BÀI TẬP TỰ LUẬN - Vĩnh Phúc...

Sáng kiến kinh nghiệm GV: Lê Sỹ Nguyên - Trường THCS Yên Lạc

Mục lục

Đề mục Trang

Phần: Mở đầu 3

I . Lý do chọn chuyên đề: 3

II. Phạm vi – Mục đích của chuyên đề. 4

III. Cơ sở khoa học để viết sáng kiến kinh nghiệm. 4

IV. Các bước tiến hành. 5

Phần: Nội dung 6

I. Các phương pháp lập công thức phân tử của hợp chất hữu cơ

6

II. Bài tập vận dụng 14

III. Bài tập luyện tập 41

Phần: Kết luận 50

Tài liệu tham khảo 51

- 1 -


CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT

1. Số mol của chất: n ( đơn vị mol )

2. khối lương của chất: m (đơn vị g )

3. Khối lượng mol: M (đơn vị g)

4. Khối lượng mol trung bình: (đơn vị g)

5. Nguyên tử cacbon trung bình:

6.Tỉ khối: d (đơn vị g/ml )

7. Công thức trung bình: C.T.P.T.T.B

8. Công thức phân tử: CTPT

9 Phản ứng hóa học: PƯHH

10. Phương trình phản ứng: Ptpư

11. Công thức đơn giản nhất: CTĐGN

12. Thể tích chất khí: V

13. Công thức cấu tạo: CTCT

14. Hợp chất hữu cơ : HCHC .

15. Công thức đơn giản nhất : CTĐGN

- 2 -


PHẦN MỞ ĐẦU

I . LÝ DO CHỌN CHUYÊN ĐỀ:

1. Cơ sở lí luận:

Xuất phát từ nhiệm vụ năm học 2012 – 2013 do nhà trường và cấp trên giao cho là phải nâng cao chất lượng số lượng học sinh giỏi cấp tỉnh.

Qua nhiều năm tôi tham gia bồi dưỡng học sinh giỏi cấp tỉnh và ôn vào các trường chuyên trong tỉnh cũng như các trường khối chuyên của ĐHSP, ĐHKHTN….cũng như chỉ tiêu của phòng GD &ĐT và nhà trường đề ra hàng năm đạt 85% học sinh đạt giải, trong đó 70% đạt giải ba trở lên.

Để đạt được chỉ tiêu trên thì vấn đề chọn phương pháp giảng dạy cho học sinh ở đội tuyển là khó khăn do nhiều nguyên nhân chủ quan và khách quan cụ thể là:

- Chương trình hóa học hóa học trung học cơ sở, nhất là chương trình hóa học lớp 9 là chương trình đồng tâm với chương trình hóa học THPT. Lượng kiến thức hóa học hữu cơ lớp 9 thì ít. Nhiều bài tập hay và khó, nếu học sinh giỏi chỉ có học kiến thức SGK lớp 9 thì không giải quyết được.

- Thời gian giảng dạy chính khóa 2 tiết trong tuần. Thời gian dạy đội tuyển ít, không có dạy bồi dưỡng thêm.

Chính vì vậy, để các em học sinh giỏi dự thi học sinh giỏi cấp tỉnh đạt giải, học sinh dự thi vào các trường chuyên, thì phải nắm chắc phương pháp lập công thức hóa học hữu cơ và vận dụng tốt khi học và làm tốt lập công thức hóa học. Tôi mạnh dạn nghiên cứu, giới thiệu chuyên đề: Lập công thức hóa học, trong đó chủ yếu nghiên cứu về lập công thức hóa học của hợp chất hữu cơ.

2. Cơ sở thực tiễn:

Xuất phát điểm đầu tiên là thành phần đội tuyển hóa học lớp 9 được tuyển chọn từ những học sinh không đủ tham gia các đội tuyển Toán, lý ..

Học sinh mới tiếp cận với bộ môn hóa học môn học trừu tượng. Tư duy của học sinh chưa cao. Trình độ học sinh trong đội tuyển còn chưa đồng đều. Vì vậy việc lựa chọn phương pháp dạy đội tuyển còn nhiều hạn chế.

- 3 -


II. Pham vi – Mục đích của chuyên đề.

1. Phạm vi chuyên đề :

Hiện nay, hầu hết các tỉnh và các thành phố trong cả nước và một số trường đại học đã có lớp THPT chuyên hóa học. Công tác bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học.

Do đối tượng là học sinh giỏi cấp tỉnh và học sinh đi dự thi vào các trường chuyên nên cần phải mở rộng về kiến thức cho học sinh. Nên chuyên đề có đề cập chương trình lớp 9 tài liệu nâng cao mở rộng lớp 9, các đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh của các tỉnh trong nhiều năm, các bài tập của lớp 11….

2. Mục đích chuyên đề:

Giúp cho học sinh biết hệ thống hóa và vận dụng các phương pháp, các dạng bài tập về lập công thức phân tử của hợp chất hữu cơ.

Củng cố lại tính chất hóa học của các hợp chất hiđrocacbon và các dẫn xuất hiđrocacbon, khắc sâu những tích chất đặc trưng của từng loại hợp chất hữu cơ.

Rèn luyện cách viết phương trình hóa học của hóa học hữu cơ nhất là bằng công thức cấu tạo, để rèn kỹ năng viết công thức cấu tạo.

Giúp cho học sinh có tư duy sáng tạo, rèn luyện cho học sinh trong một bài tập có nhiều phương pháp giải và cách nào là sáng tạo nhất.

Thông qua chuyên đề, cùng đồng nghiệp có thêm điều kiện trao đổi học hỏi, bàn bạc và đưa ra những giải pháp tối ưu về phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa. Từ đó học sinh có sự hứng thú, say mê học tập bộ môn hóc học và đạt kết quả cao trong các kì thi học sinh giỏi và thi vào các trường chuyên của tỉnh, các trường đại học quốc gia ….

III.CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỂ VIẾT SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

1. Đối với học sinh:

Để có thể đủ kiến thức tham gia thi học sinh giỏi đạt kết quả cao cần thực hiện các phần sau:

- Nắm chắc kiến thức cơ bản, có mở rộng kiến thức về hóa học hữu cơ THPT.

- Nắm chắc phương pháp lập công thức hóa học, biết vận dụng các phương pháp trong một bài tập.

- Cần cù chăm chỉ, chịu khó học tập trao đổi với bạn bè.

2. Đối với giáo viên:

Để có thể giảng dạy đảm bảo cho học sinh có thể đạt giải trong các kỳ thi học sinh giỏi, thi vào các trường chuyên giáo viên cần:

- 4 -


- Nắm chắc kiến thức cơ bản, mạch kiến thức.

- Nắm chắc các phương pháp lập công thức hóa học vận dụng trong các bài tập.

- Biết suy luận trong kiến thức các bài tập, tình huống có thể xảy ra trong đề thi.

- Biết cách truyền thụ kiến thức cho học sinh dễ học, dễ nắm các phương pháp.

- Cung cấp cho học sinh tài liệu, đề thi học sinh giỏi của những năm trước để học sinh được làm quen.

- Luôn trao đổi tài liệu, đề thi và kinh nghiệm với các đồng nghiệp trong trường ,trong huyện, trong tỉnh.

- Thường xuyên tổ chức luyện đề, chấm chữa đề thi một cách cụ thể.

- Phân loại học sinh, chia các nhóm đối tượng ở mức giỏi, khá, trung bìnhđể có biện pháp nâng cao chất lượng đội tuyển.

IV. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH:

Để có giúp học sinh dự thi có kết quả cần thực hiện các bước sau:

1. Cung cấp và giới thiệu tài liệu.

2. Dạy kiến thức cơ bản, có nâng cao và mở rộng.

3. Dạy các phương pháp lập công thức hóa học hữu cơ.

4. Lựa chọn trong các đề thi học sinh giỏi, đề thi vào trường chuyên bài tập có liên quan đến chuyên đề.

5. Giáo viên đưa cho học sinh các đáp án và thang điển cho học sinh được chấm chéo nhau. Cuối cùng giáo viên chấm và nhận xét, bổ xung thiếu sót.

BỐ CỤC CHUYÊN ĐỀ

Chuyên đề gồm 3 phần dự kiến dạy trong 20 tiết:

Phần I: Một số phương pháp giải bài tập xác định công thúc phân tử hợp chất hữu cơ, có ví dụ minh họa.

Phần II: Một số bài toán vận dụng các phương pháp xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ.

Phần III: Một số bài toán luyện tập về chuyên đề.

- 5 -


PHẦN NỘI DUNG

I. CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ.

1) XÁC ĐỊNH HCHC THEO PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG:

* Bước 1: Xác định thành phần nguyên tố trong hợp chất hữu cơ (A) đem đốt (hay phân tích)

- Tính tổng khối lượng: ( mC + mH + mN )

- Nếu: ( mC + mH + mN ) = mA(đem đốt) => A không chứa oxi

- Nếu: ( mC + mH + mN ) < mA (đem đốt) => A có chứa oxi

=> mO(trong A) = mA – (mC + mH + mN)

+ Cách xác định thành phần % các nguyên tố trong chất hữu cơ A

%C = ; %H = ; %N =

%O = = 100% - ( %C + %H + %N )

* Bước 2: Xác định khối lượng phân tử chất hữu cơ A (MA)

- Dựa vào khối lượng riêng DA (ở đktc) hay tỉ khối hơi của chất hữu cơ A với không khí.

(dA/B = ), MA = 22,4.dA; MA = MB. dA/B ; MA = 29.dA/KK

- Dựa vào khối lượng (mA g) của một thể tích ( VAlít) ở đktc

MA =

- Dựa vào tính chất của ptpu có chất hữu cơ A tham gia hay tạo thành

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 1,72 gam chất hữu cơ A thu được 3,52 gam CO2 và 1,8 gam H2O. Mặt khác, phân tích 1,29 gam A thu được 336 ml khí nitơ (đo ở đktc). Tìm CTPT A. Biết khi hóa hơi 1,29 gam A có thể tích đúng bằng thể tích của 0,96 gam oxi trong cùng điều kiện.

Hướng dẫn giải:

Khối lượng các nguyên tố trong 1,72 gam A:

; ;

- 6 -


mO = 1,72 – (0,96 + 0,2 + 0,56) = 0. Vậy A chỉ chứa C, H, N, không chứa oxi.

Ta có: . Đặt CTPT A là CxHyNt

Cách 1: Tính qua CTĐGN

Ta có:

CTĐGN của A là C2H5N CTTN là (C2H5N)n

Vì MA = 43 MA= (2.12+5+14)n = 43n 43n = 43 n=1

Vậy CTPT A là C2H5N.

Cách 2: Tính trực tiếp (không qua CTĐGN)

Ta có tỉ lệ:

; ;

Vậy CTPT A là C2H5N.

Cách 3: Tính trực tiếp từ sản phẩm đốt cháy A

(đã tính ở trên)

Ptpu cháy của A:

Theo ptpu: MA (43gam) 44x 9y 14t

Bài cho 1,72 gam 3,52g 1,8g 0,56g

; ; . Vậy CTPT A là C2H5N.

Vi dụ 2: Cho hh X gồm ankan A và anken B đều ở thể khí trong điều kiện thường. Đốt cháy 6,72 lít (đktc) hh X thì thu được 15,68 lít CO2 và 14,4g H2O. Xác định CTPT A, B và tính % theo thể tích hh X?

Hướng dẫn:

Gọi công thức và số mol của ankan A là CnH2n +2 (a mol ) và anken là CmH2m

(b mol):

CnH2n +2 + ( )O2 → nCO2 + (n +1)H2O (1)

- 7 -


CmH2m + O2 → mCO2 + mH2O (2)

= > nCO2 = na + mb = 15,68/22,4 = 0,7 mol (I)

nH2O = (n + 1)a + m b = na + mb + a = 14,4/18 = 0,8 mol .

Từ (I , II) : a = 0,8 – 0,7 = 0,1 mol

nX = a + b = 6,72/22,4 = 0,3 mol => b = 0,3 – 0,1 = 0,2 mol

thế a , b vào (I) ta có: 0,1n + 0,2m = 0,7 hay n + m = 7

tìm các giá trị ta thấy: n = 1 , m = 3 => CTPT: CH4; C3H6

hoặc: n = 3, m = 2 => CTPT: C3H8; C2H4

% theo thể tích của hh X : %A = 33,33% ; %B = 66,67%

2. XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC PHÂN TỬ HCHC THEO PHƯƠNG PHÁP THỂ TÍCH:

a. Phạm vi áp dụng:

Phương pháp này thường dùng để xác định CTPT của các chất hữu cơ ở thể khí hay ở thể lỏng dễ bay hơi.

Trong một phản ứng hóa học có các chất khí tham gia hay tạo thành (ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất ) hệ số đặt trước công thức của các chất không những cho biết tỉ lệ số mol mà còn cho biết tỉ lệ thể tích giữa chúng.

b. Các bước giải bài toán:

* Bước 1: Tính thể tích các khí ( chất hữu cơ A đem đốt, oxi phản ứng, CO2 và H2O sinh ra ......)

* Bước 2: Viết và cân bằng ptpu cháy của chất hữu cơ (A) dưới dạng tổng quát chẳng hạn: CxHyOz....

* Bước 3: Lập tỉ lệ thể tích để tính x, y, z......

CxHyOz + ( ) O2 → x CO2 + H2O

1(l) (l) x (l) (l)

VA(l) VO2(l) VCO2(l) VH2O (l)

=> x = ; y = ; =

- Lưu ý: Sau khi thực hiện bước (1) có thể làm theo cách khác như sau:

Lập tỉ lệ thể tích: VA : VO2 : VCO2 : VH2O

- 8 -


rồi đưa về số nguyên tố tối giản: m : n : p : q

Sau đó viết phương trình phản ưng cháy :

mCxHyOz + nO2 pCO2 + qH2O

Rồi so sánh lần lượt số lượng các nguyên tử của cùng một nguyên tố ở 2 vế sẽ tìm ra được x, y, z.

CTPT chất A.

Ví dụ 1: Đốt cháy 200ml một hợp chất hữu cơ A chứa C, H, O trong 900ml O2. Thể tích hỗn hợp khí thu được là 1,3 lít. Sau khi cho hơi nước ngưng tụ, chỉ còn 700ml. Tiếp theo cho qua dd KOH đặc, chỉ còn 100ml (các thể tích khí đều đo ở cùng điều kiện). Xác định CTPT (A).

Hướng dẫn:

- Sơ đồ phân tích đề bài:

(A) + O2 còn dư

200ml 900ml 1300ml 700ml 100ml

Dựa vào sơ đồ ta tính được:

VO2(pư) = 900 – 100 = 800 ml ; VCO2 = 700 – 100 = 600 ml;

VH2O = 1300 – 700 = 600 ml

Ptpư: CxHyOz + ( ) O2 → xCO2 + H2O (1)

(ml) V ( )V xV V

200 800 600 600

Tính được: x = 600/200 = 3 ; = 600/200 = 3

=> y = 6; x + y/4 – z/2 = 800/200 = 4 = > z = 1

Do đó CTPT (A) là: C3H6O

Vi dụ2: Một hh gồm hai hyđrocacbon mạch hở, trong phân tử mỗi chất chứa không quá một liên kết ba hay hai liên kết đôi. Số cacbon mỗi chất tối đa bằng 7. Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol hh thu được 0,25 mol CO2 và 0,23 mol H2O. Tìm công thức phân tử của hai hyđrocacbon.

- 9 -


Hướng dẫn:

Vì nCO2 > nH2O => có 1 hyđrocacbon có 1 chất có công thức: CnH2n – 2

TH1 0,05 mol CnH2n-2 +( )O2 nCO2 + (n - 1)H2O

a mol na mol (n-1)a mol

Cn’H2n’ n’CO2 + n’H2O

bmol n’bmol n’bmol

nCO2 – nH2O = amol => a = 0,02mol; b = 0,03mol; nCO2 = na + n’b = 0,25

=> 2n + 3n’ = 25

n 2 5

n’ 7 5

=> C2H2, C7H14 hoặc C5H8 , C5H10

TH2:

Cn’H2n’ + 2 → n’CO2 + (n’ + 1)H2O

Ta có: a + b = 0,05; nCO2 – nH2O = a - b => a – b = 0,02

=> a = 0,035; b = 0,015

7n + 3n’ = 50 => n = 5; n’ = 5 => C5H8; C5H12

TH3: 2 ankin (loại)

3. XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP BIỆN LUẬN:

- Khi xác định CTPT một chất hữu cơ nếu:

+ Bao nhiêu phương trình đại số thiết lập được ứng với bấy nhiêu ẩn số cần tìm Bài toán giải bình thường.

+ Số phương trình đại số thiết lập được ít hơn số ẩn cần tìm, có thể biện luận bằng cách dựa vào các giới hạn.

Ví dụ: Một giới hạn thường dùng:

Với hiđrocacbon (CxHy) y 2x + 2, y nguyên, chẵn.

Nếu CxHy ở thể khí trong điều kiện thường (hay đktc): x 4, nguyên

Với rượu: CnH2n +2 – 2k – m (OH)m để rượu bền: 1 m n, nguyên

Nếu không biện luận được, hay biện luận khó khăn, có thể dùng bảng trị số để tìm kết quả.

- 10 -


* Điều kiện biện luận chủ yếu với loại toán này là: hóa trị các nguyên tố. Phương pháp biện luận trình bày ở trên ở trên chỉ dùng để xác định CTPT của 1 chất hoặc nếu nằm trong một hh thì phải biết CTPT của chất kia

Vi dụ 1: Chất hữu cơ A có tỉ khối đối với etan là 2. Hãy xác định CTPT A. Biết A chỉ chứa C, H, O.

Hướng dẫn:

Đặt công thức A là CxHyOz ( với x, y, z nguyên dương)

Theo đầu bài ta có: MA = 12x + y + 16z = dA/C2H6.MC2H6 =2.30 = 60 (I)

Từ (I): 12x + y = 60 – 16z > 0 => 0 < z 3

+) Nếu z = 1 = > 12x + y = 44 = > y = 44 – 12x (II)

Vì y 2x + 2 => 44 – 12x 2x + 2 => 42 14x => 3 x

Từ (II): x < 44/12 => 3 x < 3,667. Vậy x = 3, y = 8, z = 1 CTPT: C3H8O

Vi dụ 2: X là rượu no đơn chức, khi đốt cháy hoàn toàn 1 mol X cần vừa đủ 3,5 mol O2. Hãy xác định CTCT của X, biết rằng mỗi nguyên tử cacbon chỉ liên kết với một nhóm - OH.

Hướng dẫn:

Gọi CTPT của rượu X là CnH2n + 2 – a(OH)a trong đó: n 1, nguyên; a n

Phương trình đốt cháy:

CnH2n + 2 – a(OH)a + O2 → nCO2 + (n + 1)H2O

Theo đầu bài và phương trình phản ứng:

= 3,5 => n = cặp nghiệm thích hợp: n =3; a = 3.

CTPT: C3H5(OH)3

4. PHƯƠNG PHÁP CÔNG THỨC PHÂN TỬ TRUNG BÌNH CỦA HỖN HỢP (C.T.P.T.T.B)

+ Bước 1: Đặt công thức của 2 chất hữu cơ cần tìm rồi suy ra C .T.P.T.T.B của chúng.

Ví dụ: A: CxHyOz , B: Cx’Hy’Oz’ => C.T.P.T.T.B: C H O

( , , lần lượt là số nguyên tử C, H, O trung bình)

+ Bước 2: Viết ptpu dạng tổng quát C.T.P.T.T.B (Tùy theo dữ kiện bài cho)

- 11 -


+ Bước 3: Từ ptpu tổng quát và dữ kiện đầu bài cho thiết lập tỉ lệ để tính giá trị trung bình: , ,

+ Bước 4: Nếu x < x’ ta có: x < ,< x’

Nếu y < y’ ta có: y < < y’

Nếu z < z’ ta có: z < < z’ Dựa vào các điều kiện mà x, x’, y, y’, z, z’ cần thỏa mãn biện luận suy ra giá trị hợp lý của chúng

=> C.T.P.T: A, B.

* Phạm vi áp dụng: Đây là một phương pháp áp dụng ngắn gọn, các bài toán hữu cơ thuộc loại hỗn hợp các đồng đẳng, đặc biệt đồng đẳng liên tiếp. Tuy nhiên hoàn toàn có thể áp dụng phương pháp này để giải bài toán hỗn hợp các chất hữu cơ không đồng đẳng cũng rất hiệu qủa.

Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm hai hợp chất hữu cơ kế tiếp nhau trong một dãy đồng đẳng, có tỷ khối hơi so với H2.

là: 104/3. Đốt cháy hoàn toàn 10,4g X cần vừa đủ 10,08 lít O2 (đktc). Sản phẩm cháy chỉ gồm CO2 và H2O với số mol bằng nhau.

a. Xác định công thức phân tử các chất trong X và % khối lượng từng chất trong X.

b. Viết CTCT của 2 chất trong X. Biết X tác dụng với Na, NaOH.

Hướng dẫn:

Đặt CTTQ chung của 2 chất trong X là: C H2 + 2 – 2kOz ta có:

=> 14 + 2 – 2k + 16z = 104.2/3 (I)

Số mol X trong 10,4g là: 10,4.3/208 = 015 mol

Phản ứng cháy:

C H2 + 2 – 2kOz + (3 +1 – k – z )/2O2 → CO2 + ( + 1 – k)H2O

=> 0,15 0,45

=> (3 + 1 – k – z)/2 = 3 (II)

Số mol CO2 bằng số mol H2O: = +1 - k (III).

Giải hệ ta có: = 2,67; k = 1; z = 2

a) Vậy hh X gồm: C2H4O2 và C3H6O2 gọi số mol lần lượt là x mol, y mol

Ta có: x + y = 0,15 (I’) . Từ = 2,67 ta có : (2x + 3y)/0,15 = 2,67 từ đó Ta có x = 0,05 mol, y = 0,1 mol

Phần trăm khối lượng là: C2H4O2 : 28,85% ; C3H6O2 : 71,15%

- 12 -


b) Do X tác dụng với Na, NaOH. Vậy CTCT của các chất X là: CH3COOH, CH3CH2COOH

Ví dụ 2: Đốt cháy hai hiđrocacbon có cùng công thức tổng quát CnH2n + 2 – 2k thu được sản phẩm sau khi đốt cháy có khối lượng 22,1 g khi cho toàn bộ lượng sản phẩm này vào 400g dd NaOH thì thu được dd gồm hai muối có nồng độ 9,0026%. Tỉ lệ số mol hai muối này là 1 : 1.

1) Xác định giá trị của k ( biết k < 3) và tính số mol của hh?

2) Tìm công thức phân tử của hai hiđrocacbon trên , cho biết tỉ lệ số mol của chúng trong hh là 1 : 2 (theo chiều khối lượng phân tử tăng dần )

Hướng dẫn:

1) Xác định giá trị của k và số mol hh: Tính số mol H2O và CO2 trong hh sản phẩm sau phản ứng đốt cháy (m là khối lượng của 2 muối)

= > m = 38 gam

CO2 + NaOH → NaHCO3

CO2 + NaOH → Na2CO3 + H2O

Ta có: 84a + 106a = 38 => a = 0,2 mol => nCO2 = 0,4 mol => mCO2 = 17,6 g

Vậy khối lượng H2O là: mH2O = 22,1 – 17,6 = 4,5g => nH2O = 0,25 mol

Đặt công thức chung của hai hiđrocacbon: C H2 + 2 – 2k

C H2 + 2 – 2k + O2 → CO2 + ( + 1 – k)H2O

a – ( a + a – ka) = 0,4 – 0,25 = 0,15 mol => a(k – 1) = 0,15 mol

k < 3 vậy chỉ có các nghiệm 1, 2, 0 chỉ có k = 2 => a = 0,15

Theo tỉ lệ số mol là 1 : 2 theo chiều khối lượng phân tử tăng dần. Vậy số mol hiđrocacbon phân tử nhỏ là 0,05 mol lớn hơn là 0,1 mol

Phản ứng đốt cháy: CnH2n +2 – 2k + O2 → nCO2 + (n + 1 – k)H2O

0,05mol 0,05n mol

CmH2m + 2 – 2k + O2 → mCO2 + (m +1 – k)H2O

0,1mol 0,1m mol

m và n nguyên dương 2: 0,05n + 0,1m = 0,4 => n + 2m = 8

- 13 -


*** MỘT SỐ LƯU Ý KHI GIẢI BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH CTPT HAI HAY NHIỀU CHẤT HỮU CƠ TRONG HỖN HỢP:

+) Nếu bài toán cho 2 chất hữu cơ A, B đồng đẳng liên tiếp thì:

m = n + 1 ( ở đây n, m là số C trong phân tử A, B )

+) Nếu bài cho 2 chất hữu cơ A, B hơn kém nhau k nguyên tử C thì: m = n + k

+) Nếu bài cho 2 chất hữu cơ A, B cách nhau k nguyên tử C thì: m = n + (k + 1)

+) Nếu bài cho A, B là anken (hay ankin) thì n, m ≥ 2

+) Nếu bài cho A, B là hiđrocacbon ở thể khí trong điều kiện thường ( hay đktc) thì n, m ≤ 4

5) XÁC ĐỊNH DÃY ĐỒNG ĐẲNG CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ:

*) Khi đốt cháy hiđrocacbon: sản phẩm cháy là CO2 và H2O, so sánh số mol CO2 và số mol H2O. Nếu 1 hiđrocacbon A mạch hở, mà tìm được:

+) nCO2 < nH2O => A thuộc dãy đồng đẳng ankan.

Ptpư: CnH2n + 2 + (1,5n + 0,5) nCO2 + (n + 1)H2O

+) nCO2 = nH2O => A thuộc dãy đồng đẳng anken( hay olefin)

Ptpư: CnH2n + 1,5nO2 nCO2 + nH2O

+) nCO2> nH2O => A thuộc dãy đồng đẳng ankin

Ptpư: CnH2n – 2 + (1,5n – 0,5)O2 nCO2 + (n – 1)H2O

*) Dựa vào phản ứng cộng của hiđrocacbon mạch hở A:

CxHy + tH2 → CxHy + 2t (hoặc cộng Br2)

+) Với t là số liên kết trong cấu tạo hiđrocacbon mạch hở A

+) Biện luận: Nếu t = 0 => A thuộc dãy ankan

Nếu t = 1 => A thuộc dãy anken

Nếu t = 2 => A thuộc dãy ankin hay ankađien

Ví dụ: Thực hiện phản ứng đề hidro hóa một hiđrocacbon A thuộc dãy đồng đẳng của metan thu được một hỗn hợp gồm H2 và ba hidrocacbon X, Y, Z. Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lít khí X hoặc Y hoặc Z thì thu được 17,92 lít CO2 và 14,4 gam H2O ( thể tích các khí ở đktc). Hãy xác định CTCT của A.

Hướng dẫn giải

Ta có: ; ;

Ta thấy: Hiđrocacbon X là anken

- 14 -


CnH2n nCO2 + nH2O

0,2 0,8 0,8

0,2n = 0,8 n=4 anken là C4H8.

Khi đốt cháy X hoặc Y hoặc Z đều cho số mol CO2 và H2O giống nhau.

X, Y, Z là các đồng phân của nhau và có cùng CTPT là C4H8, nên A là C4H10

CTCT có thể có của A:

CH3-CH2-CH2-CH3 (1) CH3-CH-CH3 (2)

CH3

Trong hai đồng phân trên thì (1) tách hidro cho ba sản phẩm là đồng phân của nhau.

CH3-CH2-CH2-CH3

CTCT của A là CH3-CH2-CH2-CH3.

I) BÀI TẬP VẬN DỤNG:

Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 4,3 gam chất hữu cơ X chứa C, H, O rồi cho các sản phẩm thu được vào bình chứa dung dịch Ba(OH)2 dư, thấy khối lượng bình tăng 11,50 gam và có 39,4 gam kết tủa. Ở thể hơi, X có tỉ khối đối với He là 21,5. Xác định CTPT, Viết CTCT của X, biết rằng X có cấu tạo mạch nhánh và khi tác dụng với Na2CO3 thì giải phóng khí CO2.


Đặt công thức tổng quát của X là: CxHyOz.

CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O

Khối lượng bình tăng =

0,2 mol mC = 0,2.12 = 2,4 gam

= 11,5 – 0,2.44 = 2,7 gam mH =

mO = 4,3 – (2,4 + 0,3) = 1,6 gam

MX = 21,5.4 = 86

Lập tỉ lệ : = = = x = 4, y = 6, z = 2 CTPT X: C4H6O2

Vì X + Na2CO3 CO2. Nên X có nhóm –COOH. X có cấu tạo mạch nhánh nên CTCT của X là: CH2 = C(CH3) – COOH

- 15 -

CH3-CH2=CH-CH3 + H2

(cis+trans)

CH2=CH-CH2-CH3 + H2


Bài 2: Trộn 12 cm3 một hydrocacbon A ở thể khí với 60 cm3 oxi (lấy dư) rồi đốt cháy hoàn toàn A. Sau khi làm lạnh để nước ngưng tụ đưa về điều kiện ban đầu thì thể tích khí còn lại 48 cm3, trong đó có 24cm3 bị hấp thụ bởi KOH, phần còn lại bị hấp thụ bởi P. Tìm CTPT của A (các thể tích khí đo trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất).


Ta có: = 24cm3

dư = 48 – 24 = 24cm3 pứ = 60 – 24 = 36 cm3

Cách 1: Tính trực tiếp từ phương trình phản ứng đốt cháy (thực chất là pp đại số tính theo thể tích).

12 12 12x (cm3)

=12x = 24 x = 2

= 12 = 36 y = 4 CTPT của A: C2H4

Cách 2: Lập tỉ lệ thể tích

1 x (cm3)

12 36 24 (cm3)

=> x = 2 ; y = 4

=> CTPT của A: C2H4

Cách 3: Bảo toàn nguyên tố

Nhận xét: đốt 12 cm3 A và 36 cm3 oxy tạo ra 24 cm3 CO2

Bảo toàn nguyên tố (O):

Hay CxHy + 3O2 2CO2 + 2H2O

Bảo toàn nguyên tố (C): x = 2. Bảo toàn nguyên tố (H): y = 4 Vậy CTPT của A là C2H4

Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 3,61 g chất hữu cơ X chỉ thu được hỗn hợp khí gồm CO2, H2O và HCl. Dẫn hỗn hợp này qua bình chứa dung dịch AgNO3 dư ở nhiệt độ thấp, thấy có 2,87 gam kết tủa và bình chứa tăng thêm 2,17 gam. Khí thoát ra

- 16 -


được vào 100ml dung dịch Ba(OH)2 1M, thu được 15,76 gam kết tủa Y. Lọc bỏ Y, lấy dung dịch đun sôi lại có kết tủa nữa. Tìm CTPT của X, biết khối lượng phân tử của X < 200 đvC.


HCl + AgNO3 AgCl + HNO3 (1)

mbình tăng =

;

Theo phương trình (2), (3)

Theo bảo toàn khối lượng mỗi nguyên tố ta có:

Công thức X là CxHyOzClt

CTĐGN là C6H9O4Cl CTTN (C6H9O4Cl)n

Vì M < 200 180,5n < 200 n < 1,1 n=1

Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn hai hidrocacbon đồng đẳng liên tiếp thu được 11 gam CO2 và 6,3 gam H2O. Xác định CTPT hai hidrocacbon.


;

- 17 -


hai hidrocacbon thuộc dãy đồng đẳng ankan.

Đặt Công thức chung của hai ankan là

Ta có: . Vậy hai ankan là C2H6 và C3H8.

Bài 5: Oxy hoá hoàn toàn 4,6 gam một chất hữu cơ A bằng CuO đun nóng. Sau phản ứng thu được H2O và 4,48 lít CO2 (đktc), đồng thời thấy khối lượng CuO ban đầu giảm 9,6 gam. Xác định CTPT của A.


mCuO giảm chính là mO trong CuO tham gia phản ứng mO = 9,6 gam

Theo định luật bảo toàn khối lượng:

= 4,6 +9,6 – = 5,4 gam

mH = mO =4,6 - 2,4 - 0,6 = 1,6 gam

Đặt CTTQ của A: CxHyOz

x : y : z =

CTĐGN: C2H6O CTTN: ( C2H6O )n hay C2nH6nOn

y 2x + 2 hay 6n 4n + 2 n 1, n nguyên dương nên n = 1

CTPT của A: C2H6O.

Bài 6. Trong một bình kín chứa hơi chất hữu cơ X (có dạng CnH2nO2) mạch hở và O2 (số mol gấp đôi số mol cần cho phản ứng cháy) ở 139,90C, áp suất trong bình là 0,8 atm. Đốt cháy hoàn toàn X sau đó đưa về nhiệt độ ban đầu, áp suất trong bình lúc này là 0,95 atm. Xác dịnh CTPT của X.

Hướng dẫn.

CnH2nO2 + O2 nCO2 + nH2O

1mol n mol n mol

Giả sử có 1 mol X tham gia phản ứng, theo phương trình phản ứng ta có:

- 18 -


Tổng số mol của X và O2 lúc đầu là : 3n - 2 +1 = (3n-1)mol

Sau phản ứng cháy và ở 139,90C, nước đang ở thể hơi nên tổng số mol khí và hơi sau phản ứng:

=> nkhí = nCO2 + nH2O + nO2 dư = n + n + = (3,5n - 1) mol

Nhiệt độ bình trước và sau phản ứng không đổi, ta có:

Vậy CTPT của X là C3H6O2

Bài 7 : Đốt cháy 1 thể tích hiđrocacbon A mạch hở, cần 6 thể tích oxi và sinh ra 4 thể tích CO2 (các thể tích khí đo trong cùng điều kiện), A kết hợp với hiđro tạo thành một hiđrocacbon no mạch nhánh. Xác định CTCT của A.

Hướng dẫn.

Gọi công thức của A là: CxHy

CxHy + (x + )O2 → xCO2 + H2O

Tỉ lệ: 1V (x + )V xV

Cho: 1V 6V 4V

Ta có: x= 4

Và: với x = 4 y = 8. Công thức của A là C4H8

A kết hợp với hiđro tạo ra hiđrocacbon mạch nhánh A là anken mạch nhánh

Bài 8: Hỗn hợp khí A gồm hai anken đồng đẳng liên tiếp. Đốt cháy 8,96 lít hỗn hợp khí A (đktc) rồi cho sản phẩm cháy lần lượt đi qua bình 1 đựng P2O5 và bình 2 đựng KOH rắn, thấy khối lượng bình 1 tăng m gam, còn bình 2 tăng (m + 39) gam. Xác định CTPT của hai anken trong hỗn hợp A.


Đặt công thức các anken là: CnH2n và CmH2m

Công thức chung của hai anken: ( là số nguyên tử C trung bình)

+ O2 → CO2 + H2O

0,4 mol 0,4 0,4

- 19 -


Số

Theo đề bài: = m + 39 m

0,4.44 0,4.18 = 39 = 3,75 hay n < 3,75 < m

Vì hai anken là đồng đẳng kế tiếp nên chọn: n = 3 và m = 4.

Vậy CTPT hai anken: C3H6 và C4H8

Bài 9: Cho một hỗn hợp A gồm H2 và một hiđrocacbon X mạch hở, tỉ khối của A so với H2 = 3. Đun nóng A với Ni xúc tác, phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được hỗn hợp khí A1 có tỉ khối so với H2 = 4,5. Xác định CTPT của X, biết X là chất khí ở đktc.


Để đơn giản gọi x, y là số mol của H2 và CnH2n+2-2a (a là số liên kết pi) trong 1 mol hỗn hợp.

2x + (14n+2 - 2a)y = 6 (1)

CnH2n+22a + aH2 CnH2n+2

= 4,5.2 = 9 có H2 dư. Hỗn hợp A1

= 9 3ay = 1 (2)

Từ (1): 2(x+y) + (14n - 2a)y = 6 (14n – 2a)y = 6 – 2.1=4 (7n – a)y = 2 (3)

ta được: nên x là CnH2

Vì X là chất khí ở đktc n 4

+ n = 1 CH2 (loại)

+ n = 2 C2H2

+ n = 3 C3H2 (không tồn tại)

+ n = 4 C4H2. Vậy X là C2H2 hoặc C4H2

Bài 10: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp khí gồm một ankan A và một ankin B, thu được 12,6 gam H2O, cần 36,8 gam oxi. Thể tích CO2 tạo thành bằng 8/3 thể tích hỗn hợp A, B lúc đầu (cùng điều kiện t0, P).

a. Xác định CTPT của A, B.

- 20 -


b. Xác định CTCT của A, B. Biết rằng hỗn hợp A, B lúc đầu phản ứng với lượng dư AgNO3 trong dung dịch NH3 thì thu được 29,4 gam kết tủa.


a. Đặt A có CTPT là CnH2n+2 (n 1): a mol

B có CTPT là CmH2m-2 (m 2): b mol

Ta có: = (n+1) a + (m-1) b = 0,7 (1)

= (2)

(3)

Thay (3) vào phương trình (1), (2) ta có :

Thay giá trị a, b vào (3) ta được n + 2m = 8

b. Vậy A, B là C3H4 và C2H6 có CTCT: CH C - CH3 ; CH3 - CH3

Bài 11: Đốt cháy hoàn toàn một thể tích hơi chất hữu cơ A, cần dùng 10V oxi. Sản phẩm cháy chỉ gồm CO2 và H2O theo tỉ lệ (thể tích các khí đo trong cùng điều kiện t0, p). Ở thể hơi A có tỉ khối hơi so với không khí < 4.

a. Xác định CTPT của A.

b. Xác định CTCT của A, biết rằng 26 gam A tác dụng với tối đa 22,4 lít H2

(đktc) khi có Ni, đun nóng. 26 gam A cũng phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa 40 gam Br2.


CxHyOz + O2 xCO2 + H2O

1V 10V

(1)

(2)

Mặt khác ta có: 12x + y + 16z < 29.4 =116 (3)

13(8 + 0,4z) +16z < 116 z < 0,57 z = 0 x = y = 8

a. CTPT của A là C8H8

- 21 -


b. Ta có: ; A là stiren

Bài 12: Đốt cháy hoàn toàn 1 lít hỗn hợp khí gồm C2H2 và hidrocacbon X sinh ra 2 lít khí CO2 và 2 lít hơi H2O (các thể tích khí và hơi đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). Tìm CTPT của X.


Cách 1: Dùng phương pháp trung bình (Cacbon trung bình, Hidro trung bình).

Số nguyên tử C trung bình trong hỗn hợp khí

mà C2H2 có 2C nên X có 2C

Số nguyên tử H trung bình trong hỗn hợp khí

mà C2H2 có 2H nên X có số H > 4. Số H của X 2.2+2 = 6

Chỉ có C2H6 là thỏa mãn CTPT của X (Đáp án A).

Cách 2: Biện luận theo sản phẩm cháy và phương pháp đại số

1lít hỗn hợp

Khi đốt cháy C2H2 (ankin) luôn cho , mà khi đốt cháy hỗn hợp khí gồm C2H2 và X (CxHy) cho nên X cháy tạo , do đó X là ankan.

a lít na lít (n+1)a lít

b lít 2b lít b lít

Có: a+b =1 ; na + 2b = 2 ; (n+1)a + b = 2 n = 2 CTPT X là C2H6

Bài 13: Dẫn 1,68 lít hỗn hợp khí X gồm hai hidrocacbon vào bình đựng dung dịch brom (dư). Sau phản ứng xảy ra hoàn toàn, có 4gam brom đã phản ứng và còn lại 1,12lít khí. Nếu đốt cháy hoàn toàn 1,68 lít X thì sinh ra 2,8 lít khí CO 2. Biết các khí đo ở đktc, tìm CTPT của hai hidrocacbon.

- 22 -

CH=CH2



Ta có: ;

Số nguyên tử C trung bình trong hỗn hợp X:

Trong hỗn hợp X phải có 1 hidrocacbon có 1C hidrocacbon đó là CH4

Dẫn hỗn hợp X qua dung dịch nước brom dư còn lại 1,12 lít khí đó chính là thể tích của CH4, hidrocacbon bị hấp thụ là hidrocacbon không no.

nhidrocacbon không no = 0,075 -

Ta thấy: nhidrocacbon không no :

Trong hidrocacbon đó có 1 liên kết và CTPT có dạng CnH2n

Ta có: n=3 hidrocacbon không no là C3H6

Bài 14: Cho 0,896 lít (đktc) hỗn hợp hai anken là đồng đẳng liên tiếp hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch brom dư. Khối lượng bình brom tăng thêm 1,44 gam. Tìm CTPT của hai anken.


Đặt

Biện luận: M1 < < M2 M1=28 và M2=42

Vậy 2 anken là C2H4 và C3H6 .

Bài 15: Thực hiện phản ứng đề hidro hóa một hiđrocacbon A thuộc dãy đồng đẳng của metan thu được một hỗn hợp gồm H2 và ba hidrocacbon X, Y, Z. Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lít khí X hoặc Y hoặc Z thì thu được 17,92 lít CO2 và 14,4 gam H2O ( thể tích các khí ở đktc). Hãy xác định CTCT của A.


Ta có: ; ;

Ta thấy: Hiđrocacbon X là anken

CnH2n nCO2 + nH2O

0,2 0,8 0,8

- 23 -


0,2n = 0,8 n = 4 anken là C4H8.

Khi đốt cháy X hoặc Y hoặc Z đều cho số mol CO2 và H2O giống nhau.

X, Y, Z là các đồng phân của nhau và có cùng CTPT là C4H8, nên A là C4H10

CTCT có thể có của A:

CH3-CH2-CH2-CH3 (1) CH3-CH-CH3 (2)

CH3

Trong hai đồng phân trên thì (1) tách hidro cho ba sản phẩm là đồng phân của nhau.

CH3-CH2-CH2-CH3

CTCT của A là CH3-CH2-CH2-CH3.

Bài 16: Cho 7,6 gam một ancol hai chức, no, mạch hở tác dụng với Na có dư thì thoát ra 1,12 lít H2 (đo ở 00C, 2 atm). Xác định CTPT của A.


mol

CnH2n(OH)2 + 2Na CnH2n(ONa)2 + H2

0,1 0,1 mol

14n + 34 = 76 n = 3 CTPT của A: C3H6(OH)2

Bài 17: Một hỗn hợp gồm hai ancol no, mạch hở có cùng số nguyên tử C, có khối lượng là 18,2 gam. Chia hỗn hợp này ra hai phần bằng nhau:

- Phần 1 đốt cháy hoàn toàn, sản phẩm cháy cho qua dd Ca(OH)2 dư, thu được 37,5 gam kết tủa.

- Phần 2 cho tác dụng vừa đủ với 225 ml dung dịch HCl 1M. Biết tỉ khối của hỗn hợp ancol ban đầu so với H2 bằng 36,4 và hiệu suất phản ứng là 100%.

Xác định CTPT của hai ancol.


Đặt Công thức hai ancol lần lượt là: CnH2n+2a(OH)a ; CnH2n+2b(OH)b

- Phần 1:

- 24 -

CH3-CH2=CH-CH3 + H2

(cis+trans)

CH2=CH-CH2-CH3 + H2


x mol nx mol

CnH2n+2b(OH)b + O2 → nCO2 + (n + 1)H2O

y mol ny mol

- Phần 2:

CnH2n+2a(OH)a + aHCl → CnH2n+2aCla + zH2O

x mol ax

CnH2n+2b(OH)b + bHCl → CnH2n+2b Clb + bH2O

y mol by

Gọi x, y lần lượt là số mol của mỗi ancol trong một phần:

n = 3

Vì số C = 3 1 a, b 3

Số nhóm – OH trung bình

a < 1,8 a = 1

b > 1,8 b = {2, 3}

hoặc

Bài 18: A, B, C là ba chất hữu cơ thơm có cùng CTPT C7H8O. Hãy xác định A, B, C. Biết rằng A tác dụng được với Na và NaOH. Khi 1 mol A tác dụng với Br2

cần 3 mol Br2. B chỉ tác dụng được với Na. Còn C không tác dụng với Na và NaOH.

- 25 -



Các CTCT có thể có của C7H8O là

Vì A tác dụng được với Na và NaOH và

Vì B chỉ tác dụng với Na B là (1): ancol thơm

Vì C không tác dụng với Na và NaOH C là (5): ete thơm

Bài 19: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hai ancol đơn chức đồng đẳng liên tiếp thu được CO2 và hơi nước theo tỉ lệ thể tích . Xác định CTPT hai ancol.


Có 2 ancol no

Đặt công thức chung 2 ancol số nguyên tử C trung bình)

. Mà hai ancol liên tiếp nên: C2H5OH và C3H7OH.

Bài 20: Đốt cháy hoàn toàn một chất hữu cơ A cần 7,392 lít oxi (đo ở 1 atm và 27,30C). Khi cho toàn bộ sản phẩm tạo thành (chỉ gồm CO2 và H2O) vào một lượng nước vôi trong thu được 10 gam kết tủa và 200 ml dung dịch muối có nồng độ 0,5M, dung dịch này nặng hơn hơn lượng nước vôi đã dùng là 8,6 gam. Tìm CTPT và CTCT của A, biết dA/He = 7,5.


Ptpứ CO2 tác dụng với nước vôi

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1)

2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (2)

Từ

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

= 10 + 8,6 = 18,6 gam

Trong (A):

Theo sơ đồ phản ứng cháy: (3)

- 26 -


Dựa vào định luật bảo toàn khối lượng oxi, ta có:

Tỉ lệ C : H : O = 0,3 : 0,6 : 0,3 = 1 : 2 : 1 CTTN của (A): (CH2O)n

Mà MA = MHe . dA/He = 4.7,5 = 30 30n = 30

n = 1 CTPT của A là CH2O

Vậy CTCT của A là: H – CH = O

Bài 22: Đốt cháy hoàn toàn 0,171 gam một chất đường A người ta thu được 0,264 gam CO2 và 0,099 gam H2O. Phân tử lượng của A bằng 342. Xác định CTPT và gọi tên A. Biết A cho phản ứng tráng bạc với dung dịch AgNO3 trong NH3.


;

Gọi công thức đường A là CxHyOz ta có:

; ;

CTPT của đường: C12H22O11

C12H22O11 là saccarozơ hoặc mantozơ. Vì A cho phản ứng tráng bạc với dung dịch AgNO3 trong NH3 nên A là mantozơ. Vậy chất đường cần tìm là Mantozơ.

Bài 23: Cho hợp chất hữu cơ X (phân tử chỉ chứa C, H, O và một loại nhóm chức). Xác định CTCT của X, biết 5,8 gam X tác dụng với dung dịch AgNO3

trong NH3 tạo ra 43,2 gam Ag. Mặt khác, 0,1 mol X sau khi hidro hóa hoàn toàn phản ứng đủ với 4,6 gam Na.


R(CHO)n + nH2 R’(OH)n (1)

0,1 mol 0,1mol

R’(OH)n + nNa R’(ONa)n + H2 (2)

0,1mol 0,1n mol

- 27 -


nNa = 4,6 : 23 = 0,2 0,1n = 0,2 n = 2

X là anđehit: R(CHO)n ; nAg = 43,2 : 108 = 0,4 mol

R(CHO)2 + 4[Ag(NH3)2]OH R(COONH4)2 + 4Ag+ 6NH3+ 4H2O

Mg 4 mol

5,8g 0,4 mol

M = 58, . Vậy CTCT (X): OHC CHO

Bài 24: Một andehit no A mạch hở không phân nhánh, có CTĐGN là C2H3O.

a. Biện luận để xác định CTPT của andehit A.

b. Nếu chỉ biết A là 1 andehit thì có đủ dự kiện để biện luận tìm ra CTPT của nó hay không? Nếu được hãy trình bày cách biện luận.


a. CTPT của A: (C2H3O)n C2nH3nOn CnH2n(CHO)n

Cách 1:CTTQ của andehit no hở có dạng: CxH2x+2-y(CHO)y

Ta có

Vậy CTPT của A là C4H6O2 với cấu tạo OHC-CH2-CH2-CHO.

Cách 2: Số liên kết trong phân tử A là:

Số liên kết

Vậy CTPT của A là C4H6O2 với cấu tạo: OHC-CH2-CH2-CHO.

Cách 3: Gốc CnH2n là gốc hydrocacbon no, hóa trị n. Số liên kết trong gốc là:


Cách 4: Tính nhẩm

Nhận xét: Vì A là Andehit mạch hở, không phân nhánh (chỉ chứa cacbon bậc 1 và 2).

Số nhóm chức –CHO tối đa là 2. Mà số nguyên tử H là số chẵn


b. Cách 1: CTTQ của andehit có dạng: CxH2x+2-2a-y(CHO)y

- 28 -


Vậy CTPT của A là: C4H6O2

Cách 2: Gốc CnH2n là gốc hidrocacbon hóa trị n, với hydrocacbon CxHy ta luôn có: . Mà số nguyên tử H là chẵn

.

Vậy CTPT của A là: C4H6O2

Bài 25: Hợp chất hữu cơ A chứa C, H, O trong đó oxi chiếm 37,21% khối lượng. Trong A chỉ có một loại nhóm chức. Khi cho 1 mol A tác dụng với AgNO3 trong amoniac thu được 4 mol Ag. Xác định CTPT và viết CTCT thu gọn của A.


- Biện luận theo tính chất:

+ A có phản ứng tráng bạc, vậy A có nhóm chức –CHO.

+ 1mol A tráng gương cho 4mol Ag, vậy A có thể là HCHO hoặc R(CHO)2.

Trường hợp 1 : A là HCHO

Nhưng nếu vậy %O = = 53,3 % ( 37,21%) Loại

Trường hợp 2 : Chất (A) chứa 2 nhóm (-CHO)

Nghĩa là 1 phân tử A phải chứa 2 nguyên tử O (chiếm 37,21% về khối lượng).

Đặt R(CHO)2 = R+2.29 R = 28 C2H4

Vậy CTPT A C2H4 (CHO)2 hay C4H6O2

Bài 26: Một chất A có chứa C, H, O. Đốt cháy hoàn toàn A cần thể tích oxi bằng thể tích CO2 sinh ra ở cùng điều kiện. Hỏi A thuộc loại hợp chất gì. Lấy 21,6 gam phản ứng hết với dung dịch AgNO3 trong NH3 dư thu được 25,92 gam Ag. Xác định CTCT mạch hở của A, biết rằng 1 mol A tạo ra 2 mol Ag.


Đặt A có CTPT là CxHyOz

Ptpu cháy:

Theo đề bài ta có:

- 29 -


Cx(H2O)z. Vậy A thuộc loại hợp chất Cacbonat.

Mặt khác, 1 mol A tạo ra 2 mol Ag

12x + 18z = 180

Biện luận:

x 6 7 8 9 10

z 6 5,33 4,66 4 3,33

Vậy x = 6, z = 6 là phù hợp A là C6(H2O)6 hay C6H12O6. Vì có khả năng tham gia phản ứng tráng bạc, nên A là glucozơ.

Bài 27: Xác định CTPT của hai axit cacboxylic no đơn chức là đồng đẳng liên tiếp của nhau. Biết đốt cháy a gam hỗn hợp hai axit này rồi cho sản phẩm qua bình 1 đựng P2O5 và bình 2 đựng CaO mới nung thấy khối lượng bình 1 tăng b gam, bình 2 tăng (b + 3,64) gam. Mặt khác cần dùng 100 ml dung dịch NaOH 0,3 M để trung hoà a gam hỗn hợp 2 axit đó.


Đặt CTTQ của 2 acid là : hay CTPT TB :

- Phương trình phản ứng:

0,03 0,3.0,1 (mol)

0,03 ( ).0,03 ( ). 0,03 ( mol )

- Bình 1: P2O5 + 3 H2O = 2 H3PO4

Khối lượng bình 1 tăng là khối lượng H2O : (1)

- Bình 2 : CaO + CO2 = CaCO3

Khối lượng bình 2 tăng là khối lượng CO2: (2)

Từ (1), (2) 0,03 . ( ) . 44 – 0,03 . ( ). 18 = 3,64

và m = n + 1 n = 3, m = 4

CTPT của A: C3H7COOH ; B: C4H9COOH

- 30 -


Bài 28: Công thức đơn giản nhất của chất A là (C3H4O3)n. Hãy biện luận để tìm CTPT của A. Biết A là một axit no đa chức, mạch hở. Viết CTCT của A.


Công thức của axit A có thể viết:

So với axit no đa chức mạch hở: CaH2a + 2 z(COOH)z, ta có

3n = a; 4n = 2a + 2 z; = z n = 2

Vậy CTPT (A): C6H8O6, CTCT (A): C3H5(COOH)3

Bài 29: Thủy phân hoàn toàn 0,1mol este E (chỉ chứa 1 loại nhóm chức) cần dùng vừa đủ 100 gam dung dịch NaOH 12%, thu được 20,4 gam muối của một axit hữu cơ và 9,2 gam một ancol. Xác định CTCT và gọi tên E, biết rằng 1một trong 2hai chất (ancol hoặc axit) tạo thành este là đơn chức.


Ta có: nE : nNaOH = 0,1 : = 0,1 : 0,3 = 1 : 3 este 3 chức

Trường hợp 1 : do axit 3 chức + ancol đơn chức Công thức este là R(COOR’)3

R(COOR’)3+ 3NaOH R(COONa)3 + 3R’OH (1)

3.40g (R + 67.3)g 3.(R’+ 17)g

3g 7,05g 2,3g

R =81, R’ =1(lẻ) loại

Trường hợp 2 : do axit đơn chức+ancol đa chức công thức este là (RCOO)3R’

(RCOO)3R’ + 3NaOH 3RCOONa + R’(OH)3 (2)

3.40g 3(R + 67)g (R’+ 17.3)g

3g 7,05g 2,3g

R = 27 R là C2H3 ; R’= 41(nhận)

Vì R’ là gốc hoá trị 3 và là gốc no nên este có CTCT:

Bài 30: Tìm CTPT của một axit hữu cơ A mạch hở, biết 0,01 mol A tác dụng vừa đủ với 25 ml dung dịch NaOH 0,4M. Khi đốt cháy A thu được CO2 và H2O

- 31 -


theo tỉ lệ khối lượng 88 : 27, lấy muối natri của A nung với vôi tôi xút được hiđrocacbon. Viết CTCT các đồng phân axit của A.


Đặt công thức của axit A: R(COOH)z. nNaOH = 0,4.0,025 = 0,01 mol

R(COOH)z + zNaOH R(COONa)z + zH2O

1 z

0,01 0,01

z = 1 (A là axit đơn chức)

Phương trình phản ứng đốt cháy A

CxHyO2 + (x + - 1)O2 xCO2 + H2O

44x 9y gam

Tỉ lệ khối lượng giữa CO2 và H2O :

Vậy công thức nguyên A có dạng: (C2H3)nO2 hay C2nH3nO2 axit: C2n-1H3n-

1COOH

Muối Na của A có dạng: C2n1H3n1COONa

C2n1H3n1COONa + NaOH C2n1H3n + Na2CO3

Vì C2n1H3n ở thể khí nên: 2n 1 4 n 2,5, mà H trong axit chẵn nên n=2 A là C4H6O2

Các CTCT của A (C4H6O2): CH2=CHCH2COOH ; CH3CH=CHCOOH

Bài 31: Một hợp chất hữu cơ A đơn chức có cấu tạo mạch không phân nhánh, thành phần chỉ gồm C, H, O. Biết rằng trong A tỉ lệ số nguyên tử H và O là 2 : 1. Tỉ khối hơi của A đối với H2 là 36. Xác định CTCT có thể có của A.


MA = 36.2 = 72. Đặt CTPT A là CxH2yOy (x, y nguyên dương)

12x + 18y = 72

y 1 2 3 4

x 4,5 3 1,5 0

CTPT A: C3H4O2 CTCT A: CH2=CHCOOH và HCOOCH=CH2

- 32 -


Bài 32: Cho hỗn hợp X gồm hai axit cacboxylic no, mạch không phân nhánh. Đốt cháy hoàn toàn 0,3mol hỗn hợp X, thu được 11,2lít khí CO2 (ở đktc). Nếu trung hòa 0,3mol X thì cần dùng 500ml dung dịch NaOH 1M. Tìm CTPT của 2 axit đó.


Đặt công thức chung của 2 axit

có 1 axit đơn chức và 1 axit đa chức (loại đáp án B và C)

Mặt khác ta có:

Ta có: . Với

Vậy có một axit là HCOOH và axit kia là (COOH)x

chỉ phù hợp hóa trị khi x = 2

HCOOH, HOOC-COOH .

Bài 33: Hỗn hợp X gồm hai este no, đơn chức, mạch hở. Đốt cháy hoàn toàn một lượng X cần dùng vừa đủ 3,976 lít khí O2 (ở đktc), thu được 6,38 gam CO2. Mặt khác, X tác dụng với dd NaOH, thu được một muối và hai ancol là đồng đẳng kế tiếp. Xác định công thức phân tử của hai este trong X.


;

Đặt công thức chung cho hai este no, đơn chức, mạch hở là . X phản ứng với NaOH tạo một muối và hai ancol là đồng đẳng liên tiếp nên hai este hơn kém nhau một nhóm CH2.

CTPT 2 este là C3H6O2 và C4H8O2

Bài 34. Hiđrocacbon X là chất khí (ở nhiệt độ phòng, 250C). Nhiệt phân hoàn toàn X (trong điều kiện không có oxi) thu được sản phẩm C và H2, trong đó thể

- 33 -


tích khí H2 thu được gấp đôi thể tích khí X (đo ở cùng điều kiện). Xác định các công thức phân tử thỏa mãn X.


Gọi công thức phân tử của X : CxHy ( x ≤ 4)

CxHy xC + y/2 H2

Theo bài ra ta có y/2 = 2 y= 4.

Vậy X có dạng CxH4. các công thức phân tử thỏa mãn điều kiện X là:

CH4, C2H4, C3H4, C4H4.

Bài 35. Ba chất hữu cơ mạch hở A, B, C có công thức phân tử tương ứng là: C3H6O, C3H4O2, C6H8O2. Chúng có những tính chất sau:

- Chỉ A và B tác dụng với Na giải phóng khí H2.

- Chỉ B và C tác dụng được với dung dịch NaOH.

- A tác dụng với B (trong điều kiện xúc tác, nhiệt độ thích hợp) thu được sản phẩm là chất C.

Hãy cho biết công thức cấu tạo của A, B, C. Viết các phương trình phản ứng xảy ra.


A, B, C có công thức phân tử tương ứng là: C3H6O, C3H4O2, C6H8O2.

- A tác dụng với Na giải phóng khí H2. Vậy A là rượu, Công thức cấu tạo của A là: CH2=CH-CH2-OH.

- B tác dụng với Na giải phóng khí H2, B tác dụng được với dung dịch NaOH. Vậy B là axit có công thức cấu tạo là: : CH2=CH-COOH

- C tác dụng được với dung dịch NaOH, không tác dụng với Na và là sản phẩm phản ứng giữa A và B. Vậy C là este có công thức cấu tạo là:

CH2=CH-COOCH2-CH=CH2

Các phương trình phản ứng xảy ra là:

CH2=CH-CH2-OH + Na → CH2=CH-CH2-ONa + 1/2H2

CH2=CH-COOH + Na → CH2=CH-COONa + 1/2H2

CH2=CH-COOH + NaOH → CH2=CH-COONa + H2O

CH2=CH-COOCH2-CH=CH2 + NaOH→CH2=CH-COONa + CH2=CH-CH2-OH CH2=CH-COOH + CH2=CH-CH2-OH CH2=CH-COOCH2-CH=CH2+ H2O

Bài 36. Có a gam hỗn hợp X gồm một axit no đơn chức A và một este B. B tạo ra bởi một axit no đơn chức A1 và một rượu no đơn chức C (A1 là đồng đẳng kế

- 34 -


tiếp của A). Cho a gam hỗn hợp X tác dụng với lượng vừa đủ NaHCO 3, thu được 1,92 gam muối. Nếu cho a gam hỗn hợp X tác dụng với một lượng vừa đủ NaOH đun nóng thu được 4,38 gam hỗn hợp hai muối của 2 axit A, A1 và 1,38 gam rượu C, tỷ khối hơi của C so với hiđro là 23. Đốt cháy hoàn toàn 4,38 gam hỗn hợp hai muối của A, A1 bằng một lượng oxi dư thì thu được Na2CO3, hơi nước và 2,128 lit CO2 (đktc). Giả thiết phản ứng xảy ra hoàn toàn.

a. Tìm công thức phân tử, công thức cấu tạo của A, A1, C, B.

b. Tính a.


Đặt A là RCOOH (x mol), A1 : , C : R1OH

Este B : (y mol)

*

x x

(R+67)x = 1,92 (1)

*

x x

y y y

*Ta có:

+ (2)

*

Từ (2) ta được:

* Khi nung hỗn hợp 2 muối:

Ta có:

- 35 -


Hay: (3)

Từ (1) và (3):

(4)

Từ (4): n = 0 (HCOOH) R<0 (loại)

n = 2 R = 29 ; x = 0,02

Vậy:

a. X gồm: A: C2H5COOH, A1: CH3COOH, C: C2H5OH, B:

b. a = (74 . 0,02) + (88 . 0,03) = 4,12 (gam)

Bài 37. Đốt cháy hoàn toàn 1,05 gam hợp chất hữu cơ X. Toàn bộ sản phẩm cháy được hấp thụ hoàn toàn qua bình 1 đựng dung dịch H2SO4 98% rồi qua bình 2 đựng nước vôi trong dư. Sau khi các phản ứng kết thúc, kiểm lại thấy khối lượng bình 1 tăng 1,35 gam, trong bình 2 có 7,5 gam chất kết tủa trắng.

a) Hãy cho biết: X gồm những NTHH nào?

b) Xác định công thức phân tử của X biết rằng tỉ khối của X so với khí Mêtan bằng 2,625.

c) Viết công thức cấu tạo của X. Biết rằng X làm mất màu dung dịch Br2, viết PTPƯ.


- Bình 1 hấp thụ nước

- Bình 2 hấp thụ CO2 : CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O

- Theo đề bài và theo ptpư :

Ta có = mX X chỉ gồm C và H

- Gọi CTPT của X là CxHy (x,y nguyên, dương)

Ta có: x : y = 0,075 : 0,15 = 1: 2

công thức đơn giản nhất của X là (CH2)n (n nguyên, dương)

Mà (12 + 2)n = 42 n = 3

- 36 -


Vậy CTPT của X là C3H6 .Vì X làm mất màu dung dịch Br2

X có CTCT : CH2 = CH – CH3

CH2 = CH – CH3 + Br - Br CH2Br – CHBr – CH3

Bài 38. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon A và B, thu được 53,76 lít CO2 và 36 gam H2O. Nếu thêm vào X một nửa lượng A có trong X rồi đem đốt cháy hoàn toàn thì thu được 67,2 lít CO2 và 48,6 gam H2O. Xác định công thức phân tử của A và B. Biết hỗn hợp X không làm mất màu dung dịch nước brom, thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn.


- Đốt cháy hỗn hợp X, ta có:

- Khi thêm vào hỗn hợp X một nửa lượng A:

- Như vậy đốt cháy A trong X:

Phương trình đốt cháy A: CxHy + (x + )O2 xCO2 + H2O

Ta có: . Biện luận x,y ta suyra: x= 6, y = 14

Vậy công thức phân tử của A: C6H14

- Khi đốt cháy B:

Phương trình đốt cháy B: CnHm + (n + )O2 nCO2 + H2O

Ta có: n = m

- Do A và B đều không làm mất màu dung dịch brom, nên công thức phân tử của B: C6H6

Bài 39. Cho 1,568 lít hỗn hợp khí A gồm 2 hiđrocacbon mạch hở X, Y (trong đó X chỉ chứa các liên kết đơn, Y có chứa một liên kết kém bền) đi qua dung dịch brom thấy khối lượng bình brom tăng 0,7 gam và có 1,008 lít khí thoát ra. Đem đốt cháy hoàn toàn khí thoát ra ở trên thu được 3,024 lít khí CO2.

- 37 -


1. Xác định công thức phân tử của 2 hiđrocacbon.

2. Xác định thành phần phần trăm thể tích mỗi hiđrocacbon trong hỗn hợp ban đầu.

Biết rằng trong A số mol của Y lớn hơn số mol của X và thể tích các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn.


1/ - Đặt CTPT X: (n mol) ; CTPT Y: (m mol)

- Khi cho hỗn hợp khí qua dung dịch brom chỉ có Y tham gia phản ứng

nY = ;

Vậy x/ = 2; y/ = 4

Suyra CTPT của Y: C2H4

- Khi cho hỗn hợp đi qua dung dịch brom xảy ra 2 trường hợp

Trường hợp 1: Brom dư, khi đó khí thoát ra là X

nX = . Theo gt, trường hợp 1 loại

Trường hợp 2: Brom thiếu, khi đó khí thoát ra là hỗn hợp gồm C2H4 dư và X

Đặt CTTQ chung của 2 chất là CaHb

CaHb + (a+ )O2 aCO2 + H2O

Theo bài ra: a = . Mà x/ =2 nên x = 4

Suy ra CTPT của X: C4H10

2/ Ta có: n + m = 0,045 (I)

4n + 2m = 0,135 (II). Giải (I, II): n = 0,0225 ; m = 0,0225

Vậy hỗn hợp ban đầu: C4H10: 0,0225 mol ; C2H4: 0,025 + 0,0225 = 0,0475mol

% 32,14%. % 67,86%

Bài 40. Cho m gam một chất hữu cơ A gồm 3 nguyên tố C,H,O tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH 10%. Sau phản ứng thu được dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thì trong thành phần hơi chỉ thu được 75,6 gam H2O, còn lại chất rắn Y có khối lượng 16,4 gam. Đốt cháy hoàn toàn Y thu được 10,6 gam Na2CO3 , 13,2 gam CO2 và 5,4 gam hơi H2O. Hãy tính m và xác định công thúc đơn giản nhất của A.


- 38 -


Tính m và xác định công thức đơn giản nhất của A

* Theo bài ra ta thấy tất cả lượng natri có trong NaOH đều chuyển vào Na2CO3

do đó:

nNa2CO3 = 0,1 mol nNaOH = 0,2 mol khối lượng NaOH = 8 g khối lượng dung dịch NaOH = 80 g khối lượng H2O = 72 khối lượng H2O sinh ra do A phản ứng với NaOH là: 75,6 – 72 = 3,6 g.

Theo BTKL ta có: mA + 8 = 16,4 + 3,6 mA = 12 g

* Tính khối lượng C, H, O có trong 13,6g chất A

Tính được: mC = 0,3 . 12 + 0,1 . 12 = 4,8

mH(A) + mH(NaOH) = + m(H)A = 0,8

mO = 12 – ( 4,8 + 0,8 ) = 6,4

Đặt công thức của A là CxHyOz ta có tỷ lệ khối lượng C : H : O là:

12x : y : 16z = 4,8 : 0,8 : 6,4 x : y : z = 1 : 2 : 1

* Công thức đơn giản nhất của A là CH2O

Bài 41. A là hỗn hợp khí (ở điều kiện tiêu chuẩn) gồm ba hidrocacbon (X, Y, Z) có dạng công thức là CnH2n+2 hoặc CnH2n ( có số nguyên tử C 4). Trong đó có hai chất có số mol bằng nhau. Cho 2,24 lít hỗn hợp khí A vào bình kín chứa 6,72 lít O2 ở điều kiện tiêu chuẩn rồi bật tia lửa điện để các phản ứng xảy ra hoàn toàn ( giả sử phản ứng cháy chỉ tạo ra CO2 và H2O). Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy lần lượt qua bình 1 đựng H2SO4đặc rồi bình 2 đựng dung dịch Ca(OH)2 dư. Thấy khối lượng bình 1 tăng 4,14 gam và bình 2 có 14 gam kết tủa.

a) Tính khối lượng hỗn hợp khí A ban đầu?

b) Xác định công thức phân tử của X, Y, Z?


Theo bài ra ta có: nA =

Khi đốt cháy phản ứng xảy ra hoàn toàn hỗn hợp ma chỉ thu được CO2 và H2O, giả sử CTTQ ba H-C là CxHy

PTHH: CxHy + ( x + )O2 xCO2 + H2O

Cho toàn bộ sản phẩm qua bình 1 đựng H2SO4 đặc sau đó qua bình 2 đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thì H2O hấp thụ vào H2SO4 đặc.

CO2 hấp thụ vào bình Ca(OH)2 dư tạo kết tủa CaCO3 theo PT

- 39 -


CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O

Ta có:

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố O cho phản ứng

Vậy oxi dư, hỗn hợp H-C cháy hoàn toàn.

mhỗn hợp H-C = mC + mH = 0,14.12 + 0,23.2 = 2,14 (gam)

b/ Ta có: MTB của hỗn hợp A= .Vậy trong hỗn hợp A có một H-C là CH4.giả

sử là X có mol là a ( a>0)

Khi đốt dạng tổng quát có thể có 2 phương trình sau:

CnH2n +2 + nCO2 + (n +1)H2O (1)

CmH2m + mCO2 + mH2O (2)

Nhận thấy theo PT 1 : PT 2:

Vậy ,

Trường hợp 1: Nếu Y và Z cùng dạng CmH2m có số lần lượt là b và c ( b, c>0)

a = 0,09; b + c = 0,01 Vậy số mol CO2 = 0,09 + 0,01m = 0,14

m = 6 ( loại)

Trường hợp 2: Vậy X ( CH4), Y (Cn H2n+2), Z ( CmH2m) với 2 n, m 4.

a + b = 0,09. c = 0,01

Vậy số mol CO2 = a + nb + 0,01m = 0,14. Vì 2 chất có số mol bằng nhau:

Nếu: a = b =

Ta có: 0,045 + 0,045n +0,01m = 0,14 4,5n + m = 9,5

(loại vì m 2 n < 2 )

Nếu: a = c = 0,01(mol). b = 0,09 – 0,01 = 0,08 (mol)

Ta có: 0,01 + 0,08n + 0,01m = 0,14 8n + m = 13 ( loại vì n < 2)

Nếu: b = c = 0,01 a = 0,09 – 0,01 = 0,08 (mol)

Ta có: 0,08 + 0,01n + 0,01m = 0,14 n + m = 6, khí đó

- 40 -


n 2 3 4

m 4 3 2

Vậy 3 H-C có thể là: CH4; C2H6; C4H8

hoặc CH4; C3H8; C3H6 hoặc CH4; C4H10; C2H4

III) BÀI TẬP LUYỆN TẬP

Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 1,72g chất hữu cơ A thu được: 3,52g CO2 và 1,8g H2O. Mặt khác phân tích 1,29g A thu được 336ml khí nitơ (đktc). Tìm CTPT A. Biết hóa hơi 1,29g A có thể tích bằng thể tích của 0,96 g oxi trong cùng điều kiện.

Đáp số: C2H5N

Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon A cần dùng 28,8g oxi và thu được 13,44 lít CO2 (đktc). Tìm CTPT A. Biết tỉ khối hơi của A đối với không khí là d nằm trong khoảng: 2 < d < 3.

Đáp số: C5H10 hay C6H12

Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 1,12g chất hữu cơ A rồi cho hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy trong dd Ba(OH)2 dư thấy khối lượng bình chứa tăng 3,36g. Biết rằng nCO2 = 1,5nH2O. Tìm CTPT A. Biết tỉ khối hơi của A đối với H2 nhỏ hơn 30.

Đáp số: C3H4O

Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn 1,48g chất hữu cơ A dùng 2,016 lít oxi (đktc) thì thu được hh khí có thành phần như sau: VCO2 = 3VO2 và mCO2 = 2,444.mH2O. Tìm CTPT A. Biết khi hóa hơi 1,85g A chiếm thể tích bằng thể tích của 0,8g oxi ở cùng điều kiện.

Đáp số: C3H6O2

Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn m(g) chất hữu cơ (A) chỉ thu được a(g) CO2 và b(g) H2O. Biết 3a = 11b và 7m = 3(a + b). Xác định CTPT (A), biết tỉ khối hơi của (A) đối với không khí: dA/KK < 3.

Đáp số: C3H4O2

Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn 0,8 lít hh gồm hiđrocacbon A và CO2 bằng 3,5 lít oxi (lượng dư) thì được 4,9 lít hh khí nếu cho hơi nước ngưng tụ thì còn lại 2,5 lít. Hỗn hợp qua bình chứa phốt pho thì chỉ còn 2lít (các thể tích đo cùng điều kiện). Xác định CTPT hiđrocacbon A?

Đáp số: C3H8

- 41 -


Bài 7: Trộn 6cm3 chất A có công thức C2xHy và 6cm3 chất B có công thức CxH2x

với 70cm3 oxi rồi đốt . Sau khi làm ngưng tụ hơi nước thu được 49cm3 khí trong đó có 36cm3 bị hấp thụ bởi nước vôi trong và phần còn lại bị hấp thụ bởi phôtpho. Xác định CTPT A, B?

Đáp số: A: C4H10 và B: C2H4

Bài 8: Chất hữu cơ A có tỉ khối hơi đối với etan là 2. Hãy xác định CTPT. Biết A chỉ chứa C, H, O.

Đáp số: C3H8O; C2H4O2

Bài 9: Cần 7,5 thể tích oxi thì đốt cháy vừa đủ 1 thể tích (hơi) hiđrocacbon. Xác định CTPT của hiđrocacbon?

Bài 10: Cho hh X gồm ankan A và anken B đều ở thể khí trong điều kiện thường. Đốt cháy 6,72 lít (đktc) hh X thì thu được 15,68 lít CO2 và 14,4g H2O. Xác định CTPT A, B và tính % theo thể tích hh X?

Bài 11: Có 100 g dd 23% của một axit đơn chức (dd A). Thêm vào dd A 30g một đồng đẳng axit liên tiếp ta thu được dd B. Trung hòa vừa đủ 1/10 dd B bằng 500ml dd NaOH 0,2 M ta thu được dd C. Xác định CTPT của các 2 axit?

Đáp số: HCOOH; CH3COOH

Bài 12: Xác định CTPT của 2 axit cacboxilic no đơn chức đồng đẳng liên tiếp. Biết rằng , đốt cháy a g hh axit này, rồi cho sản phẩm lần lượt qua đi qua bình (I) đựng P2O5 và bình (II) đựng CaO mới nung sau cùng thấy khối lượng bình (I) tăng b (g) còn bình (II) tăng (b + 3,64) (g). Mặt khác cần dùng 100 ml dd NaOH 0,3M để trung hòa a (g) hh axit hh đó?

Đáp số: C3H7COOH; C4H9COOH

Bài 13: Hỗn hợp A gồm rượu no đơn chức (CnH2n + 1OH, n 1 ) và một rượu không no đơnchức có một liên kết đôi trong phân tử ( CmH2m – 1OH, m 3). Cho 0,05 mol A (tương ứng với khối lượng là a gam) este hóa với 45g axetic hiệu suất là h%.

1) Tính khối lương este thu được theo a, h?

2) Cho ag hh A và 8g oxi vào bình kín B có dung tích không đổi (V lit). Bật tia lửa điện để đốt cháy hết A. Bằng pp đo nhiệt độ, áp suất của bình sau phản ứng người ta xác định được số mol các chất trong bình sau phản ứng là 0,35 mol. Cho sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dd KOH đủ để tạo ra muối trung hòa, sau đó thêm dd CaCl2 vừa đủ vào thì thu được 12 g kết tủa. Xác định CTPT, viết CTCT của các rượu nói trên?

Đáp số: 2) C2H5OH; C3H5OH

- 42 -


Bài 14: 1) Đốt cháy hoàn toàn 7,1 g hh A gồm CH4 , C2H2 , C3H6 thu được 11,2lit CO2 (đktc) . Mạt khác 5,6 lit hh trên (đktc) phản ứng vừa đủ với dd chứa 32g Br2 . Hãy tính phần trăm thể tích mỗi khí ?

2) Cho 2 hiđrocacbon A,B?

a) Xác định CTPT và CTCT của A. Biết tỉ khối hơi của A đối với O2 là 1,375.

b) Hỗn hợp X chứa A, B ( với tỉ lệ thể tích là 1: 1) có tỉ khối hơi đối với metan là 2,625. Hãy xác định CTPT, CTCT mạch hở có thể có của B?

Bài 15: Có 3 hợp chất hữu cơ A, B, D chứa C, H, O đều có khối lượng phân tử là 46. Chỉ có A, B tác dụng với Na giải phóng khí X, B tác dụng với NaHCO3

giải phóng khí Y. Xác định CTCT của A, B, D và viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra?

Đáp số: TH1: C2H6O;

TH2: CH2O2

Bài 16: Đốt cháy hoàn toàn 7,12g hh 3 chất hữu cơ đều có thành phần C, H, O. Sau phản ứng thu được 6,72 lít khí CO2 và 5,76g nước. Mặt khác nếu cho 3,56g hh phản ứng với Na dư thu được 0,28 lít khí H2, còn nếu cho phản ứng với dd NaOH thì cần vừa đủ 200 ml dd NaOH 0,2M. Sau phản ứng với NaOH thu được một chất hữu cơ và 3,28g một muối. Xác định CTPT, CTCT của 3chất hữu cơ trong hh, biết mỗi chất chỉ chứa một nhóm nguyên tử gây nên tính chất đặc trưng, Giả sử các phản ứng xẩy ra hoàn toàn, các khí ở đktc?

Hướng dẫn:

Hỗn hợp 3 chất hữu cơ chứa C, H, O đều đơn chức, tác dụng với Na giải phóng H2 nên trong hh có chứa rượu hoặc axit. Mặt khác 3 chất tác dụng với NaOH chỉ thu được 1 chất hữu cơ và 1 muối nên hh chứa 1 axit và 1 rượu và 1 este của axit và rượu trên. Khi đốt cháy 7,12g hh thu được: nCO2 = 6,72/22,4 = 0,3 mol

nH2O = 5,76/18 = 0,32 mol > nCO2 vì vậy trong hh đó phải có ít nhất một chất không chứa liên kết kép, chất đó chỉ là rượu. Gọi CTPT của rượu là:

CnH2n + 1OH có a mol, axit là CxHyCOOH có b mol và este CxHyCOOCnH2n + 1 có c mol trong 3,56g hh.

Các phương trình phản ứng:

2CxHyCOOH + 2Na → 2CxHyCOONa + H2

2 CnH2n + 1OH + 2Na → 2 CnH2n + 1Ona + H2

Số mol H2: a + b = 0,025 (I)

Cho 3,56 g hh tác dụng với NaOH:

- 43 -


CxHyCOOH + NaOH → CxHyCOONa + H2O

CxHyCOOCnH2n + 1 + NaOH → CxHyCOONa + CnH2n + 1OH

nNaOH = a + c = 0,2.0,2 = 0,04 mol (II)

khối lượng muối thu được: (12x + y + 67).0,04 = 3,28 => 12x + y = 15, cặp nghiệm phù hợp là x = 1, y = 3 axit là CH3COOH. Khi đốt cháy 7,12 g hh:

CH3COOH + 2O2 → 2CO2 + 2H2O

CH3COOCnH2n + 1 + (3n + 4)/2O2 → (n + 2)CO2 + (n + 2)H2O

CnH2n + 1OH + 3n/2O2 → nCO2 + (n + 1)H2O

nCO2 = 2.2a + n.2b + (n + 2).2c = 0,3 kết hợp với (II)

=> nb + nc = 0,07 (III)

Bài 17: Hòa tan a g hợp chất hữu cơ B chứa C, H, O và chỉ chứa một loại nhóm chức vào benzen thu được hh A, cho hh A tác dụng với Na du thu được số mol khí H2 bằng số mol B đem hòa tan. Xác định CTPT và các CTCTcủa B. Biết B có tỉ khối so với H2 là 45.

Đáp số: TH1: C4H8(OH)2;

TH2: C2O2(OH)2

Bài 18: A, B, C là những chất khí đều làm mất màu nước Brom. Khi đi qua nước brom, A tạo ra một chất khí với số mol bằng một nửa số mol của A, B tạo thành chất lỏng không trộn lẫn với nước, C tạo ra chất kết tủa màu vàng, còn D chỉ làm mất màu nước brom, tạo thành dd trong suốt. Hỏi A, B, C, D là chất gì?

Hướng dẫn:

- A là NH3: 2 NH3 + 3Br2 → N2 + 6HBr (hoặc NH4Br)

- B là hiđrocacbon không no như: C2H4 , …… C2H2 ……., C4H2 ……

C2H4 + Br2 → BrCH2 – CH2Br

- C là H2S: H2S + Br2 → S↓ + 2HBr

- D là SO2: SO2 + 2H2O + Br2 → 2HBr + H2SO4

Bài 19: 1) Dựa vào số electron hóa trị của nguyên tử cacbon. Hãy chứng minh công thức tổng quát của hiđrocacbon là: CnH2n + 2.

2) Dựa vào khái niệm đông đẳng, hãy chứng minh công thức tổng quát của đồng đẳng etilen là CnH2n

Hướng dẫn

1) n nguyên tử C cần 4ne hóa trị . Số e hóa trị của C đã liên kết với nhau là: 2n – 2. Số e hóa trị còn phải liên kết là 2n + 2. Vậy cần 2n + 2 nguyên tử H

- 44 -


2) C2H4 + nCH2 + …. Cn +2H2n + 4 CxH2x

Bài 20: Cho biết hai chất X và Y có cùng công thức phân tử chứa các nguyên tố C, H, O trong đó oxy chiếm 34,783% khối lượng. Y dễ bay hơi hơn X.

a) Tìm công thức của X, Y và viết công thức cấu tạo của chúng.

b) Viết các phương trình phản ứng theo sơ đồ biến hóa sau:

X

Đáp số: C2H6O

Bài 21: Đốt cháy hoàn toàn hh A gồm 6 hợp chất hữu cơ no, đơn chức có cùng CTPT thì cần 5,6 lít oxi. Sản phẩm thu được 4,48 lít CO2 và 4,48 lít hơi nước. Hãy cho biết CTCT của 6 chất hữu cơ nói trên. Biết rằng tỷ khối hơi của A so với oxi bằng 2,75 và các khí đo ở đktc.

Hướng dẫn

Khối lượng: mH2O = 4,48.18/22,4 = 3,6g; mCO2 = 4,48.18/22,4 = 8,8g;

mO2 = 5,6.32/22,4 = 8g

CxHyOz + (x + y/4 – z/2)O2 → xCO2 + y/2H2O (1)

Theo định luật bảo toàn khối lượng => mCxHyOz = 12,4 – 8 = 4,4g

mà MA = 2,75.32 = 88 = 12x + y +16z (a)

=> nA = 4,4/88 = 0,05 mol

Theo (1); nCO2 = xnA = 4,48/22,4 = 0,2 => x = 4

nH2O = ynA/2= 0,2 => y = 8, thay x, y vào (a) ta được z = 2

vậy CTPT của A là: C4H8O2

CTCT A : CH3CH2CH2COOH; (CH3)2CHCOOH; CH3COOC2H5; C2H5COOCH3

HCOOC3H7; HCOOCH(CH3)2

Bài 22: Đốt cháy hoàn toàn 4,8 g hh A gồm H2 và một hiđrocacbon X mạch hở, trong phân tử chỉ chứa 1 liên kết ba. Dẫn toàn bộ sản phẩm vào bình đựng 2000 ml dd Ca(OH)2 0,1 M. Kết thúc thí nghiệm thấy trong bình có 10g kết tủa. Mặt khác 4,8g A phản ứng vừa đủ với 200 ml dd Br2 1M. Hãy xác định CTPT và CTCT của X và tính tỷ khối của A so với metan?

Đáp số: C3H4

Bài 23: Hòa tan hoàn toàn 63g một hh hai axit CnH2n + 1COOH và

CmH2m + 1COOH vào một dung môi trơ, thu được dd X. Chia X thành 3 phần bằng nhau, rồi tiến hành các thí nghiệm sau:

- 45 -


TN1: Cho phần 1 tác dụng với NaOH vừa đủ, thu được 27,6 g muối.

TN2: Thêm ag rượu etylic vào phần 2 rồi cho tác dụng ngay với lượng dư Na.

TN3: Thêm a g rượu etylic vào phần thứ 3, đun nóng một thời gian, sau đó làm lạnh rồi cho tác dụng với Na dư. Thể tích khí H2 bay ra ở thí nghiệm 3 nhỏ hơn ở thí nghiệm 2 là 1,68 lít (đktc). Giả thiết hiệu suất phản ứng tạo este của axit băng nhau. Tính số gam este tạo thành?

Đáp số: méte = 14,7 g

Bài 24: Hỗn hợp X gồm hai chất hữu cơ A và B đơn chức. A chỉ tác dụng được với Na kim loại. B đồng thời tác dụng với Na và NaOH. Nếu lấy 10,6g hh X cho tác dụng hết với Na thu được 0,1 mol H2. Nếu đem trung hòa 10,6g hh X cần 0,1 mol NaOH. Xác định CT của A và B.

Hướng dẫn

Theo đầu bài A là ancol đơn chức ROH x mol;

B là axit đơn chức: R’COOH ymol

Các phản ứng: ROH + Na → RONa + 1/2H2 (1)

R’COOH + Na → R’COONa + 1/2H2 (2)

R’COOH + NaOH → R’COONa + H2O (3)

Từ (1,2,3) và đầu bài: x + y = 2.0,1 = 0,2 => x = 0,1 mol , y = 0,1 mol

=> 0,1(R + 17) + 0,1(R’ + 45) = 10,6 => R + R’ = 44

R 15 (CH3 -) 29 (C2H5- ) 43 (C3H7 - )

R’ 29 (C2H5 - ) 15 ( CH3 -) 1(H-)

Vậy:

ROH CH3OH C2H5OH C3H7OH

R’COOH C2H5COOH CH3COOH HCOOH

Bài 25: Cho 3 hiđrocacbon A, B, C là đồng đẳng kế tiếp nhau. Ở nhiệt độ thường chúng đều thể khí. Phân tử lượng của C gấp đôi phân tử lượng của A.

a) Hỏi A, B, C thuộc dãy đồng đẳng nào? Xác định CTPT của A, B, C.

b) Viết CTCT của A, B, C.

- 46 -


Đáp số: C2H4, C3H6, C4H8

Bài 26: Đốt cháy hoàn toàn 3,24g hh X gồm 2 chất hữu cơ A và B khác dãy đồng đẳng, trong đó A hơn B một nguyên tử cacbon, người ta chỉ thu được H2O và 9,24g CO2. Biết tỉ khối hơi của X đối với hyđro là dX/H2 = 13,5. Tìm công thức của A, B và tính phần trăm khối lượng của mỗi chất trong X.

Đáp số: B : CH4 ; A : C3H6 hay C4H8

Bài 27: Một hh khí gồm H2, một olefin và một đồng đẳng của axetilen. Cho 135 ml hh khí trên đi qua Ni nung nóng thì sau phản ứng chỉ còn có 60 ml một hiđrocacbon no duy nhất. Mặt khác, nếu đốt cháy hoàn toàn hh khí thì thu được 180 ml khí CO2. Biết các thể tích đều đo ở cùng điều kiện, xác định công thức hai hiđrocacbon.

Bài 28: 1) Cho 3,7g 1 rượu no đơn chức X tác dụng với lượng dư Na thu được 616ml khí H2 (ở 1atm và 27,30c). Xác định công thức phân tử của X.

2) Cho hh Y gồm 0,05mol rượu no đơn chức và 0,1 mol rượu đơn chức chứa một nối đôi.

a) Xác định công thức phân tử các rượu, biết khi đốt cháy hoàn toàn hh Y thu được 10,08 lít khí CO2 (đktc).

b) Viết công thức cấu tạo các đồng phân của rượu, từ đó xác định 2 rượu trong hh Y, biết chúng đều không tham gia được phản ứng khử nước ( với xúc tác H2SO4 đặc ở 1800c)

Đáp số: 1) CH4O và C4H8O; 2) C3H8O và C3H6O

- 47 -


PHẦN KẾT LUẬN

I. KẾT QUẢ THỰC HIỆN CHUYÊN ĐỀ :

Khi áp dụng chuyên đề này thu được kết quả khả quan:

Khi chưa áp dụng học sinh gặp nhiều khó khăn khi giải các bài tập về lập công thức hóa học, nhất là các bài tập tính toán phức tạp. Do đó, trong một số bài tập học sinh mắc những sai lầm rất đáng tiếc.

Khi áp dụng chuyên đề: Học sinh dễ dàng nhận dạng được các dạng bài tập về lập công thức hóa học hữu cơ . Từ đó học sinh vận dụng phương pháp để giải các bài tập này một cách dễ dàng và khoa học nhất.

Cụ thể:

Năm học Giải cấp huyện Giải cấp tỉnh Ghi chú

2010 - 2011 - 01 giải nhất

- 05 giải nhì

- 03 giải ba

- 06 giải khuyến khích

- 01 giải nhất

- 02 giải nhì

- 09 giải ba


2011 - 2012 - 05 giải nhì

- 05 giải ba


- 06 giải nhì

- 05 giải ba


2012- 2013 - 03 giải nhì

- 10 giải ba


- 05 giải nhì

- 09 giải ba


- 48 -


II. BÀI HỌC KINH NGHIỆM VÀ Ý NGHĨA THỰC HIỆN CHUYÊN ĐỀ

Qua chuyên đề này tôi nhận thấy : Để công tác bồi dưỡng học sinh giỏi đạt kết quả cao thì mỗi giáo viên phải nỗ lực để tìm ra những phương pháp dạy học phù hợp , dễ hiểu . Viết và dạy học theo từng chuyên đề . Đối với từng dạng bài tập hóa học phải dạy học sinh nắm vững phương pháp giải bài tập .

Chuyên đề: LẬP CÔNG THỨC HÓA HỌC giúp học sinh chủ động lĩnh hội kiến thức và vận dụng nhanh dạng bài tập được nhanh hơn, từ đó học sinh có sự vận dụng linh hoạt với các phương pháp các bài tập từ dễ đến khó hơn.

Trong thực tế giảng dạy đội tuyển học sinh giỏi môn hóa nói chung và nhất là về giảng dạy hóa học hữu cơ gặp rất nhiều khó khăn, vì trong nội dung hóa hữu cơ lớp 9 chỉ là giới thiệu để học sinh làm quen, mức độ kiến thức ít và còn trừu tượng. Trong khi đó các đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh , đề thi vào các trường chuyên thì đòi hỏi cao. Song tôi vẫn cố gắng đầu tư hết mức tự học , hỏi đồng nghiệp với mong muốn có một kết quả ngày càng cao hơn.

Trên đây là một số suy nghĩ của tôi về phần xác định công thức phân tử hóa hữu cơ trong vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi cấp tỉnh và thi vào lớp 10 các trường chuyên.

Chuyên đề sẽ không tránh khỏi những sự hạn chế. Tôi rất mong được sự tham gia đóng góp của các bạn đồng nghiệp để chuyên đề đạt kết quả cao và mang tính khả thi.

Yên Lạc, ngày 20 tháng 02 năm 2013

Người viết

LÊ SỸ NGUYÊN

- 49 -


TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Rèn luyện kĩ năng hóa học 9 – Ngô Ngọc An – NXB giáo dục

2. 400 bài tập hóa học 9 – Ngô Ngọc An – NXB tổng hợp TP Hồ Chí Minh

3. Bồi dưỡng hóa học THCS – Vũ Anh Tuấn – NXB giáo dục.

4. 350 bài tập hóa học chọn lọc – Đào Hữu Vinh – NXB Hà Nội.

5. Tuyển chọn các đề thi HSG hóa 9 – Huỳnh Văn Út – NXB tổng hợp TP Hồ Chí Minh.

6. Tài liệu luyện thi hóa học – Nguyễn Vân Lưỡng – NXB Đại học QG Tp Hồ Chí Minh

7. Phân loại và phương pháp giải toán hóa hữu cơ – Quan Hán Thành – NXB trẻ.

8. Tuyển tập các bài toán hóa học – Phạm Văn Hoan – NXB giáo dục.

9. Chuyên đề cơ bản hóa học – Lê Thanh Xuân – NXB giáo dục.

10. 300 Bài tập hóa hữu cơ – Lê Đăng Khoa – NXB Đại học QG Tp Hồ Chí Minh .

ĐÁNH GIÁ, XẾP LOẠI CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC, SÁNG KIẾN

- 50 -


CẤP TRƯỜNG


- 51 -


CẤP HUYỆN


CẤP TỈNH

- 52 -


- 53 -

BÀI TẬP TỰ LUẬN - Vĩnh Phúc...

Documents

Transcript of BÀI TẬP TỰ LUẬN - Vĩnh Phúc...