Phương pháp giải Bài Tập Tìm CTPT HCHC

Nguyễn Ngọc Thống trường THCS Nguyễn Thị Minh Khai Krông Păk BÀI TOÁN LẬP CTPT HYDROCACBON I Phương pháp khối lượng hay % khối lượng. 1) Phương pháp giải : Bước 1 : Tìm M A : tùy theo giả thiết đề bài cho mà sử dụng các cách tính sau để tìm M A . Tìm M A dựa trên các khái niệm cơ bản,các định luật cơ bản. Có nhiều cách để tìm khối lượng phân tử, tùy từng giả thiết đề bài cho mà dùng cách tính thích hợp. 1, Dựa vào khối lượng riêng D A (đktc) =>M A = 22,4 . D A với D A đơn vị g/l 2, Dựa vào tỉ khối hơi của chất hữu cơ A M A = M B . d A/B M A = 29 . D A/KK 3, Dựa vào khối lượng (mA) của một thể tích VA khí A ở đktc M A = (22,4 . m A )/V A m A : khối lượng khí A chiếm thể tích V A ở đktc 4, Dựa vào định luật Avogadro: Định luật : Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, mọi thể tích khí bằng nhau đều chứa cùng một số phân tử khí. Bước 2 : Đặt CTPT chất A: C X H Y Xác định thành phần các nguyên tố trong hydrocacbon. Cách 1 : Dùng khi đề bài - Không cho khối lượng hydrocacbon đem đốt cháy - Tính được m C , m H từ m CO2 , m H2O *Tính khối lượng các nguyên tố có trong A và m A (g) chất A. Nguyễn Ngọc Thống trường THCS Nguyễn Thị Minh Khai Krông Păk - => CTTN : (C α H β ) n -Xác định n: biện luận từ CTTN để suy ra CTPT đúng của A : y≤ 2x + 2; y chẵn, nguyên dương ; x ≥ 1, nguyên dương. =>Từ đó xác định được CTPT đúng của chất hữu cơ A. Lưu ý: Khi bài toán yêu cầu xác định CTĐG nhất của chất hữu cơ A (hay CTN của A) hoặc khi đề không cho dữ kiện để tìm M A thì ta làm theo cách trên. 2) Các ví dụ : Ví dụ 1:Một hydrocacbon A có thành phần nguyên tố: %C = 84,21; %H = 15,79; Tỉ khối hơi đối với không khí bằng d A/KK = 3,93. Xác định CTPT của A Giải : Bước 1 : Tính M A : Biết d A/KK => M A = M KK . d A/KK = 29.3,93 = 114 Bước 2 : Đặt A : C X H Y => m A = m H + mC Nguyễn Ngọc Thống trường THCS Nguyễn Thị Minh Khai Krông Păk Suy ra CTPT A : C 8 H 18 Ví dụ 2 :Một hydrocacbon A ở thể khí có thể tích gấp 4 lần thể tích của lưu huỳnh đioxit có khối lượng tương đương trong cùng điều kiện. Sản phẩm cháy của A dẫn qua bình đựng nước vôi trong dư thì có 1g kết tủa đồng thời khối lượng bình tăng 0,8g. Tìm CTPT A. Giải : *Tìm M A : 1VA = 4VSO 2 (ở cùng điều kiện) =>nA = 4nSO 2 Cách 1 : giải theo phương pháp khối lượng hay % khối lượng : Đặt A : C X H Y Bình đựng Ca(OH) 2 hấp thụ CO 2 và H 2 O Ca(OH) 2 + CO 2 => CaCO 3 ↓ + H 2 O m↓ = mCaCO3 = 1g nCO 2 = nCaCO 3 = 1/100 = 0,01mol =>nC = nCO 2 = 0,01 mol => mC = 12.0,01 = 0,12g mCO 2 = 0,01.44 = 0,44g ∆m binh = mCO 2 + mH 2 O =>mH 2 O = 0,8-0,44 = 0,36g Nguyễn Ngọc Thống trường THCS Nguyễn Thị Minh Khai Krông Păk Vậy CTPT của A : CH 4 Cách 2 : Biện luận dựa vào điều kiện y ≤ 2x + 2; y chẵn, nguyên dương ; x ≥ 1, nguyên => x = 1 và y = 4 => CTPT A. 2.Phương pháp dựa vào phản ứng cháy : Dấu hiệu nhận biết bài toán dạng này : đề bài đốt cháy một chất hữu cơ có đề cập đến khối lượng chất đem đốt hoặc khối lượng các chất sản phẩm (CO 2 , H 2 O) một cách trực tiếp hoặc gián tiếp (tức tìm được khối lượng CO 2 , H 2 O sau một phản ứng trung gian). 1) Phương pháp giải: Bước 1 : Tính M A Bước 2 : Đặt A : C X H Y *Viết phương trình phản ứng cháy. Từ đó suy ra CTPT A Một số lưu ý : 1)Nếu đề bài cho : oxi hóa hoàn toàn một chất hữu cơ A thì có nghĩa là đốt cháy hoàn toàn chất hữu cơ A thành CO 2 và H 2 O.2)Oxi hóa chất hữu cơ A bằng CuO thì khối lượng oxi tham gia Nguyễn Ngọc Thống trường THCS Nguyễn Thị Minh Khai Krông Păk phản ứng đúng bằng độ giảm khối lượng a(g) của bình đựng CuO sau phản ứng oxi hóa. Thông thường trong bài toán cho lượng oxi tham gia phản ứng cháy, để tìm khối lượng chất hữu cơ A nên chú ý đến định luật bảo toàn khối lượng mA + a = mCO 2 + mH 2 O 3)Sản phẩm cháy (CO 2 , H 2 O) thường được cho qua các bình các chất hấp thụ chúng. 4)Bình đựng CaCl 2 (khan), CuSO 4 (khan), H 2 SO 4 đặc, P 2 O 5 , dung dịch kiềm,…hấp thụ nước. Bình đựng các dung dịch kiềm…hấp thụ CO 2 . Bình đựng P trắng hấp thụ O 2 . 5)Độ tăng khối lượng các bình chính là khối lượng các chất mà bình đã hấp thụ. 6)Nếu bài toán cho CO 2 phản ứng với dung dịch kiềm thì nên chú ý đến muối tạo thành để xác định chính xác lượng CO 2 . 7)Viết phương trình phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ với oxi nên để oxi lại cân bằng sau từ vế sau đến vế trước. Các nguyên tố còn lại nên cân bằng trước, từ vế trước ra vế sau phương trình phản ứng. 2) Bài tập ví dụ : Ví dụ 1 :Đốt cháy hoàn toàn 0,58g một hydrocacbon A được 1,76g CO 2 và 0,9g H 2 O. Biết A có khối lượng riêng D A ≈2,59g/l. Tìm CTPT A Tóm tắt : 0,58g X + O 2 → (1,76g CO 2 ; 0,9g H 2 O) DA 2,59g/l. Tìm CTPT A ? GIẢI : *Tìm M A : Biết D A => M A = 22,4.2,59 = 58 *Viết phương trình phản ứng cháy, lập tỉ lệ để tìm x,y. Nguyễn Ngọc Thống trường THCS Nguyễn Thị Minh Khai Krông Păk =>x = 4 y = 10 Vậy CTPT A : C 4 H 10 Ví dụ 2 : Khi đốt cháy hoàn toàn 0,42g một hydrocacbon X thu toàn bộ sản phẩm qua bình 1 đựng H 2 SO 4 đặc, bình 2 đựng KOH dư. Kết quả, bình 1 tăng 0,54g; bình 2 tăng 1,32g. Biết rằng khi hóa hơi 0,42g X chiếm thể tích bằng thể tích của 1,192g O 2 ở cùng điều kiện. Tìm CTPT của X. Tóm tắt đề : Tìm CTPT X ? GIẢI : *Tính M X : 0,42g X có V X = V O2 của 0,192g O 2 (cùng điều kiện) Ta có : Nguyễn Ngọc Thống trường THCS Nguyễn Thị Minh Khai Krông Păk Đề bài cho khối lượng CO 2 , H 2 O gián tiếp qua các phản ứng trung gian ta phải tìm khối lượng CO 2 , H 2 O *Tìm m CO2 , m H2O : -Bình 1 đựng dd H 2 SO 4đ sẽ hấp thụ H 2 O do đó độ tăng khối lượng bình 1 chính là khối lượng của H2O : ∆m 1 = mH 2 O = 0,54g (2) -Bình 2 đựng dd KOH dư sẽ hấp thụ CO 2 do đó độ tăng khối lượng bình 2 chính là khối lượng của CO 2 : ∆m 2 = mCO 2 = 1,32g (3) =>x = 5 y = 10 Vậy CTPT X : C 5 H 10 (M = 70đvC) Phương pháp thể tích (phương pháp khí nhiên kế): Phạm vi ứng dụng : Dùng để xác định CTPT của các chất hữu cơ ở thể khí hay ở thể lỏng dễ bay hơi. Cơ sở khoa học của phương pháp : Trong một phương trình phản ứng có các chất khí tham gia và tạo thành (ở cùng điểu kiện nhiệt độ, áp suất) hệ số đặt trước công thức của các chất không những cho biết tỉ lệ số mol mà còn cho biết tỉ lệ thể tích của chúng. Phương pháp giải Bước 1 : Tính thể tích các khí V A , V O2 , V CO2 , V H2O (hơi)… Bước 2 : Viết và cân bằng phương trình phản ứng cháy của hydrocacbon A dưới dạng CTTQ C X H Y Bước 3 : Lập các tỉ lệ thể tích để tính x,y Nguyễn Ngọc Thống trường THCS Nguyễn Thị Minh Khai Krông Păk Cách khác : Sau khi thực hiện bước 1 có thể làm theo cách khác: -Lập tỉ lệ thể tích V A : V B : V CO2 : V H2O rồi đưa về tỉ lệ số nguyên tối giản m:n:p:q. -Viết phương trình phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ A dưới dạng: mC X H Y + nCO 2 =>pCO 2 + qH 2 O -Dùng định luật bảo toàn nguyên tố để cân bằng phương trình phản ứng cháy sẽ tìm được x và y => CTPT A * Một số lưu ý : -Nếu V CO2 : V H2O = 1 : 1 => C : H = n C : n H = 1 : 2-Nếu đề toán cho oxi ban đầu dư thì sau khi bật tia lửa điện và làm lạnh (ngưng tụ hơi nước) thì trong khí nhiên kế có CO 2 và O 2 còn dư. Bài toán lý luận theo C X H Y . -Nếu đề toán cho VC x Hy = V O2 thì sau khi bật tia lửa điện và làm lạnh thì trong khí nhiên kế có CO 2 và C X H Y dư. Bài toán luận theo oxi. -Khi đốt cháy hay oxi hóa hoàn toàn một hydrocacbon mà giả thiết không xác định rõ sản phẩm, thì các nguyên tố trong hydrocacbon sẽ chuyển thành oxit bền tương ứng trừ: N 2 → khí N 2 Halogen→khí X 2 hay HX (tùy bài) Bài tập ví dụ Ví dụ:Trộn 0,51 lit hỗn hợp C gồm hydrocacbon A và CO 2 với 2,5 lit O 2 rồi cho vào khí nhiên kế đốt cháy thì thu được 3,4 lit khí, làm lạnh chỉ còn 1,8 lit. Cho hỗn hợp qua tiếp dung dịch KOH (đặc) chỉ còn 0,5 lit khí. Các V khí đo cùng điều kiện. Tìm CTPT của hydrocacbon A. Tóm tắt đề : Nguyễn Ngọc Thống trường THCS Nguyễn Thị Minh Khai Krông Păk Phương pháp giá trị trung bình (xác định CTPT của hai hay nhiều chất hữu cơ trong hỗn hợp): Là phương pháp chuyển hỗn hợp nhiều giá trị về một giá trị tương đương, nhiều chất về một chất tương đương. v Đặc điểm: Phương pháp giá trị trung bình được dùng nhiều trong hóa hữu cơ khi giải bài toán về các chất cùng dãy đồng đẳng. Một phần bản chất của giá trị trung bình được đề cập đến ở việc tính phần trăm đơn vị và khối lượng hỗn hợp khí trong bài toán tỉ khối hơi ở chương đầu lớp 10. Do đó, học sinh dễ dàng lĩnh hội phương pháp này để xác định CTPT của hai hay nhiều chất hữu cơ trong hỗn hợp. Nguyễn Ngọc Thống trường THCS Nguyễn Thị Minh Khai Krông Păk Phương pháp khối lượng phân tử trung bình của hỗn hợp ( ) Chất tương đương có khối lượng mol phân tử là khối lượng mol phân tử trung bình của hỗn hợp. Các bước giải : Bước cơ bản : Xác định CTTQ của hai chất hữu cơ A, B Bước 1 : Xác định CTTB của hai chất hữu cơ A, B trong hỗn hợp Bước 2 : Tìm qua các công thức sau : Bước 3 : Biện luận tìm M A , M B hợp lý => CTPT đúng của A và B Phạm vi ứng dụng: sử dụng có lợi nhiều đối với hỗn hợp các chất cùng dãy đồng đẳng Phương pháp CTPT trung bình của hỗn hợp: v Phạm vi ứng dụng : Khi có hỗn hợp gồm nhiều chất, cùng tác dụng với một chất khác mà phương trình phản ứng tương tự nhau (sản phẩm, tỉ lệ mol giữa nguyên liệu và sản phẩm, hiệu suất, phản ứng tương tự nhau), có thể thay thế hỗn hợp bằng một chất tương đương, có số mol bằng tổng số mol của hỗn hợp. Công thức của chất tương đương gọi là CTPT trung bình. v Phương pháp giải : v Một số lưu ý: [...]... B:C3H8 Phương pháp biện luận Dựa vào giới hạn xác định CTPT của một hydrocacbon: Khi số phương trình đại số thiết lập được ít hơn số cần tìm, có thể biện luận dựa vào giới hạn: CXHY thì: y ≤ 2x + 2; y chẵn, nguyên dương; x ≥ 1, nguyên Nếu không biện luận được hay biện luận khó khăn có thể dùng bảng giá trị số để tìm kết quả Điều kiện biện luận chủ yếu của loại toán này là: hóa trị các nguyên tố Phương pháp. .. Phương pháp biện luận trình bày ở trên có thể áp dụng để xác định CTPT của một chất hoặc nếu nằm trong 1 hỗn hợp thì phải biết CTPT của chất kia Biện luận theo phương pháp ghép ẩn số để xác định CTPT của một hydrocacbon: a)Các bước cơ bản: Bước 1 : Đặt số mol các chất trong hỗn hợp là ẩn số Bước 2 : Ứng với mỗi dữ kiện của bài toán ta lập một phương trình toán học Nguyễn Ngọc Thống trường THCS Nguyễn Thị... bảng giá trị số biện luận Nếu A, B thuộc hai dãy đồng đẳng khác nhau ta phải tìm x, y rồi thế vào phương trình nx + my = Q để xác định m,n CTPT Một số phương pháp biện luận xác định dãy đồng đẳng và CTPT hydrocacbon: v Cách 1 : Dựa vào phản ứng cháy của hydrocacbon, so sánh số mol CO2 và số mol H2O Nếu đốt 1 hydrocacbon (A) mà tìm được : v Cách 2 : Dựa vào CTTQ của hydrocacbon A : • Bước 1 : Đặt CTTQ... thành một cấp số cộng công sai d thì ta có + Số hạng cuối Mn = M1 + (n-1)d + Tổng số hạng + Tìm M1,…, Mn suy ra các chất Trong một bài toán thường phải kết hợp nhiều phương pháp Ví dụ : Đốt cháy một hỗn hợp gồm 2 hydrocacbon A, B (có M hơn kém nhau 28gam) thì thu được 0,3 mol CO2 và 0,5 mol H2O Tìm CTPT & tên A, B GIẢI : Hydrocacbon A, B có M hơn kém nhau 28g A, B thuộc cùng dãy đồng đẳng Cách 1 : Nguyễn... Nếu tìm được k = k’ thì A, B cùng dãy đồng đẳng Bước 2 : Sau khi biết được A, B thuộc cùng dã đồng đẳng, ta đặt CTTQ của A là CxHy Vì B là đồng đẳng của A; B hơn A n nhóm –CH2- thì CTTQ của B : CxHy(CH2)n hay Cx+nHy+2n Bước 3 : Dựa vào phương trình phản ứng cháy của A, B, dựa vào lượng CO2, H2O, O2 hoặc số mol hỗn hợp thiết lập hệ phương trình toán học, rồi giải suy ra x, y, n → Xác định được CTPT. .. trường THCS Nguyễn Thị Minh Khai Krông Păk 1)Nếu bài cho 2 chất hữu cơ A, B là đồng đẳng liên tiếp thì : m = n + 1 (ở đây n, m là số C trong phân tử A, B) 2)Nếu bài cho 2 chất hữu cơ A, B hơn kém nhau k nguyên tử C thì m = n + k 3)Nếu bài cho 2 chất hữu cơ A, B cách nhau k nguyên tử C thì : m = n + (k+1) 4)Nếu bài cho anken, ankin thì n, m ≥ 2 5)Nếu bài toán cho A, B là hydrocacbon ở thể khí trong... anken, ankin thì n, m ≥ 2 5)Nếu bài toán cho A, B là hydrocacbon ở thể khí trong điều kiện thường (hay điều kiện tiêu chuẩn) thì n, m ≤ 4 v Bài toán ví dụ : Đốt cháy hoàn toàn 19,2gam hỗn hợp 2 ankan liên tiếp thu được 14,56 lit CO2 (ở O0C, 2 atm) Tìm CTPT 2 ankan GIẢI : Nguyễn Ngọc Thống trường THCS Nguyễn Thị Minh Khai Krông Păk nCO2 = an + bm = 1,3 (1) mhh = (14n + 2)a + (14m + 2)b = 19,2 14(bm +... Nguyễn Ngọc Thống trường THCS Nguyễn Thị Minh Khai Krông Păk Bước 3 : Sau đó ghép các ẩn số lại rút ra hệ phương trình toán học Chẳng hạn: a + b = P (với a, b là số mol 2 chất thành phần) an + bm = Q (với n, m là số C của 2 hydrocacbon thành phần) Bước 4 : Để có thể xác định m, n rồi suy ra CTPT các chất hữu cơ thành phần, có thể áp dụng tính chất bất đẳng thức: Giả sử : n < m thì n(x + y) < nx + . Păk BÀI TOÁN LẬP CTPT HYDROCACBON I Phương pháp khối lượng hay % khối lượng. 1) Phương pháp giải : Bước 1 : Tìm M A : tùy theo giả thiết đề bài cho mà sử dụng các cách tính sau để tìm M A . Tìm. kết tủa đồng thời khối lượng bình tăng 0,8g. Tìm CTPT A. Giải : *Tìm M A : 1VA = 4VSO 2 (ở cùng điều kiện) =>nA = 4nSO 2 Cách 1 : giải theo phương pháp khối lượng hay % khối lượng : Đặt A :. một phản ứng trung gian). 1) Phương pháp giải: Bước 1 : Tính M A Bước 2 : Đặt A : C X H Y *Viết phương trình phản ứng cháy. Từ đó suy ra CTPT A Một số lưu ý : 1)Nếu đề bài cho : oxi hóa hoàn toàn