MỤC LỤC
A. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ........................................................................... .....Trang 1
B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ .......................................................................... .....Trang 3
1. Cơ sở lý luận của đề tài ............................................................................. .....Trang 3
2. Thực trạng của đề tài................................................................................. .....Trang 3
3.Các biện pháp tổ chức thực hiện ................................................................ .....Trang 4
3.1.Kinh nghiệm 1: Dựa vào phản ứng đốt cháy ........................................... .....Trang 4
3.2. Kinh nghiệm 2:
Dựa vào phản ứng đề hidro hóa và phản ứng crackinh ankan .............................Trang 6
3.3. Kinh nghiệm 3 :
Dựa vào phản ứng cộng H2 vào Hidrocacbon chưa no…....................................Trang 8
3.4. Kinh nghiêm 4:
Áp dụng bảo toàn số mol liên kết π với bài tập cộng Hidro, Brom vào Hidrocacbon
chưa no. ........................................................................................................ ...Trang 11
4. Bài tập vận dụng ....................................................................................... ...Trang 14
5.Thực nghiệm sư phạm ............................................................................... ...Trang 16
C. KẾT LUẬN ............................................................................................. ...Trang 17
Tài liệu tham khảo.............................................................................................Trang 18
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
A-LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
1. Lý do chọn đề tài
Hóa học là sự kết hợp giữa thực nghiệm với lí thuyết . Để học được hóa học,
học sinh phải nghiên cứu thông tin, quan sát mô hình, thí nghiệm, thực hành…mới có
thể nắm vững kiến thức, phát triển tư duy, rèn luyện kĩ năng làm việc có khoa học, biết
vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề liên quan, trong đó biết cách giải
bài tập trắc nghiệm là một vấn đề hết sức quan trọng. Thông qua việc giải bài tập giúp
học sinh hình thành, rèn luyện, củng cố kiến thức đã học một cách có hệ thống, đồng
thời phân loại được các dạng bài tập, các dạng toán hóa học. Từ đó, vận dụng những
phương pháp giải nhanh để có câu trả lời nhanh chóng, chính xác.
Trong nội dung hóa học ở trường THPT, phần hóa học hữu cơ là một phần rất
quan trọng, chiếm một nửa số lượng trong các đề thi đại học. Phần này bắt đầu từ học
kì hai lớp 11 học sinh mới được học và tìm hiểu sâu. Do đó trong quá trình học, học
sinh thường cảm thấy khó khi học hóa hữu cơ cũng như còn rất lúng túng khi giải
quyết các bài tập hữu cơ. Trong quá trình dạy học môn Hóa học, bản thân tôi nhận
thấy rằng: khả năng giải toán Hóa học của các em học sinh còn hạn chế, đặc biệt là
giải toán Hóa học hữu cơ vì phản ứng trong hoá học hữu cơ thường xảy ra không hoàn
toàn. Khi giải các bài tập dạng này học sinh thường gặp những khó khăn về việc xác
định các chất trong hỗn hợp sản phẩm dẫn đến thường giải rất dài dòng, nặng nề về
mặt toán học, thậm chí không giải được vì quá nhiều ẩn số. Nguyên nhân là học sinh
chưa có phương pháp giải hợp lý.
Trong hóa học hữu cơ, phần hiđrocacbon là nội dung các em được học đầu tiên.
Xuất phát từ thực tiễn phần nhiều học sinh còn “sợ” học hóa hữu cơ tôi mạnh dạn
đưa ra đề tài “ Phương pháp giải nhanh bài tập về hiđrocacbon”. Tôi viết đề tài này
dựa trên những kinh nghiệm tích lũy được trong quá trình dạy học với mục đích giúp
các em ngay từ đầu có cái nhìn dễ hiểu hơn về hóa học hữu cơ. Cũng như góp phần
giúp các em phát triển tư duy, rèn trí thông minh, đặc biệt năng lực tư duy linh hoạt,
nhanh nhẹn, kỉ năng và kỉ thuật để giải nhanh bài tập trắc nghiệm Hóa học. Chính
điều đó giúp tôi hoàn thành sáng kiến này.
Nguyễn Thị Phương Ly
Trường THCS&THPT Hà Trung 1
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
2. Nhiệm vụ của đề tài
Nghiên cứu phương pháp giảng dạy để giúp học sinh rèn luyện tư duy, khả năng
giải bài tập hữu cơ nhanh, chính xác, nhằm nâng cao chất lượng bộ môn Hóa học.
3. Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu này áp dụng giảng dạy cho học sinh khối 11 của trường THCS&THPT
Hà Trung.
- Các dạng bài tập về chương Hidrocacbon trong các đề thi tuyển sinh đại học-cao
đẳng trong các năm vừa qua.
4. Phương pháp nghiên cứu
1. Nghiên cứu lí thuyết
Nghiên cứu sách giao khoa, sách bài tập hóa học phổ thông, sách tham khảo.
2. Tổng kết kinh nghiệm và thủ thuật giải bài tập hóa học.
3. Trao đổi với đồng nghiệp trong quá trình nghiên cứu.
Nguyễn Thị Phương Ly
Trường THCS&THPT Hà Trung 2
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
1. Cơ sở lý luận của đề tài.
Trong thời gian qua các phương pháp giải nhanh các bài toán hoá học không
ngừng phát triển để phù hợp với hình thức thi trắc nghiệm khách quan do Bộ Giáo Dục
và Đào Tạo đưa ra và để không ngừng phát triển tư duy hoá học cho học sinh. Yêu cầu
mới đòi hỏi giáo viên phải hiểu thấu đáo các phương pháp, các thủ thuật giải nhanh và
học sinh phải dần hoàn thiện kĩ năng sử dụng các phương pháp đó. Mỗi bài toán hoá
học có thể giải bằng nhiều cách khác nhau nhưng quan trọng là phải nắm bắt được
phương pháp nào là tối ưu cho bài toán đó.
Ví dụ như với dạng toán đốt cháy Hidrocacbon thay vì phải viết phương trình
hóa học, đặt ẩn để giải thì chúng ta chỉ cấn nắm được mối tương quan giữa số mol của
CO2 và H2O, áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, và định luật bảo toàn khối lượng
thì có thể giải bài toán rất nhẹ nhàng.
Với dạng toán đề hidro hóa và phản ứng crackinh ankan, thông thường với dạng
toán này học sinh sẽ rất rối khi đọc đề, và phải viết rất nhiều phản ứng. Nhưng cái cốt
lõi mà học sinh cần nắm ở đây đó là sự tăng thể tích, số mol chất khí, kết hợp với sử
dụng định luật bảo toàn khối lượng thì bài toán sẽ đơn giản hơn nhiều.
Với dạng toán cộng H2 và Br2 vào Hidrocacbon không no, ban đầu khi đọc bài
tập dạng này, ta nghĩ đến việc viết phương trình phản ứng, xác định số mol các chất
sau phản ứng với hiđro để từ đó xác định số mol brom phản ứng với hỗn hợp sản
phẩm. Khi đó chúng ta sẽ lúng túng trong việc xác định sản phẩm cũng như lập cách
giải. Trong khi đó thực tế của cả quá trình là thực hiện phản ứng no hóa hiđrocacbon
hay nói cách khác là phá vỡ hết các liên kết trong hiđrocacbon. Do đó, chúng ta chỉ
cần quan tâm đến số mol trong hiđrocacbon để từ đó giải quyết vấn đề bài toán yêu
cầu.
Và trong đề tài sáng kiến kinh nghiệm này chúng ta cùng đưa ra phương pháp để
giải quyết các vấn đề trên.
2. Thực trạng của đề tài.
Với xu thế “ đổi mới phương pháp dạy học”, hình thức trắc nghiệm khách quan đã
được đưa vào thay thế hình thức thi tự luận trong một số môn học, trong đó có môn
Nguyễn Thị Phương Ly
Trường THCS&THPT Hà Trung 3
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
Hóa học. Với hình thức thi trắc nghiệm, trong một khoảng thời gian ngắn học sinh
phải giải quyết được một lượng khá lớn các câu hỏi, bài tập. Điều này không những
yêu cầu học sinh phải nắm vững, hiểu rõ kiến thức mà còn phải thành thạo trong kĩ
năng giải bài tập và đặc biệt là có phương pháp giải giải bài tập hợp lí. Thực tế cho
thấy nhiều học sinh nhiều học sinh có kiến thức vững vàng nhưng trong kì thi vẫn
không giải quyết hết các yêu cầu của đề ra, lí do chủ yếu là do các em giải bài tập theo
cách truyền thống, việc này làm mất nhiều thời gian nên không tạo được hiệu quả cao
trong việc làm bài thi trắc nghiệm.
3. Các biện pháp tổ chức thực hiện.
3.1. Kinh nghiệm 1: Dựa vào phản ứng đốt cháy
Nhận xét:
* Khi làm bài tập đốt cháy hiđrocacbon chúng ta cần chú ý đến tỉ lệ số nguyên tử
hiđro và cacbon trong các phân tử cũng như chú ý đến tỉ lệ số mol H2O và CO2 để xác
định loại hiđrocacbon.
Ta có: n H-C =
n CO2 - n H2O
k-1
( k: là số liên kết trong phân tử H-C )
+ Ankan: n H2O > n CO2 ; n ankan = n H2O - n CO2
+ Anken : n CO2 = n H2O
+ Ankin hoặc ankadien: n CO2 > n H2O ; n ankin,ankadien = n CO2 - n H 2O
* Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm 2 H-C mạch hở.
+ Nếu n H 2O > n CO2 thì hỗn hợp có ankan.
+ Nếu n CO2 > n H 2O thì hỗn hợp có ankin hoặc ankadien.
+ Nếu n CO2 = n H 2O
→ 2 anken
→ ankan, ankin trong đó nankan= nankin
* Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp ankan và anken thì n ankan = n H2O - n CO2
* Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp ankin và anken thì n ankin = n CO2 - n H2O
* Các công thức cần nhớ khi tính toán:
Nguyễn Thị Phương Ly
Trường THCS&THPT Hà Trung 4
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
- Số Cacbon =
n CO2
; Số cacbon
n H-C
mCO2 mH 2O
62.n H-C
( Công thức này có thể áp dụng
với các hợp chất hữu cơ)
- Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố oxi: nO2
2nCO2 nH 2O
2
- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mH C mC (CO2 ) mH ( H 2O )
Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm C2H2 và H-C X thu được 2(l) CO2 và 2(l)
hơi H2O (cùng đk). Xác định CTPT của X ? [TSĐH KB-2008]
A. CH4.
B. C2H4
C. C2H6
D. C3H6
HD: VCO2 = VH 2O hỗn hợp gồm 1 ankin( C2H2) và 1 ankan
Ta có số C trung bình C =
VCO2
Vhh
=
2
= 2 C2H2 và X: C2H6
1
Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm: CH4, C2H4, C2H6, C3H8
thu được 6,16 gam CO2 và 4,14 gam H2O. Số mol C2H4 trong hỗn hợp trên là:
A. 0,08 mol.
B. 0,09 mol.
C. 0,01 mol.
D. 0,02 mol.
HD: Trong bài này ta nhận thấy C2H4 là anken, còn lại là ankan
Số mol hỗn hợp = 0,1 mol
n ankan = n H2O - n CO2 = 4,14:18 - 6,16:44 = 0,09 mol
nC2H4 = 0,1 – 0,09 = 0,01 mol
Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm 1 ankan và 1 anken, tỉ khối của X so với khí Hidro là 11,25.
Đốt cháy hoàn toàn 4,48(l) X thu được 6,72 (l) CO2. Biết tất cả các khí đều đo ở đktc.
Xác định CTPT của X?
A. CH4 và C4H8
B. C2H6 và C2H4
C. CH4 và C2H4
D. CH4 và C3H6
HD: nX = 0,2 mol ; nCO2 = 0,3 mol
Nguyễn Thị Phương Ly
Trường THCS&THPT Hà Trung 5
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
mX 11, 25 2 0, 2 4,5 g
mC = 0,3 x 12 = 3,6 g mH = 4,5 - 3,6 = 0,9 g nH2O = 0.45 mol
Vì hỗn hợp X gồm 1 ankan và anken nên: nankan= 0,45 - 0,3 = 0,15 mol
nanken= 0,2-0,15 = 0,05 mol.
_
Số C
nCO2
nX
0,3
1,5 hỗn hợp X có CH4
0, 2
Đặt CTPT anken: CnH2n
n
0,3 0,15
3 Vậy anken là: C3H6
0,05
Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol 1 ankin X , sau phản ứng thu được 25,2 gam
hỗn hợp CO2 và H2O. Xác định CTPT của ankin?
A. C2H2
C. C4H6
B. C3H4
D. C5H8
HD: Áp dụng công thức tính nhanh
Số cacbon
mCO2 mH 2O
62.n H-C
25, 2
2, 7 3
62 0,15
Vậy CTPT của X là: C3H4
3.2. Kinh nghiệm 2 : Phản ứng đề hidro hóa và crackinh ankan
Nhận xét:
A : Cn H 2n2
C m H 2 m 2
crackinh
B C q H 2 q
H 2
* Sau phản ứng thì thể tích, số mol chất khí tăng.
* Gọi n1 , m1 là số mol và khối lượng ankan ban đầu; n2, m2 là số mol và khối lượng
hỗn hợp khí sau phản ứng thì:
+ nanken= n2 - n1
+ nankan phản ứng= n2 - n1 (với phản ứng crackinh chỉ tạo ra 1 ankan và 1 anken)
Nguyễn Thị Phương Ly
Trường THCS&THPT Hà Trung 6
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
+ nH2 = n2 - n1 ( với phản ứng đề hidro hóa)
_
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m1 = m2 n1× M1 = n 2 × M 2 n1 = M 2
_
n2
M1
- Hiệu suất phản ứng
H=
n 2 - n1
n
M1
= 2 -1=
- 1 (áp dụng cho trường hợp
n1
n1
M2
crackinh ankan chỉ tạo ra 1 ankan và 1 anken).
Lưu ý: Với trường hợp crakinh ankan thu được 1 anken và 1 ankan mới, sau đó ankan
mới tiếp tục crackinh thì không áp dụng công thức nankan phản ứng= n2 - n1
* Lượng CO2 và H2O thoát ra khí đốt cháy A bằng lượng CO2 và H2O thoát ra khi đốt
cháy B
Ví dụ 1: Khi crakinh hoàn toàn 1 thể tích ankan X thu được 3 thể tích hỗn hợp Y, các
thể tích khí đo cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Biết d Y/H 12 , xác định CTPT của
2
ankan? [ TSĐH KA 2008]
A. C6H14
B. C3H8
C. C4H10
D. C5H12
HD:
Ta có:
VX
n
M
= X = Y M X = 3 × 24 = 72
VY
nY
MX
Vậy CTPT của X là: C5H12
Ví dụ 2: Cho Butan qua xúc tác ở nhiệt độ cao thu được hỗn hợp X gồm C4H10, C4H8,
C4H6 và H2. Tỉ khối của X so với Butan là 0,4. Nếu cho 0,6 mol X vào dung dịch Brom
dư thì số mol Brom tối đa phản ứng là? [TSĐH KB 2011]
A. 0,48 mol
B. 0,24 mol
C. 0,36 mol
D. 0,6 mol
HD: MX = 0,4 x 58= 23,2
Mbutan= 58
Ta có:
n butan
MX
23,2
=
=
= 0,4 n Butan = 0,4 × 0,6 = 0,24 mol
nX
M butan
58
n H2 = n Br2 = 0,6 - 0,24 = 0,36 mol
Nguyễn Thị Phương Ly
Trường THCS&THPT Hà Trung 7
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
Ví dụ 3: Crakinh 560 (l) C4H10 thu được 1036 (l) hỗn hợp gồm nhiều H-C khác nhau.
Các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Tính Hiệu suất phản ứng crackinh?
A. 75%
B. 80%
C. 85%
D. 90%
HD: Áp dụng công thức tính nhanh
H
n2 n1 n2
1036
1
1 0,85 85%
n1
n1
560
Ví dụ 4: Crakinh 22,4 (l) C4H10 ở đktc thu được hỗn hợp Y gồm các H-C. Đốt cháy
hoàn toàn Y thu được x(g) CO2 và y(g) H2O. Tính giá trị x,y?
A. 176 và 180
B. 44 và 18
C. 44 và 72
D. 176 và 90
HD: Đốt cháy hỗn hợp Y chính là đốt cháy C4H10
t0
2 C4 H10 +13 O 2 8 CO 2 +10 H 2O
n C4H10 =1 mol mCO2 x 1 4 44 176 g
m H 2O y 1 5 18 90 g
3.3. Kinh nghiệm 3: Cộng H2 vào Hidrocacbon không no
Nhận xét:
Trong phản ứng cộng Hidro vào các hiđrocacbon không no ta thấy tổng khối lượng
các chất trước và sau phản ứng là không đổi, số mol các nguyên tố không đổi, chỉ thay
đổi về số mol hỗn hợp và khối lượng mol trung bình.
C n H 2 n 2
C n H 2 n Ni ,t o
A
B C n H 2 n (du )
H 2
H (du )
2
o
t
CnH2n + 2
CnH2n + H2 Ni,
Nguyễn Thị Phương Ly
Trường THCS&THPT Hà Trung 8
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
C n H 2 n (anken)
C n H 2 n 2 (ankan)
C n H 2 n 2 (ankin) Ni ,t o
B
C n H 2 n 2 du
H 2
A
H 2 du
CnH2n-2 + 2H2dư CnH2n+2
+ nH2(pư)
= nA - nB
_
_
+ Theo ĐLBTKL : m A = m B n A ×M A = n B ×M B
_
MA
_
MB
=
nB
nA
+ Theo ĐLBT nguyên tố: khối lượng C và H trong A và B bằng nhau. Do đó
đốt cháy hỗn hợp B cũng là đốt cháy hỗn hợp A.
Ví dụ 1: Hỗn hợp A gồm C2H4, C3H6 và H2. Cho 3,36 lit hỗn hợp A qua bình đựng Ni
nung nóng thu được hỗn hợp B (các pư xảy ra hoàn toàn). Đốt cháy hỗn hợp B thu
được 5,6 lit CO2 ở đktc và 5,4 g nước. Thành phần phần trăm theo thể tích của H2
trong hỗn hợp A là:
A. 15%
B. 33,33%
HD: nA = 0,15 mol,
C. 50%
nH2O = 0,3 mol,
D. 75%
nCO2 = 0,3 mol
Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta thấy lượng CO2 và H2O sinh ra khi đốt A hay B
đều bằng nhau.
Khi đốt C2H4, C3H6 thì
n H 2O = n CO 2
Độ chênh lệch số mol CO2 và H2O chính là số mol H2O sinh ra khi đốt H2
Vậy: n H 2 = n H 2O - n CO2 = 0,3 - 0,25 = 0,05 mol
%VH2 =
Nguyễn Thị Phương Ly
0,05
×100 = 33,33%
0,15
Trường THCS&THPT Hà Trung 9
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm H2, C2H4 và C3H6 có tỉ khối so với H2 là 9,25. Cho 22,4 lít X
(đktc) vào bình kín có sẵn một ít bột Ni. Đun nóng bình một thời gian, thu được hỗn
hợp khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 10. Tổng số mol H2 đã phản ứng là?
[TSĐH KA 2013]
A. 0,070 mol
B. 0,015 mol
C. 0,075 mol
D. 0,050 mol
HD: Ta có
M X n Y 9,25×2
= =
= 0,925
M Y n X 10×2
n Y = 0,925×1= 0,925 mol
Số mol H2 phản ứng là:
n H2 = 1- 0,925 = 0,075 mol
Ví dụ 3: 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?[TSĐH KA 2010]
A. 0,585.
B. 0,620.
C. 0,205.
D. 0,328.
HD: Theo định luật bảo toàn khối lượng mY = mX = 0,02. 26 + 0,03.2 = 0,58g
nZ = 0,28: 22,4 = 0,0125 mol
`
M Z 10,08 2 20,16
m Z 0,0125 20,16 0,252 g
Khối lượng bình tăng chính là khối lượng hiđrocacbon bị giữ lại
m = mY – mZ = 0,58 – 0,252 = 0,328 g
Ví dụ 4: 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. 33,6 lít.
B. 22,4 lít.
Nguyễn Thị Phương Ly
C. 26,88 lít.
D. 44,8 lít.
Trường THCS&THPT Hà Trung 10
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
HD:
mY = Khối lượng khí pư với Br2 + khối lượng khí thoát ra
m Y = 10,8 +
4,48
× 8 × 2 = 14 g
22,4
Theo định luật bảo toàn khối lượng mY = mX =14g
Gọi số mol mỗi chất trong X là a: 26a + 2a = 14 → a = 0,5 mol
Theo định luật bảo toàn nguyên tố C và H. Số mol O2 dùng để đốt Y cũng bằng số mol
O2 dùng để đốt X:
t0
C + O2 CO2
t0
4H + O2 2H2O
1
4
1
4
nO2 = n C + n H = 0,5 × 2 + (0,5 × 2 + 0,5 × 2) = 1,5 mol
VO2 = 1,5 × 22,4 = 33,6(l)
3.4. Kinh nghiêm 4: Áp dụng bảo toàn số mol liên kết π với bài tập cộng Hidro,
Brom vào Hidrocacbon chưa no.
Tính chất cơ bản của hiđrocabon không no là tham gia phản cộng để phá vỡ liên kết pi.
Đối với hiđrocacbon mạch hở số liên kết π được tính theo công thức:
CxHy:
Số liên kết π =
2x 2 y
2
Ta xem số mol liên kết π được tính bằng = số mol phân tử số liên kết π
VD: Có a mol CnH2n+2-2k thì số mol liên kết π = a.k
Hiđrocacbon không no khi tác dụng với H2 hay halogen thì:
CnH2n+2-2k + kH2 → CnH2n+2 (Số liên kết π = k)
CnH2n+2-2k + kBr2 → CnH2n+2-2k Br2k
Ta thấy số mol liên kết π bằng số mol H2 hay Br2 phản ứng. Dựa vào điều này ta có thể
giải quyết nhiều bài toán một cách nhanh chóng.
Phương pháp này thường áp dụng với bài toán hiđrocacbon không no cộng H2 sau đó
cộng brom.
Khi đó
Nguyễn Thị Phương Ly
n π = n H 2 + n Br2
Trường THCS&THPT Hà Trung 11
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
Ví dụ 1 : Hỗn hợp X gồm 0,1mol axetilen, 0,2 mol etylen và 0,3 mol H2. Nung nóng
hỗn hợp X (xúc tác Ni) một thời gian, thu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với H2 bằng 11.
Hỗn hợp Y phản ứng tối đa với a mol Br2 trong dung dịch. Tính a? [TSĐH KA 2014]
A. 0,1
B. 0,3
C. 0,4
D. 0,2
HD: Ta có nX = 0,6 mol ; mX = 8,8 gam
MY = 22 n Y = 8,8:22 = 0,4 mol
Số mol hỗn hợp giảm là số mol H2 phản ứng = 0,6 – 0,4 = 0,2 mol
n π = n H 2 + n Br2 = 0,1×3 + 0,2 = 0,5 mol
n Br2 = 0,5 - 0,3 = 0,2 mol
Ví dụ 2 : Trong một bình kín chứa 0,35 mol C2H2; 0,65 mol H2 và một ít bột Ni. Nung
nóng bình một thời gian, thu được hỗn hợp khí X có tỉ khối so với H2 bằng 8. Sục X
vào lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 đến phản ứng hoàn toàn, thu được hỗn hợp
khí Y và 12 gam kết tủa. Hỗn hợp khí Y phản ứng vừa đủ với bao nhiêu mol Br2 trong
dung dịch? [TSĐH KA 2013]
A. 0,20 mol.
B. 0,15 mol.
C. 0,25 mol.
D. 0,10 mol.
HD : Số mol hỗn hợp ban đầu = 0,35 + 0,65 = 1 mol
Khối lượng hỗn hợp ban đầu = 0,35. 26 + 0,65.2 = 10,4 gam
Số mol liên kết π = 0,35.2=0,7 mol
Số mol X =
10,4
= 0,65 mol
2×8
→ số mol giảm = số mol H2 phản ứng = 0,35 mol
Số mol C2H2 dư = n Ag C 0,05mol
2
2
Số mol liên kết π trong Y = n π - n H 2 - 2 n C2H2du
Vậy số mol Br2 pư với Y = nπ - n H2 - 2n C2H 2du = 0,7 - 0,35 - 0,05.2 = 0,25 mol
Nguyễn Thị Phương Ly
Trường THCS&THPT Hà Trung 12
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
Ví dụ 3 : Một bình kín chỉ chứa các chất sau: axetilen (0,5 mol), vinylaxetilen (0,4
mol), hidro (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 NH3 thu được m gam kết tủa và 10,08 lít hỗn hợp khí Y (điều kiện tiêu
chuẩn). Khí Y phản ứng tối đa với 0,55 mol brom trong dung dịch. Giá trị của m là?
[TSĐH KB 2014]
A. 76,1.
C. 75,9.
B. 92,0.
D. 91,8.
HD: Khối lượng hỗn hợp ban đầu:
m C2H 2 + m C4H4 + m H 2 = 0,5 × 26 + 0,4 × 52 + 0,65 × 2 = 35,1 gam
nX = 35,1 :39 = 0,9 mol
nH2(pư) = (0,5 + 0,4 + 0,65) – 0,9 = 0,65 mol → H2 hết
Các chất tác dụng với AgNO3/NH3 là :
C2H2 dư : a mol
C4H4 dư : b mol
C4H6
:c
a + b+ c = 0,9 – 0,45 = 0,45(1)
mol
Áp dụng bảo toàn mol π ta có:
2a + 3b + 2c = n π(hh ban đầu) – nBr2 – nH2 = 0,5 x 2 + 0,4 x3 – 0,55-0,65 =1
→ 3a + 3b + 2c = 1 (2)
n AgNO3 = 0,7 mol 2a + b + c = 0,7 (3)
a + b + c = 0,45
a = 0,25
2a + b + c = 0,7 b = 0,1
2a + 3b + 2c = 1 c = 0,1
m= m C2 Ag 2 + mCAg C-CH=CH2 + m CAg C-CH2 -CH3 = 0,25×240 + 159×0,1 + 161×0,1= 92 gam
Ví dụ 4: Hỗn hợp khí A gồm 0,5 mol H2 và 0,3 mol ankin X. Nung A một thời gian với
xúc tác Ni thu được hỗn hợp B có tỉ khối so với H2 bằng 16,25. Dẫn hỗn hợp B qua
dung dịch brom dư, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng brom tham gia
phản ứng là 32 gam. X là ?
A. axetilen .
Nguyễn Thị Phương Ly
B. propilen.
C. propin.
D. but – 1 – in.
Trường THCS&THPT Hà Trung 13
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
HD:
Gọi CTTQ của X là C2H2n-2 , n 2 nguyên
Ta có mB = mA = 2.0,5 + 0,3.(14n - 2) = 0,4 + 4,2n và nBr 2 = 32:160 = 0,2 mol
nH 2 p.ư =0,3.2 – 0,2 = 0,4 mol (vì ankin có 2 liên kết )
nB = 0,5 + 0,3 – 0,4 = 0,4 mol
mB = 0,4.2.16,25 = 0,4 + 4,2n n = 3
Vậy CTPT của X là C3H4 , tên gọi của X là propin.
4. CÁC BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm 1 ankan và 1 anken. Cho sản phẩm cháy lần
lượt đi qua bình 1 đựng P2O5 dư và bình 2 đựng KOH rắn, dư thấy bình 1 tăng 4,14g,
bình 2 tăng 6,16g. Số mol ankan có trong hỗn hợp là:
A. 0,06
B. 0,09
C. 0,03
D. 0,045
Câu 2. Crackinh butan thu được 25 lit hỗn hợp A gồm 5 hiđrocacbon. Cho hỗn hợp A
qua dd nước brom dư thu được 15 lit khí bay ra khỏi bình. Hiệu suất phản ứng
crackinh là:
A. 40%
B. 50%
C. 60%
D. 66,67%
Câu 3: Khi tiến hành crakinh 22,4 lít khí C4H10 (đktc) thu được hỗn hợp A gồm CH4,
C2H6, C2H4, C3H6, C4H8, H2 và C4H10 dư. Đốt cháy hoàn toàn A thu được x gam CO2
và y gam H2O. Giá trị của x và y tương ứng là:
A. 176 và 180.
B. 44 và 18.
C. 44 và 72.
D. 176 và 90.
Câu 4: Crakinh n-butan thu được 35 mol hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6,
C4H8 và một phần butan chưa bị craking. Giả sử chỉ có các phản ứng tạo ra các sản
phẩm trên. Cho A qua bình nước brom dư thấy còn lại 20 mol khí. Nếu đốt cháy hoàn
toàn A thì thu được x mol CO2. Hiệu suất phản ứng tạo hỗn hợp A là
A. 57,14%.
B. 75,00%.
C. 42,86%.
D. 25,00%.
Câu 5: Khi crackinh hoàn toàn một thể tích ankan X thu được ba thể tích hỗn hợp Y
(các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất); tỉ khối của Y so với H2 bằng
12. Công thức phân tử của X là:
Nguyễn Thị Phương Ly
Trường THCS&THPT Hà Trung 14
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
A. C6H14
B. C3H8
C. C4H10
D. C5H12
Câu 6: Crakinh m gam n-butan thu được hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6,
C4H8 và một phần butan chưa bị craking. Đốt cháy hoàn toàn A thu được 9 gam H2O
và 17,6 gam CO2. Giá trị của m là:
A. 5,8
B. 11,6
C. 2,6
D. 23,2
Câu 7: Hỗn hợp khí X gồm 0,3 mol H2 và 0,1 mol vinylaxetilen. Nung X một thời
gian với xúc tác Ni thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với không khí là 1. Nếu cho
toàn bộ Y sục từ từ vào dung dịch Brom (dư) thì có m gam brom tham gia phản ứng.
Giá trị của m là:
A. 16,0
B. 8,0
C. 3,2
D. 32,0
Câu 8: Cho 5,04 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm C2H2 và H2 qua bột niken nung nóng
thu được hỗn hợp Y chỉ chứa 3 hiđrocacbon. Y có tỉ khối so với H2 là 14,25. Cho Y
tác dụng với dung dịch nước brom dư. Số mol brom phản ứng là:
A. 0,075
B. 0,0225
C. 0,75
D. 0,225
Câu 9: Trộn một thể tích H2 với một thể tích anken thu được hỗn hợp X. Tỉ khối của X
so với H2 là 7,5. Dẫn X đi qua Ni nung nóng thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với
H2 là 9,375. Phần trăm khối lượng ankan trong Y l
A. 25%
B. 20%
C. 60%
D. 40%
Câu 10: Một hỗn hợp X gồm 0,07 mol axetilen, 0,05 mol vinyl axetilen, 0,1 mol H 2 và
một ít bột Ni trong một bình kín. Đun nóng bình một thời gian thu được hỗn hợp Y
gồm 7 hiđrôcacbon có tỉ khối hơi so với H2 là 19,25. Cho toàn bộ hỗn hợp Y qua bình
đựng dung dịch AgNO3/NH3 dư, thu được m gam kết tủa màu vàng nhạt và 1,568 lít
hỗn hợp khí Z (đktc) gồm 5 hiđrocacbon thoát ra khỏi bình. Để làm no hoàn toàn Z
cần dùng vừa đúng 60 ml dung dịch Br2 1M. Giá trị của m là :
A. 11,97
B. 9,57
Nguyễn Thị Phương Ly
C. 16,8
D. 12
Trường THCS&THPT Hà Trung 15
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
5. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM.
Khi nghiên cứu đề tài tôi đã cho áp dụng giảng dạy vào lớp 11B1 năm học 2013–
2014 tại trường THCS & THPT Hà Trung. Kết quả là học sinh nắm vững được kiến
thức và giải nhanh các bài tập trắc nghiệm của chương Hidrocacbon. So sánh với kết
quả của lớp 11B1 khóa 2012-2013 khi chưa áp dụng sáng kiến kinh nghiệm này ta
được kết quả cụ thể như sau:
Năm
học
20132014
20122013
Lớp
Loại giỏi
Sỹ
Loại khá
Loại TB
Loại yếu
Loại kém
số
SL
%
SL
%
SL
%
SL
%
SL
%
11B1
32
8
25
15
46,9
9
28,1
0
0
0
0
11B1
31
5
16,1
12
38,7
14
45,1
0
0
0
0
Nguyễn Thị Phương Ly
Trường THCS&THPT Hà Trung 16
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
C. KẾT LUẬN.
Trên đây tôi đã đề xuất “ Phương pháp giải nhanh bài tập hiđrocacbon”.
Vấn đề của tôi nêu ra trong tài liệu này rất thiết thực và có nhiều ứng dụng cho giáo
viên, học sinh. Sáng kiến kinh nghiệm này giúp cho giáo viên bộ môn Hóa học có
thêm tài liệu để giảng dạy và bồi dưỡng học sinh khá, giỏi, ôn thi đại học – cao đẳng,
giúp các em học sinh giải được nhanh hơn, thành thạo hơn các bài tập về hiđrocacbon
không no. Học sinh không cần phải lập các phương trình toán học (vốn là điểm yếu
của học sinh, mất nhiều thời gian) mà vẫn nhanh chóng tìm ra kết quả đúng, đặc biệt là
dạng câu hỏi TNKQ mà dạng toán này đặt ra. Từ đó tạo nên niềm hứng thú, say mê
trong học tập cho học sinh, chất lượng bộ môn Hóa học tăng lên đáng kể.
Kinh nghiệm này được tôi đúc rút trong quá trình hướng dẫn học sinh giải các
bài toán. Sử dụng các cách làm này không khó nhưng học sinh phải biết cách nhận
dạng bài toán. Do đó việc nhận dạng và sử dụng thành thạo các phương pháp này
không những rèn luyện kĩ năng tính toán mà còn giúp học sinh phát triển tư duy, giải
quyết bài toán trong thời gian ngắn, phù hợp với câu trả lời dưới dạng trắc nghiệm
khách quan.
Với đối tượng nghiên cứu của đề tài chỉ là một mảng kiến thức tương đối hẹp so
với toàn bộ chương trình hoá học hữu cơ nhưng tôi hi vọng nó sẽ giúp ích cho các em
học sinh và các thầy cô giáo trong việc học, giảng dạy phần hiđrocacbon.
Trên đây là một số ý kiến của bản thân tôi. Những kinh nghiệm giải toán này
còn có thể áp dụng linh hoạt cho nhiều bài toán hữu cơ ở các chương tiếp theo, tuy
nhiên trong giới hạn đề tài tôi chỉ đề cập đến một số dạng tiêu biểu trong phần
hiđrocacbon mà các em hay gặp trong quá trình làm toán hoá. Rất mong được sự đóng
góp, bổ sung và sửa đổi của các thầy cô.
Xin chân thành cảm ơn !
Huế, ngày 01 tháng 3 năm 2015
Người thực hiện
Nguyễn Thị Phương Ly
Nguyễn Thị Phương Ly
Trường THCS&THPT Hà Trung 17
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] TS Cao Cự Giác, Những viên kim cương trong hóa học, nhà xuất bản đại học sư
phạm, 2011.
[2] Nguyễn Phước Hòa Tân, Phương pháp giải toán hóa học, nhà xuất bản đại học
quốc gia Hồ Chí Minh, 2001.
[3] Các đề thi tuyển sinh đại học cao đẳng khối A, B môn Hóa học từ năm 2007 –
2014.
Nguyễn Thị Phương Ly
Trường THCS&THPT Hà Trung 18