Chưa nắm vững các phương pháp giải BTHH và lựa chọn phương pháp giải bài tập khơng phù hợp
Trong quá trình giải BTHH, một trong những vướng mắc cơ bản và phổ biến là khơng lựa chọn được phương pháp giải phù hợp cho bài tốn.
Đối với mỗi phương pháp giải bài tập cĩ thể vận dụng thích hợp cho một số dạng bài tập cụ thể. Một BTHH cĩ nhiều cách giải và mỗi bài tập cĩ thể chọn ra một phương pháp giải tối ưu, nhưng cũng cĩ những bài tập cần phối hợp nhiều phương pháp mới giải quyết được.
Khi giải bài tập nếu khơng lựa chọn được phương pháp giải cho phù hợp thì thường rơi vào các vướng mắc như: Khơng giải được BT, quá trình giải rất dài cĩ nhiều quá trình biến đổi trong quá trình giải rất dễ nhầm lẫn...Sau đây chúng tơi xin phân tích một số bài tập mà HS cĩ thể gặp vướng mắc khi khơng lựa chọn được phương pháp giải phù hợp.
Ví dụ 1: Đốt cháy hồn tồn hỗn hợp M gồm một ankan X và một ankin Y, thu được số mol CO2 bằng số mol H2O. Thành phần phần trăm số mol của X, Y trong hỗn hợp M lần lượt là
A. 35% và 65%. B. 75% và 25%. C. 20% và 80%. D. 50% và 50%. Nhận xét: với bài tốn này, HS thường đặt cơng thức chung của ankan và ankin với số mol tương ứng, sau đĩ viết phản ứng cháy rồi giải như sau:
Gọi CTTQ của X là CnH2n+2 và của Y là CmH2m-2 CnH2n+2 +O2→ nCO2 + (n + 1)H2O a an a(n + 1) CmH2m-2 +O2→ mCO2 + (m – 1)H2O b bm b(m – 1) Theo đề: an + bm = a(n + 1) + b(m – 1) ⇒a = b
⇒% theo số mol của mỗi chất là 50% ⇒ chọn D
Tuy nhiên, nếu HS biết phân tích bài tốn thì sẽ giải nhanh gọn hơn rất nhiều mà khơng cần tính tốn: nhớ rằng: khi đốt cháy ankan thì nCO2 < nH2O, cịn khi đốt
cháy ankin thì nCO2 > nH2O. Mà theo đề thì nCO2 = nH2O, vậy cĩ thể kết luận số mol ankan phải bằng số mol ankin⇒% theo số mol của mỗi chất là 50% ⇒ chọn D.
Ví dụ 2: Đun nĩng hỗn hợp khí X gồm 0,02 mol C2H2 và 0,03 mol H2 trong một bình kín (xúc tác Ni), thu được hỗn hợp khí Y. Cho Y lội từ từ vào bình nước brom (dư), sau khi kết thúc các phản ứng, khối lượng bình tăng m gam và cĩ 280 ml hỗn hợp khí Z (đktc) thốt ra. Tỉ khối của Z so với H2 là 10,08. Giá trị của m là
A. 0,328. B. 0,205. C. 0,585. D. 0,620.
Nhận xét:Đây là một dạng tốn cơ bản rất hay gặp trong các đề thi đại học, thơng thường, HS thường tính số mol và đưa vào các phương trình phản ứng, nhưng, trường hợp này, số mol khí lại khơng được chẵn nên việc tính tốn như vậy sẽ rất cồng kềnh mặc dù vẫn cĩ thể ra được kết quả cuối cùng.
Tuy nhiên, nếu tinh ý, HS cĩ thể áp dụng định luật bảo tồn khối lượng thì sẽ cho ra kết quả rất nhanh chĩng và chính xác. Cách giải như sau: Ta cĩ sơ đồ tĩm tắt bài tốn: C2H2: 0,02 H2: 0,03 Ni, t0 C2H6 C2H4 C2H2 H2 dd Br2 C2H6 H2 X Y Z MZ = 10,08.2 = 20,16 ⇒ mz = 280:1000:22,4.20,16 = 0,252g
Ta thấy, khối lượng bình Br2 tăng chính là khối lượng của C2H2 và C2H4
⇒khối lượng bình Br2 = mY – mZ
Mà: mX = mY (BTKL) ⇒mY = 26.0,02 + 2.0,03 = 0,58g
⇒m = 0,58 – 0,252 = 0,328g
⇒chọn A
Ví dụ 3: Đốt cháy hồn tồn 8,8g hỗn hợp 2 ankan ở thể khí, thu được 13,44 lít khí
CO2 ở đktc. Tổng số mol 2 ankan là
A. 0,1. B. 0,2. C. 0,3. D. 0,4.
Đối với bài này, HS thường giải như sau: Gọi CT 2 ankan là CnH2n + 2 và CmH2m + 2
CnH2n + 2 + 3n 1 2 + O2 → nCO2 + (n + 1)H2O x mol nx mol CmH2m + 2 + 3m 1 2 + O2 → mCO2 + (m + 1)H2O y mol ym mol
Theo đề, ta cĩ: (14n + 2)x + (14m + 2)y = 8,8 ⇒ 14(nx + my) + 2(x + y) = 8,8 (1) nx + my = nCO2 = 0,6 (2)
Thế (2) vào (1) được x + y = 0,2 mol ⇒chọn B
Đối với bài tốn trên, ta cĩ thể giải mà khơng cần viết phản ứng cháy và đặt số mol như sau:
nC = nCO2 = 0,6 mol ⇒mC = 0,6.12 = 7,2g ⇒mH = 8,8 – 7,2 = 1,6g ⇒nH = 1,6 mol Mà nH = 2nH2O ⇒nH2O = 1,6:2 = 0,8 mol
Vì X là hỗn hợp 2 ankan nên ⇒nX = nH2O – nCO2 = 0,8 – 0,6 = 0,2 mol ⇒chọn B
Ví dụ 4: Hỗn hợp X gồm C2H2 và H2 cĩ cùng số mol. Dẫn X qua Ni đun nĩng thu được hỗn hợp khí Y gồm 4 chất. Dẫn Y qua dd Br2 dư thấy khối lượng bình Br2
tăng 10,8g và cĩ 4,48 lít hỗn hợp khí Z thốt ra. Tỉ khối hơi của Z đối với H2 là 8. Thể tích khí O2 cần để đốt cháy hồn tồn hỗn hợp Y là (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
A. 22,4 lít. B. 33,6 lít. C. 44,8 lít. D. 67,2 lít. Đối với bài tốn này, HS thường giải từng bước như sau:
Hỗn hợp Y gồm C2H6, C2H4, C2H2 dư, H2 dư Hỗn hợp Z gồm C2H6 và H2 dư
Từ dữ kiện đề, tính được nC2H6 = nH2 dư = 0,1 mol
C2H2 + H2 → C2H4 (1) C2H2 + 2H2 → C2H6 (2) a a a 0,1 0,2 ← 0,1
Gọi số mol C2H2 tham gia phản ứng (1) là a
Gọi số mol C2H2 dư là x, theo đề, số mol C2H2 và H2 ban đầu bằng nhau ⇒0,3 + a = 0,1 + a + x ⇒x = 0,2
Khối lượng bình Br2 tăng là khối lượng của C2H2 dư và C2H4 ⇒nC2H4 = (10,8 – 0,2.26):28 = 0,2 mol
Đốt cháy hỗn hợp Y:
C2H6 + 3,5O2 → 2CO2 + 3H2O C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O 0,1 0,35 0,2 0,6 C2H2 + 2,5O2 → 2CO2 + H2O 2H2 + O2 → 2H2O 0,2 0,5 0,1 0,05 ⇒nO2 = 0,35 + 0,6 + 0,5 + 0,05 = 1,5 mol ⇒VO2 = 1,5.22,4 = 33,6 lít ⇒chọn B
Nhận xét: cách giải trên quá dài dịng, khơng thích hợp với một câu trắc nghiệm, ta cĩ thể giải bài tốn trên ngắn gọn như sau:
C2H2 H2 Ni, t0 C2H6 C2H4 C2H2 H2 dd Br2 C2H6 H2 X Y Z Ta cĩ: mZ = 4,48:22,4.8.2 = 3,2g mY = mZ + mbình Br2 tăng = 3,2 + 10,8 = 14g ⇒mX = 14g (BTKL)
Gọi số mol mỗi chất ban đầu là a mol
⇒26a + 2a = 14 ⇒ a = 0,5 mol
Đốt cháy hỗn hợp Y cũng là đốt cháy hỗn hợp X (BT nguyên tố H và C) C2H2 + 2,5O2 → 2CO2 + H2O 2H2 + O2 → 2H2O
0,5 1,25 0,5 0,25
⇒nO2 = 0,35 + 0,6 + 0,5 + 0,05 = 1,5 mol
⇒chọn B
Ví dụ 5: Hỗn hợp khí X gồm một ankan và một anken. Tỉ khối của X so với H2
bằng 11,25. Đốt cháy hồn tồn 4,48 lít khí X thu được 6,72 lít CO2 (đkc). Cơng thức của ankan và anken lần lượt là
A. CH4 vàC2H4. B. CH4 và C3H6.
C. CH4 và C4H8. D. C2H6 và C2H4. Đối với bài này, HS thường giải như sau:
Gọi CTTQ của ankan và anken lần lượt là: CnH2n + 2:a mol và CmH2m: b mol MX = 11,25.2 = 22,5 ⇒ mX = 4,48:22,4.22,5 = 4,5g CnH2n + 2 → nCO2 + (n + 1)H2O a an (n + 1)a CmH2m → mCO2 + (m + 1)H2O b bm (m + 1)b Ta cĩ hệ phương trình: a + b = 0,2 an + bm = 0,3 (14n + 2)a + 14mb = 4,5 Giải hệ phương trình trên ta được 15n + 5m = 30
⇒n = 1 và m = 3 ⇒ ankan là CH4 và anken là C3H6
⇒chọn B
Ta cĩ thể giải bài tốn trên với cách làm ngắn gọn hơn như sau: nX = 0,2 mol; nCO2 = 0,3 mol
⇒số nguyên tử C TB = 0,3 : 0,2 = 1,5 ⇒ ankan là CH4 ⇒ loại D Ta cĩ: mC = 0,3.12 = 3,6 ⇒ mH = 4,5 – 3,6 = 0,9g ⇒ nH = 0,9 mol ⇒nH2O= 0,9 : 2 = 0,45 mol ⇒nCH4 = 0,45 – 0,3 = 0,15 mol ⇒nanken = 0,2 – 0,15 = 0,05 mol
Số mol CO2 do CH4 cháy sinh ra là 0,15 mol
Số C = nCO2 : nanken = 0,15 : 0,05 = 3 ⇒anken là C3H6
⇒chọn B
Lưu ý: các phép tính trên cĩ thể bấm máy tính liên tục (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhận xét: Như vậy, đối với một số bài tập nếu HS khơng lựa chọn được phương pháp giải cho phù hợp thì việc giải bài tập mất rất nhiều thời gian, thậm chí cĩ những bài khơng làm được. Ngược lại nếu HS biết phân tích đề bài, nhận biết được bản chất các quá trình hố học, lựa chọn phương pháp giải phù hợp thì sẽ rút ngắn được thời gian làm bài, ít gây nhầm lẫn đây là điều chú ý quan trọng khi HS giải bài tập trắc nghiệm khách quan định lượng trong bài thi theo hình thức trắc nghiệm. Khơng nắm vững kiến thức cơ bản dẫn đến nhận định sai
Ví dụ 1: Đốt cháy hồn tồn một hiđrocacbon X (mạch hở) thu được 22,4 lít CO2
(đktc) và 13,5g H2O. Số đồng phân cấu tạo của X là
A. 2. B. 3. C. 4. D. 5.
Phân tích: Sai lầm của HS trong bài này là khí nhận thấy số mol CO2 (1 mol) lớn hơn số mol H2O (0,75 mol) thì chỉ kết luận X là ankin mà khơng nhớ X cĩ thể là ankađien dẫn đến viết thiếu đồng phân.
Ta cĩ: nX = nCO2 – nH2O = 1 – 0,75 = 0,25 mol Đặt CTTQ của X là CnH2n – 2 ⇒n = CO2 X n n = 1 0, 25 = 4 ⇒CTPT của X là C4H6
Nếu chỉ viết đồng phân ankin: HC≡ −C CH2−CH3 và H C C3 − ≡ −C CH3⇒chọn A.
Nếu viết cả đồng phân ankađien thì cĩ thêm 2 đồng phân là: CH2 = CH – CH = CH2 và CH2 = C = CH – CH3 ⇒chọn C.
Vậy đáp án đúng của câu này phải là C. Ví dụ 2:Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Liên kết π kém bền hơn liên kết σ nên dễ bị phá vỡ hơn trong các phản ứng hĩa học.
CH3 CH2 C CH2 CH3 CH2
B. Liên kết ba và liên kết đơi kém bền hơn liên kết đơn nên dễ bị phá vỡ thành liên kết đơn.
C. Propin (C3H4) và buta-1,3-đien (C4H6) là đồng đẳng của nhau vì hơn kém nhau 1 nhĩm –CH2.
D. Các ankin đầu mạch cĩ thể tham gia phản ứng tráng gương với dung dịch AgNO3 trong NH3.
Phân tích: Sai lầm của HS trong câu này là:
- HS thấy rằng, trong các phản ứng cộng vào hi đrocacobon khơng no thì các liên kết đơi và liên kết ba bị phá vỡ nên tưởng rằng các liên kết này kém bền hơn liên kết đơn ⇒chọn B (sai)
- Về đồng đẳng, HS thường chỉ quan tâm đến nhĩm –CH2 mà quên rằng 2 chất muốn là đồng đẳng thì ngồi việc CTPT hơn kém nhau một hay nhiều nhĩm –CH2
thì cịn phải cĩ CTCT tương tự nhau ⇒chọn C (sai)
- Các ankin đầu mạch cĩ tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 tạo kết tủa vàng nhưng đĩ khơng phải là phản ứng tráng gương (khơng sinh ra Ag) ⇒chọn D (sai)
Vậy đáp án đúng của câu này là A
Ví dụ 3: Hợp chất cĩ tên là
A. 3-metylenpentan. B. 1,1-đietyleten.
C. 2-etylbut-1-en. D. 3-etylbut-3-en.
Phân tích:
- HS chỉ nhớ chọn mạch dài nhất là mạch chính mà khơng chọn mạch cĩ chứa nhĩm chức ⇒chọn A (sai)
- HS chọn mạch cĩ chứa nhĩm chức nhưng khơng phải mạch dài nhất ⇒chọn B
(sai)
- Đánh số khơng ưu tiên liên kết đơi ⇒chọn D (sai)
Vậy đáp án đúng của câu này là C Ví dụ 4: Phát biểu nào sau đây là đúng?
B. Khi cho propen tác dụng với Cl2 ở 5000C thì tạo thành 1,2-điclopropan. C. Stiren cĩ thể làm mất màu thuốc tím ở nhiệt độ thường. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
D. Toluen cĩ thể làm mất màu thuốc tím ở nhiệt độ thường.
Phân tích:
- HS khơng nhớ xiclobutan chỉ tham gia phản ứng cộng mở vịng với H2, khơng làm màu dung dịch Br2 ⇒chọn A (sai)
- Khi cho anken tác dụng với halogen ở nhiệt độ cao thì khơng xảy ra phản ứng cộng vào nối đơi mà xảy ra phản ứng thế theo cơ chế gốc tự do vào Cα của nối đơi C=C nên sản phẩm của phản ứng là 1-clopropen
CH2 CH CH3 + Cl2 5000C CH2 CH CH2Cl CH2 CH Cl CH3 Cl ⇒chọn B (sai)
- Stiren (C6H5 – CH=CH2) cĩ thể làm mất màu dung dịch KMnO4 ở nhiệt độ thường vì cĩ một nối đơi C=C ngồi vịng (giống anken), nhưng toluen thì chỉ cĩ thể làm mất màu dung dịch KMnO4 khi đun nĩng ⇒chọn D (sai)
Vậy đáp án đúng của câu này là C Ví dụ 5: Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Xiclohexan vừa cĩ phản ứng thế, vừa cĩ phản ứng cộng B. Xiclohexan khơng cĩ phản ứng thế, khơng cĩ phản ứng cộng C. Xiclohexan cĩ phản ứng thế, khơng cĩ phản ứng cộng
D. Xiclohexan khơng cĩ phản ứng thế, cĩ phản ứng cộng
Phân tích: Lưu ý rằng, các xicloankan vịng ba và bốn mới cĩ phản ứng cộng, các xicloankan vịng 5, 6 cạnh trở lên chỉ cĩ phản ứng thế, khơng cĩ phản ứng cộng Vậy đáp án đúng của câu này là C
Ví dụ 6: Các nhận xét sau đây là đúng hay sai?
A. Các chất cĩ cơng thức phân tử dạng CnH2n – 2 đều là ankađien. B. Các ankađien đều cĩ cơng thức phân tử dạng CnH2n – 2.
C. Các ankađien đều cĩ 2 liên kết đơi C=C.
D. Các chất cĩ 2 liên kết đơi C=C đều là ankađien.
Phân tích:
- A. Sai vì CnH2n – 2 cĩ thể là ankin
- B. đúng
- C. đúng, các ankađien bắt buộc phải cĩ 2 liên kết đơi C=C trong phân tử - D. Sai vì cĩ nhiều chất cĩ 2 liên kết đơi C=C khơng phải là ankađien như: CH2=CH-CH=CH-CH2-OH …
Khơng để ý tới mạch vịng khi giải tốn
- Một hidrocacbon no thì cĩ thể là ankan (mạch hở) hoặc xicloankan (mạch vịng)
Ví dụ 1:Đốt cháy hồn tồn 3,36 lít một hidrocacbon no X thu được 13,44 lít CO2. Các khí đo ở đktc. CTPT của X là
A. C4H10. B. C4H8. C. C4H10hoặc C4H8. D. C4H10 và C4H8.
Phân tích: Đề chỉ cho X no nhưng khơng cho là mạch hở hay mạch vịng, vì thế, phải xét 2 trường hợp, nếu mạch hở thì X là ankan, nếu mạch vịng thì X là xicloankan
- HS thường làm như sau: X là hidrocacbon no ⇒X là ankan Đặt CTTQ của X là: CnH2n + 2
Số C = n = nCO2 : nX = 0,6 : 0,15 = 4
⇒X là C4H10 ⇒chọn A (sai)
- Cĩ HS mới học bài xicloankan xong lại chỉ nghĩ X là xicloankan nên tìm ra X là C4H8
⇒chọn B (sai)
- Cĩ HS khá hơn, nghĩ được cả 2 trường hợp nhưng lại quên X chỉ là một chất
⇒chọn D (sai) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ví dụ 2: Đốt cháy hồn tồn 1,12 lít (đktc) một hidrocacbon no A thu được 11g CO2. Nếu dẫn tồn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng H2SO4 đặc, dư thì khối lượng bình H2SO4 tăng lên
A. 4,5g. B. 5,4g. C. 4,5g hoặc 5,4g. D. 15,5g.
Phân tích:
- Nếu HS cho rằng A là ankan ⇒nA = nH2O – nCO2 ⇒nH2O = nA + nCO2 ⇒nH2O = 0,05 + 0,25 = 0,3 mol ⇒mH2O = 0,3.18 = 5,4g
Khối lượng bình H2SO4 tăng chính là khối lượng H2O ⇒chọn B (sai)
- Nếu HS cho rằng A là xicloankan ⇒nH2O = nCO2 ⇒nH2O = 0,25mol ⇒mH2O = 0,.25.18 = 4,5g
⇒chọn A (sai)
- Cĩ HS thì lại nhầm khối lượng bình H2SO4 tăng là khối lượng của CO2 và H2O thì sẽ chọn D (sai)
Vậy đáp án đúng của câu này là C
Sai lầm trong bài tốn lập CTPT hợp chất hữu cơ
Ví dụ 1: Đốt cháy hồn tồn 9,3g một hợp chất hữu cơ X thu được 13,2g CO2 và 8,1g H2O. CTĐGN của X là