thức m ancol = m ete + m H2O = 1,25 + 0,015.18 = 46a + 60b
Ta lại có a + b = 2nete = 0,03 Suy ra a = 0,02; b = 0,01 HX, Y = 40% và 20%
6 Công thức tính số trieste tạo bởi glixerol với n axit hữu cơ no đơn chức.
+ Số trieste = (10)
* Phạm vi áp dụng: áp dụng cho bài toán tìm số trieste tạo bởi glixerol với các axit hữu
cơ no, đơn chức
Chú ý: Chỉ xét axit no, hở, đơn chức Nếu axit có liên kết đôi như axit oleic thì sản
phẩm tồn tại đồng phân hình học Tuy nhiên trong phạm vi chương trình thi đạo học theo tôi nếu gặp axit này thì bài toán tìm số công thức cấu tạo của sản phẩm
Ví dụ 1: (dễ) Cho glixerol tham gia phản ứng este hóa với 3 axit: axit stearic; axit oleic;
axit panmitic Số công thức cấu tạo triglixerit tạo ra là
A 12 B 9 C 18 D 24
Hướng dẫn giải: áp dụng công thức (10): Số trieste = = 18
Chọn C
Ví dụ 2: (khó) Cho glixerol tham gia phản ứng este hóa với 2 axit: axit fomic; axit
axetic Sản phẩm X thu được có chứa chức este Số công thức cấu tạo của X là
A 12 B 18 C 16 D 17
TH1: X là trieste, áp dụng công thức (10): Số trieste = = 6
TH2: X có 1 chức este; 2 nhóm OH Gồm OH A OH; OH OH A; OH B OH; OH OH B TH3: X có 2 chức este Gồm A A OH; A OH A; B B OH; B OH B; A B OH; A OH B;
B A OH Trong đó kí hiệu A là axit fomic; B là axit axetic Vậy chọn D
7 Công thức về mối quan hệ giữa số mol CO 2 ; H 2 O và hợp chất hữu cơ.
+ Khi đốt cháy CxHyOz thì ta có n CO2 - n H2O = (k - 1) n HCHC. (11)
* Phạm vi áp dụng: áp dụng cho bài toán đốt cháy hiđro cacbon hoặc hợp chất chứa 3
nguyên tố C, H, O
Ví dụ 1: (dễ) Thuỷ phân triglixerit X trong NaOH người ta thu được hỗn hợp hai muối
gồm natrioleat và natristearat theo tỷ lệ mol lần lựơt là 2 : 1 Khi đốt cháy a mol X thu được b mol CO2 và c mol H2O Liên hệ giữa a, b, c là:
A b-c = 4a B b-c =2a C b-c =3a D b = c-a
Hướng dẫn giải: áp dụng công thức (11) nCO2 - n H2O = (k - 1) n HCHC.
Số liên kết pi = 3(trong nhóm COO) + 2 trong gốc axit oleic= 5 b - c = 4a Chọn A
Ví dụ 2: (khó) X là một chất hữu cơ khi đốt cháy cho mối liên hệ: nX = nCO2 – nH2O Trong dãy sau (1) vinyl fomat; (2) axit acrylic; (3) axit oleic; (4) glixerol đifomat axetat; (5) triolein; (6) andehit oxalic Số chất X thoả mãn là
Trang 6A 6 B 5 C 3 D 4
Hướng dẫn giải: áp dụng công thức (11) nCO2 - n H2O = (k - 1) n HCHC. Suy ra X có 2pi
Gồm (1) vinyl fomat; (2) axit acrylic; (3) axit oleic; (6) andehit oxalic Chọn D
8 Công thức đốt cháy hợp chất hữu cơ.
+ Bảo toàn khối lượng m HCHC + m O2 = m CO2 + m H2O (12)
m HCHC = m C + m H + m O (13)
+ Bảo toàn nguyên tố oxi: z n HCHC + 2n O2 = 2n CO2 + n H2O (14) (trong đó z là số O trong hợp chất hữu cơ)
+ Toàn bộ sản phẩm cháy cho vào dung dịch nước vôi trong thì
n CO2 = n CaCO3 + 2n Ca(HCO3)2 (15)
m bình nước vôi tăng = m CO2 + m H2O. (16)
m dd bazơ thay đổi = m CO2 + m H2O - m CaCO3 (17)
+ Số C trung bình x = ; (19) , Số H trung bình= y = (20)
Chú ý: Từ công thức (19) và nH2O > nCO2 x = (21)
* Phạm vi áp dụng: áp dụng cho bài toán đốt cháy hợp chất hữu cơ chứa C, H, O hoặc
chỉ chứa C, H Nếu có nguyên tố N thì công thức (11); (13) không đúng
Ví dụ 1: (dễ) Đốt cháy hoàn toàn x gam hỗn hợp gồm hai axit cacboxylic hai chức,
mạch hở và đều có một liên kết đôi C=C trong phân tử, thu được V lít khí CO2 (đktc) và
y mol H2O Biểu thức liên hệ giữa các giá trị x, y và V là
A V = 28( 30 )
55 x y B V = 28( 62 )
95 x y C V = 28( 30 )
55 x y D V =28( 62 )
95 x y
Hướng dẫn giải: Trong axit có 3 pi, từ công thức(11) nCO2 - n H2O = (k - 1) n HCHC. Suy
ra nHCHC= nO = 4.nHCHC Do axit có 2 chức ứng với 4 nguyên tử O
+ áp dụng công thức (13) m HCHC = m C + m H + m O x = mC + mH + mO
V = 28( 30 )
55 x y Chọn C
Ví dụ 2: (khó) Hỗn hợp hơi X gồm C3H8, C2H4(OH)2, CH3OH và C3H7OH (trong đó
C3H8 và C2H4(OH)2 có số mol bằng nhau) Đốt cháy hoàn toàn 5,444 gam X rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng lên 16,58 gam và xuất hiện m gam kết tủa Giá trị của m là
Hướng dẫn giải: Bảo toàn khối lượng ta có mx + mO2 = mCO2 + mH2O; mO2 = 16,58 -5,444 = 11,136(g) nO = 0,696 (mol)
nO(x) = nx = nH2O - nCO2 đặt nCO2 = x nO = 2x
nH2O = y nO = y
Bảo toàn nguyên tố O: z n HCHC + 2n O2 = 2n CO2 + n H2O (14)
hay : y - x + 0,696 = 2x + y x = 0,232(mol)
mBaCO3 = 0,232 197 = 45,704(g)
9 Công thức về anđehit tráng gương.
+ Khi anđehit tráng gương thì lập tỉ số α = (22)
KN1: α = 2 là anđehit đơn chức khác HCHO
KN2: α = 4 là HCHO hoặc R(CHO)2
+ Nếu α = = 3 (23) anđehit phải có liên kết ba đầu mạch dạng CH ≡C-R-CHO
+ Nếu hỗn hợp anđehit tráng gương, tỉ số 2< α = < 4 (24) , khi đó
KN1: hỗn hợp là đơn chức thì có HCHO và RCHO
Trang 7KN2: hỗn hợp là anđehit bất kì thì R1CHO và R2(CHO)n.( R1 # H).
+ Khối lượng dung dịch AgNO3 thay đổi: m dd thay đổi = m anđehit - m Ag (25)
bộ hỗn hợp thu được sau phản ứng qua bình đựng nước thấy khối lượng bình tăng 23,8
g Lấy dung dịch trong bình cho tác dụng hết với dd AgNO3/NH3 dư thu được 43,2 g
Ag kim loại, hiệu suất phản ứng cộng hợp hiđro của HCHO là:
A 13,3 % B.25,6% C 74,4% D 86,7%
CH3OH = 23,8 - 3 = 20,8 g Số mol CH3OH = 0,65 mol Vậy H = 0,65 : 0,75 = 86,7% Chọn D
Ví dụ 2: (khó) Cho 0,15 mol hỗn hợp X gồm hai anđehit tác dụng với lượng dư dung
dịch AgNO3 trong NH3 ta thu được 54 gam Ag kết tủa Nếu khi cho hỗn hợp X tác dụng hết với H2 ta được hỗn hợp Y Cho Y tác dụng với lượng dư Na ta thu được số mol khí
H2 bằng một nửa số mol của Y Nếu lấy 5,8 gam X cho tác dụng với lượng dư Cu(OH)2/ NaOH,t0 ta thu được 36 gam Cu2O CTCT của hai anđehit là:
A CH3CHO và HOC-CHO B HCHO và CH3-CH2-CHO
C HCHO và CH3-CHO D HCHO vàCH2=CH-CHO
Hướng dẫn giải: Số mol Ag = 0,5 mol R(CHO)2 R(CH2OH)n n/2H2
số mol khí H2 bằng một nửa số mol của Y n = 1 Chứng tỏ có HCHO và RCHO, số mol tương ứng là x và y Ta có hệ phương trịnh x + y = 0,15 mol và 4x + 2y = 0,5 x
= 0,1 và y = 0,05
+ Xét phản ứng với Cu(OH)2/NaOH HCHO = 2x mol, RCHO = x mol 4x+x = 0,25 mol
Vậy 5,8 g = HCHO (0,1 mol) và RCHO (0,05 mol) R = 27 Chọn D
10 Công thức về axit hữu cơ tác dụng với NaHCO 3
+ Khi axit R(COOH)n tác dụng với dung dịch NaHCO3 thì
Số chức COOH = n = (26)
+ Số mol nhóm COOH: n COOH = n CO2 (27)
* Phạm vi áp dụng: áp dụng cho bài toán axit hữu cơ tác dụng với NaHCO3; chú ý nếu tác dụng với Na2CO3 thì công thức không đúng nữa, tuy nhiên với bài toán tác dụng với
Na2CO3 rất ít gặp
Ví dụ 1: (dễ) Khi cho a mol một hợp chất hữu cơ X (chứa C, H, O) phản ứng hoàn toàn
với Na hoặc với NaHCO3 thì đều sinh ra a mol khí Chất X là
A ancol o-hiđroxibenzylic. B axit ađipic
C axit 3-hiđroxipropanoic D etylen glicol
Chọn C
Ví dụ 2: (khó) Đốt cháy hoàn toàn 59,2 gam hỗn hợp X gồm HCOOH,CxHy(COOH)2và
CH3COOH thu được 28,8 gam H2O và m gam CO2.Mặt khác, 59,2 gam hỗn hợp X phản ứng hoàn toàn với NaHCO3 dư thu được 22,4 lít (đktc) khí CO2.Tính m
Hướng dẫn giải: : nCOOH = n CO2 = 1 mol Vậy m = mC +mH + mO ->
59,2 = 3,2 g H + mC + 2.16 mC = 24 g m = 88 gam
11 Công thức về tỉ lệ số mol.
+ Ta có tỉ lệ = = = (28)
* Phạm vi áp dụng: áp dụng cho các bài toán mà có chất khí tham gia gồm
Trang 8- Bài toán crăckinh ankan
- Bài toán hiđro hóa các chất hữu cơ không no như ankan, ankin, anđehit…
Ví dụ 1: (dễ) Đem thực hiện phản ứng crăckinh 1 thể tích ankan X Sau phản ứng hoàn
toàn được 4 thể tích hỗn hợp Y có tỉ khối so với H2 là 9 Ankan X là
A C3H8 B C5H12 C C4H10 D C6H14
Hướng dẫn giải: áp dụng công thức =
Suy ra MT = 72 đvc Vậy n = 5 Đáp án B
Ví dụ 2: (khó) Một hỗn hợp gồm một ankađien A thể hơi và Oxi có dư (Oxi chiếm 9/10
thể tích hỗn hợp) nạp đầy vào bình thì áp suất trong bình là p Đốt cháy hoàn toàn A rồi đưa bình về nhiệt độ ban đầu cho hơi nước ngưng tụ hết thì áp suất giảm 1/4 so với áp suất ban đầu Công thức phân tử của A là
A C4H6 B C5H8 C C3H4 D C6H10
Hướng dẫn giải: Giả sử A = 1 mol O2 = 9 mol Đặt A là CnH2n-2 + O2 nCO2 + (n-1)H2O
áp dụng công thức = n = 4 C4H6 Chọn A
12 Công thức về ankan thực hiện crăckinh, tách 1 phân tử H 2 một giai đoạn
+ Ta có n hh tăng = n ankan pư (29)
* Phạm vi áp dụng: Chỉ xét 1 giai đoạn tức là sau phản ứng tạo ankan mới Ankan mới
này không bị crăckinh nữa Chẳng hạn như C5H12 C3H8 không phản ứng nữa
Ví dụ 1: (dễ) Thực hiện phản ứng crăckinh 260 lít phân tử propan thấy xảy ra các phản
ứng
C3H8 CH4 + C2H4, C3H8 C3H6 + H2
Sau phản ứng được 400 lít hỗn hợp Tìm hiệu suất phản ứng crăckinh
A 84,61% B 53,85% C 65% D 35%
Hướng dẫn giải: Ta có nhh tăng = n ankan pư = 400- 260 = 140 lít
Vậy hiệu suất H = = 53,85%
Ví dụ 2: (khó) Nhiệt phân 8,8 gam C3H8, giả sử xảy ra 2 phản ứng sau
C3H8 t0 CH4 + C2H4 ; C3H8 t0 C3H6 + H2
Ta thu được hỗn hợp X Biết khối lượng mol của X là 23,16 Hiệu suất của phản ứng nhiệt phân là
Hướng dẫn giải: áp dụng công thức = = nS = 0,38 mol Số mol tăng
0,18 mol n hh tăng = n ankan pư = 0,18 H = 90%
13 Công thức về phản ứng hiđro hóa các hợp chất hữu cơ
+ Ta có n hh giảm = n H2 pư (30)
anđehit; xeton T
Ví dụ 1: (dễ) Hỗn hợp X gồm hai anken có tỉ khối so với H2 bằng 16,625 Lấy hỗn hợp
Y chứa 26,6 gam X và 2 gam H2 Cho Y vào bình kín có dung tích V lít (ở đktc) có chứa Ni xúc tác Nung bình một thời gian sau đó đưa về 0 oC thấy áp suất trong bình bằng 7/9 so với ban đầu Biết hiệu suất phản ứng hiđro hoá của các anken bằng nhau và thể tích của bình không đổi Hiệu suất phản ứng hiđro hoá là
Hướng dẫn giải:Đặt hiệu suất là h.
n =0,8 mol; n =1 mol Hiệu suất tính theo anken:
Trang 9+ áp dụng công thức n =n =n =0,8h
+ áp dụng công thức = = h= 50% Chọn B.
Ví dụ 2: (khó) Cho 11,2 lít (đktc) hỗn hợp X gồm eten, propen và hiđro có tỉ khối so với
heli bằng 3,94 Trong X, tỉ lệ mol của eten và propen là 2 : 3 Dẫn X qua bột Ni, t0 thu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với hidro bằng 12,3125 (giả sử hiệu suất phản ứng hiđro hoá hai anken là như nhau) Dẫn Y qua bình chứa dung dịch brom dư thấy khối lượng bình brom tăng m gam Tính m
A 0,728 gam B 3,2 gam C 6,4 gam D 1,456 gam
Hướng dẫn giải: đặt n =a, n =1,5a , n =b CTTB anken là C H
- Ta có hệ phương trình 2 ẩn a= 0,08 ; b=0,3
- Ta lại có n =0,32 mol
- áp dụng công thức n =n =n =0,18 mol
áp dụng công thức n =n + n n =0,02 mol n với Br =0,02 mol
m = 0,02.(12x2,6+5,2) = 0,728 g Chọn A
14 Công thức về amin tác dụng với dung dịch HCl
+ Khi R(NH2)n tác dụng với dung dịch HCl
Số chức NH 2 = n = (31)
▲m tăng = 36,5.a.n amin (32)
* Phạm vi áp dụng: áp dụng cho bài toán amin tác dụng với HCl, biết khối lượng amin
và khối lượng muối Tìm công thức phân tử amin; số mol HCl
15 Công thức về amino axit tác dụng với dung dịch HCl hoặc dung dịch NaOH.
+ Khi (NH2)aR(COOH)b tác dụng với dung dịch HCl thì
▲m tăng = 36,5.a.n aminoaxit (33)
+ Khi (NH2)aR(COOH)b tác dụng với dung dịch NaOH thì
▲m tăng = 22.b.n aminoaxit (34)
* Phạm vi áp dụng: áp dụng cho bài toán aminoaxit tác dụng với HCl và NaOH.
Ví dụ 1: (dễ) (ĐH KA 2009 Cho 1 mol amino axit X phản ứng hoàn toàn với dd HCl
(dư), thu được m1 gam muối Y Cũng 1 mol amino axit X phản ứng với dd NaOH dư, thu được m2 gam muối Z Biết m2 – m1 = 7,5 CTPT của X là:
A C4H10O2N2 B C4H8O4N2 C C5H9O4N D
C5H11O2N
Hướng dẫn giải:
Đặt công thức là (NH2)aR(COOH)b suy ra 22b-36,5a=7,5 a=1, b=2 chỉ C thỏa mãn
Chọn C
Ví dụ 2: (khó) ĐH-2010 Hỗn hợp X gồm alanin và axit glutamic Cho m gam X tác
dụng hoàn toàn với dung dịch NaOH (dư), thu được dung dịch Y chứa (m+30,8) gam muối Mặt khác, nếu cho m gam X tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl, thu được dung dịch Z chứa (m+36,5) gam muối Giá trị của m là
A 112,2 B 165,6 C 123,8 D 171,0
Hướng dẫn giải:
+ Đặt n =a, n =b , áp dụng công thức n =n =1 mol a+b=1 (1)
+ áp dụng công thức (NH2)aR(COOH)b tác dụng với dung dịch NaOH thì
▲mtăng = 22.b.naminoaxit. > 22.(a+2b)=30,8 (2)
Từ (1) và (2) suy ra a= 0,6 ; b= 0,4 m=112,2 Chọn A
16 Công thức về tính số đồng phân n peptit (đi, tri…) tạo ra từ x amino axit
Trang 10Số n peptit = x n (35)
* Phạm vi áp dụng: áp dụng cho bài toán cho x aminoaxit tham gia trùng ngưng, tìm số
n peptit tạo ra từ x aminoaxit trên
Chú ý: chỉ xét các aminoaxit có 1 chức NH2 và 1 chức COOH
Ví dụ 1: (dễ) (ĐH KB 2009.) Số đipeptit tối đa có thể tạo ra từ một hỗn hợp gồm
alanin và glyxin là
Hướng dẫn giải: Số n peptit = xn = 22 =4
Ví dụ 2: (khó) Có bao nhiêu tetra peptit mạch hở khác loại mà khi thuỷ phân hoàn toàn
thu được 2 amino axit : ala, phe
A 14 B 12 C 10 D 16
Hướng dẫn giải: Số n peptit = xn = 24 Tuy nhiên thủy phân tạo 2 amino axit nên đáp số = 16- 2 = 14 (trừ ala-ala-ala-ala; phe-phe-phe-phe)
17 Công thức về peptit thủy phân.
+ Khi thủy phân trong nước với xúc tác axit thì phương trình thủy phân là
X (có n gốc) + (n-1)H2O n ỏ-aminoaxit
Ta có m H2O + m peptit = m aminoaxit (36)
= (n: là số gốc) (37)
+ Khi thủy phân trong môi trường kiềm thì phương trình là
X (có n gốc) + n NaOH muối + 1H2O
Ta có m peptit + m NaOH = m muối + m H2O (38)
n H2O = n peptit X (39)
* Phạm vi áp dụng: áp dụng cho các peptit chỉ được cấu tạo bởi các gốc có 1 nhóm
COOH và 1 nhóm NH2 Nếu như có gốc của axit glutamic thì còn 1 nhóm COOH, khi
đó hệ số của H2O trong phương trình bị biến đổi tức là công thức (39) không đúng Điều này được thể hiện ở ví dụ 2 (khó)
Ví dụ 1: (dễ) Khi thủy phân hoàn toàn 65 gam một peptit X thu được 22,25 gam alanin
và 56,25 gam glyxin X là
A tripeptit B tetrapeptit C.pentapeptit D đipeptit
Hướng dẫn giải:
+ X (có n gốc) + (n-1)H2O n ỏ-aminoaxit
Ta có m H2O + m peptit = m aminoaxit mH2O = 13,5 g, số mol =0,75 mol
= (n: là số gốc) n = 4 Chọn B
Ví dụ 2: (khó) X là đipeptit Ala-Glu, Y là tripeptit Ala-Ala-Gly Đun nóng m (gam)
hỗn hợp chứa X và Y có tỉ lệ số mol của X và Y tương ứng là 1:2 với dung dịch NaOH vừa đủ Phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch T Cô cạn cẩn thận dung dịch T thu được 56,4 gam chất rắn khan Giá trị của m là:
Hướng dẫn giải:
Vì X có chứa glu nên: X + 3NaOH muối + 2H2O; Y + 3NaOH muối + H2O
x 3x 2x 2x 6x 2x
Đặt x = nX; nY = 2x mol Ta có m peptit + m NaOH = m muối + m H2O
Suy ra m + 40.9x = 56,4 + 18.4x mà m = 742x x = 0,06 Suy ra m = 39,12 gam Chọn C