Phân tích hệ số và ứng dụng trong HÓA HỌC pptx

Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510


Phân tích h s phn ng
và ng dng trong gii nhanh bài toán Hóa hc

V Khc Ngc
Phòng Công ngh Hóa sinh Protein – Vin Công ngh Sinh hc
Vin Khoa hc và Công ngh Vit Nam


Các bn và các em thân mn, trong quá
trình dy và hc Hóa, lâu nay chúng ta dng
nh ít dành s quan tâm đn các h s cân
bng trong phn ng hóa hc, có chng ch là
các em hc sinh lp 8 và lp 10 làm quen vi
các phng pháp cân bng phn ng (đi s,
electron, ion – electron). Tuy nhiên, thc t là
trong quá trình gii các bài tp Hóa hc, h s
cân bng ca phn ng còn có th gi ý cho ta
nhng phng pháp nhanh và mnh đ gii
quyt bài toán. Bài vit di đây s tng kt
mt s kt qu quan trng thu đc t vic
“phân tích h s cân bng ca các phn ng
và ng dng ca nó trong vic gii nhanh bài
toán Hóa hc”
1. H s phn ng – phn ánh kh nng
phn ng ca các cht
Ví d 1: T khi ca hn hp gm H
2
, CH

4
,
CO so vi Hidro bng 7,8.  đt cháy hoàn
toàn mt th tích hn hp này cn 1,4 th tích
oxi. Xác đnh thành phn phn trm v th tích
ca hn hp.
A. 20%, 50%, 30%
B. 33,33%, 50%, 16,67%
C. 20%, 60%, 20%
D. 10%, 80%, 10%
Hng dn gii:
Cách 1: Phng pháp đa thêm s liu.
Cách 2: Phân tích h s kt hp đng chéo
Phân tích h s cân bng ca phn ng, ta thy:
22
2
42
1

2
1

2
2
HO
CO O
CH O
+→
+→
+→

Do đó, áp dng phng pháp đng chéo, ta
có:
2
1,4
2
0,9
0,6
2
3
(CO, H
2
)
(CH
4
)
1

Suy ra,
4
3
% 100% 60%
23
CH
V =× =
+

(đi vi bài thi trc nghim, có th suy ra ngay
đáp án đúng là đáp án có
4

% 60%
CH
V
=
)
Gii tip ta có
2
% % 20%
HCO
VV==
(dùng phng pháp đa thêm s liu và 1
đng chéo hoc dùng 2 đng chéo)
Ví d 2: Thêm 250 ml dung dch NaOH
2M vào 200 ml dung dch H
3
PO
4
1,5M. Mui
to thành và khi lng tng ng là:
A. 14,2 gam Na
2
HPO
4
; 32,8 gam Na
3
PO
4

B. 28,4 gam Na
2

HPO
4
; 16,4 gam Na
3
PO
4

C. 12,0 gam NaH
2
PO
4
; 28,4 gam Na
2
HPO
4

D. 24,0 gam NaH
2
PO
4
; 14,2 gam Na
2
HPO
4


Hng dn gii:
Cách 1: t n và gii h phng trình
Cách 2: Phân tích h s kt hp đng chéo
Có:

2
3
5
0,2.1,5
0,25.2
n
n
1
43
POH
NaOH
<==<

⇒ To ra hn hp 2 mui: NaH
2
PO
4
, Na
2
HPO
4
S đ đng chéo:
Na
2
HPO
4
(n
1
= 2) |1 - 5/3|
n

NaH
2
PO
4
(n
2
= 1) |2 - 5/3|
5
3
=
2
3
1
3
=
=
⇒
1
2
n
n
42
42
PONaH
HPONa
=
⇒
4242
PONaHHPONa
2nn =

1
Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510


Mà (mol)
3,0nnn
434242
POHPONaHHPONa
==+
⇒
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
=
(mol) 0,1n
(mol) 0,2n
42
42
PONaH
HPONa
⇒ ⇒ áp án C.
⎪
⎩
⎪

⎨
⎧
==
==
(g) 12,00,1.120m
(g) 28,40,2.142m
42
42
PONaH
HPONa
Ví d 3: Dn 2,24l ( đktc) mt hn hp
gm etilen, propen, các buten và axetilen qua
dung dch đng Brom d thì thy lng Brom
trong bình gim 19,2 gam. Tính lng CaC
2

cn dùng đ điu ch đc lng Axetilen có
trong hn hp trên.
A. 6,4 gam
B. 1,28 gam
C. 2,56 gam
D. Không xác đnh đc vì thiu d kin
Hng dn gii:
2
19,2
0,12
160
nBr mol==

2, 24

0,1
22,4
hh
n==



2
mol
Phân tích h s cân bng ca phn ng, ta có:
2
22 2
1
2
Anken Br
CH Br
+→
+→

Do đó, áp dng phng pháp đng chéo, ta
có:
1,2
2
0,2
0,8
4
1
(Anken)
(C
2

H
2
)
1

Suy ra,
222
1
0,1 0,02
14
CaC C H
nn m==×=
+
ol
3

Và . áp án B.
2
64 0,02 1,28
CaC
mg=× =
Qua các ví d trên cho thy, phân tích h
s cân bng phn ng có th dn đn vic sp
xp mt hn hp các cht đã cho vào 2 nhóm
có kh nng phn ng khác nhau và do đó có
th s dng đc phng pháp đng chéo đ
gii rt nhanh, thay vì dùng các phng pháp
khác nh đa thêm s liu, đt n – gii h hay
ghép n s. ng thi, nó cng gi ý cho ta
vic gii các bài toán hn hp nhiu hn 2

cht bng phng pháp đng chéo.
Dng bài này có th áp dng cho các bài
toán hn hp  nhiu phn ng khác nhau: kim
loi + axit, mui + axit, các đn cht + oxi,
baz + axit, kim loi + phi kim,
2.
H s phn ng – phn ánh s tng
gim th tích khí trong phn ng
Ví d 1: a mt hn hp khí N
2
và H
2

có t l 1:3 vào tháp tng hp, sau phn ng
thy th tích khí đi ra gim 1/10 so vi ban
đu. Tính thành phn phn trm v th tích ca
hn hp khí sau phn ng.
A. 20%, 60%, 20%
B. 22,22%, 66,67%, 11,11%
C. 30%, 60%, 10%
D. 33,33%, 50%, 16,67%
Hng dn gii:
22
32NH NH
+
฀

Cách 1: Phng pháp đa thêm s liu
Cách 2: Phân tích h s phn ng
 gii nhanh bài toán này, ta da vào 2 kt

qu quan trng:
- Trong phn ng có hiu sut nh hn
100%, nu t l các cht tham gia phn ng
bng đúng h s cân bng trong phng trình
phn ng, thì sau phn ng, phn cht d cng
có t l đúng vi h s cân bng trong phn
ng.
C th trng hp này là 1:3. Do đó A và B có
kh nng là đáp án đúng.
- Trong phn ng tng hp amoniac, th
tích khí gim sau phn ng đúng bng th tích
khí NH
3
sinh ra.
Trong trng hp này,
3
%1/NH 10
=
hn
hp đu hay là
1/
hn hp sau. Do
đó B là đáp án đúng
9 11,11%=
Ví d 2: Cracking 560 lít C
4
H
10
thu đc
1010 lít hn hp khí X khác nhau. Bit các th

tích khí đu đo  đktc. Th tích (lít) C
4
H
10
cha
b cracking là:
A. 60 C. 100
B. 110 D. 450
Hng dn gii:
Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510


' Ankan Ankan Anken→+

Da vào h s cân bng ca phn ng
cracking, ta thy: Th tích (hay s mol) khí
tng sau phn ng đúng bng th tích (hay s
mol) ankan đã tham gia Cracking.



3
 đây là:
1010 560 450Vl=−=
Do đó, phn C
4
H
10
cha b cracking là 110 lít
ng vi đáp án B.

Ví d 3: Crackinh C
4
H
10
thu đc hn hp
ch gm 5 hidrocacbon có t khi hi so vi H
2

là 16,325. Tính hiu sut ca phn ng
cracking.
Hng dn gii:
Cách 1: Phng pháp ghép n s
Cách 2: Phng pháp đa thêm s liu
Cách 3: Phng pháp đng chéo
Cách 4: Phân tích h s phn ng
Khi lng hn hp truc và sau phn ng
đc bo toàn:
ts
mm=
Do đó, ta có t s:
2
2
58 58
16,325 2 32,65
t
t
H
tts
s
s

st
H
s
m
d
Mnn
m
dn
M
n
==== =
×


Vì s mol hn hp sau nhiu hn s mol ban
đu chính bng s mol ankan đã cracking nên:
58
% 1 100% 77,64%
32,65
H
⎛⎞
=−×=
⎜⎟
⎝⎠

Dng bài này có th áp dng m rng cho
các bài tp: craking ankan, tng hp amoniac,
ozone hóa O
2
, oxi hóa SO

2
thành SO
3
,

3. H s phn ng – phn ánh đnh lut
bo toàn nguyên t
Ví d 1: t cháy hoàn toàn 100 ml hi
cht A, cn đúng 250 ml oxi, ch to ra 200ml
CO
2
và 200 ml hi nc (các th tích khí đo 
cùng điu kin). Xác đnh công thc phân t
ca A.
Hng dn gii:
Có th gii rt nhanh bài toán đã cho nh
sau:
22
12,522
xyz
CHO O CO HO
2
+
→+

Áp dng đnh lut bo toàn nguyên t, d
dàng có A là C
2
H
4

O.
Ví d 2:
Hòa tan hoàn toàn a gam mt oxit
st bng dung dch H SO đm đc va đ, có
cha 0,075 mol H SO , thu đc b gam mt
mui và có 168 ml khí SO (đktc) duy nht
thoát ra. Tìm a,b và công thc ca oxit đã cho.
2 4
2 4
2
Hng dn gii:
Gi công thc ca oxit đã cho là Fe
x
O
y
.
2
0,168
0,0075
22,4
SO
nm== ol
Vit li phn ng:
24 2 43 2 2
0,075 ( ) 0,0075
xy
Fe O H SO Fe SO SO H O
+
→+ +
Áp dng đnh lut bo toàn nguyên t S, ta có:

243
()
0,075 0,0075
0,0225 0,045
3
Fe SO Fe
nnmol
−
==→=
Tng t, bo toàn nguyên t H và O, ta có:
0,06
O
nm= ol
g

(hoc dùng phng pháp bo toàn electron)
Do đó, d dàng suy ra oxit đã cho là Fe
3
O
4
.
Và
3, 48 , 9agb
=
=

Cách làm này hay hn hn so vi cách làm
thông thng là vit phng trình phn ng ra
ri cân bng vi h s ch, rt mt thi gian
và d nhm ln.

Dng bài này có th áp dng đc cho
nhiu bài tp xác đnh công thc phân t trong
c Hóa hu c và vô c, đng thi còn có th
dùng đ tính toán nhiu đi lng quan trng
khác.
4.
H s phn ng trong các phn ng đt
cháy cht hu c
Ta đã bit mt cht hu c bt k cha 3
nguyên t C, H, O có CTPT là
vi k là đ bt bão hòa (bng tng s vòng và
s liên kt  trong CTCT).
222nn k
CH O
+− x
Xét phn ng cháy ca hp cht này, ta có:
Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510


222 2 2
(1)
nn kx
CH O nCO n kHO
+−
→++−

Phân tích h s phn ng này, ta có mt kt
qu rt quan trng là:
22
1

HO CO
X
nn
n
k
−
=
−

Vi n
X
là s mol cht hu c b đt cháy.
2 trng hp riêng hay gp trong các bài
tp ph thông là (hp cht no, mch h
C
0k =
n
H
2n+2
O
x
) có
22
(ankan, ru no
mch h, ete no mch h, ) và
XHOCO
nn n=−
2k
=
có

(ankin, ankadien, acid không
no 1 ni đôi, andehit, xeton không no 1 ni đôi,
)
22
XCOH
nn n=−



4
O
Ví d 1: Hn hp X gm ru metylic,
ru etylic, ru propylic và nc. Cho a gam
G tác dng vi Natri d đc 0,7 mol H
2
. t
cháy hoàn toàn a gam X thu đc b mol CO
2

và 2,6 mol H
2
O. Tính a và b.
Hng dn gii:
Cách 1: Phng pháp ghép n s
Cách 2: Phân tích h s phn ng
Các phn ng vi Na có th vit chung là:
2
1

2

R
OH Na RONa H+→ +

Do đó,
2
21,4
XH
nn m==ol
l
Các cht trong hn hp X có dng C
n
H
2n+2
O
nên:
22
1, 2
XHOCO
nn n b mo=−→=
Áp dng đnh lut bo toàn nguyên t O, ta có:
2
2,6 1,2 2 1,4
1, 8
2
O
n
+×−
==mol
=
23

0,085
CO CaCO
nn mol==
2

Áp dng đnh lut bo toàn khi lng, ta có:
22 2
42
CO H O O
am m m g=+−=

Ví d 2: Mt hn hp gm anđehit acrylic
và mt anđehit đn chc X. t cháy hoàn
toàn 1,72 gam hn hp trên cn va ht 2,296
lít khí oxi (đktc). Cho toàn b sn phm cháy
hp th ht vào dung dch Ca(OH) d, thu
đc 8,5 gam kt ta. Công thc cu to ca X
là:
2
A.
HCHO C. C H CHO
2 5
B. CH CHO D. C H CHO
3 3 5

Hng dn gii:
2
0,1025
O
nmol

Áp dng đnh lut bo toàn khi lng, ta có:
22
A
ndehit O CO H O
mmmm
+
=+

22
1, 26 0, 07
HO HO
mgn→= →=mol
ol

Áp dng đnh lut bo toàn nguyên t O, ta có:
2 0,085 0,07 2 0,1025 0,035
Andehit
nm
=
×+−× =
Do đó, KLPT trung bình ca 2 anđêhit là:
1, 72
49,14
0,035
M ==
Anđêhit acrylic có anđêhit còn li
có
56M = →
49,14M

<
, tc là đáp án A hoc B.
Anđêhit acrylic (C
3
H
4
O) là anđêhit không no 1
ni đôi, anđêhit còn li là no đn chc nên:
34 2 2
0,015
CHO CO HO
nnn mol
=
−=

Và anđêhit còn li có s mol là 0,02 mol.
Gi M là KLPT ca Anđêhit còn li thì:
56 0,015 0,02 1,72
Andehit
mMg
=
×+×=

44M→=
, ng vi đáp án B.
Dng bài này có th áp dng m rng cho
các bài tp đt cháy các hp cht hu c khác,
k c hp cht hu c có cha Nit.
5. Tng kt v phng pháp
Các phng pháp gii toán trong Hóa hc

đu có mt đc đim chung là không h cng
nhc  nhng dng bài c đnh mà ch có
nhng nguyên tc t duy là không đi, còn vic
vn dng phng pháp là ht sc linh hot.
Phng pháp phân tích h s đã nêu trong
bài vit này cng vy. Ngoài mt s dng bài
tp ph bin đã nêu  trên, ta hoàn toàn có th
phát trin phng pháp này cho nhiu bài tp
khác, thm chí theo hng
“phân tích h s
nguyên t trong công thc phân t”

Ví d 1: Nhit phân hoàn toàn 20 gam hn
hp gm NaNO
3
và Cu(NO
3
)
2
, sn phm khí
sinh ra đc hp th vào trong H
2
O d thì thy
Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510


có 2,24 lít khí thoát ra sau cùng. Xác đnh
thành phn phn trm v khi lng ca hn
hp đu.
Hng dn gii:

Các phn ng xy ra:
322
32 2 2
222 3
1

2
1
() 2
2
1
2 2
2
NaNO NaNO O
Cu NO CuO NO O
NO O H O HNO
→+
→+ +
++→




5
Cn c vào h s phn ng có th thy
lng NO
2
và O
2
sinh ra t phn ng nhit

phân Cu(NO
3
)
2
đc hp th va đ trong
H
2
O.
Do đó, lng khí thoát ra đúng bng O
2

sinh ra t phn ng nhit phân NaNO
3
.
3
2,24
85 2
22,4
% 100% 85%
20
NaNO
m
××
→= ×=

()
2
3
%1
Cu NO

m→=5%

Ví d 2:  xác đnh thành phn qung st
gm Fe
3
O
4
và Fe
2
O
3
, ngi ta hòa tan hoàn
toàn qung trong dung dch HCl d, kt thúc
phn ng thu đc dung dch A. Dung dch A
tác dng vi 200ml dung dch KI 0,3M va đ
thì thu đc dung dch B và mt cht rn
không tan. Lc b cht rn, cho dung dch B
tác dng vi khí Cl
2
d thì thu đc dung C.
Li cho dung dch C tác dng vi dung dch
NaOH d, ly kt ta thu đc nung đn khi
lng không đi thì thy cht rn cui cùng có
khi lng thay đi so vi qung ban đu là
0,16 gam. Xác đnh thành phn phn trm theo
khi lng ca qung st.
Hng dn gii:
Cách 1: t n và gii h phng trình
Cách 2: Phân tích h s nguyên t trong CTPT
S đ chuyn hóa qung thành cht rn:

34 23 23
,
F
eO FeO FeO→

Phân tích h s nguyên t trong CTPT, ta thy:
34 23
23Fe O Fe O→ tng thêm 1 nguyên t O nên
khi lng cht rn tng 16g.
Mà theo đ bài, khi lng cht rn tng là
0,16g
→
qung ban đu cha 0,02 mol Fe
3
O
4
(sau đó
chuyn thành 0,03 mol Fe
2
O
3
trong cht rn)
23
34 2
8 2 4
F
eO H Fe Fe HO
+++
+→+ +

32
2
2 2 2
F
eI Fe
+− +
I
+
→+

S mol Fe
2
O
3
trong hn hp đu là:
34
23
2
0,01
2
Fe O
I
Fe O
nn
nm
−
ol
−
==

T đó, d dàng có: và
34
%74,3
Fe O
m = 6%
4%
23
%25,6
Fe O
m =

Dng bài tp này thng áp dng cho các
bài toán vi oxit ca Fe, trong đó h s ca
các oxit thng đc quy đi cho nhau. Tuy
nhiên, cng có th m rng bài toán cho hp
cht ca nhiu nguyên t khác.
6. Mt s bài tp áp dng:
BT 1. Hn hp X gm Fe, Mg và Zn. Bit
X tác dng vi HCl thì thu đc 12,32 lít khí,
còn khi cho X tác dng vi dung dch HNO
đc, nóng thì thu đc 29,12 lít khí NO . Bit
các th tích khí đu đo  đktc. Xác đnh khi
lng ca Fe trong hn hp.
3
2
A. 11,2 gam C. 5,6 gam
B. 8,4 gam D. 14 gam
BT 2. Hn hp X gm 0,6 mol kim loi
cha Fe, Mg và Al. Bit X tác dng vi HCl
thu đc 17,92 lít khí. Hi nu cho X tác dng

vi dung dch NaOH thì th tích khí thu đc
là bao nhiêu. Bit các th tích khí đu đo 
đktc.

A.
13,44 lít C. 4,48 lít
B. 6,72 lít D.
17,92 lít
BT 3. Cracking mt ankan thu đc hn
hp khí có t khi hi so vi H
2
bng 19,565.
Bit hiu sut ca phn ng Cracking là 84%.
Xác đnh ankan đã cho.
A. Butan
C.
Pentan
Sao bng lnh giá – V Khc Ngc 0985052510





6
B. Isobutan D. A và B
BT 4. Sau khi ozon hóa, th tích ca O
2

gim đi 5ml. Hi có bao nhiêu ml O
3

đc to
thành.
A. 7,5 ml C. 5ml
B.
10 ml D. 15ml
BT 5. Mt hn hp X gm H và N . Tin
hành phn ng tng hp NH t hn hp X thì
thu đc hn hp Y. Bit khi lng trung
bình ca X và Y ln lt là 7,2 và 7,826. Tính
hiu sut tng hp NH .
2 2
3
3
A. 60,6% C. 8,69 %
B. 17,39% D.
20%
BT 6. Trn 400ml hi ca mt hp cht
hu c A (cha C, H, O) vi 2 lít O
2
ri đt
cháy. Hn hp khí sinh ra nu dn qua CaCl
2

khan thì th tích gim 1,6 lít. Nu dn tip qua
KOH d thì th tích gim thêm 1,2 lít na và
thoát ra sau cùng là 400ml O
2
còn d. Xác đnh
công thc phân t ca A (các th tích khí đo 
cùng điu kin).

A.
C
3
H
8
O
2
C. C
3
H
8
O
3
B. C
3
H
8
O D. C
4
H
6
O
2

BT 7. Hn hp X gm 2 cht hu c k
tip nhau trong cùng dãy đng đng, phân t
ca chúng ch có mt nhóm chc.
Chia X làm 2 phn bng nhau:
- Phn 1: đem đt cháy hoàn toàn ri cho

toàn b sn phm cháy (ch có CO
2
và H
2
O)
ln lt qua bình (1) đng dung dch H
2
SO
4

đc, bình (2) đng dung dch Ca(OH)
2
d, thy
khi lng bình (1) tng 2,16 gam và bình (2)
có 7 gam kt ta.
- Phn 2: cho tác dng ht vi Na d thì th
tích khí H
2
(đktc) thu đc là bao nhiêu.
A. 0,224 lít C. 2,24 lít
B.
0,56 lít D. 1,12 lít




Các bài ging ca Sao bng lnh giá – V Khc Ngc có th đc s dng, sao chép, in n,
phc v cho mc đích hc tp và ging dy, nhng cn phi đc chú thích rõ ràng v tác gi.
Tôn trng s sáng to ca ngi khác cng là mt cách đ phát trin, nâng cao kh nng
sáng to ca bn thân mình ^^

Liên h tác gi:

V Khc Ngc – Phòng Hóa sinh Protein – Vin Công ngh Sinh hc
Vin Khoa hc và Công ngh Vit Nam
in thoi: 098.50.52.510
a ch lp hc: p107, K4, Tp th Bách Khoa, Hà Ni
(ph trách lp hc: 0942.792.710 – ch Hnh)