MỤC LỤC
A. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ........................................................................... .....Trang 1
B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ .......................................................................... .....Trang 3
1. Cơ sở lý luận của đề tài ............................................................................. .....Trang 3
2. Thực trạng của đề tài................................................................................. .....Trang 3
3.Các biện pháp tổ chức thực hiện ................................................................ .....Trang 4
3.1.Kinh nghiệm 1: Dựa vào phản ứng đốt cháy ........................................... .....Trang 4
3.2. Kinh nghiệm 2:
Dựa vào phản ứng đề hidro hóa và phản ứng crackinh ankan .............................Trang 6
3.3. Kinh nghiệm 3 :
Dựa vào phản ứng cộng H2 vào Hidrocacbon chưa no…....................................Trang 8
3.4. Kinh nghiêm 4:
Áp dụng bảo toàn số mol liên kết π với bài tập cộng Hidro, Brom vào Hidrocacbon
chưa no. ........................................................................................................ ...Trang 11
4. Bài tập vận dụng ....................................................................................... ...Trang 14
5.Thực nghiệm sư phạm ............................................................................... ...Trang 16
C. KẾT LUẬN ............................................................................................. ...Trang 17
Tài liệu tham khảo.............................................................................................Trang 18
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
A-LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
1. Lý do chọn đề tài
Hóa học là sự kết hợp giữa thực nghiệm với lí thuyết . Để học được hóa học,
học sinh phải nghiên cứu thông tin, quan sát mô hình, thí nghiệm, thực hành…mới có
thể nắm vững kiến thức, phát triển tư duy, rèn luyện kĩ năng làm việc có khoa học, biết
vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề liên quan, trong đó biết cách giải
bài tập trắc nghiệm là một vấn đề hết sức quan trọng. Thông qua việc giải bài tập giúp
học sinh hình thành, rèn luyện, củng cố kiến thức đã học một cách có hệ thống, đồng
Nghiên cứu phương pháp giảng dạy để giúp học sinh rèn luyện tư duy, khả năng
giải bài tập hữu cơ nhanh, chính xác, nhằm nâng cao chất lượng bộ môn Hóa học.
3. Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu này áp dụng giảng dạy cho học sinh khối 11 của trường THCS&THPT
Hà Trung.
- Các dạng bài tập về chương Hidrocacbon trong các đề thi tuyển sinh đại học-cao
đẳng trong các năm vừa qua.
4. Phương pháp nghiên cứu
1. Nghiên cứu lí thuyết
Nghiên cứu sách giao khoa, sách bài tập hóa học phổ thông, sách tham khảo.
2. Tổng kết kinh nghiệm và thủ thuật giải bài tập hóa học.
3. Trao đổi với đồng nghiệp trong quá trình nghiên cứu.
Nguyễn Thị Phương Ly
Trường THCS&THPT Hà Trung 2
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
1. Cơ sở lý luận của đề tài.
Trong thời gian qua các phương pháp giải nhanh các bài toán hoá học không
ngừng phát triển để phù hợp với hình thức thi trắc nghiệm khách quan do Bộ Giáo Dục
và Đào Tạo đưa ra và để không ngừng phát triển tư duy hoá học cho học sinh. Yêu cầu
mới đòi hỏi giáo viên phải hiểu thấu đáo các phương pháp, các thủ thuật giải nhanh và
học sinh phải dần hoàn thiện kĩ năng sử dụng các phương pháp đó. Mỗi bài toán hoá
học có thể giải bằng nhiều cách khác nhau nhưng quan trọng là phải nắm bắt được
phương pháp nào là tối ưu cho bài toán đó.
Ví dụ như với dạng toán đốt cháy Hidrocacbon thay vì phải viết phương trình
năng giải bài tập và đặc biệt là có phương pháp giải giải bài tập hợp lí. Thực tế cho
thấy nhiều học sinh nhiều học sinh có kiến thức vững vàng nhưng trong kì thi vẫn
không giải quyết hết các yêu cầu của đề ra, lí do chủ yếu là do các em giải bài tập theo
cách truyền thống, việc này làm mất nhiều thời gian nên không tạo được hiệu quả cao
trong việc làm bài thi trắc nghiệm.
3. Các biện pháp tổ chức thực hiện.
3.1. Kinh nghiệm 1: Dựa vào phản ứng đốt cháy
Nhận xét:
* Khi làm bài tập đốt cháy hiđrocacbon chúng ta cần chú ý đến tỉ lệ số nguyên tử
hiđro và cacbon trong các phân tử cũng như chú ý đến tỉ lệ số mol H2O và CO2 để xác
định loại hiđrocacbon.
Ta có: n H-C =
n CO2 - n H2O
k-1
( k: là số liên kết trong phân tử H-C )
+ Ankan: n H2O > n CO2 ; n ankan = n H2O - n CO2
+ Anken : n CO2 = n H2O
+ Ankin hoặc ankadien: n CO2 > n H2O ; n ankin,ankadien = n CO2 - n H 2O
* Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm 2 H-C mạch hở.
+ Nếu n H 2O > n CO2 thì hỗn hợp có ankan.
+ Nếu n CO2 > n H 2O thì hỗn hợp có ankin hoặc ankadien.
+ Nếu n CO2 = n H 2O
→ 2 anken
→ ankan, ankin trong đó nankan= nankin
* Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp ankan và anken thì n ankan = n H2O - n CO2
Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm C2H2 và H-C X thu được 2(l) CO2 và 2(l)
hơi H2O (cùng đk). Xác định CTPT của X ? [TSĐH KB-2008]
A. CH4.
B. C2H4
C. C2H6
D. C3H6
HD: VCO2 = VH 2O hỗn hợp gồm 1 ankin( C2H2) và 1 ankan
Ta có số C trung bình C =
VCO2
Vhh
=
2
= 2 C2H2 và X: C2H6
1
Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm: CH4, C2H4, C2H6, C3H8
thu được 6,16 gam CO2 và 4,14 gam H2O. Số mol C2H4 trong hỗn hợp trên là:
A. 0,08 mol.
B. 0,09 mol.
C. 0,01 mol.
Vì hỗn hợp X gồm 1 ankan và anken nên: nankan= 0,45 - 0,3 = 0,15 mol
nanken= 0,2-0,15 = 0,05 mol.
_
Số C
nCO2
nX
0,3
1,5 hỗn hợp X có CH4
0, 2
Đặt CTPT anken: CnH2n
n
0,3 0,15
3 Vậy anken là: C3H6
0,05
Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol 1 ankin X , sau phản ứng thu được 25,2 gam
hỗn hợp CO2 và H2O. Xác định CTPT của ankin?
A. C2H2
C. C4H6
B. C3H4
hỗn hợp khí sau phản ứng thì:
+ nanken= n2 - n1
+ nankan phản ứng= n2 - n1 (với phản ứng crackinh chỉ tạo ra 1 ankan và 1 anken)
Nguyễn Thị Phương Ly
Trường THCS&THPT Hà Trung 6
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
+ nH2 = n2 - n1 ( với phản ứng đề hidro hóa)
_
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m1 = m2 n1× M1 = n 2 × M 2 n1 = M 2
_
n2
M1
- Hiệu suất phản ứng
H=
n 2 - n1
n
M1
= 2 -1=
- 1 (áp dụng cho trường hợp
n1
n1
Vậy CTPT của X là: C5H12
Ví dụ 2: Cho Butan qua xúc tác ở nhiệt độ cao thu được hỗn hợp X gồm C4H10, C4H8,
C4H6 và H2. Tỉ khối của X so với Butan là 0,4. Nếu cho 0,6 mol X vào dung dịch Brom
dư thì số mol Brom tối đa phản ứng là? [TSĐH KB 2011]
A. 0,48 mol
B. 0,24 mol
C. 0,36 mol
D. 0,6 mol
HD: MX = 0,4 x 58= 23,2
Mbutan= 58
Ta có:
n butan
MX
23,2
=
=
= 0,4 n Butan = 0,4 × 0,6 = 0,24 mol
nX
M butan
58
n H2 = n Br2 = 0,6 - 0,24 = 0,36 mol
Nguyễn Thị Phương Ly
A. 176 và 180
B. 44 và 18
C. 44 và 72
D. 176 và 90
HD: Đốt cháy hỗn hợp Y chính là đốt cháy C4H10
t0
2 C4 H10 +13 O 2 8 CO 2 +10 H 2O
n C4H10 =1 mol mCO2 x 1 4 44 176 g
m H 2O y 1 5 18 90 g
3.3. Kinh nghiệm 3: Cộng H2 vào Hidrocacbon không no
Nhận xét:
Trong phản ứng cộng Hidro vào các hiđrocacbon không no ta thấy tổng khối lượng
các chất trước và sau phản ứng là không đổi, số mol các nguyên tố không đổi, chỉ thay
đổi về số mol hỗn hợp và khối lượng mol trung bình.
C n H 2 n 2
C n H 2 n Ni ,t o
A
B C n H 2 n (du )
H 2
H (du )
2
= nA - nB
_
_
+ Theo ĐLBTKL : m A = m B n A ×M A = n B ×M B
_
MA
_
MB
=
nB
nA
+ Theo ĐLBT nguyên tố: khối lượng C và H trong A và B bằng nhau. Do đó
đốt cháy hỗn hợp B cũng là đốt cháy hỗn hợp A.
Ví dụ 1: Hỗn hợp A gồm C2H4, C3H6 và H2. Cho 3,36 lit hỗn hợp A qua bình đựng Ni
nung nóng thu được hỗn hợp B (các pư xảy ra hoàn toàn). Đốt cháy hỗn hợp B thu
được 5,6 lit CO2 ở đktc và 5,4 g nước. Thành phần phần trăm theo thể tích của H2
trong hỗn hợp A là:
A. 15%
B. 33,33%
HD: nA = 0,15 mol,
Ví dụ 2: 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?
[TSĐH KA 2013]
A. 0,070 mol
B. 0,015 mol
C. 0,075 mol
D. 0,050 mol
HD: Ta có
M X n Y 9,25×2
= =
= 0,925
M Y n X 10×2
n Y = 0,925×1= 0,925 mol
Số mol H2 phản ứng là:
n H2 = 1- 0,925 = 0,075 mol
Ví dụ 3: 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?[TSĐH KA 2010]
A. 0,585.
B. 0,620.
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
HD:
mY = Khối lượng khí pư với Br2 + khối lượng khí thoát ra
m Y = 10,8 +
4,48
× 8 × 2 = 14 g
22,4
Theo định luật bảo toàn khối lượng mY = mX =14g
Gọi số mol mỗi chất trong X là a: 26a + 2a = 14 → a = 0,5 mol
Theo định luật bảo toàn nguyên tố C và H. Số mol O2 dùng để đốt Y cũng bằng số mol
O2 dùng để đốt X:
t0
C + O2 CO2
t0
4H + O2 2H2O
1
4
1
4
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
Ví dụ 1 : Hỗn hợp X gồm 0,1mol axetilen, 0,2 mol etylen và 0,3 mol H2. Nung nóng
hỗn hợp X (xúc tác Ni) một thời gian, thu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với H2 bằng 11.
Hỗn hợp Y phản ứng tối đa với a mol Br2 trong dung dịch. Tính a? [TSĐH KA 2014]
A. 0,1
B. 0,3
C. 0,4
D. 0,2
HD: Ta có nX = 0,6 mol ; mX = 8,8 gam
MY = 22 n Y = 8,8:22 = 0,4 mol
Số mol hỗn hợp giảm là số mol H2 phản ứng = 0,6 – 0,4 = 0,2 mol
n π = n H 2 + n Br2 = 0,1×3 + 0,2 = 0,5 mol
n Br2 = 0,5 - 0,3 = 0,2 mol
Ví dụ 2 : Trong một bình kín chứa 0,35 mol C2H2; 0,65 mol H2 và một ít bột Ni. Nung
nóng bình một thời gian, thu được hỗn hợp khí X có tỉ khối so với H2 bằng 8. Sục X
vào lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 đến phản ứng hoàn toàn, thu được hỗn hợp
khí Y và 12 gam kết tủa. Hỗn hợp khí Y phản ứng vừa đủ với bao nhiêu mol Br2 trong
dung dịch? [TSĐH KA 2013]
A. 0,20 mol.
B. 0,15 mol.
mol), hidro (0,65 mol), và một ít bột Niken. Nung nóng bình một thời gian thu được
hỗn hợp khí X có tỉ khối so với H2 bằng 19,5. Khí X phản ứng vừa đủ với 0,7 mol
AgNO3 trong NH3 thu được m gam kết tủa và 10,08 lít hỗn hợp khí Y (điều kiện tiêu
chuẩn). Khí Y phản ứng tối đa với 0,55 mol brom trong dung dịch. Giá trị của m là?
[TSĐH KB 2014]
A. 76,1.
C. 75,9.
B. 92,0.
D. 91,8.
HD: Khối lượng hỗn hợp ban đầu:
m C2H 2 + m C4H4 + m H 2 = 0,5 × 26 + 0,4 × 52 + 0,65 × 2 = 35,1 gam
nX = 35,1 :39 = 0,9 mol
nH2(pư) = (0,5 + 0,4 + 0,65) – 0,9 = 0,65 mol → H2 hết
Các chất tác dụng với AgNO3/NH3 là :
C2H2 dư : a mol
C4H4 dư : b mol
C4H6
:c
a + b+ c = 0,9 – 0,45 = 0,45(1)
mol
Áp dụng bảo toàn mol π ta có:
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
HD:
Gọi CTTQ của X là C2H2n-2 , n 2 nguyên
Ta có mB = mA = 2.0,5 + 0,3.(14n - 2) = 0,4 + 4,2n và nBr 2 = 32:160 = 0,2 mol
nH 2 p.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.
4. CÁC BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm 1 ankan và 1 anken. Cho sản phẩm cháy lần
lượt đi qua bình 1 đựng P2O5 dư và bình 2 đựng KOH rắn, dư thấy bình 1 tăng 4,14g,
bình 2 tăng 6,16g. Số mol ankan có trong hỗn hợp là:
A. 0,06
B. 0,09
C. 0,03
D. 0,045
Câu 2. Crackinh butan thu được 25 lit hỗn hợp A gồm 5 hiđrocacbon. Cho hỗn hợp A
qua dd nước brom dư thu được 15 lit khí bay ra khỏi bình. Hiệu suất phản ứng
crackinh là:
A. 40%
B. 50%
Nguyễn Thị Phương Ly
Trường THCS&THPT Hà Trung 14
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
A. C6H14
B. C3H8
C. C4H10
D. C5H12
Câu 6: Crakinh m gam n-butan thu được hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6,
C4H8 và một phần butan chưa bị craking. Đốt cháy hoàn toàn A thu được 9 gam H2O
và 17,6 gam CO2. Giá trị của m là:
A. 5,8
B. 11,6
C. 2,6
D. 23,2
Câu 7: Hỗn hợp khí X gồm 0,3 mol H2 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 cho
toàn bộ Y sục từ từ vào dung dịch Brom (dư) thì có m gam brom tham gia phản ứng.
Câu 10: Một hỗn hợp X gồm 0,07 mol axetilen, 0,05 mol vinyl axetilen, 0,1 mol H 2 và
một ít bột Ni trong một bình kín. Đun nóng bình một thời gian thu được hỗn hợp Y
gồm 7 hiđrôcacbon có tỉ khối hơi so với H2 là 19,25. Cho toàn bộ hỗn hợp Y qua bình
đựng dung dịch AgNO3/NH3 dư, thu được m gam kết tủa màu vàng nhạt và 1,568 lít
hỗn hợp khí Z (đktc) gồm 5 hiđrocacbon thoát ra khỏi bình. Để làm no hoàn toàn Z
cần dùng vừa đúng 60 ml dung dịch Br2 1M. Giá trị của m là :
A. 11,97
B. 9,57
Nguyễn Thị Phương Ly
C. 16,8
D. 12
Trường THCS&THPT Hà Trung 15
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
5. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM.
Khi nghiên cứu đề tài tôi đã cho áp dụng giảng dạy vào lớp 11B1 năm học 2013–
2014 tại trường THCS & THPT Hà Trung. Kết quả là học sinh nắm vững được kiến
thức và giải nhanh các bài tập trắc nghiệm của chương Hidrocacbon. So sánh với kết
quả của lớp 11B1 khóa 2012-2013 khi chưa áp dụng sáng kiến kinh nghiệm này ta
được kết quả cụ thể như sau:
Năm
học
SL
%
SL
%
11B1
32
8
25
15
46,9
9
28,1
0
0
0
Phương pháp giải nhanh bài tập Hidrocacbon
C. KẾT LUẬN.
Trên đây tôi đã đề xuất “ Phương pháp giải nhanh bài tập hiđrocacbon”.
Vấn đề của tôi nêu ra trong tài liệu này rất thiết thực và có nhiều ứng dụng cho giáo
viên, học sinh. Sáng kiến kinh nghiệm này giúp cho giáo viên bộ môn Hóa học có
thêm tài liệu để giảng dạy và bồi dưỡng học sinh khá, giỏi, ôn thi đại học – cao đẳng,
giúp các em học sinh giải được nhanh hơn, thành thạo hơn các bài tập về hiđrocacbon
không no. 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, chất lượng bộ môn Hóa học tăng lên đáng kể.
Kinh nghiệm này được tôi đúc rút trong quá trình hướng dẫn học sinh giải các
bài toán. Sử dụng các cách làm này không khó nhưng học sinh phải biết cách nhận
dạng bài toán. Do đó việc nhận dạng và sử dụng thành thạo các phương pháp này
không những rèn luyện kĩ năng tính toán mà còn giúp học sinh phát triển tư duy, giải
quyết bài toán trong thời gian ngắn, phù hợp với câu trả lời dưới dạng trắc nghiệm
khách quan.
Với đối tượng nghiên cứu của đề tài chỉ là một mảng kiến thức tương đối hẹp so
với toàn bộ chương trình hoá học hữu cơ nhưng tôi hi vọng nó sẽ giúp ích cho các em
học sinh và các thầy cô giáo trong việc học, giảng dạy phần hiđrocacbon.
Trên đây là một số ý kiến của bản thân tôi. Những kinh nghiệm giải toán này
còn có thể áp dụng linh hoạt cho nhiều bài toán hữu cơ ở các chương tiếp theo, tuy
nhiên trong giới hạn đề tài tôi chỉ đề cập đến một số dạng tiêu biểu trong phần
hiđrocacbon mà các em hay gặp trong quá trình làm toán hoá. Rất mong được sự đóng
góp, bổ sung và sửa đổi của các thầy cô.
Xin chân thành cảm ơn !
Huế, ngày 01 tháng 3 năm 2015