SKKN Sử dụng kĩ thuật đặc trưng để giải nhanh bài toán hiđrocacbon không no tác dụng với H2
Trong những năm gần đây, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã thay đổi hình thức thi sang trắc nghiệm khách quan. Hình thức thi này đòi hỏi người giáo viên phải tìm ra phương pháp dạy cho học sinh dễ hiểu.
Qua thời gian học tập và giảng dạy, tôi tìm ra một số bài tập trên sách báo và các đề thi đại học-cao đẳng về các dạng toán của hiđrocacbon không no tác dụng với H2 và các dạng toán phụ liên quan. Từ đó đưa ra cách giải phù hợp cho từng dạng để học sinh tiếp cận nhanh và hiệu quả nhất.
Trong hóa học hữu cơ, khi thực hiện phản ứng hiđro hóa không hoàn toàn hỗn hợp hiđrocacbon không no X tạo ra hỗn hợp Y gồm nhiều sản phẩm. Do đó khi gặp phải dạng toán này học sinh viết phương trình phản ứng rất phức tạp, dẫn đến việc giải hệ phương trình mất nhiều thời gian và dễ mắc sai lầm, đôi khi không định hướng được cách giải cụ thể. Dẫn đến nhìn thấy dạng bài toán này học sinh lung túng không định hướng được các giải nhanh nhất.
Do đó, để nâng cao khả năng giải nhanh và chính xác, tôi đã sưu tầm và rút kinh nghiệm ra các phương pháp chung cho các bài tập. Qua đó giúp học sinh tiếp cận, làm quen với phương pháp này để nâng cao hiệu quả học tập và thi đại học. Chính vì những lí do trên mà tôi chọn đề tài “Sử dụng kĩ thuật đặc trưng để giải nhanh bài toán hiđrocacbon không no tác dụng với H2”
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 4 *********&********* SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM SỬ DỤNG KĨ THUẬT ĐẶC TRƯNG ĐỂ GIẢI NHANH BÀI TOÁN HIĐROCACBON KHÔNG NO TÁC DỤNG VỚI H2 Người thực hiện : Nguyễn Thị Dung Chức vụ : Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực : Hóa học THANH HÓA, NĂM 2017 THANH HÓA, NĂM 2017 MỤC LỤC Trang 1.MỞ ĐẦU 1.1. Lí do chọn đề tài...........................1 1.2. Mục đích nghiên cứu1 1.3. Đối tượng nghiên cứu...1 1.4. Phương pháp nghiên cứu..1 2. NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm..2 2.2.Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm2 2.3. Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề. 2.3.1. Các phương pháp giải nhanh.3 2.3.2. Các dạng toán thường gặp..4 Dạng 1: Bài toán hiđrocacbon tác dụng với H2....4 Dạng 2: Hiđrocacbon tác dụng H2 thu được hỗn hợp Y, sau đó đốt cháy Y ...6 Dạng 3 : Hiđrocacbon tác dụng H2 được hỗn hợp Y, cho Y tác dụng với Br2 ...9 Dạng 4: Hiđrocacbon tác dụng H2 được hỗn hợp Y, Y tác dụng với AgNO3 trong NH3, thu được Z cho tác dụng với dung dịch Br2..12 2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường.14 3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1. Kết luận15 3.2. Kiến nghị..15 1.MỞ ĐẦU 1.1. Lí do chọn đề tài. Trong những năm gần đây, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã thay đổi hình thức thi sang trắc nghiệm khách quan. Hình thức thi này đòi hỏi người giáo viên phải tìm ra phương pháp dạy cho học sinh dễ hiểu. Qua thời gian học tập và giảng dạy, tôi tìm ra một số bài tập trên sách báo và các đề thi đại học-cao đẳng về các dạng toán của hiđrocacbon không no tác dụng với H2 và các dạng toán phụ liên quan. Từ đó đưa ra cách giải phù hợp cho từng dạng để học sinh tiếp cận nhanh và hiệu quả nhất. Trong hóa học hữu cơ, khi thực hiện phản ứng hiđro hóa không hoàn toàn hỗn hợp hiđrocacbon không no X tạo ra hỗn hợp Y gồm nhiều sản phẩm. Do đó khi gặp phải dạng toán này học sinh viết phương trình phản ứng rất phức tạp, dẫn đến việc giải hệ phương trình mất nhiều thời gian và dễ mắc sai lầm, đôi khi không định hướng được cách giải cụ thể. Dẫn đến nhìn thấy dạng bài toán này học sinh lung túng không định hướng được các giải nhanh nhất. Do đó, để nâng cao khả năng giải nhanh và chính xác, tôi đã sưu tầm và rút kinh nghiệm ra các phương pháp chung cho các bài tập. Qua đó giúp học sinh tiếp cận, làm quen với phương pháp này để nâng cao hiệu quả học tập và thi đại học. Chính vì những lí do trên mà tôi chọn đề tài “Sử dụng kĩ thuật đặc trưng để giải nhanh bài toán hiđrocacbon không no tác dụng với H2” 1.2. Mục đích nghiên cứu. Với mong muốn có những hướng giải toán nhanh, phù hợp từng dạng toán đã nghiên cứu đề tài này nhằm mục đích giúp các em học sinh giải quyết một cách tốt nhất dạng bài tập trong đề thi đại học- cao đẳng. Giúp giáo viên phân dạng và nâng cao hiệu quả trong dạy học. 1.3. Đối tượng nghiên cứu. Trong đề tài này tôi đề cập đến các phương pháp giải toán dạng hiđrocacbon không no tác dụng với H2. Những phương pháp này giúp học sinh giải nhanh bài toán và có định hướng theo các dạng cụ thể. Đồng thời tôi phân theo các dạng và hướng giải quyết cho từng dạng toán. Lấy các ví dụ minh họa và cụ thể hóa cách giải để học sinh tiếp cận dễ dàng. . Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết. Tôi đã sưu tầm các bài tập dạng này trong các đề thi học sinh giỏi, đề thi đại học – cao đẳng của bộ và đề thi thử của các trường THPT rồi giải và rút ra phương pháp giải nhanh. Thu thập thông tin kết quả học tập về việc áp dụng đề tài “Sử dụng kĩ thuật đặc trưng để giải nhanh bài toán hiđrocacbon không no tác dụng với H2” ở một số lớp dạy để có sự so sánh đối chiếu thực nghiệm kết quả thực hiện của đề tài. Đồng thời phân tích số liệu để có đánh giá chính xác nhất. 2. NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm. Đối với dạng bài tập này thì có rất nhiều phương pháp đề giải toán. Tuy nhiên để biết cách sử dụng các kĩ thuật đặc trưng để giải toán thì không phải học sinh nào cũng làm được, nếu học sinh không nắm vững các đặc trưng của từng bài toán và sử dụng phương pháp phù hợp thì sẽ làm cho bài toán trở nên khó khăn hơn nhiều và đôi lúc đi vào lúng túng và bế tắc. Các kĩ thuật đăc trưng giải bài toán dạng này chỉ hình thành khi học sinh nắm vững lý thuyết, nắm vững các kiến thức về tính chất hoá học của hiđrocacbon không no, biết vận dụng kiến thức vào giải bài tập. Học sinh phải hình thành được các bước để giải, kèm theo đó là phải hình thành ở học sinh thói quen phân tích đề bài và định hướng được cách làm đây là một kỹ năng rất quan trọng đối với việc giải một bài toán. Do đó, để hình thành được kỹ năng giải bài toán hiđrocacbon không no tác dụng H2 thì học sinh phải nắm vững các dạng toán, cách làm, bên cạnh đó rèn luyện cho học sinh tư duy định hướng khi đứng trước một bài toán và khả năng phân tích đề bài. Đưa ra kĩ thuật đặc trưng nhất để giải nhanh và hiệu quả nhất. Chính vì vậy việc cung cấp cho học sinh “Sử dụng kĩ thuật đặc trưng để giải nhanh bài toán hiđrocacbon không no tác dụng với H2” đặc biệt là xây dựng cho học sinh các phương pháp và dạng toán cụ thể giúp học sinh định hướng đúng khi làm bài tập là điều rất cần thiết, nó giúp học sinh có tư duy khoa học mạch lạc và đúng hướng. 2.2.Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm. Hiện nay về nội dung này thì đã có nhiều tài liệu đề cập đến tuy nhiên các tài liệu cũng chỉ mang tính chất chung chung ở việc đưa ra một số phương pháp và các bài tập cơ bản, rời rạc lồng ghép với các nội dung khác mà chưa đề cập đúng mức về các phương pháp đặc trưng cho bài toán để học sinh có cách nhìn tổng quát, nắm vững và giải quyết tốt. Trong quá trình giảng dạy nhiều giáo viên đang xem nhẹ nội dung này. Vì vậy học sinh khó có thể hình thành được kĩ năng giải toán và sẽ gặp nhiều khó khăn khi gặp phải những dạng mới và khó. Đặc biệt là các câu hỏi hay trong các đề thi đại học – cao đẳng. 2.3. Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề. Trong đề tài tôi chỉ đề cập đến phản ứng cộng H2 vào liên kết của hiđrocacbon không no, mạch hở. Liên kết là liên kết kém bền vững, nên chúng dễ bị đứt ra để tạo thành liên kết với các nguyên tử khác. Khi có mặt chất xúc tác như Ni, Pt, Pd, ở nhiệt độ thích hợp, hiđrocacbon không no cộng hiđro vào liên kết pi. Ta có sơ đồ sau: Phương trình hoá học của phản ứng tổng quát CnH2n+2-2k + kH2 CnH2n+2 (k là số liên kết trong phân tử) Tuỳ vào hiệu suất của phản ứng mà hỗn hợp Y có hiđrocacbon không no dư hoặc hiđro dư hoặc cả hai còn dư. Để giải bài tập toán hiđrocacbon không no tác dụng với H2 có rất nhiều phương pháp giải. Tuy nhiên trong khuôn khổ của một sáng kiến kinh nghiệm và dựa vào những đặc trưng cơ bản của bài tập toán, tôi đã chia ra các phương pháp đặc trưng nhất để giải các bài tập toán như sau : 2.3.1. Các phương pháp giải nhanh. a. Quan hệ về số mol. Trong phản ứng cộng H2, số mol khí sau phản ứng luôn giảm (nY < nX) và chính bằng số mol khí H2 phản ứng b. Quan hệ về khối lượng. Theo định luật bảo toàn khối lượng và nguyên tố : → Cụ thể: Theo dịnh luật bảo toàn khối lượng thì khối lượng hỗn hợp X bằng khối lượng hỗn hợp Y (mX = mY). Ta có: Viết gọn lại : c. Phương pháp bảo toàn số mol liên kết pi (). Tính chất cơ bản của hiđroocacbon không no là tham gia phản ứng cộng để phá vỡ liên kết π . Đối với hiđrocacbon mạch hở liên kết π được tính theo công thức: CxHy số liên kết π = 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, AgNO3 trong NH3 (đối với ankin đầu mạch) 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 Br2 hoặc tác dụng AgNO3 trong NH3 (đối với (a mol) ankin đầu mạch) npi trong hidrocacbon đầu = nHp.ư + nBr 2.3.2. Các dạng toán thường gặp. Dạng 1: Bài toán hiđrocacbon tác dụng với H2. Cách áp dụng Hiđrocacbon không no tác dụng H2 tạo hỗn hợp Y Bài toán hoàn toàn hoặc không, thường cho biết và Tính H%, xác định công thức của anken, ankin hoặc tính số mol H2 phản ứng. Linh hoạt sử dụng mối quan hệ mol và quan hệ khối lượng. b. Ví dụ minh họa. Câu 1: (Đề thi TSĐH khối A – Năm 2013): 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 A. 0,070 mol B. 0,015 mol C. 0,075 mol D. 0,050 mol Hướng dẫn: nX= 22,4/22,4= 1mol→ mX = 9,25×2×1= 18,5 gam Theo ĐLBTKL: mY= mX = 18,5 gam→ nY= 18,5/(10× 2)= 0,925 mol →pư = nX – nY= 1- 0,925= 0,075 mol → Chọn đáp án C Câu 2: (Đề TSĐH KA năm 2012) Hỗn hợp X gồm H2 và C2H4 có tỉ khối so với H2 là 7,5. Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với H2 là 12,5. Hiệu suất của phản ứng hiđro hóa là A. 70% B. 60% C. 50% D. 80% Hướng dẫn: = 7,5.2 = 15; =12,5.2 = 25 Tự chọn lượng chất, xem hỗn hợp X là 1 mol (nX = 1 mol) mX=15(g) mY=15(g) Áp dụng sơ đồ đường chéo : H= Đáp án D Câu 3: (Đề TSĐH KB năm 2009) Hỗn hợp khí X gồm H2 và một anken có khả năng cộng HBr cho sản phẩm hữu cơ duy nhất. Tỉ khối của X so với H2 bằng 9,1. Đun nóng X có xúc tác Ni, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Y không làm mất màu nước brom; tỉ khối của Y so với H2 bằng 13. Công thức cấu tạo của anken là A. CH3-CH=CH-CH3. B. CH2=CH-CH2-CH3. C. CH2=C(CH3)2. D. CH2=CH2. Hướng dẫn: = 9,1.2 = 18,2; = 13.2 = 26 Tự chọn lượng chất, chọn số mol hỗn hợp X là 1 mol mX = 18,2gam nanken = 1- 0,7=0,3 mol Dựa vào khối lượng hỗn hợp X: . CTPT: C4H8. Vì khi cộng HBr cho sản phẩm hữu cơ duy nhất nên chọn A. c. Bài tập áp dụng. Câu 1: (Đề TSCĐ năm 2009) Hỗn hợp khí X gồm H2 và C2H4 có tỉ khối so với He là 3,75. Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He là 5. Hiệu suất của phản ứng hiđro hoá là A. 25% B. 20% C. 50% D. 40% Đáp án C Câu 2: Hỗn hợp khí A gồm H2 và anken C4H8 có tỉ khối so với H2 bằng 14,5. Đun nóng A với Ni một thời gian thu được hỗn hợp khí B có tỉ khối so với H2 bằng 23,2. Hiệu suất của phản ứng là: A.25% B.75% C.50% D.80% Đáp án B Câu 3: (Bài 6.11 trang 48 sách bài tập Hoá 11 nâng cao) Cho hỗn hợp X gồm etilen và H2 có tỉ khối so với H2 bằng 4,25. Dẫn X qua bột Ni nung nóng (hiệu suất phản ứng hiđro hoá anken bằng 75%), thu được hỗn hợp Y. Tính tỉ khối của Y so với H2. Các thể tích khí đo ở đktc. ĐS: Câu 4: Đun nóng hỗn hợp A gồm 0,1 mol axeton, 0,08mol propenal, 0,06mol isopren và 0,32mol hiđro có Ni làm xúc tác thu hỗn hợp khí và hơi B.Tỉ khối của B so với không khí là 375/203. Hiệu suất hiđro đã tham gia phản ứng cộng là: A. 80% B.93,75% C. 87,5% D.75,6% Đáp án C Câu 5: Hỗn hợp khí A gồm H2 và anken C4H8 có tỉ khối so với H2 bằng 14,5. Đun nóng A với Ni một thời gian thu được hỗn hợp khí B có tỉ khối so với H2 bằng 23,2. Hiệu suất của phản ứng là: A.25% B.75% C.50% D.80% Đáp án B Câu 6: Hỗn hợp khí X gồm H2 và một anken. Tỉ khối của X so với H2 bằng 9,1. Đun nóng X có xúc tác Ni, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Y. Tỉ khối của Y so với H2 bằng 13. Công thức cấu tạo của anken là: A. C2H4 B. C3H6 C. C4H8 D. C4H6 Đáp án C Câu 7: Hỗn hợp khí A ở đktc gồm hiđrocacbon mạch hở X và H2 có tỉ khối so với H2 bằng 4,8 . Nung nóng A với xúc tác Ni để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn khí B có tỉ khối so với H2 bằng 8 . CTPT của X là: A. C2H2 B. C3H4 C. C4H6 D. C4H8 Đáp án B Câu 8: Cho 22,4 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm CH4, C2H4, C2H2 và H2 có tỉ khối đối với H2 là 7,3 đi chậm qua ống sứ đựng bột Niken nung nóng ta thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối đối với H2 là 73/6. Số mol H2 đã tham gia phản ứng là A. 0,5 mol B. 0,4 mol C. 0,2 mol D. 0,6 mol Đáp án C Dạng 2: Hiđrocacbon tác dụng H2 thu được hỗn hợp Y, sau đó đốt cháy Y a. Cách áp dụng. - Tính số mol O2 tham gia đốt cháy Y, Cho Sản phẩm Cháy qua Ca(OH)2 tính khối lượng bình tăng Nên viết sơ đồ phản ứng để tìm ra mối liên hệ bài toán. Linh hoạt sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng và quan hệ mol. Chú ý: + Đốt cháy Y cũng như đốt cháy X vì hỗn hợp X và Y chứa cùng số mol C và H nên : + Khi đốt cháy hỗn hợp X hay hỗn hợp Y đều cho ta các kết quả sau Do đó thay vì tính toán trên hỗn hợp Y (thường phức tạp hơn trên hỗn hợp X) ta có thể dùng phản ứng đốt cháy hỗn hợp X để tính số mol các chất như: . b. Ví dụ minh họa. Câu 1: (Đề TSĐH KA năm 2011) 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 dd brom (dư) thì khối lượng bình brom tăng 10,8 gam và thoát ra 4,48 lít hh khí (đktc) có tỉ khối so với H2 là 8. Thể tích O2 (đktc) cần để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y là A. 22,4 lít. B. 44,8 lít. C. 26,88 lít. D. 33,6 lít. Hướng dẫn: Sơ đồ phản ứng sau: XY nC2H2 = nH2 = a mX = mY = 10,8 + 0,2.16 = 14gam → 28a = 14 → a = 14/28 = 0,5 ( bảo toàn nguyên tố C và H) → Đốt cháy Y cũng như đốt cháy X → nO2 = 0,5.2 + 0,5 = 0,15 = 0,15.22,4 = 3,36 lít. Câu 2: Đun nóng hỗn hợp khí X gồm 0,06 mol C2H2, 0,05 mol C3H6 và 0,07 mol H2 với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y gồm C2H6, C2H4, C3H8, C2H2 dư, C3H6 dư và H2 dư. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y rồi cho sản phẩm hấp thụ hết vào dung dịch nước vôi trong dư. Khối lượng bình dung dịch nặng thêm là A. 5,04 gam. B. 11,88 gam. C. 16,92 gam. D. 6,84 gam. Hướng dẫn: Sơ đồ phản ứng như sau: XY Đốt cháy hỗn hợp Y cũng như đốt cháy X: Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố : Đáp án C Câu 3: Đun nóng hỗn hợp khí gồm 0,3 mol C2H2 và 0,2 mol H2 với Ni sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y. Đốt cháy hoàn toàn Y, toàn bộ sản phẩm hấp thụ vào dung dịch Ca(OH)2 dư thấy dung dịch thu được giảm m(g) so với ban đầu, đồng thời xuất hiện a(g) kết tủa. Giá trị của m và a lần lượt là: A. 24,6 gam, 60 gam B.13,2 gam, 30 gam C. 6,6 gam, 15 gam C.30 gam, 60 gam Hướng dẫn: Sơ đồ pư: (C2H2 + H2) Y (CO2 + H2O) CaCO3↓ Bảo toàn C: == 2=0,6 mol→ a= 0,6×100= 60 gam Bảo toàn H: = + = 0,5 mol → m= a – (+)= 60-(0,6×44 + 0,5×18)= 24,6 gam → Đáp án A c. Bài tập áp dụng. Câu 1: Hoà tan hết hỗn hợp rắn gồm CaC2, Al4C3 và Ca vào H2O thu được 3,36 lít hỗn hợp khí X có tỉ khối so với hiđro bằng 10. Dẫn X qua Ni đun nóng thu được hỗn hợp khí Y. Tiếp tục cho Y qua bình đựng nước brom dư thì có 0,784 lít hỗn hợp khí Z (tỉ khối hơi so với He bằng 6,5). Các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Khối lượng bình brom tăng là A. 3,45gam B. 1,35 gam C. 2,09 gam D. 3,91 gam Đáp án C Câu 2: Đun nóng hỗn hợp khí X gồm 0,03 mol C2H2, 0,01 mol C3H6 và 0,04 mol H2 với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y gồm C2H6, C2H4, C3H8, C2H2 dư, C3H6 dư và H2 dư. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y rồi cho sản phẩm hấp thụ hết vào dung dịch nước vôi trong dư. Khối lượng bình dung dịch nặng thêm là. A. 5,04 gam. B. 5,4 gam. C. 6,92 gam. D. 6,84 gam. Đáp án B Câu 3: Hỗn hợp X gồm C2H2 và H2 có cùng số mol. Lấy một lượng hh X cho qua chất xúc tác nung nóng, thu được hh Y gồm C2H4, C2H6, C2H2 và H2. Sục Y vào dd brom (dư) thì khối lượng bình brom tăng 2,4 gam và thoát ra 4,48 lít hh khí (đktc) có tỉ khối so với H2 là 8. Thể tích O2 (đktc) cần để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y là A. 22,4 lít. B.11,2 lít. C. 26,88 lít. D. 17,92 lít. Đáp án D Dạng 3 : Hiđrocacbon tác dụng H2 được hỗn hợp Y, cho Y tác dụng với Br2. a. Cách áp dụng. - Tính khối lượng Br2, số mol Br2 hoặc xác định công thức phân tử hiđrocacbon không no - Dạng này chủ yếu sử dụng bảo toàn số mol liên kết pi và bảo toàn khối lượng. b. Dấu hiệu: - Đối với dạng này có hai cách hỏi chủ yếu: tính khối lượng bình tăng thường dùng định luật bảo toàn khối lượng. - Đối với bài toán tính số mol Br2, khối lượng Br2, xác định CTPT thường dùng bảo toàn mol liên kết pi. Bài toán sử dụng bảo toàn mol liên kết pi áp dụng như sau: Bước 1: Gọi x, x’ lần lượt là số mol và số liên kết ban đầu trong X x = a.x’. Bước 2: Theo định luật bảo toàn khối lượng: mY= mX = a.MA + 2b nY = mY / MY Bước 3: nHp.ư= nX- nY Áp dụng định luật bảo toàn số mol liên kết nBr npi trong hidrocacbon đầu = nHp.ư + nBr c. Ví dụ minh họa. Câu 1: (Đề TSĐH KA năm 2008) Đun nóng hỗn hợp khí X gồm 0,06 mol C2H2 và 0,04 mol H2 với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y. Dẫn toàn bộ hỗn hợp Y lội từ từ qua bình đựng dung dịch brom (dư) thì còn lại 0,448 lít hỗn hợp khí Z (ở đktc) có tỉ khối so với O2 là 0,5. Khối lượng bình dung dịch brom tăng là: A. 1,04 gam. B. 1,20 gam. C. 1,64 gam. D. 1,32 gam. Hướng dẫn: Có thể tóm tắt bài toán theo sơ đồ sau: XY Hướng dẫn: Theo định luật bảo toàn khối lượng: mX = mY = Ta có: 0,06.26 + 0,04.2=+0,32=1,64 – 0,32=1,32 gam. Đáp án D Câu 2: (Đề TSĐH KA năm 2010) Đun nóng hỗn hợp khí X gồm 0,02 mol C2H2 và 0,03 mol H2 trong một bình kín (xúc tác Ni), thu được hỗn hợp khí Y. Cho Y lội từ từ vào bình nước brom (dư), sau khi kết thúc các phản ứng, khối lượng bình tăng m gam và có 280 ml hỗn hợp khí Z (đktc) thoát ra. Tỉ khối của Z so với H2 là 10,08. Giá trị của m là A. 0,328. B. 0,205. C. 0,585. D. 0,620. Hướng dẫn: XY mX =mY= mtăng + mZ => mtăng = mX - mz; => mZ = 2.10,08.0,28/22,4 = 0,252g mtăng = 0,02.26 + 0,03.2 – 0,252 = 0,328g Đáp án A Câu 3: (Đề TSĐH KB năm 2012) :Hỗn hợp khí X gồm 0,6 mol H2 và 0,15 mol vinylaxetilen. Nung X một thời gian với xúc tác Ni thu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với H2 bằng 10. Dẫn hỗn hợp Y qua dung dịch brom dư, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng brom tham gia phản ứng là: A. 16. B. 0. C. 24. D. 8. Hướng dẫn : Ta có mX = 0,6 . 2 + 0,15 . 52 = 9 gam Theo định luật bảo toàn khối lượng: mY = mX = 9 gam Mà MY = 10 . 2 = 20 đvC nY = 9/20 = 0,45 mol Ta có: nX = 0,6 + 0,15 = 0,75 mol Gọi y là số mol H2 phản ứng. nY = 0,75 – y = 0,45 y = 0,3 mol Số mol liên kết phản ứng với H2 = 0,3 mol Phân tử Vinylaxetilen có 3 liên kết Số mol liên kết phản ứng với brom là 0,15 . 3 – 0,3 = 0,15 = nBr mBr = 0,15 . 160 = 24 gam Đáp án C Câu 4: ( Đề TSĐH KA năm 2014): Hỗn hợp khí X gồm 0,1 mol C2H2; 0,2 mol C2H4 và 0,3 mol H2. Đun nóng X với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 11. Hỗn hợp Y phản ứng tối đa với a mol Br2 trong dung dịch. Giá trị của a là A. 0,3 B. 0,2 C. 0,4 D. 0,1 Hướng dẫn: Ta có mX = 0,1 . 26 + 0,2. 28+0,3.2 = 8,8 gam Theo định luật bảo toàn khối lượng: mY = mX = 8,8 gam Mà MY = 11 . 2 = 22 đvC nY = 8,8/22 = 0,4 mol Ta có: nX = 0,1 + 0,2+ 0,3 = 0,6 mol Gọi y là số mol H2 phản ứng. nY = 0,6 – y = 0,4 y = 0,2 mol Số mol liên kết phản ứng với H2 = 0,2 mol Phân tử C2H2 có 2 liên kết và C2H4 có 1 liên kết số mol lien kết trong X = 0,1.2+0,2.1=0,4 mol Số mol liên kết phản ứng với brom là 0,4 – 0,2 = 0,2 = nBr Đáp án B Câu 5: 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 . B. propilen. C. propin. D. but – 1 – in. Hướng dẫn : Gọi CTTQ của X là C2H2n-2 , n2 nguyên Ta có mB = mA = 2.0,5 + 0,3.(14n - 2) = 0,4 + 4,2n và nBr = 32/160 = 0,2 mol nHp.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. d. Bài tập áp dụng: Câu 1: Hỗn hợp X gồm 0,4 mol H2 và 0,2 mol axetilen. Nung nóng hỗn hợp X(xúc tác Ni) sau một thời gian thu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với hidro bằng 7,5. Dẫn Y qua dung dịch brom dư, sau khi phản ứng xảy ra hoàn
Tài liệu đính kèm:
- skkn_su_dung_ki_thuat_dac_trung_de_giai_nhanh_bai_toan_hidro.doc