SKKN-Lập công thức hóa học trong đó chủ yếu nghiên cứu về công thức Hóa học của hợp chất hữu cơ

Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: LẬP CÔNG THỨC HÓA HỌC TRONG ĐÓ CHỦ YẾU NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ -1- Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc Mục lục Đề mục Trang Phần: Mở đầu I Lý chọn chuyên đề: II Phạm vi – Mục đích chuyên đề III Cơ sở khoa học để viết sáng kiến kinh nghiệm IV Các bƣớc tiến hành Phần: Nội dung I Các phƣơng pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu II Bài tập vận dụng 14 III Bài tập luyện tập 41 Phần: Kết luận 50 Tài liệu tham khảo 51 -2- Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT Số mol chất: n ( đơn vị mol ) khối lương chất: m (đơn vị g ) Khối lượng mol: M (đơn vị g) Khối lượng mol trung bình: M (đơn vị g) Nguyên tử cacbon trung bình: n 6.Tỉ khối: d (đơn vị g/ml ) Công thức trung bình: C.T.P.T.T.B Công thức phân tử: CTPT Phản ứng hóa học: PƯHH 10 Phương trình phản ứng: Ptpư 11 Công thức đơn giản nhất: CTĐGN 12 Thể tích chất khí: V 13 Công thức cấu tạo: CTCT 14 Hợp chất hữu : HCHC 15 Công thức đơn giản : CTĐGN -3- Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc PHẦN MỞ ĐẦU I LÝ DO CHỌN CHUYÊN ĐỀ: Cơ sở lí luận: Xuất phát từ nhiệm vụ năm học 2012 – 2013 nhà trường cấp giao cho phải nâng cao chất lượng số lượng học sinh giỏi cấp tỉnh Qua nhiều năm tham gia bồi dưỡng học sinh giỏi cấp tỉnh ôn vào trường chuyên tỉnh trường khối chuyên ĐHSP, ĐHKHTN….cũng tiêu phòng GD &ĐT nhà trường đề hàng năm đạt 85% học sinh đạt giải, 70% đạt giải ba trở lên Để đạt tiêu vấn đề chọn phương pháp giảng dạy cho học sinh đội tuyển khó khăn nhiều nguyên nhân chủ quan khách quan cụ thể là: - Chương trình hóa học hóa học trung học sở, chương trình hóa học lớp chương trình đồng tâm với chương trình hóa học THPT Lượng kiến thức hóa học hữu lớp Nhiều tập hay khó, học sinh giỏi có học kiến thức SGK lớp không giải - Thời gian giảng dạy khóa tiết tuần Thời gian dạy đội tuyển ít, dạy bồi dưỡng thêm Chính vậy, để em học sinh giỏi dự thi học sinh giỏi cấp tỉnh đạt giải, học sinh dự thi vào trường chuyên, phải nắm phương pháp lập công thức hóa học hữu vận dụng tốt học làm tốt lập công thức hóa học Tôi mạnh dạn nghiên cứu, giới thiệu chuyên đề: Lập công thức hóa học, chủ yếu nghiên cứu lập công thức hóa học hợp chất hữu Cơ sở thực tiễn: Xuất phát điểm thành phần đội tuyển hóa học lớp tuyển chọn từ học sinh không đủ tham gia đội tuyển Toán, lý Học sinh tiếp cận với môn hóa học môn học trừu tượng Tư học sinh chưa cao Trình độ học sinh đội tuyển chưa đồng Vì việc lựa chọn phương pháp dạy đội tuyển nhiều hạn chế -4- Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc II Pham vi – Mục đích chuyên đề Phạm vi chuyên đề: Hiện nay, hầu hết tỉnh thành phố nước số trường đại học có lớp THPT chuyên hóa học Công tác bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học Do đối tượng học sinh giỏi cấp tỉnh học sinh dự thi vào trường chuyên nên cần phải mở rộng kiến thức cho học sinh Nên chuyên đề có đề cập chương trình lớp tài liệu nâng cao mở rộng lớp 9, đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh tỉnh nhiều năm, tập lớp 11… Mục đích chuyên đề: Giúp cho học sinh biết hệ thống hóa vận dụng phương pháp, dạng tập lập công thức phân tử hợp chất hữu Củng cố lại tính chất hóa học hợp chất hiđrocacbon dẫn xuất hiđrocacbon, khắc sâu tích chất đặc trưng loại hợp chất hữu Rèn luyện cách viết phương trình hóa học hóa học hữu công thức cấu tạo, để rèn kỹ viết công thức cấu tạo Giúp cho học sinh có tư sáng tạo, rèn luyện cho học sinh tập có nhiều phương pháp giải cách sáng tạo Thông qua chuyên đề, đồng nghiệp có thêm điều kiện trao đổi học hỏi, bàn bạc đưa giải pháp tối ưu phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa Từ học sinh có hứng thú, say mê học tập môn hóc học đạt kết cao kì thi học sinh giỏi thi vào trường chuyên tỉnh, trường đại học quốc gia … III.CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỂ VIẾT SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đối với học sinh: Để đủ kiến thức tham gia thi học sinh giỏi đạt kết cao cần thực phần sau: - Nắm kiến thức bản, có mở rộng kiến thức hóa học hữu THPT - Nắm phương pháp lập công thức hóa học, biết vận dụng phương pháp tập - Cần cù chăm chỉ, chịu khó học tập trao đổi với bạn bè Đối với giáo viên: -5- Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc Để giảng dạy đảm bảo cho học sinh đạt giải kỳ thi học sinh giỏi, thi vào trường chuyên giáo viên cần: - Nắm kiến thức bản, mạch kiến thức - Nắm phương pháp lập công thức hóa học vận dụng tập - Biết suy luận kiến thức tập, tình xảy đề thi - Biết cách truyền thụ kiến thức cho học sinh dễ học, dễ nắm phương pháp - Cung cấp cho học sinh tài liệu, đề thi học sinh giỏi năm trước để học sinh làm quen - Luôn trao đổi tài liệu, đề thi kinh nghiệm với đồng nghiệp trường ,trong huyện, tỉnh - Thường xuyên tổ chức luyện đề, chấm chữa đề thi cách cụ thể - Phân loại học sinh, chia nhóm đối tượng mức giỏi, khá, trung bìnhđể có biện pháp nâng cao chất lượng đội tuyển IV CÁC BƢỚC TIẾN HÀNH: Để có giúp học sinh dự thi có kết cần thực bước sau: Cung cấp giới thiệu tài liệu Dạy kiến thức bản, có nâng cao mở rộng Dạy phương pháp lập công thức hóa học hữu Lựa chọn đề thi học sinh giỏi, đề thi vào trường chuyên tập có liên quan đến chuyên đề Giáo viên đưa cho học sinh đáp án thang điển cho học sinh chấm chéo Cuối giáo viên chấm nhận xét, bổ xung thiếu sót BỐ CỤC CHUYÊN ĐỀ Chuyên đề gồm phần dự kiến dạy 20 tiết: Phần I: Một số phương pháp giải tập xác định công thúc phân tử hợp chất hữu cơ, có ví dụ minh họa Phần II: Một số toán vận dụng phương pháp xác định công thức phân tử hợp chất hữu Phần III: Một số toán luyện tập chuyên đề -6- Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc PHẦN NỘI DUNG I CÁC PHƢƠNG PHÁP LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ 1) XÁC ĐỊNH HCHC THEO PHƢƠNG PHÁP KHỐI LƢỢNG: * Bước 1: Xác định thành phần nguyên tố hợp chất hữu (A) đem đốt (hay phân tích) - Tính tổng khối lượng: ( mC + mH + mN ) - Nếu: ( mC + mH + mN ) = mA(đem đốt) => A không chứa oxi - Nếu: ( mC + mH + mN ) < mA (đem đốt) => A có chứa oxi => mO(trong A) = mA – (mC + mH + mN) + Cách xác định thành phần % nguyên tố chất hữu A %C = %O = mC.100% mC.100% mH 100% mN 100% mN 100% ; %H = ; %N = mA mA mA mA mA mO.100% = 100% - ( %C + %H + %N ) mA * Bước 2: Xác định khối lượng phân tử chất hữu A (M A) - Dựa vào khối lượng riêng D A (ở đktc) hay tỉ khối chất hữu A với không khí (dA/B = M M A ), MA = 22,4.dA; MA = MB dA/B ; MA = 29.dA/KK B - Dựa vào khối lượng (mA g) thể tích ( V Alít) đktc MA = 22,4.m V A A - Dựa vào tính chất ptpu có chất hữu A tham gia hay tạo thành Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 1,72 gam chất hữu A thu 3,52 gam CO 1,8 gam H2O Mặt khác, phân tích 1,29 gam A thu 336 ml khí nitơ (đo đktc) Tìm CTPT A Biết hóa 1,29 gam A tích thể tích 0,96 gam oxi điều kiện Hƣớng dẫn giải: Khối lượng nguyên tố 1,72 gam A: -7- Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc mC = 3,52 1,8 12 = 0,96gam ; mH = = 0, 2gam ; 44 18 mN = 336 1,72 28  0,56gam 22400 1, 29 mO = 1,72 – (0,96 + 0,2 + 0,56) = Vậy A chứa C, H, N, không chứa oxi Ta có: 1, 29 0,96  MA  43 Đặt CTPT A CxHyNt = MA 32 Cách 1: Tính qua CTĐGN Ta có: x : y : z = 0,96 0, 0,56 : : = 0,08 : 0, 20 : 0,04 = : :1 12 14 CTĐGN A C2H5N  CTTN (C2H5N)n Vì MA = 43  MA= (2.12+5+14)n = 43n  43n = 43  n=1 Vậy CTPT A C2H5N Cách 2: Tính trực tiếp (không qua CTĐGN) Ta có tỉ lệ: x= 0,96 0, 0,6 1,72 = = = 12 x y 14 t 43 0,96.43 0,2.43 0,6.43 = 2; y = =5 ; t= =1 12.1,72 1,72 14.1,72 Vậy CTPT A C2H5N Cách 3: Tính trực tiếp từ sản phẩm đốt cháy A m N2 = 0,56gam (đã tính trên) Ptpu cháy A: y y t Cx H y N t + (x+ )O2  xCO2 + H 2O + N 2 Theo ptpu: MA (43gam)  44x 9y 14t Bài cho 1,72 gam  3,52g 1,8g 0,56g x= 43.3,52 43.0,56 43.1,8 =2 ; y= = Vậy CTPT A C2H5N =5 ; t= 1,72.44 1,72.14 1,72.9 Vi dụ 2: Cho hh X gồm ankan A anken B thể khí điều kiện thường Đốt cháy 6,72 lít (đktc) hh X thu 15,68 lít CO 14,4g H2O Xác định CTPT A, B tính % theo thể tích hh X? Hƣớng dẫn: Gọi công thức số mol ankan A C nH2n +2 (a mol ) anken CmH2m (b mol): -8- Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc CnH2n +2 + ( 3n  )O2 → nCO2 + (n +1)H2O CmH2m 3m O2 + → mCO2 + (1) mH2O = > nCO2 = na + mb = 15,68/22,4 = 0,7 mol (2) (I)  nH2O = (n + 1)a + m b = na + mb + a = 14,4/18 = 0,8 mol Từ (I , II) : a = 0,8 – 0,7 = 0,1 mol  nX = a + b = 6,72/22,4 = 0,3 mol => b = 0,3 – 0,1 = 0,2 mol a , b vào (I) ta có: 0,1n + 0,2m = 0,7 hay n + m = tìm giá trị ta thấy: n = , m = => CTPT: CH4; C3H6 hoặc: n = 3, m = => CTPT: C3H8; C2H4 % theo thể tích hh X : %A = 33,33% ; %B = 66,67% XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC PHÂN TỬ HCHC THEO PHƢƠNG PHÁP THỂ TÍCH: a Phạm vi áp dụng: Phương pháp thường dùng để xác định CTPT chất hữu thể khí hay thể lỏng dễ bay Trong phản ứng hóa học có chất khí tham gia hay tạo thành (ở điều kiện nhiệt độ, áp suất ) hệ số đặt trước công thức chất cho biết tỉ lệ số mol mà cho biết tỉ lệ thể tích chúng b Các bƣớc giải toán: * Bước 1: Tính thể tích khí ( chất hữu A đem đốt, oxi phản ứng, CO2 H2O sinh ) * Bước 2: Viết cân ptpu cháy chất hữu (A) dạng tổng quát chẳng hạn: CxHyOz * Bước 3: Lập tỉ lệ thể tích để tính x, y, z CxHyOz 1(l) y z y z x   (l) + ( x   ) O2 VA(l) => x= VCO VA ; y= VO2(l) 2VH 2O VA → x CO2 + x (l) y H2O y (l) VCO2(l) y ; x  VH2O (l) VO2 y VO  z   z  2 x   =  VA VA   -9- Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc - Lưu ý: Sau thực bước (1) làm theo cách khác sau: Lập tỉ lệ thể tích: V A : VO2 : VCO2 : VH2O đưa số nguyên tố tối giản: m : n : p : q Sau viết phương trình phản ưng cháy : t 0C mCxHyOz + nO2  pCO2 + qH2O Rồi so sánh số lượng nguyên tử nguyên tố vế tìm x, y, z  CTPT chất A Ví dụ 1: Đốt cháy 200ml hợp chất hữu A chứa C, H, O 900ml O Thể tích hỗn hợp khí thu 1,3 lít Sau cho nước ngưng tụ, 700ml Tiếp theo cho qua dd KOH đặc, 100ml (các thể tích khí đo điều kiện) Xác định CTPT (A) Hƣớng dẫn: - Sơ đồ phân tích đề bài: (A) + O2 200ml CO  t 0C   H 2O  O 900ml  CO         H 2O O    1300ml KOH   O dư 700ml 100ml Dựa vào sơ đồ ta tính được: VO2(pư) = 900 – 100 = 800 ml ; VCO2 = 700 – 100 = 600 ml; VH2O = 1300 – 700 = 600 ml Ptpư: CxHyOz (ml) V y z y z ( x   )V + ( x   ) O2 200 Tính được: x = 600/200 = ; → xCO2 + 800 xV 600 y H2O (1) y V 600 y = 600/200 = => y = 6; x + y/4 – z/2 = 800/200 = = > z = Do CTPT (A) là: C3H6O Vi dụ2: Một hh gồm hai hyđrocacbon mạch hở, phân tử chất chứa không liên kết ba hay hai liên kết đôi Số cacbon chất tối đa Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol hh thu 0,25 mol CO 0,23 mol H2O Tìm công thức phân tử hai hyđrocacbon - 10 - Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc 13,2 gam CO2 5,4 gam H2O Hãy tính m xác định công thúc đơn giản A Hƣớng dẫn giải Tính m xác định công thức đơn giản A * Theo ta thấy tất lượng natri có NaOH chuyển vào Na 2CO3 đó: nNa2CO3 = 0,1 mol  nNaOH = 0,2 mol  khối lượng NaOH = g  khối lượng dung dịch NaOH = 80 g  khối lượng H2O = 72  khối lượng H2O sinh A phản ứng với NaOH là: 75,6 – 72 = 3,6 g mA + = 16,4 + 3,6  mA = 12 g Theo BTKL ta có: * Tính khối lượng C, H, O có 13,6g chất A Tính được: mC = 0,3 12 + 0,1 12 = 4,8 mH(A) + mH(NaOH) = 5, 4.2 3, 6.2 + 18 18  m(H)A = 0,8 mO = 12 – ( 4,8 + 0,8 ) = 6,4 Đặt công thức A CxHyOz ta có tỷ lệ khối lượng C : H : O là: 12x : y : 16z = 4,8 : 0,8 : 6,4  x : y : z = 1:2:1 * Công thức đơn giản A CH2O Bài 41 A hỗn hợp khí (ở điều kiện tiêu chuẩn) gồm ba hidrocacbon (X, Y, Z) có dạng công thức CnH2n+2 CnH2n ( có số nguyên tử C  4) Trong có hai chất có số mol Cho 2,24 lít hỗn hợp khí A vào bình kín chứa 6,72 lít O2 điều kiện tiêu chuẩn bật tia lửa điện để phản ứng xảy hoàn toàn ( giả sử phản ứng cháy tạo CO2 H2O) Dẫn toàn sản phẩm cháy qua bình đựng H2SO4đặc bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư Thấy khối lượng bình tăng 4,14 gam bình có 14 gam kết tủa a) Tính khối lượng hỗn hợp khí A ban đầu? b) Xác định công thức phân tử X, Y, Z? Hƣớng dẫn giải Theo ta có: nA = 2, 24 6, 72  0,1(mol ); nO2   0,3(mol ) 22, 22, Khi đốt cháy phản ứng xảy hoàn toàn hỗn hợp ma thu CO H2O, giả sử CTTQ ba H-C CxHy PTHH: CxHy + ( x + y y to )O2  H2O  xCO2 + - 40 - Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc Cho toàn sản phẩm qua bình đựng H2SO4 đặc sau qua bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư H2O hấp thụ vào H2SO4 đặc  mH2O  4,14( gam) CO2 hấp thụ vào bình Ca(OH)2 dư tạo kết tủa CaCO3 theo PT CO2 + Ca(OH)2   CaCO3 + H2O Ta có: nH O  4,14 14  0, 23(mol ).nCO2  nCaCO3   0,14(mol ) 18 100 Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố O cho phản ứng mO2 phan ung  mO (CO2 )  mO ( H 2O )  mO2 phan ung  32  nCO2  16  nH 2O  32  0,14  16  0, 23  8,16( gam)  nO2 phan ung  8,16  0, 255(mol )  0,3 32 Vậy oxi dư, hỗn hợp H-C cháy hoàn toàn mhỗn hợp H-C = mC + mH = 0,14.12 + 0,23.2 = 2,14 (gam) b/ Ta có: MTB hỗn hợp A= 2,14  21, Vậy hỗn hợp A có H-C 0,1 CH4.giả sử X có mol a ( a>0) Khi đốt dạng tổng quát có phương trình sau: 3n  to O2   nCO2 + (n +1)H2O (1) 3m to CmH2m + O2   mCO2 + mH2O (2) Nhận thấy theo PT : nCn H2 n2  nH2O  nCO2 CnH2n +2 + Vậy nC H n n PT 2: nH O  nCO 2  nH2O  nCO2  0, 23  0,14  0,09(mol ) , nCm H2 m  0,1  0, 09  0, 01(mol ) Trường hợp 1: Nếu Y Z dạng CmH2m có số b c ( b, c>0)  a = 0,09; b + c = 0,01  Vậy số mol CO2 = 0,09 + 0,01m = 0,14  m = ( loại) Trường hợp 2: Vậy X ( CH4), Y (Cn H2n+2), Z ( CmH2m) với  n, m   a + b = 0,09  c = 0,01 Vậy số mol CO2 = a + nb + 0,01m = 0,14 Vì chất có số mol nhau: Nếu: a = b = 0, 09  0, 045(mol ) Ta có: 0,045 + 0,045n +0,01m = 0,14  4,5n + m = 9,5 (loại m   n < ) - 41 - Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc Nếu: a = c = 0,01(mol)  b = 0,09 – 0,01 = 0,08 (mol) Ta có: 0,01 + 0,08n + 0,01m = 0,14  Nếu: b = c = 0,01 8n + m = 13 ( loại n < 2)  a = 0,09 – 0,01 = 0,08 (mol) Ta có: 0,08 + 0,01n + 0,01m = 0,14  n + m = 6, khí n m Vậy H-C là: CH4; C2H6; C4H8 CH4; C3H8; C3H6 CH4; C4H10; C2H4 III) BÀI TẬP LUYỆN TẬP Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 1,72g chất hữu A thu được: 3,52g CO 1,8g H2O Mặt khác phân tích 1,29g A thu 336ml khí nitơ (đktc) Tìm CTPT A Biết hóa 1,29g A tích thể tích 0,96 g oxi điều kiện Đáp số: C2H5N Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn hiđrocacbon A cần dùng 28,8g oxi thu 13,44 lít CO2 (đktc) Tìm CTPT A Biết tỉ khối A không khí d nằm khoảng: < d < Đáp số: C5H10 hay C6H12 Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 1,12g chất hữu A cho hấp thụ toàn sản phẩm cháy dd Ba(OH)2 dư thấy khối lượng bình chứa tăng 3,36g Biết nCO2 = 1,5nH2O Tìm CTPT A Biết tỉ khối A H2 nhỏ 30 Đáp số: C3H4O Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn 1,48g chất hữu A dùng 2,016 lít oxi (đktc) thu hh khí có thành phần sau: VCO2 = 3VO2 mCO2 = 2,444.mH2O Tìm CTPT A Biết hóa 1,85g A chiếm thể tích thể tích 0,8g oxi điều kiện Đáp số: C3H6O2 Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn m(g) chất hữu (A) thu a(g) CO b(g) H2O Biết 3a = 11b 7m = 3(a + b) Xác định CTPT (A), biết tỉ khối (A) không khí: d A/KK < Đáp số: C3H4O2 - 42 - Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn 0,8 lít hh gồm hiđrocacbon A CO 3,5 lít oxi (lượng dư) 4,9 lít hh khí cho nước ngưng tụ lại 2,5 lít Hỗn hợp qua bình chứa phốt 2lít (các thể tích đo điều kiện) Xác định CTPT hiđrocacbon A? Đáp số: C3H8 Bài 7: Trộn 6cm3 chất A có công thức C2xHy 6cm3 chất B có công thức CxH2x với 70cm3 oxi đốt Sau làm ngưng tụ nước thu 49cm3 khí có 36cm3 bị hấp thụ nước vôi phần lại bị hấp thụ phôtpho Xác định CTPT A, B? Đáp số: A: C4H10 B: C2H4 Bài 8: Chất hữu A có tỉ khối etan Hãy xác định CTPT Biết A chứa C, H, O Đáp số: C3H8O; C2H4O2 Bài 9: Cần 7,5 thể tích oxi đốt cháy vừa đủ thể tích (hơi) hiđrocacbon Xác định CTPT hiđrocacbon? Bài 10: Cho hh X gồm ankan A anken B thể khí điều kiện thường Đốt cháy 6,72 lít (đktc) hh X thu 15,68 lít CO 14,4g H2O Xác định CTPT A, B tính % theo thể tích hh X? Bài 11: Có 100 g dd 23% axit đơn chức (dd A) Thêm vào dd A 30g đồng đẳng axit liên tiếp ta thu dd B Trung hòa vừa đủ 1/10 dd B 500ml dd NaOH 0,2 M ta thu dd C Xác định CTPT axit? Đáp số: HCOOH; CH3COOH Bài 12: Xác định CTPT axit cacboxilic no đơn chức đồng đẳng liên tiếp Biết , đốt cháy a g hh axit này, cho sản phẩm qua qua bình (I) đựng P2O5 bình (II) đựng CaO nung sau thấy khối lượng bình (I) tăng b (g) bình (II) tăng (b + 3,64) (g) Mặt khác cần dùng 100 ml dd NaOH 0,3M để trung hòa a (g) hh axit hh đó? Đáp số: C3H7COOH; C4H9COOH Bài 13: Hỗn hợp A gồm rượu no đơn chức (CnH2n + 1OH, n  ) rượu không no đơnchức có liên kết đôi phân tử ( C mH2m – 1OH, m  3) Cho 0,05 mol A (tương ứng với khối lượng a gam) este hóa với 45g axetic hiệu suất h% 1) Tính khối lương este thu theo a, h? 2) Cho ag hh A 8g oxi vào bình kín B có dung tích không đổi (V lit) Bật tia lửa điện để đốt cháy hết A Bằng pp đo nhiệt độ, áp suất bình sau phản ứng người ta xác định số mol chất bình sau phản ứng 0,35 mol - 43 - Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc Cho sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dd KOH đủ để tạo muối trung hòa, sau thêm dd CaCl2 vừa đủ vào thu 12 g kết tủa Xác định CTPT, viết CTCT rượu nói trên? Đáp số: 2) C2H5OH; C3H5OH Bài 14: 1) Đốt cháy hoàn toàn 7,1 g hh A gồm CH4 , C2H2 , C3H6 thu 11,2lit CO2 (đktc) Mạt khác 5,6 lit hh (đktc) phản ứng vừa đủ với dd chứa 32g Br2 Hãy tính phần trăm thể tích khí ? 2) Cho hiđrocacbon A,B? a) Xác định CTPT CTCT A Biết tỉ khối A O 1,375 b) Hỗn hợp X chứa A, B ( với tỉ lệ thể tích 1: 1) có tỉ khối metan 2,625 Hãy xác định CTPT, CTCT mạch hở có B? Bài 15: Có hợp chất hữu A, B, D chứa C, H, O có khối lượng phân tử 46 Chỉ có A, B tác dụng với Na giải phóng khí X, B tác dụng với NaHCO giải phóng khí Y Xác định CTCT A, B, D viết phương trình hóa học phản ứng xảy ra? Đáp số: TH1: C2H6O; TH2: CH2O2 Bài 16: Đốt cháy hoàn toàn 7,12g hh chất hữu có thành phần C, H, O Sau phản ứng thu 6,72 lít khí CO2 5,76g nước Mặt khác cho 3,56g hh phản ứng với Na dư thu 0,28 lít khí H2, cho phản ứng với dd NaOH cần vừa đủ 200 ml dd NaOH 0,2M Sau phản ứng với NaOH thu chất hữu 3,28g muối Xác định CTPT, CTCT 3chất hữu hh, biết chất chứa nhóm nguyên tử gây nên tính chất đặc trưng, Giả sử phản ứng xẩy hoàn toàn, khí đktc? Hƣớng dẫn: Hỗn hợp chất hữu chứa C, H, O đơn chức, tác dụng với Na giải phóng H2 nên hh có chứa rượu axit Mặt khác chất tác dụng với NaOH thu chất hữu muối nên hh chứa axit rượu este axit rượu Khi đốt cháy 7,12g hh thu được: nCO2 = 6,72/22,4 = 0,3 mol nH2O = 5,76/18 = 0,32 mol > nCO2 hh phải có chất không chứa liên kết kép, chất rượu Gọi CTPT rượu là: CnH2n + 1OH có a mol, axit CxHyCOOH có b mol este CxHyCOOCnH2n + có c mol 3,56g hh Các phương trình phản ứng: 2CxHyCOOH + 2Na → 2CxHyCOONa + H2 - 44 - Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc CnH2n + 1OH + 2Na → CnH2n + 1Ona + H2 Số mol H2: a + b = 0,025 (I) Cho 3,56 g hh tác dụng với NaOH: CxHyCOOH + NaOH → CxHyCOONa + H2O CxHyCOOCnH2n + + NaOH → CxHyCOONa + CnH2n + 1OH  nNaOH = a + c = 0,2.0,2 = 0,04 mol (II) khối lượng muối thu được: (12x + y + 67).0,04 = 3,28 => 12x + y = 15, cặp nghiệm phù hợp x = 1, y = axit CH3COOH Khi đốt cháy 7,12 g hh: CH3COOH + 2O2 → 2CO2 + 2H2O CH3COOCnH2n + + (3n + 4)/2O2 → (n + 2)CO2 + (n + 2)H2O CnH2n + 1OH + 3n/2O2 → nCO2 + (n + 1)H2O  nCO2 = 2.2a + n.2b + (n + 2).2c = 0,3 kết hợp với (II) => nb + nc = 0,07 (III) Bài 17: Hòa tan a g hợp chất hữu B chứa C, H, O chứa loại nhóm chức vào benzen thu hh A, cho hh A tác dụng với Na du thu số mol khí H2 số mol B đem hòa tan Xác định CTPT CTCTcủa B Biết B có tỉ khối so với H2 45 Đáp số: TH1: C4H8(OH)2; TH2: C2O2(OH)2 Bài 18: A, B, C chất khí làm màu nước Brom Khi qua nước brom, A tạo chất khí với số mol nửa số mol A, B tạo thành chất lỏng không trộn lẫn với nước, C tạo chất kết tủa màu vàng, D làm màu nước brom, tạo thành dd suốt Hỏi A, B, C, D chất gì? Hƣớng dẫn: NH3 + 3Br2 → N2 + 6HBr (hoặc NH4Br) - A NH3: - B hiđrocacbon không no như: C2H4 , …… C2H2 ……., C4H2 …… C2H4 + Br2 → BrCH2 – CH2Br Br2 → S↓ + 2HBr - C H2S: H2S + - D SO2: SO2 + 2H2O + Br2 → 2HBr + H2SO4 Bài 19: 1) Dựa vào số electron hóa trị nguyên tử cacbon Hãy chứng minh công thức tổng quát hiđrocacbon là: C nH2n + 2) Dựa vào khái niệm đông đẳng, chứng minh công thức tổng quát đồng đẳng etilen CnH2n - 45 - Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc Hƣớng dẫn 1) n nguyên tử C cần 4ne hóa trị Số e hóa trị C liên kết với là: 2n – Số e hóa trị phải liên kết 2n + Vậy cần 2n + nguyên tử H 2) C2H4 + nCH2 + …     Cn +2H2n +   CxH2x Bài 20: Cho biết hai chất X Y có công thức phân tử chứa nguyên tố C, H, O oxy chiếm 34,783% khối lượng Y dễ bay X a) Tìm công thức X, Y viết công thức cấu tạo chúng b) Viết phương trình phản ứng theo sơ đồ biến hóa sau: A B C C D E t 0c , xtac X   X   X   X   X   X   X  Y Đáp số: C2H6O Bài 21: Đốt cháy hoàn toàn hh A gồm hợp chất hữu no, đơn chức có CTPT cần 5,6 lít oxi Sản phẩm thu 4,48 lít CO 4,48 lít nước Hãy cho biết CTCT chất hữu nói Biết tỷ khối A so với oxi 2,75 khí đo đktc Hƣớng dẫn Khối lượng: mH2O = 4,48.18/22,4 = 3,6g; mCO2 = 4,48.18/22,4 = 8,8g; mO2 = 5,6.32/22,4 = 8g CxHyOz + (x + y/4 – z/2)O2 → xCO2 + y/2H2O (1) Theo định luật bảo toàn khối lượng => mCxHyOz = 12,4 – = 4,4g mà MA = 2,75.32 = 88 = 12x + y +16z (a) => nA = 4,4/88 = 0,05 mol Theo (1); nCO2 = xnA = 4,48/22,4 = 0,2 => x =  nH2O = ynA/2= 0,2 => y = 8, thay x, y vào (a) ta z =  CTPT A là: C4H8O2 CTCT A : CH3CH2CH2COOH; (CH3)2CHCOOH; C2H5COOCH3 HCOOC3H7; HCOOCH(CH3)2 CH3COOC2H5; Bài 22: Đốt cháy hoàn toàn 4,8 g hh A gồm H2 hiđrocacbon X mạch hở, phân tử chứa liên kết ba Dẫn toàn sản phẩm vào bình đựng 2000 ml dd Ca(OH)2 0,1 M Kết thúc thí nghiệm thấy bình có 10g kết tủa Mặt khác 4,8g A phản ứng vừa đủ với 200 ml dd Br2 1M Hãy xác định CTPT CTCT X tính tỷ khối A so với metan? Đáp số: C3H4 - 46 - Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc Bài 23: Hòa tan hoàn toàn 63g hh hai axit CnH2n + 1COOH CmH2m + 1COOH vào dung môi trơ, thu dd X Chia X thành phần nhau, tiến hành thí nghiệm sau: TN1: Cho phần tác dụng với NaOH vừa đủ, thu 27,6 g muối TN2: Thêm ag rượu etylic vào phần cho tác dụng với lượng dư Na TN3: Thêm a g rượu etylic vào phần thứ 3, đun nóng thời gian, sau làm lạnh cho tác dụng với Na dư Thể tích khí H2 bay thí nghiệm nhỏ thí nghiệm 1,68 lít (đktc) Giả thiết hiệu suất phản ứng tạo este axit băng Tính số gam este tạo thành? Đáp số: méte = 14,7 g Bài 24: Hỗn hợp X gồm hai chất hữu A B đơn chức A tác dụng với Na kim loại B đồng thời tác dụng với Na NaOH Nếu lấy 10,6g hh X cho tác dụng hết với Na thu 0,1 mol H2 Nếu đem trung hòa 10,6g hh X cần 0,1 mol NaOH Xác định CT A B Hướng dẫn Theo đầu A ancol đơn chức ROH x mol; B axit đơn chức: R’COOH ymol Các phản ứng: ROH + Na → RONa + 1/2H2 R’COOH + Na → R’COONa (1) + 1/2H2 (2) R’COOH + NaOH → R’COONa + H2O (3) Từ (1,2,3) đầu bài: x + y = 2.0,1 = 0,2 => x = 0,1 mol , y = 0,1 mol => 0,1(R + 17) + 0,1(R’ + 45) = 10,6 => R + R’ = 44 R 15 (CH3 -) 29 (C2H5- ) 43 (C3H7 - ) R’ 29 (C2H5 - ) 15 ( CH3 -) 1(H-) Vậy: ROH CH3OH C2H5OH C3H7OH R’COOH C2H5COOH CH3COOH HCOOH - 47 - Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc Bài 25: Cho hiđrocacbon A, B, C đồng đẳng Ở nhiệt độ thường chúng thể khí Phân tử lượng C gấp đôi phân tử lượng A a) Hỏi A, B, C thuộc dãy đồng đẳng nào? Xác định CTPT A, B, C b) Viết CTCT A, B, C Đáp số: C2H4, C3H6, C4H8 Bài 26: Đốt cháy hoàn toàn 3,24g hh X gồm chất hữu A B khác dãy đồng đẳng, A B nguyên tử cacbon, người ta thu H 2O 9,24g CO2 Biết tỉ khối X hyđro dX/H2 = 13,5 Tìm công thức A, B tính phần trăm khối lượng chất X Đáp số: B : CH4 ; A : C3H6 hay C4H8 Bài 27: Một hh khí gồm H2, olefin đồng đẳng axetilen Cho 135 ml hh khí qua Ni nung nóng sau phản ứng có 60 ml hiđrocacbon no Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn hh khí thu 180 ml khí CO2 Biết thể tích đo điều kiện, xác định công thức hai hiđrocacbon Bài 28: 1) Cho 3,7g rượu no đơn chức X tác dụng với lượng dư Na thu 616ml khí H2 (ở 1atm 27,30c) Xác định công thức phân tử X 2) Cho hh Y gồm 0,05mol rượu no đơn chức 0,1 mol rượu đơn chức chứa nối đôi a) Xác định công thức phân tử rượu, biết đốt cháy hoàn toàn hh Y thu 10,08 lít khí CO2 (đktc) b) Viết công thức cấu tạo đồng phân rượu, từ xác định rượu hh Y, biết chúng không tham gia phản ứng khử nước ( với xúc tác H2SO4 đặc 1800c) Đáp số: 1) CH4O C4H8O; 2) C3H8O C3H6O - 48 - Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc PHẦN KẾT LUẬN I KẾT QUẢ THỰC HIỆN CHUYÊN ĐỀ : Khi áp dụng chuyên đề thu kết khả quan:  Khi chưa áp dụng học sinh gặp nhiều khó khăn giải tập lập công thức hóa học, tập tính toán phức tạp Do đó, số tập học sinh mắc sai lầm đáng tiếc  Khi áp dụng chuyên đề: Học sinh dễ dàng nhận dạng dạng tập lập công thức hóa học hữu Từ học sinh vận dụng phương pháp để giải tập cách dễ dàng khoa học  Cụ thể: Năm học Giải cấp huyện Giải cấp tỉnh 2010 - 2011 - 01 giải - 01 giải - 05 giải nhì - 02 giải nhì - 03 giải ba - 09 giải ba - 06 giải khuyến khích - 04 giải khuyến khích - 05 giải nhì - 06 giải nhì - 05 giải ba - 05 giải ba - 04 giải khuyến khích - 06 giải khuyến khích - 03 giải nhì - 05 giải nhì - 10 giải ba - 09 giải ba - 09 giải khuyến khích - 08 giải khuyến khích 2011 - 2012 2012- 2013 Ghi - 49 - Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc II BÀI HỌC KINH NGHIỆM VÀ Ý NGHĨA THỰC HIỆN CHUYÊN ĐỀ Qua chuyên đề nhận thấy : Để công tác bồi dưỡng học sinh giỏi đạt kết cao giáo viên phải nỗ lực để tìm phương pháp dạy học phù hợp , dễ hiểu Viết dạy học theo chuyên đề Đối với dạng tập hóa học phải dạy học sinh nắm vững phương pháp giải tập Chuyên đề: LẬP CÔNG THỨC HÓA HỌC giúp học sinh chủ động lĩnh hội kiến thức vận dụng nhanh dạng tập nhanh hơn, từ học sinh có vận dụng linh hoạt với phương pháp tập từ dễ đến khó Trong thực tế giảng dạy đội tuyển học sinh giỏi môn hóa nói chung giảng dạy hóa học hữu gặp nhiều khó khăn, nội dung hóa hữu lớp giới thiệu để học sinh làm quen, mức độ kiến thức trừu tượng Trong đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh , đề thi vào trường chuyên đòi hỏi cao Song cố gắng đầu tư hết mức tự học , hỏi đồng nghiệp với mong muốn có kết ngày cao Trên số suy nghĩ phần xác định công thức phân tử hóa hữu vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi cấp tỉnh thi vào lớp 10 trường chuyên Chuyên đề không tránh khỏi hạn chế Tôi mong tham gia đóng góp bạn đồng nghiệp để chuyên đề đạt kết cao mang tính khả thi Yên Lạc, ngày 20 tháng 02 năm 2013 Người viết LÊ SỸ NGUYÊN - 50 - Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc TÀI LIỆU THAM KHẢO Rèn luyện kĩ hóa học – Ngô Ngọc An – NXB giáo dục 400 tập hóa học – Ngô Ngọc An – NXB tổng hợp TP Hồ Chí Minh Bồi dưỡng hóa học THCS – Vũ Anh Tuấn – NXB giáo dục 350 tập hóa học chọn lọc – Đào Hữu Vinh – NXB Hà Nội Tuyển chọn đề thi HSG hóa – Huỳnh Văn Út – NXB tổng hợp TP Hồ Chí Minh Tài liệu luyện thi hóa học – Nguyễn Vân Lưỡng – NXB Đại học QG Tp Hồ Chí Minh Phân loại phương pháp giải toán hóa hữu – Quan Hán Thành – NXB trẻ Tuyển tập toán hóa học – Phạm Văn Hoan – NXB giáo dục Chuyên đề hóa học – Lê Thanh Xuân – NXB giáo dục 10 300 Bài tập hóa hữu – Lê Đăng Khoa – NXB Đại học QG Tp Hồ Chí Minh - 51 - Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc ĐÁNH GIÁ, XẾP LOẠI CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC, SÁNG KIẾN CẤP TRƯỜNG - 52 - Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc ĐÁNH GIÁ, XẾP LOẠI CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC, SÁNG KIẾN CẤP HUYỆN - 53 - Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trƣờng THCS Yên Lạc ĐÁNH GIÁ, XẾP LOẠI CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC, SÁNG KIẾN CẤP TỈNH - 54 - [...]... NHIỀU CHẤT HỮU CƠ TRONG HỖN HỢP: +) Nếu bài toán cho 2 chất hữu cơ A, B đồng đẳng liên tiếp thì: m = n + 1 ( ở đây n, m là số C trong phân tử A, B ) +) Nếu bài cho 2 chất hữu cơ A, B hơn kém nhau k nguyên tử C thì: m = n + k +) Nếu bài cho 2 chất hữu cơ A, B cách nhau k nguyên tử C thì: m = n + (k + 1) +) Nếu bài cho A, B là anken (hay ankin) thì n, m ≥ 2 +) Nếu bài cho A, B là hiđrocacbon ở thể khí trong. .. biện luận suy ra giá trị hợp lý của chúng => C.T.P.T: A, B * Phạm vi áp dụng: Đây là một phương pháp áp dụng ngắn gọn, các bài toán hữu cơ thuộc loại hỗn hợp các đồng đẳng, đặc biệt đồng đẳng liên tiếp Tuy nhiên hoàn toàn có thể áp dụng phương pháp này để giải bài toán hỗn hợp các chất hữu cơ không đồng đẳng cũng rất hiệu qủa Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm hai hợp chất hữu cơ kế tiếp nhau trong một dãy đồng đẳng,... O 2 (đktc) Sản phẩm cháy chỉ gồm CO2 và H2O với số mol bằng nhau a Xác định công thức phân tử các chất trong X và % khối lượng từng chất trong X b Viết CTCT của 2 chất trong X Biết X tác dụng với Na, NaOH Hƣớng dẫn: Đặt CTTQ chung của 2 chất trong X là: C n H2 n => 14 n + 2 – 2k + 16z = 104.2/3 + 2 – 2kOz ta có: (I) Số mol X trong 10,4g là: 10,4.3/208 = 015 mol Phản ứng cháy: C n H2 n => + 2 – 2kOz... là: CH4, C2H4, C3H4, C4H4 Bài 35 Ba chất hữu cơ mạch hở A, B, C có công thức phân tử tương ứng là: C3H6O, C3H4O2, C6H8O2 Chúng có những tính chất sau: - Chỉ A và B tác dụng với Na giải phóng khí H2 - Chỉ B và C tác dụng được với dung dịch NaOH - A tác dụng với B (trong điều kiện xúc tác, nhiệt độ thích hợp) thu được sản phẩm là chất C Hãy cho biết công thức cấu tạo của A, B, C Viết các phương trình phản... 2n+2  n  2  n  1;2 Mà số nguyên tử H là chẵn  n = 2 Vậy CTPT của A là: C4H6O2 Bài 25: Hợp chất hữu cơ A chứa C, H, O trong đó oxi chiếm 37,21% khối lượng Trong A chỉ có một loại nhóm chức Khi cho 1 mol A tác dụng với AgNO 3 trong amoniac thu được 4 mol Ag Xác định CTPT và viết CTCT thu gọn của A Hƣớng dẫn giải - Biện luận theo tính chất: + A có phản ứng tráng bạc, vậy A có nhóm chức –CHO + 1mol...  Công thức của A là C4H8 A kết hợp với hiđro tạo ra hiđrocacbon mạch nhánh A là anken mạch nhánh Bài 8: Hỗn hợp khí A gồm hai anken đồng đẳng liên tiếp Đốt cháy 8,96 lít hỗn hợp khí A (đktc) rồi cho sản phẩm cháy lần lượt đi qua bình 1 đựng P 2O5 và bình 2 đựng KOH rắn, thấy khối lượng bình 1 tăng m gam, còn bình 2 tăng (m + 39) gam Xác định CTPT của hai anken trong hỗn hợp A Hƣớng dẫn giải Đặt công. .. hai muối này là 1 : 1 1) Xác định giá trị của k ( biết k < 3) và tính số mol của hh? 2) Tìm công thức phân tử của hai hiđrocacbon trên , cho biết tỉ lệ số mol của chúng trong hh là 1 : 2 (theo chiều khối lượng phân tử tăng dần ) Hƣớng dẫn: 1) Xác định giá trị của k và số mol hh: Tính số mol H2O và CO2 trong hh sản phẩm sau phản ứng đốt cháy (m là khối lượng của 2 muối) m 9, 0025  400  22,1 100 Ta... n+1 ) 18 = 3,64  n  3, 67 n ... lập công thức hóa học hữu vận dụng tốt học làm tốt lập công thức hóa học Tôi mạnh dạn nghiên cứu, giới thiệu chuyên đề: Lập công thức hóa học, chủ yếu nghiên cứu lập công thức hóa học hợp chất hữu. .. hóa học hợp chất hiđrocacbon dẫn xuất hiđrocacbon, khắc sâu tích chất đặc trưng loại hợp chất hữu Rèn luyện cách viết phương trình hóa học hóa học hữu công thức cấu tạo, để rèn kỹ viết công thức. .. hóa học hóa học trung học sở, chương trình hóa học lớp chương trình đồng tâm với chương trình hóa học THPT Lượng kiến thức hóa học hữu lớp Nhiều tập hay khó, học sinh giỏi có học kiến thức SGK