Mấy phương pháp giải toán HIDRO CACBON GV. Ngô An Hòa Kỳ. I/- SƠ LƯC VỀ HIDROCACBON (HC) HC là một hợp chất hóa học hữu cơ bao gồm 2 nguyên tố Hidro và Cacbon cấu thành. Công thức chung: C x H y (ĐK: x ≥ 1; y ≤ 2x+2 và y chẵn) Luận lý: Tổng hóa trò âm trong công thức: 4x – 2(x-1) – 2k (với k là số liên kết π hoặc số vòng, ĐK: k ≥ 0) Tổng hóa trò dương trong công thức: y Cân bằng hóa trò: 4x – 2(x-1) – 2k = y → y = 2x + 2 – 2k. Như vậy, công thức dạng luận lý của HC có dạng: C n H 2n+2-2k Khai triển: Ankan, HC no → k = 0 → C n H 2n+2 Xicloankan, HC no + 1 vòng → k = 1 → C n H 2n Anken, HC không no 1π → k = 1 → C n H 2n Ankadien, HC không no 2π rời → k = 2 → C n H 2n-2 Ankin, HC không no 2π kép → k = 2 → C n H 2n-2 Aren, HC no 3π rời + 1 vòng → k = 4 → C n H 2n-6 II/- DẠNG TOÁN VÀ CÁCH GIẢI QUYẾT 1. HỖN HP GỒM NHIỀU HC ĐỒNG ĐẲNG 1.1 PHƯƠNG PHÁP 1: Gọi công thức trung bình chung: k22n2n HC −+ 1.1.1 Viết và cân bằng phương trình phản ứng. 1.1.2 Từ dữ liệu → hệ phương trình → n và k. 1.1.3 Biện luận để suy ra các HC và phần trăm hỗn hợp. 1.1.4 Trong trường hợp 2 HC đồng đẳng → dùng sơ đồ đường chéo. 1.2 PHƯƠNG PHÁP 2: Gọi công thức trung bình không luận lý: yx HC 2. XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC PHÂN TỬ CỦA HC KHI BIẾT KHỐI LƯNG PHÂN TỬ M 2.1 PHƯƠNG PHÁP: Gọi công thức HC là: C x H y (ĐK: x ≥ 1; y ≤ 2x+2 và y chẵn) → 12x + y = M, mặt khác: y ≥ 2 → 12 2M x − ≤ (1) Ta lại có: y ≤ 2x + 2 → M – 12x ≤ 2x + 2 → 14 2M x − ≥ (2) Từ (1)&(2) suy ra: 12 2M x 14 2M − ≤≤ − → x → y → kết quả bài toán. Một số điều kiện khác: ankan → x ≥ 1; anken&ankin → x ≥ 2; ankadien → x ≥ 3 3. DẠNG TOÁN CHUNG, TỔNG HP VÀ PHÁ CÁCH Đây là dạng toán tổng hợp với nhiều dữ kiện ngoại lai, người giải cần thiết phải xác đònh chứ đề không cho trực tiếp. Ngoài ra, tùy mức độ khó, người ra đề có thể tung ra nhiều hỏa mù làm rối rắm người giải. Tuy nhiên, người giải cần bình tónh gỡ rối từng đoạn để chuyển bài toán về một trong 2 dạng chuẩn trên đây. 4. MỘT SỐ CÁCH BIỆN LUẬN ĐỐI VỚI PHẢN ỨNG CHÁY Nếu: 2 CO n = OH 2 n → HC là anken hoặc xicloankan và: HC n = hhCO n/n 2 Nếu: 2 CO n < OH 2 n → HC là ankan và: hh n = OH 2 n - 2 CO n ; HC n = hhCO n/n 2 Nếu: 2 CO n > OH 2 n → HC là ankadien hoặc ankin và: hh n = 2 CO n - OH 2 n HC n = hhCO n/n 2 III/- MỘT VÀI BÀI TOÁN MẪU 3.1Đốt cháy hoàn toàn vừa đủ hỗn hợp 2 HC đồng đẳng liên tiếp, thu được 20.16 lit CO 2 (đkc) và 20.7 gam H 2 O. Xác đònh CTPT 2 HC đó? Xác đònh khối lượng từng HC trong hỗn hợp? GIẢI: 2 CO n = 0.9 mol < OH 2 n = 1.15 mol. Gọi CT đại diện: 2n2n HC + ; a mol. mol)1n(amolnamola OH)1n(COnO) 2 1n3 (HC 22 t 2 2n2n o + ++→ + + + → =+ = 15.1)1n(a 9.0na → 6.3n = = = →= 4n 3n 6.3n 2 1 → 104 83 HC HC . Để xác đònh khối lượng từng HC ta lập và giải hệ phương trình. 3.2Đốt cháy hoàn toàn một hỗn hợp gồm một ankan và một anken. Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua 2 bình: bình 1 chứa P 2 O 5 rắn dư, bình 2 chứa KOH dư. Nhận thấy: khối lượng bình 1 tăng thêm: 4.14 gam và khối lượng bình 2 tăng thêm: 6.16 gam. Tính số mol ankan trong hỗn hợp lúc đầu? GIẢI: 2 CO n = 0.14 mol < OH 2 n = 0.23 mol → n ankan = 0.23 – 0.14 = 0.09 mol. 3.3Đốt cháy hoàn toàn V lit hỗn hợp ankin (đkc), thu được 10.8 gam H 2 O, dẫn toàn bộ sản phẩm cháy lội qua dd nước vôi trong → khối lượng bình tăng thêm 50.4 gam. Tính thể tích V ankin lúc đầu? GIẢI: OH 2 n = 0.6 mol → mol9.0 44 8.104.50 n 2 CO = − = 2 CO n = 0.9 mol > OH 2 n = 0.6 mol → n ankin = 0.9 – 0.6 = 0.3 mol → V ankin = 0.3 x 22.4 = 6.72 lit. 3.4Một HC có khối lượng phân tử là 70 đvC. Xác đònh CTPT của nó? GIẢI: Gọi CT: C x H y (ĐK: x ≥ 1; y ≤ 2x+2 và y chẵn) → 67.5x86.4 12 270 x 14 270 12 2M x 14 2M ≤≤→ − ≤≤ − → − ≤≤ − → C 5 H 10 IV/- MỘT SỐ BÀI TẬP ĐỀ NGHỊ 1. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 HC đồng đẳng liên tiếp, thu được 22.4 lit CO 2 (đkc) và 25.5 gam H 2 O. Xác đònh 2 HC liên tiếp đó. Xác đònh thành phần phần trăm từng HC trong hỗn hợp lúc đầu? 2. Dẫn 4.6 gam hỗn hợp 2 anken đồng đẳng kế tiếp lội qua dd Brôm dư, nhận thấy có 16 gam Br 2 tham gia phản ứng. Xác đònh 2 anken trong hỗn hợp lúc đầu, xác đònh phần trăm khối lượng trong hỗn hợp lúc đầu? 3. Một HC có khối lượng phân tử 138 đvC, Xác đònh CTPT của HC đó? 4. Đốt cháy hoàn toàn một hỗn hợp nhiều anken thu được (m + 14) gam H 2 O và (m + 40) gam CO 2 . Xác đònh tham số m? . bài toán. Một số điều kiện khác: ankan → x ≥ 1; anken&ankin → x ≥ 2; ankadien → x ≥ 3 3. DẠNG TOÁN CHUNG, TỔNG HP VÀ PHÁ CÁCH Đây là dạng toán tổng hợp với nhiều dữ kiện ngoại lai, người giải. Mấy phương pháp giải toán HIDRO CACBON GV. Ngô An Hòa Kỳ. I/- SƠ LƯC VỀ HIDROCACBON (HC) HC là một hợp chất hóa học hữu cơ bao gồm 2 nguyên. độ khó, người ra đề có thể tung ra nhiều hỏa mù làm rối rắm người giải. Tuy nhiên, người giải cần bình tónh gỡ rối từng đoạn để chuyển bài toán về một trong 2 dạng chuẩn trên đây. 4. MỘT SỐ CÁCH BIỆN