Trường THPT Tắc Vân GV Nguyễn Hồng Thu
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Tắc Vân, ngày 03 tháng 3 năm 2013
BÁO CÁO SÁNG KIẾN
Tên sáng kiến: Lập tỉ lệ số mol CO
2
với H
2
O để tìm công thức phân tử
hợp chất hữu cơ.
Tên cá nhân thực hiện: Nguyễn Hồng Thu
Thời gian đã được triển khai thực hiện: Từ năm học 2005 – 2006 đến
năm học 2011 – 2012.
1)- Sự cần thiết, mục đích của việc thực hiện sáng kiến:
* Về phía giáo viên: Hóa học là môn khoa học thực nghiệm, do đó
dạy không chỉ dừng lại ở việc truyền đạt mà còn phải nâng cao tính thực tiễn của
môn học: rèn luyện các kỹ năng, kỹ xảo thực hành, nâng cao khả năng vận dụng
kiến thức hóa học vào thực tiễn sản xuất. Trong dạy học hóa học, bài tập hóa
học là nguồn quan trọng để học sinh thu nhận kiến thức, củng cố khắc sâu những
lí thuyết đã học phát triển tư duy sáng tạo của học sinh, nâng cao năng lực nhận
thức.
Đối với hóa học hữu cơ, có nhiều dạng bài tập được đánh giá là
khó, nội dung tổng hợp nhiều kiến thức. Để giải được những bài tập này, không
chỉ đòi hỏi học sinh phải nắm vững kiến thức thuộc phần hóa học hữu cơ mà còn
đòi hỏi các em phải nhớ nhiều kiến thức thuộc phần hóa học vô cơ, điều này dễ
dàng nhận ra trong dạng bài “Tìm công thức phân tử hợp chất hữu cơ dựa vào
phản ứng cháy”.
Trong thực tế, việc bố trí thời lượng trong làm bài cho phần kiến
thức, bài tập hóa học dạng này rất ít, đặc biệt với các bài tập trắc nghiệm. Do
vậy, đa số học sinh THPT hiện nay gặp rất nhiều khó khăn trong việc phân loại
và tìm ra phương pháp giải phù hợp theo yêu cầu của ngành giáo dục về “Đổi
mới phương thức kiểm tra đánh giá chất lượng học sinh trong dạy học hóa học ở
trương THPT”, theo đó các bài tập được ra theo hướng tăng cường bản chất hóa
học hạn chế những tính toán quá phức tạp trong một bài tập. Vì vậy, giáo viên
cần có biện pháp truyền đạt ngắn gọn, xúc tích để giúp học sinh nắm được bản
chất hóa học của đề bài để từ đó đưa ra phương pháp giải tối ưu nhất.
Sáng kiến cải tiến kĩ thuật Trang 1
Trường THPT Tắc Vân GV Nguyễn Hồng Thu
* Về phía học sinh: Học sinh học hóa học không chỉ dừng lại ở
lĩnh hội kiến thức khoa học ở phương diện lý thuyết mà còn áp dụng lý thuyết
trong việc giải các bài tập liên quan một cách nhanh chóng, hiệu quả. Việc thực
hiện nhiều bài tập không chỉ giúp học sinh củng cố lý thuyêt mà còn hình thành
kĩ năng, kĩ xảo phân tích, tổng hợp và vận dụng vào công việc cụ thể. Tuy nhiên,
đa số học sinh còn gặp rất nhiều khó khăn trong việc tìm ra phương pháp để giải
quyết những bài tập hóa học hữu cơ, đặc biệt là dạng bài tập đã nêu ở trên. Với
sự trợ giúp của giáo viên, cùng sự nỗ lực của chính bản thân mình, học sinh sẽ
không ngừng được củng cố lý thuyết, luôn nhanh nhạy trong phân tích nội dung
đề bài và nhanh chóng có được kết quả chính xác.
2)- Phạm vi triển khai thực hiện:
Với đề tài “Lập tỉ lệ số mol CO
2
với H
2
O để tìm công thức phân tử
hợp chất hữu cơ”, người thực hiện đã áp dụng khi các em học sinh được tiếp cận
với chương trình hóa học hữu cơ ở cấp THPT (học kì II – chương trình 11, học
kì I – chương trình 12); Bồi dưỡng học sinh giỏi; Ôn luyện thi Đại học,…
3)- Mô tả sáng kiến:
3. 1- Cơ sở lý thuyết:
3.1.1- Khái niệm hóa học hữu cơ: Hóa học hữu cơ là ngành Hóa học
chuyên nghiên cứu các hợp chất hữu cơ.
3.1.2- Khái niệm hợp chất hữu cơ: Hợp chất hữu cơ là hợp chất của
cacbon (trừ CO, CO
2
, muối cacbonat, xianua, cacbua,…).
3.1.3- Phân tích định lượng
Phân tích định lượng nhằm xác định tỉ lệ khối lượng (hàm lượng)
các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ. Người ta phân hủy hợp chất hữu cơ thành
các chất vô cơ đơn giản rồi định lượng chúng bằng phương pháp khối lượng,
phương pháp thể tích hoặc phương pháp khác. Kết quả được biểu diễn ra tỉ lệ %
về khối lượng.
* Định lượng cacbon, hidro
Oxi hóa hoàn toàn một lượng xác định hợp chất hữu cơ A
(m
A
) rồi cho hấp thụ định lượng H
2
O và CO
2
sinh ra. Hàm lượng hidro (%H)
tính từ khối lượng nước (
2
H O
m
) sinh ra, hàm lượng cacbon (%C) tính từ khối
lượng CO
2
(
2
CO
m
) sinh ra như sau:
Sáng kiến cải tiến kĩ thuật Trang 2
Trường THPT Tắc Vân GV Nguyễn Hồng Thu
2
.2.100%
%
18
H O
A
m
H
m
=
2
.12.100%
%
44
CO
A
m
C
m
=
* Định lượng niơ
Nung m
A
chứa nitơ (N) với CuO trong dòng khí CO
2
:
0
2
2 2 2
,
CuO
x y z t
t CO
C H O N CO H O N→ + +
Hấp thụ CO
2
và H
2
O
bằng dung dịch KOH 40%, đo được thể
tích khí còn lại. Giả sử xác định được V (ml) khí nitơ (đktc) thì khối lượng nitơ
và hàm lượng phần trăm của nitơ (%N) được tính như sau:
28.
( )
22,4
.100%
%
N
N
A
V
m mg
m
N
m
=
=
* Định lượng các nguyên tố khác
- Định lượng halogen: phân hủy hợp chất hữu cơ, chuyển
halogen thành HX rồi định lượng dưới dạng kết tủa AgX (X: Cl, Br).
- Định lượng lưu huỳnh: phân hủy hợp chất hữu cơ rồi định
lượng lưu huỳnh dưới dạng sunfat.
- Oxi: sau khi xác định C, H, N, halogen, S,…còn lại là oxi.
3.1.4- Các cách thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ (hchc)
Giả sử hợp chất hữu cơ có thành phần nguyên tố là C, H, N, O và
Cl. Lúc này ta gọi công thức tổng quát của nó là C
x
H
y
O
z
N
t
Cl
u
(x, y, z, t, u là
những số nguyên dương. Tìm công thức phân tử của hợp chất là ta phải xác định
được giá trị cụ thể của x, y, z, t, u.
* Cách 1: Thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ qua công
thức đơn giản nhất: Đây là cách thức tổng quát hơn cả. Có thể tóm tắt cách thức
thiết lập này bằng một sơ đồ sau:
Sáng kiến cải tiến kĩ thuật Trang 3
Trường THPT Tắc Vân GV Nguyễn Hồng Thu
* Cách 2: Thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ không
thông qua công thức đơn giản nhất
- Tính toán trực tiếp theo thành phần %: có thể tóm tắt quá
trình thiết lập theo sơ đồ sau:
- Tính toán trực tiếp theo phương trình phản ứng cháy (hoàn
toàn): quá trình thực hiện theo các bước cơ bản sau:
+ Tính số mol các chất đề cho:
2 2 2
; ; ; ;
CO H O N HCl
n n n n
+ Hoàn chỉnh phương trình phản ứng cháy.
+Dựa số mol các chất đã tính, phương trình phản ứng,…xác
định x, y, z, t, u.
Sáng kiến cải tiến kĩ thuật Trang 4
C
x
H
y
O
z
N
t
= (C
p
H
q
O
r
N
s
)
n
Hay M = (C
p
H
q
O
r
N
s
)
n
x=n.p; y=n.q
z=n.r; t=n.s
Công thức đơn
giản nhất
C
p
H
q
O
r
N
s
Kết quả phân tích
%C, %H, %N,…%O
M= C
x
H
y
O
z
N
t
M
A
=M
B
.
Giá trị x, y, z, t, u.
Kết quả phân tích
%C, %H, %N, %Cl, …%O
M
A
=M
B
.
Trường THPT Tắc Vân GV Nguyễn Hồng Thu
Trong đề tài này, tác giả chỉ giới thiệu cách thiết lập công thức phân tử
hợp chất hữu cơ dựa theo phương trình phản ứng cháy
3.1.5- Phương trình phản ứng cháy hoàn toàn của một số hợp chất
hữu cơ thường gặp
a)- Hợp chất hữu cơ bất kì (chưa biết loại hợp chất cụ thể)
* Hydrocacbon:
0
2 2 2
4 2
t
x y
y y
C H x O xCO H O
+ + → +
÷
* Hợp chất hữu cơ có nhóm chức
0
2 2 2
4 2 2
t
x y z
y z y
C H O x O xCO H O
+ + − → +
÷
0
2 2 2 2
4 2 2
t
x y t
y y t
C H N x O xCO H O N
+ + → + +
÷
0
2 2 2 2
4 2 2 2
t
x y z t
y z y t
C H O N x O xCO H O N
+ + − → + +
÷
0
2 2 2
4 2
t
x y u
y u y u
C H Cl x O xCO H O uHCl
− −
+ − → + +
÷ ÷
0
2 2 2
4 2 2
t
x y z u
y u z y u
C H O Cl x O xCO H O uHCl
− −
+ − − → + +
÷ ÷
0
2 2 2 2
4 2 2 2
t
x y z t u
y u z y u t
C H O N Cl x O xCO H O uHCl N
− −
+ − − → + + +
÷ ÷
b) Phản ứng cháy của một số hợp chất hữu cơ đã biết loại chất
* Hydrocacbon
- Ankan (n
≥
1)
0
2 2 2 2 2
3 1
( 1)
2
t
n n
n
C H O nCO n H O
+
+
+ → + +
÷
- Anken (n
≥
2), xicloankan (n
≥
3)
0
2 2 2 2
3
2
t
n n
n
C H O nCO nH O+ → +
- Ankin (n
≥
2), ankadien (n
≥
3)
0
2 2 2 2 2
3 1
( 1)
2
t
n n
n
C H O nCO n H O
−
−
+ → + −
÷
- Đồng đẳng của benzen (n
≥
6)
0
2 6 2 2 2
3 3
( 3)
2
t
n n
n
C H O nCO n H O
−
−
+ → + −
÷
* Hợp chất hữu cơ có chứa nhóm chức
Sáng kiến cải tiến kĩ thuật Trang 5
Trường THPT Tắc Vân GV Nguyễn Hồng Thu
- Ancol no, đơn chức (n
≥
1), ete no, đơn chức (n
≥
2)
0
2 2 2 2 2
3
( 1)
2
t
n n
n
C H O O nCO n H O
+
+ → + +
- Andehit no, đơn chức (n
≥
1), xeton no, đơn chức (n
≥
3)
0
2 2 2 2
3 1
2
t
n n
n
C H O O nCO nH O
−
+ → +
÷
- Axit no, đơn chức (n
≥
1), este no, đơn chức (n
≥
2)
0
2 2 2 2 2
3 2
2
t
n n
n
C H O O nCO nH O
−
+ → +
÷
- Amin no, đơn chức (n
≥
1)
0
2 3 2 2 2 2
6 3 2 3 1
4 2 2
t
n n
n n
C H N O nCO H O N
+
+ +
+ → + +
÷ ÷
3.1.6- Phương trình phản ứng hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch
chất vô cơ thường gặp.
- Dùng H
2
SO
4
đặc, P
2
O
5
, CaCl
2
: hấp thụ mạnh hơi nước
- Dùng dung dịch kiềm (NaOH, KOH, Ca(OH)
2
, Ba(OH)
2
): hấp
thụ hơi nước và phản ứng với CO
2
2 3
2
2 3 2
2
OH CO HCO
OH CO CO H O
− −
− −
+ →
+ → +
Ghi chú:
Trường hợp dùng dung dịch Ca(OH)
2
, Ba(OH)
2
thu được kết
tủa và dung dịch mới. Đun nóng dung dịch mới này lại thu
được kết tủa là do phản ứng:
0
2
3 3 2 2
2
t
HCO CO H O CO
− − ↑
↓
→ + +
Trường hợp dùng dung dịch Ca(OH)
2
, Ba(OH)
2
thu được kết
tủa và dung dịch mới. Cho lượng dư kiềm vào dung dịch mới
này lại thu được kết tủa là do phản ứng:
2
3 3 2
HCO OH CO H O
− − −
↓
+ → +
- Dùng dung dịch AgNO
3
: hấp thụ hơi nước và phản ứng với HCl
3 3
AgNO HCl AgCl HNO
↓
+ → +
3. 2- Các bước tiến hành thiết lập:
3.2.1- Tính số mol CO
2
, số mol H
2
O
Sáng kiến cải tiến kĩ thuật Trang 6
Trường THPT Tắc Vân GV Nguyễn Hồng Thu
Giả sử đốt cháy hoàn toàn một hợp chất hữu cơ C
x
H
y
O
z
N
t
Cl
u
(x, y,
z, t, u là những số nguyên dương) thu được hỗn hợp sản phẩm gồm: khí
cacbonic (CO
2
), nước (H
2
O), khí hidroclorua (HCl) và khí nitơ (N
2
).
Các trường hợp có thể xảy ra:
* Trường hợp 1: Hỗn hợp sản phẩm được dẫn lần lượt qua bình
1, chứa axit sunfuric (H
2
SO
4
) đậm đặc; bình 2, chứa dung dịch kiềm (NaOH,
KOH, Ca(OH)
2
, Ba(OH)
2
) dư. Sau quá trình hấp thụ, có khí thoát ra và có thể
xuất hiện kết tủa (là CaCO
3
, BaCO
3
, nếu kiềm là Ca(OH)
2
, Ba(OH)
2
). Khi đó:
+ Khối lượng bình 1 tăng chính bằng khối lượng hơi nước sinh
ra trong phản ứng cháy.
Hay
2
ình 1
H O
b
m m
↑
=
+ Khối lượng bình 2 tăng chính tổng khối lượng khí cacbonic
(CO
2
), khí hidroclorua (HCl, nếu có) được sinh ra trong phản ứng cháy.
Hay
2
ình 2
CO HCl
b
m m m
↑
= +
Và
2
CO
n n
↓
=
+ Khí thoát ra sau quá trình hấp thụ là khí nitơ (N
2
)
* Trường hợp 2: Hỗn hợp sản phẩm được dẫn bình chứa dung
dịch kiềm (NaOH, KOH, Ca(OH)
2
, Ba(OH)
2
) lấy dư. Sau quá trình hấp thụ thấy
có khí thoát ra và có thể xuất hiện kết tủa (là CaCO
3
, BaCO
3
, nếu kiềm là
Ca(OH)
2
, Ba(OH)
2
) . Khi đó:
+ Khối lượng bình tăng chính bằng tổng khối lượng khí
cacbonic (CO
2
), hơi nước (H
2
O) và khí hidroclorua (HCl, nếu có) được sinh ra
trong phản ứng cháy.
Hay
2 2
ình
CO H O HCl
b
m m m m
↑
= + +
Và
2
CO
n n
↓
=
+ Khí thoát ra sau quá trình hấp thụ là khí nitơ (N
2
)
* Trường hợp 3: Hỗn hợp sản phẩm được dẫn bình chứa dung
dịch kiềm của kim loại kiềm thổ, như Ca(OH)
2
. Sau quá trình hấp thụ thấy có
khí thoát ra và xuất hiện kết tủa (là CaCO
3
). Khi đó:
- Khí thoát ra là nitơ (N
2
)
- Để tính được lượng CO
2
sinh ra trong quá trình đốt cháy hoàn
toàn hợp chất hữu cơ, ta có các giả định sau:
+ Nếu lượng kiềm được lấy dư thì
Sáng kiến cải tiến kĩ thuật Trang 7
Trường THPT Tắc Vân GV Nguyễn Hồng Thu
2
CO
n n
↓
=
+ Nếu sản phẩm thu được thu được là 2 muối thì
2
2
CO bazo
n n n
↓
= −
+ Nếu khối lượng dung dịch không đổi thì
2 2
H O CO
m m m
↓
= +
+ Nếu khối lượng dung dịch tăng thì
2 2
dd
H O CO
m m m m
↑ ↓
= + −
+ Nếu khối lượng dung dịch giảm thì
2 2
dd am
( )
gi H O CO
m m m m
↓
= − +
+ Nếu thu được một lượng kết tủa (1) và một dung dịch. Thêm
NaOH, (hoặc Ba(OH)
2
, KOH) dư vào, hoặc đun nóng dung dịch thu được lại thu
thêm kết tủa nữa (2) thì
2
(1) (2)
2
CO
n n n
↓ ↓
= +
+ Nếu thu được một lượng kết tủa (1) và một dung dịch. Thêm
Ca(OH)
2
, dư vào dung dịch thu được lại thu thêm kết tủa nữa (2) thì
2
(1) (2)
CO
n n n
↓ ↓
= +
Nếu hỗn hợp sản phẩm sau khi đốt cháy hoàn toàn hchc được dẫn bình chứa
dung dịch Ba(OH)
2
thì cũng được xét tương tự.
3.2.2- So sánh số mol CO
2
với H
2
O
Sau khi tính được số mol H
2
O, số mol CO
2
ta so sánh chúng với
nhau. Mục địch của công việc này là để xác định hợp chất hữu cơ đã cho có
vòng no hoặc liên kết
π
trong phân tử hay không (liên kết
π
này có thể phân bố
ở gốc hydrocacbon, cũng có thể phân bố ở nhóm chức). Ta có các trường hợp
sau:
+ Nếu
2
H O
n
<
2
CO
n
thì hợp chất hữu cơ đã cho có nhiều hơn 1 liên
kết
π
(hoặc vòng no hoặc cả vòng no và liên kết
π
) trong phân tử. Khi này thì
2 2
hchc CO H O
n n n= −
.
+ Nếu
2
H O
n
=
2
CO
n
thì hợp chất hữu cơ đã cho có 1 liên kết
π
(hoặc
vòng no) trong phân tử.
+ Nếu
2
H O
n
>
2
CO
n
thì hợp chất hữu cơ đã cho không có liên kết
π
(hoặc vòng no) trong phân tử. Khi này thì
2 2
hchc H O CO
n n n= −
.
3. 3- Một số ví dụ cụ thể:
Sáng kiến cải tiến kĩ thuật Trang 8
Trường THPT Tắc Vân GV Nguyễn Hồng Thu
Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn một hydrocacbon Z mạch hở bằng lượng Oxi vừa đủ.
Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng H
2
SO
4
đặc thì thể tích sản
phẩm giảm đi một nửa. Hydrocacbon Z thuộc dãy đồng đẳng nào sau
đây?
A. Ankadien B. Anken
C. Xicloankan D. Ankan
Bài giải:
Đốt cháy hoàn toàn hydrocacbon thì sản phẩm cháy chỉ gồm
CO
2
và H
2
O. Khi dẫn chúng qua bình đựng H
2
SO
4
đặc thì thể tích sản
phẩm giảm đi một nửa
⇒
2 2
H O CO
V V=
⇒
Z là anken hoặc xicloankan.
Do Z có cấu tạo mạch hở nên Z phải là anken (chọn đáp án B)
Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn một hydrocacbon X thu được 4,48 lít khí CO
2
(đktc)
và 5,4gam H
2
O. CTPT của X là
A. CH
4
B. C
4
H
12
C. C
2
H
6
D. Không thể xác định được
Bài giải:
• Cách 1:
2 2
0,2; 0,3
CO H O
n n= =
+ Nhận thấy
2
H O
n
>
2
CO
n
nên hydrocacbon X không có liên kết
π
trong phân tử. Vậy X là ankan C
n
H
2n+2
(n
≥
2)
2 2
ankan H O CO
n n n= −
= 0,1
⇒
Số nguyên tử C=
0,2
2
0,1
=
Vậy CTPT của X là C
2
H
6
(chọn đáp án C)
• Cách 2:
2 2
0,2; 0,3
CO H O
n n= =
0
2 2 2
4 2
2
t
x y
y y
C H x O xCO H O
y
x mol
+ + → +
÷
Theo đề: 0,2 0,3 mol
Ta được
0,3 0,2
2
y
x =
3y x⇒ =
Do đó ta chọn đáp án C
(Không chọn đáp án B vì số nguyên tử H > 2.số nguyên tử C + 2).
Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn một hợp chất hữu cơ X cần 6,72 lít khí Oxi (đktc).
Sản phẩm cháy chỉ gồm CO
2
và H
2
O. Hấp thụ hết sản phẩm cháy vào
bình đựng dung dịch Ba(OH)
2
, thấy có kết tủa xuất hiện và khối lượng
dung dịch giảm 5,5gam. Lọc lấy kết tủa, đem cân nặng 19,7gam. Dung
dịch nước lọc đem đun nóng thu được 9,85gam kết tủa nữa. CTPT của X
là:
Sáng kiến cải tiến kĩ thuật Trang 9
Trường THPT Tắc Vân GV Nguyễn Hồng Thu
A. C
2
H
6
B. C
2
H
6
O
C. C
2
H
6
O
2
D. CH
2
O
Bài giải: Theo đề ta có:
2
( ân 1)
( ân 2)
0,3;
0,1;
0,05.
O
l
l
n
n
n
↓
↓
=
=
=
+ m
dd giảm
=
2 2
( )
H O CO
m m m
↓
− +
2 2
19,7 5,5
H O CO
m m⇒ + = −
= 14,2 (1)
+
2
0,1 2.0,05
CO
n = +
= 0,2
2
8,8
CO
m⇒ =
thế vào (1) được
2
5,4
H O
m =
Vậy
2
0,3
H O
n =
+ Do đó
2 2
0,1
X H O CO
n n n= −
=
0
2 2 2
4 2 2
1
4 2 2
0,1 0,3 0,2 0,3
t
x y z
y z y
C H O x O xCO H O
y z y
x x mol
mol
+ + − → +
÷
+ −
÷
+ Giải ra x=2; y=6 và z=1
Vậy CTPT của X là C
2
H
6
O (chọn B)
Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn một hydrocacbon Y. Sản phẩm cháy thu được cho
hấp thụ hết vào 200ml dung dịch Ca(OH)
2
1M thấy có 10gam kết tủa
xuất hiện và khối lượng bình đựng dung dịch Ca(OH)
2
tăng 16,8gam.
Lọc lấy kết tủa, cho nước lọc tác dụng với dung dịch Ba(OH)
2
dư lại thu
được kết tủa nữa. Tổng khối lượng hai lần kết tủa là 39,7gam. CTPT của
Y là :
A. C
4
H
6
B. C
3
H
6
C. C
2
H
6
D. C
3
H
4
Bài giải :
+ m
bình
tăng
=
2 2
H O CO
m m+
2 2
16,8
H O CO
m m⇔ = +
(1)
+
( 1)
0,1
lan
n
↓
=
+ Khi cho dung dịch Ba(OH)
2
dư vào dung dịch nước lọc xảy ra
phản ứng:
3 2 2 2
3 3
( ) ( ) 2Ca HCO Ba OH BaCO CaCO H O
↓ ↓
+ → + +
Vậy:
Sáng kiến cải tiến kĩ thuật Trang
10
Trường THPT Tắc Vân GV Nguyễn Hồng Thu
3 3
3 3
39,7 10
0,1
BaCO CaCO
BaCO CaCO
m m
n n
+ = −
⇒ = =
Khi đó:
2
0,1 2.0,1
CO
n = +
0,3=
Do đó:
2
0,3.44
CO
m =
13,2=
thế vào (1)
được
2 2
3,6 0,2
H O H O
m n= ⇔ =
• Cách 1:
Nhận thấy
2
H O
n
<
2
CO
n
nên hydrocacbon Y có nhiều hơn 1 liên kết
π
trong phân tử
⇒
loại B và C.
2 2
0,3 0,2
0,1
Y CO H O
n n n= −
= −
=
Số nguyên tử C=
0,3
0,1
=3
Ta thấy chỉ có đáp án D thỏa mãn điều kiện.
• Cách 2:
0
2 2 2
4 2
2
0,3 0,2
t
x y
y y
C H x O xCO H O
y
x mol
mol
+ + → +
÷
3
4
x
y
⇒ =
Vậy CTPT của Y là C
3
H
4
(chọn đáp án D)
Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn m gam một hợp chất chất hữu cơ X (chứa C, H, N)
cần dùng lượng vừa đủ 15,68 lít khí Oxi. Sản phẩm cháy cho lội thật
chậm qua bình chứa dung dịch nước vôi trong dư thấy có 40gam kết tủa
xuất hiện và có 1493ml khí không bị hấp thụ. Biết các khí đều được đo ở
đktc. CTPT của X là:
A. C
3
H
9
N B. C
2
H
9
N
C. C
4
H
9
N C. Một công thức khác
Bài giải:
+ Theo đề ta có:
2
2
2
( )
0,7
1,493
22,4
0,4
O phan ung
N
CO
n
n
n n
↓
=
=
= =
+ Phương trình phản ứng xảy ra:
Sáng kiến cải tiến kĩ thuật Trang
11
Trường THPT Tắc Vân GV Nguyễn Hồng Thu
0
2 2 2 2
4 2 2 2
4 2 2 2
1,493
0,7 0,4
22,4
t
x y z t
y z y t
C H O N x O xCO H O N
y z y t
x x mol
mol
+ + − → + +
÷
+ −
÷
+ Giải ra: x=3; y=9; t=1
+ Vậy CTPT của X là C
3
H
9
N (chọn đáp án A)
Bài 6: Cho hỗn hợp X gồm hai ancol đa chức, mạch hở, thuộc cùng một dãy
đồng đẳng. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X, thu được CO
2
và H
2
O có tỉ lệ
mol tương ứng là 3:4. Công thức của hai ancol là:
A. C
2
H
4
(OH)
2
và C
3
H
6
(OH)
2
B. C
2
H
5
OH và C
4
H
9
OH
C. C
2
H
4
(OH)
2
và C
4
H
8
(OH)
2
D. C
3
H
5
(OH)
3
và C
4
H
7
(OH)
3
Bài giải:
Chọn số mol CO
2
và H
2
O tương ứng là 3 và 4
Vậy
2
2
3
4
CO
H O
n
n
=
4 3
1
X
n⇒ = −
=
Do đó:
3
3
1
C
n = =
(chọn đáp án C)
Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn 2,3gam một hợp chất chất hữu cơ X cần V lít khí Oxi
(đkc). Sản phẩm cháy cho hấp thụ hết vào bình chứa dung dịch nước vôi
trong dư thấy có 10gam kết tủa xuất hiện và khối lượng bình đựng dung
dịch tăng 7,1gam. Giá trị của V là:
A. 3,36 B. 3,92
C. 4,48 C. 5,6
Bài giải:
+ Theo đề ta có:
2
3
0,1
CO
CaCO
n n
↓
= =
2
4,4 (1)
CO
m⇒ =
và
2 2
7,1 (2)
H O CO
m m+ =
Từ (1) và (2) ta được
2
2,7
H O
m =
Vậy
2
0,15
H O
n =
+ Nhận thấy
2
H O
n
>
2
CO
n
nên X không có liên kết
π
trong phân tử
+ Mặt khác
2 2
X H O CO
n n n= −
0,15 0,1= −
0,05=
2,3
46
0,05
X
M⇒ = =
, kết hợp với X không có liên kết
π
trong phân tử
nên ta kết luận X có 1 nguyên tử O
Sáng kiến cải tiến kĩ thuật Trang
12
Trường THPT Tắc Vân GV Nguyễn Hồng Thu
+ Mà:
2 2 2
( ) ( ) ( ) ( )O trong hchc O trong O phan ung O trong H O O trong CO
n n n n+ = +
2
2
2
( )
( )
0,05 0,15 2.0,1
0,3
0,15
O trong O phan ung
O trong O phan ung
O phan ung
n
n
n
⇔ + = +
⇒ =
⇒ =
+ Do đó:
2
0,15.22,4
O
V =
3,36 ( )l=
(chọn đáp án B)
Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn 3,61gam hợp chất hữu cơ X chỉ thu được hỗn hợp khí
và hơi gồm CO
2
, H
2
O và HCl. Dẫn hỗn hợp này qua dung dịch AgNO
3
dư, ở nhiệt độ thấp thấy có 2,87gam kết tủa xuất hiện và khối lượng bình
chứa dung dịch AgNO
3
tăng thêm 2,17gam. Cho biết chỉ có H
2
O và HCl
bị hấp thụ. Khí thoát ra khỏi bình chứa dung dịch AgNO
3
được dẫn vào
dung dịch Ba(OH)
2
thu được 15,76gam kết tủa và dung dịch Y. Lọc bỏ
kết tủa, đun kĩ dung dịch Y lại thấy có 3,94gam kết tủa nữa. Tìm CTPT
của X.
Bài giải:
+ m
bình tăng
=
2
H O HCl
m m+
2,17⇔ =
2
H O HCl
m m+
(1)
+ Dẫn hỗn hợp qua dung dịch AgNO
3
xảy ra phản ứng
3 3
AgNO HCl AgCl HNO
↓
+ → +
2,87
0,02
143,5
HCl
n n
↓
= = =
à 0,73
HCl
v m =
thế vào (1)
ta được
2 2
1,44 0,08
H O H O
m n= ⇔ =
+ Theo đề:
3
3
(1)
(2)
15,76
0,08
197
3,94
0,02
197
BaCO
BaCO
n
n
↓
↓
= =
= =
2
0,08 2.0,02
0,12
CO
n⇒ = +
=
Vậy
2 2
( )
0,12 (0,08 0,02)
0,02
X CO H O HCl
n n n n= − +
= − +
=
3,61
180,5
0,02
X
M⇒ = =
+ Tìm số x, y, z, u trong X
Cách 1 :
Sáng kiến cải tiến kĩ thuật Trang
13
Trường THPT Tắc Vân GV Nguyễn Hồng Thu
0
2 2 2
4 2 2
1
2
0,02 0,12 0,08 0,02
t
x y z u
y u z y u
C H O Cl x O xCO H O uHCl
y u
x u mol
mol
− −
+ − − → + +
÷ ÷
−
÷
6
9
1
x
y
u
⇒ =
=
=
Sau đó áp dụng: 12x+y+16z+35,5u=180,5
⇒
z=4
Ta được CTPT của X là C
6
H
9
O
4
Cl.
Cách 2 : Từ khối lượng HCl, H
2
O, CO
2
ta tính được:
( )
0,71; 0,02
Cl H HCl
m m+ = =
2
( )
0,08.2 0,16
H H O
m+ = =
0,12.12 1,44
C
m+ = =
⇒
Khối lượng nguyên tố oxi trong X
3,61 (0,18 0,71 1,44)
1,28
O
m = − + +
=
1,28
: : : 0,12 : 0,18: : 0,02
16
6 :9 : 4:1
x y z u =
=
Kết hợp với M
X
= 180,5 ta được CTPT của X là C
6
H
9
O
4
Cl.
4)- Kết quả, hiệu quả mang lại:
Qua nhiều năm giảng dạy môn Hóa học ở trường THPT, người viết đã
vận dụng cách lập tỉ lệ số mol CO
2
với H
2
O để xác định công thức phân tử hợp
chất hữu cơ để hướng dẫn học sinh làm bài tập dạng tìm công thức phân tử hợp
chất hữu cơ ». Tôi nhận thấy, học sinh có tiến bộ rất nhiều về các mặt. Cụ thể :
lý thuyết về hóa học vô cơ và hóa học hữu cơ được các em nhớ rất kĩ ; các em
phân tích đề của một bài tập nhanh hơn, chính xác hơn, từ đó giúp các em định
hướng cách giải bài đúng và hiệu quả cao ; các em không còn chán nản khi gặp
bài toán dạng này ; yêu thích môn hóa học hữu cơ hơn ; Đặc biệt, trong những
bài kiểm tra, hoặc những kì thi lớn (như kì thi Đại học), các em đều đạt trọn vẹn
số điểm của phần kiến thức này.
5)- Đánh giá về phạm vi ảnh hưởng của sáng kiến:
Việc dạy và học hóa học là một quá trình phối hợp giữa giáo viên và
học sinh. Giáo viên muốn học sinh yêu thích và học tốt môn học của mình thì
cần có những biện pháp hợp lý, cả về mặt chuyên môn lẫn nghiệp vụ; có phương
Sáng kiến cải tiến kĩ thuật Trang
14
Trường THPT Tắc Vân GV Nguyễn Hồng Thu
pháp dạy phù hợp với đa số đối tượng học sinh trong lớp. Điều đặc biệt là giáo
viên không quên cách làm đơn giản hóa vấn đề, tạo cho học sinh cảm giác dễ
dàng khi tiếp cận kiến thức, đặc biệt là kiến thức tổng hợp của hóa học. Đó
chính là sự ảnh tích cực, có hiệu quả mà tác giả đã nhận thấy qua đề tài « Lập tỉ
lệ số mol CO
2
với H
2
O để tìm công thức phân tử hợp chất hữu cơ ».
6)- Kiến nghị, đề xuất:
Như tác giả đã trình bày ở trên, Hóa học là một môn khoa học thực
nghiệm, cần thiết phải vận dụng lý thuyết vào thực nghiệm, vào những câu hỏi,
bài tập cụ thể. Tuy nhiên, theo tôi, trong sách giáo khoa hiện nay, bài tập thực
nghiệm và câu hỏi trắc nghiệm còn ít, chương trình còn nghiêng nặng về lý
thuyết. Vì thế, thông qua đề tài này tôi xin kiến nghị một số ý kiến sau :
1. Tăng cường câu hỏi trắc nghiệm vào sách giáo khoa, bổ
sung nhiều hơn nữa những bài tập tính toán, những bài tập này có thể áp dụng
một số phương pháp giải nhanh, tạo điều kiện để học sinh tiếp cận với những
phương pháp giải mới.
2. Giảm bớt những nội dung lý thuyết không cần thiết trong
sách giáo khoa. Tăng số tiết luyện tập, đặc biệt ở chương « Đại cương về Hóa
học hữu cơ » của chương trình lớp 11.
Trên đây là những đề nghị mang tính vĩ mô. Để thực hiện được những
nội dung trên không phải là trách nhiệm của riêng một cá nhân hay một đơn vị
giáo dục nào. Trước mắt, mỗi giáo viên cần phải thực hiện nhiệm vụ theo đúng
tinh thần trách nhiệm của mình, dựa theo kinh nghiệm thực tế của quá trình công
tác, đút rút ra những vấn đề cô đọng nhất để truyền đạt đến học sinh, tạo hứng
thú cho học sinh khi tham gia môn học.
Ý kiến xác nhận Tắc Vân, ngày 03 tháng 3 năm 2013
của Thủ trưởng đơn vị Người thực hiện
Nguyễn Hồng Thu
Sáng kiến cải tiến kĩ thuật Trang
15