Lập CTPT hợp chất hữu cơ theo PP thể tích (Có ví dụ minh họa)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (144.53 KB, 4 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
Truy cập vào: để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 1
DẠNG BÀI TẬP LẬP CTPT CHẤT HỮU CƠ THEO PHƯƠNG PHÁP
THỂ TÍCH
Phạm vi áp dụng: Phương pháp này được dùng để lập công thức phân tử của hợp chất hữu cơ ở thể khí
hoặc hơi.
I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
<i>- Bước 1: Xác định thể tích các chất trước và sau phản ứng đốt cháy. </i>
<i>- Bước 2: Viết phương trình phản ứng cháy dưới dạng tổng quát. </i>
CxHy + (x +
4
<i>y</i>
) O2 <i>to</i> xCO2 +
2
<i>y</i>
H2O
CxHyOz + (x +
4
<i>y</i>
-
2
<i>Z</i>
)O2 <i>to</i> xCO2 +
2
<i>y</i>
H2O
CxHyNt + (x +
4
<i>y</i>
-
2
<i>Z</i>
)O2 <i>to</i> xCO2 +
2
<i>y</i>
H2O +
2
<i>t</i>
N2
Đưa thể tích các khí đã xác định được ở bước 1 vào phương trình phản ứng cháy.
<i>Bước 3: Lập tỉ lệ mol và tỉ lệ thể tích tương ứng với các chất. Sau đó giải hệ các phương trình đã lập </i>
được để tìm ra kết quả.
<i>* Lưu ý: Các nghiệm số tìm được là các số nguyên dương. </i>
II. BÀI TẬP VẬN DỤNG
1. Đốt cháy hoàn toàn 15cm3 hiđrocacbon trong 98 cm3 O2 (lấy dư). Sau đó làm lạnh hỗn hợp thì thu
được 68cm3 khí, cho qua dung dịch KOH thì cịn lại 8cm3 khí. Thể tích các khí đo trong cùng một điều
kiện về nhiệt độ, áp suất. Xác định công thức phân tử của hiđrocacbon.
Đối với phương pháp thể tích giáo viên nên cho học sinh lập sơ đồ để dễ dàng tìm thể tích của các chất.
CxHy 15cm3 đốt CO2 làm lạnh CO2 dd KOH
O2 98cm3 H2O – H2O O2 dư - CO2
O2 còn dư 68cm3 8cm3
<i>Bước 1: Từ sơ đồ trên giáo viên hướng dẫn học sinh rút ra thể tích các chất. </i>
VCxHy = 15 cm3
V
2
<i>O</i> ban đầu = 98cm
3
-> V
2
<i>O</i> cháy = 98 – 8 = 90 cm
3
V
2
<i>O</i> dư = 8cm
3
V
2
<i>CO</i> = 68 – 8 = 60 (cm
3
)
<i>Bước 2: Viết phương trình cháy: </i>
</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>
Truy cập vào: để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 2
CxHy + (x +
4
<i>y</i>
) O2 <i>to</i> xCO2 +
2
<i>y</i>
H2O
15 90 60
<i>Bước 3: Lập tỉ lệ </i>
Trong cùng điều kiện về nhiệt độ, áp suất ta có tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol.
<i>y</i>
<i>xH</i>
<i>C</i>
<i>CO</i>
<i>V</i>
<i>V</i>
2
=
1
<i>x</i>
=
15
60
-> x = 4
<i>y</i>
<i>xH</i>
<i>C</i>
<i>O</i>
<i>V</i>
<i>V</i>
2
=
1
4
<i>y</i>
<i>x</i>
=
15
90
= 6
-> y = 4(6 – 4) = 8
-> Công thức phân tử cần lập là C4H8.
2. Đốt cháy hoàn toàn 10cm3 hợp chất hữu cơ chứa 3 nguyên tố C, H và O, trong 40 cm3 khí O2 (lấy
dư), sau khi phản ứng kết thúc thu được 60cm3 hỗn hợp khí. Làm lạnh hỗn hợp sản phẩm thu được
30cm3 hỗn hợp khí, dẫn tiếp qua bình đựng dung dịch NaOH thấy có 10cm3 thốt ra khỏi bình. Xác
định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ biết thể tích các khí đo trong cùng điều kiện về nhiệt độ và
áp suất.
Trong phương pháp này giáo viên có thể giới thiệu cho học sinh 2 trường hợp biến dạng có thể gặp.
1. Trường hợp 1: Đốt cháy hỗn hợp trong đó có 1 chất cần xác định công thức phân tử và một chất
khác cháy được.
Trong trường hợp này giáo viên cần lưu ý với học sinh thể tích O2 dùng để đốt cháy là đốt hai chất vừa
để đốt cháy chất hữu cơ cần xác định công thức phân tử, vừa để đốt cháy chất có trong hỗn hợp.
Bài tập vận dụng: Cho lượng oxi dư vào 300cm3 hỗn hợp gồm hidrocacbon và NH3 rồi đốt cháy. Sau
khi đốt cháy hồn tồn thể tích hỗn hợp khí thu được là 1250cm3. Cho hơi nước ngưng tụ, thể tích cịn
lại là 550cm3. Sau khi cho qua dung dịch KOH thể tích cịn lại 250cm3, trong đó có 100cm3 thể tích N2.
Thể tích các khí đo trong cùng một điều kiện như nhau. Xác định công thức phân tử của hidrocacbon.
Giáo viên hướng dẫn học sinh cách giải bài toán biến dạng để đưa về dạng cơ bản.
2NH3 +
2
3
O2 <i>to</i> N2 + 3H2O
(cm3) 200 100 300
V
3
<i>NH</i> = 200cm
3
-> VCxHy = 300 – 200 = 100cm3
V<i>H</i><sub>2</sub><i>O</i> (NH3) = 300cm
3
.
V<i><sub>H</sub></i> <i><sub>O</sub></i>
2 thu được = 1250 – 550 = 700cm
3
.
-> V<i><sub>H</sub><sub>O</sub></i>
2 (CxHy) = 700 – 300 = 400cm
3
V
2
<i>CO</i> = 550 – 250 = 300cm
3
</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>
Truy cập vào: để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 3
CxHy + (x +
4
<i>y</i>
) O2 <i>to</i> xCO2 +
2
<i>y</i>
H2O
(cm3) 100 300 400
Lập tỉ lệ:
<i>y</i>
<i>xH</i>
<i>C</i>
<i>CO</i>
<i>V</i>
<i>V</i>
2
=
1
<i>x</i>
=
100
300
-> x = 3
<i>y</i>
<i>xH</i>
<i>C</i>
<i>O</i>
<i>H</i>
<i>V</i>
<i>V</i>
2
=
1
2
<i>y</i>
=
100
400
= 4 -> y = 4 . 2 = 8
-> Công thức phân tử cần lập C3H8
2. Trường hợp 2: Đốt cháy một hỗn hợp trong đó có một chất cần xác định công thức phân tử và một
chất khác không cháy được.
Bài tập: Cho 0,5l hỗn hợp CxHy và khí CO2 và 2,5l O2 lấy dư rồi đốt cháy. Kết thúc phản ứng được
một hỗn hợp mới có thể tích bằng 3,4l. Sau khi cho nước ngưng tụ còn 1,8l và sau khi cho qua dung
dịch KOH chỉ cịn 0,5l. Thể tích các khí đo trong cùng một điều kiện. Xác định công thức phân tử của
CxHy.
Hướng giải:
- Xác định thể tích của các chất.
V
2
<i>O</i> cháy = 2,5 – 0,5 = 2 (l)
V
2
<i>CO</i> = 1,3 (l)
V<i><sub>H</sub></i> <i><sub>O</sub></i>
2 = 3,4 – 1,8 = 1,6 (l)
Trong bài tập này giáo viên cần lưu ý cho học sinh lượng CO2 thu được vừa do CxHy cháy sinh ra vừa
là lượng CO2 ban đầu.
Bài tập này giáo viên cho học sinh phân tích q trình cháy của từng nguyên tố trong hợp chất hữu cơ.
4H + O2 <i>to</i> 2H2O
0,8l 1,6l
C + O2 <i>to</i> CO2
(2-0,8) (l) 1,2 (l)
-> V
2
<i>CO</i> (CxHy) = 1,2 (l) -> V<i>CO</i>2ban đầu = 1,3 – 1,2 = 0,1 (l)
VCxHy = 0,5 – 0,1 = 0,4 (l)
Lập phương trình phản ứng cháy:
CxHy + (x +
4
<i>y</i>
) O2 <i>to</i> xCO2 +
2
<i>y</i>
H2O
0,4l 1,2l 1,6l
</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>
Truy cập vào: để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 4
<i>y</i>
<i>xH</i>
<i>C</i>
<i>CO</i>
<i>V</i>
<i>V</i>
2
=
1
<i>x</i>
=
4
,
0
2
,
1
= 3 -> x = 3
<i>y</i>
<i>xH</i>
<i>C</i>
<i>O</i>
<i>H</i>
<i>V</i>
<i>V</i>
2
=
1
2
<i>y</i>
=
4
,
0
6
,
1
= 4 -> y = 8
</div>
<!--links-->
