1 6 tư duy xếp hình cho cacbon trong bài toán hiđrocacbon

1.6. Tư duy xếp hình cho cacbon trong bài toán hiđrocacbon.
A. Tư duy giải toán xếp hình
Ta xét bài toán hỗn hợp chứa các hidrocacbon mà đề bài yêu cầu tính phần trăm số mol hoặc phần trăm
khối lượng. Nói cách khác chúng ta phải tìm được số mol và công thức của các chất trong hỗn hợp.
Bước 1: Đi tìm số mol C (thường tính thông qua CO 2 ) và số mol các chất trong hỗn hợp.
Bước 2: Tiến hành xếp hình với ý tưởng là cho các chất trong hỗn hợp có số cacbon nhỏ nhất rồi tính
lượng mol C thừa ra ( ∆n c ) . Sau đó nhồi lượng ∆n c này vào các chất trong hỗn hợp cho khớp.
B. Ví dụ minh họa
Câu 1: Hỗn hợp X chứa một ankan và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X cần dùng vừa đủ 0,42
mol O 2 . Sản phẩm cháy thu được chứa 5,4 gam H 2O. Phần trăm khối lượng của ankan có trong X là?
A. 23,44%

B. 32,16%

C. 28,09%

D. 19,43%

Định hướng tư duy giải:

n O2 = 0, 42 BTNT.O
ankan = 0,03

→ n CO2 = 0, 27 
→
anken = 0,07
n H2O = 0,3

Ta có: 

(Độ lệch số mol nước và CO 2 chính là số mol của ankan)

C 2 H 6 : 0,03

→ 23, 44%
C3H 6 : 0,07

XH
min
→ ∆n C = 0,1 →
Và n C = 0,17 


Giải thích tư duy:
Ở ví dụ này ta dễ dàng tính được số mol C và số mol các chất → bước 1 chúng ta đã xong. Sang bước 2
min
ankan có ít nhất 1C còn anken có ít nhất 2 C → n C = 0.03.1 + 0.07.2 = 0.17

Với 0,1 mol C thừa ra ta chỉ có thể nhồi thêm vào 1 chất 1C nữa.
Câu 2: Hỗn hợp X chứa một ankin và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,27 mol X cần dùng vừa đủ 1,365
mol O 2 . Sản phẩm cháy thu được chứa 14,58 gam H 2O. Phần trăm khối lượng của anken có trong X là?
A. 38,36%

B. 44,12%

C. 73,45%

D. 65,12%

Định hướng tư duy giải:

n O2 = 1,365 BTNT.O
ankin = 0,15

→ n CO2 = 0,96 
→
Ta có: 
anken = 0,12
n H2O = 0,81
(Độ lệch số mol nước và CO 2 chính là số mol của ankin)

C3H 6 : 0,12

→ 38,36%
C 4 H 6 : 0,15

XH
min
→ ∆n C = 0, 42 →
Và n C = 0,54 


Giải thích tư duy:
Ví dụ này về cơ bản không có gì khác so với ví dụ trên. Tuy nhiên, các bạn cần lưu ý thêm là ankin và
anken đều có ít nhất là 2 nguyên tử C.


Câu 3: Hỗn hợp X chứa một ankan và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,21 mol X cần dùng vừa đủ 0,99
mol O 2 . Sản phẩm cháy thu được chứa 10,8 gam H 2O. Phần trăm khối lượng của ankin có trong X là?
A. 30,52%

B. 45,01%

C. 63,29%

D. 70,11%

Định hướng tư duy giải:

n O2 = 0,99 BTNT.O
ankan = 0,06

→ n CO2 = 0,69 
→
ankin = 0,15
n H2O = 0,6

Ta có: 

n ankan + n ankin = 0, 21
CTDC
→ 0,69 − 0,6 = n ankin − n ankan
 

Để tính số mol các chất ta có thể giải hệ 

C4 H10 : 0,06

→ 63, 29%
C
H

:
0,15
3
4


XH
min
→ ∆n C = 0,33 →
Và n C = 0,36 


Với 0,33 mol thừa ra thấy ngay = 0,15 + 0,06.3 do đó ta cần nhồi thêm 3C vào ankan và 1C vào ankin.
Giải thích tư duy:
Đến ví dụ này thì tôi tin rằng các bạn đã hiếu được ý tưởng của tư duy xếp hình. Tôi xin nhắc lại đây là tư
duy đơn giản nhưng rất hiệu quả và quan trọng.
Câu 4: Hỗn hợp khí X chứa một ankan, một anken và một ankadien. Đốt cháy hoàn toàn 0,22 mol X cần
dùng vừa đủ 0,94 mol O 2 . Sản phẩm cháy thu được chứa 11,88 gam H 2O. Biết trọng lượng X trên số
mol anken ít hơn số mol ankan là 0,09 mol. Phần trăm khối lượng của ankan có trong X là?
A. 41,67%

B. 55,63%

C. 42,11%

D. 36,92%

Định hướng tư duy giải:

ankan : a

n O2 = 0,94

BTNT.O

→ n CO2 = 0,61 
→ anken : b
Ta có: 
n H2O = 0,66
ankin : c

a + b + c = 0, 22
a = 0,12



→ a − b = 0,09

→  b = 0,03
 
c = 0,07
CTDC
→ −a + c = −0,05


min
n C = 0,32 
→ ∆n C = 0, 29
C2 H 6 : 0,12

→ C3H 6 : 0,03 

→ 41,67%
Xếp hình cho C 
C H : 0,07
 4 6
Lưu ý: Nhiều bạn sẽ thắc mắc là sau khi tính được ∆n C nhỡ có nhiều cách xếp hình thì sao? Vấn đề này
các bạn hoàn toàn có thể yên tâm vì người ra đề người ta đã chặn lại rồi. Nói cách khác bài toán của
chúng ta giống như bài toán tìm nghiệm nguyên. Người ra đề sẽ bố trí số mol các chất để chỉ có 1 trường
hợp xếp hình thỏa mãn.
Giải thích tư duy:


Đến ví dụ này tuy là hỗn hợp của chúng ta có 3 chất nhưng cách xử lý cũng hoàn toàn giống các ví dụ bên
trên. Với 0,29 mol C thừa ra ta chỉ có thể nhồi vào ankan 2C, anken 1C và ankin 2C.
BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1: Hỗn hợp X chứa một ankan và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,12 mol X cần dùng vừa đủ 0,5
mol O 2 . Sản phẩm cháy thu được chứa 6,84 gam H 2O. Phần trăm khối lượng của anken có trong X là?
A. 31,25%

B. 42,46%

C. 27,09%

D. 32,46%

Câu 2: Hỗn hợp X chứa một ankan và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,13 mol X cần dùng vừa đủ 0,46
mol O 2 . Sản phẩm cháy thu được chứa 6,12 gam H 2O. Phần trăm khối lượng của ankan có trong X là?
A. 23,44%

B. 45,32%

C. 28,67%

D. 19,23%

Câu 3: Hỗn hợp X chứa một ankan và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,18 mol X cần dùng vừa đủ 0,89
mol O 2 . Sản phẩm cháy thu được chứa 9,72 gam H 2O. Phần trăm khối lượng của ankan có trong X là?
A. 36,75%

B. 17,61%

C. 32,45%

D. 22,97%

Câu 4: Hỗn hợp X chứa một ankan và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,18 mol X cần dùng vừa đủ 0,83
mol O 2 . Sản phẩm cháy thu được chứa 10,44 gam H 2O. Phần trăm khối lượng của ankin có trong X là?
A. 29,85%

B. 47,24%

C. 36,65%

D. 33,01%

Câu 5: Hỗn hợp X chứa một ankan và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol X cần dùng vừa đủ 0,965
mol O 2 . Sản phẩm cháy thu được chứa 13,14 gam H 2O. Phần trăm khối lượng của ankan có trong X là?
A. 66,05%

B. 22,05%

C. 81,13%

D. 69,96%

Câu 6: Hỗn hợp X chứa một ankan và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,14 mol X cần dùng vừa đủ 0,73
mol O 2 . Sản phẩm cháy thu được chứa 9,36 gam H 2O. Phần trăm khối lượng của anken có trong X là?
A. 56,59%

B. 45,82%

C. 22,85%

D. 13,29%

Câu 7: Hỗn hợp X chứa một anken và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,22 mol X cần dùng vừa đủ 1,115
mol O 2 . Sản phẩm cháy thu được chứa 12,78 gam H 2O. Phần trăm khối lượng của ankin có trong X là?
A. 24,67%

B. 39,76%

C. 32,26%

D. 43,11%

Câu 8: Hỗn hợp X chứa một ankin và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,28 mol X cần dùng vừa đủ 2,13
mol O 2 . Sản phẩm cháy thu được chứa 23,4 gam H 2O. Phần trăm khối lượng của anken có trong X là?
A. 27,5%

B. 32,16%

C. 28,09%

D. 19,43%

Câu 9: Hỗn hợp X chứa một ankan và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,19 mol X cần dùng vừa đủ 0,635
mol O 2 . Sản phẩm cháy thu được chứa 6,3 gam H 2O. Phần trăm khối lượng của ankin có trong X là?
A. 39,01%

B. 62,7%

C. 69,69%

D. 33,84%

Câu 10: Hỗn hợp X chứa một ankin và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,07 mol X cần dùng vừa đủ 0,34
mol O 2 . Sản phẩm cháy thu được chứa 3,6 gam H 2O. Phần trăm khối lượng của ankin có trong X là?


A. 67,77%

B. 22,45%

C. 48,78%

D. 39,43%

Câu 11: Hỗn hợp khí X chứa một ankan, một anken và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,075 mol X cần
dùng vừa đủ 0,305 mol O 2 . Sản phẩm cháy thu được chứa 3,42 gam H 2O. Biết trọng lượng X trên số
mol anken nhiều hơn số mol ankan là 0,01 mol. Phần trăm khối lượng của ankan có trong X là?
A. 23,44%

B. 32,16%

C. 18,09%

D. 15,12%

Câu 12: Hỗn hợp khí X chứa một ankan, một anken và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,09 mol X cần
dùng vừa đủ 0,295 mol O 2 . Sản phẩm cháy thu được chứa 3,78 gam H 2O. Biết trọng lượng X trên số
mol anken ít hơn số mol ankan là 0,01 mol. Phần trăm khối lượng của ankin có trong X là?
A. 23,44%

B. 32,16%

C. 18,09%

D. 29,63%

Câu 13: Hỗn hợp khí X chứa một ankan, một anken và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,21 mol X cần
dùng vừa đủ 0,82 mol O 2 . Sản phẩm cháy thu được chứa 10,8 gam H 2O. Biết trọng lượng X trên số mol
ankan nhiều hơn số mol anken là 0,1 mol. Phần trăm khối lượng của anken có trong X là?
A. 13,62%

B. 11,29%

C. 24,03%

D. 15,12%

Câu 14: Hỗn hợp khí X chứa một ankan, một anken và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol X cần

dùng vừa đủ 0,625 mol O 2 . Sản phẩm cháy thu được chứa 7,74 gam H 2O. Biết trọng lượng X trên số
mol ankan nhiều hơn số mol anken là 0,04 mol. Phần trăm khối lượng của ankin có trong X là?
A. 44,2%

B. 78,56%

C. 34,6%

ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1: Định hướng tư duy giải

n O2 = 0,5
ankan = 0,07
BTNT.O

→ n CO2 = 0,31 
→
Ta có: 
anken = 0,05
n H2O = 0,38
C 2 H 4 : 0,05

→ 31, 25%
C
H
:
0,07
 3 8

XH

min
→ ∆n C = 0,14 →
Và n C = 0,17 


Câu 2: Định hướng tư duy giải

n O2 = 0, 46 BTNT.O
ankan = 0,05

→ n CO2 = 0, 29 
→
anken = 0,08
n H2O = 0,34

Ta có: 

CH 4 : 0,05

→19, 23%
C3H 6 : 0,08

XH
min
→ ∆n C = 0,08 →
Và n C = 0, 21 


Câu 3: Định hướng tư duy giải

n O2 = 0,89
ankan = 0,05
BTNT.O

→ n CO2 = 0,62 
→
ankin = 0,13
n H2O = 0,54

Ta có: 

D. 23,09%


C2 H 6 : 0,05

→17,61%
C4 H 6 : 0,13

XH
min
→ ∆n C = 0,31 →
Và n C = 0,31 


Câu 4: Định hướng tư duy giải

ankan = 0,11
n O2 = 0,83
BTNT.O


→ n CO2 = 0,54 
→
Ta có: 
ankin = 0,07
n H2O = 0,58
C3H 4 : 0,07

→ 36,65%
C3H8 : 0,11

XH
min
→ ∆n C = 0, 29 →
Và n C = 0, 25 


Câu 5: Định hướng tư duy giải

n O2 = 0,965 BTNT.O
ankan = 0,13

→ n CO2 = 0,6 
→
anken = 0,07
n H2O = 0,73

Ta có: 

C3H8 : 0,13


→ 66,05%
C
H
:
0,07
3
6


XH
min
→ ∆n C = 0,33 →
Và n C = 0, 27 


Câu 6: Định hướng tư duy giải

n O2 = 0,73
ankan = 0,05
BTNT.O

→ n CO2 = 0, 47 
→
anken = 0,09
n H2O = 0,52

Ta có: 

C3H 6 : 0,09


→ 56,59%
C4 H10 : 0,05

XH
min
→ ∆n C = 0, 24 →
Và n C = 0, 23 


Câu 7: Định hướng tư duy giải

n O2 = 1,115 BTNT.O
anken = 0,17

→ n CO2 = 0,76 
→
Ta có: 
ankin = 0,05
n H2O = 0,71
C3H 6 : 0,17

→ 32, 26%
C
H
:
0,05
 5 8

XH

min
→ ∆n C = 0,32 →
Và n C = 0, 44 


Câu 8: Định hướng tư duy giải

n O2 = 2,13 BTNT.O
anken = 0,1

→ n CO2 = 1, 48 
→
ankin = 0,18
n H2O = 1,3

Ta có: 

C4 H8 : 0,1

→ 27,5%
C6 H10 : 0,18

XH
min
→ ∆n C = 0,92 →
Và n C = 0,56 


Câu 9: Định hướng tư duy giải

n O2 = 0,635 BTNT.O
ankan = 0,04

→ n CO2 = 0, 46 
→
Ta có: 
ankin = 0,15
n H2O = 0,35
C4 H10 : 0,04

→ 62,7%
C2 H 2 : 0,15

XH
min
→ ∆n C = 0,12 →
Và n C = 0,34 



Câu 10: Định hướng tư duy giải

n O2 = 0,34 BTNT.O
ankin = 0,04

→ n CO2 = 0, 24 
→
anken = 0,03
n H2O = 0, 2

Ta có: 

C 4 H8 : 0,03

→ 48,78%
C3H 4 : 0,04

XH
min
→ ∆n C = 0,1 →
Và n C = 0,14 


Câu 11: Định hướng tư duy giải
Ta có:

ankan : a
a + b + c = 0,075
a = 0,015
n O2 = 0,305 BTNT.O




→ n CO2 = 0, 21 
→ anken : b 
→ −a + b = 0,01 
→ b = 0,025

n

=
0,19
ankin : c
−a + c = 0,02
c = 0,035
 H2O




→ n Cmin

C2 H 6 : 0,015

→ C3H 6 : 0,025 
→15,12%
= 0,135 
→ ∆n C = 0,075. Xếp hình cho C 
C H : 0,035
 3 4

(Vì hỗn hợp ở thể lên số C nhỏ hơn 4).
Câu 12: Định hướng tư duy giải

ankan : a
a + b + c = 0,09
a = 0,04
n O2 = 0, 295 BTNT.O





→ n CO2 = 0,19 
→ anken : b 
→ a − b = 0,01

→ b = 0,03
Ta có: 
n H2O = 0, 21
ankin : c
−a + c = −0,02
c = 0,02




→ n Cmin

CH 4 : 0,04

→ C3H 6 : 0,03 
→ 29,63%
= 0,14 
→ ∆n C = 0,05. Xếp hình cho C 
C H : 0,02
 3 4

Câu 13: Định hướng tư duy giải

ankan : a

a + b + c = 0, 21
a = 0,13
n O2 = 0,82 BTNT.O




→ n CO2 = 0,52 
→ anken : b 
→ a − b = 0,1

→ b = 0,03
Ta có: 
n
=
0,6
ankin : c
−a + c = −0,08
c = 0,05
 H2O




→ n Cmin

C2 H 6 : 0,13

→ C2 H 4 : 0,03 
→11, 29%

= 0, 29 
→ ∆n C = 0, 23. Xếp hình cho C 
C H : 0,05
 4 6

Câu 14: Định hướng tư duy giải

ankan : a
a + b + c = 0,15
a = 0,07
n O2 = 0,625 BTNT.O




→ n CO2 = 0, 41 
→ anken : b 
→ a − b = 0,04 
→ b = 0,03
Ta có: 
n H2O = 0, 43
ankin : c
−a + c = −0,02
c = 0,05







→ n Cmin

C 2 H 6 : 0,07

→ C 4 H8 : 0,03 
→ 34,6%
= 0, 23 
→ ∆n C = 0,18. Xếp hình cho C 
C H : 0,05
 3 4