Giúp giải nhanh bài tập hóa

Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 hoặc 0936 079 282

Trên bước đường thành công không có dấu chân của kẻ lười biếng !

1

GIÚP EM GIẢI NHANH BÀI TẬP HÓA HỌC HỮU CƠ
BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ
(Được đăng trên Đặc san Toán học và Tuổi trẻ, số 15 THPT, 10/2014)

1. Nội dung phương pháp bảo toàn nguyên tố
- Cơ sở của phương pháp bảo toàn nguyên tố là
định luật bảo toàn nguyên tố : Trong phản ứng
hóa học, các nguyên tố được bảo toàn.
- Hệ quả của của định luật bảo toàn nguyên tố:
Trong phản ứng hóa học, tổng số mol của một
nguyên tố tham gia phản ứng bằng tổng số mol
nguyên tố đó tạo thành sau phản ứng.
- Phương pháp bảo toàn nguyên tố là phương
pháp sử dụng hệ quả của định luật bảo toàn
nguyên tố để giải bài tập hóa học.
- Tính nhanh số mol nguyên tố, nhóm nguyên tố:
Số mol nguyên tố X hoặc nhóm nguyên tố X
= số nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử X trong
đơn chất, hợp chất
×
số mol chất đó.
Ví dụ : Đốt cháy hỗn hợp gồm C
2
H
4

, C
2
H
6
,
C
2
H
2
, H
2
thu được CO
2
và H
2
O thì theo bảo toàn
nguyên tố H, ta có :

2 2 2 2 4 2 6 2
H O C H C H C H H
2n 2n 4n 6n 2n
= + + +

- Sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố khi
giữa lượng chất cần tính và lượng chất đã biết
đều có chứa cùng 1 nguyên tố hoặc một nhóm
nguyên tố.
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Dẫn V lít (đktc) hỗn hợp X gồm
axetilen và hiđro có khối lượng là m gam đi qua

ống sứ đựng bột niken nung nóng, thu được khí
Y. Dẫn Y vào lượng dư AgNO
3
trong dung dịch
NH
3
, thu được 12 gam kết tủa. Khí đi ra khỏi
dung dịch phản ứng vừa đủ với 16 gam brom và
còn lại khí Z. Đốt cháy hoàn toàn khí Z được
2,24 lít khí CO
2
(đktc) và 4,5 gam H
2
O. Giá trị
của V là :
A. 11,2. B. 13,44. C. 5,60. D. 8,96.
(Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT chuyên Hùng
Vương – Phú Thọ, năm học 2013 – 2014)
Hướng dẫn giải
● Cách 1: Tính toán theo phương trình phản
ứng
Theo giả thiết, suy ra : Y gồm C
2
H
2
, C
2
H
4
, C

2
H
6

và có thể có H
2
. Z có C
2
H
6
và có thể có H
2
.
Dựa vào số mol của các chất Br
2
, C
2
Ag
2
, CO
2
,
H
2
O và bản chất phản ứng, ta có :
o
3 3
o
o
o

o
2 4 2 2 4 2
AgNO / NH , t
2 2 2 2
t
2 6 2 2 2
t
2 2 2
t , Ni
2 2 2 2 4
t , Ni
2 2 2
C H Br C H Br
mol : 0,1 0,1
C H C Ag
mol : 0,05 0,05
C H 3,5O 2CO 3H O
mol : 0,05 0,1 0,15
2H O 2H O
mol : 0,1 (0,25 0,15) 0,1
C H H C H
mol : 0,1 0,1 0,1
C H 2H
+ →
←
→ ↓
←
+ → +
← →
+ →

← − =
+ →
← ←
+ →
2 6
C H
mol : 0,05 0,1 0,05← ←

Suy ra :
2 2 2
2 2 2
H trong X C H trong X
X (ñktc) C H H
n 0,3; n 0,2
V V V 11,2 lít

= =


= + =



● Cách 2: Sử dụng phương pháp bảo toàn
nguyên tố
Theo giả thiết, suy ra :
2 2 2 2
C H dö C Ag
n n 0,05;
= =

2 4 2 2
C H Br H O
n n 0,1;n 0,25.
= = =

Nhận xét : Các chất trong X đều chứa 2 nguyên
tử H. Mặt khác, số mol của C
2
H
2
dư, C
2
H
4
và
H
2
O đều đã biết. Vậy áp dụng bảo toàn nguyên
tố H là tính được số mol của hỗn hợp X. Vì thế
không mất nhiều thời gian viết phương trình
phản ứng và tính toán như cách 1.
Áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với H, ta có :
Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 hoặc 0936 079 282

Trên bước đường thành công không có dấu chân của kẻ lười biếng !

2




2 2 2 2 2 2 4 2
X
H C H C H dö C H H O
0,1 0,25
n 0,05
X X (ñktc)
2(n n ) 2n 4n 2n
n 0,5 mol V 11,2 lít.
+ = + +
⇒ = ⇒ =
 

Đáp án A.
Ví dụ 2: Oxi hoá 2,3 gam ancol etylic bằng CuO
đun nóng, thu được 3,3 gam hỗn hợp X gồm
anđehit, axit, ancol dư và nước. Hỗn hợp này tác
dụng hết với Na sinh ra 0,84 lít H
2
(đktc). Hiệu
suất phản ứng oxi hoá ancol là :
A. 25%. B. 50%. C. 75%. D. 90%.
(Đề thi thử lần 2 – Trường THPT Cẩm Khê –
Phú Thọ, năm học 2013 – 2014)
Hướng dẫn giải
● Cách 1: Tính toán theo phương trình phản
ứng
Khối lượng hỗn hợp X tăng lên so với khối
lượng ancol ban đầu là do lượng O trong CuO
phản ứng đã chuyển vào H

2
O và CH
3
COOH.
Theo giả thiết, suy ra :
2
H
n 0,0375;
=

CuO phaûn öùng O phaûn öùng
n n (3,3 2,3) :16 0,0625.
= = − =
Gọi số mol của ancol tham gia phản ứng là x, y
và số mol ancol dư là z.
Phương trình phản ứng :
2 5 3 2
2 5 3 2
2 5 2 5 2
3 3 2
2
C H OH CuO CH CHO Cu H O
x x x
C H OH 2CuO CH COOH 2Cu H O
y 2y y y
2C H OH 2Na 2C H ONa H
z 0,5z
2CH COOH 2Na 2CH COONa H
y 0,5y
2HOH 2Na 2NaOH H

(x y) 0,5(x y)
+ → + +
→ →
+ → + +
→ → →
+ → +
→
+ → +
→
+ → +
+ → +

2 5
2
C H OH bñ
H
CuO pö
n x y z 0,05
n 0,5y 0,5z (0,5x 0,5y) 0,0375
n x 2y 0,0625

= + + =


⇒ = + + + =


= + =



x 0,0125; y 0,025; z 0,0125
0,05 0,0125
H 75%
0,05

= = =

⇒
−

= =



● Cách 2: Sử dụng phương pháp bảo toàn
nguyên tố
Sơ đồ phản ứng :
3
3
2 5
2 5 2 5 2
3
CH COOH
CH COONa
C H OH dö
C H OH C H ONa H
HOH
NaOH
CH CHO

 
 
 
 
 
→ → +
   
   
 
 
 

Bản chất phản ứng (1) là C
2
H
5
OH bị oxi hóa bởi
CuO, khối lượng hỗn hợp sau phản ứng tăng lên
là do O trong CuO chuyển vào H
2
O và
CH
3
COOH. Ở phản ứng (2), CH
3
COOH,
C
2
H
5

OH dư, HOH có nguyên tử H linh động
trong nhóm –OH nên tham gia phản ứng thế Na
giải phóng H
2
, CH
3
CHO không tham gia phản
ứng này.
Sử dụng bảo toàn nguyên tố O trong phản ứng
oxi hóa ancol và bảo toàn nguyên tố H của nhóm
–OH trong phản ứng của X với Na, ta có :
3
3 2 5 2
2 5
HOH CH COOH O phaûn öùng
HOH CH COOH C H OH dö H
C H OH dö
n n n 0,0625
n n n 2n 0,075
n 0,0125
0,05 0,0125
H 75%
0,05

+ = =


+ + = =




=

⇒

−
= =



Đáp án C.
Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol một ancol
đơn chức trong 0,7 mol O
2
(dư), thu được tổng
số mol các khí và hơi bằng 1 mol. Khối lượng
(gam) ancol ban đầu đem đốt cháy là :
A. 8,6. B. 6,0. C. 9,0. D. 7,4.
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2014)
Hướng dẫn giải
Theo bảo toàn nguyên tố C, H, O, ta có :
2 x y 2 x y
x y 2 2 2
2 2 2
CO C H O H O C H O
C H O O pö CO H O
O dö O bñ O pö
n x.n ; 2n yn
n 2n 2n n
n n n


= =


+ = +


= −



o
CuO, t
(1)

Na
(2)

Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 hoặc 0936 079 282

Trên bước đường thành công không có dấu chân của kẻ lười biếng !

3

2 2
2
2
2 2 2
2 2
4 10

CO H O
O pö
O dö
(CO , H O, O dö )
O pö O bñ
C H O
n 0,1x; n 0,05y
n 0,1x 0,025y 0,05
n 0,75 0,1x 0,025y
n 0,025y 0,75 1
n 0,1x 0,025y 0,05 n 0,7
y 10; x 4
y 10
m 7,4 gam
x 5

= =


⇒ = + −


= − −



= + =

⇒


= + − < =



= =

=

⇒ ⇒
 
=
<



Đáp án D.
Ví dụ 4: Cho 0,1 mol CH
3
COOH vào cốc chứa
30 ml dung dịch ROH 20% (d =1,2 g/ml, R là
một kim loại kiềm). Cô cạn dung dịch sau phản
ứng rồi đốt cháy hoàn toàn chất rắn khan thì thu
được 9,54 gam chất rắn và có m gam hỗn hợp
gồm CO
2
, hơi nước bay ra. Giá trị của m là :
A. 10,02. B. 9,3. C. 7,54. D. 8,26.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT chuyên KHTN
– ĐHQG Hà Nội, năm học 2011 – 2012)
Hướng dẫn giải

Sau tất cả các phản ứng, R trong ROH đã chuyển
hết vào R
2
CO
3
.
Áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với R, ta có :
2 3
2 3
ROH R CO
ROH R CO
30.1,2.20% 9,54
n 2n 2.
R 17 2R 60
R 23 (Na); n 0,18; n 0,09.
= ⇒ =
+ +
⇒ = = =

Sơ đồ phản ứng :

2
0,1 mol
3
0,1 mol
2
3
2 3
2
0,09 mol

m gam
H O
CH COOH
CO
CH COOR
R CO
H O
ROH dö
 
 
↑
   
→ +
   
↑
 
 
 
 



Áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với C và H cho
toàn bộ quá trình phản ứng, ta có :



3 2 3 2
3 2 2
2 2

2 2
CH COOH R CO CO
?
0,09
0,1
CH COOH ROH H O (1) H O (2)
0,18
0,1 ?0,1
CO H O (2)
CO H O (2)
2n n n
4n n 2n 2n
n 0,11; n 0,19
m m m 8,26 gam

= +



+ = +




= =

⇒

= + =




 


Đáp án D.
Ví dụ 5: Cho 6,08 gam chất hữu cơ X chứa C, H,
O tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, sau đó
chưng khô thì phần bay hơi chỉ có nước, phần
chất rắn khan còn lại chứa hai muối của natri
chiếm khối lượng 9,44 gam. Nung hai muối này
trong oxi dư, sau khi phản ứng hoàn toàn thu
được 6,36 gam Na
2
CO
3
, 5,824 lít khí CO
2
(đktc)
và 2,52 gam nước. Số mol oxi có trong X là :
A. 0,24. B. 0,06. C. 0,12. D. 0,20.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Yên Lạc –
Vĩnh Phúc, năm học 2013 – 2014)
Hướng dẫn giải
Gọi số mol H
2
O sinh ra trong phản ứng thủy
phân và phản ứng đốt cháy lần lượt là
2
H O (1)

n

và
2
H O (2)
n
. Áp dụng bảo toàn nguyên tố Na cho
toàn bộ quá trình phản ứng và bảo toàn khối
lượng trong phản ứng của X với NaOH, ta có :


2 3
2
2
NaOH Na CO
X NaOH muoái H O (1)
6,08
9,44
0,12.40
?
H O (1)
n 2n 2.6,36 :106 0,12
m m m 18n
n 0,08.

= = =


+ = +



⇒ =



Theo bảo toàn nguyên tố C, H và giả thiết, ta có:


2 2 3
2 2
C/ X CO Na CO
0,26
0,06
H/X H O (1) H O (2) NaOH
0,12
0,08 0,14
O/ X
n n n 0,32
n 2 n 2n n 0,32
6,08 0,32.12 0,32
n 0,12 mol.
16

= + =



= + − =




− −
⇒ = =

 

Đáp án C.

0,18 mol
ROH
(1)

o
2
O , t
(2)

Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 hoặc 0936 079 282

Trên bước đường thành công không có dấu chân của kẻ lười biếng !

4

Ví dụ 6:
Xà phòng hoá hoàn toàn 0,1 mol một
este no, đơn chức bằng 26 gam dung dịch MOH
28% (M là kim loại kiềm), rồi tiến hành chưng
cất sản phẩm, thu được 26,12 gam chất lỏng X
và 12,88 gam chất rắn khan Y. Đốt cháy hoàn
toàn chất rắn Y, thu được H

2
O, V lít CO
2
(đktc)
và 8,97 gam một muối duy nhất. Giá trị của V là:
A.
5,264 lít.
B.
14,224 lít.
C.
6,160 lít.
D.
5,600 lít.
(Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Nam Định, năm
học 2011 – 2012)
Hướng dẫn giải
Theo giả thiết và bảo toàn nguyên tố M, ta có :
2 3
2 3
2 3
MOH M CO
MOH
M CO
0,1 mol
KOH
K CO
0,03 mol
7,28
n 2n
n

M 17
;
7,28 2.8,97
8,97
n
M 17 2M 60
2M 60
RCOOK
M 39 (K)
n 0,13 Y goàm
KOH dö
n 0,065


=
=

 
+
 
⇔ =
 
=
+ +


+




=


 
⇒ = ⇒
 
 
=






2 5
Y
C H
m 0,1.(R 83) 0,03.56 12,88 R 29.
−
⇒ = + + = ⇒ =

Khi đốt cháy Y, C trong C
2
H
5
COOK chuyển hết
vào K
2
CO
3

và CO
2
. Theo bảo toàn nguyên tố C,
ta có :

2 5 2 2 3
2 2
C H COOK CO K CO
?
0,1 0,065
CO CO (ñktc)
3n n n
n 0,235 mol, V 5,264 lít.
= +
⇒ = =
 

Đáp án A.
Ví dụ 7: Thủy phân không hoàn toàn a gam
tetrapeptit Gly-Ala-Gly-Val trong môi trường
axit, thu được 0,2 mol Gly-Ala, 0,3 mol Gly-Val,
0,3 mol Ala và m gam hỗn hợp 2 amino axit Gly
và Val. Giá trị của m là :
A. 57,2. B. 82,1. C. 60,9. D. 65,2.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Hùng Vương –
Phú Thọ, năm học 2013 – 2014)
Hướng dẫn giải
Theo giả thiết và sử dụng bảo toàn nhóm Ala,
Gly và Val, ta có :




Gly Ala Gly Val Gly Ala Ala
0,3
0,2
Gly Gly Ala Gly Val Gly Ala Gly Val
?
0,2 0,3 0,5
Val Gly Val Gly Ala Gly Val
?
0,3 0,5
Gly Val
(Gly, Val)
n n n 0,5
n n n 2n
n n n
n 0,5, n 0,2
m
− − − −
− − − − −
− − − −


= + =



+ + =




+ =



= =
⇒

  
 
Gly
m Val
0,5.75 0,2.117 60,9 gam



= + =


 

Đáp án C.
Ví dụ 8: Đốt cháy hoàn toàn 0,02 mol tripeptit
X tạo thành từ amino axit mạch hở A có chứa
một nhóm −COOH và một nhóm −NH
2
,

thu
được 4,032 lít CO

2
(đktc) và 3,06 gam H
2
O.
Thủy phân hoàn toàn m gam X trong 100 ml
dung dịch NaOH 2M, rồi cô cạn thu được 16,52
gam chất rắn. Giá trị của m là :
A. 7,56. B. 6,93. C. 5,67. D. 9,24.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT chuyên
Nguyễn Huệ – Hà Nội, năm học 2013 – 2014)
Hướng dẫn giải
Đặt công thức của tripeptit
x y 4 3
X laø C H O N
.
Theo bảo toàn nguyên tố C và H, ta có :


x y 4 3 2
x y 4 3 2
C H O N CO
0,18
0,02
9 17 4 3
C H O N H O
0,17
0,02
x.n n
x 9; y 17
X laø C H O N

y.n 2n

=


= =
 
⇒
 
=

 





Suy ra amino axit là H
2
NCH(CH
3
)COOH.
Trong phản ứng thủy phân hoàn toàn X bằng
dung dịch NaOH, sau đó cô cạn dung dịch thì
chất rắn thu được là muối H
2
NCH(CH
3
)COONa
(hay có công thức phân tử là C

3
H
6
O
2
NNa) và có
thể còn NaOH dư. Theo bảo toàn nguyên tố Na
và giả thiết, ta có :
3 6 2
3 6 2
C H O NNa NaOH dö NaOH bñ
C H O NNa NaOH dö
n n n 0,2
111n 40n 16,52

+ = =


+ =



Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 hoặc 0936 079 282

Trên bước đường thành công không có dấu chân của kẻ lười biếng !

5

3 6 2
C H O NNa NaOH dö

n 0,12; n 0,08
⇒ = =

Theo bảo toàn nguyên tố C, ta có :
= = =
⇒ = ⇒ =
9 17 4 3 3 6 2
9 17 4 3
C H O N C H O NNa
C H O N X
9n 3n 3.0,12 0,36
n 0,04 mol m 9,24 gam.

Đáp án D.
3. Bài tập vận dụng
Câu 1: Cho 224,00 lít metan (đktc) qua hồ
quang điện, thu được V lít hỗn hợp X (đktc)
chứa 12% C
2
H
2
; 10% CH
4
; 78% H
2
(về thể tích).
Giả sử chỉ xảy ra 2 phản ứng :
2CH
4
→ C

2
H
2
+ 3H
2
(1)
CH
4
→ C + 2H
2
(2)
Giá trị của V là :
A. 407,27. B. 448,00. C. 520,18. D. 472,64.
Đáp án A.
Câu 2: Nung 8,13 gam hỗn hợp X gồm hai muối
natri của 2 axit cacboxylic (một axit đơn chức và
một axit hai chức) với vôi tôi xút dư, thu được
1,68 lít khí metan (đktc). Hãy cho biết nếu đốt
cháy hoàn toàn hỗn hợp X bằng oxi thì thu được
bao nhiêu gam Na
2
CO
3
?
A. 5,565 gam. B. 6,36 gam.
C. 4,77 gam. D. 3,975 gam.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT chuyên
Nguyễn Huệ – Hà Nội, năm học 2013 – 2014)
Đáp án A.
Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hai ancol đa

chức cùng dãy đồng đẳng cần vừa đủ V lít O
2
(ở
đktc). Sục sản phẩm cháy vào dung dịch nước
vôi trong dư. Sau phản ứng thu được 8 gam kết
tủa và khối lượng dung dịch giảm 2,5 gam so với
dung dịch ban đầu. Giá trị của V là :
A. 2,688 lít. B. 2,240 lít.
C. 3,024 lít. D. 2,352 lít.
(Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT Yên Lạc –
Vĩnh Phúc, năm học 2013 – 2014)
Đáp án D.
Câu 4: Hỗn hợp M gồm axit axetic và anđehit
X. Đốt cháy hoàn toàn m gam M cần dùng vừa
đủ 0,13 mol O
2
, sinh ra 0,1 mol CO
2
và 0,1 mol
H
2
O. Cho toàn bộ lượng M trên vào lượng dư
dung dịch AgNO
3
trong NH
3
đun nóng, sau khi
kết thúc các phản ứng thu được 0,04 mol Ag.
Công thức của X là :
A. C

3
H
7
CHO. B. HCHO.
C. CH
3
CHO. D. C
2
H
5
CHO.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – Trường THPT
Chuyên – Đại học Vinh, năm học 2013 – 2014)
Đáp án A.
Câu 5: Đun nóng 0,1 mol este no, đơn chức E
với 30 ml dung dịch 28% (d = 1,2 g/ml) của một
hiđroxit kim loại kiềm M. Sau khi kết thúc phản
ứng xà phòng hoá, cô cạn dung dịch thì thu được
chất rắn A và 4,6 gam ancol B. Đốt cháy chất
rắn A thì thu được 12,42 gam muối cacbonat,
8,26 gam hỗn hợp CO
2
và hơi nước. Tên gọi của
E là :
A. Metyl fomat. B. Etyl fomat.
C. Etyl axetat. D. Metyl propionat.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Yên Lạc –
Vĩnh Phúc, năm học 2013 – 2014)
Đáp án C.
Câu 6: X là một tetrapeptit cấu tạo từ một amino

axit (A) no, mạch hở có 1 nhóm –COOH; 1
nhóm –NH
2
. Trong A %N = 15,73% (về khối
lượng). Thủy phân m gam X trong môi trường
axit thu được 41,58 gam tripeptit; 25,6 gam
đipeptit và 92,56 gam A. Giá trị của m là :
A. 159 gam. B. 143,45 gam.
C. 161 gam. D. 141,74 gam.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Yên Lạc –
Vĩnh Phúc, năm học 2013 – 2014)
Đáp án B.
Câu 7: Một tripeptit no, mạch hở X có công
thức phân tử C
x
H
y
O
6
N
4
. Đốt cháy hoàn toàn 0,1
mol X, thu được 26,88 lít CO
2
(đktc) và m gam
H
2
O. Giá trị của m là :
A. 19,80. B. 18,90. C. 18,00. D. 21,60.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT chuyên KHTN

Huế, năm học 2013 – 2014)
Đáp án A.
Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 hoặc 0936 079 282

Trên bước đường thành công không có dấu chân của kẻ lười biếng !

6