Hướng dẫn học sinh lớp 11 sử dụng công thức đốt cháy và phương pháp quy đổi trong giải toán hỗ hợp HIĐROCACBON

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT LÊ LỢI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 11 SỬ DỤNG CÔNG THỨC ĐỐT CHÁY VÀ PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI TRONG GIẢI TOÁN HỖN HỢP HIĐROCACBON Người thực hiện: Lê Thị Thủy Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực : Hóa học THANH HÓA NĂM 2021 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Trong chương trình hố học hữu ở cấp trung học phổ thơng, tốn hỡn hợp hiđrocacbon tốn quan trọng, phổ biến Cách giải những toán được đề cập tài liệu tham khảo với nhiều cách giải khác Tuy nhiên, ta nhận thấy có phương pháp rất hiệu quả giải được phần lớn tập dạng phương pháp quy đổi Với việc sử dụng phương pháp này, những toán hỗn hợp hiđrocacbon được giải cách rất ngắn gọn đơn giản Trong trình giảng dạy mơn Hóa học, tơi nhận thấy gặp những tập hỗn hợp hiđrocacbon tâm lý chung học sinh rất ngại lúng túng Với mong muốn giúp em học sinh lớp 11, 12 thay đổi tâm lý gặp toán hỡn hợp hiđrocacbon có cách tiếp cận, giải tốn cách nhẹ nhàng tơi mạnh dạn chọn đề tài sáng kiến kinh nghiệm: “ Hướng dẫn học sinh lớp 11 sử dụng công thức đốt cháy và phương pháp quy đổi giải toán hỗn hợp hiđrocacbon” Phương pháp cũng cho hỗn hợp gồm hiđrocacbon H2 Tôi hy vọng đề tài tài liệu tham khảo phục vụ tốt cho việc học tập học sinh lớp 11 cho công tác giảng dạy bạn đồng nghiệp 1.2 Mục đích nghiên cứu Phải hình thành cho học sinh được bước để giải toán, kèm theo tập cho học sinh thói quen phân tích đề định hướng được cách làm, kỹ rất quan trọng việc giải tập hỡn hợp hiđrocacbon Do đó, để hình thành được kỹ làm tập hỗn hợp hiđrocacbon giáo viên phải rèn luyện cho học sinh tư định hướng đứng trước toán khả phân tích đề Khi sử dụng “phương pháp quy đổi” để giải tập hỗn hợp hiđrocacbon tiết kiệm được rất nhiều thời gian, học sinh nhanh chóng xác việc lựa chọn đáp án không phải viết nhiều phương trình hóa học khơng phải thực phép tốn phức tạp, dễ nhầm lẫn Thay vào học sinh phải sử dụng phép toán đơn giản viết phương trình hóa học Trên sở tìm hiểu lý luận thực tiễn, đề tài xây dựng sử dụng hệ thống tập hỗn hợp hiđrocacbon, giúp học sinh định hướng, nắm vững cách giải tập liên quan 1.3 Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu cấu tạo tính chất hiđrocacbon Từ tìm phương pháp giải cho phù hợp Đề tài được trực tiếp áp dụng ở lớp 11A1 11A2 trường trung học phổ thông trực tiếp giảng dạy 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.4.1 Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lý thuyết Khi nghiên cứu đề tài này, sử dụng số phương pháp nghiên cứu sau: - Nghiên cứu phương pháp giải tốn hóa học - Nghiên cứu sách giáo khoa, loại sách tham khảo để tìm khái niệm, tính chất hiđrocacbon Nghiên cứu đề thi đại học, đề thi trung học phổ thông Quốc gia, thi tốt nghiệp năm có liên quan đến hiđrocacbon Để rút số nhận xét phương pháp giúp học sinh giải được toán liên quan tới hiđrocacbon 1.4.2 Phương pháp điều tra thực tế, thu thập thông tin Thông qua việc dạy học môn Hóa học ở lớp 11 trung học phổ thơng, tơi tổ chức thực nghiệm sư phạm để xem xét tính khả thi đề tài Đó giúp học sinh rút số nhận xét phương pháp giải tốn liên quan tới hỡn hợp hiđrocacbon 1.4.3 Phương pháp thống kê, xử lý số liệu Tiến hành dạy học kiểm tra khả ứng dụng học sinh nhằm bước đầu minh chứng cho khả giải toán thực tế liên quan tới hiđrocacbon Nghiên cứu định tính: Mơ tả, giải thích hành vi học tập học sinh được giảng dạy theo kế hoạch học được thiết kế đề tài Nghiên cứu định lượng: Thu thập, tổng hợp kết quả kiểm tra để xem xét hiệu quả việc sử dụng phương án giải vấn đề vào dạy học 2 NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lý luận[4] 2.1.1 Phương pháp quy đổi gì? Bản chất quy đổi biến hỗn hợp chất phức tạp khó xử lý hỡn hợp đơn giản dễ xử lý Tùy thuộc vào mối liên hệ mà có những hướng quy đổi hỡn hợp cho có lợi nhất 2.1.2 Hiđrocacbon Thành phần phân tử: Chứa nguyên tố: cacbon hiđro Các loại hiđrocacbon học chương trình lớp 11: Hiđrocacbon no: ankan: CnH2n +2(n ≥ 1) Hiđrocacbon không no, gồm: - Anken CnH2n (n ≥ 2), hiđrocacbon mạch hở, phân tử có liên kết đơi C = C - Ankin CnH2n-2 (n ≥ 2), hiđrocacbon mạch hở, phân tử có liên kết ba C ≡ C - Ankađien CnH2n-2 (n ≥ 3), hiđrocacbon mạch hở, phân tử có liên kết đơi C = C Hiđrocacbon thơm, gồm: - Benzen đồng đẳng , hiđrocacbon mạch vòng cạnh có cơng thức chung CnH2n -6 (n ≥ 6) - Stiren C8H8 Tính chất hóa học bản - Các hiđrocacbon cháy y y t → x CO2 + ) O2  H2O t0 Thí dụ: 2C4H10 + 13 O2  → 8CO2 + 10H2O CxHy + ( x + - Anken, ankin, ankađien, stiren dễ dàng tham gia phản ứng cộng với H2, HX dung dịch Br2 Thí dụ: C2H4 + Br2 → C2H4Br2 2.1.3 Cơng thức mối quan hệ giữa số mol H2O, CO2 hiđrocacbon( gọi tắt công thức đốt cháy) Để nghiên cứu mối tương quan này, nghiên cứu phản ứng cháy hiđrocacbon X tổng quát sau CnH2n + -2k với k số liên kết π vòng phân tử hiđrocabon - Phương trình đốt cháy: CnH2n + -2k +( 3n + − k t → nCO2 + ( n +1 - k)H2O )O2  - Nhận thấy: nX = ( nH O - nCO ) : ( 1- k) ⇒ nH O - nCO = nX( 1- k) = nX - nX.k Đối với hỗn hợp hiđrocacbon ta có: n H O - nCO = nX - nX k Và cần hiểu n X.k nX k tổng số liên kết kết π vòng hiđrocabon hay hỗn hợp hiđrocabon Chính mà hiđrocacbon mạch hở nX k = nH phản ứng + nBr phản ứng nX k = nH phản ứng + nBr phản ứng 2.1.4 Các định luật bảo toàn thường sử dụng - Bảo toàn khối lượng - Bảo toàn nguyên tố 2.2 Thực trạng vấn đề trước nghiên cứu sáng kiến kinh nghiệm 2.2.1 Thực trạng đối với học sinh Nhiều học sinh có kiến thức vững vàng kì thi gặp số tập hiđrocacbon, đặc biệt hỗn hợp nhiều hiđrocacbon không giải được nên khơng đạt điểm cao mong muốn Lí chủ yếu em giải tập hóa học theo cách truyền thống, làm mất rất nhiều thời gian, đơi bế tắc giải tốn nên từ đấy không tạo được hiệu quả cao việc làm thi trắc nghiệm 2.2.2 Thực trạng đối với giáo viên Với cách thi trắc nghiệm nay, đổi tư phương pháp giảỉ toán theo xu hướng tất yếu, người giáo viên nhất thiết phải trọng Với tốn hỡn hợp nhiều hiđrocacbon, phải ý tới bản chất chất( cấu tạo, tính chất) để từ đưa phương pháp giải có cứ, có sở Tiếp cận với loại tốn này, cũng còn vấn đề khó khăn giáo viên phổ thông Đây hướng tiếp cận đòi hỏi phải có kiến thức sâu rộng, linh hoạt 2.3 Các giải pháp thực 2.3.1 Hướng dẫn học sinh cách quy đổi hỡn hợp hiđrocacbon Khi gặp tốn hỡn hợp hiđrocacbon ta nghĩ tới phương pháp quy đổi Bất kì hỡn hợp hiđrocacbon cũng quy đổi hỗn hợp C H2 Tuy nhiên, tùy đặc điểm hỗn hợp hiđrocacbon cho mà người ta quy đổi theo cách khác nhau, ví dụ : - Nếu hỗn hợp ankan CnH2n+2 người ta quy đổi H2 CH2( ở cần hiểu rõ ankan CnH2n+2 sau tách H2 , phần còn lại CnH2n được “bóp” lại thành CH2 - Trên sở hỡn hợp gờm nhiều anken được “bóp” lại thành CH2 - Gặp hỗn hợp C4H6, C6H8 , C2H4 người ta quy đổi CnHn+2 - Thậm chí, gặp tốn có hỡn hợp metan, propen isopren Nhận thấy chất có cơng thức CH4, C3H6, C5H8 ta “xén” H3 ở mỡi chất chất còn lại (CH)n được “bóp” lại thành CH Theo , người ta quy đổi hỡn hợp CH H3, số mol H3 số mol hỗn hợp đầu - Đôi khi, người ta ghép chất để tạo dãy đờng đẳng, làm cho phép quy đổi dễ dàng hơn, thuận tiện tính tốn Thí dụ gặp tốn cho hỡn hợp X gờm CH4, C2H4, C3H6 C4H6 số mol CH4 số mol C4H6 Vì số mol CH4 số mol C4H6 nên ghép chất thành chất C5H10 lúc hỡn hợp X gờm C2H4, C3H6 C5H10, những hiđrocacbon có dạng(CH2)n nên “bóp” lại thành CH2, hỗn hợp X được quy đổi CH2 Dù quy đổi cách cũng phải dựa nguyên tắc : Bảo toàn nguyên tố bảo toàn tổng số số oxi hóa Khi quy đổi ta cần ý đến mối quan hệ giữa số mol chất ban đầu với số mol thành phần hỗn hợp quy đổi Số mol hỗn hợp sau quy đổi hoặc khơng số mol hỡn hợp đầu, thí dụ : + Quy đổi x mol hỗn hợp C4H6, H2, C2H2 C a mol H2 b mol Trong thường hợp x ≠ a + b + Hỗn hợp gồm x mol: C4H6, H2, C2H4 −H Nhận thấy: C4H6  → C4H4 ( C4H4 “bóp” lại thành CH) −H C2H4  → C2H2 (C2H2 “bóp” lại thành CH) ⇒ Quy đổi hỗn hợp x mol C4H6, H2, C2H4 H2 a mol CH b mol Trong thường hợp x = a + Qui đổi x mol hỗn hợp C4H6, C6H8 , C2H4 CnHn+2 a mol Trong thường hợp x = a + Qui đổi x mol hỗn hợp CH4, C3H6, C5H8 H3 a mol CH b mol Trong thường hợp x = a Vấn đề mối quan hệ số mol khơng khó, đòi hỏi người giải tốn phải nhanh nhạy Có được mối quan hệ số mol đúng, việc giải toán trở nên dễ dàng Phương pháp chủ yếu áp dụng với những toán hỡn hợp hiđrocacbon hoặc hỡn hợp hiđrocacbon H2 có liên quan đến phản ứng đốt cháy hoặc có kết hợp cả phản ứng với dung dịch brom Ngược lại, gặp những toán liên quan đến phản ứng với dung dịch AgNO 3/NH3 phương pháp khơng có hiệu quả liên quan đến cấu tạo cụ thể hiđrocacbon 2.3.2 Hướng dẫn học sinh sử dụng cơng thức đớt cháy Khi gặp tốn hỡn hợp hiđrocacbon A mạch hở mà người ta tiến hành đồng thời thí nghiệm: - Đốt cháy A - Cho A phản ứng với dung dịch Br2 Thì chìa khóa mở cho tốn cơng thức đốt cháy nH O - nCO = nX - nX k nX k = nH phản ứng + nBr phản ứng ở nói đến phản ứng với dung dịch Br2 nên ta có nH O - nCO = nX - nX k = nX - nBr phản ứng 2.3.3 Hướng dẫn học sinh giải toán Giáo viên hướng dẫn học sinh gặp tốn hỡn hợp hiđrocacbon : Bước 1: Đọc kĩ đề để sơ đờ hóa tốn, bước quan trọng, phải nhìn tổng quan xem hỡn hợp hiđrocacbon cho có đặc điểm chung khơng , có đặc biệt khơng,… Bước 2: Quyết định hướng quy đổi, từ tìm mối quan hệ số mol hỡn hợp trước quy đổi với thành phần hỗn hợp sau quy đổi Bước 3: Lập phương trình (hệ phương trình) dựa vào dữ kiện tốn, sở để tìm đáp án cho tốn  Một số thí dụ [1]; [2]; [3] Sau thí dụ thuộc dạng qui đổi khác thường gặp giải tốn hỡn hợp hiđrocacbon 2 Thí dụ 1: Hỗn hợp X gồm hiđrocacbon mạch hở C4H4, C4H2, C4H6, C4H8 C4H10 Tỉ khối X so với H2 27 Đốt cháy hoàn toàn X, cần dùng vừa đủ V lít O2 (đktc), thu được CO2 0,03 mol H2O Giá trị V A 3,696 B 1,232 C 7,392 D 2,464 Hướng dẫn giải Nhận xét: Các chất X, phân tử có nguyên tử C dX/ H = 27 ⇒ M X = 54( g/mol) ⇒ b = 0,03 mol Ta có: mX = mC + mH ⇒ 54.a = 12.4a + 0,03 ⇒ a = 0,01 Như vậy, nCO = 0,04 nH O = 0,03 Bảo toàn nguyên tố oxi: nO = 0, 04.2 + 0, 03 = 0,055(mol) VO = 0,055 22,4 = 1,232( lít) Chọn B Thí dụ 2: Đốt cháy hồn tồn 14,48 gam hỡn hợp X chứa C 3H6, C3H4, C4H8, C4H6 H2 thu được 20,16 gam H2O Mặt khác, cho bột Ni vào bình kín chứa hỡn hợp X rời nung nóng thời gian thu được hỡn hợp khí Y có tỷ khối so với H2 18,1 Biết chất X có mạch hở Nếu sục tồn Y vào dung dịch nước Br2 dư số mol Br2 phản ứng tối đa A 0,4 B 0,1 C 0,3 D 0,2 Hướng dẫn giải Nhận xét: - Do bình kín nên ta ln có khối lượng X khối lượng Y, nên ta có mY= 14,48 gam 14, 48 dY/ H = 18,1 ⇒ M Y = 36,2 ( g/mol) ⇒ nY = 36, = 0,4(mol) qui đổi mX = 14,48 g C a mol + O2 CO2 a mol H2 b mol H2O 1,12mol ⇒ b = 1,12 mol mX = 14,48 g nên ta có 12a + 1,12.2 = 14,48 ⇒ a = 1,02(mol) - Do bảo toàn nguyên tố C,H nên đốt X thu được mol CO H2O đốt Y thu được bấy nhiêu mol CO H2O nên đốt Y(0,4 mol ) cũng thu được 1,12 mol H2O 1,02 mol CO2 Áp dụng cơng thức đốt cháy ta có : nH O - nCO = nX - nX k = nX - nBr phản ứng ⇒ 1,12 - 1,02 = 0,4 - nBr phản ứng ⇒ nBr phản ứng = 0,3(mol) Chọn C Thí dụ 3: Hỗn hợp X gồm H2 , but-2-in, buta-1,3-đien, etilen Đốt m gam hỗn hợp X thu được 3,175m gam CO2 Cho 5,376 lít hỡn hợp X (đktc) qua dung dịch brom CCl4 dư có b gam brom phản ứng Giá trị b A 41,24 B 42,12 C 43,18 D 44,74 Hướng dẫn giải Nhận xét: - Các chất hỗn hợp X lần lượt H2, C4H6, C4H6 C2H4 Sau bớt H2 ở mỡi hiđrocacbon còn lại (CH)n Mặt khác chất cắt phân tử H2 nên nH = nX - Tuy tiến hành thí nghiệm với lượng chất khơng tỉ lệ mCO : mX = 3,175m : m = 3,175 không đổi nX = 0,24 mol qui đổi CH a mol + O2 H2 0,24 mol ⇒ mCO = 44a; mX = mCH + mH = 13a + 0,24.2 mCO CO2 a mol H2O ( 0,24 + 0,5a)mol 44a ⇒ ⇒ a ≈ 0,55927(mol) : mX = 3,175 0, 24.2 + 13a =3,175 Vậy, đốt 0,24 mol X thu được 0,55927 mol CO2 0,24 + 0,5 0,55927 = 0,519635 mol H2O Sử dụng công thức đốt cháy nH O - nCO = nX - nX k = nX - nBr phản ứng ⇒ 0,519635 - 0,55927 = 0,24 - nBr phản ứng ⇒ nBr phản ứng = 0,279635 (mol) ⇒ mBr phản ứng = 0,279635 160 ≈ 44,74(gam) Chọn D Thí dụ 4: Hỗn hợp X gồm hiđrocacbon mạch hở C2H4, C2H2, C3H8, C4H10 H2 Lấy 6,32g X cho qua bình đựng dung dịch nước Br (dư) thấy có 0,12 mol Br2 tham gia phản ứng Mặt khác, đốt cháy hết 2,24 lít khí X (đktc) cần dùng V lít khí O2 (đktc), sau phản ứng thu được 9,68g CO2 Biết phản ứng hoàn toàn Giá trị V A 7,84 B 8,96 C 5,60 D 6,72 Hướng dẫn giải Nhận xét: - Khi lấy 6,32 gam X hoặc lấy 2,24 lít khí X( đktc) cho tác dụng mX với dung dịch Br2 tỷ lệ n Brom Lấy 6,32g X cho qua bình đựng dung dịch nước Br (dư) thấy có 0,12 mol mX 6,32 158 Br2 tham gia phản ứng nên n = 0,12 = Brom qui đổi nX = 0,1 mol C a mol + O2 CO2 0,22 mol H2 b mol H2O b mol ⇒ a = 0,22 Áp dụng cơng thức đốt cháy ta có : nH O - nCO = nX - nX k = nX - nBr phản ứng ⇒ b - 0,22 = nX - nBr phản ứng ⇒ nBr phản ứng = 0,32 - b Mặt khác, khối lượng 0,1 mol X 12 0,22 + 2b = 2b + 2,64 mX 2b + 2, 64 158 158 ⇒ = = nBrom 0,32 − b 3 ⇒ b = 0,26 Vậy, đốt 0,1 mol X thu được 0,26 mol H2O 0,22 mol CO2 Bảo tồn ngun tố O ta có : V = 0,22.2 + 0,26 ⇒ V = 7,84 22, Chọn A Thí dụ 5: Hỡn hợp X gờm CH4, C2H4, C3H6 C4H6 CH4 C4H6 có số mol Đốt cháy m gam hỡn hợp X rời hấp thụ tồn sản phẩm vào dung dịch Ca(OH)2 dư khối lượng dung dịch giảm 7,6 gam Giá trị m A 3,2 B 2,8 C 3,6 D 4,2 Hướng dẫn giải Nhận xét: Như nói ở mục 3.3.1 Vì số mol CH4 số mol C4H6 nên ghép chất thành chất C 5H10 lúc hỡn hợp X gồm C 2H4, C3H6 C5H10, những hiđrocacbon có dạng(CH2)n nên “bóp” lại thành CH2, hỗn hợp X được qui đổi CH2 +O CH2(amol)   → CO2 (amol) + H2O (amol) Vì khối lượng dung dịch giảm 7,6 gam nên ta có: mCaCO - mH O - mCO = 7,6 ⇒ 100a - 18a - 44a = 7,6 ⇒ a = 0,2(mol) mX = m = mCH = 0,2 14 = 2,8(gam) Chọn B 2.3.4.Hệ thống bài tập áp dụng [1]; [2]; [3] 2.3.4.1.Bài tập có hướng dẫn giải Câu 1: Hỗn hợp X gồm vinyl axetilen, eten propin có tỉ khối H2 17 Đốt cháy hoàn toàn X thu được CO 3,6 gam nước Dẫn toàn sản phẩm cháy qua dung dịch Ca(OH)2 dư thu được m gam kết tủa Giá trị m A 25 B 30 C 40 D 45 Hướng dẫn giải −2 H Nhận xét: C4H4  → 4C −2H C2H4  → 2C −2H C3H4  → 3C Và số mol H2 gấp lần số mol chất X Hỗn hợp X (a mol) qui đổi C b mol + O2 CO2 b mol H2 2a mol H2O 0,2 mol ⇒ 2a = 0,2 a = 0,1 (mol) Mà M X = 34 ⇒ mX = 34 0,1 = 3,4(g) 2 2 mX = mC + mH = 12b + 0,2 = 3,4 ⇒ b = 0,25 ⇒ nC = nCO = nCaCO = 0,25 mkết tủa = 0,25 100 = 25(gam) Chọn A Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn 30,4 gam hỗn hợp X chứa CH 4; C2H4; C3H4; C4H6 H2 thu được tổng số mol H 2O CO2 5,4 mol Mặt khác, cho bột Ni vào bình kín chứa hỡn hợp X rời nung nóng thời gian thu được hỡn hợp khí Y có tỷ khối so với H 7,6 Biết chất X có mạch hở Nếu sục toàn Y vào dung dịch nước Br2 dư số mol Br2 phản ứng tối đa A 0,48 B 0,58 C 0,52 D 0,62 Hướng dẫn giải X qui đổi C a mol + O2 CO2 a mol mX =30,4gam H2 b mol H2O b mol Theo ta có hệ phương trình: 12a + 2b = 30,4 a + b = 5,4 ⇒ a = 1,96 b = 3,44 dY/ H = 7,6 ⇒ M Y = 15,2 ( g/mol) Theo định luật bảo toàn khối lương mX = my = 30,4 gam ⇒ nY = 30, = (mol) 15, Do bảo toàn nguyên tố C,H nên đốt X thu được mol CO H2O đốt Y thu được bấy nhiêu mol CO H2O nên đốt Y(2 mol ) cũng thu được 3,44 mol H2O 1,96 mol CO2 Áp dụng công thức đốt cháy ta có : nH O - nCO = nY - nY k = nY - nBr phản ứng ⇒ 3,44 - 1,96 = - nBr phản ứng ⇒ nBr phản ứng = 0,52(mol) Chọn C Câu 3: Hỗn hợp X gồm chất mạch hở C2H2, C3H6, C4H10 H2 Cho 7,64 gam hỡn hợp X qua bình đựng dung dịch brom dư thấy có 41,6 gam brom tham gia phản ứng Mặt khác, đốt cháy hồn tồn 13,44 lít (đktc) hỗn hợp X được 47,52 gam CO2 m gam nước Giá trị m A 21,24 B 21,06 C 20,07 D 20,88 Hướng dẫn giải Nhận thấy: Lượng X cho thí nghiệm khơng mX 7, 64 382 - Trong thí nghiệm 1: n = 0, 26 = Tỉ lệ cũng cho thí nghiệm 13 brom - Trong thí nghiệm 2: nX = 0,6; nCO = 1,08 X qui đổi C a mol + O2 CO2 1,08 mol nX = 0,6 H2 b mol H2O b mol ⇒ a = 1,08(mol) Áp dụng cơng thức đốt cháy ta có : nH O - nCO = nX - nX k = nX - nBr phản ứng ⇒ b - 1,08 = 0,6 - nBr phản ứng ⇒ nBr phản ứng = 1,68 - b Mặt khác, mX = mC + mH = 12 1,08 + 2b = 12,96 + 2b ⇒ mX 12,96 + 2b 382 = = nbrom 1, 68 − b 13 ⇒ 168,48 + 26b = 641,76 – 382b ⇒ 408b = 473,28 ⇒ b = 1,16 ⇒ nH O = 1,16 ⇒ mH O = 1,16 18 = 20,88(gam) Chọn D Câu 4: Hỗn hợp X gờm C2H2 H2 có số mol Lấy lượng hỗn hợp X cho qua chất xúc tác nung nóng, thu được hỡn hợp Y gờm C 2H4, C2H6, C2H2 H2 Sục Y vào dung dịch brom ( dư) khối lượng bình brom tăng 10,8 gam 4,48 lít hỡn hợp khí Z (đktc) có tỉ khối với H Thể tích khí O2 (đktc) cần để đốt cháy hồn tồn hỡn hợp Y A 22,40 lít B 33,60 lít C 26,88 lít D 26,88 lít Hướng dẫn giải C2H2 H2 có số mol nên qui đổi X C2H4 dZ/ H = ⇒ M Z = 16( g/mol) nZ = 4,48: 22,4 = 0,2(mol) nên mZ = 3,2(g) Theo định luật bảo toàn khối lượng: mX = mY = 10,8 + mZ = 10,8 + 3,2 = 14(g) ⇒ nX = nC H = 14 : 28 = 0,5(mol) t → 2CO2 + 2H2O C2H4 + 3O2  0,5 → 1,5 mol ⇒ VO = 1,5 22,4 = 33,6(lít) Chọn B Câu 5: Đốt cháy hồn tồn 6,72 lít hỡn hợp X gờm hiđrocacbon mạch hở (đktc) thu được hỗn hợp sản phẩm Y Hấp thụ hoàn toàn Y vào dung dịch Ca(OH)2 dư được 75 gam kết tủa, dung dịch sau phản ứng có khối lượng giảm so với ban đầu 31,2 gam Mặt khác, sục hồn tồn 8,96 lít hỗn hợp X vào dung dịch nước brom dư thấy có a mol brom phản ứng Giá trị a gần nhất với A 0,57 B 0,70 C 0,62 D 0,76 Hướng dẫn giải nX = 0,3(mol); nkết tủa = 0,75(mol) = nCO X qui đổi C a mol + O2 CO2 0,75 mol nX = 0,3 H2 b mol H2O b mol ⇒ a = 0,75 mol dung dịch sau phản ứng có khối lượng giảm so với ban đầu 31,2 gam nên ta có: mkết tủa - mCO - mH O = 31,2 ⇒ 75 - 0,75 44 - b 18 = 31,2 ⇒ b = 0,6 = nH O Áp dụng cơng thức đốt cháy ta có : nH O - nCO = nX - nX k = nX - nBr phản ứng 10 ⇒ 0,6 - 0,75 = 0,3 - nBr phản ứng ⇒ nBr phản ứng = 0,45(mol) Vậy: Cứ 6,72 lít hỡn hợp X phản ứng với 0,45 mol brom ⇒ 8,96 lít hỡn hợp X phản ứng với 0,6 mol brom Chọn C Câu 6: Hỗn hợp X gồm 0,5 mol H2 ; 0,1 mol vinylaxetilen 0,2 mol axetilen Nung X thời gian với xúc tác Ni, thu được hỡn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 14,25 Nếu cho toàn Y sục từ từ vào dung dịch brom dư có m gam brom tham gia phản ứng Giá trị m A 48 B 32 C 64 D 16 Hướng dẫn giải dY/ H = 14,25 ⇒ M Y = 28,5 ( g/mol) Mặt khác, mX = mY = 0,5.2 +0,1.52 + 0,2 26 = 11,4(g) ⇒ nY = 11,4 : 28,5 = 0,4( mol) X qui đổi C 0,8 mol + O2 CO2 0,8 mol H2 0,9 mol H2O 0,9 mol Áp dụng cơng thức đốt cháy ta có : nH O - nCO = nY – nY k = nY - nBr phản ứng Do C H X Y nên lượng CO H2O đốt X giống đốt Y nên ta có: ⇒ 0,9 - 0, = 0,4 - nBr phản ứng ⇒ nBr phản ứng = 0,3(mol) ⇒ mBr phản ứng = 0,3 160 = 48(gam) Chọn A Câu 7: Hỗn hợp X gồm hiđrocacbon mạch hở CH4, C2H2, C2H4 , C3H8 , C4H6 H2 Cho 3,74 gam hỗn hợp X qua bình đựng dung dịch brom dư thấy có 16 gam brom phản ứng Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 13,44 lít (đktc) hỡn hợp X được 45,76 gam CO2 m gam H2O Giá trị m A 21,06 B 22,32 C 20,7 D 20,88 Hướng dẫn giải Nhận thấy: Lượng chất ở thí nghiệm khơng - Thí nghiệm 1: Cho X tác dụng với dung dịch brom mX 3, 74 mX ⇒ nbrom = Ta có: n = 0,1 = 37,4 (1) 37, brom - Thí nghiệm 2: Đốt cháy 13,44 lít X X qui đổi C a mol + O2 CO2 1,04 mol (0,6mol) H2 b mol H2O b mol ⇒ a = 1,04(mol) Áp dụng cơng thức đốt cháy ta có : nH O - nCO = nY - nY k = nY - nBr phản ứng ⇒ b - 1,04 = 0,6 - nBr phản ứng (2) 11 Thay (1) vào (2) ta có mX 1, 04.12 + 2.b b - 1,04 = 0,6 - 37, = 0,6 37, ⇒ 37,4b - 38,896 = 22,44 - 12,48 - 2b ⇒ b = 1,24 = nH O ⇒ m = 1,24 18 = 22,32(gam) Chọn B Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm axetilen, vinylaxetilen, benzen stiren thu được hỗn hợp sản phẩm Y Sục Y qua dung dịch Ca(OH) thu được m1 gam kết tủa dung dịch sau phản ứng tăng 11,8 gam so với dung dịch Ca(OH)2 ban đầu Cho Ba(OH)2 vừa đủ vào dung dịch sau phản ứng thu được thêm m2 gam kết tủa Tổng m1 + m2 = 79,4 gam Giá trị m A 6,4 B 8,24 C 7,8 D 8,42 Hướng dẫn giải Hỗn hợp X gồm C2H2; C4H4; C6H6 C8H8 ⇒ Các chất X có dạng: (CH)n +O qui đổi ⇒ X CH a mol  → CO2 a mol (m gam) H2O 0,5a mol Theo ra, cho Y vào dung dịch Ca(OH)2 tạo muối CaCO3 Ca(HCO3)2 ⇒ CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O x x mol ⇒ m1 = 100x 2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 y 0,5y mol → Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 CaCO3 ↓ + BaCO3 ↓ + 2H2O 0,5y 0,5y 0,5y mol ⇒ m2 = 100 0,5y + 197 0,5y = 148,5y + Vì ∑ số mol CO = a nên ta có x + y = a hay x + y - a = (1) + m1 + m2 =79,4 nên 100x + 148,5y = 79,4 (2) + Mặt khác, sục Y vào dung dịch Ca(OH)2 khối lượng dung dịch tăng 11,8 gam nên ta lại có: mH O + mCO - mCaCO = 11,8 ⇒ 18 0,5a + 44a - 100x = 11,8 ⇒ 100x - 53a = - 11,8 (3) Từ(1); (2); (3) ta có: x = 0,2 y = 0,4 a = 0,6 m = mX = mCH = 0,6 13 = 7,8(gam) Chọn C 2.3.4.2.Bài tập khơng có hướng dẫn giải  Bài tập Câu 1: Đốt cháy hồn tồn 7,04 gam hỡn hợp X gờm CH4, C2H4, C3H4, C4H4 cần V lít O2(đktc) Biết dX/ H = 17,6 Giá trị V 12 A 16,128 B 19,04 C 18,592 D 19,712 Câu 2: Hỗn hợp X gồm metan, propen, isopren Đốt cháy hồn tồn 2,688 lít khí X cần dùng vừa đủ 0,565 mol O2 m gam H2O Giá trị m A 5,04 B 6,30 C 6,66 D 7,20 Câu 3: Hỗn hợp X gồm H2 hiđrocacbon mạch hở C4H6, C2H4, C6H8 Đốt cháy m gam hỗn hợp X thu được 3m gam CO Cho 0,2 mol hỗn hợp X qua dung dịch brom thấy có a gam brom phản ứng Giá trị a A 24,0 B 1,92 C 35,2 D 16 Câu 4: Hỡn hợp X gờm metan, axetilen propen có tỉ khối so với H 13,1 Đốt cháy hồn tồn 0,2 mol hỡn hợp X sau dẫn sản phẩm cháy vào bình chứa dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 38 gam kết tủa trắng khối lượng bình tăng thêm m gam Giá trị m A 21,72 B 16,72 C 16,88 D 22,84 Câu 5: Đốt cháy hồn tồn hỡn hợp X gờm C 4H2, C4H4, C4H6, C4H8, C4H10 thu được 9,18 gam H2O Biết tỷ khối X so với He 13,7 Dẫn toàn sản phẩm cháy qua dung dịch Ba(OH)2 dư thấy m gam kết tủa xuất Giá trị m A 60 B 118,2 C 137,9 D 70 Câu 6: Hỗn hợp X mạch hở gồm H2; C4H6 ; C2H4 Đốt cháy m gam hỗn hợp X thu được 3m gam CO2 Cho 0,2 mol hỗn hợp X qua dung dịch Brom CCl4 dư có a gam brom tham gia phản ứng Giá trị a A 19,2 B 24,0 C 35,2 D 16,0 Câu 7: Hỗn hợp X gồm C2H4 , C2H2, C3H8, C2H6 Cho 0,65 mol hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,8 mol brom Đốt cháy hoàn toàn 9,65 mol X thu được 0,7 mol CO2 a mol H2O Giá trị a A 0,635 B 0,735 C 0,625 D 0,535 Câu 8: Đốt cháy hồn tồn 20,08 gam hỡn hợp X chứa C 3H6 , C3H4, C4H8, C4H6 H2 thu được tổng khối lượng H2O CO2 89,84 gam Mặt khác, cho bột Ni vào bình kín chứa hỡn hợp X rời nung nóng thời gian thu được hỡn hợp khí Y có tỷ khối so với H 20,08 Biết chất X có mạch hở Nếu sục tồn Y vào dung dịch nước Br dư số mol Br2 phản ứng tối đa A 0,2 B 0,1 C 0,3 D 0,4 Câu 9: Hỗn hợp X gồm chất mạch hở C3H6, C2H2, C4H10 H2 Cho 11,2 lít (đktc) hỡn hợp X qua bình đựng dung dịch brom dư thấy có 64 gam brom phản ứng Mặt khác đốt cháy hồn tồn 11,2 lít (đktc) hỗn hợp X được 55 gam CO m gam H2O Giá trị m A 31,5 B 27 C 24,3 D 22,5 Câu 10: Hỗn hợp X gồm chất mạch hở C2H6, C2H4 , C2H2 , C3H6, C3H4, C3H12 H2 Lấy 8,32 gam hỗn hợp X đem đốt hồn tồn cần vừa đủ 0,88 mol O2 Hấp thụ toàn sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 dư thấy có m gam kết tủa xuất Giá trị m A 98,5 B 88,65 C 118,2 D 137,9  Đáp án 13 Câu 10 Đáp án A C B D B A C D C C 2.4 Hiệu quả sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp nhà trường: 2.4.1 Hiệu SKKN hoạt động giáo dục: Khi áp dụng đề tài “ Hướng dẫn học sinh lớp 11 sử dụng công thức đốt cháy và phương pháp quy đổi giải toán hỗn hợp hiđrocacbon” giúp học sinh phát triển lực tư duy, logic sáng tạo Đề tài định hướng cho học sinh phương pháp giải tốn hỡn hợp hiđrocacbon Tôi thấy phương pháp dễ hiểu phù hợp với đối tượng học sinh Đặc biệt phương pháp qui đổi giúp học sinh tư tính chất hiđrocacbon cách hồn thiện sâu sắc - Học sinh coi phương pháp qui đổi điểm mạnh giải toán hỡn hợp hiđrocacbon, em nhanh chóng có được kết quả thi trắc nghiệm khách quan - Cũng từ đó, niềm hứng thú, say mê học tập em được phát huy 2.4.2 Hiệu SKKN thân, đồng nghiệp, nhà trường Với sáng kiến kinh nghiệm này, đồng nghiệp xem tài liệu rất bổ ích dùng để dạy bồi dưỡng học sinh lớp 11 Các lớp sau được áp dụng sáng kiến kinh nghiệm khả giải tập hỡn hợp hiđrocacbon học sinh được nâng cao, em hứng thú học tập, không còn lúng túng, lo ngại 2.4.3 Kết kiểm nghiệm Với phương pháp trên, thực ở lớp: lớp 11A1 11A2 trường THPT nơi công tác năm hoc 2020 - 2021 Học sinh được kiểm tra trắc nghiệm khách quan dạng câu hỏi "có hoặc khơng?": Cơng thức đốt cháy phương pháp qui đổi sử dụng để giải tốn hỡn hợp hiđrocacbon có tạo cho em hứng thú học chương hiđrocacbon không? Kết quả sau: Lớp Tởng số Có hứng thú Khơng hứng thú học Số học sinh Tỉ lệ % Số học sinh Tỉ lệ % sinh 11A1 20 19 95% 5% 11A2 20 18 90% 10% Như vậy, sử dụng công thức đốt cháy phương pháp qui đổi giải tốn hỡn hợp hiđrocacbon tạo hứng thú hiệu quả việc giải tốn hỡn hợp hiđrocacbon Còn về kết quả học tập được thể thông qua bảng thống kê điểm kiểm tra lớp sau (TN: thực nghiệm; ĐC: đối chứng): Lớp Nhóm 11A1 11A1 TN ĐC Tổng số HS 20 20 0 0 Điểm số Xi 5 3 10 14 11A2 11A2 TN ĐC 20 20 0 7 2 0 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận: Trên những kinh nghiệm mà tơi tích lũy được q trình giảng dạy, bời dưỡng học sinh giỏi, ôn thi tốt nghiệp thi trung học phổ thông Quốc gia Đề tài giải được những vấn đề sau: - Nêu rõ phương pháp để giải tốn hỡn hợp hiđrocacbon - Đưa được dạng quy đổi bản nhất hướng dẫn giải chi tiết, ngắn gọn dạng tập Bằng thực tiễn giảng dạy suốt thời gian qua đặc biệt những năm gần với giúp đỡ đồng nghiệp, nhà trường, ngành bản thân thấy những hiệu quả đạt được: - Phát triển lực tư duy, lực sáng tạo - Tạo hứng thú học tập cho học sinh Từ nâng cao chất lượng, hiệu quả trình dạy học Đề tài được giáo viên nhóm Hóa trường nơi tơi giảng dạy áp dụng 3.2 Kiến nghị: Với nhà trường: Rất mong nhà trường đầu tư nữa tư liệu cũng sách tham khảo Vì thời gian có hạn kinh nghiệm bản thân chưa nhiều nên chắn đề tài có nhiều điều cần bổ sung Tơi rất mong nhận được ý kiến đóng góp cấp lãnh đạo bạn bè đồng nghiệp để đề tài được hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG Thanh Hóa, ngày 15 tháng năm 2021 ĐƠN VỊ Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác (Ký ghi rõ họ tên) Lê Thị Thủy 15 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đề thi tuyển sinh Đại học, Cao đẳng; thi trung học phổ thông Quốc gia thi tốt nghiệp mơn Hóa từ năm 2010 đến năm 2020 Đề thi khảo sát chất lượng trung học phổ thông Quốc Gia tỉnh năm 2017; 2018; 2019; 2020 Đề thi khảo sát chất lượng trung học phổ thông Quốc Gia trường trung học phổ thông huyện năm học 2018; 2019; 2020 Sách giáo khoa Hóa học 11 bản (Nguyễn Xuân Trường tổng chủ biên - Nhà xuất bản giáo dục, 2007) DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP PHÒNG GD&ĐT, CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Lê Thị Thủy Chức vụ đơn vị công tác: Giáo viên - Trường THPT Lê Lợi TT Kết quả Cấp đánh đánh giá Năm học giá xếp loại Tên đề tài SKKN xếp loại đánh giá (Phòng, Sở, (A, B, xếp loại Tỉnh ) hoặc C) Giúp học sinh lớp 11 viết phương Sở trình Hóa học hiđrocacbon GD&ĐT C 2011 - 2012 thơm với halogen dung dịch Thanh Hóa KMnO4 Hướng dẫn học sinh lớp 12 giải Sở tập điện phân dung dịch muối GD&ĐT C 2016 – 2017 với điện cực trơ Thanh Hóa Hướng dẫn học sinh lớp 12 sử Sở dụng phương pháp đờng đẳng GD&ĐT hóa để giải số tập peptit Thanh Hóa C 2017 – 2018 tạo bởi aminoaxit dãy đồng đẳng glyxin Hướng dẫn học sinh lớp 12 xác Sở định công thức cấu tạo muối GD&ĐT C amoni Thanh Hóa 2018 – 2019 Hướng dẫn học sinh giải tốn trắc nghiệm Hóa học dạng đờ thị Sở GD&ĐT Thanh Hóa C 2019 – 2020 ... định hướng cho học sinh phương pháp giải tốn hỡn hợp hiđrocacbon Tơi thấy phương pháp dễ hiểu phù hợp với đối tượng học sinh Đặc biệt phương pháp qui đổi giúp học sinh tư tính chất hiđrocacbon. .. thú học Số học sinh Tỉ lệ % Số học sinh Tỉ lệ % sinh 11A1 20 19 95% 5% 11A2 20 18 90% 10% Như vậy, sử dụng công thức đốt cháy phương pháp qui đổi giải tốn hỡn hợp hiđrocacbon tạo hứng thú hiệu... Với phương pháp trên, thực ở lớp: lớp 11A1 11A2 trường THPT nơi công tác năm hoc 2020 - 2021 Học sinh được kiểm tra trắc nghiệm khách quan dạng câu hỏi "có hoặc không?": Công thức đốt cháy phương