Hướng dẫn học sinh giải bài toán hỗn hợp amin và hiđrocacbon

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT LÊ HOÀN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TOÁN HỖN HỢP AMIN VÀ HIĐROCACBON Người thực hiện: Trịnh Thị Hường Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực: Hố học THANHMỤC HĨA,LỤC NĂM 2021 MỞ ĐẦU 1.1 1.2 1.3 1.4 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 2 NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lý luận 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm …………… 2.2.1 Tình hình học sinh học mơn hố trường THPT Lê Hoàn ……………3 2.2.1 Thực trạng 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề …………………………… 2.3.1 Tóm tắt số kiến thức lý thuyết amin hiđrocacbon…………… 2.3.2 Một số dạng toán ……………………………………………….…5 Dạng 1: Bài toán hỗn hợp gồm amin loại hiđrocacbon ………… Ví dụ minh hoạ………………………………………………………….….… Dạng 2: Bài toán hỗn hợp gồm amin hỗn hợp hiđrocacbon ……… .11 Ví dụ minh hoạ …………………………………………………………… 11 Một số tập tương tự …………………………………… ……………… 15 2.4 Hiệu kiến kinh nghiệm……………………………………………16 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ …………………………………………… 17 Kết luận ………………………………………………………………… 17 Kiến nghị………………………………………………………………… 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………….………………19 Danh mục đề tài SKKN mà tác giả Hội đồng Cấp Sở GD&ĐT cấp cao đánh giá đạt từ loại C trở lên …………… …20 2 MỞ ĐẦU 1.1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Xã hội ngày phát triển việc hình thành kĩ năng, lực để đáp ứng yêu cầu phát triển ngày trở nên quan trọng cần thiết, trở thành vấn đề đáng quan tâm tồn xã hội nói chung hệ thống giáo dục nước nhà nói riêng Trong định hướng đổi chương trình phương pháp giáo dục để phù hợp với phát triển giáo dục giới, quan điểm giáo dục xem trọng điểm phát triển lực tồn diện người học Hố học môn khoa học thực nghiệm, với lượng kiến thức lý thuyết hệ thống tập phong phú, đa dạng làm cho nhiều học sinh khó định hướng để ơn tập nhanh khoảng thời gian ngắn Điều cho thấy cần phải có ngày nhiều phương pháp giảng dạy phù hợp để giúp học sinh thích thú, đam mê với mơn học, ngày muốn tìm hiểu thêm nhiều kiến thức mới, cách giải mới, ngắn gọn, khoa học cho thân[1] Trong chương trình Hố học phổ thơng nội dung tập Hố học hữu phần tập mà nhiều học sinh “ ngại ‘’ học lượng lớn kiến thức lý thuyết cộng thêm với đa dạng dạng tập Trong q trình giảng dạy, đặc biệt ơn thi THPT Quốc gia năm gần nhận thấy đề thi thử trường THPT đề thi THPT Quốc gia phần tập hỗn hợp gồm amin hiđrocacbon thường xuyên xuất Đây dạng tốn vận dụng, địi hỏi học sinh phải nắm kiến thức, đồng thời phải có định hướng cụ thể từ giáo viên Xuất phát từ thực tiễn giảng dạy mạnh dạn đề xuất sáng kiến kinh nghiệm “ Hướng dẫn học sinh giải tốn hỗn hợp amin hiđrocacbon” Tơi viết đề tài dựa kinh nghiệm tích luỹ trình dạy học với mong muốn giúp em giải tốn đơn giản hơn, có tư linh hoạt, nhanh nhẹn hơn, kỹ giải tập tốt hơn, góp phần nâng cao chất lượng mơn học 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Đề tài thực với mục đích giúp học sinh rèn luyện tư duy, khả phân tích tốn, từ đưa phương pháp giải tập hỗn hợp amin hiđrocacbon nhanh, xác nhằm nâng cao chất lượng học tập mơn Hố học Từ đó, giúp em có nhìn dễ hiểu hố học Hữu cơ, góp phần nâng cao hiệu giáo dục, chất lượng đào tạo phong trào đổi phương pháp dạy học 1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 3 - Các tập amin hiđrocacbon tài liệu, đề thi thử trường đề thi THPT Quốc gia năm - Khách thể: Học sinh lớp 12A3, 12A4 trường THPT Lê Hoàn 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Để hoàn thành tốt đề tài vận dụng phương pháp nghiên cứu khoa học: * Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận Tiến hành nghiên cứu, thu thập loại sách giáo khoa, sách tập, sách tham khảo, đề thi thử thi THPT Quốc gia, tài liệu có liên quan đến đề tài để làm sở nghiên cứu * Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Phương pháp quan sát khoa học: Theo dõi trình học tập, phân loại học sinh để đưa cách giải phù hợp cho nhóm đối tượng - Phương pháp điều tra phiếu câu hỏi: Sử dụng hệ thống câu hỏi, phiếu điều tra để thu thập số liệu từ đánh giá thực trạng đề xuất giải pháp - Phương pháp vấn, dự giờ: Tiến hành dự giờ, trao đổi với tổ trưởng, nhóm chun mơn vấn đề có liên quan đến đề tài * Phương pháp thống kê toán học Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý số liệu phiếu điều tra thu thập nhằm đánh giá kết thực nghiệm, từ rút kết luận đề xuất NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 4 2.1 CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đối với toán hoá học, để làm toán trước hết học sinh phải nắm kiến thức hợp chất Đặc biệt khái niệm, cơng thức tổng qt chung, tính chất hố học hợp chất Để giải nhanh, xác tốn hố học có khơng phương pháp đưa Vấn đề đặt giáo viên cần nắm rõ phương pháp, cách tư duy, thủ thuật giải nhanh học sinh phải dần hoàn thiện kỹ sử dụng phương pháp Mỗi tốn hố học giải nhiều cách khác quan trọng phải nắm bắt phương pháp tối ưu cho tốn Ví dụ với dạng toán hỗn hợp amin hiđrocacbon, có sử dụng tư dồn chất, xếp hình để chuyển từ hỗn hợp chất phức tạp thành hỗn hợp chất đơn giản Từ đó, áp dụng định luật bảo tồn ngun tố, định luật bảo tồn khối lượng giải toán cách đơn giản nhiều Tuy nhiên, có tốn khơng thể dùng tư dồn chất xếp hình tốn trở nên phức tạp Thay vào dùng phương pháp biện luận để tìm cách giải tốn cách hợp lý Như vậy, để giải toán Hoá học, yêu cầu người học phải vận dụng cách linh hoạt phương pháp giải để đạt kết tốt 2.2 THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ TRƯỚC KHI ÁP DỤNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.2.1 Tình hình học sinh học mơn Hóa trường THPT Lê Hồn Đối với học sinh THPT nói chung học sinh trường THPT Lê Hồn nói riêng, phần lớn em chưa có định hướng sâu sắc nghề nghiệp cho tương lai nên ý thức học tập môn chưa cao Trong q trình giảng dạy tơi phát nhiều học sinh cịn học đối phó, chưa hứng thú tham gia xây dựng Nhiều học sinh tỏ lúng túng, khơng tìm cách xử lí toán đơn giản, tượng tự nhiên có liên quan đến thực tế sống Vì thế, làm để em yêu thích mơn câu hỏi lớn đặt mà giáo viên cần suy nghĩ tìm câu trả lời cho thân 2.2.2 Thực trạng Trong trình học tập nay, hình thức hoạt động học sinh đơn điệu, chủ yếu nghe thầy đọc chép vào vở, học sinh động não thường chủ động tích cực Chính vậy, lực giải tốn học sinh yếu, kết thu chưa cao 5 Trong đề thi thử trường, đặc biệt đề thi TNTHPT Quốc gia năm gần thường xun có câu hỏi thuộc tập hố hữu vận dụng phần toán hỗn hợp amin hiđrocacbon Mặc dù em có sách tham khảo, biết khai thác internet em chưa biết cách vận dụng Do đó, em thường lúng túng, thời gian, chí bỏ qua tốn Chính vậy, với sáng kiến kinh nghiệm “ Hướng dẫn học sinh giải toán hỗn hợp amin hiđrocacbon” mà thân rút ra, hy vọng giúp em nhận cách giải phù hợp cho dạng tập Từ đó, vận dụng linh hoạt, giải nhanh xác tốn, nâng cao kết học tập thân 2.3 CÁC GIẢI PHÁP ĐÃ SỬ DỤNG ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2.3.1 Tóm tắt số kiến thức lí thuyết amin hiđrocacbon 2.3.1.1 Amin * Khái niệm: Amin hợp chất hữu thay hay nhiều nguyên tử hiđro phân tử NH3 gốc hiđrocacbon.[5] Ví dụ: CH3 – NH2: metylamin CH3 – NH – CH3: đimetylamin CH3CH(NH2)CH3: isopropylamin C6H5NH2: phenylamin (Alanin) * Công thức amin: - Amin đơn chức: CxHyN - Amin đơn chức, no, mạch hở: CnH2n+1NH2 hay CnH2n+3N - Amin đa chức, no, mạch hở: CnH2n+2-z(NH2)z hay CnH2n+2+zNz * Phản ứng đốt cháy amin: Phương trình tổng quát: t0 → y t CxHyNt + O2 x CO2 + H2O + N2 Sản phẩm cháy bao gồm CO2, H2O N2 2.3.1.2 Hiđrocacbon * Ankan: - Khái niệm: Ankan hiđrocacbon no, mạch hở Ví dụ: CH4: metan; C2H6: etan - Công thức tổng quát: CnH2n+2 * Anken: - Khái niệm: Anken hiđrocacbon không no, mạch hở có chứa liên kết đơi phân tử Ví dụ: C2H4: etilen; C3H6: propilen 6 - Công thức tổng quát: CnH2n * Ankin: - Khái niệm: Ankin hiđrocacbon khơng no, mạch hở có chứa liên kết ba phân tử Ví dụ: C2H2: axetilen; C3H4: propin - Cơng thức tổng qt: CnH2n-2 Phương trình đốt cháy chung hiđrocacbon: t0 → CxHy + O2 x CO2 + Sản phẩm cháy bao gồm CO2, H2O y H2O 2.3.2 Một số dạng toán Dạng 1: Bài toán hỗn hợp gồm amin loại hiđrocacbon Cơ sở lý thuyết: Sử dụng tách chất dồn chất đơn giản hơn[10] * Hỗn hợp gồm amin ankan + Hỗn hợp gồm: Amin no, đơn chức, mạch hở: CnH2n+3N (= CH4+ xCH2 + NH) Ankan: CmH2m+2 (= CH4+ yCH2 )  NH  CH CH  CH N  CH CH  Quy hỗn hợp hỗn hợp + Hỗn hợp gồm: Amin không no, đơn chức, mạch hở: CnH2n+3- 2kN Ankan: CmH2m+2  NH t : x  CH : y Quy hỗn hợp hỗn hợp * Hỗn hợp gồm amin anken + Hỗn hợp gồm: Amin no, đơn chức, mạch hở: CnH2n+3N (= nCH2 + NH3) Anken: CmH2m (= mCH2 )  NH  CH Quy hỗn hợp hỗn hợp + Hỗn hợp gồm: Amin đơn chức: CnH2n+2+1-2kN Anken: CH N  C2 H CH  CmH2m CH N C H   CH  H  NH t : x  CH : y Quy hỗn hợp * Hỗn hợp gồm amin ankin Hỗn hợp gồm: Amin no, đơn chức, mạch hở: Ankin: Quy hỗn hợp hỗn hợp CnH2n+3N CmH2m - CH N  C H CH  Nhận xét: Như vậy, nhận thấy để quy hỗn hợp amin loại hiđrocacbon quy hỗn hợp amin bé nhất, hiđrocacbon bé đồng đẳng nhóm CH2 Ví dụ minh hoạ: Ví dụ 1[7]: Hỗn hợp E gồm amin X(no, mạch hở) ankan Y,số mol X lớn số mol Y Đốt cháy hoàn toàn 0,09 mol E cần dùng vừa đủ 0,67 mol O 2, thu N2, CO2 0,54mol H2O Khối lượng X 14,56 gam hỗn hợp E A 7,04 gam B 7,20 gam C 8,8 gam D 10,56 gam Hướng dẫn giải: * Nhận thấy hỗn hợp gồm amin no, mạch hở(chưa biết số chức) ankan Amin X (no, mạch hở): CnH2n+2+t Nt (= CH4 + a CH2 + t NH) Ankan: CmH2m+2 ( = b CH2+ CH4) CO2 : 0,09 + y  NH : x   +O2   H 2O : 0,5 x + 0,18 + y CH : 0,09 → CH : y  N : 0,5 x   Quy hỗn hợp E hỗn hợp * Bảo toàn nguyên tố O: 2.0,67 = (0,09 + y) + 0,5x + 0,18 + y Bảo toàn nguyên tố H: x + 4.0,09 + 2y = 2.0,54 Giải ta có: x = 0,1; y = 0,31 * Amin có t nguyên tử N ⇒ namin = 0,1 0,09 = 0,045 t > + t = ⇒ namin = 0,1 > nhh =0,09 Vơ lí + t = ⇒ namin = 0,05 > 0,045 ⇒ nankan = 0,04 mol 8 Bảo toàn nguyên tố C: 0,05n + 0,04m = 0,09 + 0,31 = 0,4 Chọn giá trị thích hợp: n = 4; m = Vậy hỗn hợp gồm: C4H12N2 (0,05 mol) C5H12(0,04 mol) * Khối lượng hỗn hợp E là: 15.0,1 + 16 0,09 + 14.0,31 = 7,28 gam 88.0,05.14,56 = 8,8 7,28 * Khối lượng amin 14,56 gam hỗn hợp là: gam Chọn đáp án C Ví dụ 2[11]: Hỗn hợp X chứa amin đơn chức, mạch hở (có liên kết đơi C=C phân tử) ankan Đốt cháy hoàn toàn 0,14 mol hỗn hợp X, thu N2, 15,84 gam CO2 8,28 gam H2O Phần trăm khối lượng ankan có X là: A 24,6% B 30,4% C 28,3% D 18,8% Hướng dẫn giải: Amin đơn chức, mạch hở (có liên kết đơi C=C): CnH2n+1N ( = nCH2 + NH) Ankan: CmH2m+2 ( = mCH2 + H2)  NH : x  H : y CH : z  * Vì amin khơng no nên ta quy thành: + Số mol hỗn hợp: x + y = 0,14 + Số mol CO2: z = 0,36 + Số mol H2O: 0,5x + y + z = 0,46 Giải ta có: x = 0,08 ; y = 0,06; z = 0,36 * Bảo toàn nguyên tố C: n.0,08 + m.0.06 = 0,36 Chọn giá trị phù hợp: n = 3; m = * Vậy hỗn hợp ban đầu gồm: C3H7N (0,08 mol) C2H6 (0,06 mol) %mC2 H = 0,06.30 100% = 28,3% 0,08.57 + 0,06.30 Chọn đáp án C Ví dụ 3: Hỗn hợp X chứa amin no, đơn chức, mạch hở anken Đốt cháy hoàn toàn 0,4 mol hỗn hợp X, thu N 2, 33,6 lít CO2 (đktc) 35,1 gam H2O Biết số nguyên tử cacbon amin lớn anken Cho toàn lượng amin có 0,4 mol X tác dụng vừa đủ với HCl, thu m gam muối Giá trị m là: A 28,92 B 52,58 C 48,63 Hướng dẫn giải: Hỗn hợp X chứa amin no, đơn chức, mạch hở anken D 32,85 ⇒ Quy hỗn hợp X hỗn hợp Ta có:  NH : x  CH : y nco2 = y = 1,5  nH 2O = 1,5 x + y = 1,95 ⇒  x = 0,3   y = 1,5 ⇒ nanken = 0,4 – 0,3 = 0,1 * Gọi m, n số nguyên tử C amin anken (m > n ≥2 ) Bảo toàn nguyên tố C: m.0,3 + n 0,1 = 1,5 Chọn giá trị phù hợp : m = 4, n = Vậy hỗn hợp X gồm C4H11N C4 H11 N : 0,3  C3 H : 0,1 + HCl → 0,3 mol→ C4H12NCl 0,3 mol Khối lượng muối thu được: 0,3 109,5 = 32,85 gam Chọn đáp án D Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm hai amin (đơn chức, thuộc dãy đồng đẳng) hai anken cần vừa đủ 0,2775 mol O 2, thu tổng khối lượng CO2 H2O 11,43 gam Giá trị lớn m là: A 2,55 B 2,97 C 2,69 D 3,25 Hướng dẫn giải: * Cách giải thông thường: Hỗn hợp gồm: Amin đơn chức: CnH2n+2+1-2kN a mol Anken: CmH2m b mol Ta có: nCO2 = na + mb = x (1) nH 2O = (n +1,5 - k)a + mb = y (2) + Tổng khối lượng CO2 H2O là: 4x + 18y = 11,43 + Bảo toàn nguyên tố oxi: 0,2775 = 2x + y Giải ta có: x = 0,18; y = 0,195 Thay x, y vào (1), (2) ⇒ (1,5 – k) a = 0,015 - Nếu k = ⇒ a = 0,01 Bảo toàn khối lượng: mhh = mC + mH + mN = 12 0,18 + 0,195 + 14 0,01 = 2,69 gam - Nếu k = ⇒ a = 0,03 Bảo toàn khối lượng: mhh = mC + mH + mN = 12 0,18 + 0,195 + 14 0,03 = 2,97 gam 10 10 Vậy giá trị lớn m 2,97 gam Chọn đáp án B * Cách giải tư dồn chất: Vì hỗn hợp chứa hai amin đơn chức (chưa biết no hay không no) hai anken(chưa no) CH : a   NH t : b ⇒ Dồn chất cho hỗn hợp thành Sản phẩm cháy gồm: CO2 ( x mol) H2O (y mol) 44x + 18 y = 11,43  x = 0,18 ⇒  2 x + y = 2.0,2775  y = 0,195 Theo đề ta có : Bảo tồn ngun tố C ⇒ a = 0,18 0,03 t Bảo toàn nguyên tố H ⇒ t.b = 0,03 hay b = (t nguyên) Để khối lượng hỗn hợp đạt giá trị lớn t = 1( giá trị nhỏ nhất) ⇒ b = 0,03 mol mCH + mNH Bảo toàn khối lượng: mhh = = 14 0,18 + 15 0,03 = 2,97 gam Chọn đáp án B Chú ý: Với hỗn hợp anken amin chưa biết no hay không no giải cách đặt cơng thức tổng quát Với cách giải toán trở nên đơn giản Ví dụ 5: Đốt cháy hồn toàn 0,3 mol hỗn hợp X gồm propilen amin no mạch hở đồng đẳng oxi dư thu 16,8 lít CO 2, 2,016 lít N2 (đktc) 16,74 gam H2O Khối lượng amin có khối lượng mol phân tử nhỏ là: A 1,35 gam B 2,16 gam C 1,8 gam D 2,76 gam Hướng dẫn giải: * Cách giải thông thường: * Hỗn hợp X gồm: C3H6: x mol Cn H n+2+t N t Ta có: * Phương trình đốt cháy: C3H6 x Cn H n+2+t N t 11 : y mol x + y = 0,3 O2 +→  O2 +→  (1) 3CO2 3x n CO2 + + 3H2O 3x n ( +1+0,5t) H2O + 0,5t N2 11 n n y y ( +1+0,5t).y * Sản phẩm cháy gồm: CO2 : 0,75 mol; N2: 0,09 mol; H2O: 0,93mol Suy ra: nCO2 nH 2O nN n = 3x + y = 0,75 0,5t y (2) n = 3x + ( +1+0,5t).y = 0,93 (3) = 0,5t y = 0,09 (4) Kết hợp (1), (2), (3) (4) ⇒ x = 0,21; y = 0,09; t = 2; Suy ra, hai amin CH6N2 (a mol) C2H8N2 (b mol) * Ta có: a + b = 0,09 n = 1.a + 2.b = a+b Giải ra: a = 0,06; b = 0,03 ⇒ Khối lượng amin nhỏ CH6N2: 0,06 46 = 2,76 gam Chọn đáp án B * Cách giải tư dồn chất: Vì hỗn hợp chứa anken hai amin no mạch hở, chưa biết số chức CH : a   NH t : b ⇒ Dồn chất cho hỗn hợp thành Sản phẩm cháy gồm: CO2 ( 0,75 mol) H2O (0,93 mol), N2 (0,09 mol) Bảo toàn nguyên tố C ⇒ a = 0,75 Bảo toàn nguyên tố N ⇒ b = 0,18 Bảo toàn nguyên tố H ⇒ t.b = 0,93.2 – 2.0,75 = 0,36 ⇒ t = Số nguyên tử C trung bình = 0,75 = 2,5 0,3 Anken C3H6 ⇒ Công thức hai amin là: CH6N2 (x mol) C2H8N2 (y mol) * Ta có: x + y = 0,09 (1) 1.x + y = x+ y (2) Giải ra: x = 0,06; y = 0,03 ⇒ Khối lượng amin nhỏ CH6N2 : 0,06 46 = 2,76 gam Chọn đáp án B 12 12 Chú ý: Với hỗn hợp anken amin no chưa biết số chức giải cách giải thơng thường cách đặt cơng thức tổng qt Ví dụ 6: Hỗn hợp E chứa hai ankin liên tiếp amin X no, đơn chức, mạch hở Đốt cháy hoàn toàn 8,82 gam hỗn hợp E cần vừa đủ 0,825 mol O 2, thu CO2 H2O có số mol Khối lượng lớn amin X gam? A 2,48 gam B 3,6 gam C 4,72 gam D 5,84 gam Hướng dẫn giải: Quy hỗn hợp E hỗn hợp CH N : a CO2 : a + 2b + c   C2 H : b  H 2O : 2,5a + b + c CH : c  N : 0,5a O2   +→  Ta có: + mE = 31a + 26b + 14c = 8,82 + Bảo toàn NT O: 4,5a + 5b +3c = 0,825 nCO = nH 2O + ⇒ a + 2b + c = 2,5a + b + c Giải ta có: a = 0,08; b = 0,12; c = 0,23 Để khối lượng amin lớn ta dồn tối đa CH2 cho amin → Amin gồm: CH5N : 0,08 CH2 : 0,08.n < 0,23 ⇒ n = Khối lượng lớn amin X là: 0,08 31 + 0,08.2.14 = 4,72 gam Chọn đáp án C Dạng 2: Bài toán hỗn hợp gồm amin hỗn hợp hiđrocacbon Với dạng tập này, có tập đề nói rõ hỗn hợp hiđrocacbon gồm ankan, anken hay ankin có đề khơng nói hiđrocacbon thuộc loại Để giải loại toán này, thường ta nên sử dụng phương pháp biện luận thơng qua bảo tồn nguyên tố O, C, H Đặc biệt sử dụng số lượng nguyên tử C H trung bình để tìm giá trị chặn chặn Đồng thời kết hợp phương pháp xếp hình để tìm xác số lượng nguyên tử C hợp chất, từ suy luận chất có hỗn hợp 13 13 Trong số toán sử dụng phương pháp quy hỗn hợp chất phản ứng thành hỗn hợp chất đơn giản Tiếp theo sử dụng bảo toàn nguyên tố để giải toán trường hợp xét Ví dụ minh hoạ: Ví dụ 1[10]: Hỗn hợp khí X gồm etylamin hai hiđrocacbon đồng đẳng liên tiếp Đốt cháy hoàn toàn 100 ml hỗn hợp X lượng oxi vừa đủ, thu 550 ml hỗn hợp Y gồm khí nước Nếu cho Y qua dung dịch axit sunfuric đặc(dư) cịn lại 250 ml khí (các thể tích khí đo điều kiện) Công thức hai hiđrocacbon là: A CH4 C2H6 B C2H4 C3H6 C C2H6 C3H8 D C3H6 C4H8 Hướng dẫn giải: * 550 ml hỗn hợp Y gồm: CO2; H2O N2 * Cho Y qua axit sunfuric đặc(dư) cịn lại 250ml khí ⇒ VH 2O = 300ml VCO2 + N2 = 250ml ; ⇒ Số nguyên tử H trung bình = 2.300 =6 100 Mà etylamin C2H5NH2 có 7H ⇒ Phải có hiđrocacbon có 6H Loại đáp án C, D * Hỗn hợp tích 100ml ⇒ ⇒ VN < 50ml VCO2 > 200ml ⇒ Số nguyên tử C trung bình > 200 =2 100 ⇒ Phải có chất nhiều nguyên tử C Chọn đáp án B Loại đáp án A Ví dụ 2[8]: Hỗn hợp A gồm ankan X, anken Y, amin no hai chức mạch hở Z Tỉ khối A so với H2 385/29 Đốt cháy hồn tồn 6,496 lít A thu 9,632 lít CO2 0,896 lít N2 (các thể tích khí đo đktc) Phần trăm khối lượng anken có A gần với: A 21,4% B 27,3% C 24,6% D 18,8% Hướng dẫn giải: * Cách giải thông thường: 14 14 Hỗn hợp A gồm: Ta có: Ankan: CnH2n+2 x mol Anken: CmH2m y mol Amin no, hai chức, mạch hở: CpH2p+4N2 z mol nhh = x + y + z = 0,29 (1) nCO2 = nx + my + pz = 0,43 nN2 = z = 0,04 mhh = 0,29 385/29 = 7,7 gam Suy ra: (14n + 2).x + 14m.y + (14p+ 32)z = 7,7 Kết hợp (1), (2), (3), (4) giải ra: x = 0,2 ; y = 0,05; z = 0,04 Thay vào phương trình (2): 0,2n + 0,05m + 0,04p = 0,43 hay: 20n + 5m + 4p = 43 Chọn giá trị thích hợp ta được: n = 1; m = 3; p = Vậy hỗn hợp A gồm (2) (3) (4) CH : 0,   →  H NC 2H NH : 0, 04  → %C3H = 27, 27% C H : 0, 05  Chọn đáp án B * Cách giải tư dồn chất: CH : a C H : b   CH N 2: c CH : d Quy hỗn hợp A nhh = a + b + c = 0,29 nCO2 = a + 2b + c + d = 0,43 (1) (2) nN2 = c = 0,04 (3) mhh = 0,29 385/29 = 7,7 gam hay: 16a +28b + 46c + 14d = 7,7 (4) Kết hợp (1), (2), (3), (4) giải ra: a = 0,2 ; b = 0,05; c = 0,04; d = 0,09 * Gọi số nguyên tử C X, Y, Z n, m, p Bảo toàn nguyên tố C: 0,2n + 0,05m + 0,04p = 0,43 hay: 20n + 5m + 4p = 43 Chọn giá trị thích hợp ta được: n = 1; m = 3; p = 15 15 Vậy hỗn hợp A bao gồm: CH : 0,   →  H NC H NH : 0, 04  → %C3H = 27, 27% C H : 0, 05  Chọn đáp án B Ví dụ 3[11]: Hỗn hợp X gồm anken, ankin amin no, đơn chức (trong số mol anken nhỏ số mol ankin) Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp E lượng oxi vừa đủ thu 0,86 mol hỗn hợp F gồm CO 2, H2O N2 Ngưng tụ tồn F cịn lại 0,4 mol hỗn hợp khí Cơng thức anken ankin là: A C2H4 C3H4 B C2H4 C4H6 C C3H6 C3H4 D C3H6 C4H6 Hướng dẫn giải: Với tập nên sử dụng phương pháp biện luận thông thường * Hỗn hợp X gồm: Anken: CnH2n x mol Ankin: CmH2m-2 y mol Amin no, đơn chức: CpH2p+2+1-2kN z mol (x 0,52 Vơ lí x + y + z = 0,2 Loại A B Vậy ankin 5H Chọn đáp án C Ví dụ 4[8]: Hỗn hợp E chứa amin no, đơn chức hiđrocacbon X thể khí điều kiện thường Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp E cần dùng 2,7 mol khơng khí (20% O2 80% N2 thể tích) thu hỗn hợp F gồm CO2, H2O N2 Dẫn tồn F qua bình đựng NaOH đặc dư thấy khối lượng bình tăng 21,88 gam, đồng thời có 49,616 lít (đktc) khí khỏi bình Cơng thức phân tử X cơng thức sau đây? A C3H4 B C3H6 C C2H4 D C2H6 Hướng dẫn giải: * Ta có: Số mol khơng khí 2,7 mol ⇒ n CO2 = a nO2 = 0,54mol n N = 2,16mol n H 2O = b Đặt Bảo toàn nguyên tố O: 2a + b = 0,54.2 = 1,08 (1) Khối lượng bình tăng khối lượng CO2 H2O: 44.a + 18.b = 21,88 (2) Từ (1) (2) ⇒ a = 0,305 b = 0,47 H trungbình = n H 2O nhh = 4,7 * Số Các amin nguyên tử H nên X phải 4,7 nguyên tử H Loại B, D * Số mol khí số mol N2 tổng: ∑n N2 = 2,215 → n N2 sản phẩm cháy = 2, 215 − 2,16 = 0, 055 → n A = 0,11 → n X = 0, 09 * Số C tương ứng amin X n, m → n CO2 = 0,11n + 0, 09m = 0,305 → Với n > → m < 2,17 Loại A Chọn đáp án C Ví dụ [6]: Hỗn hợp E gồm amin X (no, mạch hở) hiđrocacbon Y (trong số mol X lớn số mol Y) Đốt cháy hết 0,26 mol E cần dùng vừa đủ 2,51 mol O2, thu N2, CO2 1,94 mol H2O Mặt khác, cho 0,26 mol E tác dụng 17 17 với dung dịch HCl dư lượng HCl phản ứng tối đa 0,28 mol Khối lượng Y 0,26 mol E bao nhiêu? A 10,32 gam B 10,55 gam C 12,00 gam D 10,00 gam Hướng dẫn giải: * Bảo toàn O: 2n O2 = 2n CO2 + n H 2O → n CO2 = 1,54 * HCl phản ứng với amin nên: nN = nHCl = 0,28 * Amin X có dạng CnH2n+2+xNx : 0,28 x n Y < n X < 0, 26 → 0,13 < Theo đề bài: mol 0, 28 < 0, 26 x → < x < 2,15 Vì x nguyên nên x = ⇒ nX = 0,14 nY = 0,12 C m H y → n C = 0,14n + 0,12m = 1,54 * Hiđrocacbon Y dạng : → 7n + 6m = 77 → n = m = nghiệm C5 H14 N ( 0,14 ) → m X = 14, 28 Vậy X Bảo toàn nguyên tố H: n H = 0,14.14 + 0,12y = 1,94.2 → y = 16 → C7 H16 ( 0,12 ) → m Y = 12 Y Chọn đáp án C gam MỘT SỐ BÀI TẬP TƯƠNG TỰ Câu Hỗn hợp X chứa anken ba amin no, đơn chức, mạch hở Đốt cháy hoàn toàn 2,36 gam X lượng O vừa đủ Sản phẩm cháy thu sục vào dung dịch Ca(OH)2 dư thấy xuất m gam kết tủa đồng thời thấy có 0,448 lít khí N2 (đktc) bay Giá trị m là: * A 9,0 B 10,0 C 14,0 D 12,0 Câu Hỗn hợp X chứa anken ba amin no, đơn chức, mạch hở Đốt cháy hoàn toàn 4,55 gam X cần dùng vừa đủ V lít khí O (đktc) Sản phẩm cháy thu có chứa 0,784 lít khí N2 (đktc) Giá trị V là: * A 9,24 B 8,96 C 11,2 D 6,72 Câu Hỗn hợp X chứa amin no mạch hở đơn chức, ankan, anken Đốt cháy hoàn toàn 0,4 mol X cần dùng vừa đủ 1,03 mol O Sản phẩm cháy thu 18 18 có chứa 0,56 mol CO2 0,06 mol N2 Phần trăm khối lượng anken có X gần với: * A 35,5% B 30,3% C 28,2% D 32,7% Câu 4: Hỗn hợp A gồm amin đơn chức, anken, ankan.Đốt cháy hoàn toàn 12,95 gam hỗn hợp cần V lít O (đktc) thu 19,04 lít CO (đktc), 0,56 lít N2 (đktc) m gam H2O Giá trị m : A 18,81 B 19,89 C 19,53 D 18,45 Câu Đốt cháy hoàn toàn 1,792 lít hỗn hợp X gồm etylmetylamin hiđrocacbon mạch hở đồng đẳng (có số liên kết π < 3) lượng oxi vừa đủ thu 12,992 lít (đktc) hỗn hợp Y gồm CO 2, H2O N2 Dẫn tồn Y qua bình chứa dung dịch H2SO4 đặc dư thấy thể tích giảm 6,944 lít Các khí đo đktc % khối lượng hiđrocacbon có khối lượng phân tử nhỏ là: A 13,40% B 30,14% C 40,19% D 35,17% Câu 6: Hỗn hợp X gồm hai amin (no, đơn chức, mạch hở, đồng đẳng kế tiếp) hai hiđrocacbon (mạch hở, thể khí điều kiện thường, có số nguyên tử H phân tử) Đốt cháy hồn tồn 5,6 lít X cần vừa đủ 19,656 lít O2 thu H2O, 29,92 gam CO2 0,56 lít N2 Các thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn Phần trăm thể tích amin có phân tử khối lớn X là: A 8% B 12% C 16% D 24% Câu 7: Hỗn hợp A gồm amin X (no, hai chức, mạch hở) hai hiđrocacbon mạch hở Y, Z (đồng đẳng kế tiếp, MY < MZ) Đốt cháy hoàn toàn 19,3 gam hỗn hợp A cần vừa đủ 1,825 mol O 2, thu CO2, H2O 2,24 lít N2 (ở đktc) Mặt khác, 19,3 gam A phản ứng cộng tối đa với 0,1 mol brom dung dịch Biết A có hai chất số nguyên tử cacbon Phần trăm khối lượng Z A là: * A 17,62% B 18,13% C 21,76% D 21,24% 2.4 HIỆU QUẢ CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Qua thực tế giảng dạy nhiều năm, đúc rút vấn đề cần thiết dạng tập hỗn hợp amin hiđrocacbon để cung cấp cho học sinh, nhằm giúp cho học sinh nhận dạng tốn phương pháp giải phù hợp Có thể nói, sau học sinh cung cấp kinh nghiệm luyện tập qua ví dụ minh hoạ, hầu hết em làm tốt dạng tập Tạo phản xạ nhanh nhạy giải dạng tập Đối với thân tôi, việc nghiên cứu đề tài sáng kiến giúp củng cố vững kiến thức thân, đồng thời thân cịn phải liên tục tìm tịi, lĩnh hội cách làm mới, dễ tiếp thu để truyền đạt cho học sinh Từ đó, thúc phong trào tự học, tự bồi dưỡng giáo viên nhà trường ngày mạnh mẽ 19 19 Kết khảo sát chất lượng sau thực đề tài: * Đối tượng thực nghiệm: Học sinh lớp 12A3, 12A4 trường THPT Lê Hoàn năm học 2020 – 2021 lớp có sức học tương đương * Phương pháp thực nghiệm: Đối chứng, cho lớp 15 tập (thời gian 45 phút) lớp 12A3 lớp làm kiểm tra trước thời điểm học bồi dưỡng với chuyên đề tập theo nội dung Lớp 12A4 làm sau thời điểm học bồi dưỡng chuyên đề dạng toán * Kết chấm kiểm tra Lớp 12A3 12A4 Số HS 42 43 Giỏi SL 12 Khá Trung bình % SL % SL 4,75 15 35,75 25 27,91 24 55,81 Yếu % SL 59,5 16,28 % 0 Kém SL 0 % 0 Thơng qua bảng số liệu thống kê thấy: Tỉ lệ học sinh đạt điểm khá, giỏi cao đáng kể sau học phương pháp dạy học Trong q trình luyện đề ơn thi TNTHPT Quốc gia, gặp tập dạng em tự tin hứng thú hơn, giải toán cách nhanh chóng Chất lượng học sinh có chuyển biến tích cực, điều cho thấy hiệu việc áp dụng đề tài năm học 2020 - 2021 Đây điều mà tất giáo viên giảng dạy phấn khởi, hướng tới; thân tơi tiếp tục trì năm sau KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ - Kết luận: Thông qua việc “ Hướng dẫn học sinh giải toán hỗn hợp amin hiđrocacbon” nói riêng nhiều dạng tập khác nói chung, để rèn luyện kĩ giải tập cho học sinh đòi hỏi giáo viên phải biết chắt lọc, xây dựng hướng dẫn phương pháp vận dụng kiến thức hợp lí dạng tập qua tập mẫu, chuẩn bị hệ thống tập vận dụng để rèn luyện kĩ vận dụng giải nhanh tập Việc áp dụng đề tài sáng kiến kinh nghiệm công tác giảng dạy sử dụng cho nhiều đối tượng học sinh, từ học sinh trung bình đến học sinh khá, giỏi nắm bắt nội dung đề tài khơng q khó khăn Khi học sinh nắm bắt kiến thức phương pháp giải tốn em 20 20 hứng thú học tập, kích thích tính say mê tìm tịi, khám phá tri thức cách giải nâng cao chất lượng môn học Với phạm vi nhỏ hẹp đề tài sáng kiến kinh nghiệm, thân đề xuất việc giải số tập Khi viết trình bày sáng kiến khuôn khổ nhỏ hẹp nên phần tập đưa vào sáng kiến cịn so với thực tế luyện tập Còn nhiều nội dung dạng toán khác mà giới hạn đề tài chưa thể nêu hết Trên sở này, đề tài phát triển, mở rộng nghiên cứu phương pháp giải số hợp chất khác - Kiến nghị Qua q trình nghiên cứu đề tài tơi có số kiến nghị sau: Khi sử dụng sáng kiến kinh nghiệm “Hướng dẫn học sinh tìm nút mở cho tập sơ đồ hữu mức độ vận dụng” q trình giảng dạy thân tơi đem lại hiệu bước đầu, học sinh hoan nghênh đánh giá tốt Sáng kiến nhân rộng đem lại nhiều hiệu tích cực Đề tài sáng kiến kinh nghiệm hồn thành khoảng thời gian ngắn nên khơng tránh khỏi sai xót hạn chế mà thân chưa nhìn Rất mong nhận xét, góp ý chân thành bạn đồng nghiệp để đề tài hoàn thiện hơn, nhằm phục vụ tốt cho việc giảng dạy mơn hóa học trường THPT Tôi xin trân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 20 tháng 05 năm 2021 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Trịnh Thị Hường 21 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Những vấn đề chung đổi giáo dục Trung học phổ thơng – Mơn Hóa học - NXB GD [2] Sách giáo khoa, sách tập hóa học lớp 11 Cơ - NXB GD [3] Sách giáo khoa, sách tập hóa học lớp 11 Nâng cao - NXB GD [4] Sách giáo khoa, sách tập hóa học lớp 12 Cơ - NXB GD [5] Sách giáo khoa, sách tập hóa học lớp 12 Nâng cao - NXB GD [6] Đề thi TNTHPT Quốc gia năm 2020 [7] Đề minh họa kì thi THPT Quốc gia năm 2021 [8] Đề thi thử THPT Quốc gia năm 2017 - 2021 số trường [9] Tư hoá học NAP 4.0 Hữu 6-7-8 – Nguyễn Anh Phong 22 22 [10] Tư hoá học NAP 4.0 Hữu 8-9-10 – Nguyễn Anh Phong [11] Tham khảo số tài liệu mạng internet Nguồn: Moon.vn Nguồn: vndoc.com Nguồn: Tuyensinh247.com Nguồn: hoctap.dvtienich.com Danh mục đề tài SKKN mà tác giả Hội đồng Cấp phòng GD&ĐT, Cấp Sở GD&ĐT cấp cao đánh giá: TT 23 Tên đề tài SKKN Giáo dục bảo vệ môi trường cho học sinh thông qua số học phần vơ cơ, hóa học 11 - CB Một số kinh nghiệm giải tập muối Amoni Este Aminoaxit Kết Cấp đánh đánh giá giá xếp loại xếp loại Năm học đánh giá xếp loại Cấp Sở GD&ĐT C 2013 - 2014 Cấp Sở GD&ĐT C 2015 - 2016 23 24 24 ... Một số dạng toán ……………………………………………….…5 Dạng 1: Bài toán hỗn hợp gồm amin loại hiđrocacbon ………… Ví dụ minh hoạ………………………………………………………….….… Dạng 2: Bài toán hỗn hợp gồm amin hỗn hợp hiđrocacbon. .. Quy hỗn hợp hỗn hợp + Hỗn hợp gồm: Amin đơn chức: CnH2n+2+1-2kN Anken: CH N  C2 H CH  CmH2m CH N C H   CH  H  NH t : x  CH : y Quy hỗn hợp * Hỗn hợp gồm amin ankin Hỗn hợp gồm: Amin. .. “ Hướng dẫn học sinh giải toán hỗn hợp amin hiđrocacbon? ?? nói riêng nhiều dạng tập khác nói chung, để rèn luyện kĩ giải tập cho học sinh đòi hỏi giáo viên phải biết chắt lọc, xây dựng hướng dẫn