MỤC LỤC
NỘI DUNG TRANG
1
ĐẶT VẤN ĐỀ
GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
A. CƠ SỞ LÍ LUẬN
B. CƠ SỞ THỰC TIỄN
C. CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ PHẢN ỨNG CỘNG VÀO
HIĐROCACBON KHÔNG NO
Dạng 1:Tính số mol H
2
phản ứng, tính hiệu suất phản ứng hiđro
hóa.Tính tỉ khối hơi của các chất, tìm công thức phân tử anken,
ankin
Dạng 2: Tính
2 2
CO H O
m ,m
hoặc tính m
X
khi biết
2 2
CO H O
m ,m
Dạng 3: Tính khối lượng bình đựng Brôm tăng, hoặc tính khối
lượng hỗn hợp X
Dạng 4: Tính lượng Br
2
,H
2
tham gia phản ứng dựa vào phương
+ Thông qua việc giải bài tập, học sinh rèn luyện tính tích cực, trí thông minh,
tự lập, sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú trong học tập môn Hóa học.
Tuy nhiên, trong quá trình dạy học môn Hóa học, bản thân tôi nhận thấy rằng:
khả năng giải toán Hóa học của các em học sinh còn hạn chế, đặc biệt là giải
toán Hóa học hữu cơ vì phản ứng trong hoá học hữu cơ thường xảy ra không
hoàn toàn. Trong đó bài tập về phản ứng cộng vào hiđrocacbon không no là một
ví dụ. Khi giải các bài tập dạng này học sinh thường gặp những khó khăn về
việc xác định các chất trong hỗn hợp sản phẩm dẫn đến thường giải rất dài dòng,
nặng nề về mặt toán học. Thậm chí không giải được vì quá nhiều ẩn số. Nguyên
nhân là học sinh chưa có phương pháp giải hợp lý.
Xuất phát từ suy nghĩ muốn giúp học sinh khắc phục khó khăn và nhanh
chóng tìm được đáp án đúng cho các bài tập mà dạng toán này đặt ra.
Cùng với sự tích lũy được một số dạng bài tập và cách giải nhanh bài tập
phần này thông qua việc nghiên cứu tài liệu có nội dung liên quan. Chính vì vậy
tôi mạnh dạn đề xuất sáng kiến:
“PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VỀ PHẢN
ỨNG CỘNG VÀO HIĐROCACBON KHÔNG NO”.
2
GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
A. CƠ SỞ LÝ LUẬN
Cấu tạo phân tử của các hiđrocacbon không no luôn có chứa liên kết đôi C = C
(trong đó có 1 liên kết
σ
và một liên kết
π
), hoặc liên kết ba C
≡
C (1
σ
và 2
→
Y gồm
n 2n+2
2
Hi rocacbon no C H
Hi rocacbon không no
và H
®
® d
Phương trình tổng quát:
C
n
H
2n+2-2k
+ kH
2
→
0
xóct¸c
t
C
n
X
M n
d = =
n
M
[2]
Tỉ khối của hỗn hợp so với cùng một chất tăng.
Chứng minh :
Theo định luật bảo toàn khối lượng : m
X
= m
Y
.
3
Ta có:
Y X
Y X
Y X
= ; =
m m
M M
n n
X
X
X X Y Y
X/Y X Y
Y
Y
X Y X
Y
n
n
n
(đốt cháy X) =
2
2
2
O
CO
H O
n
n
n
(đốt cháy Y) [3]
Chứng minh :
Do hỗn hợp X và Y chứa cùng hàm lượng C và H nên theo định luật bảo toàn
nguyên tố ta có đốt cháy X cũng chính là đốt cháy Y .
- Do đó, khi làm toán, nếu gặp hỗn hợp sau khi đi qua Ni/t
o
đem đốt (thu được
d
H
2
d
xóct¸c,t
0
Nhận xét 4: Dù phản ứng có hoàn toàn hay không thì ta luôn có:
4
2
H
n
phản ứng
= n
anken phản ứng
=
n
ankan
= n
X
– n
Y
[4]
Hay :
2
H
V
phản ứng
= V
anken phản ứng
0
xt
t
→
C
n
H
2n+2
[II]
Nếu phản ứng không hoàn toàn, hỗn hợp thu được gồm 4 chất: anken, ankan,
ankin dư và hiđro dư.
Ta có sơ đồ :
HçnhîpkhÝXgåm
C
n
H
2n-2
H
2
HçnhîpYgåm
C
n
H
2n+2
C
n
H
2n
C
0
→
xt
t
C
n
H
2n+2-2k
Br
2k
(k là số liên kết
π
trong phân tử)
Dựa vào phản ứng tổng quát trên ta thấy :
Nhận xét 6 :
Khối lượng bình chứa tăng chính là khối lượng của Hiđrocacbon không no
[6]
- Với anken : C
n
H
2n
+ Br
2
C
n
H
2n
Br
(hỗn hợp X) tác dụng với H
2
thu
được hỗn hợp Y
Sơ đồ : X gồm
o
t ,Nin 2n+2-2k
2
C H
và H
→
Y gồm
n 2n+2
n 2n+2-2
2
C H
C H
H
d
d
k
Y
= n
liên kết
π
phản ứng với X.
Br
2
n
phản ứng
= n
liên kết
π
trong Y.
=>
2
H
n
phản ứng
+
Br
2
n
phản ứng
= n
liên kết
π
phản ứng với X
+ n
liên kết
π
ở các phần sau, nên sẽ không có điểm cao trong các kì thi.
- Với thực tế đó, để giúp các em có thể dễ dàng làm các dạng bài tập ở phần
này tôi mạnh dạn đề xuất sáng kiến:
“PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VỀ PHẢN
ỨNG CỘNG VÀO HIĐROCACBON KHÔNG NO”.
C. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VỀ PHẢN ỨNG CỘNG VÀO
HIĐROCACBON KHÔNG NO
Dạng 1: Cho hỗn hợp X gồm
o
t ,Ni
2
và H
→
AnkenhoÆcankin
HçnhîpY
Tính số mol H
2
phản ứng, tính hiệu suất phản ứng hiđrô hóa. Tính tỉ
khối hơi của Y so với Z, tìm công thức phân tử anken, ankin.
Bài 1: Hỗn hợp X gồm 3 khí C
3
H
4
, C
2
H
n
phản ứng
= 0,4 – 0,3 = 0,1 mol.
⇒
Chọn C
Bài 2: Cho hỗn hợp X gồm 1 anken và H
2
có
X/He
d
=3,33. Cho X qua Ni nung
nóng, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp Y có
Y/He
d
=4. Tìm
công thức phân tử của anken.
A. C
2
H
4
B. C
3
H
6
C. C
4
H
8
D. C
5
phản ứng = n
X –
n
Y
= n
anken
= n
ankan sinh ra
= 1 - 0,8325 = 0,1625 (mol)
=>
2
H (X)
n =
n
X
– n
anken
= 1 – 0,1625 = 0,8325 (mol).
Gọi công thức anken là C
a
H
2a
(a≥2) =>
X
14a.0,1625 0,8325.2
M = 13,32
1
+
=
20 1 20
⇒
;
Áp dụng [1] và [4] ta có:
8
2
H
n
phản ứng
= n
anken phản ứng
= n
X
– n
Y
= 1 – 0,75 = 0,25 mol
Áp dụng sơ đồ đường chéo cho hỗn hợp X:
0,25
H = .100% = 50%
0,5
. Chọn C.
Bài 4:Cho hỗn hợp X gồm C
2
H
4
và H
2
có tỉ khối
2
H
4
.
Phản ứng: C
2
H
4
+ H
2
o
t ,Ni
→
C
2
H
6
Áp dụng [4]: n
2 4
C H
phản ứng =
2
H
n
phản ứng
=
75.0,25
0,1825
100
d 5,23
2
= =
=> Chọn A
Bài 5: Hỗn hợp khí X chứa H
2
và hai anken kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng.
Tỉ khối của X đối với H
2
là 8,3. Đun nóng X với xúc tác Ni thu được hỗn hợp Y
9
a mol C
2
H
4
28
b mol H
2
2
=15
15-2=13
28-15=13
a 13
a b 0,5 mol
b 13
⇒ = ⇒ = =
(28)
8,5
19,5
H
8
; 40%
C. C
2
H
4
và C
3
H
6
; 40% D. C
3
H
6
và C
4
H
8
; 60%
Bài giải:
Gọi công thức chung của 2 anken là :
n 2 n
C H
X
M
= 8,3.2 = 16,6;
Y
M
Dựa vào khối lượng hỗn hợp X:
Ta có: m
2 anken
= m
X
-
2
H
m
= 16,6 – 0,6.2 = 15,4 (g).
Suy ra
2anken
M
=
15,4
38,5
0,4
=
⇒
14
n
= 38,5
⇒
2 <
n
= 2,75 < 3
⇒ 2 anken có CTPT: C
2
H
4
®
® d
10
Đem đốt Y hoàn toàn. Tính
2 2
CO H O
m ,m
hoặc thể tích của chúng khi biết số
mol các chất trong X. Tính m
X
khi biết
2 2
CO H O
m ,m
Bài 1: Hỗn hợp X gồm 0,1 mol C
2
H
2
, 0,15 mol C
2
H
4
, 0,2 mol C
2
H
2
CO
m
= 0,9.44 = 39,6 (g)
Tương tự
2
H O
n
= 0,1.1+ 0,15.2+ 0,2.3+ 0,3= 1,3 (mol)
=>
2
H O
m
= 1,3.18 = 23,4 => Chọn A
Bài 2: Đun nóng hỗn hợp khí X gồm 0,06 mol C
2
H
2
, 0,05 mol C
3
H
6
và 0,07 mol
H
2
với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y gồm C
2
H
6
, C
→
2CO
2
+ H
2
O
0,06 mol
→
0,12 0,06
C
3
H
6
+ 4,5O
2
→
3CO
2
+ 3H
2
O
0,05
→
0,15 0,15
2H
2
+ O
2
H
2
bằng 8).Đốt cháy hoàn toàn cùng lượng hỗn hợp X trên, rồi cho sản phẩm
cháy hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)
2
dư. Tính khối lượng kết tủa tạo
thành.
A. 20 gam B. 30 gam C. 40 gam D. 50 gam
Bài giải:
Ta có n
Y
= 8,96/22,4 = 0,4 mol.
Y
M
= 8.2 = 16 > Y chứa H
2
dư.
Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn nên trong Y chứa C
2
H
6
(a mol)
và H
2
dư (b mol)
m
Y
= n
Y
X gồm
o
t ,xt
2
Hidrocacbon không no
và H
→
Y gồm
n 2n+2
2
Hi rocacbon no C H
Hi rocacbon không no
và H
®
® d
2
dd Br
→
Hỗn hợp Z. Tính khối lượng bình đựng Brôm tăng, hoặc tính khối
lượng hỗn hợp X
Bài 1: Đun nóng hỗn hợp khí X gồm 0,06 mol C
Y
2
2 4 2 2
Br ,d
2 6 2
C H ,C H
C H ,H d
→
d
Z gồm : H
2
dư, C
2
H
6
(0,448 lit, d
Z/
2
O
= 0,5)
Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:
m
X
Do phản ứng hoàn toàn, mà
Y
M
= 1.16 = 16 => H
2
dư => ankin phản ứng
hết, Y chỉ chứa ankan và H
2
dư
Áp dụng [6]: Khối lượng bình chứa tăng chính là khối lượng của Hiđrocacbon
không no
=> Bình chứa không tăng => Chọn D
Bài 3 : Đun nóng hỗn hợp khí X gồm 0,02 mol C
2
H
2
và 0,03 mol H
2
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 H
2
là 10,08. Giá trị
của m là:
A. 0,205 B. 0,585 C. 0,328 D. 0,620
X
o
2 2
Ni,t
H
= 10,08)
Theo [6] :
Δm
tăng
=
2 4 2 2
C H C H
m m+
Theo định luật bảo toàn khối lượng: m
X
= m
Y
=
Δm
tăng
+ m
Z
13
Z
Z
Z
0,28
M =10,08× 2 = 20,16; n = = 0,0125 (mol)
22,4
m = 0,0125× 20,16 = 0,252 (gam)⇒
Ta có: 0,02.26 + 0,03.2=
Δm
+0,252
→
Hỗn hợp Z. Tính lượng Br
2
tham gia phản ứng.
Bài 1: Cho hỗn hợp X gồm 0,1 mol C
2
H
4
, 0,2 mol C
2
H
2
và 0,7 mol H
2
. Nung X
trong bình kín, xúc tác Ni. Sau một thời gian thu được 0,8 mol hỗn hợp Y. Cho
Y phản ứng vừa đủ với 100ml dd Br
2
a mol/l. Tìm giá trị a
A. 0,3M B. 3M C. 0,2M D. 2M
Bài giải:
C
2
H
4
chứa 1 liên kết π
C
2
H
2
Br
n
phản ứng = n
liên kết
π
ban đầu
-
2
H
n
phản ứng
= 0,5 – 0,2 = 0,3 mol
=> a = 0,3/0,1 = 3M. => Chọn B.
Bài 2:
Hỗn hợp khí X gồm 0,3 mol H
2
và 0,1 mol vinylaxetilen. Nung X một thời
gian với xúc tác Ni thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với không khí là 1. Nếu
14
cho toàn bộ Y sục từ từ vào dung dịch brom (dư) thì có m gam brom tham gia
phản ứng. Giá trị của m là
A. 32,0 B. 8,0 C. 3,2 D. 16,0
Bài giải:
Vinylaxetilen:
2
CH = CH - C CH≡
phân tử có 3 liên kết
π
n
n
phản ứng = n
liên kết
π
ban đầu
-
2
H
n
phản ứng
= 0,3 – 0,2 = 0,1 mol
2
Br
m = 0,1.160 = 16 gam⇒
Chọn D.
Dạng 5
Cho hỗn hợp ankan, anken, ankin + dd Br
2
Tính lượng brom phản
ứng hoặc biết lượng brom, tính lượng hiđrocacbon đã dùng.
Bài 1: Khi cho brom hóa hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp gồm một ankin và một
anken cần vừa đủ 0,4 mol Br
2
. Thành phần phần trăm về số mol của ankin trong
hỗn hợp là:
A. 75% B. 25% C. 33,33% D. 66,67%
Bài giải:
Gọi số mol anken là a,số mol ankin là b.
4
tác dụng với 7,84 lit H
2
,xt Ni,t
0
thu được hỗn hợp A.
Cho A lội qua bình đựng dung dịch Brom vừa đủ thấy có m gam Brom tham gia
phản ứng.Tính m biết hiệu suất phản ứng Hiđro hóa anken là 80%.
Bài giải :
Số mol C
2
H
4
ban đầu = 0,25 mol.
Số mol H
2
ban đầu = 0,35 mol.
Ta có sơ đồ phản ứng : C
2
H
4
+ H
2
C
2
H
6
H
2
Chúng tôi đã chọn dạy ở 3 lớp: 11A
1
, 11A
2
, 11A
6
có chất lượng học sinh
như nhau, được chia làm 2 nhóm:
+ Nhóm 1 (nhóm đối chứng) là lớp 11A
6
không được áp dụng “ phương
pháp giải nhanh một số dạng bài tập về phản ứng cộng vào hiđrocacbon
không no”.
+ Nhóm 2 (Nhóm thực nghiệm) gồm các lớp 11A
1
, 11A
2
được áp dụng
“ phương pháp giải nhanh một số dạng bài tập về phản ứng cộng vào
hiđrocacbon không no”.
- Hình thức kiểm tra: 45 phút
16
- Kết quả thu được:
Tổng
số học
sinh
Giỏi Khá Trung bình Yếu
SL % SL % SL % SL %
Đối
ứng cộng vào hiđrocacbon không no đã giúp cho quá trình giảng dạy và học
tập môn hoá học được thuận lợi hơn rất nhiều, học sinh không cần phải lập các
phương trình toán học (vốn là điểm yếu của học sinh, mất nhiều thời gian) mà
vẫn nhanh chóng tìm ra kết quả đúng, đặc biệt là dạng câu hỏi TNKQ mà dạng
toán này đặt ra.Từ đó tạo nên niềm hứng thú, say mê trong học tập cho học sinh.
- Chính vì vậy,nhà trường nên mở rộng đề tài, áp dụng cho toàn khối, nhất là
trong việc ôn thi Đại học, Cao đẳng cho học sinh.
Do năng lực và thời gian có hạn, đề tài có thể chưa bao quát hết được các
dạng bài tập và phương pháp.Rất mong sự đóng góp ý kiến bổ sung cho đề tài để
đề tài thực sự góp phần giúp cho việc giảng dạy và học tập môn hoá học trong
nhà trường phổ thông ngày càng tốt hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn !TÀI LIỆU THAM KHẢO
19
1. Sách giáo khoa hóa học cơ bản và nâng cao lớp 11.
2. Phương pháp giải bài tập Hoá học 11, Tập 2
TS. Cao Cự Giác - NXB ĐHQG Hà Nội 2008
3. Phương pháp giải nhanh các bài toán trắc nghiệm hóa học hữu cơ
Thạc sĩ:Cao Thị Thiên An – NXB ĐHQG Hà Nội.
4. Chuyên đề bồi dưỡng Hoá học 11
Nguyễn Đình Độ - NXB Đà Nẵng 2006
5. Đề tuyển sinh ĐH, CĐ các năm 2008, 2009, 2010,2011,2012
6. Các dạng toán và phương pháp giải Hóa 11 (Phần hữu cơ)
Lê Thanh Xuân – NXB GD.
7. 450 bài tập trắc nghiệm hiđrocacbon
Ths.Cao Thị Thiên An – NXB ĐHQG Hà Nội.
8.Tài liệu tổng ôn tập luyện thi trắc nghiệm hóa hữu cơ
PGS.TS. Cao Cự Giác - NXB ĐHQG Hà Nội.