Công phá hóa CHƯƠNG 24 phương pháp trung bình

CHƯƠNG 24: PHƯƠNG PHÁP TRUNG BÌNH A KIẾN THỨC CƠ BẢN Với hỗn hợp bất kỳ, ta biểu diễn đại lượng hỗn hợp theo một giá trị tương đương nhằm thay cho giá trị tương ứng chất hỗn hợp, ta có giá trị trung bình π Ví dụ: Khối lượng mol trung bình, số ngun tử trung bình, số liên kết trung bình, hóa trị trung bình, Chú ý Khi thay đổi phần trăm hay số lượng phần tử, …giá trị trung bình đại lượng xét đến thay đổi Cách tính giá trị trung bình Khối lượng mol trung bình Giả sử hỗn hợp gồm phần tử A1,A2,A3, có khối lượng mol M1, M2, M3,…có số mol phần tử a1, a2, a3 ta có phần trăm số mol phần tử x1, x2, x3, Ta tính khối lượng mol trung bình ( M ) theo cơng thức: M1a1 + M 2a + M 3a +… a1 + a + a +… M= x1 + x + x +… = 100% M = M1x1 + M x + M x +… hay (với ) Đối với chất khí, thể tích tỉ lệ thuận với số mol nên ta có hệ thức tương tự Lưu ý: Khi áp dụng phương pháp trung bình với hóa học hữu cơ, ta mở rộng phương pháp thành số nguyên tử X (có thể C, H, O, N , ) hay số gốc chức trung bình (-OH, - CHO, - COOH, - NH2, ) Ví dụ: Hỗn hợp gồm mol C2H6, mol CH4 mol C3H4 C= => Số nguyên tử C trung bình 1.2 + + 2.3 =2 1+ + — = Nhận xét Đối với hỗn hợp chất có tính chất hóa học tương tự nhau, ta gọi cơng thức chung để viết phương trình phản ứng Điều làm tốn đơn giản so với tốn cồng kềnh, nhiều phương trình phản ứng Ưu điểm phương pháp: • Phương pháp áp dụng việc giải nhiều toán khác gồm tốn vơ tốn hữu cơ, đặc biệt việc chuyển toán hỗn hợp thành toán chất đơn giản • Phương pháp trung bình giúp giải nhanh nhiều tốn mà nhìn thiếu kiện, toán cần biện luận để xác định chất hỗn hợp Lưu ý thêm: - Một số tập thường có kết hợp phương pháp trung bình phương pháp đường chéo để rút ngắn thời gian tính tốn M ≤ M ≤ M max - Với giá trị trung bình ta ln có hệ thức lớn đại lượng mang giá trị trung bình) (Mmin, Mmax giá trị nhỏ - Nếu có hỗn hợp nguyên tố thuộc phân nhóm chính, chất đồng đẳng nhau, từ M ta suy nguyên tố/chất STUDY TIP Nếu ta có tỉ lệ số mol đặt chất mol suy số mol chất lại B VÍ DỤ MINH HỌA Bài 1: Cho từ từ hỗn hợp muối Na2CO3, K2CO3, CaCO3 vào dung dịch HCl 1M, sau phản ứng thu đuợc 4,48 lít khí Thể tích dung dịch HCl (ml) dùng là: A 200 B 100 C 300 D 400 Lời giải Khi cho từ từ hỗn hợp muối cacbonat vào dung dịch HCl ứng tạo khí CO2:  CO32 −  =  H +  nên có phản Na 2CO3 + HCl → 2NaCl + CO2 + H O K CO3 + 2HCl → 2KCl + CO + H 2O CaCO3 + 2HCl → CaCl + CO + H 2O CO32 − Vì chất phản ứng phản ứng viết phản ứng để dễ quan sát H+ nên ta đặt cơng thức chung muối XCO3 Gọi công thức chung muối Ta có phương trình phản ứng: XCO3 + 2HCl → XCl + CO + H O n CO2 = 4, 48 = 0, 2(mol) ⇒ n HCl = 2n CO2 = 0, 4(mol) 22, ⇒ VHCl = 0, 4.1 = 0, 4(lit) = 400(ml) Đáp án D Nhận xét CO32− Đây tập đơn giản, bạn cần viết phương trình ion H+ dễ n HCl = 2n CO2 dàng suy Cách giải cách đặt cơng thức trung bình nhằm giúp bạn hình thành tư đặt cơng thức trung bình cho tập phức tạp Bài 2: Cho m gam hỗn hợp bột X gồm kim loại Zn, Cr, Sn có số mol tác dụng hết với lượng dư dung dịch HCl lỗng, nóng thu dung dịch Y khí H2 Cô cạn dung dịch Y thu 8,98 g muối khan Nếu cho m gam hỗn hợp X tác dụng vói O2 lấy dư để tạo hỗn hợp oxit thể tích khí O2 phản ứng A 2,016 lít Lời giải B 0,672 lít C 1,344 lít D 1,008 lít X Ba kim loại Zn, Cr, Sn tác dụng với HCl lỗng nóng bị oxi hóa lên số oxi hóa +2 Gọi kim loại chung thỏa mãn tính chất tác dụng với HCl giống với kim loại Vì hỗn hợp ban đầu MX = kim loại có số mol nên ta có: 65 + 52 + 119 236 = 3 (g/mol) X + 2HCl → XCl2 + H Ta có phương trình phản ứng: Muối khan cô cạn dung dịch Y hỗn hợp muối clorua kim loại (XCl2) ⇒ n XCl2 = 8,98  236  + 35, 5.2 ÷    = 0, 06(mol) ⇒ n X = 0, 06(mol) ⇒ n Zn = n Cr = n Sn = Ba kim loại có số mol nX = 0, 02(mol) Phản ứng với Oxi t° t° 2Zn + O → 2ZnO 0,02 → Sn + O2 → SnO2 0,01 t 0,02 → 0,02 ° 4Cr + 3O → 2Cr2 O3 0,02 → 0,015 ⇒ n O2 = 0, 045 ⇒ VO2 = 22, 4.0, 045 = 1, 008 (lít) Nhận xét Ở tốn này, kim loại có tính chất hóa học tương tự phản ứng với HCl tạo muối có hóa trị Ta dựa vào để đặt công thức chung cho kim loại để giải tốn Tuy nhiên, thí nghiệm thứ hai, phản ứng với oxi, kim loại thể hóa trị khác nên ta cần tính tốn riêng kim loại STUDY TIP Sn phản ứng với HCl tạo muối SnCl2 phản ứng với O2 dư tạo oxit SnO2 Bài 3: Cho l,67g hỗn hợp kim loại chu kỳ liên tiếp thuộc nhóm IIA (phân nhóm nhóm II) tác dụng vừa hết với HCl dư 0,672 lít khí H2 (đktc) Hai kim loại là: A Be Mg B Mg Ca C Sr Ba D Ca Sr Lời giải Vì hai kim loại thuộc nhóm IIA nên đặt cơng thức chung hỗn hợp kim loại là II không đổi) X + 2HCl → XCl2 + H Ta có phương trình phản ứng: X X ( có hóa trị n X = n H2 = 0, 672 1, 67 = 0, 03(mol) ⇒ M X = = 55, 67(g / mol) 22, 0, 03 Do hỗn hợp có kim loại có khối lượng mol nhỏ 55,67 kim loại có khối lượng mol lớn 55,67 Mặt khác hai kim loại thuộc hai chu kì liên tiếp Nên kim loại cần tìm Ca Sr Đáp án D Nhận xét Với này, tìm giá trị khối lượng mol trung bình, bạn cần suy hỗn hợp có kim loại có khối lượng mol nhỏ hon 55,67 kim loại có khối lượng mol lớn 55,67, kết hợp với điều kiện giả thiết vị trị hai nhóm liên tiếp hai kim loại dễ dàng suy hai kim loại cần tìm Bài 4: Hỗn hợp X gồm ancol no Đốt cháy hồn tồn 8,3 gam X 10,64 lít O2 thu 7,84 lít CO2 thể tích khí đo đktc Công thức hai ancol X là: A C3H7OH C4H9OH B C3H7OH HO - (CH2)4 - OH C HO - (CH2)3 - OH C4H9OH D HO - (CH2)3 - OH HO(CH2)4OH Lời giải Vì hỗn hợp X gồm hai ancol no nên ta đặt công thức chung hai ancol để đơn giản trình quan sát tính tốn C n H 2n + 2O m Gọi hỗn hợp X có cơng thức chung là: Theo định luật bảo tồn khối lượng ta có: m X + m O2 = m CO2 + m H2 O 10, 64 7,84 ⇒ m H2O = 8,3 + 32 × − 44 × = 8,1(g) 22, 22, ⇒ n CO2 = 0,35(mol); n H2O = 0, 45(mol) ⇒ n X = n H2O − n CO2 = 0,1(mol) Vì X hỗn hợp ancol no mC + m H + mO = m X Trong X ta có: ⇒ m O = 8,3 − 12.0,35 − 2.0, 45 = 3, 2(g) ⇒ n O = ⇒ 3, = 0, = 2n X 16 C n H 2n + 2O X Đáp án D Bài 5: Hỗn hợp khí X gồm etilen, metan, propin vinylaxetìlen có tỉ khối so với H 17 Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol hỗn hợp X hấp thụ tồn sản phẩm cháy vào bình dung dịch Ca(OH) khối lượng bình tăng thêm m gam Tính m A 5,85 B 3,39 C 6,6 D 7,3 Lời giải Nhận thấy hidrocacbon tham gia cấu tạo hỗn hợp X có nguyên tử H phân tử Ca H4 Gọi công thức chung X M X = 17.2 = 34 ⇒ 12a + = 34 ⇔ a = 2,5 Theo đề ta có o + O2 ,t C2,5 H  → 2,5CO + 2H O  n CO = 2,5n X = 0,125 ⇒   n H2O = 2n X = 0,1 m CO2 + m H2 O = 0,125.44 + 0,1.18 = 7,3(g) Khối lượng bình tăng: Đáp án D Nhận xét Trong toán, bạn nên ý tới chất hỗn hợp Khi bạn phát π số mối liên hệ chất (cùng số C, H hay số liên kết , ) giúp bạn giải nhanh nhiều toán giải nhiều tưởng thiếu kiện Bài 6: Hỗn hợp M gồm anđehit ankin (có số nguyên tử cacbon) Đốt cháy hoàn toàn x mol hỗn hợp M, thu 3x mol CO2 l,8x mol H2O Phần trăm số mol anđehit hỗn hợp M là: A 30% B 40% C 50% Lời giải C= n CO2 nM = 3x =3 x Ta có: Mà anđehit ankin M có số nguyên tử C Nên ankin C3H4 andehit C3HaOb H= 2n H2O nM = 2.1,8x = 3, x Lại có Mà C3H4 CÓ nguyên tử H, lớn giá trị trung bình 3,6 Nên anđehit M có số ngun tử H nhỏ 3,6 Mà a số chẵn Nên a = C3H O(CH ≡ C − CHO) Khi cơng thức anđehit Ta có sơ đồ đường chéo: D 20% ⇒ a 1, = = ⇒ % n C3 H O = = 20% b 0, 1+ Đáp án D α Bài 7: Hỗn hợp X gồm hai - aminoaxit mạch hở no có nhóm -COOH nhóm -NH đồng đẳng có phần trăm khối lượng Oxi 37,427% Cho m gam X tác dụng với 800 ml dung dịch KOH 1M (dư) sau phản ứng kết thúc cô cạn dung dịch thu 90,7 gam chất rắn khan Vậy m có giá trị là: A 67,8g B 68,4g C 58,14g D 58,85g Lời giải Vì hai amino axit X có nhóm -COOH nên hai amino axit có nguyên tử O phân tử ⇒ MX = 16.2 ≈ 85,5 ( gam / mol ) 37, 427% H N − R − COOH Gọi công thức chung hai amino axit X Khi cho X tác dụng với dung dịch KOH thì: H N − R − COOH + KOH → H N − R − COOK + H O = n H2O = m 85,5 Có nX = nKOH phản ứng m H 2O Theo định luật bảo tồn khối lượng ta có: mX + mKOH = mchất rắm + m + 0,8.56 − m H 2O => m muối = mX + mKOH - 18m = 90, 85, = ⇒ m = 58,14(gam) Đáp án C Bài 8: Cho hỗn hợp X gồm C2H2 H2 qua xúc tác Ni nung nóng, phản ứng hồn tồn thu hỗn hợp Y gồm hidrocacbon có tỉ khối Y so với H2 14,5 Hỏi tỉ khối X vói H2 A 7,8 B 6,7 Lời giải Có phản ứng xảy ra: C2H2 +H2 Ni,t  → C2H4 C2H2+H2 Ni,t  → C2H6 C 6,2 D 5,8 Y gồm hidrocacbon => H2 phản ứng hết Vậy Y gồm hidrocacbon C2H2 dư, C2H4 C2H6 Ta để ý thấy hidrocacbon Y có nguyên tử C C2 H x Đặt công thức phân tử tổng quát Y ⇒ M Y = 12.2 + x = 14,5.2 ⇒ x = 29 − 24 = Do hidrocacbon Y có cơng thức chung C2H5 Do tỉ khối khơng tùy thuộc vào lượng chất ban đầu nên ta tự chọn lượng chất ban đầu n C2H = 1(mol) Chọn Ni,t C2 H + 1,5H  → C2H5 ⇒ n H2 = 1,5; n C2 H5 = Do hỗn hợp X ban đầu chứa mol C2H2 1,5 mol H2 MX = m C H2 + m H2 n C2 H2 + n H = 1.26 + 1,5.2 = 11, + 1,5 Có d X/H2 = Vậy 11, = 5,8 Đáp án D Bài 9: Dẫn 1,68 lít hỗn hợp khí X gồm hidrocacbon mạch hở vào bình đựng dung dịch brom (dư) Sau phản ứng hồn tồn thấy phản ứng hồn tồn thấy 1,12 lít khí lượng brom phản ứng gam Nếu đốt cháy hồn tồn 1,68 lít hỗn hợp X thu 2,8 lít CO2 Cơng thức phân tử hidrocacbon X là: A CH4 C2H4 B CH4 C3H4 C CH4 C3H6 D C2H6 C3H6 Lời giải Vì sau phản ứng với dung dịch brom dư, có khí khỏi bình nên hỗn hợp X ban đầu có ankan n CO2 = 0,125 n Br2 Có nX = 0,075; nankan = 0,05; Số liên kết π phản ứng = 0,025; k= n Br2 n hidrocacbon khong no = 0, 025 =1 ( 0, 075 − 0, 05) hidrocacbon không no: Do hidrocacbon lại hỗn hợp X anken C= VCO2 VX = 2,8 = 1, 67 1, 68 Có: Do hỗn hợp X có hidrocacbon có số nguyên tử C phân tử nhỏ 1,67 hidrocacbon có số nguyên tử C phân tử lớn 1,67 Mà anken có số nguyên tử C phân tử lớn Nên ankan X có số nguyên tử C nhỏ 1,67 Suy ankan CH4 Gọi công thức anken X CnH2n Có n Cn H2 n = 0, 075 − 0, 05 = 0, 025 ⇒ n = ⇒ C3 H  n CO2 = n CH4 + n.n Cn H n = 0, 05 + 0, 025n = 0,125 Do hidrocacbon X CH4 C3H6 Đáp án C Nhận xét Với ta tìm nhanh đáp án cách thực loại trừ sau: Vì C = 1,67 nên loại đáp án D Do k = l nên loại đáp án B Hai đáp án A C có chung hidrocacbon CH Thử đáp án với anken đáp án A C nhận thấy có C3H6 phù hợp Bài 10: Cho m gam hỗn hợp X gồm hai ancol no, đơn chức, dãy đồng đẳng tác dụng với CuO đun nóng, thu hỗn hợp rắn Z hỗn hợp Y (có tỉ khối với H 13,75) Cho toàn Y phản ứng với lượng dư Ag 2O (hoặc AgNO3 NH3 nung nóng, sinh 64,8 g Ag Giá trị m là: A 7,8 B 8,8 C 7,4 D 9,2 Lời giải Vì X gồm hai ancol no, đơn chức, dãy đồng đẳng nên: C n H 2n + O Gọi công thức chung hai ancol là: Có phương trình phản ứng: t C n H 2n + 2O + CuO  → C n H 2n O + Cu + H 2O Sau phản ứng ta thu hỗn hợp rắn Z suy sau phản ứng CuO dư Mà Y tác dụng với dung dịch AgNO3/ NH3 sinh Ag Nên hỗn hợp Y gồm anđehit nước Theo phản ứng ta có: nanđehit = nnước ⇒ MY = 14n + 16 + 18 = 13, 75.2 = 27,5 ⇔ n = 1,5 Vậy hỗn hợp gồm anđehit HCHO CH3CHO n = 1,5 = Để ý thấy 1+ ⇒ n HCHO = n CH3CHO = a ( mol ) m Ag = 64,8 ⇒ n Ag = 0, = 4n HCHO + 2n CH3CHO Ta có: ⇒ a = 0,1( mol ) ⇒ m = m C2 H5OH + M CH3OH = 46.0,1 + 32.0,1 = 7,8 ( gam ) Đáp án A C BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG Câu 1: Một dung dịch chứa hai axit cacboxylic đơn chức dãy đồng đẳng Để trung hòa dung dịch cần dùng 40 ml dung dịch NaOH 1,25M Cô cạn dung dung dịch sau phản ứng thu 3,68 gam hỗn hợp muối khan Công thức phân tử hai axit là: A CH3COOH; C3H7COOH B C2H5COOH; C3H7COOH C HCOOH; CH3COOH D CH3COOH; C2H5COOH Câu 2: Hoà tan 16,8 gam hỗn hợp gồm muối cacbonat sunfit kim loại kiềm vào dung dịch HCl dư thu 3,36 lít hỗn hợp khí (đktc) Kim loại kiềm A Li B Na C K D Rb Câu 3: Hòa tan 2,97g hỗn hợp muối CaCO3 BaCO3 dung dịch HCl dư thu 448 ml khí CO2 (đktc) Tính thành phần phần trăm số mol chất hỗn hợp A 50; 50 B 40; 60 C 45,5; 55,5 D 45; 55 Câu 4: X Y hai nguyên tố halogen chu kì liên tiếp bảng tuần hồn Để kết tủa hết ion X− , Y− dung dịch chứa 4,4 gam muối natri chúng cần 150 ml dung dịch AgN O3 0,4 M X Y A Flo, clo B Clo, brom C Brom, iot 65 29 Cu D Không xác định 63 29 Cu Câu 5: Trong tự nhiên Cu tồn hai dạng đồng vị Khối lượng phân tử trung bình 63,55 Tính phần trăm khối lượng loại đồng vị theo thứ tự là: A 27,5%; 72,5% B 70%; 30% C 72,5%; 27,5% D 30%; 70% Câu 6: Hỗn họp khí SO2 O2 có tỉ khối so với CH4 Cần thêm lít O2 vào 20 lít hỗn hợp khí tỉ khối so với CH4 giảm 1/6, tức 2,5 Các hỗn hợp khí nhiệt độ áp suất A 10 lít B 20 lít C 30 lít D 40 lít Câu 7: Hỗn hợp rượu đơn chức A, B, C có tổng số mol 0,08 khối lượng 3,38g Xác định công thức phân tử rượu B Biết B C có số nguyên tử cacbon số mol rượu A 5/3 tổng số mol rượu B C MB > MC A CH3OH B C2H5OH C C3H7OH D C4H9OH Câu 8: Hoà tan hỗn hợp gồm 0,5 gam Fe kim loại hoá trị II dung dịch HCl dư thu 1,12 lít khí H2 (đktc) Kim loại hố trị II là: A Mg B Ca C Zn D Be Câu 9: Hỗn hợp X gồm Ba kim loại M Hòa tan hỗn hợp X dung dịch HCl vừa đủ 10% thu dung dịch nồng độ BaCl2 9,48% nồng độ % MCl2 nằm khoảng từ 8% đến 9% M là: A Fe B Ca C Mg D Zn Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn 4,02 gam hỗn hợp gồm axit acrylic, vinyl axetat va metyl metacrylat cho toàn sản phẩm cháy bình đựng dung dịch H2SO4 đặc, dư bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng m gam, bình xuất 35,46 gam kết tủa Giá trị m A 2,70 B 2,34 C 3,24 D 3,65 Câu 11: Cho m gam hỗn hợp X gồm glixin alanin tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ thu (m +11) gam muối Nếu đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X cần 35,28 lít O2 (đktc) Giá trị m A 38,9 g B 40,3 g C 43,lg D 41,7g Câu 12: Đốt cháy hoàn toàn lượng hỗn hợp X gồm số ancol thuộc dãy đồng đẳng cần dùng 10,08 lít khí O2 (đktc) thu 6,72 lít khí CO (đktc) 9,90 gam H2O Nếu đun nóng 10,44g hỗn hợp X với H2SO4 đặc nhiệt độ thích hợp để chuyển hết thành ete tổng khối lượng ete thu là: A 7,74 g B 6,55 g C 8,88 g D 5,04 g Câu 13: Nitro hóa benzen 2,3 gam hỗn hợp hai chất nitro có khối lượng phân tử 45 đvC Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hai chất nitro 0,01 mol N2 Hai hợp chất nitro là: A C6H5NO2 C6H4(NO2)2 B C6H4(NO2)2 C6H3(NO2)3 C C6H3(NO2)3 C6H2(NO2)4 D C6H2(NO2)4 C6H(NO2)5 Câu 14: Hỗn hợp X gồm axit axetic, propan-2-ol Cho lượng X phản ứng vừa đủ với Na, thu 0,448 lít khí H2 (đktc) m gam chất rắn Y Giá trị m là: A 2,36 B 2,40 C 3,32 D 3,28 Câu 15: Hỗn hợp X gồm amino axit no (chỉ có nhóm chức -COOH -NH2 phân tử), tì lệ mO : mN = 128 : 49 Để tác dụng vừa đủ với 7,33 gam hỗn hợp X cần 70 ml dung dịch HCl 1M Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 7,33 gam hỗn hợp X cần 0,3275 mol O2 Sản phẩm cháy thu gồm CO 2, N2 m gam H2O Giá trị m A 9,9 g B 4,95 g C 10,782 g D 21,564 g Câu 16: Một hỗn hợp M gồm 0,06 mol axit cacboxylic X 0,04 mol ancol no đa chức Y Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp M thu 3,136 lít CO2 Phần trăm khối lượng Y hỗn hợp M A 52,67% B 66,91% C 33,09% D 47,33% Câu 17: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm ancol (đa chức, dãy đồng đẳng) cần vừa đủ V lít khí O2 (đktc) Sau phản ứng thu 2,5a mol CO2 6,3a gam H2O Biểu thức tính V theo a A V = 72,8a B V = 145,6a C V = 44,8a D V = 89,6a Câu 18: Axit cacboxylic X hai chức (có phần trăm khối lượng oxi nhỏ 70%), Y Z hai ancol đồng đẳng ( MY < MZ ) Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp gồm X, Y, Z cần vừa đủ 8,96 lít khí O2 (đktc), thu 7,84 lít khí CO (đktc) 8,1 gam H 2O Phần trăm khối lượng Y hỗn hợp A.15,9% B 29,6% C 29,9% D 12,6% Câu 19: Hỗn hợp M gồm anđehit X xeton Y Đốt cháy hoàn toàn m gam M cần dùng vừa đủ 0,4 mol O2, thu 0,35 mol CO2 0,35 mol H2O Số mol Y m gam M A 0,08 mol B 0,10 mol C 0,05 mol D 0,06 mol M X1 < M X2 Câu 20: Hỗn hợp X gồm ancol X1 X2 Đun nóng X với H2SO4 đặc thu 0,03 mol H2O hỗn hợp Y gồm anken đồng đẳng liên tiếp, ete ancol dư Đốt cháy hoàn toàn Y thu 0,13 mol CO2 0,15 mol H2O Công thức X1 là: A C2H5OH B C3H7OH C CH3OH D C3H5OH α Câu 21: Thủy phân hoàn toàn m gam pentapeptit M mạch hở, thu hỗn hợp X gồm - amino axit X1, X2 (đều no, mạch hở, phân tử có nhóm NH nhóm COOH) Đốt cháy hồn toàn hỗn hợp X cần dùng vừa đủ 2,268 lít O2 (đktc), thu H2O, N2 1,792 lít CO2 (đktc) Giá trị m A 2,295 B 1,935 C 2,806 D 1,806 Câu 22: Cho 13,6 gam hỗn hợp X gồm axit đơn chức đồng đẳng nhau, phản ứng với 200ml dung dịch NaOH 1M Sau phản ứng cô cạn dung dịch thu 15,8 gam chất rắn Công thức cấu tạo hai axit hỗn hợp X A HCOOH CH2 = CH - COOH B CH2 = CH - COOH CH2 = C(CH3) - COOH C CH3COOH C2H5COOH D HCOOH CH3COOH Câu 23: Đốt cháy hỗn hợp X gồm ancol đơn chức, thuộc dãy đồng đẳng thu 15,68 lít CO 2, 17,1 gam H2O Mặt khác thực phản ứng este hóa m gam X với 15,6 gam axit axetic thu a gam este Biết hiệu suất phản ứng ancol 60% Giá trị a là: A 25,79 B 15,48 C 24,80 D 14,88 Câu 24: Hỗn hợp X gồm axit cacboxylic no, mạch hở Y Z (MY < MZ) Đốt cháy hoàn toàn a mol X thu a mol H2O Mặt khác a mol X tác dụng với lượng dư dung dịch NaHCO3 thu l,6a mol CO2 Thành phần phần trăm khối lượng Y X là: A 46,67% B 40,00% C 74,59% D 25,41% Câu 25: Hỗn hợp M gồm anken amin no, đơn chức, mạch hở X Y đồng đẳng (MX < MY) Đốt cháy hoàn toàn lượng M cần dùng 4,536 lít O (đktc) thu H2O, N2 2,24 lít CO2 Chất Y A etylmetylamin B butylamin C etylamin D propinamin Câu 26: Tiến hành nhiệt phân hỗn hợp X gồm butan heptan (tỉ lệ 1:2 số mol) thu hỗn hợp Y (Giả sử xảy phản ứng cracking ankan với hiệu suất 100%) Xác định khối lượng phân tử trung bình Y M Y = 43 A 32 ≤ M Y ≤ 43 B 25,8 ≤ M Y ≤ 32 C 36 ≤ M Y = 43 D Câu 27: Cho hỗn hợp axit no đơn chức đồng đẳng tác dụng hết với NaOH Lượng muối sinh cho phản ứng vơi tơi xút hồn tồn, hỗn hợp khí có tỉ khối so với He 3,3 Hai axit có phần trăm số mol A 30% 70% B 20% 80% C 50% 50% D Kết khác Câu 28: Hỗn hợp A gồm X, Y (MX < MY) este đơn chức có chung gốc axit Đun nóng m gam A với 400ml dung dịch KOH 1M, thu dung dịch B (m-12,6) gam hỗn hợp andehit no, đơn chức đồng đẳng có tỉ khối so với H 26,2 Cô cạn dung dịch B thu (m+6,68) gam chất rắn khan Phần trăm khối lượng X A A 60,73% B 45,55% C 36,44% D 30,37% Câu 29: Cho hỗn hợp M gồm ancol no, đơn chức, mạch hở X hidrocacbon Y (X Y có số C) Đốt cháy hồn tồn lượng M cần dùng vừa đủ 0,07 mol O 2, thu 0,04 mol CO2 Công thức phân tử Y là: A C3H8 B C2H6 C CH4 D C4H10 Câu 30: Đốt cháy hoàn toàn a mol hỗn hợp andehit thu a mol H2O Công thức andehit là: ≡ A HCHO OHC-CH2-CHO B HCHO CH3 C-CHO ≡ C OHC-CHO CH3CHO D CH3CHO CH3 C-CHO HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT 1C 2B 3A 4B 5A 6B 7C 16D 17A 18C 19C 20A 21B 22C 8D 9B 10B 11D 12A 13A 14D 15B 23D 24D 25C 26D 27B 28C 29C 30B Câu 1: Đáp án C Gọi công thức chung axit cacboxylic R-COOH Ta có phương trình: R − COOH + NaOH → R − COONa + H 2O ⇒ n R −COONa = n NaOH = 1, 25.0, 04 = 0, 05(mol) ⇒ M R − COONa = 3, 68 = 73, 6(g) 0, 05 ⇒ M R −COOH = 73, − 22 = 51,6(g / mol) Câu 2: Đáp án B M RO3 Đặt cơng thức trung bình hai muối là: = nM RO3 ⇒ M M RO3 = 16,8 = 112 0,15 nkhí = 0,15 = 2M + 60 ( M 2CO3 ) ≤ 112 ≤ 2M + 80 ( M 2SO ) Ta có: ⇒ 16 ≤ M ≤ 26 ⇒ M = 23 Na Câu 3: Đáp án A Đặt cơng thức trung bình muối MCO3 ⇒ n MCO3 = n CO2 = 0, 02(mol) ⇒ M MCO3 = 148,5 %n CaCO3 = a% Đặt ⇒ 100a + 197.(100 − a) = 148,5.100 ⇒ a = 50 Câu 4: Đáp án B n AgNO3 = 0, 06(mol) Ta có Gọi cơng thức trung bình muối NaR ⇒ n NaR = 0, 06(mol) ⇒ M Na R = 73,3 ⇒ R = 50,3 Mà halogen thuộc chu kỳ liên tiếp Nên halogen Cl (35,5) Br (80) Câu 5: Đáp án A 65 %63 29 Cu = a ⇒ % 29 Cu = − a Gọi ⇒ 63a + 65.(1 − a) = 63,55 ⇔ a = 0, 725 Câu 6: Đáp án B M hh = 16.3 = 48 = 64 + 32 ⇒ VSO2 = VO2 Sau thêm a lít O2 có ⇔ a = 20 48.20 + 32a = 40 20 + a (lít) Câu 7: Đáp án C B C có số nguyên tử cacbon; MB > MC => C ancol khơng no => C phải có từ nguyên tử C trở lên Do B có từ nguyên tử C trở lên Theo đề ta có: nA = 0,05; nB +nC = 0,03 R − OH → M R −OH = 42, 25 Đặt cơng thức trung bình M B > M C > M C2 H5 OH > 42, 25 > M CH3 OH Ta có ⇒ m B + mC = 1, 78 ⇒ M B,C = 59,33 => A CH3OH Câu 8: Đáp án D Gọi công thức chung kim loại M ⇒ n M = n H2 = 0,05 ⇒ M = 10 ⇒ < 10 < 56 ⇒ Kim loại Be Câu 9: Đáp án B M có hóa trị Gọi cơng thức chung kim loại R Chọn nHCl phản ứng = mol => mdd HCl = 365 (gam) R + 2HCl → RCl2 + H ↑ 365 + 0,5M R − = 364 + 0,5M R mdd sau phản ứng = (9, 48 + 8)% ≤ C% RCl2 ≤ (9, 48 + 9)% Ta lại có: ⇒ 17,84% ≤ ( ) ×100% ≤ 18,84% 0,5 M R + 71 364 + 0,5M R ⇒ 68, ≤ M R ≤ 77,9(*) ⇒ 398,1 ≤ ≤ 402,95 m dung dịch sau phản ứng ⇒ 398,1.9, 48% = 37, 74(g) ≤ m BaCl2 ≤ 402,95.9, 48% = 38, 2(g) ⇒ 0,181 ≤ n BaCl2 ≤ 0,184(mol) n M + n Ba = Mặt khác: ⇒ 68, ≤ n HCl ⇒ 0,316 ≤ n MCl2 ≤ 0,319 137 × n Ba + ( 0,5 − n Ba ) M 0,5 ≤ 77,9 (*) n Ba = a(0,181 ≤ a ≤ 0,184) Đặt 137a + (0,5-a)M => Ta có hệ: 137a + (0,5 − a)M  68, ≤ 0,5  137a + (0,5 − a)M ≤ 77,9  0,5 34,1 ≤ 137a + (0,5 − a)M(1) ⇒ 38,95 ≥ 137a + (0,5 − a)M(2) (1) ⇒ M ≥ 34,1 − 137a 0,5 − a M ≥ 24,9 Dùng đạo hàm ta tính /-X (2) ⇒ M ≤ (Với M = 24,9 a = 0,181) 38,95-137a 38,95 − 137a 0, − a M ≤ 43, 48 Dùng đạo hàm ta tính (Với M = 43,48 a = 0,184) Vậy đáp án B (Ca) Nhận xét: Đây tốn khơng khó dài, buộc phải phối hợp sử dụng phương pháp phương pháp trung bình, tự chọn lượng chất, dùng hàm số để chặn giá trị bất đẳng thức (hàm số đơn giản) Câu 10: Đáp án B C n H 2n −2O Gọi công thức phân tử trung bình hỗn hợp Bảo tồn ngun tố C ta có: n C = n BaCO3 = 0,18 Ta có M Cn H2 n −2O2 = 12n + 2n − + 32 = 14n + 30 m C n H n −2O2 = n Cn H n−2O2 ⇒n= 4, 02 4, 02n = = 22,3n 0,18 0,18 n 30 = 3, 22,3 − 14 ⇒ n H2O = 1 0,18 n H = ×(3, 6.2 − 2) × = 0,13( mol ) 2 3, Câu 11: Đáp án D Công thức chung amino axit R-COOH => muối R-COONa ⇒ n R −COONa = n RCOOH = m RCOONa − m RCOOH 11 = = 0,5 M RCOONa − M RCOOH 22 (Dãy tỉ số nhau) C n H 2n+1O N Đặt công thức chung aminoaxit 1 n O2 phan ung = n C + n H − n O = 0,5n + 0,125(2n + 1) − 2.0, 25 = 1,575 ⇒ n = 2, ⇒ m = 0,5.(14n + 47) = 41, Câu 12: Đáp án A n CO2 = 0,3; n H 2O = 0,55 => Các ancol thuộc dãy đồng đằng no mạch hở C n H 2n+2O z Đặt công thức chung hỗn hợp ancol ⇒ n Cn H n+2Oz = 0,55 − 0,3 = 0, 25(mol) ⇒n= n CO2 n Cn H2 n +2 Oz = 0,3 = 1, 0, 25 => Trong hỗn hợp phải có CH3OH=> Các ancol đơn chức → M Cn H n+ 2O = 14n + 18 = 34,8 n Cn H n + 2O = 10, 44 = 0,3(mol) 34,8 Quá trình tạo ete: ⇒ m ete = m ancol − m H 2O = 10, 44 − 0,15.18 = 7, 74(g) Câu 13: Đáp án A C6 H 6− n ( NO3 ) n Gọi cơng thức trung bình nitro benzen là: ⇒ 2n N2 = n.n C6 H6−n ( NO3 ) = 0, 02 n Bảo toàn nguyên tố N ⇒ C6 H − n ( NO3 ) n = 0, 02 0, 02 ⇒ (78 + 45n ) = 2,3 n n ⇒ n ≈ 1,1 Câu 14: Đáp án D Gọi công thức chung R-OH Theo đề ta có: MROH = 60 n H = 0, 02 ⇒ n R −OH = 0, 04 ⇒ m = (60 + 22).0, 04 = 3, 28(g) Câu 15: Đáp án B X CxHyOzNt: a(mol) n N = n − NH2 = n HCl = 0,07 ⇒ a.t = 0, 07 16az :14at = 128 : 49 ⇒ az = 0,16 Ta lại có C x H y O z N t + O2 → CO + H O + N a 0,3275 ay ax ⇒ az + 0,3275.2 = 2ax + a.y ⇒ 2ax + 0,5ay = 0,815 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: 12ax + ay +16az +14at = 7,33 => 12ax + ay = 3,79 (2) (1) (2) => ax = 0,27; ay = 0,55 18 ⇒ m = 0,55 × = 4,95(g) Câu 16: Đáp án D (1) ⇒x= 0,14 = 1, 0,1 Gọi công thức chung CxHyOz Vì ancol đa chức phải có 1C => axit HCOOH Gọi công thức ancol đa chức CnH2n+2Ot ⇒ 0,14 = 0, 06 + 0, 04n ⇒ n = ⇒ ancol C2H4(OH)2 ⇒ %m Y = 0, 04.62 = 47, 33% 0, 04.62 + 0, 06.46 Câu 17: Đáp án A n H2 O > n CO2 ⇒ ⇒ n X = 3,5a − 2,5a = a ancol no C n H 2n + 2− x (OH) x Đặt công thức chung ⇒ n = 2,5 ⇒ ancol C2H4 (OH)2 => x = V ⇒ 2a + × = 2.2,5a + 3,5a 22, Bảo toàn nguyên tố O ⇒ V = 72,8a Câu 18: Đáp án C 16.4 < 0, ⇒ M X > 91, MX Ta có => X có nguyên tử C phân tử Cn H m Ol Đặt cơng thức trung bình hỗn hợp ⇒n= n CO2 0, = 1, 75 ⇒ Y Z CH3OH C2H5OH Bảo toàn nguyên tố O ta có: ⇒ l = 1, 75 nO hỗn hợp = 0,35.2 + 0,45 - 0,4.2 = 0,35 Đặt  n + m = 0, n = 0, 05 n X = n; n Y,Z = m ⇒  ⇔  4n + m = 0,35 m = 0,15 CH 3OH + 1,5O → CO + 2H 2O a → 1,5a → a → 2a C H 5OH + 3O → 2CO + 3H 2O b → 3b → → 2b 3b C x H y O z + (x + 0, 25y − 2)O → xCO + 0,5yH 2O 0,05 → 0,05(x+0,25y-2) → → 0,05x 0,025y Do ta có hệ: a + b = 0,15(1)   a + 2b + 0, 05x = 0,35(2)   2a + 3b + 0, 025y = 0, 45(3)  1,5a + 3b + 0, 05x + 0, 0125y − 0,1 = 0, 4(4) Thế (2) vào (4) ta có: (0,35 − 0, 05x).1,5 + 0, 05x + 0,125y = 0,3 ⇒ 0, 025x − 0, 0125y = 0, 025 ⇒ y = 2x − ⇒ y = ⇒ a = 0,1; b = 0, 05 + Với x = ⇒ % CH3OH = 32.0,1 = 29,9% 32.0,1 + 104.0, 05 + 46.0, 05 ⇒ y = ⇒ a = 0,15; b = + Với x = (vô lý) Câu 19: Đáp án C n CO2 = n H 2O ⇒ X, Y hợp chất no, đơn chức, mạch hở Đặt nX = x; nY = y C n H 2n O Đặt công thức chung hỗn hợp C n H 2n O + 3n − O → nCO + nH 2O ( ) ⇒ n Cn H n O = x + y = 1,5.n CO2 − n O2 = 2.(1,5.0,35 − 0, 4) = 0, 25(mol) (1) ⇒n= 0,35 = 1, ⇒ 0, 25 X HCHO Công thức Y CnH2nO => Bảo toàn nguyên tử C: x + ny = 0,35 (2) ⇒ ny − y = 0,1 ⇒ y = (l)và(2) 0,1 n −1 n ≥ ⇒ y ≤ 0, 05 ⇒ y = 0, 05 Vì Câu 20: Đáp án A Tách nước X thu anken đồng đẳng liên tiếp => X gồm ancol no, đơn chức, mạch hở ( C≥2 ) n CO2 (X) = n CO2 ( Y) = 0,13(mol); n H 2O(X) = n H 2O(Y) + 0, 03 = 0,18(mol) ⇒ n X = 0,18 − 0,13 = 0, 05(mol) C n H 2n + O Đặt công thức chung X ⇒n= 0,13 = 2, ⇒ 0, 05 ancol C2H5OHvà C3H7OH Câu 21: Đáp án B Đặt công thức chung X1 X2 C n H 2n +1O N(x mol) + O2 C n H 2n +1O N  → CO + H 2O + N Ta có: ⇒ n O(X) + 2n O2 = 2n CO2 + n H 2O Bảo toàn nguyên tố O ⇒ 2x + 0, 2025 = 2nx + 2n + x 2nx = 0, 08 ⇒ 1,5x = 0, 0375 ⇒ x = 0, 025 Mà ⇒n= 0, 08 = 3, 0, 025 ⇒ m X = (14.3, + 47).0, 025 = 2, 295(g) n X = 0, 025 ⇒ n H2O = 0, 025 = 0, 02 ⇒ m = m X − 18.0, 02 = 1,935(g) Câu 22: Đáp án C Gọi công thức chung axit đơn chức R-COOH Giả sử X tác dụng vừa đủ với NaOH ⇒ m X + m NaOH = m ran + m H 2O ⇒ m H 2O = 6,32(g) ⇒ n H2O = 6,32 = 0,3511 > 0, ⇒ 18 Vô lý ⇒ M R −COONa = 15, 28 = 76, 0, Sau phản ứng axit dư ⇒ R = 9, ⇒ axit HCOOH CH3COOH Câu 23: Đáp án D n CO2 < n H 2O ⇒ Ancol no đơn chức C n H 2n +1OH Đặt công thức chung ancol là: ⇒ n Cn H n +1OH = 0, 95 − 0, = 0, 25 ⇒ n = 0, = 2,8 0, 25 CH 3COOC n H 2n +1 Este thu được: Lại có n axit > n Cn H2 n+1OH ⇒ a = 0, 6.0, 25.(60 + 14.2,8) = 14,88(g) Câu 24: Đáp án D Gọi công thức chung X CnH2n+2-2xO2x Có a mol CnH2n+2-2xO2x đốt cháy thu a mol H2O (2n + − 2x)a = 2a ⇔ x = n Áp dụng định luật bảo tồn ngun tố cho H, ta có: => X có số nguyên tử c số nhóm chức => X gồm HCOOH (m mol) HOOC-COOH (n mol) Chọn a =1  m + n =1 ⇒ n COOH = n CO2 = m + 2n = 1, m = 0, ⇔ ⇒ %m HCOOH = 25, 41% n = 0, Câu 25: Đáp án C ( ) n H2O = n O2 − n CO2 = 0, 205(mol) n CO2 = n H 2O Anken cháy có n H 2O − n CO = 1,5n amin ⇒ n amin = 0, 07 Amin cháy có n M > n amin ⇒ C < 0,1 0,1 < = 1, n M 0, 07 Ta có: => amin CH3NH2 C2H5NH2 Câu 26: Đáp án D Chọn mol hỗn hợp X Nếu tỉ lệ nbutan : nheptan = : => mX = 58 + 2.100 = 258 (g) H = 100% ⇒ n Y = 2n X = 6(mol) ⇒ M Y = 43(g / mol) n butan : n heptan = :1 ⇒ m X = 58.2 + 100 = 216(g) Nếu ⇒ M Y = 36 Tương tự Nhận xét: Bài tốn khơng khó dễ mắc sai lầm phần tỉ lệ số mol chất Câu 27: Đáp án B C n H 2n +1COOH Cơng thức trung bình axit NaOH NaOH,CaO,t C n H 2n +1COOH  → C n H 2n +1COONa  → C n H 2n + M hỗn hợp khí = 3,3.4 =13,2 => Hỗn hợp khí chứa H2 => Hỗn hợp khí gồm H2 CH4 ⇒ n CH n H2 = 13, − =4 16 − 13, Áp dung sơ đô đường chéo Câu 28: Đáp án C C n H 2n O Ta gọi công thức chung andehit ⇒n= 26, 2.2 − 16 = 2, 14 => andehit CH3CHO (x mol) C2H5CHO (y mol) R − COOC n H n −1 Công thức este: Bảo toàn khối lượng ⇒ m + 56.0, = m + 6, 68 + m − 12, ⇒ m = 28,32 ⇒ m andehit = m − 12, = 15, 72(g) ⇒ n andehit = 0,3(mol) => mRCOOK = mrắn - mKOH dư = 28,32 + 6, 68 − 0,1.56 = 29, 4(g) ⇒ R = 29, − 83 = 15 0,3 Dùng sơ đồ đường chéo ⇒ x − 2,  x = 0,12 = = ⇒ y 2, −  y = 0,18 ⇒ %m R −COOCH =CH2 = 36, 44% Câu 29: Đáp án C Từ đáp án ta có Y ankan Gọi cơng thức trung bình hỗn hợp M là: ⇒ n CO2 n H2O = n 1,5n + − Đốt cháy ⇒ n = 2−x với x = C n H 2n + O x < x