lap cong thuc hop chat huu co

8/3/2019 Lap Cong Thuc Hop Chat Huu Co

http://slidepdf.com/reader/full/lap-cong-thuc-hop-chat-huu-co 1/17

Biên so n và gi ng d y : Giáo viên Nguy n Minh Tu n – T Hóa – Tr ư ng THPT Chuyên Hùng Vư ơ ng – Phú Th

Phư ơ ng pháp đ h c t t môn hóa h c là : Chăm chú nghe gi ng, chăm h c lí thuy t, chăm làm bài t p, chăm ôn bài cũ 1

CHUY N Đ 1 : PHƯ Ơ NG PHÁP L P CÔNG TH C C AH P CH T H U CƠ

I. L p công th c phân t h p ch t h u cơ khi bi t công th c đơ n gi n nh t

Phư ơ ng pháp gi i- Bư c 1 : Đ t công th c phân t c a h p ch t h u cơ là : (CTĐGN)n (v i n *N∈ ) - Bư c 2 : Tính đ b t bão hòa ( ∆ ) c a phân t .

+ Đ i v i m t phân t b t k ì thì 0∆ ≥ và N∆ ∈ .

+ Đ i v i các h p ch t có nhóm ch c ch a liên k t π như nhóm –CHO, –COOH, … thì

∆ ≥ s liên k t π nhóm ch c (vì g c hiđrocacbon cũ ng có th ch a liên k t π ).

- B ư c 3 : D a vào bi u th c ∆ đ ch n giá tr n (n thư ng là 1 ho c 2), t đó suy ra CTPT c a h p ch t h u cơ .

● Lư u ý : Gi s m t h p ch t h u cơ có công th c phân t là C x H yO z N t thì t ng s liên k t π và

vòng c a phân t đ ư c g i là đ b t bão hòa c a phân t đó. Công th c tính đ b t bão hòa :

− + − + − + − + − + +∆ = =x(4 2) y(1 2) z(2 2) t(3 2) 2 2x y t 2

2 2 ( 0∆ ≥ và N)∆ ∈

Các ví d minh h a

Ví d 1: H p ch t X có CTĐGN là CH3O. CTPT nào sau đây ng v i X ?

A. C3H9O3. B. C2H6O2. C. CH3O. D. Không xác đnh đư c.

H ư ng d n gi i

Đ t công th c phân t (CTPT) c a X là (CH3O)n (n *N∈ ).

Đ b t bão hòa c a phân t 2n 3n 2 2 n

02 2

− + −∆ = = ≥ .

Vì đ b t bão hòa c a phân t N∈ nên suy ra n = 2.

V y công th c phân t c a A là C2H6O2.

Đáp án B.

Ví d 2: H p ch t X có CTĐGN là C4H9ClO. CTPT nào sau đây ng v i X ?

A. C4H9ClO. B. C8H18Cl2O2. C. C12H27Cl3O3. D. Không xác đnh đư c.

Hư ng d n gi i

Đ t công th c phân t c a X là (C4H9OCl)n (n *N∈ ).

Đ b t bão hòa c a phân t 8n 10n 2 2 2n

1 n 02 2

− + −∆ = = = − ≥ .


V y công th c phân t c a X là C4H9OCl.

Đáp án B.

Ví d 3: Axit cacboxylic A có công th c đơ n gi n nh t là C3H4O3. A có công th c phân t là :A. C3H4O3. B. C6H8O6. C. C18H24O18. D. C12H16O12.

Hư ng d n gi i

Đ t công th c phân t c a X là (C3H4O3)n (n *N∈ ).



Biên so n và gi ng d y : Giáo viên Nguy n Minh Tu n – T Hóa – Trư ng THPT Chuyên Hùng Vư ơ ng – Phú Th


Đ b t bão hòa c a phân t 6n 4n 2 2 2n 3n 2 n

0 n 22 2 2 2

− + + −∆ = = ≥ ⇒ ≥ ⇒ ≤ .


V y công th c phân t c a X là C6H8O6.

Đáp án B.

● Gi i thích t i sao3n

2∆ ≥ : M t ch c axit –COOH có 2 nguyên t O có m t liên k t π . V y phân t axit có 3n nguyên t O thì có s liên k t π là

3n

2. M t khác, g c hiđrocacbon c a phân t

axit cũ ng có th có ch a liên k t π .

II. L p công th c đơ n gi n nh t, công th c phân t h p ch t h u cơ khi bi tthành ph n ph n trăm v kh i lư ng c a các nguyên t ; kh i lư ng c a cácnguyên t và kh i lư ng phân t c a h p ch t h u cơ

Phư ơ ng pháp gi i- Bư c 1 : L p t l mol c a các nguyên t trong h p ch t h u cơ :

C O NHC H O N

m m mm%C %H %O %Nn : n : n : n : : : : : :

12 1 16 14 12 1 16 14= = (1)

- Bư c 2 : Bi n đ i t l trên thành t l c a các s nguyên đơ n gi n nh t (thư ng ta l y các s trong d ãy (1) chia cho s bé nh t c a dãy đó. N u d ãy s thu đ ư c v n chư a ph i là d ãy s nguyên

t i gi n thì ta bi n đ i ti p b ng cách nhân v i 2 ; 3 ;…), suy ra công th c đ ơ n gi n nh t.

- Bư c 3 : Đ t CTPT = (CTĐGN)n

⇒ n.M CTĐGN = M (M là KLPT c a h p ch t h u cơ ) ⇒ n ⇒ CTPT c a h p ch t h u cơ .

Các ví d minh h a Ví d 1: M t ch t h u cơ A có 51,3% C ; 9,4% H ; 12% N ; 27,3% O. T kh i hơ i c a A so v i

không khí là 4,034.a. Xác đnh CTĐGN c a A.

b. Xác đnh CTPT c a A.

Hư ng d n gi i

a. Xác đnh CTĐGN c a A :

Ta có : C H O N

51,3 9, 4 27,3 12n : n : n : n : : : 4,275 : 9, 4 :1,706 : 0,857 5:11: 2 :1

12 1 16 14= = =

V y công th c đơ n gi n nh t c a A là C5H11O2N.

b. Xác đnh CTPT c a A :

Đ t công th c phân t c a A là (C5H11O2N)n. Theo gi thi t ta có :

(12.5 + 11 + 16.2 + 14).n = 4,034.29 ⇒ n = 1V y công th c phân t c a A là C5H11O2N.





Ví d 2: Ch t h u cơ A ch a 7,86% H ; 15,73% N v kh i lư ng. Đ t cháy hoàn toàn 2,225 gam Athu đư c CO2, hơ i nư c và khí nitơ , trong đó th tích khí CO2 là 1,68 lít (đktc). CTPT c a A là (bi tMA < 100) :

A. C6H14O2N. B. C3H7O2N. C. C3H7ON. D. C3H7ON2.

Hư ng d n gi i

Ta có : 2C CO C

1,68 0,9

n n 0,075mol m 0,9 gam %C .100 40, 45%22, 4 2, 225= = = ⇒ = ⇒ = =

.Do đó : %O = (100 – 40,45 – 15,73 – 7,86)% = 35,96%.

C H O N

40, 45 7, 86 35, 96 15, 73n : n : n : n : : : 3,37 : 7,86 : 2,2475:1,124 3: 7 : 2 :1

12 1 16 14= = =

⇒ Công th c đơ n gi n nh t c a A là C3H7O2N.

Đ t công th c phân t c a A là (C3H7O2N)n. Theo gi thi t ta có :

(12.3 + 7 + 16.2 + 14).n < 100 ⇒ n < 1,12 ⇒ n =1

V y công th c phân t c a A là C3H7O2N.

Đáp án B.

Ví d 3: M t h p ch t h u cơ Z có % kh i lư ng c a C, H, Cl l n lư t là : 14,28% ; 1,19% ;84,53%. CTPT c a Z là :

A. CHCl2. B. C2H2Cl4. C. C2H4Cl2. D. m t k t qu khác.

Hư ng d n gi i

Ta có : C H Cl

14,28 1,19 84,53n : n : n : : 1:1: 2

12 1 3,35= =

⇒ công th c đơ n gi n nh t c a Z là CHCl2.

Đ t công th c phân t c a A là (CHCl2)n (n *N∈ ).


02 2

− + −∆ = = ≥ .

Vì đ b t bão hòa c a phân t N∈ nên suy ra n=2.

V y công th c phân t c a Z là : C2H2Cl4.

Đáp án B.

Ví d 4: Ch t h u cơ X có M = 123 và kh i lư ng C, H, O và N trong phân t theo th t t l v i72 : 5 : 32 : 14. CTPT c a X là :

A. C6H14O2N. B. C6H6ON2. C. C6H12ON. D. C6H5O2N.

Hư ng d n gi i

Ta có : C H O N

72 5 32 14n : n : n : n : : : 6 : 5 : 2 :1

12 1 16 14= = .

Căn c vào các phư ơ ng án ta th y CTPT c a X là : C6H5O2N.Đáp án D.





III. L p công th c phân t c a h p ch t h u cơ d a vào k t qu c a quá tr ình

phân tích đnh lư ng.Cách 1 : T các gi thi t c a đ bài, ta ti n hành l p CTĐGN r i t đó suy ra CTPT.

Phư ơ ng pháp gi i- Bư c 1 : T gi thi t ta tính đư c nC , n H , n N ⇒ mC , m H , m N . Áp d ng đ nh lu t b o toàn kh i

lư

ng cho các nguyên t

trong h p ch

t h

u cơ (hchc), suy ra mO (trong hchc)= mhchc - mC - m H - m N ⇒ nO (trong hchc)

- Bư c 2 : L p t l mol c a các nguyên t trong h p ch t h u cơ :

C H O Nn : n : n : n (1)

- Bư c 3 : Bi n đ i t l trên thành t l c a các s nguyên đơ n gi n nh t (thư ng ta l y các s trong d ãy (1) chia cho s bé nh t c a dãy đó. N u d ãy s thu đ ư c v n chư a ph i là d ãy s nguyên

t i gi n thì ta bi n đ i ti p b ng cách nhân v i 2 ; 3 ;…), suy ra công th c đ ơ n gi n nh t.

- Bư c 4 : Đ t CTPT = (CTĐGN)n

⇒ n.M CTĐGN = M (M là KLPT c a h p ch t h u cơ ) ⇒ n ⇒ CTPT c a h p ch t h u cơ .

Các ví d minh h a Ví d 1: Khi đ t cháy hoàn toàn m t amin đơ n ch c X, thu đư c 16,80 lít khí CO2 ; 2,80 lít N2 (cácth tích đo đktc) và 20,25 gam H2O. CTPT c a X là :

A. C4H9N. B. C3H7N. C. C2H7N. D. C3H9N.

Hư ng d n gi i

Ta có :

2 2

2

C CO H H O

N N

16,8 20, 25n n 0,75 mol; n 2.n 2. 2, 25 mol;

22,4 18

2,8n 2.n 2. 0, 25 mol.

22,4

= = = = = =

= = =

C H Nn : n : n 0,75 : 2, 25 : 0,25 3 : 9 :1⇒ = = .Căn c vào các phư ơ ng án ta th y CTPT c a X là C3H9N.

Đáp án D.

Ví d 2: Oxi hóa hoàn toàn 4,02 gam m t h p ch t h u cơ X ch thu đư c 3,18 gam Na2CO3 và0,672 lít khí CO2. CTĐGN c a X là :

A. CO2Na. B. CO2Na2. C. C3O2Na. D. C2O2Na.

Hư ng d n gi i

Ta có :2 3 2 2 3Na Na CO C CO Na CO

3,18 6,72 3,18n 2.n 2. 0,06 mol; n n n 0,06 mol

106 22, 4 106= = = = + = + =

O(hchc)

4,02 0,06.23 0,06.12n 0,12 mol16

− −⇒ = = ⇒ C H On : n : n : 0,06 : 0,06 : 0,12 1:1: 2= =

V y CTĐGN c a X là : CNaO2. Đáp án A.

Trên đây là nh ng ví d đơ n gi n. Ngoài ra có nh ng bài t p đ t ìm công th c phân t c a h pch t h u cơ ta ph i áp d ng m t s đ nh lu t như : đ nh lu t b o toàn nguyên t , đ nh lu t b o toànkh i lư ng. Đ i v i nh ng bài t p mà lư ng ch t ph n ng và lư ng s n ph m thu đư c là nh ngđ i lư ng có ch a tham s , khi đó ta s d ng phư ơ ng pháp t ch n lư ng ch t đ chuy n bài t p

ph c t p thành bài t p đơ n gi n.





Ví d 3: Đ t cháy hoàn toàn m gam m t amin X b ng lư ng không khí v a đ thu đư c 17,6 gamCO2, 12,6 gam H2O và 69,44 lít N2 (đktc). Gi thi t không khí ch g m N2 và O2 trong đó oxi chi m20% th tích không khí. X có công th c là :

A. C2H5NH2. B. C3H7NH2. C. CH3NH2. D. C4H9NH2.

Hư ng d n gi i

Ta có : 2 2C CO H H O

17,6 12,6

n n 0,4 mol; n 2.n 2. 1, 4 mol44 18= = = = = =

.Áp d ng đnh lu t b o toàn nguyên t đ i v i oxi suy ra :

2 2

2 2

CO H OO (kk) N (kk)

2.n nn 0,75 mol n 0,75.4 3 mol.

2

+= = ⇒ = =

Do đó : N(hchc) C H N

69,44n 2.( 3) 0,2mol n : n : n 0,4 :1,4 : 0,2 2 : 7 :1

22,4= − = ⇒ = =

Căn c vào các phư ơ ng án ta th y công th c c a X là C2H5NH2.

Đáp án A.

Ví d 4: Đ t cháy hoàn toàn 1,47 gam ch t h u cơ X (ch ch a C, H, O) b ng 1,0976 lít khí O2 (

đktc) lư

ng dùng v

a đ

th ì sau thí nghim thu đư

c H2O, 2,156 gam CO2. T ìm CTPT c

a X, bi

t t

kh i hơ i c a X so v i không khí n m trong kho ng 3< dX < 4.

A. C3H4O3. B. C3H6O3. C. C3H8O3. D. Đáp án khác.

Hư ng d n gi i

Áp d ng đnh lu t b o toàn kh i lư ng ta có :

2 2 2 2X O CO H O H Om m m m m 0,882gam+ = + ⇒ =

2 2C CO H H O

2,156 0,882n n 0,049 mol; n 2.n 2. 0,098 mol

44 18= = = = = =

O(hchc)

1,47 0,049.12 0,098n 0,049 mol

16

− −⇒ = =

⇒ C H On : n : n 0,049 : 0,098 : 0,049 1: 2:1= = ⇒ CTĐGN c a X là : CH2O

Đ t công th c phân t c a X là (CH2O) n. Theo gi thi t ta có :3.29 < 30n < 4.29 ⇒ 2,9 < n < 3,87 ⇒ n=3

V y CTPT c a X là C3H6O3.

Đáp án B.

Ví d 5: Đ t cháy hoàn toàn 1,88 gam ch t h u cơ A (ch a C, H, O) c n 1,904 lít O2 (đktc) thuđư c CO2 và hơ i nư c theo t l th tích 4 : 3. Hãy xác đnh công th c phân t c a A. Bi t t kh i

c a A so v i không khí nh hơ n 7.

A. C8H12O5. B. C4H8O2. C. C8H12O3. D. C6H12O6.

Hư

ng d

n gi

iTheo gi thi t: 1,88 gam A + 0,085 mol O2 → 4a mol CO2 + 3a mol H2O.

Áp d ng đnh lu t b o toàn kh i lư ng ta có :

2 2CO H Om m 1,88 0,085.32 46 gam+ = + =

Ta có : 44.4a + 18.3a = 46 ⇒ a = 0,02 mol

Trong ch t A có:

nC = 4a = 0,08 mol ; nH = 3a.2 = 0,12 mol ; nO = 4a.2 + 3a − 0,085.2 = 0,05 mol

⇒nC : nH : nO = 0,08 : 0,12 : 0,05 = 8 : 12 : 5





V y công th c c a ch t h u cơ A là C8H12O5 có MA < 203

Đáp án A.

Ví d 6: Phân tích x gam ch t h u cơ X ch thu đư c a gam CO2 và b gam H2O. Bi t 3a = 11b và7x = 3(a + b). T kh i hơ i c a X so v i không khí nh hơ n 3. CTPT c a X là :

A. C3H4O. B. C3H4O2. C. C3H6O. D. C3H6O2.

Hư ng d n gi i

Đ đơ n gi n cho vi c tính toán ta ch n : b = 18 gam ⇒ a = 66 gam, x = 36 gam.Ta có :

2 2C CO H H O O(hchc)

66 18 36 1,5.12 2n n 1,5 mol; n 2.n 2. 2 mol; n 1 mol.

44 18 16

− −= = = = = = = =

C H On : n : n 1,5 : 2 :1 3: 4 : 2⇒ = =

Căn c vào các phư ơ ng án ta th y CTPT c a X là C3H4O2.

Đáp án B.

Ví d 7: Đ t cháy hoàn toàn m gam ancol X, s n ph m thu đư c cho đi qua b ình đ ng dung dch

nư c vôi trong dư th y kh i lư ng b ình tăng thêm p gam và có t gam k t t a. Công th c c a X là

(Bi t p = 0,71t ; t = m p1,02+ ) :

A. C2H5OH. B. C3H5(OH)3. C. C2H4(OH)2. D. C3H5OH.

Hư ng d n gi i

Ch n t =m p

1,02

+= 100 gam

⇒ p = 71 gam ; m = 31 gam

G i công th c t ng quát c a ancol R là CxHyOz

Phư ơ ng tr ình ph n ng :

x y zC H O + 2 2 2y z y(x )O xCO H O4 2 2+ − → + (1)

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (2)

Theo phư ơ ng tr ình (2) ⇒ 2 3C CO CaCO

n n n 1 mol= = =

Kh i lư ng b ình tăng lên: p =2 2CO H O

m m+

⇒ 2 2H O H O

m 71 44 27 gam n 1,5 mol= − = ⇒ =

Vì2 2H O CO

n n> nên ancol X là ancol no

O

31 (12 1,5.2)

n 1 mol16

− += =

V y ta có x : y : z = nC : nH : nO = 1 : 3 : 1

Đ t công th c phân t (CTPT) c a X là (CH3O)n (n*N∈ ).


02 2

− + −∆ = = ≥ .


V y công th c phân t c a A là C2H6O2 hay CTCT là C2H4(OH)2.

Đáp án C.





Ví d 8: H n h p X g m 2 hiđrocacbon A và B có kh i lư ng a gam. N u đem đ t cháy hoàn toàn

X th ì thu đư c132a

41gam CO2 và

45a

41gam H2O. N u thêm vào X m t n a lư ng A có trong X r i

đ t cháy hoàn toàn th ì thu đư c165a

41gam CO2 và

60,75a

41gam H2O. T ìm công th c phân t c a

A và B. Bi t X không làm m t màu dung dch nư c brom và A, B thu c lo i hiđrocacbon đã h c.

Hư ng d n gi i

Gi s a = 41 gam

Khi đ t cháy X:2 2CO H O

132 45n 3 mol ; n 2,5 mol

44 18= = = =

Khi đ t cháy X +2

1A:

2 2CO H O

165 60,75n 3,75 mol ; n 3,375 mol

44 18= = = =

V y khi đ t cháy2

1A ta thu đư c:

2 2CO H On 0,75 mol ; n 0,875 mol= =

V ì2 2CO H O

n n< ⇒ A là hiđrocacbon no

G i công th c c a A là CnH2n + 2


2CnH2n + 2 + (3n + 1) O2 → 2n CO2 + 2(n+1) H2O

Ta có 2

2

H O

CO

n 2(n 1) 0,875n 6

n 2n 0,75

+= = ⇒ =

V y công th c phân t c a A là C6H14

Khi đ t cháy B ta thu đư c s mol c a H2O và CO2 là :

2

2

CO C

H O H

n 3 0,75.2 1,5 mol n 1,5 mol

n 2,5 0,875.2 0,75 mol n 1,5 mol

= − = ⇒ =

= − = ⇒ =

⇒ nC : nH = 1,5 : 1,5 = 1 : 1

V y công th c đơ n gi n nh t c a B là CH, công th c phân t c a B là CnHn

Theo gi thi t B không làm m t màu dung dch nư c brom ⇒ B ch có th là aren CnH2n-6

⇒ s nguyên t H = 2.s nguyên t C – 6

Hay n = 2n – 6 ⇒ n = 6

V y công th c c a B là C6H6. ● Chú ý : Đ i v i nh ng d ng bài t p : “Đ t cháy (oxi hóa) hoàn toàn m t h p ch t h u cơ X.Cho toàn b s n ph m cháy vào b ình đ ng dung dch Ca(OH)2 ho c Ba(OH)2 …” th ì :

+ Kh i lư ng bình t ăng = t ng kh i lư ng c a CO2 và H 2O.+ Kh i lư ng dung d ch tăng = t ng kh i lư ng c a CO2 và H 2O – kh i lư ng c a k t t aCaCO3 ho c BaCO3.

+ Kh i lư ng dung d ch gi m = kh i lư ng c a k t t a CaCO3 ho c BaCO3 – t ng kh ilư ng c a CO2 và H 2O.





Ví d 9: Đ t cháy hoàn toàn m t hiđrocacbon X th khí. S n ph m cháy thu đư c cho h p th h tvào dung dch Ca(OH)2 th y có 10 gam k t t a xu t hi n và kh i lư ng b ình đ ng dung dch

Ca(OH)2 tăng 16,8 gam. L c b k t cho nư c l c tác d ng v i dung dch Ba(OH)2 dư l i thu đư ck t t a, t ng kh i lư ng hai l n k t t a là 39,7 gam. CTPT c a X là :

A. C3H8. B. C3H6. C. C3H4. D. K t qu khác.

Hư ng d n gi i

Các ph n ng x y ra :CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (1)

mol: 0,1 ← 0,1

2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 (2)

mol: 2x → x

Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + CaCO3 + H2O (3)

mol: x → x → x

Theo các phư ơ ng tr ình ph n ng và gi thi t ta có :

10 + 197x + 100x = 39,7 ⇒ x = 0,1 mol

T ng s mol CO2 sinh ra t ph n ng đ t cháy X là : 2.0,1 + 0,1 = 0,3 mol

Kh i lư ng b ình tăng =2 2 2CO H O H O

m m 16,8 gam m 16,8 0,3.44 3, 6 gam+ = ⇒ = − =

2H H O C Hn 2.n 0,4 mol n : n 0,3: 0,4 3: 4⇒ = = ⇒ = =

V y CTPT c a X là C3H4.

Đáp án C.

Ví d 10: Đ t cháy hoàn toàn m t h p ch t h u cơ X c n 6,72 lít O2 (đktc). S n ph m cháy g mcháy h p th h t vào b ình đ ng dung dch Ba(OH)2 th y có 19,7 gam k t t a xu t hi n và kh i

lư ng dung dch gi m 5,5 gam. L c b k t t a đun nóng nư c l c l i thu đư c 9,85 gam k t t an a. CTPT c a X là :

A. C2H6. B. C2H6O. C. C2H6O2. D. Không th xác đnh.

Hư ng d n gi i

Các ph n ng x y ra khi cho s n ph m cháy vào b ình đ ng dung dch Ba(OH)2 :

CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (1)

2CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2 (2)

Ba(HCO3)2 → BaCO3 + CO2 + H2O (3)

Theo (1) : = =2 3CO (pö) BaCO

n n 0,1 mol

Theo (2), (3):2 3 2 3CO (pö) Ba(HCO ) BaCO

n 2.n 2.n 0,1 mol= = =

T ng s mol CO2 sinh ra t ph n ng đ t cháy h p ch t h u cơ là 0,2 mol.

Theo gi thi t kh i lư ng dung dnh gi m 5,5 gam nên ta có :2 2 2H O H O H H O

19,7 0,2.44 m 5,5 m 5,4 gam n 2.n 0,6 mol.− − = ⇒ = ⇒ = =

Áp d ng đinh lu t b o toàn nguyên t đ i v i oxi ta có :

2 2 2O(hchc) CO H O O (bñ)n 2.n n 2.n 2.0,2 0,3 0,3.2 0,1 mol= + − = + − =

⇒ C H On : n : n 0, 2 : 0,6 : 0,1 2 : 6 :1= =

V y CTPT c a X là C2H6O.

Đáp án A.





Cách 2 : Áp d ng đ nh lu t b o toàn nguyên t

Phư ơ ng pháp gi i- Bư c 1 : T gi thi t ta có th xác đ nh đư c thành ph n nguyên t trong h p ch t, riêng đ i

v i nguyên t oxi có nh ng trư ng h p ta không th xác đ nh chính xác trong h p ch t c n t ìm có

oxi hay không, trong nh ng tr ư ng h p như v y ta gi s là h p ch t có oxi.

- Bư c 2 : Đ t công th c phân t c a h p ch t : C x H yO z N t . L p sơ đ chuy n hóa :

CxHyOzNt + O2 → CO2 + H2O + N2

- B ư c 3 : Áp d ng đ nh lu t b o toàn nguyên t đ t ìm s nguyên t C, H, O, N… trong h pch t, suy ra công th c c a h p ch t C x H yO z N t

x y z t 2

x y z t 2

x y z t 2

x y z t 2 2 2

C(C H O N ) C(CO )

H(C H O N ) H(H O)

N(C H O N ) N( N )

O(C H O N ) O(O ) O(CO ) O(H O)

n n xn n y

n n z

tn n n n

= == =

⇔ = =

=+ = +

● Lư u ý :

- N u không tính đ ư c z h trên thì ta tính z b ng công th c:M 12x y 14t

z16

− − −=

(M là kh i lư ng phân t c a h p ch t h u cơ )

- Đ đ t đư c công th c phân t c a h p ch t thì đi u quan tr ng nh t là ta ph i xác đ nh đ ư cthành ph n nguyên t c a h p ch t đó vì các h p ch t khác nhau s có thành ph n nguyên t khác

nhau.

Các ví d minh h a

Ví d 11: Khi đ t 1 lít khí X c n 6 lít O2 thu đư c 4 lít CO2 và 5 lít hơ i H2O (các th tích khí đo cùng đi u ki n nhi t đ , áp su t). CTPT c a X là :

A. C4H

10O. B. C

4H

8O

2. C. C

4H

10O

2. D. C

3H

8O.

H ư ng d n gi i

Sơ đ ph n ng :

CxHyOz + O2 → CO2 + H2O (1)

lít: 1 6 4 5

Áp d ng đinh lu t b o toàn nguyên t đ i v i các nguyên t C, H, O ta có :

1.x 4.1 x 4

1.y 5.2 y 10

1.z 6.2 4.2 5.1 z 1

= =

= ⇒ = + = + =

Vy công th

c phân t

c

a X là C4H10O.Đáp án A.

Ví d 12: Đ t cháy hoàn toàn 10 ml m t este c n dùng h t 45 ml O2, thu đư c V2CO : V

2H O= 4 : 3.Ngư ng t s n ph m cháy th y th tích gi m 30 ml. Các th tích đo cùng đi u ki n. Công th c c aeste đó là :

A. C8H6O4. B. C4H6O2. C. C4H8O2 D. C4H6O4.

Hư ng d n gi i

Theo gi thi t suy ra : V2H O= 30 ml ; V

2CO = 40 ml





Sơ đ ph n ng :

CxHyOz + O2 → CO2 + H2O

ml : 10 45 40 30Áp d ng đnh lu t b o toàn nguyên t cho các nguyên t C, H, O ta có :

10.x 40.1 x 4

10.y 30.2 y 6

10.z 45.2 40.2 30.1 z 2

= =

= ⇔ = + = + =

V y este có công th c là : C4H6O2

Đáp án B.

Ví d 13: Đ t cháy 1 lít hơ i hiđrocacbon v i m t th tích không khí (lư ng dư ). H n h p khí thuđư c sau khi hơ i H2O ngư ng t có th tích là 18,5 lít, cho qua dung dch KOH dư còn 16,5 lít, cho

h n h p khí đi qua ng đ ng photpho dư th ì còn l i 16 lít. Xác đnh CTPT c a h p ch t trên bi t

các th tích khí đo cùng đi u ki n nhi t đ , áp su t và O2 chi m 1/5 không khí, còn l i là N2.

A. C2H6. B. C2H4. C. C3H8. D. C2H2.

Hư ng d n gi i

Theo gi thi t, ta có : 2COV 2= lít ; 2OV (dư ) = 0,5 lít ; 2NV 16= lít ⇒ 2OV (ban đ u) = 4 lít.Sơ đ ph n ng :

CxHy + O2 → CO2 + H2O + O2 dư lít: 1 4 2 a 0,5

Áp d ng đnh lu t b o toàn nguyên t đ i v i các nguyên t C, H, O ta có :

1.x 2.1 x 2

1.y a.2 y 6

4.2 2.2 a 0.5.2 a 3

= =

= ⇔ = = + + =

⇒ Công th c c a hiđrocacbon là C2H6.

Đáp án A.

Ví d 14: Cho 0,5 lít h n h p g m hiđrocacbon và khí cacbonic vào 2,5 lít oxi (l y dư ) r i đ t. Th tích c a h n h p thu đư c sau khi đ t là 3,4 lít. Cho h n h p qua thi t b làm l nh, th tích h n h pkhí còn l i 1,8 lít và cho l i qua dung dch KOH ch còn 0,5 lít khí. Th tích các khí đư c đo trongcùng đi u ki n. Tên g i c a hiđrocacbon là :

A. propan. B. xiclobutan. C. propen. D. xiclopropan.

Hư ng d n gi i

Theo gi thi t, ta có :2H OV 1,6= lít ;

2COV 1,3= lít ;2OV (dư ) = 0,5 lít.

Sơ đ ph n ng :

(CxHy + CO2) + O2 → CO2 + H2O + O2 dư

lít: a b 2,5 1,3 1,6 0,5Áp d ng đnh lu t b o toàn nguyên t đ i v i các nguyên t C, H, O ta có :

a.x b.1 1,3 x 3

a.y 1,6.2 y 8

b.2 2,5.2 1,3.2 1,6.1 0,5.2 a 0,4

a b 0,5 b 0,1

+ = = = =

⇔ + = + + =

+ = =

⇒ Công th c c a hiđrocacbon là C3H8.





Đáp án A.

IV. L p CTPT c a h p ch t h u cơ d a trên s thay đ i áp su t trư c và sau khi đ t cháyhoàn toàn h p ch t h u cơ trong b ình kín (khí nhiên k ).

Phư ơ ng pháp gi i- Bư c 1 : Đ t công th c phân t c a h p ch t h u cơ . Ch n lư ng ch t h u cơ ph n ng (n u

đ bài chư a cho bi t, thư ng ch n s mol c a h p ch t h u cơ là 1 mol), suy ra lư ng O2 c n cho ph n ng đ t cháy hoàn toàn h p ch t h u cơ (d a vào ph n ng).

- Bư c 2 : Vi t phư ơ ng tr ình ph n ng cháy. C ăn c vào phư ơ ng tr ình ph n ng suy ra s mol

các ch t đ ã ph n ng; s mol ch t d ư và s mol s n ph m t o thành.

- Bư c 3 : Tính t ng s mol khí trư c và sau ph n ng. L p bi u th c liên quan gi a s mol khí và áp su t, nhi t đ c a bình ch a đ đ ư c phư ơ ng tr ình liên quan đ n s nguyên t c a các

nguyên t trong h p ch t. T đó t ìm đ ư c s nguyên t c a các nguyên t , suy ra công th c phânt .● Lư u ý : M i quan h gi a s mol khí và áp su t, nhi t đ khi th c hi n ph n ng trong bình kín

có th tích không đ i :

1 2 1 1 21 2

1 2 2 2 1

p V p V n p Tn ; n

RT RT n p T

= = ⇒ =

N u T 2=T 1 thì ta có : 1 1

2 2

n p

n p=

Các ví d minh h a

Ví d 1: X m ch h có công th c C3Hy. M t b ình có dung tích không đ i ch a h n h p khí X và O2

dư 150oC, có áp su t 2atm. B t tia l a đi n đ đ t cháy X sau đó đư a b ình v 150oC, áp su t bình

v n là 2atm. Công th c phân t c a X là :

A. C3H8. B. C3H4. C. C3H6. D. A ho c B ho c C.

H ư ng d n gi i

Đ đơ n gi n cho vi c tính toán ta ch n s mol c a X là 1 mol.Phư ơ ng tr ình ph n ng :

ot

3 y 2 2 2

y yC H (3 )O 3CO H O

4 2+ + → + (1)

mol: 1y

(3 )4

+ 3y

2

150oC nư c th hơ i và gây áp su t lên b ình ch a. Vì trư c và sau ph n ng nhi t đ không

đ i, áp su t không đ i nên s mol khí trong b ình cũ ng không thay đ i, suy ra :

T ng s mol khí tham gia ph n ng = T ng s mol khí và hơ i thu đư c

⇒ 1 + y(3 )4+ = 3 + y2 ⇒ y = 4

V y công th c phân t c a X là C3H4. Đáp án B.





Ví d 2: N p m t h n h p khí có 20% th tích ankan A (CnH2n+2) và 80% th tích O2 (dư ) vào khí nhiên k . Sau khi cho n r i cho hơ i nư c ngư ng t nhi t đ ban đ u th ì áp su t trong khí nhiên

k gi m đi 2 l n. Công th c phân t c a ankan A là :

A. CH4. B. C2H6. C. C3H8 . D. C4H10.

Hư ng d n gi i

Đ đơ n gi n cho vi c tính toán ta ch n s mol c a A là 1 mol và c a O2 là 4 mol (V ì ankan

chi m 20% và O2 chi m 80% v th tích).Phư ơ ng tr ình ph n ng :

ot

n 2n 2 2 2 2

3n 1C H ( )O nCO (n 1)H O

2+

++ → + + (1)

bđ: 1 4 : mol

pư : 13n 1

( )2

+n (n+1) : mol

spư : 0 4 -3n 1

( )2

+n (n+1) : mol

V ì sau ph n ng hơ i nư c đã ngư ng t nên ch có O2 dư và CO2 gây áp su t nên b ình ch a.

T ng s mol khí trư c ph n ng : n1 = 1 + 4 = 5 mol

T ng s mol khí sau ph n ng : n2 = 4 -3n 1

( )2

++ n = (3,5 – 0,5n) mol

Do nhi t đ trư c và sau ph n ng không đ i nên :

1 1 1

2 2 1

n p p52 n 2

n p 3,5 0,5n 0,5p= ⇒ = = ⇒ =

−

V y A là C2H6.

Đáp án B.

Ví d 3: Trong m t b ình kín ch a hơ i este no, đơ n ch c, m ch h A (CnH2nO2) và m t lư ng O2 g p đôi lư ng O2 c n thi t đ đ t cháy h t A nhi t đ 140oC và áp su t 0,8 atm. Đ t cháy hoàntoàn A r i đư a v nhi t đ ban đ u, áp su t trong b ình lúc này là 0,95 atm. A có công th c phân t là :

A. C2H4O2. B. C3H6O2. C. C4H8O2. D. C5H10O2.

Hư ng d n gi i

Đ đơ n gi n cho vi c tính toán ta ch n s mol c a A là 1 mol th ì t gi thi t và phư ơ ng tr ình

ph n ng ta th y s mol O2 đem ph n ng là (3n – 2).


ot

n 2n 2 2 2 2

3n 2C H O ( )O nCO nH O

2

−+ → + (1)

bđ: 1 3n - 2 : mol

pư : 13n 2

( )2

−n n : mol

spư : 03n 2

( )2

−n n : mol

140oC nư c th hơ i và gây áp su t lên b ình ch a.

T ng s mol khí trư c ph n ng : n1 = 1 + 3n – 2 = (3n – 1) mol





T ng s mol khí sau ph n ng : n2 =3n 2

( )2

−+ n + n = (3,5n – 1) mol

Do nhi t đ trư c và sau ph n ng không đ i nên :

1 1

2 2

n p 3n 1 0,8n 3

n p 3,5n 1 0,95

−= ⇒ = ⇒ =

−

V y A là C3H6O2.Đáp án B.

Ví d 4: Tr n m t hiđrocacbon X v i lư ng O2 v a đ đ đ t cháy h t X, đư c h n h p A 0oC vàáp su t P1. Đ t cháy hoàn toàn X, thu đư c h n h p s n ph m B 218,4oC có áp su t P2 g p 2 l náp su t P1. Công th c phân t c a X là :

A. C4H10. B. C2H6. C. C3H6. D. C3H8.

Hư ng d n gi i

Đ đơ n gi n cho vi c tính toán ta ch n s mol c a X (CxHy) là 1 mol th ì t gi thi t và phư ơ n g

tr ình ph n ng ta th y s mol O2 đem ph n ng lày

(x )4

+ .

Phư ơ ng tr ình ph n ng :ot

x y 2 2 2

y yC H (x )O xCO H O

4 2+ + → + (1)

bđ: 1y

(x )4

+ : mol

pư : 1y

(x )4

+ xy

2: mol

spư : 0 0 xy

2: mol

218,4oC nư c th hơ i và gây áp su t lên b ình ch a.

T ng s mol khí trư c ph n ng : n1 = [1 +y

(x )4

+ ] mol

T ng s mol khí sau ph n ng : n2 = (x +y

2) mol

Do nhi t đ trư c và sau ph n ng thay đ i đ i nên :

1 1 2 1

2 2 1 1

y1 xn p T p (218,4 273) x 240,9 0,9 0,2y 0,1x 1

yn p T 2p .273 y 6x

2

+ + + == = = ⇒ = ⇒ − = ⇒

=+

V y A là C2H6.Đáp án B.





V. Bi n lu n t ìm công th c c a h p ch t h u cơ

Phư ơ ng pháp gi iCó m t s bài t p tìm công th c c a h p ch t h u cơ , khi đ ã khai thác h t các gi thi t mà đ

bài cho như ng v n không t ìm đ ư c s nguyên t c a các nguyên t trong h p ch t. Trong nh ngtrư ng h p như v y ta ph i bi n lu n đ t ìm s nguyên t c a các nguyên t . Phư ơ ng pháp thư ngs d ng là ch n nghi m nguyên c a phư ơ ng tr ình có ch a hai ho c ba n s . C th như sau :

- Bư c 1 : Căn c vào gi thi t đ suy ra thành ph n nguyên t c a h p ch t h u cơ . Đ t CTPT c a h p ch t h u cơ là : C x H y , C x H yO z , C x H yO z N t ,…

- Bư c 2 : L p phư ơ ng tr ình theo kh i lư ng mol c a h p ch t : 12x + y +16z + … = M (M làkh i lư ng mol) ho c phư ơ ng tr ình khác có liên quan đ n s nguyên t c a các nguyên t trong

h p ch t h u cơ . - B ư c 3 : Bi n lu n đ ch n nghi m x, y, z,… Đ i v i h p ch t C x H y , C x H yO z thì căn c vào

đi u ki n 0∆ ≥ ta suy ra y ≤ 2x + 2 ; đ i v i h p ch t C x H y N t thì y ≤ 2x + t + 2.

Các ví d minh h a Ví d 1: Hiđrocacbon A có t kh i so v i He b ng 14. CTPT c a A là :

A. C4H10. B. C4H6. C. C4H4. D. C4H8.

Hư ng d n gi i

Theo gi thi t ta có : MA = 14.MHe = 14.4 = 56 gam/molĐ t công th c phân t c a h p ch t A là CxHy (y ≤ 2x + 2), ta có :

12x + y = 56x 4

y 8

=⇒

=

V y công th c phân t c a A là C4H8

Đáp án D.

Ví d 2: M t h p ch t h u cơ A có t kh i so v i không khí b ng b ng 2. Đ t cháy hoàn toàn Ab ng khí O2 thu đư c CO2 và H2O. Có bao nhiêu công th c phân t phù h p v i A ?

A. 2. B. 1. C. 3. D. 4.

Hư ng d n gi i

Theo gi thi t ta có : MA = 29.2 = 58 gam/mol

V ì khi đ t cháy A thu đư c CO2 và nư c nên thành ph n nguyên t trong A ch c ch n có C, H,có th có ho c không có O2.

Đ t công th c phân t c a A là CxHyOz (y ≤ 2x + 2), ta có :

12x + y + 16z = 58 ⇒ z58 1 12

2,812516

− −< =

● N u z = 0 ⇒ 12x + y = 58x 4

y 10

=⇒ =

⇒ A là C4H10

● N u z = 1 ⇒ 12x + y = 42x 3

y 6

=⇒

=⇒ A là C3H6O

● N u z = 2 ⇒ 12x + y = 26x 2

y 2

=⇒

=⇒ A là C2H2O2

V y có 3 công th c phân t phù h p v i A.

Đáp án C.





Ví d 3: Thành ph n % kh i lư ng c a nitơ trong h p ch t h u cơ CxHyN là 23,73%. S đ ng phânamin b c m t th a mãn các d ki n trên là :

A. 2. B. 3. C. 4. D. 1.

Hư ng d n gi i

T gi thi t suy ra :

3 9

x 314 23,7312x y 45 CTPT cuûa amin laøC H N12x y 100 23,73 y 9

=

= ⇒ + = ⇒ ⇒+ − =

V y có hai amin b c 1 là : CH3-CH2-CH2-NH2 ; (CH3)2CH-NH2

Đáp án A.

Ví d 4: Amin X có phân t kh i nh hơ n 80. Trong phân t X nitơ chi m 19,18% v kh i lư ng.S đ ng phân c u t o c a X là :

A. 8. B. 2. C. 4. D. 10.

Hư ng d n gi i

Đ t CTPT c a amin X là CxHyNt , theo gi thi t ta có :

x 4

14t 19,18 12x y 59t y 1112x y 100 19,18

t 1

=

= ⇒ + = ⇒ =+ − =

CTPT c a amin X là C4H11N. S đ ng phân c a amin X là 8 :

CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - NH2 ; CH3 - CH2 - CH - CH3 ; CH3 - CH - CH2 - NH2 ;NH2 CH3

CH3 CH3 - C - NH2 ; CH3 - CH2 - NH - CH2 - CH3 ; CH3 - CH2 - CH2 - NH - CH3 ;

CH3 CH3 - CH -NH - CH3 ; CH3 - CH2 - N - CH3

CH3 CH3

Ví d 4: Đ t cháy hoàn toàn 1 mol ch t X c n 5,5 mol O2, thu đư c CO2 và hơ i nư c v i t ng s mol b ng 9. CTPT c a X là :

A. C4H10O. B. C4H10O2. C. C4H10O3. D. C4H10.

Hư ng d n gi i


ot

x y z 2 2 2

y z yC H O (x )O xCO H O

4 2 2+ + − → + (1)

mol: 1 → y z

(x )4 2

+ − → x → y

2

Theo (1) và gi thi t ta có :

y z x 4x 5,54 2 y 10y

x 9 z 22

=+ − = ⇒ =

+ = =

V y CTPT c a A là C4H10O2.

Đáp án B.





Ví d 5: M t h p ch t h u cơ A g m C, H, O có 50% oxi v kh i lư ng. Công th c phân t c a Alà :

A. CH2O2. B. CH4O. C. CH2O. D. C3H4O.

Hư ng d n gi i

Đ t CTPT c a A là CxHyOz. Theo gi thi t ta có :

x 116z 50% 12x y 16z y 4

12x y 16zz 1

== ⇒ + = ⇒ =

+ + =

V y CTPT c a A là CH4O.

Đáp án B.

Ví d 6: Khi đ t cháy hoàn toàn 15 miligam ch t A ch thu đư c khí CO2 và hơ i nư c, t ng th tíchc a chúng quy v đi u ki n tiêu chu n là 22,4 mililít. Công th c đơ n gi n nh t c a A là :

A. CH2. B. CH4O. C. CH2O. D. C3H4.

Hư ng d n gi i

Đ t CTPT c a A là CxHyOz.


ot

x y z 2 2 2

y z yC H O (x )O xCO H O

4 2 2+ + − → + (1)

mol:15

12x y 16z+ + →

15x

12x y 16z+ + →

7,5y

12x y 16z+ +

Theo (1) và gi thi t ta có :

15x

12x y 16z+ ++

7,5y

12x y 16z+ += 1 ⇒ 3x + 6,5y = 16z ⇒

x 1

y 2

z 1

=

= =

Công th c đơ n gi n nh t c a A là CH2O.

Đáp án C.

Ví d 7: Đ t cháy hoàn toàn 0,01 mol ch t h u cơ X c n v a đ 0,616 lít O2. Sau thí nghi m thuđư c h n h p s n ph m Y g m : CO2, N2 và hơ i H2O. Làm l nh đ ngư ng t hơ i H2O ch còn 0,56

lít h n h p khí Z (có t kh i hơ i v i H2 là 20,4). Bi t th tích các khí đ u đo đktc. Công th c phânt X là :

A. C2H5ON. B. C2H5O2N. C. C2H7O2N. D. A ho c C.

Hư ng d n gi i

Theo gi thi t ta th y h n h p khí Z g m CO2 và N2.

2 2 2 2 2N ,CO N , CO OM 40,8 gam/ mol , n 0,025 mol , n 0,0275 mol= = = Áp d ng sơ đ đư ng chéo ta có :

2Nn 28 44 – 40,8 = 3,2

40,8

2COn 44 40,8 – 28 = 12,8

2 2N CO

1 4n .0,025 0,005 mol; n .0,025 0,02 mol

5 5⇒ = = = =

2

2

N

CO

n 3,2 1

n 12,8 4⇒ = =






ot

x y z t 2 2 2 2

y z y tC H O N (x )O xCO H O N

4 2 2 2+ + − → + + (1)

mol: 0,01 → 0,01.y z

(x )4 2

+ − → 0,01x → 0,01.y

2 → 0,01.

t

2

Theo gi thi t và (1) ta có h :

y zz 1 z 20,01.(x ) 0,0275

y 2z 34 2y 5 y 7

0,01x =0,02 x 2 hoaëcx 2 x 2

t t 10,01. 0,005 t 1 t 1

2

= =+ − = − = = = ⇒ = ⇒

= = = = = =

V y CTPT c a A là : C2H5ON ho c C2H7O2N.

Đáp án D.

Hi n nay tôi đã biên so n xong 7 quy n tài li u hóa h c ôn thi đ i h c,các quy n 1 đ n 5 đ u có ph n t ng h p lý thuy t.

Quy n 1 : Gi i thi u 7 chuyên đ hóa h c 10Quy n 2 : Gi i thi u 3 chuyên đ hóa h c đ i cư ơ ng và vô cơ 11

Quy n 3 : Gi i thi u 6 chuyên đ hóa h c h u cơ 11

Quy n 4 : Gi i thi u 4 chuyên đ hóa h c h u cơ 12Quy n 5 : Gi i thi u 4 chuyên đ hóa h c đ i cư ơ ng và vô cơ 12

Quyn 6 : Gi

i thi

u các chuyên đ

phư ơ ng pháp gi

i nhanhbài t p hóa h c

Quy n 7 : Gi i thi u 40 đ luy n thi tr c nghi m môn hóa h c

Các th y cô giáo, các ph huynh h c sinh và các em h c sinh quan tâmđ n b tài li u này hãy liên h v i hi u photo Thanh Bình theo s đi n

tho i 02103 842 295 ho c đa ch email [email protected]. Ho c liên

h v i tác gi theo s đi n tho i 01689 186 513 ho c đa ch [email protected]

lap cong thuc hop chat huu co

Documents