PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
Hóa học là môn khoa học thực nghiệm, do đó dạy và học hóa học không
chỉ dừng lại ở việc truyền đạt và lĩnh hội kiến thức khoa học 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 (BTHH) 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. Việc nắm bắt kiến thức có liên quan, định
hướng giải đúng một bài tập là rất quan trọng bên cạnh đó hiện nay thi đại học theo
hình thức trắc nghiệm còn đặt ra yêu cầu giải nhanh các bài toán Hóa học bằng
phương pháp nhanh nhất, đi bằng con đường ngắn nhất để tiết kiệm thời gian làm
bài, mặt khác khi tìm ra phương pháp giải nhanh còn giúp người học rèn luyện tư
duy và năng lực phát hiện vấn đề.
Quá trình giảng dạy môn Hóa học ở trường THPT, đặc biệt là trong quá
trình ôn thi học sinh giỏi các cấp và thi Đại học thì các bài tập thuộc chuyên đề
hiđrocacbon chiếm lượng đáng kể trong đề thi. Phản ứng hóa học của phần
hiđrocacbon nói riêng và hữu cơ nói chung thường xảy ra theo nhiều hướng tạo ra
hỗn hợp các sản phẩm. Vì vậy, khi gặp các bài toán có liên quan các em thường
lúng túng trong việc tìm ra phương pháp giải phù hợp, hay nhầm lẫn và mắc sai
lầm trong quá trình giải.
Thực tế trong quá trình giảng dạy, tôi nhận thấy các em thường mắc phải
một số sai lầm trong quá trình giải bài tập hoặc các em chưa tư duy để có cách giải
nhanh nên khi giải bài tập thường đi theo lối mòn do đó mất nhiều thời gian khi
giải một bài tập, đặc biệt phần hiđrocacbon lớp 11. Từ những vướng mắc đó, là
giáo viên Hóa học tôi nhận thấy cần phải giúp các em khắc phục nhược điểm này.
Trên đây là lí do tôi chọn đề tài “ Khắc phục sai lầm và rèn kĩ năng giải
bài tập phần hiđrocacbon lớp 11” làm sáng kiến kinh nghiệm cho mình. Với hy
vọng đề tài này sẽ là một tài liệu tham khảo phục vụ cho việc học tập của các em
học sinh 11 và cho công tác giảng dạy của các bạn đồng nghiệp.
Do thời gian và năng lực có hạn. Tôi chỉ đi sâu giải quyết được một số
dạng bài tập phần hiđrocacbon mà học sinh dễ mắc sai lầm và rèn kĩ năng làm bài
tập dạng đó để thực hiện đề tài: “ Khắc phục sai lầm và rèn kĩ năng giải bài tập
phần hiđrocacbon lớp 11”
PHẦN II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I- CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI:
Tài liệu viết về hóa học hữu cơ và phần bài tập về hiđrocacbon thì nhiều nhưng
tính chủ động nghiên cứu tài liệu của các em còn khá hạn chế. Lí thuyết phần
hiđrocacbon lại dài, do đó thời gian dành cho luyện tập bài tập hạn chế.
Từ những sai lầm thường mắc phải và những hạn chế của học sinh trong quá
trình giải bài tập phần hiđrocacbon lớp 11 trong phạm vi đề tài, tôi mong muốn
giáo viên sẽ chủ động hơn khi hướng dẫn học sinh giải các dạng bài tập phần
1
hiđrocacbon. Còn đối với học sinh tôi mong muốn các em sẽ rút ra được bài học bổ
ích cho bản thân để có phương pháp và kĩ năng giải các bài tập phần hiđrocacbon
kể cả tự luận và trắc nghiệm mà vẫn đảm bảo được thời gian. Từ đó các em không
ngừng phát huy tính tích cực chủ động, sáng tạo trong học tập bộ môn Hóa.
II- THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
1. Thực trạng vấn đề nghiên cứu:
Qua công tác giảng dạy và kiểm tra khảo sát chất lượng những năm học gần
đây: 2011-2012, 2012-2013, 2013-2014 ở khối 11 tôi thấy đa số các em đều mắc
sai lầm hoặc có những phương pháp giải bài toán dài, mất nhiều thời gian ở những
dạng sau:
- Dạng bài tập: Xác định công thức phân tử (CTPT) của hiđrocacbon hoặc hỗn
hợp hiđrocacbon, tính % thể tích hoặc % khối lượng của chúng.
- Dạng bài tập: Xác định công thức cấu tạo (CTCT) phù hợp với công thức phân
tử (CTPT).
- Dạng bài tập: Bài tập về phản ứng cộng của hiđrocacbon với H2, dung dịch
Br2, dung dịch HX, phản ứng thế với dung dịch AgNO3/NH3.
- Dạng bài tập: Xác định khối lượng sản phẩm của phản ứng đốt cháy.
- Dạng bài tập: Liên quan đến hiệu suất phản ứng và hiệu suất quá trình.
Đây là một số dạng bài tập hiđrocacbon mà các em thường mắc sai lầm hoặc
không tìm ra được những phương pháp giải ưu thế, do đó các em thường ngại thậm
chí một số em còn lo sợ đi thi sẽ gặp những bài tập dạng này. Là giáo viên trực tiếp
giảng dạy môn Hóa học tôi thấy việc tìm ra những hạn chế và khắc phục hạn chế
trong quá trình học của học sinh là điều rất cần thiết giúp các em không chỉ học tập
tốt hơn phần Hiđrocacbon mà cả bộ môn Hóa và các môn học khác.
Từ những thực trạng trên học kì II năm học 2014-2015 tôi đã thực hiện đề tài
trên lớp 11B3. Song song với việc thực hiện đề tài ở 11B3 tôi đã dùng lớp 11B4
làm lớp đối chứng. Việc thực hiện đề tài đã cho tôi kết quả thực sự khả quan.
2. Phương pháp nghiên cứu:
2.1. Đối với giáo viên:
Phải hệ thống hóa kiến thức trọng tâm một cách logic và khái quát nhất về phần
hiđrocacbon.
Tham khảo các tài liệu có liên quan đến phần hiđrocacbon.
Đưa ra những ví dụ cụ thể để chỉ ra những sai lầm học sinh thường gặp và
những phương pháp giải dài mất thời gian mà các em hay làm.
Nắm vững các phương pháp giải bài tập và xây dựng hệ thống bài tập phải thật
sự đa dạng, nhưng vẫn đảm bảo trọng tâm của chương trình phù hợp với đối tượng
học sinh.
Luôn quan tâm và có biện pháp giúp đỡ các em học sinh có học lực yếu, kém.
Cung cấp bài tập tương tự phù hợp với đối tượng học sinh.
2
Xây dựng đề kiểm tra đối chứng kết quả ở các lớp thực hiện và không thực hiện
đề tài.
2.2. Đối với học sinh:
Phải tích cực rèn kỹ năng hệ thống hóa kiến thức sau mỗi bài, mỗi chương đặc
biệt là phần lí thuyết và bài tập có liên quan đến hiđrocacbon.
Tích cực làm bài tập ở lớp và đặc biệt là ở nhà.
Phải rèn cho bản thân năng lực tự học, tự đánh giá.
2.3. Đối tượng nghiên cứu :
Thực hiện với học sinh lớp 11 đang và đã học phần hiđrocacbon. Cụ thể ở lớp
11B3 và lớp đối chứng là 11B4
Giáo viên lồng ghép dạy vào các tiết luyện tập bài tập trên lớp cho học sinh hoặc
có thể dạy vào các buổi dạy thêm theo quy định.
2.4. Ý nghĩa của đề tài:
Giúp học sinh học tập nhanh hơn, hiệu quả hơn.
Gây hứng thú học tập đối với bộ môn. Từ đó học sinh say mê học tập và có kết
quả học tập tốt hơn với bộ môn Hóa học.
III- NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
1. CƠ SỞ LÍ THUYẾT LIÊN QUAN ĐẾN CÁC DẠNG BÀI TẬP:
1.1. Cơ sở lí thuyết có liên quan:
1.1.1. Gọi CT chung của các hiđrocacbon là : Cn H 2 n+ 2−2 k
a. Phản ứng với H2 dư (Ni, to) (H=100%)
Cn H 2 n + 2 − 2 k
k = π + V.
+ k H2 → Cn H 2 n + 2 hỗn hợp sau phản ứng có ankan và H2 dư
- Trong phản ứng với H2 (H=100%) không biết H2 dư hay hiđrocacbon dư thì có
thể dựa vào M của hỗn hợp sau phản ứng. Nếu M <26 ⇒ hỗn hợp sau phản ứng có
H2 dư và hiđrocacbon chưa no phản ứng hết
b. Phản ứng với Br2 dư:
Ni , t o
Cn H 2 n + 2 − 2 k
→ Cn H 2 n + 2−2 k Br2 k
+ k Br2
c. Phản ứng với HX
Cn H 2 n + 2 − 2 k
→ Cn H 2 n + 2−k X k
+ k HX
d. Phản ứng với Cl2 (a's'k't')
→ Cn H 2 n + 2−2 k − x Clx + xHCl
+ x Cl2
e. Phản ứng với AgNO3/NH3
Cn H 2 n + 2 − 2 k
+ xAgNO3 + xNH3 → Cn H 2 n+ 2−2 k − x Ag x ↓ + xNH 4 NO3
g. Phản ứng cháy :
Cn H 2 n + 2 − 2 k
3n + 1 − k
t0
O2
→ nCO2 + (n + 1 − k ) H 2O
2
1.1.2. Đối với ankan: k = 0
Cn H 2 n + 2 − 2 k +
ASKT
CnH2n+2 + xCl2 → CnH2n+2-xClx + xHCl ĐK: 1 ≤ x ≤ 2n+2
3
→ CmH2m+2 + CxH2x …
CnH2n+2
ĐK: m+x=n; m ≥ 1, x ≥ 2, n ≥ 3.
1.1.3. Đối với xicloankan: k = 1
Ni , t
CnH2n + H2 → CnH2n+2
ĐK : n = 3, 4
CnH2n + Br2 → CnH2n+2
ĐK : n =3
as
CnH2n + Cl2 → CnH2n+2
ĐK : n ≥ 5
1.1.4. Đối với anken: k = 1
+ Phản ứng với H2, Br2, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:1
+ Chú ý phản ứng thế với Cl2 ở cacbon α
500 C
CH3-CH=CH2 + Cl2 → ClCH2-CH=CH2 + HCl
1.1.5. Đối với ankin: k = 2
+ Phản ứng với H2, Br2, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:1 hay 1: 2
Ni , t
VD: CnH2n-2 + 2H2 → CnH2n+2
+ Phản ứng với dd AgNO3/NH3
→ CnH2n-2-xAgx + xNH4NO3 ĐK: 0 ≤ x ≤ 2
CnH2n-2 + xAgNO3 + xNH3
* Nếu x = 0 ⇒ hiđrocacbon là ankin ≠ ankin-1
* Nếu x = 1 ⇒ hiđrocacbon là ankin-1
* Nếu x = 2 ⇒ hiđrocacbon là C2H2.
1.1.6. Đối với aren và đồng đẳng:
+ Cách xác định số liên kết π ngoài vòng benzen.
Crackinh
o
o
o
nBr2
= α ⇒ α là số liên kết π ngoài vòng benzen.
nhidrocacbon
+ Cách xác định số lk π trong vòng:
nH 2
=α + β
Phản ứng với H2 (Ni,to):
nhidrocacbon
* Với α là số lk π nằm ngoài vòng benzen
* β là số lk π trong vòng benzen.
Phản ứng với dd Br2 :
Ngoài ra còn có 1 lk π tạo vòng benzen ⇒ số lk π tổng là α + β +1.
VD: Hiđrocacbon có 5 π trong đó có 1 lk π tạo vòng benzen, 1lk π ngoài vòng, 3 lk
π trong vòng. Vậy nó có k=5 ⇒ CTTQ là CnH2n+2-2k với k=5 ⇒ CTTQ là CnH2n-8
1.2. Một số chú ý đối với các dạng bài tập:
- Phản ứng cộng của hiđrocacbon mạch hở có k π với Br2, H2 theo tỉ lệ mol 1: k.
+ Nếu là anken thì tỉ lệ là: 1:1.
+ Nếu là ankin và ankađien thì tỉ lệ là 1:2.
+ Nếu là hỗn hợp hiđrocacbon: ∑nlkπ = ∑nH2pưng =∑nBr2pư
∑nlkπ = nanken + 2nankin + 2nankađien.
- Phản ứng của ankin với dung dịch AgNO3/NH3 theo tỉ lệ 1:2 thì đó là C2H2, đồng
đẳng còn lại phản ứng theo tỉ lệ 1:1.
4
- Khi đớt cháy hiđrocacbon thì cacbon tạo ra CO 2 và hiđro tạo ra H2O. Tởng khới
lượng C và H trong CO2 và H2O phải bằng khới lượng của hiđrocacbon đem đốt
cháy.
+ Nếu đốt cháy ankan thu được nCO2 < nH2O và nankan cháy = nH2O – nCO2
Sớ ngun tử C: n = n
nCO2
Cn H 2 n+2
+ Nếu đốt cháy anken và xicloankan cho nCO2 = nH2O
Sớ ngun tử C:
n=
nCO2
nCn H 2 n
+ Nếu đớt cháy ankin, ankađien cho: nCO2 > nH2O
nankin(cháy)(nankađien) = nCO2 – nH2O
- Khi đớt cháy hỡn hợp các hiđrocacbon khơng no:
+ Thu được a mol CO2 thì sau hiđro hóa hoàn toàn hiđrocacbon rời đớt cháy hỡn
hợp các hiđrocacbon no đó cũng thu được a mol CO2. Đó là do khi hiđro hóa thì sớ
ngun tử C khơng thay đởi và sớ mol hiđrocacbon no thu được ln bằng sớ mol
hiđrocacbon khơng no.
+ Sau khi hiđro hóa hoàn toàn hiđrocacbon khơng no rời đớt cháy thì thu được sớ
mol H2O nhiều hơn so với khi đớt lúc chưa hidro hóa. Sớ mol H 2O trợi hơn bằng sớ
mol H2 đã tham gia phản ứng hiđro hóa.
- Cách tính sớ ngun tử C và sớ ngun tử C trung bình hoặc khới lượng mol trung
bình
M=
+ Khới lượng mol trung bình của hỡn hợp:
n=
+ Sớ ngun tử C trung bình:
+ Sớ ngun tử C:
n=
nCO2
nhh
;
mhh
nhh
n=
n1a + n2b
a+b
nCO2
nCx H y
- Các bài tốn có liên quan đến hiệu suất phản ứng:
+ Nếu phản ứng hồn tồn thì: H pư= 100% và có ít nhất một chất tham gia phải
hết.
+ Nếu hiệu suất H% < 100% thì lượng chất tham gia thực dùng nhiều hơn lượng
lý thuyết (tính theo phương trình phản ứng) còn lượng sản phẩm thu được bao giờ
cũng nhỏ hơn lượng sản phẩm tính theo lý thuyết.
+ Cơng thức tính hiệu suất phản ứng :
* Theo một chất tham gia (TG) :
H% =
lượng chất TG phản ứng
×100%
lượng chất TG thực dùng
* Theo một chất sản phẩm (SP):
H% =
lượng SP thực tế
×100%
lượng SP lý thuyết
5
+ Nếu cả hai chất tham gia đều biết lượng dùng ban đầu, thì H% phải được xác
định dựa vào chất có khả năng hết (khi để phản ứng hoàn toàn)
+ Hiệu suất quá trình gồm nhiều phản ứng nối tiếp:
H% = H1× H2 × H3 × … Hn × 100%
( Trong đó: H1, H2, .....Hn là các hiệu suất thành phần được để ở dạng thập
phân, ví dụ 25% = 0,25 )
+ Khi đề bài cho lượng chất mang đơn vị lớn : kg, tấn … thì nên giải bài toán theo
khối lượng với đơn vị bài cho.
2. MỘT SỐ DẠNG TOÁN THƯỜNG GẶP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
NHANH :
2.1. Dạng bài tập: Xác định công thức phân tử (CTPT) của hiđrocacbon hoặc
hỗn hợp hiđrocacbon, tính % thể tích hoặc % khối lượng của chúng.
2.1.1. Ví dụ cụ thể và hướng dẫn giải
Ví dụ 1: Cho 4,48 lít hỗn hợp X (ở đktc) gồm 2 hiđrocacbon mạch hở lội từ từ
qua bình chứa 1,4 lít dung dịch Br 2 0,5M. Sau khi phản ứng hoàn toàn, số mol
Br2 giảm đi một nửa và khối lượng bình tăng thêm 6,7 gam. Công thức phân tử
của 2 hiđrocacbon là (cho H = 1, C = 12)
A. C2H2 và C4H6.
√B. C2H2 và C4H8.
C. C3H4 và C4H8.
D. C2H2 và C3H8.
* Lời giải sai: Nhiều học sinh vội gọi công thức phân tử trung bình của 2 hợp
chất Cn H 2 n+ 2−2 k rồi tính M = 6,7:0,2 = 33,5 → loại đáp án C.
Cn H 2 n + 2−2 k + k Br2
→ Cn H 2 n + 2−2 k Br2 k
0,2 mol
0,7 mol → k = 3,5
từ đó tìm ra n = 2,75. Kết luận n=2, m=3 →Chọn đáp án D.
* Nguyên nhân dẫn đến sai lầm:
Đây là bài tập dễ, đối với học sinh khá, giỏi ít bị mắc sai lầm này, bị mắc chỉ do
các em chủ quan trong khi làm. Việc nhầm lẫm này chủ yếu xảy ra đối với các em
học sinh có lực học trung bình và yếu do hạn chế về mặt tư duy, cũng như trí nhớ,
các em làm bài tập còn mang tính chất máy móc, áp dụng rập khuôn theo công
thức..
* Cách khắc phục:
- Giáo viên lưu ý học sinh cách tính k dựa vào số mol Br2 thực tế phản ứng. Giá trị
k≤2
- Học sinh phải đọc kĩ đề để thấy số mol Br 2 pư = 0,35 mol, 2 hiđrocacbon không
phải thuộc cùng dãy đồng đẳng hay đồng đẳng kế tiếp.
* Phương pháp giải nhanh:
Ta có: k = n Br2 : n Hidrocacbon = 0,35 : 0,2 = 1,75 < 2 à có 1 ankin, 1 anken à Gọi
Anken CnH2n x mol; Ankin CmH2m-2 y mol
6
Ta có : x + 2y = 0,35 ; x + y = 0,2 à x = 0,15 ; y = 0,2
Khối lượng bình tăng = 14n.0,15 + (14m – 2).0,2 = 6,7 vì n, m nguyên
à n = 4 , m = 2 . Chọn đáp án B
Ví dụ 2: Dẫn 1,68 lít hỗn hợp khí X gồm hai hiđrocacbon vào bình đựng dung
dịch brom (dư). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, có 4 gam brom đã phản ứng
và còn lại 1,12 lít khí. Nếu đốt cháy hoàn toàn 1,68 lít X thì sinh ra 2,8 lít khí
CO2. Công thức phân tử của hai hiđrocacbon là (biết các thể tích khí đều đo ở
đktc).
A. CH4 và C2H4. B. CH4 và C3H4. √C. CH4 và C3H6. D. C2H6 và
C3H6.
* Lời giải dài: nhh = 0,075mol; nBr2 = 0,025mol; nkhí = 0,05mol.
→ nHCpư = 0,075-0,05= 0,025 mol.
Tỉ lệ nBr2:nHC = 0,025: 0,025 = 1:1 ⇒ HC phản ứng là anken CnH2n (n≥2) , HC còn
lại là ankan CmH2m +2 (m ≥ 1)
3n
O2 →nCO2 + n H2O
CnH2n +
2
0,025
0,025n mol
3m + 1
O2 →mCO2 + (m +1) H2O
CmH2m+2 +
2
0,05
0,05m mol
0,025n + 0,05m = 2,8/22,4
n+ 2m = 5 ↔ n=3; m=1 (Phù hợp). Chọn C
* Lời giải sai: nhh = 0,075mol; nBr2 = 0,025mol; nkhí = 0,05mol.
→ nHCpư = 0,075-0,05= 0,025 mol.
Tỉ lệ nBr2:nHC = 0,025: 0,025 = 1:1 ⇒ HC phản ứng là anken CnH2n (n≥2) , HC còn
lại là ankan CnH2n +2 (n ≥ 1)
CnH2n +
3n
O2
2
→nCO2 + n H2O
0,025
CnH2n+2 +
0,025n mol
3n + 1
O2
2
→nCO2 + (n +1) H2O
0,05
0,05n mol
0,025n + 0,05n = 2,8/22,4 ↔ n= 1,67 . Chọn A
* Nguyên nhân:Dẫn đến cách giải dài:
- Các em chưa tư duy được những bước làm nhanh, ngắn gọn hơn, mà vẫn theo
thói quen làm từng bước để đi đến đáp số. Cách làm này đúng nhưng sẽ khiến các
em mất nhiều thời gian, thậm chí có những em cứ xoay quanh với việc cân bằng 2
phản ứng cháy nhưng thực tế việc làm này không cần thiết.
Nguyên nhân:Dẫn đến sai lầm:
7
- Các em có thói quen nếu đã gọi công thức phân tử thì sẽ kí hiệu số nguyên tử
cacbon là n, nên vô hình chung học sinh đã chuyển anken và ankan có số nguyên tử
cacbon khác nhau thành giống nhau do đó làm sai lệch kết quả.
* Cách khắc phục:
- Giáo viên lưu ý học sinh có thể để tích mà tính ngay thay vì phải chuyển về số
mol.
- Nhấn mạnh cho học sinh việc gọi công thức phân tử của các dãy đồng đẳng chỉ
được chung giá trị n khi chúng có cùng số nguyên tử cacbon.
- Hướng dẫn học sinh cách giải đúng và giải nhanh bài toán.
* Phương pháp giải nhanh:
Tỉ lệ : nBr2/n(hiđrocacbon không no) = (4/160)/[(1,68 – 1,12)/22,4] =1
⇒ Hiđrocacbon là anken. Loại B.
Lại có n = 2,8/1,68 = 5/3 = 1,67 ⇒ Phải có CH4. Loại D.
n(hiđrocacbon không no) = (2,8 – 1,12*1)/0,56 = 3
⇒ CTPT của hai hiđrocacbon là : CH4 và C3H6
Ví dụ 3: Hỗn hợp khí X gồm một ankan và một anken. Tỉ khối của X so với H2
bằng 11,25. Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lít X, thu được 6,72 lít CO2 (các thể tích khí
đo ở đktc). Công thức của ankan và anken lần lượt là
A. CH4 và C2H4. B. C2H6 và C2H4.
√C. CH4 và C3H6.
D. CH4 và C4H8.
* Lời giải dài: Gọi anken CnH2n (n≥2) , ankan CmH2m +2 (m ≥ 1)
M = 11,25x2 = 22,5 → Ankan đó là CH4 . Loại B
CnH2n a mol ; CH4 b mol
CnH2n + 1,5nO2 →nCO2 + nH2O ; CH4 + 2O2 →CO2 + 2H2O
a
an mol
b
b
mol
Ta có:
a + b = 0,2
an + b = 0,3 . Giải hệ phương trình ta được n =3
16a + 14nb
0,2
= 22,5
. Chọn C
* Nguyên nhân: Dẫn đến cách giải dài
- Các em chưa tư duy được những bước làm nhanh, ngắn gọn hơn, mà vẫn theo
thói quen làm từng bước để đi đến đáp số. Cách làm này đúng nhưng sẽ khiến các
em mất nhiều thời gian, thậm chí có những em cứ xoay quanh với việc cân bằng
phản ứng cháy nhưng thực tế việc làm này không cần thiết.
* Cách khắc phục:
- Giáo viên lưu ý: Nếu gọi công thức ở dạng CnH2n thì số mol CO2 khi đốt cháy gấp
n lần số mol hiđrocacbon.
- Hướng dẫn học sinh cách giải đúng và giải nhanh bài toán.
* Phương pháp giải nhanh:
Ta có: nX = 0,2; nCO2 = 0,3 → ntb = 0,3/0,2 = 1,5 → Có CH4. Loại B
8
CH4 a mol ;
Ta có:
CnH2n b mol
a + b = 0,2
a + bn = 0,3
. Giải nhanh ta được n =3
16a + 14nb = 4,5
. Chọn C
2.1.2. Bài tập vận dụng:
Bài 1: Cho 14g hỗn hợp 2 anken là đồng đẳng liên tiếp đi qua dung dịch nước Br 2
thấy làm mất màu vừa đủ dung dịch chứa 64g Br 2. Công thức phân tử của các
anken là:
√A. C2H4, C3H6
B. C3H8, C4H10
C. C4H10, C5H12
D. C5H10, C6H12
Tỷ lệ số mol 2 anken trong hỗn hợp là:
A. 1:2
B. 2:1
C. 2:3
D. 1:1
Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 hiđrocacbon mạch hở, liên tiếp trong dãy
đồng đẳng thu được 22,4 lít CO2 (đktc) và 25,2g H2O. Công thức phân tử 2
hiđrocacbon là:
A. CH4, C2H6
√B. C2H6, C3H8
C. C3H8, C4H10
D. C4H10, C5H12
Bài 3: Hỗn hợp khí X gồm anken M và ankin N có cùng số nguyên tử cacbon
trong phân tử. Hỗn hợp X có khối lượng 12,4 gam và thể tích 6,72 lít (ở đktc). Số
mol, công thức phân tử của M và N lần lượt là
A. 0,1 mol C2H4 và 0,2 mol C2H2.
B. 0,1 mol C3H6 và 0,2 mol C3H4.
C. 0,2 mol C2H4 và 0,1 mol C2H2.
√D. 0,2 mol C3H6 và 0,1 mol C3H4
2.2. Dạng bài tập: Xác định công thức cấu tạo (CTCT) phù hợp với công thức
phân tử (CTPT).
2.2.1. Ví dụ cụ thể và hướng dẫn giải:
Ví dụ 1: Hiđrocacbon mạch hở X trong phân tử chỉ chứa liên kết σ và có hai
nguyên tử cacbon bậc ba trong một phân tử. Đốt cháy hoàn toàn 1 thể tích X sinh
ra 6 thể tích CO2 (ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). Khi cho X tác dụng với Cl 2
(theo tỉ lệ số mol 1 : 1), số dẫn xuất monoclo tối đa sinh ra là:
A. 3.
B. 4.
√C. 2.
D. 5.
* Lời giải dài: Gọi X là CnH2n +2 (n ≥ 1)
CnH2n+2 +
3n +1
O2
2
→nCO2 + (n +1) H2O
1/22,4
→ 6/22,4
⇒ n = 6.
X là C6H14. X có 2 nguyên tử C bậc ba ⇒ X là : 2,3-đimetylbutan.
Cho X tác dụng với Cl2 (tỉ lệ mol 1:1) chỉ sinh ra tối đa 2 dẫn xuất monoclo :
* Nguyên nhân:Dẫn đến cách giải dài
- Các em chưa tư duy được những bước làm nhanh, ngắn gọn hơn, mà vẫn theo
thói quen làm từng bước để đi đến đáp số. Cách làm này đúng nhưng sẽ khiến các
9
em mất nhiều thời gian, thậm chí có những em cứ xoay quanh với việc cân bằng
phản ứng cháy nhưng thực tế việc làm này không cần thiết.
* Cách khắc phục:
- Giáo viên lưu ý: Nếu gọi công thức ở dạng C nH2n+2 thì số mol CO2 khi đốt cháy
gấp n lần số mol hiđrocacbon và : n= nCO2/nCnH2n+2
- Hướng dẫn học sinh cách giải đúng và giải nhanh bài toán.
- Giáo viên cần chú ý cho học sinh tính đối xứng của phân tử.
* Phương pháp giải nhanh:
X → 6CO2 ⇒ X có 6C. X mạch hở, chỉ chứa liên kết σ ⇒ X là C6H14.
X có 2 nguyên tử C bậc ba ⇒ X là : 2,3-đimetylbutan (CH3)2CH-CH(CH3)2
Cho X tác dụng với Cl2 (tỉ lệ mol 1:1) sẽ sinh ra tối đa 2 dẫn xuất monoclo :
Ví dụ 2 : Cho hiđrocacbon X phản ứng với brom (trong dung dịch) theo tỉ lệ mol
1 : 1, thu được chất hữu cơ Y (chứa 74,08% Br về khối lượng). Khi X phản ứng với
HBr thì thu được hai sản phẩm hữu cơ khác nhau. Tên gọi của X là
√A. But-1-en
B. But-2-en
C. Propilen
D. Xiclopropan
* Lời giải dài: Gọi X là CnH2n (n ≥ 2)
CnH2n + Br2 →CnH2nBr2
Theo bài ra học sinh lập được %Br = 160x100/(14n+160) = 74,08
Giải ra n = 4. Công thức phân tử là: C4H8
Các công thức cấu tạo có thể có : CH2=CH-CH2-CH3 ; CH3 –CH=CH-CH3
CH2=C(CH3)2
Học sinh cộng HBr vào các công thức cấu tạo tương ứng, từ đó tìm ra công thức
cấu tạo phù hợp là But-1-en. Chọn A.
* Nguyên nhân:Dẫn đến cách giải dài
- Các em chưa tư duy được những công thức cấu tạo của anken và sản phẩm cộng
của chúng.
* Cách khắc phục:
- Giáo viên cần chú ý cho học sinh khi cộng HBr vào anken thu được một sản
phẩm duy nhất thì anken đó là anken đối xứng, còn thu được nhiều sản phẩm thì đó
là anken bất đối xứng.
* Phương pháp giải nhanh:
Từ tỉ lệ bài cho " Có 1 liên kết π, CnH2n :
%Br = 160x100/(14n+160) = 74,08 " n= 4 ;
Khi tác dụng với HBr tạo nhiều sản phẩm X có cấu tạo bất đối xứng : But-1-en.
Chọn A
Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm C2H2, C3H4 và C4H4 (số mol mỗi chất
bằng nhau) thu được 0,09 mol CO2. Nếu lấy cùng một lượng hỗn hợp X như trên
tác dụng với một lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, thì khối lượng kết tủa thu
được lớn hơn 4 gam. Công thức cấu tạo của C3H4 và C4H4 trong X lần lượt là :
√A. CH≡C-CH3, CH2=CH-C≡CH.
B. CH≡C-CH3, CH2=C=C=CH2.
10
C. CH2=C=CH2, CH2=C=C=CH2.
D. CH2=C=CH2, CH2=CHC≡CH.
* Lời giải dài: Gọi a là số mol mỗi chất.
C2H2 + 5/2 O2 →2CO2 + H2O; C3H4 + 4 O2 →3CO2 + 2H2O
a
2a
a
3a
mol
C4H4 + 5 O2 →4CO2 + 2H2O
a
4a
mol
Ta có: 2a+3a+4a = 0,09 → a = 0,01 mol.
Phương trình phản ứng xảy ra:
C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 → C2Ag2↓ + 2NH4NO3
0,01
0,01 mol
C3H4 + AgNO3 + NH3 → C3H3Ag↓ + NH4NO3
0,01
0,01 mol
C4H4 + AgNO3 + NH3 → C4H3Ag↓ + NH4NO3
0,01
0,01 mol
m↓ = 0,01x240 + 0,01x147+ 0,01x159 = 5,46 gam > 4gam (thỏa mãn)
Cả 3 chất đều phản ứng được với dd AgNO3/NH3. Chọn A
* Nguyên nhân:Dẫn đến cách giải dài
- Mặc dù kết quả đúng, nhưng cách giải của học sinh còn mang tính ngộ nhận, chưa
tư duy, chưa lập luận chặt chẽ.
- Học sinh còn mơ màng về phản ứng thế với dung dịch AgNO 3/NH3, nên vận
dụng vào bài tập còn chưa sáng tạo.
- Nhiều em có lực học khá và giỏi mới làm được bài như trên, còn với học sinh
trung bình và yếu thì bỏ qua, không làm được.
* Cách khắc phục:
- Củng cố lại lí thuyết về phản ứng thế với dung dịch AgNO 3/NH3 và tỉ lệ số mol
của hợp chất với AgNO3 và số mol kết tủa.
- Hướng dẫn học sinh cách tư duy và phương pháp giải nhanh.
* Phương pháp giải nhanh:
Số mol mỗi chất = 0,09: (2+3+4) =0,01 mol
C2H2
C2Ag2
mol: 0,01
0,01
m↓ là 2,4 gam suy ra hai chất còn lại cho lượng kết tủa lớn hơn 1,6 gam (1)
CH≡C-CH3 → CAg≡C-CH3
mol:
0,01
0,01
→ m kết tủa là 1,47 gam (2)
Từ (1) và (2) suy ra C4H4 phải tham gia phản ứng tạo kết tủa
Vậy Công thức cấu tạo của C3H4 và C4H4 trong X lần lượt là :
CH≡C-CH3, CH2=CH-C≡CH. Chọn A
2.2.2. Bài tập vận dụng:
11
Bài 1: Hỗn hợp khí X gồm H2 và một anken có khả năng cộng HBr cho sản phẩm
hữu cơ duy nhất. Tỉ khối của X so với H2 bằng 9,1. Đun nóng X có xúc tác Ni, sau
khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Y không làm mất màu nước
brom; tỉ khối của Y so với H2 bằng 13. Công thức cấu tạo của anken là:
√A. CH3-CH=CH-CH3.
B. CH2=CH-CH2-CH3.
C. CH2=C(CH3)2.
D. CH2=CH2.
Bài 2: Chất X có công thức phân tử C5H8 , khi hiđro hóa chất X ta thu được chất
isopentan, X có khả năng trùng hợp thành cao su. Công thức cấu tạo của X là
công thức nào trong số các công thức sau đây:
A. CH3-C(CH3)=C= CH2
√ B. CH2= C(CH3) - CH = CH2
C. CH3- CH2 - C CH
D. Tất cả đều sai .
2. 3. Dạng bài tập: Bài tập về phản ứng cộng của hiđrocacbon với H 2, dung
dịch Br2, dung dịch HX, phản ứng thế với dung dịch AgNO3/NH3:
2.3.1. Ví dụ cụ thể và hướng dẫn giải:
Ví dụ 1: Đun nóng hỗn hợp khí X gồm 0,06 mol C2H2 và 0,04 mol H2 với xúc tác
Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y. Dẫn toàn bộ hỗn hợp Y lội từ từ qua
bình đựng dung dịch brom (dư) thì còn lại 0,448 lít hỗn hợp khí Z (ở đktc) có tỉ
khối so với O2 là 0,5. Khối lượng bình dung dịch brom tăng là:
A. 1,04 gam.
√B. 1,32 gam.
C. 1,64 gam.
D. 1,20 gam
* Lời giải sai: C2H2 + 2H2 → C2H6
0,02 ←0,04 →0,02 mol
Hỗn hợp Y gồm C2H2: 0,04 mol ; C2H6 0,02 mol
Cho Y tác dụng với dung dịch Br2 có phản ứng: C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4
0,04 mol
m bình Brom tăng = 0,04x26 = 1,04 gam. Chọn A.
* Lời giải dài: C2H2 + 2H2 → C2H6 ;
C2H2 + H2 → C2H4
x ← 2x → x mol
y ← y → y mol
Hỗn hợp Y gồm C2H2:(0,06-x-y)mol; C2H6:x mol; C2H4:ymol; H2:(0,04-2x-y) mol
Cho Y tác dụng với dung dịch Br2 có phản ứng:
C2H2 +
2Br2 → C2H2Br4 ;
C2H4 + Br2 → C2H4Br2
(0,06-x-y)
2(0,06-x-y)
y mol y
Hỗn hợp Z gồm C2H6: x mol; H2 (0,04-2x-y) mol
Theo bài ra ta có : 0,04-x-y = 0,02
x.30 + 2(0,04-2x-y) = 0,32
Giải hệ phương trình ta được x= y= 0,01 mol.
Vậy m bình Brom tăng = mC2H2+ mC2H4 = 0,04x26 + 0,01x28 = 1,32 gam. Chọn B
* Nguyên nhân:Dẫn đến cách giải dài
- Các em chưa tư duy được những bước làm nhanh, ngắn gọn hơn, mà vẫn theo
thói quen làm từng bước để đi đến đáp số. Cách làm này đúng nhưng sẽ khiến các
12
em mất nhiều thời gian, thậm chí có những em cứ xoay quanh với việc cân bằng
nhưng thực tế việc làm này không cần thiết đối với dạng bài trắc nghiệm.
Dẫn đến cách giải sai:
- Các chỉ nghĩ phản ứng xảy ra hoàn toàn và áp dụng theo phản ứng đó để tính làm
sai lệch kết quả.
* Cách khắc phục:
- Giáo viên củng cố lại lí thuyết có liên quan.
- Hướng dẫn học sinh kĩ năng tư duy, phương pháp bảo toàn khối lượng.
- Hướng dẫn học sinh cách giải nhanh.
* Phương pháp giải nhanh:
m C2H6 + m H2 = 16.0,02 = 0,32 gam = mZ
Áp dụng ĐLBTKL ta có:
mX = mY = m C2H2 bđ + m H2bđ = m C2H4 + m C2H2 dư + m C2H6 + m H2 = mBr2 tăng + mZ
→ m Br2 tăng = m C2H4 + m C2H2 dư = 0,06x26+ 0,04x2 – 0,32 = 1,32 gam. Chọn B
Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm C2H2 và H2 có cùng số mol. Lấy một lượng hỗn hợp X
cho qua chất xúc tác nung nóng, thu được hỗn hợp Y gồm C2H4, C2H6, C2H2 và
H2. Sục Y vào dung dịch brom (dư) thì khối lượng bình brom tăng 10,8 gam và
thoát ra 4,48 lít hỗn hợp khí (đktc) có tỉ khối so với H2 là 8. Thể tích O2 (đktc) cần
để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y là :
A. 22,4 lít.
B. 44,8 lít.
C. 26,88 lít.
√D. 33,6 lít.
* Lời giải dài: C2H2 + 2H2 → C2H6 ;
C2H2 + H2 → C2H4
x ← 2x → x mol
y ← y → y mol
Hỗn hợp Y gồm C2H2: (a-x-y) mol ; C2H6 x mol; C2H4: y mol; H2 (a-2x-y) mol
Cho Y tác dụng với dung dịch Br2 có phản ứng:
C2H2 +
2Br2 →
C2H2Br4
(a-x-y)
2(a-x-y)
C2H4 + Br2 → C2H4Br2
y mol y
Khí thoát ra gồm C2H6: x mol; H2 (a-2x-y) mol
Theo bài ra ta có : a -x-y = 0,2
x.30 + 2(a-2x-y) = 3,2
ax26 + ax2 = 14
Giải hệ phương trình ta được: a= 0,5; x=0,1; y= 0,2 mol.
Phương trình phản ứng cháy:
C2H2 + 5/2O2 → 2CO2 + H2O
C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O
0,2 → 0,5 mol
0,2 → 0,6 mol
C2H6 + 7/2O2 → 2CO2 + 3H2O
H2 + 1/2O2 → H2O
0,1 → 0,35 mol
0,1 → 0,05 mol
VO2 = (0,5+ 0,35+0,6+0,05). 22,4 = 33,6 lít. Chọn D
* Nguyên nhân:Dẫn đến cách giải dài
- Các em chưa tư duy được những bước làm nhanh, ngắn gọn hơn, mà vẫn theo
thói quen làm từng bước để đi đến đáp số. Cách làm này đúng nhưng sẽ khiến các
13
em mất nhiều thời gian, thậm chí có những em cứ xoay quanh với việc cân bằng
nhưng thực tế việc làm này không cần thiết đối với dạng bài trắc nghiệm.
* Cách khắc phục:
- Giáo viên củng cố lại lí thuyết có liên quan.
- Hướng dẫn học sinh kĩ năng tư duy, phương pháp bảo toàn khối lượng.
- Học sinh cần nhớ lượng O2 để đốt cháy Y = lượng O2 đốt cháy X.
- Hướng dẫn học sinh cách giải nhanh.
* Phương pháp giải nhanh:
Áp dụng ĐLBT khối lượng ta có:
mX = mY = m bình Br2 tăng + m khí thoát ra = 10,8 + 0,2.2.8 = 14 gam
↔ 26a + 2a = 14 → a = 0,5 mol
Đốt cháy Y cũng như đốt cháy X (Theo BTKL và BTNT):
C2H2 + 2,5O2 → 2CO2 + H2O;
H2 + 0,5O2 → H2O
mol :
0,5
1,25
0,5
0,25
VO2 (đktc) cần để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y = 1,5x22,4 = 33,6 lít. Chọn D
Ví dụ 3: Hỗn hợp khí X gồm 0,1 mol C2H2; 0,2 mol C2H4 và 0,3 mol H2. Đun
nóng X với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so
với H2 bằng 11. Hỗn hợp Y phản ứng tối đa với a mol Br2 trong dung dịch. Giá
trị của a là:
A. 0,1.
B. 0,3.
C. 0,4.
D. 0,2.
* Lời giải sai:
C2H2 + 2H2 → C2H6
0,1→0,2 mol
C2H4 + H2 → C2H6
0,1←0,1 mol
Hỗn hợp Y gồm C2H4 dư: 0,1 mol ; C2H6 0,2 mol
Cho Y tác dụng với dung dịch Br2 có phản ứng:
C2H4 + Br2 → C2H2Br2
0,1 → 0,1 mol
Chọn A.
* Lời giải dài: M Y = 22 , Y còn dư H2. Gọi x là số mol H2 phản ứng
C2H2 + 2H2 → C2H6 ; C2H2 + H2 → C2H4;
C2H4 + H2 → C2H6
nH2dư: (0,3-x) mol ; mX= mY = 0,1x26+0,2x28+0,3x2 = 8,8 gam
nY = 8,8/22 = 0,4 mol
gồm 0,1 +0,2 + 0,3-x = 0,4 → x= 0,2 mol
Phản ứng với Brom:do C2H2 + 2H2 → C2H6
0,1 →0,2
Nên chỉ còn
C2H4 + Br2 → C2H4Br2
0,2 →0,2 mol
Chọn D
* Nguyên nhân:Dẫn đến sai lầm:
- Các em chỉ nghĩ phản ứng xảy ra hoàn toàn, xảy ra theo một hướng duy nhất sau
đó áp dụng theo phản ứng đó để tính làm sai lệch kết quả.
14
Dẫn đến cách giải dài
- Các em chưa tư duy được những bước làm nhanh, ngắn gọn hơn, mà vẫn theo
thói quen làm từng bước để đi đến đáp số. Cách làm này đúng nhưng sẽ khiến các
em mất nhiều thời gian.
* Cách khắc phục:
- Giáo viên củng cố lại lí thuyết có liên quan.
- Hướng dẫn học sinh kĩ năng tư duy, phương pháp bảo toàn khối lượng.
- Hướng dẫn học sinh cách giải nhanh.
* Phương pháp giải nhanh:
M Y = 22 , Y còn dư H2. Mặt khác: mX=mY = 0,1x26+0,2x28+0,3x2 = 8,8 gam
nY = 0,4 mol→ nH2pư = nX-nY = 0,2 mol
Bảo toàn mol π => 2x0,1 + 0,2 = 0,4 mol
Số mol π = nH2pư+ nBr2pư => nB2pư = 0,2 mol. Chọn D
2.3.2. Bài tập vận dụng:
Bài 1: Đun nóng 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 có 280
ml hỗn hợp khí Z (đktc) thoát 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.
Bài 2: Cho hỗn hợp X gồm CH4, C2H4 và C2H2. Lấy 8,6 gam X tác dụng hết với
dung dịch brom (dư) thì khối lượng brom phản ứng là 48 gam. Mặt khác, nếu cho
13,44 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO 3 trong
NH3 , thu được 36 gam kết tủa. Phần trăm thể tích của CH4 có trong X là:
A. 40%
B. 20%
C. 25%
√D. 50%
Bài 3: Một bình kín chỉ chứa các chất sau: axetilen (0,5 mol), vinylaxetilen (0,4
mol), hiđro (0,65 mol) và một ít bột niken. Nung nóng bình một thời gian, thu
được hỗn hợp khí X có tỉ khối so với H2 bằng 19,5. Khí X phản ứng vừa đủ với
0,7 mol AgNO3 trong dung dịch NH3, thu được m gam kết tủa và 10,08 lít hỗn
hợp khí Y (đktc). Khí Y phản ứng tối đa với 0,55 mol Br2 trong dung dịch. Giá
trị của m là
√A. 92,0.
B. 91,8.
C. 75,9.
D. 76,1.
2.4. Dạng bài tập: Xác định khối lượng sản phẩm của phản ứng đốt cháy.
2.4.1. Ví dụ cụ thể và hướng dẫn giải:
Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm CH4, C3H6 và C4H10 thu được
17,6g CO2 và 10,8g H2O. m có giá trị là:
A. 2g
B. 4g
√C.6g
D. 8g.
* Lời giải sai: Gọi a, b, c lần lượt là số mol 3 chất. Lời giải ko mang lại đáp số
* Nguyên nhân: Dẫn đến sai lầm:
- Đây là bài dễ, với học sinh khá giỏi thì rất dễ tìm ra đáp số, nhưng với học sinh
trung bình và đặc biệt học sinh yếu lại là vấn đề đáng nói.
15
- Các em chỉ biết bắt chước các kiểu làm cũ mà chưa có suy nghĩ kĩ về kiểu làm bài
về hốn hợp hidrocacbon như thế này.
* Cách khắc phục:
- Giáo viên củng cố lại lí thuyết có liên quan.
- Hướng dẫn học sinh kĩ năng tư duy, phương pháp bảo toàn khối lượng.
- Hướng dẫn học sinh cách giải nhanh.
* Phương pháp giải nhanh:
Suy luận: mhỗn hợp = mC + mH = 17.12/44 + 10,8.2/18 = 6gam.
Chọn C
Ví dụ 2: Chia hỗn hợp gồm C3H6, C2H4, C2H2, thành 2 phần đều nhau: Đốt cháy
phần 1 thu được 2,24 lít CO2 (đktc). Hidro hóa phần 2 rồi đốt cháy hết sản
phẩm thì thể tích CO2 thu được là:
√A. 2,24 lít
B. 1,12 lít
* Lời giải dài :
Phần 1: C3H6 + 4,5O2 → 3CO2 + 3H2O;
a
C. 3,36 lít
D. 4,48 lít
C2H4 + 3O 2 → 2CO2 + 2H2O
3a
b
2b
C2H2 + 2,5O2 → 2CO2 + H2O
c
2c
Phần 2: C3H6 + H2 → C3H8 ;
a
C3H8 +
a
a
Ta có 3a + 2b+2c = 0,1 mol
C2H4 + H2 → C2H6 ;
b
5O2 → 3CO2 + 4H2O;
3a
C2H2 + 2H2 → C2H6
b
c
c
C2H6 + 3O 2 → 2CO2 + 2H2O
b+c
Tổng số mol CO2 phần 2 = phần 1 = 0,1mol. VCO2 = 2,24 lít.
2(b+c)
Chọn A
* Nguyên nhân: Dẫn đến sai lầm:
- Đây là bài dễ, với học sinh khá giỏi thì rất dễ tìm ra đáp số, nhưng với học sinh
trung bình và đặc biệt học sinh yếu lại là vấn đề đáng nói.
- Các em chỉ biết bắt chước các kiểu làm cũ mà chưa có suy nghĩ kĩ về kiểu làm bài
về hỗn hợp hidrocacbon như thế này.
* Cách khắc phục:
- Giáo viên củng cố lại lí thuyết có liên quan, phản ứng hidro hóa không làm thay
đổi số mol CO2 khi đôt cháy hỗn hợp trước và sau hidro hóa.
- Hướng dẫn học sinh kĩ năng tư duy, phương pháp giải nhanh.
* Phương pháp giải nhanh: Suy luận: Số mol CO2 ở phần 1 = Số mol CO 2 ở
phần 2 = 0,1 mol →VCO2 = 0,1. 22,4 = 2,24 l. Chọn A.
Ví dụ 3: Hỗn hợp khí X gồm etilen, metan, propin và vinylaxetilen có tỉ khối so với
H2 là 17. Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol hỗn hợp X rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm
cháy vào bình dung dịch Ca(OH)2 (dư) thì khối lượng bình tăng thêm m gam. Giá
trị của m là
√A. 7,3.
B. 6,6.
C. 3,39.
D. 5,85.
* Lời giải sai: Gọi a, b, c, d lần lượt là số mol 4 chất. Lời giải ko mang lại đáp số
16
* Nguyên nhân: Dẫn đến sai lầm:
- Với học sinh giỏi thì rất dễ tìm ra đáp số, nhưng với học sinh khá đôi khi vẫn lúng
túng, còn học sinh trung bình và đặc biệt học sinh yếu lại là bài khó. Các em sợ khi
gặp những bài có hỗn hợp nhiều chất.
* Cách khắc phục:
- Hướng dẫn học sinh kĩ năng tư duy, nhận xét điểm chốt của bài toán là cả 4 chất
đều có 4 nguyên tử hiđro và hướng dẫn học sinh cách giải nhanh.
* Phương pháp giải nhanh:
Đặt công thức chung của các chất là CxH4 : 12x+4 =17.2 → x= 2,5
Khối lượng bình Ca(OH)2tăng= mCO2+mH2O = 0,05.2,5.44+0,05.2.18 =7,3gam.
Chọn A.
2.4.2. Bài tập vận dụng:
Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp gồm CH4, C4H10 và C2H4 thu được 0,14
mol CO2 và 0,23 mol H2O. Số mol ankan và anken có trong hỗn hợp lần lượt là:
√A. 0,09 và 0,01
B. 0,01 và 0,09
C. 0,08 và 0,02
D. 0,02 và 0,08.
Bài 2: Cho hỗn hợp A gồm các hơi và khí: 0,1 mol Benzen; 0,2 mol Toluen; 0,3
mol Stiren và 1,4 mol Hiđro vào một bình kín, có chất xúc tác Ni. Đun nóng
bình kín một thời gian, thu được hỗn hợp B gồm các chất: Xiclohexan, Metyl
xiclohexan, Etyl xiclohexan, Benzen, Toluen, Etyl benzen và Hiđro. Đốt cháy
hoàn toàn lượng hỗn hợp B trên, rồi cho hấp thụ hết sản phẩm cháy vào bình
đựng dung dịch nước vôi có dư, để hấp thụ hết sản phẩm cháy. Độ tăng khối
lượng bình đựng nước vôi là:
A.240,8 gam √B.260,2 gam
C.193,6 gam
D.Không đủ dữ kiện để tính
2.5. Dạng bài tập: Liên quan đến hiệu suất phản ứng và hiệu suất quá trình:
2.5.1. Ví dụ cụ thể và hướng dẫn giải:
Ví dụ 1: Cho sơ đồ chuyển hóa: CH4 → C2H2 → C2H3Cl → PVC. Để tổng hợp
250 kg PVC theo sơ đồ trên thì cần Vm 3 khí thiên nhiên (ở đktc). Giá trị của V là
(biết CH4 chiếm 80% thể tích khí thiên nhiên và hiệu suất của cả quá trình là 50%)
A. 358,4.
√B. 448,0.
C. 286,7.
D. 224,0.
* Lời giải sai: nCH4 → C2H2 → C2H3Cl → (-CH2-CHCl-)n
16n
62,5n kg
x
250kg
→ x= 250x16n/62,5n = 64kg
Vì Hpư = 50% nên mCH4= 64x100/50 = 128 kg
→ Vkhí TN = 128.100.22,4/80.16= 224 lít. Chọn D.
* Lời giải dài: Học sinh tiến hành viết các phương trình hóa học.
Áp dụng tính theo từng phương trình, kết hợp với hiệu suất thu được kết quả
là 448 lít. Chọn B
* Nguyên nhân :
- Học sinh biết cách áp dụng giải bài toán hiệu suất theo sơ đồ nhưng chưa có thói
quen cân bằng, làm cho kết quả sai.
17
- Với cách viết phương trình hóa học thì tìm ra đáp số đúng, nhưng cách làm lại
khá dài, mất thời gian.
* Cách khắc phục:
- Chỉnh sửa lỗi mắc phải của học sinh và hướng dẫn học sinh phương pháp giải
nhanh.
* Phương pháp giải nhanh:
Quan tâm chất đầu và cuối: 2nCH4 →
(C2H3Cl)n
32n
62,5n kg
x
250kg
→ x= 250x32n/62,5n = 128kg
Vì Hpư = 50% nên mCH4= 128x100/50 = 256 kg
→ Vkhí TN = 256.100.22,4/80.16= 448 lít. Chọn B.
Ví dụ 2: Hiđrat hóa 5,2 gam axetilen với xúc tác HgSO4 trong môi trường axit,
đun nóng. Cho toàn bộ các chất hữu cơ sau phản ứng vào một lượng dư dung dịch
AgNO3 trong NH3 thu được 44,16 gam kết tủa. Hiệu suất phản ứng hiđrat hóa
axetilen là
√A. 80%.
B. 70%.
C. 92%.
D. 60%.
* Lời giải dài: C2H2 + H2O → CH3CHO
x
x
mol
CH3CHO+ 2AgNO3 + 3NH3 +H2O → CH3COONH4 + 2Ag↓ +2 NH4NO3
x
2x mol
C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 → C2Ag2↓ + 2NH4NO3
0,2-x
0,2-x mol
Theo bài ra ta có: 2x.108 + (0,2-x).240 = 44,16
Giải phương trình được x = 0,16 mol
Hpư = 0,16.100/0,2 =80%. Chọn A
* Nguyên nhân :
- Với cách viết phương trình hóa học thì tìm ra đáp số đúng, nhưng cách làm lại
khá dài, mất thời gian.
* Cách khắc phục:
- Hướng dẫn học sinh phương pháp giải nhanh.
* Phương pháp giải nhanh:
Nhận xét: C2H2 ----------> CH3CHO ----> 2Ag
Ban đầu: 0,2
Phản ứng x-------------------> x ----------> 2x
C2H2 dư (0,2-x) ---------------------------> C2Ag2(0,2-x) mol kết tủa
Klg kết tủa gồm 2x.108 + (0,2 -x)240 =44,16 ------> x= 0,16 mol --> Hpư =80%
2.5.2. Bài tập vận dụng:
Bài 1: Tiến hành trùng hợp 10,4 gam stiren được hỗn hợp X gồm polistiren và
stiren (dư). Cho X tác dụng với 200 ml dung dịch Br2 0,15M, sau đó cho dung
KI dư vào thấy xuất hiện 1,27 gamiot. Hiệu suất trùng hợp stiren là :
A. 60%.
√B. 75%.
C. 80%.
D. 83,33%.
18
Bài 2: Hỗn hợp khí A gồm 0,2 mol axetilen; 0,3 mol etilen; 0,3 mol metan và
0,7 mol hiđro. Nung nóng hỗn hợp A, có Ni làm xúc tác, thu được 28 lít hỗn hợp
khí B (đktc). Hiệu suất H2 đã cộng vào các hiđrocacbon không no là:
√A. 35,71%
B. 40,25%
C. 80,56%
D. 100%
IV- KIỂM NGHIỆM:
Từ thực tế giảng dạy tôi rút ra được một số lỗi mà học sinh thường vấp và
rèn cho các em kĩ năng giải bài toán về hiđrocacbon giúp các em có được kĩ năng
giải nhanh khi làm bài tập để đạt kết quả cao hơn.
Bằng chứng cụ thể đã chứng minh khi tôi thực hiện đề tài ở lớp 11B3 nhìn
chung các em học tích cực, hứng thú làm bài tập hơn so với lớp không thực hiện đề
tài là 11B4, đặc biệt các em áp dụng và tìm ra kết quả rất nhanh.
Tôi đã ra cùng đề kiểm tra cho 2 lớp để đánh giá chất lượng. Kết quả là:
Ở lớp đối chứng:
Lớp
Sĩ
Giỏi
Khá
Tbình
Yếu
Kém
số SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ
%
%
%
%
%
11B4
45
2 4,44 25 55,56 15 33,33 3
6,67 0
0
Ở lớp tiến hành đề tài:
Lớp
Sĩ Giỏi
Khá
Tbình
Yếu
Kém
số SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL
Tỉ lệ SL Tỉ lệ SL Tỉ lệ
%
%
%
%
%
11B3
47 12 25,53 34 72,34
1
2,13
0
0
0
0
- Kết quả này đã khẳng định hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm tôi đang thực
hiện.
PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
I- KẾT LUẬN
Trên đây là một số dạng toán về hiđrocacbon thường gặp mà quá trình làm
bài học sinh thường mắc lỗi hoặc làm đúng, nhưng chưa có kĩ năng giải nhanh để
tiết kiệm thời gian, những nhược điểm này các em có thể không nhận thấy hoặc
nhận thấy nhưng chưa tìm ra cách khắc phục. Những sai lầm này phần lớn xuất
phát từ sự thiếu chắc chắn về kiến thức, mức độ vận dụng lí thuyết vào bài tập chưa
cao cộng với thói quen làm bài thường gặp những “tình huống thuận lợi” dẫn tới tư
tưởng chủ quan, nóng vội, cẩu thả. Đôi khi cũng gặp phải ở tình huống các em bị
áp lực tâm lí khi làm bài dẫn tới trạng thái không kiểm soát nổi hành vi của bản
thân. Để khắc phục những nhược điểm đó, ngoài những biện pháp đã nêu, người
giáo viên vẫn cần phải giúp các em học sinh rèn luyện các đức tính cẩn thận, tỉ mỉ,
kiên trì và đặc biệt là khắc phục những điểm yếu tâm lí khi làm bài. Giáo viên cũng
nên tạo cho học sinh thói quen “tự vấn”, “tự phản biện” khi làm bài để phát hiện và
hạn chế tối đa các sai lầm mắc phải.
19
Trên đây là một số kinh nghiệm của bản thân tôi đã được đúc rút ra trong quá
trình giảng dạy và học tập những thầy cô có nhiều kinh nghiệm, những nhà giáo
dục có nhiều uy tín và bạn bè đồng nghiệp. Xong kiến thức hóa học thì rộng, mà
năng lực và thời gian có hạn, nên trong phạm vi sáng kiến kinh nghiệm, tôi chỉ có
thể nêu được một số dạng bài tập mà học sinh thường mắc và rèn kĩ năng giải toán
hóa trong những dạng đã nêu về phần hiđrocacbon.
Trong bài viết này không tránh khỏi có sự thiếu sót, sai sót lớn, nhỏ và có
nhiều hạn chế. Tôi rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn
đồng nghiệp để bài viết của tôi hoàn chỉnh hơn, góp phần vào sự nghiệp giáo dục
chung của đất nước ta được tốt hơn.
II- KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT:
Từ thực tế giảng dạy tôi nhận thấy để học sinh học tập tốt hơn môn học và bài
học, giáo viên cần tìm ra những nhược điểm của học sinh và khắc phục nhược điểm
đó sẽ giúp học sinh có định hướng đúng trong quá trình lĩnh hội kiến thức. Tuy
nhiên để làm được điều này:
* Đối với giáo viên cần:
- Nghiên cứu, tìm tòi các tài liệu liên quan đến bài tập hiđrocacbon, hệ thống hóa
các nội dung cơ bản và phân loại các dạng bài tập, đặc biệt tìm ra được phương
pháp giải nhanh, dễ hiểu để truyền thụ cho học sinh một cách có hiệu quả.
- Trong quá trình giảng dạy cần đưa các bài tập vào phần lí thuyết để rèn luyện kỹ
năng giải bài tập cho học sinh.
* Đối với học sinh:
- Cần nắm được kiến thức cơ bản phần hiđrocacbon đã được học.
- Tích cực làm các bài tập có liên quan đến kiến thức đã học về hiđrocacbon từ đó
hình thành kĩ năng giải toán và phát triển tư duy.
- Chủ động nghiên cứu tài liệu để tìm hiểu nhiều hơn về hiđrocacbon.
* Đối với các khối lớp của hệ THPT: (cả chương trình cơ bản và nâng cao) cần
tăng cường thêm các dạng bài tập cho mỗi phần, đặc biệt cần đa dạng hóa các bài
tập cụ thể về hiđrocacbon.
- Với lớp 11 nên đưa thêm các dạng bài tập về hiđrocacbon khác nhau vào phần bài
tập để học sinh có điều kiện rèn kĩ năng giải toán hóa nhiều hơn.
- Đây là đề tài phù hợp với mọi đối tượng học sinh: yếu, trung bình, khá, giỏi. Đề
tài đã đóng góp tích cực cho học sinh khi làm bài tập phần hiđrocacbon đồng thời
góp phần gây hứng thú học tập bộ môn hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Xác nhận của
Thanh Hóa, ngày 17 tháng 05 năm 2015
thủ trưởng đơn vị
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết,
không copy nội dung của người khác.
Người thực hiện
20
Mai Thị Hợi
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Sgk Hóa học 11 (nâng cao)- NXB Giáo dục Việt Nam- Bộ Giáo dục và Đào tạo,
năm 2012.
2. Đề thi Đại học – Cao đẳng các năm 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013,
2014.
3. Lê Đình Nguyên, Lê Đăng Khoa, Hà Đình Cẩn, Hoàng Tấn Rư- Kiến thức cơ
bản hóa học 11 - NXB ĐH Quốc Gia TP Hồ Chí Minh 2002.
4. Phùng Phương Liên – Tuyển tập câu hỏi trắc nghiệm hóa học THPT năm 2007.
5. TS. Cao Cự Giác , Tài liệu tổng ôn tập luyện thi trắc nghiệm Hóa Học-Hóa hữu
cơ– NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội 2010.
21
MỤC LỤC
Phần I: Đặt vấn đề
Trang
1
Phần II: Giải quyết vấn đề
I. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài
1
1
II. Thực trạng vấn đề và phương pháp nghiên cứu
2
1. Thực trạng vấn đề nghiên cứu
2
2. Phương pháp nghiên cứu
2
III. Nội dung nghiên cứu
3
1. Cơ sở lí thuyết có liên quan đến các dạng bài tập
3
1.1. Cơ sở lí thuyết có liên quan
3
1.2. Một số chú ý đối với các dạng bài tập
4
2. Một số dạng toán thường gặp và phương pháp giải nhanh
6
2.1. Dạng bài tập: Xác định công thức phân tử (CTPT) của hidrocacbon
hoặc hỗn hợp hidrocacbon, tính % thể tích hoặc % khối lượng của
chúng.
2.2. Dạng bài tập: Xác định công thức cấu tạo (CTCT) phù hợp với
CTPT.
2.3. Dạng bài tập: Bài tập về phản ứng cộng của hidrocacbon với H 2,
dung dịch Br2, dung dịch HX, phản ứng thế với dung dịch AgNO3/NH3
2.4. Dạng bài tập: Xác định khối lượng sản phẩm của phản ứng đốt
cháy.
2.5. Dạng bài tập: Liên quan đến hiệu suất phản ứng và hiệu suất quá
trình.
12
IV- Kiểm nghiệm
19
Phần III: Kết luận và đề xuất
19
I. Kết luận
19
II. Kiến nghị và đề xuất
20
6
9
15
17
22
Tài liệu tham khảo
21
23
24