Chuyên đề bồi dưỡng HSG hóa học lớp 9 có bài tập phân loại chi tiết

Chuyên đề bồi dưỡng HSG hóa học lớp 9 có bài tập phân loại chi tiết Chuyên đề bồi dưỡng HSG hóa học lớp 9 có bài tập phân loại chi tiết Chuyên đề bồi dưỡng HSG hóa học lớp 9 có bài tập phân loại chi tiết Chuyên đề bồi dưỡng HSG hóa học lớp 9 có bài tập phân loại chi tiết Chuyên đề bồi dưỡng HSG hóa học lớp 9 có bài tập phân loại chi tiết Chuyên đề bồi dưỡng HSG hóa học lớp 9 có bài tập phân loại chi tiết Chuyên đề bồi dưỡng HSG hóa học lớp 9 có bài tập phân loại chi tiết

1 Chuyên đề 1: Viết ph-ơng trình hoá học I/ Phản ứng vừa có thay đổi số oxi hoá, vừa thay đổi số oxi hoá 1/ Phản ứng hoá hợp - Đặc điểm phản ứng: Có thể xảy thay đổi số oxi hoá không Ví dụ: Phản ứng có thay đổi số oxi hoá 4Al (r) + 3O2 (k) > 2Al2O3 (r) Phản ứng thay đổi số oxi hoá BaO (r) + H2O (l) > Ba(OH)2 (dd) 2/ Phản ứng phân huỷ - Đặc điểm phản ứng: Có thể xảy thay đổi số oxi hoá không Ví dụ: Phản ứng có thay đổi số oxi hoá 2KClO3 (r) -> 2KCl (r) + 3O2 (k) Phản ứng thay đổi số oxi hoá CaCO3 (r) -> CaO (r) + CO2 (k) II/ Phản ứng có thay đổi số oxi hoá 1/ Phản ứng - Đặc điểm phản ứng: Nguyên tử đơn chất thay hay nhiều nguyên tử nguyên tố hợp chất Ví dụ: Zn (r) + 2HCl (dd) > ZnCl2 (dd) + H2 (k) 2/ Phản ứng oxi hoá - khử - Đặc điểm phản ứng: Xảy đồng thời oxi hoá khử hay xảy đồng thời nh-ờng electron nhận electron Ví dụ: CuO (r) + H2 (k) > Cu (r) + H2O (h) Trong đó: - H2 chất khử (Chất nh-ờng e cho chất khác) - CuO chất oxi hoá (Chất nhận e chất khác) - Từ H2 -> H2O đ-ợc gọi oxi hoá (Sự chiếm oxi chất khác) - Từ CuO > Cu đ-ợc gọi khử (Sự nh-ờng oxi cho chất khác) III/ Phản ứng thay đổi số oxi hoá 1/ Phản ứng axit bazơ - Đặc điểm phản ứng: Sản phẩm thu đ-ợc muối n-ớc Ví dụ: 2NaOH (dd) + H2SO4 (dd) > Na2SO4 (dd) + 2H2O (l) NaOH (dd) + H2SO4 (dd) > NaHSO4 (dd) + H2O (l) Cu(OH)2 (r) + 2HCl (dd) > CuCl2 (dd) + 2H2O (l) Trong đó: Phản ứng trung hoà (2 chất tham gia trạng thái dung dịch) - Đặc điểm phản ứng: tác dụng axit bazơ với l-ợng vừa đủ - Sản phẩm phản ứng muối trung hoà n-ớc Ví dụ: NaOH (dd) + HCl (dd) > NaCl (dd) + H2O (l) 2/ Phản ứng gữa axit muối - Đặc điểm phản ứng: Sản phẩm thu đ-ợc phải có chất không tan chất khí chất điện li yếu Ví dụ: Na2CO3 (r) + 2HCl (dd) > 2NaCl (dd) + H2O (l) + CO2 (k) BaCl2 (dd) + H2SO4 (dd) -> BaSO4 (r) + 2HCl (dd) L-u ý: BaSO4 chất không tan kể môi tr-ờng axit 3/ Phản ứng bazơ muối - Đặc điểm phản ứng: + Chất tham gia phải trạng thái dung dịch (tan đ-ợc n-ớc) + Chất tạo thành (Sản phẩm thu đ-ợc) phải có chất không tan chất khí chất điện li yếu + Chú ý muối kim loại mà oxit hay hiđroxit có tính chất l-ỡng tính phản ứng với dung dịch bazơ mạnh Ví dụ: 2NaOH (dd) + CuCl2 (dd) > 2NaCl (dd) + Cu(OH)2 (r) Ba(OH)2 (dd) + Na2SO4 (dd) -> BaSO4 (r) + 2NaOH (dd) NH4Cl (dd) + NaOH (dd) -> NaCl (dd) + NH3 (k) + H2O (l) AlCl3 (dd) + 3NaOH (dd) > 3NaCl (dd) + Al(OH)3 (r) Al(OH)3 (r) + NaOH (dd) -> NaAlO2 (dd) + H2O (l) 4/ Phản ứng muối với - Đặc điểm phản ứng: + Chất tham gia phải trạng thái dung dịch (tan đ-ợc n-ớc) + Chất tạo thành (Sản phẩm thu đ-ợc) phải có chất không tan chất khí chất điện li yếu Ví dụ: NaCl (dd) + AgNO3 (dd) > AgCl (r) + NaNO3 (dd) BaCl2 (dd) + Na2SO4 (dd) > BaSO4 (r) + 2NaCl (dd) 2FeCl3 (dd) + 3H2O (l) + 3Na2CO3 (dd) > 2Fe(OH)3 (r) + 3CO2 (k) + 6NaCl (dd) Các ph-ơng pháp cân ph-ơng trình phản ứng 1/ Cân ph-ơng trình theo ph-ơng pháp đại số Ví dụ: Cân ph-ơng trình phản ứng P2O5 + H2O -> H3PO4 Đ-a hệ số x, y, z vào ph-ơng trình ta có: - Căn vào số nguyên tử P ta có: 2x = z - Căn vào số nguyên tử O ta có: 5x + y = z (2) - Căn vào số nguyên tử H ta có: 2y = 3z (1) (3) Thay (1) vào (3) ta có: 2y = 3z = 6x => y = 6x = 3x Nếu x = y = z = 2x = 2.1 = => Ph-ơng trình dạng cân nh- sau: P2O5 + 3H2O -> 2H3PO4 Ví dụ: Cân ph-ơng trình phản ứng Al + HNO3 (loãng) > Al(NO3)3 + NO + H2O B-ớc 1: Đặt hệ số ẩn số a, b, c, d tr-ớc chất tham gia chất tạo thành (Nếu chất mà trùng dùng ẩn) Ta có a Al + b HNO3 > a Al(NO3)3 + c NO + b/2 H2O B-ớc 2: Lập ph-ơng trình toán học với loại nguyên tố có thay đổi số nguyên tử vế Ta nhận thấy có N O có thay đổi N: b = 3a + c (I) O: 3b = 9a + c + b/2 (II) B-ớc 3: Giải ph-ơng trình toán học để tìm hệ số Thay (I) vào (II) ta đ-ợc 3(3a + c) = 9a + c + b/2 2c = b/2 > b = 4c -> b = c = Thay vào (I) -> a = B-ớc 4: Thay hệ số vừa tìm đ-ợc vào ph-ơng trình hoàn thành ph-ơng trình Al + HNO3 > Al(NO3)3 + NO + H2O B-ớc 5: Kiểm tra lại ph-ơng trình vừa hoàn thành 2/ Cân theo ph-ơng pháp electron Ví dụ: Cu + HNO3 (đặc) -> Cu(NO3)2 + NO2 + H2O B-ớc 1: Viết PTPƯ để xác định thay đổi số oxi hoá nguyên tố Ban đầu: Cu0 > Cu+ Trong chất sau phản ứng Cu(NO3)2 Ban đầu: N+ (HNO3) > N+ Trong chất sau phản ứng NO2 B-ớc 2: Xác định số oxi hoá nguyên tố thay đổi Cu0 > Cu+ N+ > N+ B-ớc 3: Viết trình oxi hoá trình khử Cu0 2e > Cu+ N+ + 1e > N+ B-ớc 4: Tìm bội chung để cân số oxi hoá Cu0 2e > Cu+ 2 N+ + 1e > N+ B-ớc 5: Đ-a hệ số vào ph-ơng trình, kiểm tra, cân phần không oxi hoá - khử hoàn thành PTHH Cu + 2HNO3 (đặc) -> Cu(NO3)2 + 2NO2 + H2O + 2HNO3 (đặc) -> Cu + 4HNO3 (đặc) -> Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 3/ Cân theo ph-ơng pháp bán phản ứng ( Hay ion electron) Theo ph-ơng pháp b-ớc giống nh- ph-ơng pháp electron B-ớc 3: Viết bán phản ứng oxi hoá bán phản ứng khử theo nguyên tắc: + Các dạng oxi hoá dạng khử chất oxi hoá, chất khử thuộc chất điện li mạnh viết d-ới dạng ion Còn chất điện li yếu, không điện li, chất rắn, chất khí viết d-ới dạng phân tử (hoặc nguyên tử) Đối với bán phản ứng oxi hoá viết số e nhận bên trái bán phản ứng viết số e cho bên phải B-ớc 4: Cân số e cho nhận cộng hai bán phản ứng ta đ-ợc ph-ơng trình phản ứng dạng ion Muốn chuyển ph-ơng trình phản ứng dạng ion thành dạng phân tử ta cộng vế l-ợng t-ơng đ-ơng nh- ion trái dấu (Cation anion) để bù trừ điện tích Chú ý: cân khối l-ợng nửa phản ứng Môi tr-ờng axit trung tính lấy oxi H2O B-ớc 5: Hoàn thành ph-ơng trình Một số phản ứng hoá học thông dụng Cần nắm vững điều kiện để xảy phản ứng trao đổi dung dịch Gồm phản ứng: 1/ Axit + Bazơ Muối + H2O 2/ Axit + Muối Muối + Axít 3/ Dung dịch Muối + Dung dịch Bazơ Muối + Bazơ 4/ Dung dịch Muối tác dụng với Muối Điều kiện để xảy phản ứng trao đổi là: Sản phẩm thu đ-ợc phải có chất không tan chất khí phải có H2O chất tham gia phải theo yêu cầu phản ứng Tính tan số muối bazơ - Hầu hết muối clo rua tan ( trừ muối AgCl , PbCl2 ) - Tất muối nit rat tan - Tất muối kim loại kiềm tan - Hầu hết bazơ không tan ( trừ bazơ kim loại kiềm, Ba(OH)2 Ca(OH)2 tan * Na2CO3 , NaHCO3 ( K2CO3 , KHCO3 ) muối cacbonat Ca, Mg, Ba tác dụng đ-ợc với a xít NaHCO3 + NaHSO4 Na2SO4 + H2O + CO2 Na2CO3 + NaHSO4 Không xảy NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O Không xảy Na2CO3 + NaOH Na2CO3 + H2O + CO2 2NaHCO3 BaCO3 + NaOH + H2O NaHCO3 + Ba(OH)2 Na2CO3 + K2CO3 + 2H2O 2NaHCO3 + 2KOH BaCO3 + 2NaOH Na2CO3 + Ba(OH)2 2BaCO3 + 2H2O Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2 BaCO3 + CaCO3 + 2H2O Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 không xảy NaHCO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl Na2CO3 + BaCl2 không xảy Ba(HCO3)2 + BaCl2 không xảy Ca(HCO3)2 + CaCl2 NaHSO3 + NaHSO4 Na2SO4 + H2O + SO2 Na2SO3 + H2SO4 Na2SO4 + H2O + SO2 2NaHSO3 + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O + 2SO2 Na2SO3 + 2NaHSO4 2Na2SO4 + H2O + SO2 2KOH + 2NaHSO4 Na2SO4 + K2SO4 + H2O (NH4)2CO3 + 2NaHSO4 Na2SO4 + (NH4)2SO4 + H2O + CO2 Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu Cu + Fe SO4 không xảy Cu + Fe2(SO4)3 2FeSO4 + CuSO4 Fe + Fe2(SO4)3 3FeSO4 t 2FeCl2 + Cl2 2FeCl3 Một số PTHH cần l-u ý: Ví dụ: Hoà tan m( gam ) MxOy vào dung dịch axit (HCl, H2SO4, HNO3) Ta có PTHH cân nh- sau: l-u ý 2y/x hoá trị kim loại M MxOy + 2yHCl xMCl2y/x + yH2O 2MxOy + 2yH2SO4 xM2(SO4)2y/x + 2yH2O MxOy + 2yHNO3 + yH2O xM(NO3)2y/x VD: Hoà tan m( gam ) kim loại M vào dung dịch a xit (HCl, H2SO4) Ta có PTHH cân nh- sau: l-u ý x hoá trị kim loại M 2M + 2xHCl + xH2 2MClx áp dụng: Fe + 2HCl + H2 FeCl2 2Al + 2*3 HCl 2AlCl3 + 3H2 2M + xH2SO4 xH2 M2(SO4)x + áp dụng: Fe + H2SO4 + H2 FeSO4 2Al + 3H2SO4 3H2 Al2(SO4)3 + Các phản ứng điều chế số kim loại: Đối với số kim loại nh- Na, K, Ca, Mg dùng ph-ơng pháp điện phân nóng chảy muối Clorua PTHH chung: 2MClx (r ) dpnc 2M(r ) + Cl2( k ) (đối với kim loại hoá trị II nhớ đơn giản phần hệ số) Đối với nhôm dùng ph-ơng pháp điện phân nóng chảy Al2O3, có chất xúc tác Criolit(3NaF.AlF3) , PTHH: 2Al2O3 (r ) dpnc 4Al ( r ) + O2 (k ) Đối với kim loại nh- Fe , Pb , Cu dùng ph-ơng pháp sau: t - Dùng H2: FexOy + yH2 xFe + yH2O ( h ) t - Dùng C: 2FexOy + yC(r ) 2xFe + yCO2 ( k ) t - Dùng CO: FexOy + yCO (k ) xFe + yCO2 ( k ) t - Dùng Al( nhiệt nhôm ): 3FexOy + 2yAl (r ) 3xFe + yAl2O3 ( k ) - PTPƯ nhiệt phân sắt hiđrô xit: t 4xFe(OH)2y/x + (3x 2y) O2 2xFe2O3 + 4y H2O Một số phản ứng nhiệt phân số muối 0 0 1/ Muối nitrat Nếu M kim loại đứng tr-ớc Mg (Theo dãy hoạt động hoá học) 2M(NO3)x 2M(NO2)x + xO2 (Với kim loại hoá trị II nhớ đơn giản phần hệ số ) Nếu M kim loại kể từ Mg đến Cu (Theo dãy hoạt động hoá học) t 4M(NO3)x 2M2Ox + 4xNO2 + xO2 (Với kim loại hoá trị II nhớ đơn giản phần hệ số ) Nếu M kim loại đứng sau Cu (Theo dãy hoạt động hoá học) t 2M(NO3)x 2M + 2NO2 + xO2 (Với kim loại hoá trị II nhớ đơn giản phần hệ số) 2/ Muối cacbonat t - Muối trung hoà: M2(CO3)x (r) M2Ox (r) + xCO2(k) (Với kim loại hoá trị II nhớ đơn giản phần hệ số) t - Muối cacbonat axit: 2M(HCO3)x(r) M2(CO3)x(r) + xH2O( h ) + xCO2(k) (Với kim loại hoá trị II nhớ đơn giản phần hệ số) 3/ Muối amoni t NH4Cl NH3 (k) + HCl ( k ) t NH4HCO3 NH3 (k) + H2O ( h ) + CO2(k) t NH4NO3 N2O (k) + H2O ( h ) t NH4NO2 N2 (k) + 2H2O ( h ) t (NH4)2CO3 2NH3 (k) + H2O ( h ) + CO2(k) t 2(NH4)2SO4 4NH3 (k) + 2H2O ( h ) + 2SO2 ( k ) + O2(k) 0 0 0 0 0 Bài 1: Viết ph-ơng trình hoá học biểu diễn phản ứng hoá học thí nghiệm sau: a) Nhỏ vài giọt axit clohiđric vào đá vôi b) Hoà tan canxi oxit vào n-ớc c) Cho bột điphotpho pentaoxit vào dung dịch kali hiđrôxit d) Nhúng sắt vào dung dịch đồng(II) sunfat e) Cho mẫu nhôm vào dung dịch axit sunfuric loãng f) Nung sắt(III) hiđrôxit ống nghiệm g) Dẫn khí cacbonic vào dung dịch n-ớc vôi đến d- h) Cho natri kim loại vào n-ớc Bài 2: Có bazơ sau: Fe(OH)3, Ca(OH)2, KOH, Mg(OH)2 Hãy cho biết bazơ nào: a) Bị nhiệt phân huỷ? b) Tác dụng đ-ợc với dung dịch H2SO4? c) Đổi màu dung dịch phenolphtalein từ không màu thành màu hồng? Bài 3: Cho chất sau: canxi oxit, khí sunfurơ, axit clohiđric, bari hiđrôxit, magiê cacbonat, bari clorua, điphotpho penta oxit Chất tác dụng đ-ợc với đôi Hãy viết ph-ơng trình hoá học phản ứng H-ớng dẫn: Lập bảng để thấy đ-ợc cặp chất tác dụng đ-ợc với rõ Bài 4: Cho oxit sau: K2O, SO2, BaO, Fe3O4, N2O5 Viết ph-ơng trình hoá học(nếu có) oxit lần l-ợt tác dụng với n-ớc, axit sunfuric, dung dịch kali hiđroxit Bài 5: Cho l-ợng khí CO d- vào ống thuỷ tinh đốt nóng có chứa hỗn hợp bột gồm: CuO, K2O, Fe2O3 (đầu ống thuỷ tinh lại bị hàn kín) Viết tất ph-ơng trình hoá học xảy Bài 6: Nêu t-ợng viết PTHH minh hoạ a/ Cho Na vào dung dịch Al2(SO4)3 b/ Cho K vào dung dịch FeSO4 c/ Hoà tan Fe3O4 vào dung dịch H2SO4 loãng d/ Nung nóng Al với Fe2O3 tạo hỗn hợp Al2O3 FexOy PTHH tổng quát: t 3x Fe2O3 + ( 6x 4y ) Al FexOy + ( 3x 2y ) Al2O3 Bài 7: Cho thí nghiệm MnO2 + HClđ Khí A Na2SO3 + H2SO4 ( l ) Khí B FeS + HCl Khí C NH4HCO3 + NaOHd- Khí D Na2CO3 + H2SO4 ( l ) Khí E a Hoàn thành PTHH xác định khí A, B, C, D, E b Cho A tác dụng C, B tác dụng với dung dịch A, B tác dung với C, A tác dung dịch NaOH điều kiện th-ờng, E tác dụng dung dịch NaOH Viết PTHH xảy Bài 8: Nêu t-ợng xảy ra, giải thích viết PTHH minh hoạ khi: 1/ Sục từ từ đến d- CO2 vào dung dịch n-ớc vôi trong; dung dịch NaAlO2 2/ Cho từ từ dung dịch axit HCl vào dung dịch Na2CO3 3/ Cho Na vào dung dịch MgCl2, NH4Cl 4/ Cho Na vào dung dịch CuSO4, Cu(NO3)2 5/ Cho Ba vào dung dịch Na2CO3, (NH4)2CO3, Na2SO4 6/ Cho Fe vào dung dịch AgNO3 d7/ Cho từ từ đến d- dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3, Al2(SO4)3 8/ Cho Cu ( Fe ) vào dung dịch FeCl3 9/ Cho từ từ đến d- bột Fe vào hỗn hợp dung dịch gồm AgNO3 Cu(NO3)2 10/ Sục từ từ NH3 vào dung dịch AlCl3 Một số ph-ơng pháp giải toán hoá học thông dụng Ph-ơng pháp số học Giải phép tính Hoá học cấp II phổ thông, thông th-ờng sử dụng ph-ơng pháp số học: Đó phép tính dựa vào phụ thuộc tỷ lệ đại l-ợng phép tính phần trăm Cơ sở tính toán Hoá học định luật thành phần không đổi đ-ợc áp dụng cho phép tính theo CTHH định luật bảo toàn khối l-ợng chất áp dụng cho cá phép tính theo PTHH Trong ph-ơng pháp số học ng-ời ta phân biệt số ph-ơng pháp tính sau đây: a Ph-ơng pháp tỉ lệ Điểm chủ yếu ph-ơng pháp lập đ-ợc tỉ lệ thức sau áp dụng cách tính toán theo tính chất tỉ lệ thức tức tính trung tỉ tích ngoại tỉ Thí dụ: Tính khối l-ợng cácbon điôxit CO2 có g cacbon Bài giải CO2 12 (16.2) 44 1mol CO2 = 44g Lập tỉ lệ thức: 44g CO2 có 12g C xg 3g C 44 : x = 12 : => x = 44.3 11 12 Vậy, khối l-ợng cacbon điôxit 11g Thí dụ 2: Có gam đồng điều chế đ-ợc cho t-ơng tác 16g đồng sunfat với l-ợng sắt cần thiết Bài giải Ph-ơng trình Hoá học: CuSO4 + Fe - > FeSO4 + Cu 160g 64g 16g xg => x = 16.64 6,4 g 160 Vậy điều chế đ-ợc 6,4g đồng b Ph-ơng pháp tính theo tỉ số hợp thức Dạng phép tính tính theo PTHH tức tìm khối l-ợng chất tham gia tạo thành phản ứng theo khối l-ợng chất khác Ph-ơng pháp tìm tỉ số hợp thức khối l-ợng chất phản ứng đ-ợc phát biểu nh- sau: Tỉ số khối lượng chất phản ứng Hoá học tỉ số tích khối lượng mol chất với hệ số phương trình phản ứng Có thể biểu thị d-ới dạng toán học nh- sau: m1 m1 n1 m2 m2 n2 Trong đó: m1 m2 khối l-ợng chất, m1, m2 khối l-ợng mol chất n1, n2 hệ số PTHH Vậy tính khối l-ợng chất tham gia phản ứng Hoá học theo khối l-ợng chất khác cần sử dụng tỉ số hợp thức tìm đ-ợc theo PTHH nh- ? Để minh hoạ ta xét số thí dụ sau: Thí dụ 1: Cần Pôtat ăn da cho phản ứng với 10g sắt III clorua ? Bài giải PTHH FeCL3 + 3KOH -> Fe(OH)3 + 3KCL 10g ? Tính tỉ số hợp thức khối l-ợng Kali hiđrôxit sắt II clorua MKOH = (39 + 16 + 1) = 56g M FeCL3 (56 35,5.3) 162,5g m KOH 56.3 168 m Fecl 162,5 162,5 * Tìm khối l-ợng KOH: m KOH 10 g 160 10,3g 162,5 Thí dụ 2: Cần gam sắt III chorua cho t-ơng tác với kalihiđrôxit để thu đ-ợc 2,5g Kaliclorua? Bài giải PTHH FeCl3 + KOH - > Fe(OH)3 + 3KCl Tính tỉ số hợp thức khối l-ợng FeCl3 Kaliclorua M FeCL 162,5g ; MKCL 74,5g m FeCl4 m KCl 162,5 162,5 74,5.3 223,5 * Tính khối l-ợng FeCl3: M FeCL 2,5 162,5 1,86 g 223,5 c Ph-ơng pháp tính theo thừa số hợp thức Hằng số đ-ợc tính từ tỉ lệ hợp thức gọi thừa số hợp thức biểu thị chữ f Thừa số hợp thức đ-ợc tính sẵn có bảng tra cứu chuyên môn Việc tính theo thừa số hợp thức cho kết nh- phép tính theo tỉ số hợp thức nh-ng đ-ợc tính đơn giản nhờ bảng tra cứu có sẵn Thí dụ: Theo thí dụ thừa số hợp thức là: f= 162,5 0,727 223,5 => M FeCL 2,5 f 2,5.0,727 1,86 Vậy, khối l-ợng FeCl3 1,86g Ph-ơng pháp đại số Trong ph-ơng pháp giải toán Hoá học ph-ơng pháp đại số th-ờng đ-ợc sử dụng Ph-ơng pháp có -u điểm tiết kiệm đ-ợc thời gian, giải toán tổng hợp, t-ơng đối khó giải ph-ơng pháp khác Ph-ơng pháp đại số đ-ợc dùng để giải toán Hoá học sau: a Giải toán lập CTHH ph-ơng pháp đại số Thí dụ: Đốt cháy hỗn hợp 300ml hiđrocacbon amoniac oxi có d- Sau cháy hoàn toàn, thể tích khí thu đ-ợc 1250ml Sau làm ng-ng tụ 10 n-ớc, thể tích giảm 550ml Sau cho tác dụng với dung dịch kiềm 250ml có 100ml nitơ Thể tích tất khí đo điều kiện nh- Lập công thức hiđrocacbon Bài giải Khi đốt cháy hỗn hợp hiđrocacbon amoniac oxi phản ứng xảy theo ph-ơng trình sau: 4NH3 + 3O2 -> 2N2 + 6H2O (1) CxHy + (x + y y ) O2 -> xCO2 + H2O (2) Theo kiện toán, sau đốt cháy amoniac tạo thành 100ml nitơ Theo PTHH (1) sau đốt cháy hoàn toàn amoniac ta thu đ-ợc thể tích nitơ nhỏ lần thể tích amoniac hỗn hợp ban đầu, thể tích amonac ch-a có phản ứng 100 = 200ml Do thể tích hiđro cácbon ch-a có phản ứng 300 - 200 = 100ml Sau đốt cháy hỗn hợp tạo thành (550 - 250) = 300ml, cacbonnic (1250 550 - 300) = 400ml n-ớc Từ ta có sơ đồ phản ứng: CxHy + (x + y y ) O2 -> xCO2 + H2O 100ml 300ml 400ml Theo định luật Avogađro, thay tỉ lệ thể tích chất khí tham gia tạo thành phản ứng tỉ lệ số phân tử hay số mol chúng CxHy + 5O2 -> 3CO2 + H2O => x = 3; y = Vậy CTHH hydrocacbon C3H8 b Giải toán tìm thành phần hỗn hợp ph-ơng pháp đại số Thí dụ: Hoà tan n-ớc 0,325g hỗn hợp gồm muối Natriclorua Kaliclorua Thêm vào dung dịch dung dịch bạc Nitrat lấy d- - Kết tủa bạc clorua thu đ-ợc có khối l-ợng 0,717g Tính thành phần phần trăm chất hỗn hợp Bài giải Gọi MNaCl x mKcl y ta có ph-ơng trình đại số: x + y = 0,35 (1) PTHH: NaCl + AgNO3 -> AgCl + NaNO3 KCl + AgNO3 -> AgCl + KNO3 Dựa vào PTHH ta tìm đ-ợc khối l-ợng AgCl phản ứng: mAgCl = x mAgCl = y M AgCl M NaCl M AgCl M kcl =x 143 = x 2,444 58,5 =y 143 = y 1,919 74,5 => mAgCl = 2,444x + 1,919y = 0,717 x y 0,325 Từ (1) (2) => hệ ph-ơng trình 2,444 x 1,919 y 0,717 Giải hệ ph-ơng trình ta đ-ợc: x = 0,178 y = 0,147 (2) 124 n 0,5 n5 n 0,6 Vậy hiđrô bon cần tìm có công thức hoá học C5H12 Do đó; Bài 6: Cho biết X chứa nguyên tố số nguyên tố C; H; O 1/ Trộn 2,688lít CH4 (đktc) với 5,376lít khí X (đktc) thu đ-ợc hỗn hợp khí Y có khối l-ợng 9,12g Tính khối l-ợng phân tử X 2/ Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợpY Cho sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch chứa 0,48 mol Ba(OH)2 thấy tạo 70,92g kết tủa Xác định CTPT viết CTCT X H-ớng dẫn: 1/ Số mol chất = nx = 2,688 = 0,12 mol 22,4 5,376 = 0,24 mol 22,4 mx = 9,12 0,12 16 = 7,2 => Mx = 7, = 30 0,24 2/ Các PTHH xảy gồm: CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O CxHyOz + (x + (1) z y y - )O2 -> xCO2 + H2O 2 (2) CO2 + Ba(OH)2 -> BaCO3 + H2O CO2d- + H2O + BaCO3 -> Ba(HCO3)2 Xảy tr-ờng hợp: a, Tr-ờng hợp 1: CO2 thiếu -> PTHH(4) nCO2 = nBaCO3 = (3) (4) 70,92 = 0,36 mol 197 l-ợng CO2 CH4 tạo theo PT (1) = nCH = 0,12 mol Do l-ợng CO2 X tạo = 0,36 - 0,12 = 0,24 mol Nh- số nguyên tử C X = 12 + y + 16z = 30 hay y + 16z = 18 Cặp nghiệm z = y = => CTPT CH2O CTCT H - C O H b, Tr-ờng hợp 2: CO2 d- có PTHH (4) Lúc n CO2 = 0,48 + ( 0,48 - 0,36 ) = 0,6 mol đủ dnCO X tạo = 0,6 - 0,12 = 0,48 mol -> nguyên tử C X = ta có 0,48 =2 0,24 12 + y + 16z = 30 24 + y + 16z = 30 y + 16z = Cặp nghiệm z = ; y = H H CTPT C2H6 CTCT H-C-C-H 0,24 =1 0,24 125 H H Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp khí gồm hidrocacbon có công thức tổng quát CnH2n C mH2m + (4 m 1); (4 n 2) cần dùng 35,2g khí O2 Sau phản ứng thu đ-ợc 14,4g H2O l-ợng khí CO2 tích thể tích hỗn hợp khí ban đầu a Tính % thể tích hỗn hợp khí ban đầu b Xác định CTPT CTCT thể có hidrocacbonat nói 35,2 =1,1 mol 32 14,4 n H 2O = = 0,8 mol 18 n O2 = Gọi a, b lần l-ợt số mol hiđrocacbon CnH2n CmH2m + Ta có PTHH 3n O2 n CO2 + n H2O 3na a na na (3m + 1)O CmH2m + + m CO2 + (m +1)H2O 3m 1) b ( ) b mb (m+1)b 2) 3na (3m 1) n O2 = + b = 1,1 (1) 2 n H O = na + (m+1)b = 0,8 (2) n CO2 = na + mb = (a+b) (3) CnH2n + Giải hệ PT ta đ-ợc a = 0,2 b = 0,1 % CnH2n =0,2/0,3 x 100% 66,7% a % CmH2m + = 100% - 66,7% = 33,3 % ( a +b) 0,2n + 0,1m = x 0,3 b na + mb = 2n + m = n m Các hiđrocacbon có CT: C2H4 C3H8 C3H6 CH4 Bài 8: Cho hỗn hợp A gồm C2H4 C2H2 Lấy 2,96g hỗn hợp A đem đốt cháy hoàn toàn thu đ-ợc m1g CO2 m2g H2O Lấy 0,616 lít A(đktc) cho phản ứng với l-ợng dn-ớc Brôm thấy có 6,8g Br2 tham gia phản ứng (phản ứng xảy hoàn toàn) 126 a, Viết PTPƯ b, Tính % theo khối l-ợng theo thể tích hiđrocacbon A c, Tính m1 m2 a) (1 điểm) C2H4 + O2 2CO2 + 2H2O (1) C2H2 + O2 2CO2 + H2O (2) C2H4 + Br2 C2H4Br2 C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 b) n hỗn hợp A = (3) (4) 0,616 6,8 = 0,0275mol n Br = = 0,0425mol 22,4 160 Gọi số mol C2H4 a mol C2H2 b mol Theo PT (3) (4) ta có hệ PT: { a + b = 0,0275 a = 0,0125mol { a + 2b = 0,0425 b = 0,015mol m C H 0,0275 mol hỗn hợp : 0,0125.28 = 0,35 g m C H 0,0275 mol hỗn hợp : 0,015.26 = 0,39g Tổng khối l-ợng = 0,35 + 0,39 = 0,74 g Tỷ lệ 2,96g : 0,616 lít = 2,96 : 0,74 = 4:1 Số mol C2H4 C2H2 2,96 g hỗn hợp là: n C H = 0,0125.4 = 0,05mol n C H = 0,015.4 = 0,06mol % C2H4 theo V bằng: 0,05 100% = 45,45% 0,11 % C2H2 theo V 100%- 45,45% = 54,55% % C2H4 theo m 0,05.28 100% = 47,3% 2,96 % C2H2 theo m 100%- 47,3%= 52,7% c, Tính m1, m2 Theo PT (1) (2): n CO2 = 2n C H + 2n C H = 0,1 + 0,12 = 0,22 (mol) m1 = 0,22.44= 9,68(g) n H O = 2n C H + 2n C H = 2.0,05 + 0,06 = 0,16 (mol) m2 = 0,16.18 = 2,88(g) Bài 9: Cho 3,36 lít hỗn hợp khí A (ĐKTC) gồm hiđro cacbon X có công thức CnH2n + hiđro cacbon Y (công thức CmH2m) qua bình n-ớc Brom d- thấy có gam brom tham gia phản ứng Biết 6,72 lít hổn hợp A nặng 13 gam, n m thoả mản điều kiện: n; m Tìm công thức phân tử hiđro cacbon X; Y H-ớng dẫn: 127 Cho hổn hợp khí qua dd n-ớc brom X: CnH2n + + Br2 Không phản ứng Y: CmH2m + Br2 CmH2mBr2 Gọi số mol X, Y hỗn hợp lần l-ợt a b ta có: a + b = 3,36 = 0,15 (mol) 22,4 nY = nBrom = b = = 0,05 (mol 160 a = 0,1 mol Theo khối l-ợng hỗn hợp: (14n + 2)0,1 + 14m 0,05 = 13 3,36 = 6,5 6,72 Rút gọn: 2n + m = Vì cần thoả mản điều kiện n; m ( m, n nguyên d-ơng) Chỉ hợp lí n = m = Vậy công thức phân thức phân tử X C3H8; Y C3H6 Bài 10: Một hỗn hợp gồm khí Metan, Etilen tích lít đ-ợc trộn lẫn với lít khí Hiđro nung đến 2500C có bột kền xúc tác phản ứng kết thúc Sau trở lại điều kiện lúc đầu Về nhiệt độ áp suất thể tích tổng cộng lại lít đ-ợc dẫn qua dung dịch n-ớc Brom Hỏi 1) Dung dịch Brom có bị màu không ? 2) Tính thành phần % theo thể tích CH4 C2H4 hỗn hợp lúc đầu 3) Nếu thay C2H4 thể tích C2H2 sau phản ứng thể tích tổng cộng ? H-ớng dẫn: a) Khi trộn hỗn hợp khí CH4; C2H4 với khí H2 đến phản ứng kết thúc có nghĩa phản ứng xảy hoàn toàn có C2H4 phản ứng với H2 PTHH : C2H4+ H2 Ni C2H6 t0 Theo phản ứng ta có n C2H4 = nH2 Mà theo : nC2H4 < nH2 nên sau phản ứng có H2 (d-) CH4 ; C2H6 chất không phản ứng với dd Brom Nên Brom không màu b) Theo phản ứng : Vh hợp giảm = VC2H4 phản ứng => VC2H4 = + - = (lít) % C2H4 100% 40% % CH4 = 100% - 40% = 60% c) Nếu thay C2H4 + 2H2 Ni C2H6 Theo PTHH : t0 128 VH2 = 2VC2H2 = 2.2 = (l) => VH2 (d-) = - = (lít) Vhh = +2 + = (lít) Bài 11: Hợp chất hữu A chứa hai nguyên tố X Y Đốt cháy hoàn toàn m gam A thu đ-ợc m gam H2O A có phân tử khối khoảng 150 < M < 170 a X Y nguyên tố gì? b Xác định công thức đơn giản (công thức tỉ lệ số nguyên tử nguyên tố tối giản) công thức phân tử A H-ớng dẫn: - Nêu đ-ợc A hợp chất hữu nên X Y phải có nguyên tố C Mặt khác đốt A thu đ-ợc H2O Vậy X Y C H - Viết đ-ợc ph-ơng trình tổng quát: y y H2O y a a y - Lập đ-ợc hệ thức a(mol) CxHy => a(mol) H2O m m Mà MA = MH O = = 18 => a.MA = 9.a.y => MA = 9y y a a CxHy + (x + )O2 xCO2 + Vì 150 < M < 170 nên 16 < y < 19 Ta có: y 16 17 M 145 156 18 16 19 171 Vì M = 156, y = 17 x = 11,5 (loại) Vậy có y = 18, x = 12 M = 162 phù hợp Công thức phân tử A là: C12H18 Công thức đơn giản là: (C2H3)n A 129 Bài 12: Hỗn hợp khí B chứa mêtan axetilen Cho biết 44,8 lít hỗn hợp B nặng 47g Tính % thể tích khí B Đốt cháy hoàn toàn 8,96 lít hồn hợp B cho tất sản phẩm hấp thụ vào 200ml dung dịch NaOH 20% (D = 1,2 g/ml) Tính nồng độ % chất tan dung dịch NaOH sau hấp thụ sản phẩm cháy Trộn V lít hỗn hợp B với V' Hiđrôcacbon X (chất khí) ta thu đ-ợc hỗn hợp khí D nặng 271g, trộn V' lít hỗn hợp khí B với Vlít Hiđrocacbon X ta thu đ-ợc hỗn hợp khí E nặng 206g Biết V' - V = 44,8 lít Hãy xác định công thức phân tử Hiđrocacbon X Các thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn H-ớng dẫn: Gọi n số mol C2H2 mol hỗn hợp B ta có ph-ơng trình khối l-ợng mol: MB = 26n +16 (1 - n) = 47/2 = 23,5 => n = 0,75 tức axetilen= 75%, mêtan = 25% Các ph-ơng trình: 2C2H2 + 5O2 4CO2+2H2O (1) CH4+ 2O2 CO2+2H2O (2) Tính nB = 0,4 mol , có 0,3mol C2H2 0,1mol CH4 Theo phản ứng : 1;2: Tổng mol CO2 = 0,3 x + 0,1 x = 0,7 mol Tổng mol H2O = 0,3 x + 0,1 x = 0,5 mol Số mol NaOH = 200x ,2 x 20 /100x40 = 1,2mol Vì: số mol CO2< số mol NaOH < x số mol CO2 Do tạo thành muối : CO2+ 2NaOH Na2CO3 + H2O (3) CO2 +NaOH NaHCO3 (4) Gọi a, b lần l-ợt số mol Na2CO3 NaHCO3 Ta có: a + b = 0,7 => a = 0,5mol Na2CO3 2a +b = 1,2 b = 0,2mol NaHCO3 Khối l-ợng dung dịch NaOH sau hấp thụ CO2 vàH2O là: 200x 1,2+ 0,7 x 44 + 0,5 x 18 = 279,8 g Vậy % N2CO3 =106 x 0,5 x 100/279,8 = 18,94% % NaHCO3 = 84 x 0,2 x 100/279,8 = 6% 3- Ta có ph-ơng trình hỗn hợp D E: V 23,5 + V' M = 271 (a) 22,4 22,4 V' 23,5 + V M = 206 (b) 22,4 22,4 Mặt khác: V' - V = 44,8 lít (c) Trong đó: M khối l-ợng phân tử HiđrocacbonX Từ (a), (b) (c) giải ta đ-ợc M = 56 Gọi công thức X CXHY ta có: 12 x + y = 56 Suy công thức X C4H8 Bài 13: Hỗn hợp X (đktc) gồm ankan anken Cho 3,36 (l) hỗn hợp X qua bình n-ớc Brom d- thấy có 8(g) Brôm tham gia phản ứng Biết 6,72 (l) hỗn hợp X nặng 13(g) 130 1, Tìm công thức phân tử ankan anken, biết số nguyên tử cacbon phân tử không 2, Đốt cháy hoàn toàn 3,36 (l) hỗn hợp X cho tất sản phẩm cháy hấp thụ vào dung dịch NaOH (d-), sau thêm BaCl2 d- thu đ-ợc (g) chất kết tủa? H-ớng dẫn: Đặt CTPT X, Y lần l-ợt CnH2n + CmH2m Điều kiện: n m ( m, n nguyên d-ơng) Cho hổn hợp khí qua dd n-ớc brom X: CnH2n + + Br2 Không phản ứng Y: CmH2m + Br2 CmH2mBr2 Gọi số mol X, Y hỗn hợp lần l-ợt a b ta có: a + b = 3,36 = 0,15 (mol) 22,4 nY = nBrom = b = = 0,05 (mol 160 a = 0,1 mol Theo khối l-ợng hỗn hợp: (14n + 2)0,1 + 14m 0,05 = 13 3,36 = 6,5 6,72 Rút gọn: 2n + m = Vì cần thoả mãn điều kiện: n m ( m, n nguyên d-ơng) Chỉ hợp lí n = m = Vậy công thức phân thức phân tử X C3H8; Y C3H6 2/ Ta có PTHH xảy ra: C3H8 + 5O2 > 3CO2 + 4H2O 0,1 0,3 mol 2C3H6 + 9O2 -> 6CO2 + 6H2O 0,05 0,15 mol CO2 + 2NaOH -> Na2CO3 + H2O 0,45 0,9 0,45 mol BaCl2 + Na2CO3 > BaCO3 + 2NaCl 0,45 0,45 -> 0,45 mol mrắn = 0,45 197 = 88,65g Chuyên đề 19: R-ợu Công thức phân tử tổng quát công thức phân tử chất t-ơng đ-ơng với hỗn hợp r-ợu Công thức chất R-ợu no: CnH2n + 2Ox x n ; n, x N* Công thức chất t-ơng đ-ơng C n H2 n + 2O x x < n 131 R-ợu no đơn chức: CnH2n + 2O C n H2 n n >1 R-ợu ch-a no no, mạch hở, có k nối C n H2 n đơn chức n >3 CnH2n + 2kO n 3, n, k N* Các phản ứng r-ợu: + O + 2- k O - Phản ứng với kim loại kiềm: 2R(OH)n + 2nM > 2R(OM)n + nH2 2R-OH + 2M > 2R-OM + H2 R(OH)n : R-ợu n chức, R-OH: R-ợu đơn chức - Phản ứng với axit: R-OH + H-Br -> R-Br + H2O - Phản ứng tách n-ớc: CnH2n + 1-OH -> CnH2n + H2O - Phản ứng ete hoá r-ợu đơn chức, ta có: Số mol ete = 1/2 số mol r-ợu tham gia phản ứng Hỗn hợp r-ợu bị ete háo tạo ete - Phản ứng cháy r-ợu no hay ete no C n H2 n + 2O x + (3 n + - x )/2 > n CO2 + ( n + 1)H2O xmol n xmol ( n + 1)x mol Hệ quả: R-ợu no hay ete no cháy > số mol H2O > số mol CO2 Và số mol r-ợu no hay ete no tham gia phản ứng = số mol H2O số mol CO2 Bài tập áp dụng: Bài 1: Đốt cháy 3,075 gam hỗn hợp r-ợu no đơn chức dãy đồng đẳng Sản phẩm thu đ-ợc lần l-ợt cho qua bình đựng H2SO4 đặc bình đựng KOH rắn Tính khối l-ợng bình tăng lên, biết cho l-ợng r-ợu tác dụng với Na thấy thoát 0,672 lít H2 (đktc) Lập công thức phân tử r-ợu Bài giải Gọi n số nguyên tử cacbon trung bình r-ợu Ta có CTPT t-ơng đ-ơng r-ợu C n H2 n + 1OH Phản ứng đốt cháy: C n H2 n + 1OH + 3n t0 O2 n CO2 + ( n + 1) H2O (1) Khi cho sản phẩm thu đ-ợc qua bình đựng H2SO4 H2O bị hấp thụ qua bình đựng KOH CO2 bị giữ lại theo ph-ơng trình (2) K2CO3 + H2O CO2 + 2KOH Phản ứng r-ợu tác dụng với Na 2C n H2 n + 1ONa + H2 (3) 2C n H2 n + 1OH + 2Na Theo (3) số mol hỗn hợp r-ợu nhh = 2.nH = 0,672 = 0,06 (mol) 22,4 132 M hh = 3,075 = 51,25 = 14 n + 18 0,06 n = 2,375 Vì r-ợu nên suy ra: C2H5OH C3H7OH Theo (1) ta có: Khối l-ợng bình tăng = mH O = 0,06(2,375 + 1).18 = 3,645 g Khối l-ợng bình tăng = mCO = 0,06 2,375 44 = 6,27 g Bài 2: A hỗn hợp gồm r-ợu Etylic axit hữu có dạng CnH2n+1COOH Cn+1H2n+3COOH Cho 1/2 hỗn hợp A tác dụng hết với Na thoát 3,92 lít H2 (đktc) Đốt 1/2 hỗn hợp A cháy hoàn toàn, sản phẩm cháy đ-ợc hấp thụ hết vào dung dịch Ba(OH)2 d- có 147,75g kết tủa khối l-ợng bình Ba(OH)2 tăng 50,1 g a, Tìm công thức axit b, Tìm thành phần hỗn hợp A nH = 3,92 = 0,175 (mol) 22,4 PT phản ứng: 2C2H5OH + 2Na 2C2H5ONa + H2 (1) 2CnH2n+1 COOH +2Na 2CnH 2n+1COONa + H2 (2) 2Cn+1H2n+3 COOH +2Na 2Cn+1H2n+3COONa + H2 (3) Biện luận theo trị số trung bình Tổng số mol chất 1/2 hỗn hợp = 0,175.2= 0,35 (mol) t0 C2H6O + 3O2 2CO2 + 3H2O (4) t0 3x O2 xCO2 + xH2O (5) 147,75 Chất kết tủa BaCO3 nBaCO3 = = 0,75 (mol) 197 PT: CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (6) CxH2xO2 + Theo PT (6) ta có: nCO2 = nBaCO3 = 0,75 (mol) mCO2 = 0,75 x44 = 33(g) mH2O = m tăng - mCO2 mH2O = 50,1 - 33 = 17,1 (g) nH2O = 17,1 = 0,95 (mol) 18 Từ PT (4) ta thấy ngay: Số mol r-ợu C2H5OH = 0,95 - 0,75 = 0,2 ( mol) Theo PT (4) ta thấy số mol CO2 tạo nCO2 = 2.nC2H5OH = 2.0,2 = 0,4 (mol) Suy ra: a xít cháy tạo 0,75 - 0,4 = 0,35 (mol CO2) Từ PT (4) ta thấy nH2O = 3.nC2H5OH = 3.0,2 = 0,6 (mol) Suy axit cháy tạo ra: 0,95 - 0,6 = 0,35 mol H2O Với số mol 2axit = 0,35 - 0,2 = 0,15 x = 0,35 : 0,15 = 2,33 (x số mol trung bình n+1 n+2) axit CH3COOH C2H5COOH 133 Gọi số mol CH3COOH, C2H5COOH 1/2 A a, b Theo ph-ơng trình đốt cháy ta có: Số mol axit = 0,15mol = a + b nCO2 sinh = 2a + b = 0,35 Giải ta có: a = 0,1; b = 0,05 Vậy hỗn hợp có 0,2 mol CH3COOH 12 g 0,10 mol C2H5COOH 7,4g Bài 3: Hỗn hợp A gồm 0,1 mol R-ợu Etylic a mol R-ợu X có công thức là: CnH2n(OH)2 Chia A thành phần Phần cho tác dụng hết với Na thấy bay 2,8lít khí Hiđrô (ở ĐKTC) Phần thứ đem đốt cháy hoàn toàn thu đ-ợc 8,96 lít khí CO2 (ở ĐKTC) b g n-ớc a/ Tìm giá trị a, b? b/ Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo X, biết nguyên tử C liên kết đ-ợc với nhóm OH? H-ớng dẫn: Các phản ứng xảy 2C2H5OH + 2Na (1) 2C2H5ONa + H2 CnH2n(OH)2 + Na CnH2n(ONa)2 + H2 (2) to C2H5OH + O2 CO2 + H2O (3) CnH2n(OH)2 + 3n O2 to n CO2 + (n+1) H2O (4) Theo phản ứng (1), (2) ta có: n H2 = 0,1 a 2,8 + = = 0,125 (mol) a = 0,2 mol 2,2 22,4 Theo phản ứng (3), (4): n CO2 = 0,1 0,2 8,96 2+ n = = 0,4 (mol) n = 2 22,4 Theo phản ứng (3), (4): n H2O = 0,1 0,2 + = 0,55 (mol) 2 m H2O = b = 0,55 18 = 9,9g Công thức phân tử X là: C3H8O2 hay C3H6(OH)2 Công thức cấu tạo hợp chất là: CH2 - CH - CH3 CH2 - CH2 - CH2 OH OH OH OH Bài : Đốt cháy hoàn toàn 23g r-ợu no đơn chức A, thu đ-ợc 44g CO2 27g H2O a/ Xác định CTPT, CTCT A 134 b/ Hỗn hợp X gồm A B đồng đẳng Cho 18,8g hỗn hợp X tác dụng với Na d-, thu đ-ợc 5,6 lit H2 (đktc) Xác định CTPT, CTCT A, B tính thành phần % theo khối l-ợng A, B X c/ Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X cho toàn sản phẩm qua bình đựng dung dịch Ca(OH)2 d-, thu đ-ợc 35g kết tủa Tính khối l-ợng hỗn hợp X đem đốt cháy H-ớng dẫn : a/ Số mol CO2 = mol số mol H2O = 1,5 mol Nhận thấy số mol H2O > số mol CO2 -> R-ợu A r-ợu no nH O : nCO = n = 1,5 > n = CTPT A C2H6O CTCT CH3 CH2 OH n b/ Gọi CTPT TB A B C n H2 n + 1OH, a số mol r-ợu t-ơng đ-ơng m = (14 n + 18)a = 18,8 (*) 2C n H2 n + 1OH + 2Na > 2C n H2 n + 1ONa + H2 a(mol) a/2(mol) Số mol H2 = a/2 = 5,6/22,4 = 0,25 > a = 0,5 mol Thay a = 0,5 vào (*) > n = 1,4 Vậy n < n < n + (n nguyên d-ơng n 1) Vậy r-ợu B có nguyên tử C, B CH3 OH Đặt số mol CH3 OH x, số mol CH3 CH2 OH y x + y = a = 0,5 32x + 46y = 18,8 Giải ph-ơng trình ta đ-ợc: x = 0,3 y = 0,2 -> mCH OH = 0,3 32 = 9,6g -> % mCH OH = 51,06% % mCH - CH - OH = 48,94% c/ 2C n H2 n + 1OH + n O2 > n CO2 + 2( n + 1) H2O a mol n a mol CO2 + Ca(OH)2 > CaCO3 + H2O n a mol n a mol Số mol CaCO3 = n a = 35 : 100 = 0,35 mol > a = 0,35 : n = 0,35 : 1,4 = 0,25 Ta có: mX = (14 n + 18)a = 14 n a + 18a = 14.0,35 + 18.0,25 = 9,4g Bài 5: - Trong bình kín 150 0C chứa hỗn hợp khí gồm thể tích axetilen thể tích oxi Đốt cháy axetilen khí oxi bình Sau phản ứng kết thúc đ-a bình nhiệt độ ban đầu áp suất bình thay đổi nh- nào? - Trộn 12,4 g hỗn hợp hai r-ợu CH3OH C2H5OH với g axit CxHyCOOH đem đốt thu đ-ợc 13,44 l khí CO2 (ĐKTC) Nếu đem g oxit trung hoà dung dịch KOH 0,5 M cần 100 ml DD KOH a Tìm CTHH axit b Tính % khối l-ợng hỗn hợp r-ợu ban đầu c Viết PTHH phản ứng Este hoá chất H-ớng dẫn: - 1500C n-ớc thể Gọi V thể tích C2H2 VO = 2V Thể tích hỗn hợp C2H2 O2 bình 3V PTHH: 135 2C2H2(k) + 5O2(k) 4CO2(k) mol mol mol Vl 2,5 V l 2Vl xl Vl yl x= V y= V z = + 2H2O(h) mol Vl zl V 5 13 Vhh sau phản ứng = ( V + V + V ) = V 5 5 VC H d- = V - V = V Gọi áp suất bình lúc đầu 100% áp suất bình sau phản ứng a % áp dụng công thức 100 Ta có: a = Pd n V = d = d Ps ns Vs 13 = 86,7 (%) Vậy áp suất khí bình giảm là: 100 % - 86,7 % = 13,3 % a- Tìm CTHH axit: nKOH = 0,5 0,1 = 0,05 (mol) PTHH: CxHyCOOH (dd) + KOH (dd) CxHyCOOK (dd) + H2O (l) 0,05 mol 0,05 mol MC x H y COOH = = 60 0,05 12 x + y + 45 = 60 12x + y = 15 x = y = > CTHH axit là: CH3COOH b Tính phần khối l-ợng hỗn hợp r-ợu ban đầu: Nco = 13,44 = 0,6 (mol) 22,4 Gọi x, y lần l-ợt số mol CH3OH C2H5OH hỗn hợp (x, y > 0) PTHH: Đốt cháy hỗn hợp 2CH3OH (l) + 3O2 (k) 2CO2(k) + 4H2O (h) x mol x mol C2H5OH (l) + 3O2 (k) CO2 (k) + 3H2O (h) y mol 2y mol CH3COOH (l) + 2O2 (k) CO2 (k) + 2H2O (h) 0,05 mol 0,1 mol Tổng số mol CO2: 2y + x + 0,1 = 0,6 2y + x = 0,5 Khối l-ợng hỗn hợp hai r-ợu 12,4 gam 46 y + 32 x = 12,4 suy x = 0,1 mol y = 0,2 mol % CH3OH = 0,1.32 100% 12,4 25,8 % 136 % C2H5OH = 100% - 25,8 % = 74,2% c Phản ứng ESTE hoá: H2SO4(đặc), t0 CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l) H2SO4(đặc), t CH3COOH (l) + CH3OH (l) CH3COOCH3 (l) + H2O (l) Chuyên đề 20: axit este Công thức phân tử tổng quát axit este đa chức no, mạch hở CnH2n + 2kO2k với k: nhóm chức COOH hay C O H n, k thuộc N* = 1, 2, O Hỗn hợp: C n H2 n + - k O2 k với n , k > k = 1: -> este axit đơn chức no có công thức phân tử là: CnH2nO2 với axit n este n Hỗn hợp: C n H2 n O2 với axit n > este n > - Nếu hai gốc r-ợu axit đơn chức este mạch hở Nếu r-ợu axit đa chức este mạch vòng - Axit este tác dụng với dung dịch kiềm gọi chung phản ứng xà phòng hoá, tạo muối kiềm axit hữu RCOOH R C O R/ RCOOM + H2O + MOH > RCOOM + R/OH O - Este có phản ứng thuỷ phân môi tr-ờng axit H2SO4 tạo r-ợu axit - Phản ứng cháy axit este đơn chức no tạo CO2 H2O có số mol - Tổng quát, chất có công thức phân tử CnH2nOx mạch hở CnH2nOx có nối công thức cấu tạo cháy tạo CO2 H2O có số mol Bài toán áp dụng: Bài 1: Đốt cháy 3(g) hợp chất hữu A không khí thu đ-ợc 4,4g CO2 1,8g H2O a Xác định CTPT hợp chất hữu A Biết tỷ khối A so với H2 30 Viết CTCT có A b Nếu đem toàn l-ợng khí CO2 tác dụng với 100 ml dd NaOH 1,5M thu đ-ợc muối gì? Tính khối l-ợng muối H-ớng dẫn; 137 a.Vì đốt cháy hợp chất hữu A thu đ-ợc CO2 H2O nên chắn A phải chứa hai nguyên tố C H có O Số mol sản phẩm 4,4 0,1mol => nC nCO2 0,1mol => mC 0,1.12 1,2 g 44 1,8 n H 2O 0,1mol n H 2n H 2O 0,2mol mH 0,2.1 0,2 g 18 Ta có: mC mH 2,4 0,2 2,6( g ) m A g nCO2 Do A phải chứa nguyên tố O mO m A (mC mH ) (1,2 0,2) 1,6( g ) 1,6 nO 0,1(mol ) 16 Tỉ lệ : nC : nH : nO 0,1 : 0,2 : 0,1 : : Công thức đơn giản A CH2O Đặt công thức tổng quát A ( CH2O)n có mA =30n Theo công thức dA/ H = 30.2 = 60 =>30n = 60 => n = Vậy công thức phân tử A C2H4O2 b nNaOH 0,1.1,5 0,15mol Ph-ơng trình phản ứng: CO2 + NaOH NaHCO3 Tr-ớc phản ứng: 0,1 0,15 Phản ứng: 0,1 0,1 Sau phản ứng : 0,05 0,1 Tiếp tục có phản ứng: NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O Tr-ớc phản ứng: 0,1 0,05 0,05 0,05 Sau phản ứng 0,05 0,05 Ta thu đ-ợc muối: NaHCO3 Na2CO3 có khối l-ợng là: m NaHCO3 0,05.84 4,2 g m Na2CO3 0,05.106 5,3g Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 4,4g hợp chất hữu Y chứa C, H, O cần vừa đủ 5,6 lít khí Ôxi (ĐKTC), thu đ-ợc khí CO2 n-ớc với thể tích a) Xác định công thức phân tử Y, biết khối l-ợng phân tử Y 88 đvc b) Cho 4,4gam Y tác dụng hoàn toàn với l-ợng vừa đủ dung dịch NaOH sau làm bay hổn hợp thu đ-ợc m1 gam r-ợu đơn chức m2 gam muối A xit hữu đơn chức Số nguyên tử bon r-ợu A xít thu đ-ợc Hãy xác định công thức cấu tạo tên gọi Y Tính l-ợng m1 m2 H-ớng dẫn: a/ Gọi công thức phân tử chất Y CxHyOz Phản ứng đốt cháy Y: y z CxHyOz + (x+ - )O2 (0.05mol) Tính nY= 0.25mol 4.4 0.5mol 88 nCO2=0.05x t0 ; ; xCO2+ 0.05x 5.6 0.25(mol) 22.4 y nH2O=0.05 nO2= y H2O y 0.05 (1) 138 Vì thể tích CO2bằng thể tích n-ớc, ta có: y y=2x (2) z y nO2=(x+ )0.05=0.25 (3) 0.05x = 0.05 Thay (2) vào (3) ta có: 3x -z=10 (4) Khối l-ợng phân tử Y=12x+y+16z =88 (5) Từ ph-ơng trình (2,3,4,5) ta có: x = ; y = 8; z = Vậy công thức phân tử Y là: C4H8O2 b/ Phản ứng với NaOH Vì Y(C4H8O2) + NaOH R-ợu (m1gam) + muối(m2gam) nên Y phải este số nguyên tử cacbon r-ợu =số nguyên tử bon axit = = nguyên tử C Do công thức r-ợu C2H5OH với m1= 0.05 46 = 23g Công thức axít CH3COOH Với m2= 0.05 82 =4.1g CH3COONa Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn gam chất A, thu đ-ợc 2,24 lít CO2 (ở đktc) 1,8g n-ớc Tỷ khối A so với Mêtan 3,75 Tìm công thức cấu tạo A biết A tác dụng đ-ợc với NaOH H-ớng dẫn: Ta có 2,24 0,1mol mC = 1,2g 22,4 1,8 nH O 0,1mol m H 0,2g 18 mO = - (1,2 + 0,2) = 1,6g Đặt công tác A là: CxHyO2, theo ta có: MA = 3,75 16 = 60 (g) 12y y 162 60 Ta có: 1,2 0,2 1,6 Giải ta đ-ợc: x = 2, y = 4, z = CTTQ A là: C2H4O2 A Có CTCT: CH3COOH HCOOC2H5 Vì A phản ứng đ-ợc với NaOH nên A CH3COOH HCOOC2H5 (axit axetic) * CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O * HCOOCH3 + NaOH HCOONa + CH3OH n CO 2 ... giải Một toán hoá học th-ờng phải có phản ứng hoá học xảy mà có phản ứng hoá học phải viết ph-ơng trình hoá học điều thiếu Vậy ta gọi hai kim loại có hoá trị lần l-ợt X Y, ta có phản ứng: XCO3... định chất mà đề cho Bài Cho luồng khí clo d- tác dụng với 9, 2g kim loại sinh 23,4g muối kim loại hoá trị I Hãy xác định kim loại hoá trị I muối kim loại H-ớng dẫn giải: Đặt M KHHH kim loại hoá trị... Ta có a Al + b HNO3 > a Al(NO3)3 + c NO + b/2 H2O B-ớc 2: Lập ph-ơng trình toán học với loại nguyên tố có thay đổi số nguyên tử vế Ta nhận thấy có N O có thay đổi N: b = 3a + c (I) O: 3b = 9a