Trong các dạng bài tập của hoá vô cơ và hoá học hữu cơ bậc THCS có điểm chung gần giống nhau chỉ khác nhau ở dạng toán lập công thức phân tử các hợp chất hữu cơ đây là dạng toán mới và k[r]
(1)
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Tên đề tài:
PHÂN LOẠI VÀ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TỐN LẬP CƠNG THỨC HĨA HỌC HỢP CHẤT HỮU CƠ
Lĩnh vực : Hóa học
Cấp học : THCS
Tài liệu kèm theo : Đĩa CD
NĂM HỌC: 2016 – 2017
MÃ SKKN
(2)PHẦN THỨ NHẤT
ĐẶT VẤN ĐỀ
I Cơ sở lí luận
II Cơ sở thực tiễn
PHẦN THỨ HAI
GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
1 Khảo sát thực tiễn:
2 Những biện pháp thực
PHẦN THỨ BA 28
KẾT LUẬN 28
I Kết thực 28
(3)PHẦN THỨ NHẤT ĐẶT VẤN ĐỀ I Cơ sở lí luận
Mơn hóa học mơn học có vị trí quan trọng nhà trường trung học sở, cung cấp cho học sinh kiến thức có hệ thống tương đối tồn diện lĩnh vực hóa học, góp phần vào việc phát triển tư khoa học cho học sinh, rèn cho học sinh tác phong bản: tỉ mỉ, cẩn thận, tiết kiệm, đoàn kết, hợp tác, giúp xây dựng cho em giới quan khoa học từ tạo cho em đầy đủ phẩm chất người lao động đại, biết nghiên cứu để tạo chất đáp ứng nhu cầu ngày cao tiến khoa học công nghệ
Thế kỷ 21 với kinh tế tri thức đòi hỏi người muốn tồn phải học, học suốt đời Vì lực học tập người phải nâng lên mạnh mẽ nhờ vào trước hết người học biết “Học cách học” người dạy biết “Dạy cách học” Như thầy giáo phải “Thầy dạy việc học, chuyên gia việc học”
Ngày dạy cách học trở thành mục tiêu đào tạo, khơng cịn giải pháp nâng cao chất lượng hiệu đào tạo
(4)các câu hỏi tập trắc nghiệm em học sinh có dịp củng cố khắc sâu kiến thức học sách giáo khoa, đồng thời giúp thầy trị điều chỉnh việc dạy học nhằm đạt kết cao
II Cơ sở thực tiễn
- Mơn hóa học môn học với học sinh Trung học sở Thực tế qua giảng dạy mơn hố học bậc trung học sở cho thấy :
- Học sinh chưa nắm định luật, khái niệm hoá học, chưa hiểu đầy đủ ý nghĩa định tính định lượng ký hiệu, cơng thức phương trình hố học
- Nhiều học sinh chưa biết cách giải tập hố học, lí học sinh chưa nắm phương pháp chung để giải thiếu kĩ tính tốn Tuy nhiên chưa đủ kết luận học sinh khơng biết hố học, mà cịn nguyên nhân khác, khiến phần lớn học sinh giải tập thường cảm thấy khó khăn lúng túng
- Các kỹ xác định hoá trị, lập cơng thức phương trình hố học cịn yếu chậm
- Chưa quan tâm mức phổ biến rèn luyện Do đó, học sinh có khả giải tập nhỏ song lồng ghép vào tập hố học hồn chỉnh lúng túng, phương hướng cách giải
- Câu hỏi tập giáo viên đưa ra, chưa đủ kích thích tư học sinh, chưa tạo tình giúp học sinh phát giải vấn đề
(5)trở tìm tòi, biên soạn nội dung giảng dạy làm để học sinh rèn luyện kỹ giải tốt dạng tập theo yêu cầu chương trình
Trong năm học trước tiến hành biên soạn dạng tập hố vơ áp dụng vào giảng dạy trường bước đầu đem lại kết khả quan Trong dạng tập hố vơ hố học hữu bậc THCS có điểm chung gần giống khác dạng tốn lập cơng thức phân tử hợp chất hữu dạng tốn khó học sinh lớp 9, sách tập lại không thiết lập cách giải cho dạng cụ thể trình khảo sát cuối năm, tơi nhận thấy hầu hết học sinh lớp cịn yếu dạng toán này, qua khảo sát cuối năm gần 70% học sinh không làm tập dạng xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ, lý mà tơi chọn
nội dung đề tài :" Phân loại rèn kĩ giải tốn lập cơng thức
(6)PHẦN THỨ HAI GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 1 Khảo sát thực tiễn:
Khảo sát chất lượng vào cuối tháng 3/2017 với 47 học sinh lớp * Nội dung : thực tập lập công thức hợp chất hữu * Thời gian : 45 phút kết sau:
Số lượng Giỏi Khá Trung bình Yếu Kém
47 10 10 10 11
% 21,28% 21,28% 21,28% 12,76% 23,4%
- Từ nguyên nhân năm hoc 2016-2017 lại bắt tay vào việc tiến hành nghiên cứu phân loại dạng tập lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ, kinh nghiệm kiến thức thân, kết hợp với kiến thức từ sách tham khảo tiến hành biên soạn nội dung, nhằm tìm biện pháp thích hợp chọn nội dung phù hợp việc giảng dạy nội dung biên soạn tơi tiến hành khảo sát thăm dị nguyện vọng học sinh kết sau:
- Học sinh biết làm tốn lập cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ: 26% - Học sinh làm tốn lập cơng thức phân tử hợp chất hữu cơ: 74% Trong đó:
* 26% thích học mơn hố dễ hiểu * 12% khơng thích học q khó * 17% khơng hiểu
* 25% thiết lập cách giải
* 20% cho mơn Hố q khó, mau qn
- Qua kết cho thấy HS không làm chủ yếu không hiểu bài, phân loại dạng tập phương pháp giải dạng tập Đó ngun nhân tiến hành biên soạn thực đề tài
2 Những biện pháp thực hiện
(7)gì? Dẫn xuất hiđrocacbon gì? Khi đốt hợp chất hữu sản phẩm thường chất nào?
Các em cần hiểu:
- Hợp chất hữu hợp chất C (trừ CO; CO2; H2CO3; muối
cacbonat )
- Hiđrocacbon hợp chất gồm C H
- Dẫn xuất hiđrocacbon hợp chất ngồi C, H cịn có nguyên tố khác: O,N
Như xác định thành phần định tính hợp chất việc lập cơng thức phân tử cịn dựa vào thành phần định lượng
Sau số dạng tập cụ thể qua hệ thống nên hệ thống tư , khai thác kiện, sử dụng kiến thức để giải tập
DẠNG 1: LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ DỰA VÀO KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN NGUYÊN TỐ VÀ BIẾT KHỐI LƯỢNG MOL CỦA HỢP CHẤT.
Bài toán 1:
Phân tích hợp chất hữu A, có chứa nguyên tố C, H, O Trong đó thành phần % khối lượng C 60% H 13,33% Xác định công thức phân tử A biết khối lượng mol A 60 gam.
*Phân tích tốn:
- Ở tốn chưa biết % O Vậy làm để tìm %O
- Có % ngun tố sử dụng cách để tìm cơng thức A
* Bài giải:
Phần trăm khối lượng nguyên tố O hợp chất A là: %O = 100% - (60% + 13,33%) =26,66%
Gọi công thức phân tử A CxHyOz (x, y,z Z+)
Ta có tỉ lệ: 60 12x
= 13,33 y
= 26,67
16z
= 100 60
x =100.12
60 60
(8)y = 100 33 , 13 60 = z = 100.16
67 , 26 60 =
Vậy công thức phân tử A là: C3H8O
Có thể hướng dẫn học sinh giải cách khác: Công thức tổng quát: CxHyOz (x, y,z Z+)
Ta có:
x : y : z = MC
C
%
= MH
H
%
= MO
O
%
= 12 60
:
33 , 13
: 16 67 , 26
= 3: 8:1
Cơng thức A có dạng (C3H8O)n
Ta có MA = 60 60n = 60 n=
Vậy công thức phân tử A C3H8O
Bài tốn 2:
Khi phân tích hợp chất hữu A thấy: Cứ 2,1 phần khối lượng C lại có 2,8 phần khối lượng O 0,35 phần khối lượng H Hãy xác định công thức phân tử A, biết gam A đktc chiếm thể tích 0,3733 lít.
* Phân tích tốn :
- Ở này, muốn tính khối lượng mol chất chưa biết phải dựa vào kiện để tính?
M = n
m
mà n = 22,4 V
- Cách giải tương tự 1, thay % khối lượng * Bài giải:
Gọi công thức phân tử A là: CxHyOz (x, y,z Z+) Ta có:
x : y : z = 12 ,
:
35 ,
: 16 ,
= 0,175 : 0,35 : 0,175 = 1: 2:
Công thức phân tử đơn giản A : CH2O
(9)MA = 0,3733
4 , 22
= 60(g)
Công thức phân tử A có dạng: (CH2O)2 = 60
30n = 60 n = 2
Vậy công thức phân tử A C2H4O2
* Nhận xét: Ở ẩn khối lượng mol M, học sinh nhớ lại cơng thức tính M
DẠNG 2: BÀI TOÁN ĐỐT LƯỢNG CHẤT HỮU CƠ TRONG ĐÓ BIẾT LƯỢNG CHẤT ĐEM ĐỐT, KHỐI LƯỢNG CHẤT SẢN PHẨM VÀ KHỐI LƯỢNG MOL CỦA CHẤT HỮU CƠ.
Bài tốn 1:
Đốt cháy hồn tồn 1,44 gam chất hữu A Sau phản ứng thu được 2,24 lít khí CO2(đo đktc) 2,16 gam H2O Tìm cơng thức phân tử A
biết 0,01 gam chất A đktc chiếm 3,1ml. * Phân tích tốn:
- Một hợp chất hữu đốt cháy cho sản phẩm CO2 H2O giúp ta
suy điều gì?
(Giúp biết thành phần định tính hợp chất hay công thức tổng quát Điều khẳng định phải dựa vào số liệu tính tốn- thành phần định lượng.)
- Từ tìm cơng thức đơn giản hợp chất A
- Dữ liệu 0,01 gam A(đktc) có V = 3,1ml =0,0031(l) giúp ta tính đại lượng nào?
(Tìm MA từ tìm cơng thức phân tử hợp chất A)
- Sau phân tích xong giáo viên giúp học sinh lập sơ đồ: A + O2
0
t
CO2 + H2O
nC =
n
CO2 mC = nC MCnH = 2nH2O mH = nH MH
mC + mH = mA A gồm C H
(10)Từ V nA =22,4
V
mA = 0,01(g) ta tính MA = n
m
* Bài giải:
Số mol CO2 H2O là:
2 CO
n = 22V,4 = 222,24,4 = 0,1mol O
H
n
2 =M
m
= 18
16 ,
= 0,12mol
Số mol C H có CO2 H2O là:
nC = nCO2 = 0,1mol H
n
= 2nH2O = 0.12 = 0,24molKhối lượg C H có A là: mC = nC MC = 0,24 = 0,24(g)
Ta có: mC + mH = 1,2 + 0,24 = 1,44(g) = mA
Vậy A Hiđrocacbon có cơng thức tổng qt là: CxHy (x, y Z+) Ta có: x : y = nC : nH = 0,1 : 0,24 = : 12
Công thức đơn giản A C5H12
Ta lại có: nA = 22,4
V
mà MA = A
A
n m
= V
m.22,4
= 0,0031
4 , 22 01 ,
= 72(g)
Khi cơng thức phân tử A có dang: (C5H12)n = 72
72n = 72
n = 1
Vậy công thức phân tử A C5H12
*Nhận xét: Dạng toán đơn giản biết khối lượng chất sản phẩm và M Nhưng toán ẩn M chưa biết nên học sinh thường hay lúng túng. Bài toán đưa cách xác định giá tri M.
(11)Đốt cháy hoàn toàn 5,8 gam hợp chất hữu X Sau phản ứng thu được 8,96 lít khí CO2 (đo đktc) 9g H2O Tìm cơng thức phân tử X.
Biết tỉ khối X so với khí H2 29.
* Phân tích toán:
- Ở toán hướng dẫn học sinh giống Còn khối lượng mol M
của hợp chất dựa vào liệu nào? (dựa vào tỉ khối)
Cơng thức tính tỉ khối? (dA/B =M
M
A A
)
- B chất nào? (H2)
- Vậy có tìm MA khơng? ( MA = MH2 d)
- Tìm nC, nH mC, mH
Tính: mC + mH so với mX?
Công thức tổng quát X.
* Bài giải:
Số mol CO2 H2O là:
CO
n
= 22,4 V
= 22,4
96 ,
= 0,4 (mol)
O H
n
2= M m
=18
= 0,5 (mol)
Số mol C H có CO2 H2O hay X là:
nC = nCO2 = 0,4 (mol)
Khối lượng C H X là: mC = nC MC = 0,4 12 = 4,8(g)
mH = nH mH = 1 = 1(g)
Ta có: mC + mH = 4,8 + = 5,8 = mX
Vậy X Hiđrocacbon có cơng thức tổng qt là: CxHy (x, y Z+) Ta có: x : y = nC : nH = 0,4 : = :
Công thức phân tử đơn giản X C2H5
Mà khối lượng mol X là:
(12)Cơng thức phân tử X có dạng: (C2H5)n = 58
29n = 58
n = 2
Công thức phân tử X là: C4H10
* Nhận xét: Ở toán ẩn số M Như lại có thêm cách xác định M
DẠNG 3: DẠNG TOÁN ĐỐT CHÁY CƠ BẢN NHƯNG SẢN PHẨM CHO DƯỚI TỈ LỆ MOL HOẶC TỈ LỆ THỂ TÍCH
(Phương pháp giải: Dựa vào định luật bảo toàn khối lượng)
Bài tốn 1:
Đốt cháy hồn tồn 2,1 gam hợp chất hữu B cần dùng 5,04 lít khí O2(đo đktc) thu CO2 H2O có tỉ lệ thể tích :1 điều kiện.
Tìm cơng thức phân tử B biết tỉ khối B so với khí hiđro 21. * Phân tích tốn:
- Ở toán ta biết mCO2 , mH2O chưa?
- Làm để tính đại lượng này? - Bài tốn cho số liệu gì? Sử dụng nào?
- mA biết mO2 tính giúp ta suy điều gì?
- VCO2 :
V
H2O = : giúp ta suy điều gì?Để tháo gỡ nút thắt ta phải dựa vào kiến thức sau: - Định luật bảo toàn khối lượng
- Ở điều kiện nhiệt độ áp suất tỉ lệ số mol chất khí tỉ lệ thể tích
- Từ ta tính mCO2 , mH2O tốn lúc quay dạng
toán mà học sinh làm
* Bài giải:
Số mol O2 khối lượng O2 là:
O H
n
2 = 22,4
V
= 22,4
04 ,
(13) mH2O = n M = 7,2(g)
Theo định luật bảo tồn khối lượng ta có:
2
CO
m
+
m
H2O =m
B +m
O2 = 2,1 + 7,2 = 9,3(g)Mặt khác ta biết điều kiện nhiệt độ áp suất ta có:
2
CO
V
: VH2O = :
n
CO2 : nH2O = :Hay
n
CO2 =n
H2O = x mol mCO2 = nCO2 MCO2 = 44x
m
H2O =n
H2O MH2O = 18xTa có phương trình: 18x + 44x = 9,3 x = 0,15 mol
Vậy
n
CO2 : nH2O = : = 0.15molnC =
n
CO2 = 0,15 mol mC = nC MC= 12 0,15 = 1,8 (g)H
n
= 2n
H2O = 0,15 = 0,3 (mol) mH = nH MH = 0,3 = 0.3(g)Ta có: mC + mH = 1,8 + 0,3 =2,1 = mB
Vậy B Hiđrocacbon có công thức tổng quát là: CxHy (x, y Z+) Ta có: x : y = 0,15 : 0,3 = :
Công thức phân tử đơn giản B là: CH2
Mà khối lượng mol B là: MB = d MH2 = 21 = 42 (g)
Công thức phân tử B có dạng: (CH2)n
14n = 42
n = 3
Vậy công thức phân tử B C3H6
(14)Bài tốn 2:
Đốt cháy hồn tồn 9,2 gam chất hữu A bình chứa 13,44 lít khíO2(đo đktc), phản ứng thu CO2 H2O có tỉ lệ : Tìm cơng
thức phân tử A, biết tỉ khối A với H2 23.
* Phân tích tốn: Tương tự
* Bài giải:
Số mol O2 khối lượng O2 là:
2
O
n = 22V,4 =1322,44,4 = 0,6 (mol)
O
m =
n
O2O
M = 0,6 32 = 19,2(g)
Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:
2 CO
m + mH O
2 =mA + mO2 = 9,2 + 19,2 = 28,4(g)
Theo đầu bài, ta có:
O H CO
n n
2
=
2
nCO2 =
2
O H
n
2
Gọi nH2O = x(mol) nCO2 =
2
x
m
H2O = 18x2 CO
m
=
.44x =
88x
18x +
88x
= 28,4 54x + 88x = 85,2
x = 0,6(mol)
n
CO2 =2
x = 0,4(mol)
n
C = nCO2 = 0,4(mol) mC = 0,4 12 = 4,8(g)
n
H = 2nH2O = 0,6 = 1,2(mol) m (15)mC + mH = 4,8 + 1,2 = 6< mA =9,2
A dẫn xuất Hiđrocacbon, phân tử A gồm C,H,O
mO = mA – (mC + mH) = 9,2 – (4,8 + 1,2) =3,2(g)
nO = O
O
M m
= 16 ,
= 0,2(mol)
Vậy công thức tổng quát A là: CxHyOz (x, y, z Z+) Ta có: x : y : z = nC : nH : nO = 0,2 : 0,6 : 0,1 = : :
Công thức phân tử đơn giản A là: C2H6O
Mà khối lượng mol A là: MA = d MH2 = 23 = 46(g)
Công thức phân tử A có dạng: (C2H6O)n
(C2H6O)n = 46 46n = 46 n = 1
Vậy công thức phân tử A là: C2H6O
*Nhận xét: Ở ẩn khối lượng mol khối lượng sản phẩm, sử dụng kiến thức học xác định giá trị ẩn đưa toán dạng mà học sinh biết cách làm
DẠNG 4: BÀI TỐN ĐỐT CHÁY CĨ SẢN PHẨM TIẾP TỤC THAM GIA PHẢN ỨNG
Bài tốn 1:
Oxi hóa hồn toàn 4,2 gam chất hữu X thu khí CO2 và
H2O Khi dẫn tồn sản phẩm vịa dung dịch nước vơi lấy dư thì
thấy khối lượng bình tăng thêm 18,6 gam đồng thời xuất 30 gam chất kết tủa Mặt khác, hóa lượng chất X người ta thu thể
tích 5
thể tích khí N2 có khối lượng tương đương điều
kiện nhiệt độ, áp suất Tìm cơng thức phân tử X. * Phân tích toán:
- Ở phải hiểu sản phẩm gồm CO2 H2O vào dung dịch
(16)- Kết tủa tạo thành phản ứng:
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
- Số mol kết tủa tính tính nCO2 mCO2 Tính
mH2O
- Như toán quay dạng biết khối lượng sản phẩm mà học sinh biết cách làm
Dữ liệu VX =
2
VN2 giúp ta suy điều gì?
- Khi thực điều kiện nhiệt độ, áp suất giúp ta có điều gì?
(
V
X = 52
2
N
V
n
X = 52
2
N
n MXX m
=5
2
2
N N
M m
)
- Từ tính mXvà tiếp tục giải toán tương tự
toán dạng
* Bài giải:
Phương trình hóa học:
X + O2
0
t
CO2 + H2O (1)
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (2)
Số mol CaCO3 là:
3
CaCO
n
= M
m
=100 30
= 0,3(mol)
Theo phương trình phản ứng (2) ta có:
2
CO
n
=
n
CaCO3 = 0,3(mol)2
CO
m =
n
CO2M
CO2 = 0,3 44 = 13,2(g)Khối lượng bình tăng lên khối lượng CO2 H2O
2
CO
m
+
m
H2O = 18,6(g) (17)Ta có:
C
n
=n
CO2 = 0,3 mol mC = 0,3 12=3,6(g)
H
n
= 2n
H2O = 218 ,= 0,6(mol) mH = 0,6 1=0,6(g)
Ta có:
mC + mH = 3,6 + 0,6 = 4,2 = mX
X Hiđrocacbon, phân tử gồm C H
Công thức tổng quát X là: CxHy (x, y Z+)
Ta có: x : y = nC : nH = 0,3 : 0,6 = :
Công thức đơn giản X là: CH2
Theo đầu ta có: Ở điều kiện nhiệt độ, áp suất:
X
V
= 52V
N2 n
X = 52
2
N
n
X
X
M m
=5
2
N N
M m
Mà mX = mH MX =
5
2
N
M = 25 28= 70(g).
Công thức X có dạng là: (CH2)n
(CH2)n= 70
14n = 70 n =5
Vậy công thức phân tử X :C5H10
* Nhận xét: Ở ẩn giá trị sản phẩm dựa vào phương trình phản ứng cho sản phẩm tạo ta xác dịnh khối lượng sản phẩm Giá trị M ẩn dựa vào đầu ta xác định M đưa toán dạng mà học sinh biết cách làm
Bài toán 2:
Đốt cháy hoàn toàn gam hợp chất hữu A dẫn sản phẩm vào bình 1 chứa H2SO4 đặc bình chứa dung dịch Ca(OH)2dư Sau phản ứng
thấy khối lượng bình tăng thêm 3,6 gam, bình thu 20 gam chất kết tủa Tìm cơng thức phân tử A Biết tỉ khối A với H2 30.
(18)- H2SO4 đặc có tính chất gì? Khối lượng tăng bình khối lượng
chất nào?
(Ở khối lượng nước tính theo khối tăng bình chứa
H2SO4 đặc H2SO4 đặc háo nước Từ tính nH2O nH mH )
- Kết tủa tạo thành phản ứng CO2 với dung dịch Ca(OH)2 Từ
khối lượng kết tủa tính số mol CO2, từ tính mC mH biết
được nguyên tố tạo A
- Dữ liệu dA/H2 = 30 cho ta biết điều gì? ( Tính MA = d MH2)
- Tiếp tục giải dạng
* Bài giải:
Phương trình phản ứng xảy ra: A + O2 CO2 + H2O (1)
H2SO4 + nH2O H2SO4 nH2O (2)
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (3)
Khối lượng bình tăng H2SO4 hút nước
m
H2O = 3,6(g)
n
H2O = Mm
= 18 ,
= 0,2(mol)
n
H = 2n
H2O =2 0,2 =0,4(mol)
m
H = nHM
H = 0,4 = 0,4(g)Số mol CaCO3 là:
3
CaCO
n
= M
m
=100 20
= 0,2(mol)
Theo phương trình phản ứng (3) ta có:
2
CO
n
=
n
CaCO3 = 0,2(mol)
n
C=n
CO2 = 0,2(mol) mc = 0,2 12 =2,4(g) (19)mO = mA – (mC + mH) = – 2,8 = 3,2(g)
nO = M
m
=16
2 ,
= 0,2(mol)
Vậy công thức tổng quát A là: CxHyOz (x, y, z Z+)
Ta có: x : y : z = 0,2 : 0,4 : 0,2 = 1 :2 :1
Công thức đơn giản A là: CH2O
Khối lượng mol A là: MA = d MH2 = 30 = 60(g)
Công thức phân tử A có dạng: (CH2O)n
(CH2O)n = 60 n = 2
Vậy công thức phân tử A là: C2H4O2
*Nhận xét: Ở ẩn giá trị sản phẩm học sinh dựa vào kiến thức học để tìm ẩn đưa tốn đưa toán dạng mà học sinh biết cách làm
DẠNG 5: LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ CỦA HIĐROCACBON DỰA VÀO PHẢN ỨNG HÓA HỌC ĐẶC TRƯNG
Bài tốn 1:
Cho 0.728 lít hỗn hợp gồm hidrocacbon qua dung dịch nước brom lấy dư thấy có 2g brom phản ứng cịn 0.448 lít khí ngồi Đốt cháy hồn tồn 0.725 lít hỗn hợp khí cho tồn sản phẩm cháy qua bình đựng H2SO4 đặc, sau qua bình đựng dung dịch nước
vôi lấy dư thấy xuất 7,75g kết tủa Tìm cơng thức phân tử 2 hidrocacbon trên.Các thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn.
*Phân tích tốn :
- Hỗn hợp hidrocacbon + dung dịch nước brom
Khí bị giữ lại thuộc hidrocacbon ? ( Hidrocacbon chưa no )
Khí qua thuộc hidrocacbon ? (Hidrocacbon no )
(20)- đốt cháy hỗn hợp, sản phẩm thu CO2 H2O
CO2 H2O
đ SO H2
H2O bị giữ lại, CO2
2 ) (OH Ca
CaCO3
Khối lượng kết tủa biết tìm số mol kết tủa số mol khí CO2
sinh phản ứng đốt cháy hidrocacbon từ tìm mối liên hệ giữa
số nguyên tử cacbon phân tử
*Bài giải :
Hidrocacbon không phản ứng với dung dịch nước brom(đi qua dung
dịch nước brom )thuộc loại hidrocacbon có cơng thức chung là: CnH2n + (n1)
2 2n nH
C
n
= 0,448(l)
n
CnH2n2 = 22,4V
= 22,4
448 ,
= 0,02(mol)
Hiđrocacbon có phản ứng với dung dịch brom ( bị giữ lại) thuộc loại hiđrocacbon chưa no
Ta có:
nhiddrocacbon chưa no =22,4
V
= 22,4
448 , 728 , = 0,0125(mol) nBr2 = M
m
= 160
= 0,0125(mol)
nhiddrocacbon chưa no : nBr2 = :1
Hiđrocacbon chưa no có cơng thức: CmH2m(m 2)
Phản ứng đôt cháy: CnH2n + +
1 3n
O2
c t0
nCO2 + (n +1) H2O (1)
CmH2m +
3m
O2
c t0
mCO2 + m H2O (2)
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (3)
Số mol CaCO3 tạo thành phản ứng (3) là:
3
CaCO
n
= M
m =100 75 , = 0,0775(mol) Theo phương tình (3) ta có:
2
CO
n
(21)Mà nCO2 (1) +nCO2 (2) = nCO2 (3)
Ta có
n
CnH2n2 = 22,4 V= 22,4
448 ,
= 0,02(mol)
n
CmH2m = 0,0125(mol)Theo phương trình (1) ta có
n
CO2 = 0,02 nTheo phương trình (2) ta có nCO2 = 0,0125 m
0,02 n + 0,0125 m = 0,0775
8n + 5m = 31
m =
8 31 n
Ta có bảng giá trị:
n
M 4,6 1,4 <0
Loại Chọn Loại Loại
Như cặp giá trị thích hợp là:
n = Công thức phân tử hiđrocacbon no là: C2H6
m = Công thức phân tử hiđrocacbon chưa no là: C3H6
*Bài tốn 2:
Dẫn 6,72 lít hỗn hợp khí gồm hiđrocacbon mạch hở qua dung dịch brom dư cho phản ứng xảy hoàn tồn Sau thí nghiệm, thấy khối lượng bình đựng brom tăng thêm 5,6 gam, đồng thời 2,24 lít một chât khí Mặt khác, đốt cháy hồn tồn 6,72 lít hỗn hợp khí trên, thấy tạo 22 gam khí CO2 10,8 gam H2O Biết thể tích khí đo ở
đktc Xác định cơng thức phân tử hiđrocacbon đó. * Phân tích tốn:
- Khối lượng bình brom tăng khối lượng hiđrocacbon chưa no -Thể tích khí thể tích hiđrocacbon no
VCnH2n + 2 = 2,24 lít Tìm số mol CnH2n+2.
(22)- Biết số mol khối lượng hiđrocacbon chưa no tìm khối lượng mol (M)
- Biện luận tìm cơng thức phân tử - Viết phương trình đốt cháy
- Từ nCxHy nCO2 nH2O
Có mCO2, mH2O tổng nCO2 , nH2O tổng
nCO2 , nH2O phản ứng đốt cháy CnH2n+2.
- Lập tỉ số mol tìm cơng thức phân tử
* Bài giải:
Gọi công thức phân tử khí tác dụng với dung dịch Br2 CxHy.
Cơng thức phân tử chất khí khơng tác dụng với dung dịch Br2 là:
CnH2n + 2
Thể tích khí CxHy : 6,72 – 2,24 = 4,48(l) Khối lượng mol CxHy là:
M
CxHy = nm =0,2
6 ,
= 28(g)
Nếu x = y = 16 (loại)
Nếu x = y = 4( thỏa mãn)
Vậy với cặp giá trị x = 2, y = thích hợp
Cơng thức phân tử hiđrocacbon là: C2H4
- Số mol CO2 số mol H2O thu là:
2
CO
n
= M
m =44
22
= 0,5(mol) O
H
n
2 = M m
= 18
8 , 10
= 0,6(mol)
2n
nH
C
n
= 22,4
V
=22,4
24 ,
= 0,1(mol) Phương trình đốt cháy:
C2H4 + O2
c t0
2CO2 + H2O (1)
(23)Theo phương trình (1) ta có: nCO2 = 2nC2H4 = 0,2 = 0,4(mol)
nH2O = 2nC2H4 = 0,2 = 0,4(mol)
nCO2(2) = 0,5 - 0,4 = 0,1(mol)
nH2O (2) = 0,6 – 0,4 = 0,2(mol)
Mà theo phương trình (2) nCO2 = n nCnH2n+ = 0,1 n
nH2O = (n + 1) nC2H2n +2 = 0,1 (n +1)
0,1 n = 0,1 n = 1
Vậy cơng thức phân tử hiđrocacbon cần tìm là: CH4
* Nhận xét:
Ở dạng toán phải tính theo phương trình biện luận, loại tốn dùng cho học sinh giỏi
DẠNG 6: BÀI TỐN KHƠNG CHO KHỐI LƯỢNG CỤ THỂ CỦA CÁC CHẤT SINH RA SAU PHẢN ỨNG CHÁY MÀ CHO DƯỚI DẠNG ẨN SỐ.
Bài tốn:
Đốt cháy hồn toàn b gam chất hữu A, chứa C,H O, thu x
gam CO2 y gam H2O Biết x = 15
22
b, y = 5
b Tỉ khối A so với H2 là
45 Xác định công thức phân tử A. * Phân tích đề bài:
Biết mCO2, mH2O từ tìm khối lượng nguyên tố hợp
chất hữu theo ẩn số cho, lập công thức tổng quát cơng thức phân tử cho ẩn số
* Bài giải:
Gọi công thức tổng quát hợp chất hữu CxHyOz(x, y, z Z+) Xác định khối lượng nguyên tố C, H, O theo ẩn b
2
CO
n
= M
m
=44.15 22b
=30
b
(mol)
n
C =n
CO2 =30b
(mol) mC =30
b
(24)O H
n
2 = M
m
=5.18 3b
=30
b
(mol)
H
n
=2
n
H2O = 230b
= 15
b
(mol)
mH = 15
b
=15
b
(mol)
mO = b – (0,4b +15
b
) =15 8b
(g) Ta có tỉ lệ:
x : y : z = 12 , b
:15
b
: 15.16 8b
= 1: 2:
Vậy công thức đơn giản A có dạng (CH2O)n
Khối lượng mol A là:
MA = d
M
H2 = 45 = 90(g) 30n = 90 n = 3
Vậy công thức phân tử A C3H6O3
* Nhận xét: Ở dạng tốn phải tính theo ẩn số loại toán dùng cho học sinh giỏi
DẠNG 7: TÍNH THEO THỂ TÍCH CỦA CÁC CHẤT THAM GIA PHẢN ỨNG HAY TẠO THÀNH Ở TRẠNG THÁI KHÍ HOẶC HƠI TRONG CÙNG ĐIỀU KIỆN NHIỆT ĐỘ, ÁP SUẤT ĐỂ LẬP CÁC CÔNG THỨC HỢP CHẤT HỮU CƠ Ở THỂ KHÍ
Bài tốn 1:
Khi đốt lít khí X cần lít khí O2 Sau phản ứng thu lít khí
CO2 lít nước Xác định cơng thức phân tử X Biết thể tích các
khí đo điều kiện nhiệt độ áp suất. * Phân tích tốn:
(25)Ở điều kiện nhiệt độ áp suất, mol chất khí chiếm thể tích Vậy tỉ lệ thể tích tỉ lệ mol
Gọi công thức phân tử X là: CxHyOz(x, y, z Z+)
Phương trình phản ứng: CxHyOz + (x +
y -
z
)O2
0
t
xCO2 +
y H2O
Theo phương trình: : (x +
y -
z
) : x :
y Theo đề : : : :
x =
1
= ;
1
2
y
y = 4.2 = 8
Vậy x = ; y =
Thay x = 3; y = vào (x +
y -
z
) = z = 0
Vậy công thức phân tử X C3H8
* Nhận xét: Ở toán học sinh cần có kĩ cân phương trình hóa học tốt tốn trở lên đơn giản
Bài tốn 2:
Trộn 10cm3 A thể khí với 50cm3 oxi đốt cháy Sau phản ứng thu
được hỗn hợp khí gồm CO2, N2, H2O oxi dư tích 80cm3 Dẫn hỗn
hợp khí qua CaCl2 khan thấy khối lượng giảm nửa Nếu tiếp
tục dẫn qua dung dịch KOH dư cịn lại 20 cm3một hỗn hợp khí mà khi
cho nổ hồ quang điện cịn khí nhất.(Các thể tích khí đo điều kiện nhiệt độ áp suất.) Hãy xác định công thức phân tử của hợp chất hữu A.
* Phân tích tốn:
CaCl2 khan
- Hợp chất A(10cm3) + O
2
0
t
CO2, N2, H2O, O2 dư(80cm3)
H2O hồ quang điện
CO2, N2,O2 dư(40cm3)
KOH
(26)+CO2
- Qua phân tích tìm VCO2,VH2O ,VO2phản ứng,, VN2tạo thành
- Từ viết phương trình tính toán
* Bài giải:
Thể tích nước tạo thành là(do CaCl2 khan hút)
O H
V 2 = 80 : = 40(cm3)
Thể tích khí CO2 là: (do tác dụng với KOH)
2
CO
V
, = 40 -20 = 20(cm3)
Theo phương trình phản ứng ta có: N2 + O2
n tialuwadie
2NO
VN2 = VO2 = 20 : = 10(cm3)
VO2 phản ứng = 50 -10 =40(cm3)
Gọi công thức phân tử A là: CxHyOzNt(x, y, z , tZ+) Phương trình đốt cháy:
CxHyOz + (x +
y -
z
) O2
0
t
xCO2 +
y
H2O +
t N2
Theo PT: : (x +
y -
z
) : x :
y
:
t
(mol) Theo ĐB: 10 40 20 40 10 x = 10
20
=
y = 10
2 40
=
t = 10
2 10
=
Ta có: x = 2; y = 8; t = Mà x +
y -
z = 10
40
= 4 z = 0
Vậy công thức phân tử A : C2H8N2
(27)Bài tốn 1:
Đốt cháy hồn tồn m(g) chất hữu A cần dùng 9,6 gam khí oxi thu được 13,4 gam CO2 5,4 gam nước Tìm cơng thức phân tử A, biết
170< MA< 190.
* Phân tích tốn:
- Từ sơ đồ cháy: A + O2
0
t
CO2 + H2O
Biết mO2, mCO2 , mH2O có tìm được MA khơng? Sử dụng kiến thức
nào?(Định luật bảo toàn khối lượng)
- Bài toán lại quay lại dạng toán bản, phải tìm nghiệm thích hợp với kiện đề 170< MA< 190
* Bài giải:
Sơ đồ phản ứng cháy: A + O2
0
t
CO2 + H2O
Theo định luật bảo tồn khối lượng ta có:
mA + mO2 = mCO2 + mH2O
mA = mCO2 + mH2O - mO2
= 13,2 + 5,4 – 9,6 = 9(g)
Khối lượng H khối lượng C có gam A là: mH = 18
,
.2 = 0,6(g) mC =
12 44
, 13
= 3,6(g)
Ta có mC + mH = 3,6 + 0,6 = 4,2 < 9(mA)
Phân tử A gồm nguyên tố C, H, O
Khối lượng nguyên tố O có gam A là: mO = – 4,2 = 4,8(g)
Gọi công thức phân tử A là: CxHyOz (x, y, z Z+) Ta có:
x : y : z = 12 ,
: ,
: 16 ,
= 0,3 : 0,6 : 0,3 = 1: 2:
(28)Ta có MA = 30.n
Theo đầu 170< MA < 190 170 < 30n < 190
5,7 < n < 6,3
n = 6
Vậy công thức phân tử A C6H12O6
Bài tốn 2:
Oxi hóa hồn tồn lượng chất hữu B cần 0,448 lít khí O2 và
tạo thành 0,448 lít khí CO2 0,36 gam H2O Tìm cơng thức phân tử B,
biết tỉ khối B so với khí H2 30.
* Phân tích tốn:
- Biết VO2 tìm nO2 mO2
- Biết VCO2 tìm n CO2 m CO2
- Từ biết mB dựa vào định luật bảo toàn
- Biết tỉ khối tìm MB
Bài tốn trở toán
(Với học sinh giỏi, giới thiệu cách giải khác)
Cách 1: Học sinh đại trà
Số mol O2 có là: nO2 =22,4
V
= 22,4
448 ,
= 0,02(mol)
mO2 = n M = 0,02 32 = 0,64(g)
Số mol CO2 có là: nCO2 =22,4
V
= 22,4
448 ,
= 0,02(mol)
mCO2 = n M = 0,02 44 = 0,88(g)
Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:
mB + mO2 = mCO2 + mH2O
mB = mCO2 + mH2O - mO2
= 0,88 + 0,36 – 0,64 = 0,6 (g)
(29)mH = 18
36 ,
.2 = 0,04(g) mC =
12 44 88 ,
= 0,24(g)
Ta có mC + mH = 0,24 + 0,04 = 0,28 < 0,6(mB)
Phân tử B gồm nguyên tố C, H, O tạo nên.
Khối lượng nguyên tố O có gam A là:
mO = 0,6 – 0,28 = 0,32(g)
Gọi công thức phân tử A là: CxHyOz (x, y, z Z+) Ta có:
x : y : z = 12 24 , : 04 ,
: 16
32 ,
= 0,02 : 0,04 : 0,02 = 1: 2:
Công thức đơn giản A có dạng: (CH2O)n
Khối lượng mol B là: MB = d MH2 = 30 = 60(g)
(CH2O)n = 60 n = 2
Vậy công thức phân tử B là: C2H4O2
Cách : Dành cho học sinh khá, giỏi:
Khối lượng mol B là: MB = d MH2 = 30 = 60(g)
Số mol O2 có là: nO2 = 0,02(mol) mO2 = 0,02 32 = 0,64(g)
Số mol CO2 có là: nCO2 = 0,02(mol) mCO2 = 0,02 44 = 0,88(g)
Số mol H2O là: nH2 = 18
36 ,
= 0,02(mol)
Ta có : mB = mCO2 + mH2O - mO2
= 0,88 + 0,36 – 0,64 = 0,6 (g) Số mol B là: nB = 60
,
= 0,01(g)
Gọi công thức phân tử A là: CxHyOz (x, y, z Z+)
Ta có phương trình đốt cháy: CxHyOz + (x +
y -
z
) O2
0
t
xCO2 +
(30)Theo PT: : (x +
y -
z
) : x :
y
(mol) Theo ĐB: 0,01 0,02 0,02 0,02
Ta có tỉ lệ: 0,01
1
= 0,02 x
= 0,02
2 /
y
x = ; y = 4
Mà ta lại có: 0,02
2
z y x
= 0,02
2
z = 2
(31)PHẦN THỨ BA KẾT LUẬN I Kết thực hiện
Với việc phân loại tập trên, áp dụng với học sinh khối đại trà lớp chất lượng cao năm học 2015- 2016 năm học 2016 – 2017 kết khả quan nhiều so với trước phân loại tập
a Về phía học sinh
Kết hợp với nhiều phương pháp dạy học khác, số học sinh nắm cách làm tập lập công thức phân tử hợp chất hữu ngày nhiều Phần lớn học sinh trở nên tự tin hơn, tích cực sáng tạo việc giải tốn hóa học 9, việc giải tập sách giáo khoa tập sách tham khảo không cịn khó khăn lúc trước Từ chất lượng mơn hóa ngày có chuyển biến tốt đạt thành tích tốt năm học qua Cụ thể kiểm tra lập công thức phân tử hợp chất hữu cho thấy rõ tỉ lệ học sinh đạt điểm giỏi tăng, tỉ lệ học sinh có điểm trung bình giảm hẳn
Kết cụ thể
Số lượng Giỏi Khá Trung bình Yếu Kém
47 30 16 0
% 63,83% 30,04% 2,13% 0
b Về phía giáo viên
Với kết thu trên, thân thấy phấn khởi thấy em nắm cách làm tập để sau học tốt mơn hóa học bậc THPT Từ tơi cảm thấy yêu nghề
II Bài học kinh nghiệm
Để sử dụng tốt việc hướng dẫn học sinh phân loại rèn kĩ giải dạng tập lập cơng thức hóa học phân tử hợp chất hữu có hiệu quả, người giáo viên cần phải:
(32)- Cần nhiệt tình, kiên trì, nhẫn lại trình tìm hiểu, nghiên cứu thực đề tài
- Cần tìm hiểu làm rõ nguyên nhân dẫn đến hạn chế cơng việc giảng dạy
- Tìm phương pháp thích hợp với đối tượng học sinh
- Chỉnh sửa uốn nắn kịp thời học sinh làm sai đưa nguyên nhân để rút kinh nghiệm
- Phải quan tâm đến học sinh trung bình, yếu
Trong phạm vi viết này, tơi muốn hình thành số kĩ làm tốn nói chung kĩ lập cơng thức hóa học hợp chất , đặc biệt hợp chất hữu
Với kinh nghiệm giảng dạy hóa học cịn chưa nhiều(25 năm), tơi mạnh dạn đưa số dạng tập nói với hi vọng đóng góp phần nhỏ vào kho tàng kiến thức đồng nghiệp đúc kết nhiều năm kinh nghiệm để phát triển nghiệp giáo dục nước nhà
Hi vọng viết tơi nhận nhiều kiến đóng góp anh chị em đồng nghiệp chuyên viên