Phương pháp giải các bài toán xác định công thức hợp chất hữu cơ chương trình hóa học trung học phổ thông

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

NGUYỄN THỊ BÍCH PHƢƠNG

PHƢƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TỐN XÁC ĐỊNH
CƠNG THỨC HỢP CHẤT HỮU CƠ CHƢƠNG
TRÌNH HĨA HỌC TRUNG HỌC PHỔ THƠNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM HĨA HỌC
CHUN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC
(BỘ MƠN HĨA HỌC)
Mã số: 60 14 10

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. Vũ Ngọc Ban

HÀ NỘI – 2011


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

THPT

Trung học phổ thông

CTCT

Công thức cấu tạo

CTPT

Công thức phân tử

SGK

Sách giáo khoa

PTHH

Phương trình hóa học

PTPƯ

Phương trình phản ứng

TNKQ

Trắc nghiệm khách quan

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

ĐC

Đối chứng

TN

Thực nghiệm

TNSP

Thực nghiệm sư phạm


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng

Nội dung

Bảng 3.1 Kết quả các bài kiểm tra
Bảng 3.2

Tổng hợp kết quả bài kiểm tra đầu vào tại các lớp thực
nghiệm và đối chứng

Trang
128
130

Bảng 3.3 Tổng hợp kết quả thực nghiệm sư phạm

131

Bảng 3.4 Tỉ lệ % số học sinh đạt điểm Xi trở xuống

131

Bảng 3.5 Tổng hợp phân loại kết quả học tập

131

Bảng 3.6 Giá trị của các tham số đặc trưng

133

Bảng 3.7

Bảng thống kê các tham số đặc trưng của hai đối tượng
thực nghiệm và đối chứng

134


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình

Nội dung

Trang

Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn đường luỹ tích bài kiểm tra số 2

132

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn đường luỹ tích bài kiểm tra số 3

132

Hình 3.3

Hình 3.4

Đồ thị phân loại kết quả học tập học sinh qua bài kiểm
tra số 2
Đồ thị phân loại kết quả học tập học sinh qua bài kiểm
tra số 3

132

133


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài ............................................................................................ 1
2. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................... 2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................... 2
4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu .............................................................. 2
5. Phạm vi nghiên cứu ....................................................................................... 2
6. Giả thuyết khoa học ....................................................................................... 3

7. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 3
8. Đóng góp của đề tài ........................................................................................ 4
9. Cấu trúc luận văn .......................................................................................... 4
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA PHƢƠNG PHÁP GIẢI
CÁC BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH CƠNG THỨC HỢP CHẤT HỮU CƠ........... 5
1.1. Bài tập hóa học và bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ ............. 5
1.1.1. Tầm quan trọng của bài tập hoá học ....................................................... 5
1.1.2. Xu hướng phát triển của bài tập hoá học trong giai đoạn hiện nay ........ 6
1.1.3. Tình hình chung của việc giải bài tốn hố học hiện nay ....................... 7
1.2. Phương pháp chung giải các bài tốn hóa học .......................................... 8
1.2.1. Những cơng thức cần thiết khi giải bài toán hoá học ............................. 8
1.2.2. Quan hệ giữa số mol các chất phản ứng ............................................... 10
1.2.3. Phương pháp chung giải các bài toán hoá học ...................................... 12
1.3. Áp dụng phương pháp chung giải các bài tốn hóa học để giải bài tốn
xác định cơng thức hợp chất hữu cơ. .............................................................. 20
1.3.1. Phương pháp chung giải bài toán xác định công thức hợp chất hữu cơ ...... 20
1.3.2. Các chú ý khi giải bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ ......... 23
Chƣơng 2 : PHƢƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TỐN ĐIỂN HÌNH XÁC
ĐỊNH CƠNG THỨC HỢP CHẤT HỮU CƠ ............................................. 33
2.1. Các bài toán xác định công thức hiđrocacbon ......................................... 33


2.1.1. Các bài toán liên quan đến phản ứng cháy của hiđrocacbon ............... 33
2.1.2 .Các bài toán liên quan đến phản ứng đặc trưng của hiđrocacbon ........ 41
2.2. Các bài tốn xác định cơng thức dẫn xuất của hiđrocacbon .................... 58
2.2.1. Dẫn xuất chứa oxi ................................................................................. 58
2.2.2. Dẫn xuất chứa nitơ .............................................................................. 103
2.3. Lựa chọn và sử dụng bài toán hóa học trong dạy học hóa học .............. 121
2.3.1. Sử dụng bài tốn hóa học trong việc hình thành kiến thức mới ......... 121
2.3.2. Sử dụng bài tốn hóa học để vận dụng, củng cố kiến thức, kĩ năng ... 122

2.3.3. Sử dụng bài tốn hóa học nhằm kiểm tra, đánh giá mức độ vận dụng
kiến thức, kĩ năng của học sinh ..................................................................... 123
Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM .................................................. 126
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ................................. 126
3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm .................................................. 126
3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ................................................. 126
3.2. Quá trình tiến hành thực nghiệm sư phạm ............................................. 126
3.2.1. Chuẩn bị cho quá trình thực nghiệm ................................................... 126
3.2.2. Tiến hành thực nghiệm........................................................................ 127
3.2.3. Kết quả các bài kiểm tra ..................................................................... 128
3.2.4. Xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm .................................................. 129
3.2.5. Tính các tham số đặc trưng thống kê .................................................. 133
3.2.6. Phân tích kết quả thực nghiệm ............................................................ 134
KẾT LUẬN .................................................................................................. 138
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 139


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Bài tốn hố học có một vị trí rất quan trọng trong q trình giảng dạy
và học tập mơn hố học. Đó vừa là mục tiêu, vừa là nội dung, vừa là phương
pháp giảng dạy hữu hiệu … Nó khơng những cung cấp cho học sinh kiến
thức, niềm say mê mơn học mà cịn giúp cho học sinh phát triển trí tuệ một
cách sáng tạo.
Bài tốn hố học minh hoạ và làm chính xác kiến thức đã học; là con
đường nối liền giữa kiến thức thực tế và lý thuyết; là phương tiện để củng cố,
đào sâu, ôn luyện, kiểm tra, đánh giá việc nắm bắt kiến thức giúp cho học
sinh năng động, sáng tạo trong học tập, phát huy khả năng suy luận tích cực
của học sinh.
Trong hố học hữu cơ, bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ là

bài tốn chủ đạo, xun suốt chương trình. Hiện nay, có nhiều sách tham khảo
về lý thuyết và bài tập dành cho học sinh phổ thông và luyện thi đại học, cao
đẳng … các tác giả đã đưa ra nhiều phương pháp giải như dựa vào thành phần
phần trăm các nguyên tố, tính trực tiếp từ khối lượng sản phẩm đốt cháy,
phương pháp xác định tỉ lệ nguyên tố, tính khối lượng mol trung bình, xác
định cơng thức dựa vào phản ứng đặc trưng … làm cho học sinh cảm thấy
lúng túng, khó tiếp thu và sử dụng trước một số lượng bài toán hoá học lớn,
với nhiều thể loại khác nhau mà thời gian học tập của học sinh lại không
nhiều.
Gần đây trong cuốn sách “Phương pháp chung giải các bài tốn hố học
trung học phổ thơng” [4] tác giả đã tổng kết và đưa ra phương pháp chung
giải các bài tốn hố học. Đó là phương pháp dựa vào quan hệ giữa số mol
các chất phản ứng và dựa vào các công thức biểu thị quan hệ giữa số mol chất
với các đại lượng thường gặp như khối lượng, thể tích, nồng độ … của chất.
Quan hệ giữa số mol của các chất phản ứng dễ dàng thiết lập khi đã viết được

-1-


phương trình hố học, cịn số cơng thức cần thiết phải nhớ khi giải các bài
tốn hố học khơng nhiều (khoảng 4-5 cơng thức chính) do đó việc giải bài
tốn hoá học theo phương pháp trên là đơn giản và dễ dàng đối với học sinh.
Vì vậy, chúng tơi đã chọn đề tài “Phƣơng pháp giải các bài toán xác định
cơng thức hợp chất hữu cơ chƣơng trình hố học trung học phổ thơng ”,
với mục đích áp dụng phương pháp giải bài toán hoá học nêu trên vào việc
giải các bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ.
2. Mục đích nghiên cứu
Đưa ra cho học sinh một phương pháp chung, đơn giản và thuận tiện để
giải các bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ trong chương trình hố
học THPT.

3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cách giải các bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ
trong sách giáo khoa, sách tham khảo và các tài liệu ôn luyện khác.
- Nghiên cứu thực tiễn của việc giải các bài tốn xác định cơng thức
hợp chất hữu cơ của học sinh Trung học Phổ thông (THPT) hiện nay.
- Đưa ra phương pháp chung giải các bài tốn xác định cơng thức hợp
chất hữu cơ.
- Tiến hành điều tra thực trạng học tập phần hoá học hữu cơ nói chung
và việc giải quyết các bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ nói riêng
của học sinh ở trường THPT trong thực nghiệm sư phạm.
4. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu
- Khách thể nghiên cứu: Chương trình hố học THPT
- Đối tượng nghiên cứu: Các bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu
cơ trong chương trình hố học THPT.
5. Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi nội dung: Các bài toán xác định cơng thức hợp chất hữu cơ
thuộc chương trình THPT

-2-


- Phạm vi về đối tượng: Học sinh lớp 11 - ban nâng cao của hai trường:
trường THPT Chuyên Hùng Vương, trường THPT Cơng Nghiệp Việt Trì
- Phạm vi về thời gian:
+ Thời gian tiến hành nghiên cứu bắt đầu từ tháng 1/2011
+ Thời gian thực nghiệm sư phạm từ tháng 01 /2011 đến tháng 11 /2011
6. Giả thuyết khoa học
Kết quả thu được của đề tài sẽ cung cấp những thông tin hữu hiệu đến
các giáo viên dạy môn hố học phổ thơng và các em học sinh để có những
điều chỉnh phù hợp trong việc dạy và học mơn hố học.

Với đề tài này, chúng tơi hi vọng sẽ được đưa vào giảng dạy trong một
số tiết học mới, một số giờ luyện tập để xây dựng cho các em phương pháp tư
duy giải toán hoá học thống nhất, dễ hiểu và dễ vận dụng, giúp các em giải
tốn hố học được tốt hơn, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học mơn hố
học ở trường phổ thơng. Khi có điều kiện thuận lợi chúng tơi sẽ áp dụng nhiều
hơn và hiệu quả hơn phương pháp chung giải bài tốn hố học xác định cơng
thức hợp chất hữu cơ với học sinh ở trường THPT.
7. Phƣơng pháp nghiên cứu
Sử dụng phối hợp các phương pháp nghiên cứu sau:
* Nhóm các phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Phân tích, tổng hợp các
tài liệu
* Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
- Quan sát, điều tra thực trạng việc giải bài tốn hóa học nói chung và
hóa học hữu cơ nói riêng.
- Quan sát khách quan: Hứng thú học tập của học sinh khi được hướng
dẫn về phương pháp giải các bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ.
- Tham khảo ý kiến của các chuyên gia, giáo viên giàu kinh nghiệm để
hoàn thiện phương pháp giải các bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ
trong q trình dạy học hóa học ở trường THPT.

-3-


- Thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của đề tài trong dạy học
hóa học ở trường THPT.
* Phương pháp thống kê toán học
Áp dụng toán thống kê để xử lý số liệu thu thập được trong thực
nghiệm sư phạm, trên cơ sở đó rút ra kết luận về tính hiệu quả của đề tài
nghiên cứu.
8. Đóng góp của đề tài

- Về mặt lí luận: Đưa ra phương pháp chung để giải các bài tốn hóa
học ở trường THPT
- Về mặt thực tiễn: Xây dựng được một hệ thống bài tập xác định công
thức hợp chất hữu cơ làm tư liệu cho giáo viên, học sinh có thể tham khảo, sử
dụng trong q trình dạy và học hóa học ở trường THPT.
9. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, phần phụ lục, và tài liệu tham khảo, luận văn
gồm 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của phương pháp giải các bài toán xác
định công thức hợp chất hữu cơ.
Chương 2: Phương pháp giải các bài tốn điển hình xác định cơng thức hợp
chất hữu cơ .
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

-4-


Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA PHƢƠNG PHÁP
GIẢI CÁC BÀI TỐN XÁC ĐỊNH CƠNG THỨC HỢP CHẤT HỮU CƠ
1.1. Bài tập hóa học và bài tốn xác định công thức hợp chất hữu cơ
1.1.1. Tầm quan trọng của bài tập hố học
Bài tập hố học nói chung và bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu
cơ nói riêng có một vai trị hết sức quan trọng đối với học sinh THPT trong
việc rèn luyện, phát triển các kiến thức, kĩ năng học tập mơn hố học ở trường
phổ thơng.
 Bài tập hố học giúp học sinh hiểu được một cách chính xác các khái
niệm hố học, nắm được bản chất của từng khái niệm đã học.
 Tạo cơ hội cho học sinh có điều kiện để rèn luyện, củng cố và khắc sâu
các kiến thức hoá học cơ bản, hiểu được mối quan hệ giữa các nội dung kiến
thức cơ bản.

 Bài tập hoá học cũng góp phần hình thành được những kĩ năng, kĩ xảo
cần thiết ở học sinh, giúp các em sử dụng ngơn ngữ hố học đúng, chuẩn xác.
Từ đó các em có được khả năng gắn kết các nội dung học tập ở trường với
thực tiễn đa dạng, phong phú của đời sống xã hội hoặc trong sản xuất.
 Phát triển năng lực nhận thức, rèn luyện trí thơng minh cho học sinh
thông qua việc học sinh tự chọn một cách giải độc đáo, hiệu quả với những
bài tập có nhiều cách giải.
 Bài tập hố học cịn giúp học sinh năng động, sáng tạo trong học tập,
phát huy khả năng suy luận tích cực của học sinh và hình thành phương pháp
tự học hợp lí.
 Bài tập hố học cũng là phương tiện kiểm tra, đánh giá kiến thức, kĩ
năng của học sinh một cách chính xác.
 Bài tập hố học giúp giáo dục đạo đức cho học sinh như rèn luyện tính
kiên nhẫn, tác phong cách làm việc khoa học, giáo dục lịng u thích bộ mơn
hố học. [12]

-5-


1.1.2. Xu hướng phát triển của bài tập hoá học trong giai đoạn hiện nay
Thực tế cho thấy có nhiều bài tập hố học cịn q nặng nề về thuật
tốn, nghèo nàn về kiến thức hố học và khơng có liên hệ với thực tế hoặc mô
tả không đúng với các quy trình hố học. Khi giải các bài tập này thường mất
thời gian tính tốn tốn học, kiến thức hố học lĩnh hội được khơng nhiều và
hạn chế khả năng sáng tạo, nghiên cứu khoa học hoá học của học sinh. Các
dạng bài tập này dễ tạo lối mòn trong suy nghĩ hoặc nhiều khi lại quá phức
tạp, rối rắm với học sinh làm cho các em thiếu tự tin vào khả năng của bản
thân dẫn đến chán học, học kém.
Định hướng xây dựng chương trình sách giáo khoa (SGK) THPT của
Bộ Giáo dục và Đào tạo (2002) có chú trọng đến tính thực tiễn và đặc thù của

mơn học trong lựa chọn kiến thức nội dung SGK. Quan điểm thực tiễn và đặc
thù của hoá học cần được hiểu ở các góc độ sau đây:
 Nội dung kiến thức hoá học phải gắn liền với thực tiễn đời sống, xã hội,
cộng đồng.
 Nội dung kiến thức phải gắn với thực hành, thí nghiệm hố học và tăng
cường thí nghiệm hoá học trong nội dung học tập.
 Xu hướng phát triển chung của bài tập hoá học trong giai đoạn hiện nay
cần đảm bảo các yêu cầu:
+ Nội dung bài tập phải ngắn gọn, xúc tích, khơng q nặng về tính
tốn mà chú ý tập trung vào rèn luyện và phát triển các năng lực nhận thức, tư
duy hoá học và hành động cho học sinh.
+ Bài tập hoá học cần chú ý đến việc mở rộng kiến thức hoá học và
các ứng dụng của hoá học trong thực tiễn. Thông qua các dạng bài tập này
làm cho học sinh thấy được việc học hố học thực sự có ý nghĩa, những kiến
thức hoá học rất gần gũi, thiết thực với cuộc sống. Cần khai thác các nội dung
về vai trị của hố học với các vần đề về kinh tế, xã hội, môi trường và các

-6-


hiện tượng tự nhiên, để xây dựng các bài tập hoá học làm cho bài tập hoá học
thêm đa dạng, kích thích được sự đam mê, hứng thú học tập bộ mơn.
+ Bài tập hố học định lượng được xây dựng trên quan điểm khơng
phức tạp hố bởi các thuật toán mà chú trọng đến nội dung hoá học và các
phép tính được sử dụng nhiều trong tính tốn hố học.
Như vậy xu hướng phát triển của bài tập hoá học hiện nay hướng đến
rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức, phát triển khả năng tư duy hoá học
cho học sinh ở các mặt: lí thuyết, thực hành và ứng dụng. Những bài tập có
tính chất học thuộc trong các câu hỏi lí thuyết sẽ giảm dần mà được thay bằng
các câu hỏi địi hỏi sự tư duy, tìm tịi, sáng tạo.[10]

1.1.3. Tình hình chung của việc giải bài tốn hố học hiện nay
Hiện nay bên cạnh SGK cịn có khá nhiều các sách tham khảo về lí
thuyết và bài tập hoá học dành cho học sinh THPT. Các tài liệu này góp phần
làm phong phú, đa dạng thêm nhiều kiến thức lí thuyết cũng như các thể loại
bài tập và các phương pháp giải bài tập khác nhau cho học sinh.
Tuy nhiên, việc đưa ra quá nhiều câu hỏi lí thuyết và bài tập, đưa ra
nhiều cách cách phân loại và phương pháp giải bài tốn hóa học làm cho học
sinh hết sức lúng túng. Trước hết học sinh gặp khó khăn khi phải hiểu được
nội dung của từng phương pháp, như phương pháp đại số, phương pháp biện
luận, phương pháp trung bình, phương pháp ghép ẩn số, phương pháp tăng
giảm khối lượng, phương pháp đường chéo, phương pháp bảo tồn … , học
sinh khơng hiểu được vì sao phải đưa ra nhiều phương pháp như vậy và gặp
nhiều khó khăn khi vận dụng các phương pháp đó vào giải một bài toán hoá
học cụ thể. Với bài tốn xác định cơng thức hợp chất hữu cơ nói riêng, học
sinh cũng gặp lúng túng như vậy. Bên cạnh đó các em cịn gặp những khó
khăn riêng, đó là việc phải lựa chọn công thức hợp chất hữu cơ như thế nào
là đúng và hợp lí để viết các phương trình phản ứng, phải chọn cách giải các
phương trình thiết lập được như thế nào là thích hợp với các bài toán hữu cơ

-7-


có số phương trình lập được ít hơn ẩn số … Hiện nay, với các bài tốn trắc
nghiệm địi hỏi học sinh phải giải nhanh trong vòng từ 2 đến 3 phút thì có
phương pháp nào là hữu hiệu?. Những khó khăn trên cũng đã được đề cập và
giải quyết trong một số sách tham khảo nhưng hiện tại chưa có sách nào hệ
thống hố một cách đầy đủ các vấn đề nêu trên và đưa ra được một phương
pháp chung để giải các bài tốn hóa học nói chung và các bài tốn xác định
cơng thức hợp chất hữu cơ nói riêng. Trong bản luận văn này chúng tơi sẽ cố
gắng đóng góp một phần vào việc giải quyết các khó khăn đó.

1.2. Phƣơng pháp chung giải các bài tốn hóa học
Để giải bài tốn hố học trước hết cần phân tích nội dung bài tốn và
biểu thị nội dung đó bằng các phương trình phản ứng. Khi đã viết và cân bằng
được các phương trình hố học, dễ dàng thiết lập được quan hệ giữa số mol
của các chất tham gia hay hình thành sau phản ứng, nhờ đó tính được số mol
của “các chất cần tính tốn” khi biết số mol của “các chất có số liệu cho
trước”. Tuy nhiên, trong bài toán hoá học các số liệu cho trước không phải là
số mol của chất mà là khối lượng, thể tích, nồng độ của chất … và mục đích
bài tốn hố học cũng khơng phải là xác định số mol “các chất cần tính tốn”
mà là xác định khối lượng, thể tích, nồng độ … của các chất đó. Như vậy, để
giải các bài tốn hố học, ngoài quan hệ giữa số mol của các chất phản ứng,
cịn cần phải dựa vào một số cơng thức chuyển đổi khối lượng, thể tích, nồng
độ … của chất ra số mol chất và ngược lại .
1.2.1. Những công thức cần thiết khi giải bài toán hoá học
Muốn chuyển đổi các đại lượng như nồng độ, thể tích, khối lượng
của chất ra số mol chất ta sử dụng 4 cơng thức chính:
1. Quan hệ giữa khối lượng (m), khối lượng mol phân tử hay nguyên
tử (M), số mol (n) của chất.

-8-


2. Quan hệ giữa thể tích khí ở điều kiện tiêu chuẩn (V0) với số mol
khí.
3. Quan hệ giữa nồng độ mol (CM), số mol chất tan (nct) và thể tích
dung dịch (V).
4. Quan hệ giữa nồng độ phần trăm (C%), khối lượng chất tan (mct) và
khối lượng hay thể tích dung dịch (mdd, V).
STT

Cơng thức

1

m = M.n

2

V0 = n.22,4

3

CM 

4

C% 

Số mol chất

n
n

nct
V (l )

m
M

V0

22, 4

nct = V.CM

mct
mct
.100% 
.100% n  C %.mdd  C %.V .d
mdd
V .d
100%.M 100%.M

Chú ý: Trong cơng thức 4 đơn vị của thể tích là ml, khối lượng riêng
là g/ml
Áp dụng các công thức trên với một hỗn hợp chất
Ví dụ: hỗn hợp gồm 2 chất khối lượng là m1, m2 có khối lượng mol là M1,
M2 và số mol là n1, n2 ta có:

mhh  n1.M 1  n 2.M 2
nhh  n1  n 2
Mhh 

mhh n1.M 1  n 2.M 2

nhh
n1  n 2

-9-

1.2.2. Quan hệ giữa số mol các chất phản ứng
Ví dụ 1
Xét phản ứng:

aA + bB → cC + d D

Số mol của các chất tham gia hay hình thành sau phản ứng kí hiệu lần
lượt là nA, nB , nC , nD . Các giá trị này phải tỉ lệ với các số a, b, c, d tương ứng.
nA nB nC nD



a
b
c
d

Nghĩa là

Dựa vào hệ thức này có thể xác định được số mol của một chất bất kì
khi biết số mol của các chất khác tham gia hay hình thành sau phản ứng :

nA 

a
a
a
b
b
b

n B = n C  n D ; nB = n A  n C  n D ; v.v…
b
c
d
a
c
d

Nghĩa là, với phản ứng: x X + ….. = y Y + …..
Ta có:

nX =

x
.nY
y

hoặc

nY =

y
.nX
x

Ví dụ 2
Xét dãy biến hố sau:
2A + 5B → C + 3D

(1)

3C + E → 2G + 4H

(2)

2H + 3I → 5K + 3M

(3)

Giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Hãy thiết lập quan hệ giữa số
mol của các chất bất kì đã tham gia phản ứng thí dụ giữa n K và nA, giữa nB và
nM?
Lời giải
Để thiết lập mối quan hệ giữa nK và nA ta xuất phát từ chất K và xét
quan hệ giữa K và A bắc cầu qua các chất trung gian H, C. Cụ thể theo các
phản ứng (3), (2), (1) ta có:
nK 

5
4
1
nH ; nH  nC ; nC  n A
2
3
2

- 10 -


Suy ra: nK 

5 4 1
5
. . nA  nA
2 3 2
3

Tương tự, để thiết lập quan hệ giữa nB và nM ta xuất phát từ chất B và
cũng xét quan hệ giữa B và M bắc cầu qua các chất trung gian C và H ta có:
nB  5.nC ; nC 

3
2
nH ; nH  nM
4
3

3 2
4 3

Suy ra: nB  5. . nM 

5
nM
2

Ví dụ 3
Cho m(g) hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 vào dung dịch HCl thu được khí
H2 và dung dịch A. Cho dung dịch A tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH
thu được chất rắn B. Nung chất rắn B trong khơng khí đến khối lượng không

đổi thu được chất rắn C. Hãy thiết lập mối quan hệ giữa số mol khí H2, số mol
chất rắn B và số mol chất rắn C với số mol các chất trong hỗn hợp ban đầu.
Lời giải
Gọi số mol của Fe và Fe2O3 trong hỗn hợp lần lượt là x mol và y mol
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

(1)

Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O

(2)

FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl

(3)

FeCl3 + 2NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl

(4)

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3

(5)

2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O

(6)

Gọi số mol của Fe và Fe2O3 lần lượt là x và y (mol)
Theo ptpư (1) ta có nH 2 = nFe = x

(a)

Theo ptpư (1), (3), nFe(OH ) = nFe = x
2

Theo ptpư (2), (4): nFe (OH )3 (4) =2 nFe2O3  2 y
Vậy nB= x+2y

(b)

- 11 -


nFe(OH )3 (6) nFe(OH )3 (4) nFe(OH )3 (5)  x  2 y
Theo ptpư số (6) ta có nFe2O3 =
Vậy nC = nFe2O3 =

1
x  2y
nFe (OH )3 =
(mol)
2
2

x  2y
.
2

(c)

Qua các ví dụ trên, nhận thấy khi đã viết và cân bằng được các phương
trình hố học thì dễ dàng thiết lập được quan hệ giữa số mol của các chất
phản ứng. Dựa vào các quan hệ này và các cơng thức đã nêu ở phần trên có
thể giải quyết được các bài toán hoá học.
1.2.3. Phương pháp chung giải các bài toán hoá học
Theo trên, các bài tốn hố học có thể chia làm hai loại:
 Các bài toán liên quan đến phản ứng của một chất qua một giai đoạn hay
một dãy biến hố (như ví dụ 1, 2 ở trên).
 Các bài toán liên quan đến phản ứng của một hỗn hợp chất. (như ví dụ 3
ở trên ). Các bài toán này được gọi là các bài tốn “hỗn hợp”, cịn các bài tốn
liên quan đến phản ứng của một chất được gọi là các bài tốn “khơng hỗn
hợp”.
1.2.3.1. Đối với loại bài tốn “ khơng hỗn hợp”
Phương pháp giải các bài tốn loại này là lập biểu thức tính đại
lượng mà bài tốn đòi hỏi rồi dựa vào quan hệ giữa số mol của “chất
cần tính tốn” và số mol của “chất có số liệu cho trước” và dựa vào
các công thức để giải.
Ví dụ 1
Hồ tan 2,7 gam Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl 20%
(d=1,1g/ml). Hãy tính:
1. Thể tích H2 sinh ra ở đktc và ở 300C, 2atm.
2. Thể tích dung dịch HCl cần phản ứng.
3. Nồng độ phần trăm, nồng độ mol của dung dịch muối thu được sau phản
ứng.

- 12 -


Lời giải

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
Dựa vào

2,7
= 0,1 (mol) tính được số mol của các chất tham gia và
27

n Al =

hình thành sau phản ứng: n HCl = 0,3 ; n AlCl3 = 0,1 ; n H 2 = 0,15
1. Ta có:

V0, H 2 = 22,4.0,15 = 3,36 (lít).
VH 2 =

P0V0, H 2

2. VddHCl 

T0

.

T
1.3,36 30  273
=
.
= 1,86 (lít).
P
273

2

m HCl .100%
20%.1,1

với: m HCl = 36,5.0,3 = 10,95 (g) → VddHCl = 50 (ml)
3.

C % AlCl3 

mAlCl3
mdd

.100%

với: m AlCl3 = 133,5.0,1 = 13,35 (g)

mdd = m Al + mddHCl - m H 2 = 2,7 + 50.1,1 – 2.0,15 = 57,4 (g).
Suy ra: C % AlCl = 23,26%
3

CM ( AlCl3 ) 

nAlCl3
V



0,1
 2M

50
100

Ví dụ 2
Đốt cháy hồn tồn 11,6 gam este tạo nên từ 1 axit no đơn chức và 1
rượu no đơn chức thu được 13,44 lít CO2 (đktc). Cũng 11,6 gam este trên tác
dụng với dung dịch NaOH dư thu được 9,6 gam muối. Xác định công thức
phân tử và tên gọi của este.

- 13 -


Lời giải
Gọi công thức của este là CnH2n+1COOCmH2m+1 ; số mol là a:
CnH2n+1COOCmH2m+1 +

3n  3m  1
O2 → (n + m + 1)CO2 + (n + m + 1)H2O
2

CnH2n+1COOCmH2m+1 + NaOH → CnH2n+1COONa + CmH2m+1OH

Ta có:

meste

nCO2



= (14n + 14m +46)a = 11,6
13,44
= 0,6 = (n + m + 1)a
22,4

mmuối = (14n + 68)a = 9,6

(1)
(2)

(a)
(b)
(c)

Giải 3 phương trình thu được: n = 2; m = 3.
Suy ra công thức phân tử của este là: C2H5COOC3H7.
1.2.3.2. Đối với loại bài toán “hỗn hợp”
Phương pháp giải là đặt ẩn số, lập phương trình và giải phương
trình để suy ra các địi hỏi của bài toán.


Ẩn số thường đặt là số mol của các chất trong hỗn hợp.



Các phương trình được thiết lập bằng cách biểu thị mối quan hệ

giữa các số liệu cho trong bài (sau khi đã đổi ra số mol, nếu có thể
được) với các ẩn số.


Giải các phương trình sẽ xác định được các ẩn số, rồi dựa vào

đó suy ra các địi hỏi khác nhau của bài tốn.
Ví dụ
Nhiệt phân hồn tồn 18,43 gam hỗn hợp gồm Na2CO3, K2CO3,
BaCO3, MgCO3 thu được 2,464 lít khí (đktc) và hỗn hợp rắn A. Hồ tan A
bằng một thể tích vừa đủ dung dịch H2SO4 0,1 M thu được 1,568 lít khí (đktc)
và 2,33 gam một chất kết tủa.
1. Tính khối lượng các chất trong hỗn hợp đầu.
2. Tính thể tích dung dịch H2SO4 0,1M cần để hồ tan hỗn hợp rắn A.

- 14 -