chuyên đề bồi dưỡng hóa học lớp 9

CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 9 CHUYÊN ĐỀ LẬP CTPT HỢP CHẤT HỮU CƠ I: Kiến thức 1. Công thức tổng quát của các loại HCHC nhằm giúp HS xác định được số nguyên tử của từng nguyên tố trong hợp chất khi gặp dạng cụ thể và để xác định công thức hợp chất khi biết dạng tổng quát cũng như xác định tên hợp chất đã tìm được. Bảng phân loại các hợp chất hữu cơ : ( Chương trình hoá học lớp 9 ) Hydrocacbon ( Phân tử chỉ có2 nguyên tố C và Hydrocácbon no (Họ ANKAN: C n H 2n + 2 với n 1≥ ) Hydrocacbon không no (Họ ANKEN: C n H 2n với n 2≥ ) Hydrocacbon không no(Họ ANKIN:C n H 2n - 2 với n 2≥ ) Hydrocacbon thơm ( Họ AREN: C n H 2n - 6 với n 6 ≥ ) Dẫn xuất hydrocacbon ( Ngoài C và H còn có nguyên tố Rượu đơn chức no: C n H 2n+1 OH (với n 1≥ ) Axit đơn chức no: C n H 2n+1 COOH (với n 0 ≥ ) Chất béo: (R-COO) 3 C 3 H 5 (với R là gốc hydrocacbon ) Glucôzơ: C 6 H 12 O 6 Saccarozơ: C 12 H 22 O 11 Tinh bột và xenlulozơ: ( -C 6 H 10 O 5 -) n với : n = 1200 → 6000 : Tinh bột n = 10000 → 14000 : Xenlulôzơ 2. Phương trình tổng quát các phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ (HCHC) gồm hiđrôcacbon và dẫn xuất hiđrôcacbon (hợp chất hữu cơ có chứa ôxy và nitơ ) trong phạm vi chương trình hoá học lớp 9 như sau : a) Hiđrôcacbon : * Họ Ankan: C n H 2n +2 + ( 2 13 +n )O 2 → 0 t n CO 2 + (n + 1) H 2 O * Họ Anken: C n H 2n + 2 3n O 2 → 0 t n CO 2 + n H 2 O * Họ Ankin: C n H 2n -2 + ( 2 13 −n )O 2 → 0 t n CO 2 + (n - 1) H 2 O * Họ Aren: C n H 2n -6 + ( 2 33 −n )O 2 → 0 t n CO 2 + (n - 3) H 2 O + Phương trình phản ứng cháy tổng quát của các loại hiđrôcacbon (A) C x H y + ( 4 y x + ) O 2 → 0 t xCO 2 + 2 y H 2 O - Dựa vào số mol CO 2 và số mol H 2 O trong sản phẩm cháy suy ra loại hiđrôcacbon (A) đem đốt : Nếu nCO 2 〈 nH 2 O hay x 〈 2 y ⇒ A là Ankan Nếu nCO 2 = nH 2 O hay x = 2 y ⇒ A là Anken Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 1 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 9 Nếu nCO 2 〉 nH 2 O hay x 〉 2 y ⇒ A là Ankin hoặc Aren b) Dẫn xuất hiđrôcacbon : * Rượu đơn chức no : C n H 2n + 1 OH + 2 3n O 2 → 0 t n CO 2 + (n +1) H 2 O * Axit đơn chức no : C n H 2n + 1 COOH + ( 2 13 +n )O 2 → 0 t (n + 1) CO 2 + (n +1) H 2 O + Phương trình phản ứng cháy tổng quát của các loại dẫn xuất hiđrôcacbon (A) : - Hợp chất hữu cơ có chứa ôxy : C x H y O z + ( 4 y x + 2 z − ) O 2 → 0 t x CO 2 + 2 y H 2 O - Dựa vào số mol CO 2 và số mol H 2 O trong sản phẩm cháy suy ra loại dẫn xuất hiđrôcacbon (A) đem đốt : Nếu nCO 2 〈 nH 2 O hay x 〈 2 y ⇒ A có thể là Ankanol (Rượu) Nếu nCO 2 = nH 2 O hay x = 2 y ⇒ A là Ankanoic (Axit ) đơn chức no - Hợp chất hữu cơ có chứa ôxi và nitơ : C x H y O z N t + ( 4 y x + - 2 z )O 2 → 0 t x CO 2 + 2 y H 2 O + 2 t N 2 II. Phân loại và phương pháp giải dạng toán xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ dựa vào kết quả phản ứng đốt cháy : 1. Bài toán dạng cơ bản: ( áp dụng cho mọi đối tượng học sinh ) a) Sơ đồ phân tích đề bài toán: m (g) + O 2 m CO2 (g) ( hay n CO2 (mol) , V CO2 (lít) ở đktc ) HCHC m CO2 (g) hay n H2O (mol) (A) V N2 (lít) ở đktc ( hay n N2 (mol) ) * Yêu cầu : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ (A) b) Phương pháp giải : Bước1: Xác định thành phần nguyên tố trong hợp chất hữu cơ (A) đem đốt (hay phân tích ) m C ( trong A ) = m C (trong CO 2 ) = 44 12 2 CO m = 12. 4,22 2 Vco = 12. 2 CO n m H ( trong A ) = m H (trong H 2 O) = 18 2 . OH m 2 = OH n 2 2 m N ( trong A ) = 4,22 .28 2 N V = 2 .28 N n * Tính tổng khối lượng : ( m C + m H + m N ) rồi so sánh - Nếu ( m C + m H + m N ) = m A ( đem đốt ) => A không chứa ôxy - Nếu (m C + m H + m N ) 〈 m A (đem đốt) => A có chứa ôxy => m O ( trong A ) = m A - ( m C +m H + m N ) * Cách xác định thành phần % các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ (A) %C = A C m m 100. ; %H = A H m m 100. ; %N = A N m m 100. Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 2 đốt cháy hoàn toàn CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 9 %O = A O m m 100. = 100% - ( %C + %H + %N ) Bước 2 : Xác định khối lượng mol phân tử hợp chất hữu cơ (M A ) * Dựa vào khối lượng riêng của chất hữu cơ (A) ở đktc (D A ) * Dựa vào tỷ khối hơi của chất hữu cơ (A) đối với khí B (d A/B ) hay không khí (d A/KK ) * Dựa vào khối lượng (m A (g) ) của một thể tích (V A (lít) ) khí A ở đktc m A (g) khí A chiếm thể tích V A (lít) ở đktc M A (g) 22,4 (lít) )( .4,22 lítV m M A A A = Bước 3 : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ (A) Cách 1 : Dựa trên công thức tổng quát hợp chất hữu cơ (A) : C x H y O z N t A A NOHC m M m t m z m y m x ==== 141612 hay 100% 14 % 16 %% 12 A M N t O z H y C x ==== - Tính trực tiếp x , y , z , t từ tỷ lệ trên => công thức phân tử hợp chất (A) Cách 2 : Tính trực tiếp từ phương trình phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ (A) * Trường hợp 1 : Đề cho biết khối lượng của các chất trong phản ứng cháy: C x H y O z N t + ( 4 y x + - 2 z )O 2 → 0 t x CO 2 + 2 y H 2 O + 2 t N 2 M A (g) 44x (g) 9y (g) 14t (g) m A (g) m CO2 m H2O m N2 => Tỉ lệ : A A NOHCO m M m t m y m x === 222 14944 => x , y , t Từ M A = 12x + y + 16z + 14t => z = 16 )1412( tyxM A ++− => Xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ A * Trường hợp 2 : Đề cho biết thể tích và hơi của các chất trong phản ứng cháy (ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất ) . - Trường hợp này ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, tỷ lệ thể tích của chất khí và hơi cũng chính là tỷ lệ số mol . Do đó khi giải nên áp dụng các thể tích trên trực tiếp vào phương trình phản ứng cháy tổng quát . III. Bài tập minh hoạ : Bài 1 : Đốt chất hoàn toàn 3 gam hợp chất hữu cơ (A) chứa các nguyên tố : C, H, O, kết quả thu được 6,6 gam CO 2 và 3,6 gam H 2 O . Biết tỷ khối hơi của hợp chất này đối với khí H 2 là 30 . Xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ (A) ? Giải Theo đề dạng công thức phân tử hợp chất hữu cơ (A) : C x H y O z Cách 1 : - Khối lượng các nguyên tố có trong (A) m C = )(8,16,6. 44 12 . 44 12 2 gm CO == ; m H = )(4,06,3. 18 2 . 18 2 2 gm OH == => m O = m A - ( m C + m H ) = 3 - ( 1,8 + 0,4 ) = 0,8 (g) - Khối lượng mol của (A) : )(602.30. 2 2 / gMdM HAA H === A A OHC m M m z m y m x === 1612 ⇔ 20 3 60 8,0 16 4,08,1 12 ==== zyx Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 3 M A = 22,4. D A M A = M B . d A/B M A = 29. d A/KK CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 9 => x = 3 , y = 8 , z = 1 Vậy công thức phân tử của (A) là : C 3 H 8 O Cách 2 : - Phương trình phản ứng cháy tổng quát của (A) C x H y O z + ( 4 y x + - 2 z )O 2 → 0 t x CO 2 + 2 y H 2 O Theo pt pứng : M A (60g) 44x 9y Theo đề : m A (3g) m CO2 (6,6g) m H2O (3,6g) Ta có tỉ lệ : A A OHCO m M m y m x == 22 944 20 3 60 6,3 9 6,6 44 ===⇔ yx => x = 3 , y = 8 mà M A = 12x + y + 16z => z = 16 )12( yxM A +− ⇔ z = 1 16 )8.3.12(60 = +− Vậy công thức phân tử của (A) là: C 3 H 8 O Bài 2 : Xác định công thức phân tử của Hydrôcacbon (A) . Khi phân tích hợp chất này có thành phần % khối lượng các nguyên tố như sau : 75%C và 25%H . Biết rằng 3,2 gam chất (A) ở đktc có thể tích là 4,48 lít . Giải - Dạng công thức phân tử của Hydrôcacbon (A) : C x H y - Khối lượng mol của(A) : M A = )(16 48,4 2,3.4,22 )( .4,22 g litV m A A == - Ta có tỷ lệ : 100%% 12 A M H y C x == 100 16 2575 12 ==⇔ yx => x = 1 , y = 4 Vậy công thức của Hydrôcacbon (A) là: CH 4 Bài 3 : Đốt cháy hoàn toàn 100ml hơi chất hữu cơ (A) chứa 3 nguyên tố: C, H, O, cần 250 ml khí O 2 , thu được 200ml CO 2 và 200ml H 2 O (các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất ) . Xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ (A) . Giải - Phương trình phản ứng cháy tổng quát của (A) : C x H y O z + ( 4 y x + - 2 z )O 2 → 0 t x CO 2 + 2 y H 2 O Theo ptpứng : 1(ml) 4 y x + - 2 z (ml) x(ml) 2 y (ml) Theo đề : 100(ml) 250(ml) 200(ml) 200(ml) Ta có : 250 24 200.2200100 1 zy x yx −+ === 2 100 200 200100 1 ==⇒=⇔ x x 4 100 200.2 200.2100 1 ==⇒= y y 1 2 12 24 4 2 100 250 250 24 100 1 =⇒−+=−+=⇒ −+ = z zy zy x Vậy công thức phân tử của hợp chất hữu cơ (A) là : C 2 H 4 O Bài 4 : Đốt cháy hoàn toàn 7,4(g) hợp chất axit đơn chức no, thu được 6,72lít CO 2 (ở đktc). Xác định công thức phân tử của axit đó ? Giải Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 4 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 9 - Số mol CO 2 : 2 CO n = )(3,0 4,22 72,6 4,22 2 mol V CO == - Số mol C n H 2n+1 COOH : 4614 4,7 12 + = + n n COOHHC nn - Phương trình phản ứng đốt cháy axit đơn chức no: C n H 2n+1 COOH + ) 2 13 ( +n O 2 → 0 t (n +1)CO 2 + (n +1)H 2 O 1 (n +1) 4614 4,7 +n 0,3 - Theo phương trình phản ứng, ta có tỉ lệ: 1 3,0 4614 4,7 + = + nn ( Giải ra ta được kết quả: n = 2 ) - Vậy công thức của axit là: C 2 H 5 - COOH IV. Các bài toán dạng phân hoá thường gặp (biến dạng) : áp dụng cho đối tượng học sinh khá, giỏi 1. Biến dạng 1: a) Đặc điểm bài toán : Đề không cho dữ kiện tính M A , yêu cầu xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ (A) b) Phương pháp giải : Bước1 : Đặt công thức (A) dạng tổng quát : C x H y O z N t Sau đó dựa vào dữ kiện bài toán thiết lập tỷ lệ : x : y : z : t = 14 : 16 : 1 : 12 NO H C mm m m => công thức đơn giản nhất ( CTĐGN ) và công thức thực nghiệm ( CTTN ) của chất (A) . Bước 2 : Biện luận từ công thức thực nghiệm ( CTTN ) để suy ra công thức phân tử đúng của (A) Bảng biện luận một số trường hợp thường gặp CTTQ Điều kiện Ví dụ minh hoạ C x H y C x H y O z y ≤ 2x + 2 x , y 〉 0, nguyên y luôn chẳn CTTN (A) : (CH 3 O) n => C n H 3n O n 3n ≤ 2n + 2 => 1 ≤ n 2≤ , n nguyên => n = 1 , CTPT (A) : CH 3 O (loại , y lẻ) n = 2 , CTPT(A) : C 2 H 6 O 2 (nhận) C x H y N t C x H y O z N t y ≤ 2x + 2+ t x , y , t 〉 0 , nguyên y lẻ nếu t lẻ y chẳn nếu t chẳn CTTN(A) : (CH 4 N) n => C n H 4n N n 4n 2122 ≤≤⇒++≤ nnn , nguyên => n = 1 => CH 4 N (loại) n = 2 => C 2 H 8 N 2 (nhận) c) Bài tập minh hoạ: - Đốt cháy hoàn toàn 2,64 gam một Hydrôcacbon (A) thu được 4,032 lít khí CO 2 ở đktc . Xác định công thức phân tử của (A) ? Giải - Khối lượng các nguyên tố có trong (A): m C = )(16,212. 4,22 032,4 12. 4,22 2 g V CO == Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 5 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 9 vì (A) là Hydrôcacbon => m H = m A - m C = 2,64 - 2,16 = 0,48(g) - Dạng công thức của(A) : C x H y - Ta có tỷ lệ : x : y = 48,0:18,0 1 48,0 : 12 16,2 1 : 12 == H C m m => x : y = 3 : 8 CTĐGN của (A) là: C 3 H 8 => CTTN của (A): (C 3 H 8 ) n hay C 3n H 8n Điều kiện : 8n ,123.2 ≤⇒+≤ nn vì n nguyên , > 0, buộc n = 1 . - Vậy công thức phân tử của (A) là: C 3 H 8 2. Biến dạng 2: a) Đặc điểm bài toán : - Đề không cho biết lượng chất hữu cơ (A) đem đốt mà lại cho lượng ôxy cần để đốt cháy hoàn toàn (A) . b) Phương pháp giải : - Trước hết áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho sơ đồ phản ứng cháy của(A) (A) + O 2 → 0 t CO 2 + H 2 O => lượng chất (A) đem đốt : m A = ( m CO2 + m H2O ) - m O2 - Sau đó đưa bài toán về dạng toán cơ bản để giải . * Lưu ý: - Nếu biết (A) là Hydrôcacbon, dựa vào phương trình phản ứng cháy tổng quát của (A) : C x H y + ( 4 y x + ) O 2 → 0 t x CO 2 + 2 y H 2 O - Ta luôn có phương trình toán học : n O2 (phản ứng cháy) = n CO2 + 2 1 n H2O - Các khí và hơi đo ở cùng điều kiện, ta cũng có : V O2 (phản ứng cháy) = V CO2 + 2 1 VH2O (hơi) c) Bài tập minh họa: - Đốt cháy hoàn toàn chất hữu cơ (A) cần vừa đủ 6,72 lít khí O 2 ở đktc thu được 13,2 (g) CO 2 và 5,4(g) H 2 O . Xác định công thức phân tử của (A) ? Biết tỷ khối hơi của (A) đối với Heli là 7,5 . Giải - Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho sơ đồ phản ứng của (A) : (A) + O 2 → 0 t CO 2 + H 2 O - Ta có: m A = ( m CO2 + m H2O ) - m O2 (phản ứng) = ( 13,2 + 5,4 ) - ( 32. 4,22 72,6 ) = 9 (g) ( Vận dụng phương pháp giải dạng cơ bản ) - Khối lượng mol của chất (A) M A = M He . d A/He = 4. 7,5 = 30(g) - Khối lượng các nguyên tố có trong (A): m C = )(6,312. 44 2,13 12. 44 2 g m CO == ; m H = )(6,02. 18 4,5 2. 18 2 g m OH == - Tổng: m C + m H = 3,6 + 0,6 = 4,2(g) < m A đem đốt 9(g) => chất (A) có chứa ôxi : m O = 9 - 4,2 = 4,8(g) - Dạng công thức của (A) là C x H y O z Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 6 CHUYấN BI DNG HC SINH GII MễN HểA HC 9 - Ta cú t l : A A OHC m M m z m y m x === 1612 9 30 8,4 16 6,06,3 12 === zyx => x = 1 ; y = 2 ; z = 1 - Vy cụng thc phõn t ca (A) l CH 2 O 3. Bin dng 3: a) c im bi toỏn : Thng gp 2 kiu bi sau : * Kiu 1: HCHC CO 2 m B1 (tng lờn) (A) H 2 O m B2 (tng lờn) + Yờu cu : Xỏc nh cụng thc phõn t hp cht hu c (A) - Cỏch gii : T m B1 (tng lờn) = m H2O ; m B2 (tng lờn) = m CO2 . Sau ú a bi toỏn v dng c bn gii . * Kiu 2: HCHC CO 2 m Bỡnh (tng lờn) (A) H 2 O m mui trung ho m mui axit + Yờu cu : Xỏc nh cụng thc phõn t hp cht hu c (A) . - Cỏch gii : Vit phng trỡnh phn ng CO 2 tỏc dng vi dung dch kim . - T lng mui trung ho v mui axit thu c ( d kin bi ) d vo phng trỡnh phn ng tớnh lng CO 2 . - Vỡ tng khi lng bỡnh cha : m B2 (tng lờn) = m CO2 + m H2O => m H2O = m B2 (tng lờn) - m CO2 - Tớnh c m CO2 v m H2O sinh ra do cht hu c (A) chỏy ; a bi toỏn v dng c bn gii . c) Bi tp minh ho: Bi 1: t chỏy hon ton 10,4(g) cht hu c (A) ri cho sn phm ln lt qua bỡnh (1) cha H 2 SO 4 m c v bỡnh (2) cha nc vụi trong cú d ; thy khi lng bỡnh (1) tng 3,6 (g) ; bỡnh (2) thu c 30 (g) kt ta . Bit t khi hi ca cht (A) i vi khớ O 2 l 3,25 . Xỏc nh cụng thc phõn t ca (A) ? Gii - Theo , cht hu c (A) t chỏy chc chn cho sn phn CO 2 v H 2 O ; H 2 O b H 2 SO 4 m c gi li ; CO 2 phn ng vi Ca(OH) 2 Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O Vy m H2O = m B1 (tng lờn) = 3,6(g) ; n CO2 = n CaCO3 = )(3;0 100 30 mol= ( Vn dng phng phỏp gii dng c bn ) - Khi lng cỏc nguyờn t cú trong (A): m H = )(4,02. 18 6,3 2. 18 2 g m OH == ; m C = )(6,312.3,012. 2 gm CO == - Tng: m C + m H = 3,6 + 0,4 = 4(g) < m A ( em t ) => Cht hu c (A) cú cha ụxi : m O = 10,4 - 4 = 6,4(g) - Khi lng mol ca cht (A): M A = d A/O2 .M O2 = 3,25 .32 = 104(g) - Dng cụng thc phõn t ca (A) l: C x H y O z - Ta cú t l : A A OHC m M m z m y m x === 1612 4,10 104 4,6 16 4,06,3 12 === zyx Giáo viên: Nguyễn Ngọc Khiêm DT: 0916.459.032 hoặc 0978.320.741 Page 7 + O 2 t 0 Bỡnh(1)H 2 SO 4(ủ) Bỡnh(2) d 2 kiem dử + O 2 t 0 Bỡnh d 2 Ca(OH) 2 hay Ba(OH) 2 hp th ton b CO 2 v H 2 O CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 9 Giải ra ta được kết quả : x = 3 ; y = 4 ; z = 4 Vậy công thức phân tử của (A) là : C 3 H 4 O 4 Bài 2 : Đốt cháy hoàn toàn 1,08(g) chất hữu cơ (A) rồi cho toàn bộ sản phẩm vào dung dịch Ba(OH) 2 ; thấy bình nặng thêm 4,6(g) ; đồng thời tạo thành 6,475(g) muối axit và 5,91(g) muối trung hoà . Tỉ khối hơi của (A) đối với Heli là 13,5 . Xác định công thức phân tử của (A) ? Giải - Chất hữu cơ (A) cháy cho ra CO 2 và H 2 O , CO 2 phản ứng với dung dịch Ba(OH) 2 tạo ra 2 muối theo phương trình phản ứng sau : CO 2 + Ba(OH) 2 → BaCO 3 + H 2 O (1) 2CO 2 + Ba(OH) 2 → Ba(HCO 3 ) 2 (2) Từ (1) ; (2) và đề bài cho : tổng nCO 2 = nBaCO 3 + 2nBa(HCO 3 ) 2 = )(08,005,003,0 259 475,6 2 197 91,5 mol=+=+ Vì độ tăng khối lượng bình chứa bằng tổng khối lượng CO 2 và H 2 O nên : m H2O = 4,6 - m CO2 = 4,6 - 0,08 . 44 = 4,6 - 3,52 = 1,08(g) ( Vận dụng phương pháp giải dạng cơ bản ) - Khối lượng các nguyên tố có trong chất hữu cơ (A) : m C = 12 . n CO2 = 12 . 0,08 = 0,96(g) ; m H = 2 )(12,0 18 08,1 2 18 2 g m OH == - Tổng : m C + m H = 0,96 + 0,12 = 1,08(g) đúng bằng lượng chất (A) đem đốt ⇒ chất (A) không chưa ôxy - M A = M He . d A/He = 4 . 13,5 = 54(g) - Dạng công thức chất (A) : C x H y ; ta có tỉ lệ : A A HC m M m y m x == 12 ⇔ 08,1 54 12,096,0 12 == yx giải ra : x = 4 ; y = 6 Vậy công thức phân tử của (A) là : C 4 H 6 4. Biến dạng 4 : a) Đặc điểm bài toán : - Đề không cho biết lượng sản phẩm cháy CO 2 và H 2 O cụ thể ; riêng biệt khi đốt cháy chất (A) mà lại cho lượng hỗn hợp các sản phẩm này và tỉ lệ về lượng hay thể tích giữa chúng . * Yêu cầu : Xác định công thưc phân tử của (A) . b) Phương pháp giải : - Thông thường đặt số mol CO 2 và H 2 O làm ẩn số ; rồi lập phương trình toán học để tính lượng CO 2 và lượng H 2 O cụ thể . Sau đó đưa bài toán về dạng cơ bản để giải - Để chuyển từ tỉ lệ số mol CO 2 và H 2 O (hay tỉ lệ thể tích đo ở cùng điều kiện) về tỉ lệ khối lượng như sau : b a Mn Mn m m b a n n V V OHOH COCO OH CO OH CO OH CO 18 44 . . 22 22 2 2 2 2 2 2 ==⇒== c) Bài tập minh hoạ : - Đốt cháy hoàn toàn 18(g) chất hữu cơ (A) cần vừa đủ 16,8(lit) khí O 2 ở đktc , hỗn hợp sản phẩm cháy gồm CO 2 và hơi H 2 O có tỉ lệ thể tích : V CO2 : V H2O(hơi) = 3 : 2 Xác định công thức phân tử của (A) . Biết tỉ khối hơi của (A) đối với khí H 2 là 36 . Giải - Từ tỉ lệ thể tích V CO2 : V H2O(hơi) = 3 : 2 . Ta có tỉ lệ khối lượng : Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 8 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 9 3 11 18.2 44,3 . . 22 22 2 2 )( === OHhôiOH COCO OH CO MV MV m m m O2 ( phản ứng ) = )(24 4,22 32.8,16 g= - Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có : m CO2 + m H2O = m A + m O2 (phản ứng) = 18 + 24 = 42(g) ⇒ m CO2 = )(33 311 42.11 g= + và m H2O = 42 - 33 = 9(g) ( Vận dụng phương pháp giải dạng cơ bản ) - Khối lượng các nguyên tố có trong (A) : m C = )(933. 44 12 g= ; m H = )(19. 18 2 g= Tổng: m C + m H = 9 + 1 = 10(g) < m A (đem đốt) ⇒ chất (A) chứa cả ôxy ; m O = m A - ( m C + m H ) = 18 - 10 = 8(g) - M A = d A/H2 . M H2 = 36 . 2 = 72(g) - Dạng công thức của (A) là : C x H y O z Ta có tỉ lệ : A A OHC m M m z m y m x === 1612 ⇔ 18 72 8 16 19 12 === zyx ⇒ x = 3 ; y = 4 ; z = 2 - Vậy công thức phân tử của chất (A) là : C 3 H 4 O 2 V. Bài tập chưa có lời giải Bài tập 1: Khi phân tích 7,5 gam một hợp chất hữu cơ A, thấy có 2,4 gam C, 0,5 gam H, 1,4 gam N và 3,2 gam O. Tìm công thức phân tử của A. Biết tỉ khối hơi của A đối với hidro bằng 37,5. (H=1, C=12, N=14, O=16) Bài tập 2: Một hợp chất hữu cơ A có chứa 40%C, 6,67% H và 53,33%O về khối lượng. Tìm công thức phân tử của A, biết khối lượng mol của A: M = 180 Bài tập 3: Đốt cháy hoàn toàn 2,3 gam một hợp chất hữu cơ A, thu được 2,24 lít CO 2 (đktc) và 2,7 gam nước. Tìm công thức phân tử của A, biết khi hoá hơi 2,3 gam A thì thu được thể tích đúng bằng thể tích của1,6 gam Oxi ở cùng điều kiện. Bài tập 4: Đốt cháy hoàn toàn 50 ml hơi một hợp chất X phải cần 150 mlO 2 Thu được 100 ml CO 2 và 150 ml hơi nước. Tìm công thức phân tử của X, biết các thể tích đều được đo ở cùng điều kiện. Bài tập 5: 200 ml hỗn hợp gồm có một hidrocacbon X và N 2 được trộn với 300 ml O 2 ( lấy dư). Tiến hành đốt cháy hỗn hợp thì thu được 500 ml hỗn hợp khí và hơi, dẫn hỗn hợp này qua bình chứa dung dịch H 2 SO 4 đặc, thu được 300 ml hỗn hợp, dẫn tiếp qua bình chứa dung dịch NaOH dư, thấy còn 200 ml hỗn hợp khí. Tìm công thức phân tử của X. Bài tập 6: Đốt cháy hoàn toàn 100ml hơi chất hữu cơ (A) chứa 3 nguyên tố: C, H, O, cần 250 ml khí O 2 , thu được 200ml CO 2 và 200ml H 2 O (các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất ) . Xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ (A) . Bài tập 7: Đốt cháy hoàn toàn chất hữu cơ (A) cần vừa đủ 6,72 lít khí O 2 ở đktc thu được 13,2 (g) CO 2 và 5,4(g) H 2 O . Xác định công thức phân tử của (A) ? Biết tỷ khối hơi của (A) đối với Heli là 7,5 . Bài tập 8: Đốt cháy hoàn toàn a gam một hợp chất A phải cần 2,8 lít O 2 (đktc), thu được 2,24 lít CO 2 (đktc) và 2,7 gam H 2 O. Tìm công thức phân tử của A. Biết tỉ khối hơi của A đối với H 2 bằng 31. Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 9 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 9 Bài tập 9: Đốt cháy hoàn toàn 2,64 gam một Hydrôcacbon (A) thu được 4,032 lít khí CO 2 ở đktc . Xác định công thức phân tử của (A) ? Bài tập 10: Đốt cháy hoàn toàn 4,5 gam một hợp chất A, thu được 4,48 lít CO 2 (đktc) Và 4,5 gam H 2 O. Tìm công thức phân tử của A. Bài tập 11: Đốt cháy hoàn toàn 10,4(g) chất hữu cơ (A) rồi cho sản phẩm lần lượt qua bình (1) chứa H 2 SO 4 đậm đặc và bình (2) chứa nước vôi trong có dư ; thấy khối lượng bình (1) tăng 3,6 (g) ; ở bình (2) thu được 30 (g) kết tủa . Biết tỉ khối hơi của chất (A) đối với khí O 2 là 3,25 . Xác định công thức phân tử của (A) ? Bài tập 12: Đốt cháy hoàn toàn 1,08(g) chất hữu cơ (A) rồi cho toàn bộ sản phẩm vào dung dịch Ba(OH) 2 ; thấy bình nặng thêm 4,6(g) ; đồng thời tạo thành 6,475(g) muối axit và 5,91(g) muối trung hoà . Tỉ khối hơi của (A) đối với Heli là 13,5 . Xác định công thức phân tử của (A) ? Bài tập 13: ; X, Y, Z là hợp chất hữu cơ mạch hở chứa C, H, O. Đều có tỉ khối đối với H 2 bằng 23. Tìm công thức phân tử và công thức cấu tạo của X, Y, Z. Bài tập 14: Đốt cháy hoàn toàn 18(g) chất hữu cơ (A) cần vừa đủ 16,8(lit) khí O 2 ở đktc , hỗn hợp sản phẩm cháy gồm CO 2 và hơi H 2 O có tỉ lệ thể tích : V CO2 : V H2O(hơi) = 3 : 2 Xác định công thức phân tử của (A) . Biết tỉ khối hơi của (A) đối với khí H 2 là 36 . Bài tập 15: Đốt cháy hoàn toàn 6,0 gam một hợp chất A phải cần 10,08 lít O 2 (đktc). Thu được CO 2 và hơi nước có tỉ lệ về thể tích là 3 : 4. Tìm công thức phân tử của A. Biết tỉ khối hơi của A đối với không khí là 2,069. Bài tập bổ xung Bài 1:Đốt cháy hoàn toàn 0,295g hợp chất A sinh ra 0,44g CO 2 và 0,225g H 2 O. Trong một thí nghiệm khác một khối lượng chất A như trên cho 55,8cm 3 N 2 (đkc). Tỉ khối hơi của A đối với không khí là 2,05. Xác định CTPT cảu A? Đs:C 2 H 5 ON Bài 2:Xác định CTPT cho mỗi chất theo số liệu sau: a/85,8%C ; 14,2%H ;M=56 b/51,3%C ; 9,4%H ; 12%N; 27,3%O ;tỉ khối hơi so với không khí là 4,05 c/ 54,5%C; 9,1%H; 36,4%%O ; 0,88g hơi chiếm thể tích 224 ml (đo ở đktc) Bài 3: Tìm CTPT chất hữu cơ trong mỗi trường hợp sau: a/Đốt cháy hoàn toàn 10g hợp chất sinh ra 33,85g CO 2 và 6,94g H 2 O. Tỉ khối hơi đối với không khí là 2,69. b/Đốt cháy 0,282g hợp chất và cho các sản phẩm đi qua các bình đựng CaCl 2 và KOH thấy bình CaCl 2 tăng thêm 0,194g, còn bình KOH tăng 0,8g. Mặt khác đốt 0,186g chất đó sinh ra 22,4 ml Nitơ (ở đktc). Phân tử chất đó chỉ chứa 1 nguyên tử Nitơ? Đs: a/C 6 H 6 b/C 6 H 7 N Bài 4: Phân tích 1 hợp chất hữu cơ ta thấy : cứ 2,1 phần khối lượng C lại có 2,8 phần khối lượng oxi và 0,35 phần khối lượng hiđro.Hãy xác định CTPT của chất hữu cơ nói trên biết 1g hơi chất đó ở đktc chiếm thể tích 37,3cm 3 ? Đs: C 2 H 4 O 2 Bài 5: Hãy xác định CTPT của 1 hợp chất hữu cơ có khối lượng phân tử là 26 : biết rằng sản phẩm của sự đốt cháy hợp chất đó là khí cacbonnic và hơi nước. Đs: C 2 H 2 Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn 0,9g một chất hữu cơ có thành phần : C,H,O ta được 1,32g CO 2 và 0,54g H 2 O. Khối lượng phân tử chất đó là 180.Xác định CTPT của chất hữu cơ trên? Đs: C 6 H 12 O 6 Bài 7: Khi đốt 1(l) khí A cần 5(l) khí oxi sau phản ứng thu được 3(l) CO 2 và 4(l) hơI nước .Xác định CTPT phân tử A;biết thể tích các khí đo ở cùng đktc về nhiệt độ và áp suất. Đs: C 3 H 8 Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 0916.459.032 hoÆc 0978.320.741 Page 10 [...]...CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 9 Bài 8: Cho 400ml một hỗn hợp gồm nitơ và 1 chất hữu cơ ở thể khí chứa cacbon và hiđro vào 90 0 ml oxi (dư) rồi đốt Thể tích hỗn hợp thu được sau khi đốt là 1,4(l) Sau khi cho nước ngưng tụ thì còn 800ml hỗn hợp Ta cho lội qua... C2H6 Bài 9: Đốt cháy hoàn toàn 10,4g hợp chất hữu cơ A rồi cho sản phẩm lần lượt qua bình 1 chứa H2SO4đậm đặc ,bình 2 chứa nước vôi trong có dư ,thấy khối lượng bình 1 tăng 3,6g ;ở bình 2 thu được 30g kết tủa Khi hóa hơi 5,2g A thu được thể tích đúng bằng thể tích của 1,6g oxi cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất Xác định CTPT của A Đs: C3H4O4 Bài 10: Đốt 0,366g một chất hữu cơ A thu được 0, 792 g CO 2và... 100ml hơi chất A cần 250ml Ôxi tạo ra 200ml CO 2 và 200ml hơI nước (các thể tích khí được đo ở cùng điều kiện nhiệt độ áp suất).Tìm CTPT của A? Đs:C2H4O 2 Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm 2 DT: 091 6.4 59. 032 hoÆc 097 8.320.741 Page 11 ... và áp suất Xác định CTPT của A Đs: C3H4O4 Bài 10: Đốt 0,366g một chất hữu cơ A thu được 0, 792 g CO 2và 0,234g H2O.Mặt khác phân hủy 0,549g chất đó thu được 37,42cm 3nitơ (đo ở 270C và 750mmHg).Tìm CTPT của A biết rằng trong phân tử của nó chỉ có 1 nguyên tử nitơ Đs: C9H13O3N Bài 11: Đốt cháy hoàn toàn 0,01mol chất X bằng lượng oxi vừa đủ là 0,616(l) ,thu được 1,344(l) hỗn hợp CO2, N2 và hơi nước Sau . H 2 bằng 31. Gi¸o viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 091 6.4 59. 032 hoÆc 097 8.320.741 Page 9 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 9 Bài tập 9: Đốt cháy hoàn toàn 2,64 gam một Hydrôcacbon (A). viªn: NguyÔn Ngäc Khiªm DT: 091 6.4 59. 032 hoÆc 097 8.320.741 Page 3 M A = 22,4. D A M A = M B . d A/B M A = 29. d A/KK CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 9 => x = 3 , y = 8 , z. Khiªm DT: 091 6.4 59. 032 hoÆc 097 8.320.741 Page 10 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC 9 Bài 8: Cho 400ml một hỗn hợp gồm nitơ và 1 chất hữu cơ ở thể khí chứa cacbon và hiđro vào 90 0 ml