Bài tập Hidrocacbon (5)

Bài tập Hidrocacbon (5)

II.2.1.1 Phương pháp khối lượng hay % khối lượng.

1) Phương pháp giải :

Bước 1 : Tìm MA : tùy theo giả thiết đề bài cho mà sử dụng các cách tính sau để tìm MA

Tìm MA dựa trên các khái niệm cơ bản, các định luật cơ bản. Có nhiều cách để tìm

khối lượng phân tử, tùy từng giả thiết đề bài cho mà dùng cách tính thích hợp.

1. Dựa vào khối lượng riêng DA (đktc)

MA = 22,4 . DA với DA đơn vị g/l

 

docx 16 trang Người đăng kidphuong Lượt xem 1997Lượt tải 0 Download
Bạn đang xem tài liệu "Bài tập Hidrocacbon (5)", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
II.2 – BÀI TOÁN LẬP CTPT
HYDROCACBON
II.2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ CỦA
HYDROCACNON
II.2.1.1  Phương pháp khối lượng hay % khối lượng.
1)	Phương pháp giải :
Bước 1 : Tìm MA : tùy theo giả thiết đề bài cho mà sử dụng các cách tính sau để tìm MA
Tìm MA dựa trên các khái niệm cơ bản, các định luật cơ bản. Có nhiều cách để tìm
khối lượng phân tử, tùy từng giả thiết đề bài cho mà dùng cách tính thích hợp.
1. Dựa vào khối lượng riêng DA (đktc)
ÞMA = 22,4 . DA với DA đơn vị g/l
2. Dựa vào tỉ khối hơi của chất hữu cơ A
MA = MB . dA/B
MA = 29 . dA/KK
3. Dựa vào khối lượng (mA ) của một thể tích VA khí A ở đktc
MA = (22,4 . mA)/ VA
mA: khối lượng khí A chiếm thể tích VA ở đktc
4. Dựa vào biểu thức phương trình Mendeleep – Claperon:
Cho mA (g) chất hữu cơ A hóa hơi chiếm thể tích VA (l) ở nhiệt độ T
(oK) và áp suất P(atm)
PV = nRT Þ M =
mRT
pV
(R = 0,082 atm/ oKmol)
5. Dựa vào định luật Avogadro:
Định luật: Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, mọi thể tích khí bằng
nhau đều chứa cùng một số phân tử khí.
VA = VB => nA = nB Þ
mA
M A
=
mB
M B
=> MA = mA M B
mB
49
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Bước 2 : Đặt CTPT chất A: CxHy
Xác định thành phần các nguyên tố trong hydrocacbon.
Cách 1 :Dùng khi đề bài
-Không cho khối lượng hydrocacbon đem đốt cháy
-Tính được mC, mH từ mCO2, mH2O
* Tính khối lượng các nguyên tố có trong A và mA (g) chất A.
- Xác định C:
= 12.n CO2 = 12.	CO2
mC (trong A) = mC (trong CO 2 ) = 12.
- Xác định H
mCO2
44
V
22,4
mH(trong A) = mH (trong H2O) = 1.2nH2O = 2
- Xác định mA
Þ mA = mH + mA
* Xác định CTPT chất hữu cơ A: CxHy
Dựa trên CTTQ chất hữu cơ A: CxHy
mH2O
18

= 2.nH2O
12x
mC
=
y
mH
=
M A
mA
=> x =
M A .mC
12.m A
;
y =
M A .mH
m A
Cách 2 : Khi đề bài cho biết thành phần % các nguyên tố trong hỗn hợp
* Dùng công thức sau:
12x	y	M A	M A .%C
=	=> x =
=	;
% C	%H	100%	12.100
Þ CTPT A.
y =
M A .% H
100
Cách 3 :  * Tìm CTĐG nhất => CTN => CTPT A
mC   m H
:
x : y =

12      1
:
= α : β  hoặc x : y =
%C %H
12      1
= α : β
- CTĐG nhất : CaHb
=> CTTN : (CaHb)n
- Xác định n: biện luận từ CTTN để suy ra CTPT đúng của A :
y £ 2x + 2; y chẵn, nguyên dương  ; x ³ 1, nguyên dương.
Þ Từ đó xác định được CTPT đúng của chất hữu cơ A.
Lưu ý: Khi bài tóan yêu cầu xác định CTĐG nhất của chất hữu cơ A (hay CTN của A)
hoặc khi đề không cho dữ kiện để tìm MA thì ta nên làm theo cách trên.
2)	Các ví dụ :
Ví dụ 1 :
50
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Một hydrocacbon A có thành phần nguyên tố: % C = 84,21; %H = 15,79; Tỉ khối hơi
đối với không khí bằng dA/KK = 3,93. Xác định CTPT của A
GIẢI
Bước 1: Tính MA:
Biết dA/KK => MA = MKK. dA/KK = 29.3,93 = 114
Bước 2 : Đặt A : CxHy
12x
%C
=
y
%H
=
M A
100
à x =
à y =
M A .%C
12.100
M A .%H
1.100
=
=
114.84,21
12.100
114.15,79
1.100
= 8
= 18
Suy ra CTPT A: C8H18
Ví dụ 2 :
Một hydrocacbon A ở thể khí có thể tích gấp 4 lần thể tích của lưu huỳnh đioxit có
khối lượng tương đương trong cùng điều kiện. Sản phẩm cháy của A dẫn qua bình đựng
nước vôi trong dư thì có 1g kết tủa đồng thời khối lượng bình tăng 0,8g. Tìm CTPT A.
GIẢI
* Tìm MA :
1VA = 4VSO2(ở cùng điều kiện )
ÞnA = 4nSO2
Þ
mA
M A
= 4
mSO2
M SO2
Þ
1
M A
=
4
M SO2

(A và SO2 có khối lượng tương đương nhau)
Þ M A =
MSO2
4

=
64
4

= 16
Cách 1 : giải theo phương pháp khối lượng hay % khối lượng :
Đặt A : CxHy
Bình đựng Ca(OH)2 hấp thụ CO2 và H2O
Ca(OH)2	+	CO2	CaCO3	+  H2O
m¯ = mCaCO3 = 1g
nCO2 = nCaCO3 = 1/100= 0,01mol
ÞnC = nCO2 = 0,01mol   ÞmC = 12.0,01=0,12g
mCO2 = 0,01.44 = 0,44g
rmbình = mCO2 + mH2O
ÞmH2O = 0,8-0,44 = 0,36g
mH  = 2
mH2O
18
= 2
0,36
18
= 0,04g
ĐLBT khối lượng  (A) :mA = mC + mH = 0,12 +0,04 = 0,16
51
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Ta có

12x
mC

=

y
mH

=

M A
m A

=> x =

M A .mC
12.m A

=

16.0,12
12.0,16

= 1
y =
M A .mH
m A
=
16.0,04
0,16
= 4
mC  mH	2,16  0,48
Vậy CTPT A : CH4
Cách 2 : Biện luận dựa vào điều kiện  y £ 2x + 2; y chẵn, nguyên dương  ; x ³ 1, nguyên
Þ x =1 và y = 4 àCTPT A.
Ví dụ 3:
Đốt cháy hoàn toàn 2,64g một hydrocacbon A thu được 4,032 lít CO2 (đktc). Tìm
CTPT A?
GIẢI
* Tìm thành phần các nguyên tố :
mC (trong A) = mC (trong CO2) = (4,032/ 22,4)*12 = 2,16g
mH = mA – mC = 2,64 – 2,16 = 0,48g
x:y=	:	=	:	=3:8
12	1	12	1
Þ CTN : C3H8 Þ CTTN : (C3H8)n
Biện luận :
Số H £ 2 số C +2 Þ 8n £ 6n + 2 Þ n £ 1 mà n nguyên dương Þn = 1
àCTPT A : C3H8
II.2.1.2) Phương pháp dựa vào phản ứng cháy:
Dấu hiệu nhận biết bài toán dạng này : đề bài đốt cháy một chất hữu cơ có đề cập
đến khối lượng chất đem đốt hoặc khối lượng các chất sản phẩm (CO2, H2O) một cách trực
tiếp hoặc gián tiếp (tức tìm được khối lượng CO2, H2O sau một số phản ứng trung gian).
1)	Phương pháp giải:
Bước 1 : Tính MA (ở phần II.2.1.1)
Bước 2 : Đặt A : CxHy
*  Viết phương trình phản ứng cháy.
Cx H y + ç x +
÷O2 ¾¾® xCO2 +
æ
è
y ö              t0
4 ø
y
2

H 2O
* Lập tỉ lệ để tính x,y
MA(g)                                44x        9y
mA(g)                                mCO2      mH2O
=	hoặc
=
x+
M A
mA

44x        9y
mCO2     m H2O
y         y
1                   x4 =         =   2=
nA    nO2pu     nCO2    nH2O

52
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
x =

M A .mCO2
44mA

, y =

M A .mH2O
9mA
* Từ đó suy ra CTPT A
Một số lưu ý:
1) Nếu đề bài cho: oxi hóa hòan tòan một chất hữu cơ A thì có nghĩa là đốt cháy hòan tòan
chất hữu cơ A thành CO2 và H2O
2) Oxi hóa chất hữu cơ A bằng CuO thì khối lượng oxy tham gia phản ứng đúng bằng độ
giảm khối lượng a(g)của bình đựng CuO sau phản ứng oxi hóa. Thông thường trong bài
toán cho lượng oxi tham gia phản ứng cháy, để tìm khối lượng chất hữu cơ A nên chú ý
đến định luật bảo toàn khối lượng
mA + a = mCO2  + mH2O
3) Sản phẩm cháy (CO2, H2O) thường được cho qua các bình các chất hấp thụ chúng.
4) Bình đựng CaCl2 (khan), CuSO4 (khan), H2SO4 đặc, P2O5, dung dịch kiềm,  hấp thụ
nước.
Bình đựng các dung dịch kiềmhấp thụ CO2.
Bình đựng P trắng hấp thụ O2.
5) Độ tăng khối lượng các bình chính là khối lượng các chất mà bình đã hấp thụ.
6) Nếu bài toán cho CO2 phản ứng với dung dịch kiềm thì nên chú ý đến muối tạo thành để
xác định chính xác lượng CO2.
7) Viết phương trình phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ với oxy nên để oxy lại cân bằng
sau từ vế sau đến vế trước. Các nguyên tố còn lại nên cân bằng trước, từ vế trước ra vế sau
phương trình phản ứng.
2)	Bài tập ví dụ :
Ví dụ 1 :
Đốt hoàn toàn 0,58g một hydrocacbon A được 1,76g CO2 và 0,9g H2O. Biết A có
khối lượng riêng DA @ 2,59g/l. Tìm CTPT A
Tóm tắt :
0,58g X	+ O2   ®   (1,76g CO2; 0,9 g H2O)
DA @ 2,59g/l. Tìm CTPT A?
GIẢI :
* Tìm MA :
Biết DA  => MA = 22,4.2,59 @ 58
* Viết phương trình phản ứng cháy, lập tỉ lệ để tìm x,y
Cx H y + ç x +
÷O2 ¾¾® xCO2 +
æ
è
y ö              t0
4 ø
y
2

H 2O
MA(g)	44x	9y
mA(g)	mCO2	mH2O
53
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
=	=
=
M A
mA

44x        9y
mCO2     m H2O

58
0,58

=

44x
1,76

=

9y
0,9
0,42G X (CxHy)   +O2	CO2  Bình 1ñöïnG ddH2SO4 ñ
Þ x=4
y =10
Vậy CTPT A : C4H10
Ví dụ 2 : Khi đốt cháy hòan tòan 0,42 g một Hydrocacbon X thu tòan bộ sản phẩm qua
bình 1 đựng H2SO4 đặc, bình 2 đựng KOH dư. Kết quả, bình 1 tăng 0,54 g; bình 2 tăng
1,32 g. Biết rằng khi hóa hơi 0,42 g X chiếm thể tích bằng thể tích của 1,192 g O2 ở cùng
điều kiện. Tìm CTPT của X
Tóm tắt đề:
Bình 2 ñöïnG KOHdö
H2O	-H2O,	m1=0,54G	CO2   -CO2,	m2=1,32G
Tìm CTPT X?
GIẢI
* Tính MX :
0,42g X có VX = VO2 của 0,192g O2 (cùng điều kiện)
=> nX = nO2 =>
m X
M X
=
mO2
M O2
=> M X =
m X .M O2
mO2

=
0,42.32
0,192

= 70
* Gọi X : CxHy
Cx H y + ç x +
÷O2 ¾¾® xCO2 +
æ
è
y ö              t0
4 ø
y
2
H 2O
=	(1)
=
Ta có :
M X
mX

44x        9y
mCO2     mH2O
MX                                      44x      9y       (g)
0,42                                  mCO2    mH2O   (g)
Đề bài cho khối lượng CO2, H2O gián tiếp qua các phản ứng trung gian ta phải tìm khối
lượng CO2, H2O
* Tìm mCO2, mH2O :
- Bình 1 đựng dd H2SO4 đ sẽ hấp thụ H2O do đó độ tăng khối lượng bình 1 chính là
khối lượng của H2O :
rm1 = mH2O=0,54g	(2)
- Bình 2 đựng dd KOH dư sẽ hấp thụ CO2 do đó độ tăng khối lượng bình 2 chính là
khối lượng của CO2 :
rm2 = mCO2 =1,32g	(3)
54
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
(1), (2), (3) Þ

70
0,42

=

44x
1,32

=

9y
0,54
Þ x=5
y = 10
Vậy CTPT X : C5H10 (M = 70đvC)
II.2.1.3 Phương pháp thể tích (phương pháp khí nhiên kế):
v	Phạm vi ứng dụng : Dùng để xác định CTPT của các chất hữu cơ ở thể khí hay ở
thể lỏng dễ bay hơi.
v	Cơ sở khoa học của phương pháp : Trong một phương trình phản ứng có các
chất khí tham gia và 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 của
chúng.
1)	Phương pháp giải
Bước 1 : Tính thể tích các khí VA, VO2, VCO2, VH2O (hơi)
Bước 2 : Viết và cân bằng các phương trình phản ứng cháy của hydrocacbon A dưới dạng
CTTQ CxHy
Bước 3 :  Lập các tỉ lệ thể tích để tính x,y
Cx H y + ç x +
÷O2 ¾¾® xCO2 +
æ
è
y ö              t0
4 ø
y
2

H 2O
ç x +
÷ (l)	x(l)
ç   ÷ (l)
1(l)
æ
è
y ö
4 ø
æ y ö
è 2 ø
x +
x +
4 =
4 =
=	hay
=
=
nCO2  =
1
VA

y          y                             y          y
VÒ2       VCO2     VH2O           nA       nO2                   nH2O

x          2              1                      x          2
VA(l)      VO2 (l)             VCO2 (l)   VH2O (hơi)(l)
Þ x =
VCO2
VA

=
n CO2
n A

;
Þ y =
2VH2O
VA

=
2nH2O
nA
mCxHy + nO2 ¾¾® pCO2 + qH2O
t
Cách khác : Sau khi thực hiện bước 1 có thể làm theo cách khác:
- Lập tỉ lệ thể tích VA: VB : VCO2 : VH2O rồi đưa về tỉ lệ số nguyên tối giản m:n:p:q.
- Viết phương trình phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ A dưới dạng:
o
- Dùng định luật bảo toàn nguyên tố để cân bằng phương trình phản ứng cháy sẽ tìm được
x và y =>CTPT A
* Một số lưu ý:
- Nếu VCO2 : VH2O = 1:1 => C : H = nC : nH = 1: 2
55
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
- Nếu đề tóan cho oxy ban đầu dư thì sau khi bật tia lửa điện và làm lạnh (ngưng tụ hơi
nước) thì trong khí nhiên kế có CO2 và O2 còn dư. Bài tóan lý luận theo CxHy
- Nếu đề tóan cho VCxHy = VO2 thì sau khi bật tia lửa điện và làm lạnh thì trong khí nhiên
kế có CO2 và CxHy dư. Bài tóan lý luận theo oxy.
- Khi đốt cháy hay oxi hóa hòan toàn một hydrocacbon mà giả thiết không xác định rõ sản
phẩm, thì các nguyên tố trong hydrocacbon sẽ chuyển thành oxit bền tương ứng trừ:
N2 ®  khí N2
Halogen ®  khí X2 hay HX (tùy bài)
2.  Bài tập ví dụ
Ví dụ 1:
Trộn 0,5 l hỗn hợp C gồm hydrocacbon A và CO2 với 2,5 l O2 rồi cho vào khí nhiên
kế đốt cháy thì thu  ... t cháy. Sau khi làm lạnh để nước ngưng tụ rồi đưa về điều kiện ban đầu thì thể tích
khí còn lại là 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)
Tóm tắt :
12cm	CxHy
60cm	O2 (dö)
ñoát	CO2
(V=48cm  )
24cm	khí bò haáp thuï bôûi KOH
3
3

H2O
O2dö

laøm laïnh
-H2O

CO2
O2 dö

3
3
(- CO2)
khí coøn laïi bò haáp thuï bôûi P
(-O2)
GIẢI :
* Tính các V:
VCO2  = 24cm3
VO2 dư =  48 – 24 = 24cm3 Þ VO2 pứ = 60 – 24 = 36 cm3
* Tìm CTPT :
Cách 1: Tính trực tiếp từ phương trình phản ứng đốt cháy:
Cx H  y + ç x +
÷O2 ¾¾® xCO2 +
æ
è
y ö             t0
4 ø
y
2

H 2O
12	® ç x +	÷ 12	® 12x	(cm3)
VO2 dư = 60 – 12 ç x +	÷ = 24 => y = 4
æ	y ö
è	4 ø
VCO2 =12x = 24 => x = 2
æ	y ö
è	4 ø
x +
Þ CTPT của A: C2H4
Cách 2: Lập tỉ lệ thể tích

1
VA

=

y
4 =
VO2

x
VCO2

=

y
2
VH2O
Cx H y + ç x +
÷O2 ¾¾® xCO2 +
æ
è
y ö              t0
4 ø
y
2

H 2O
(cm3)
ç x +
æ	y ö	y
1	÷	x
è	4 ø	2
12	36	24	(cm3)
57
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
x +
x +
1
x
4
1
VA

=

y
4 =
VO2

y
x
VCO2  Û 12 =   36    = 24 => x = 2 và y = 4
Þ CTPT của A: C2H4
Cách 3:
Nhận xét: đốt 12 cm3 A đã dùng 36 cm3 oxy và tạo ra 24 cm3 CO2
12Cx H y + 36O2 ¾¾® 24CO 2 + ?H2O
t
Suy ra
0
ĐLBT (O): =>12Cx H y + 36O2 ¾¾® 24CO 2 + 24H 2O
t
0
ĐLBT (C): 12x = 24 => x = 2
ĐLBT (H) :12y = 48 => y = 4
àVậy CTPT của A là C2H4
Ví dụ 3 :
Trong một bình kín thể tích 1dm3 có một hỗn hợp đồng thể tích gồm hydrocacbon A
và O2 ở 133,5 oC, 1 atm. Sau khi bật tia lửa điện và đưa về nhiệt độ ban đầu (133,5 oC) thì
áp suất trong bình tăng lên 10% so với ban đầu và khối lượng nước tạo ra là 0,216 g. Tìm
CTPT A
Tóm tắt :
V = 1dmo
V=1dm3
t=133,5 C, P2 taênG 10%
CxHy(A)	ñoát
O2
3
t=133,5 C,P1=1atm

sp chaùy          (löôïnG H2O taïo ra laø 0,216G)
o
GIẢI :
Tìm CTPT A?
n1 =
PV
RT
=
1.1
0,082.(273 + 133,5)
= 0,03(mol)
Vì hỗn hợp đồng thể tích nên nA = nO2 = 0,03/2 = 0,015 mol
=> CxHy dư, biện luận theo O2
Sau khi đưa về nhiệt độ ban đầu, các khí tạo áp suất có trong bình gồm H2O, CO2,
CxHy dư có số mol là :
n2 = n1 . P2/P1 = 0,03.110/100 = 0,033 mol
nH2O = 0,216/18 = 0,012 mol
ĐLBT khối lượng  (O) : nO2 = n CO2 + 1/2n H2O
=> n CO2 = nO2 – 1/2nH2O = 0,015-0,012/2 = 0,009mol
nCxHydư = n2 - nCO2 - nH2O = 0,033-0,012-0,009 =0,012mol
=>nCxHyphản ứng = 0,015-0,012 = 0,003 mol
Cx H y + ç x +
÷O2 ¾¾® xCO2 +
æ
è
y ö              t0
4 ø
y
2
H 2O
58
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
ç x +
÷
1

æ
è

y ö
4 ø

x

y
2

(mol)
0,003	0,015	0,009	0,012	(mol)
Ta có :
x +
1
0,003

=
y
4  =
0,015

x
0,009

=
y
2
0,012
=> x = 3
y=8
Vậy CTPT A : C3H8
II.2.1.4 Phương pháp giá trị trung bình (xác định CTPT của hai hay nhiều chất
hữu cơ trong hỗn hợp):
Là phương pháp chuyển hỗn hợp nhiều giá trị về một giá trị tương đương, nhiều chất
về một chất tương đương
v	Đặc điểm
Phương pháp giá trị trung bình được dùng nhiều trong hóa hữu cơ khi giải bài tóan
về các chất cùng dãy đồng đẳng. Một phần bản chất của  giá trị trung bình được đề cập đến
ở việc tính phần trăm đơn vị và khối lượng hỗn hợp khí trong bài tóan tỉ khối hơi ở chương
đầu lớp 10. Do đó, học sinh dễ dàng lĩnh hội phương pháp này để xác định CTPT của hai
hay nhiều chất hữu cơ trong hỗn hợp.
II.1.4.1 Phương pháp khối lượng phân tử trung bình của hỗn hợp ( M hh )
Chất tương đương có khối lượng mol phân tử M hh là khối lượng mol phân tử trung
bình của hỗn hợp. Các bước giải :
Bước cơ bản : Xác định CTTQ của hai chất hữu cơ A,B
Bước 1 : Xác định CTTB của hai chất hữu cơ A, B trong hỗn hợp
Bước 2 : Tìm M hh  qua các công thức sau :
n  .M A + n B .M B
M hh =

m hh
n hh

=      A

n A + n B

=

%A.MA + %B.M B
100

=

%A.MA + (100 - %A)M B
100
Hoặc
M hh = d hh/X .M X =

VA .M A + VB .M B
VA + VB

=

VA .M A + VB .M B
V

=

%A.MA + (100 - %A)M B
100
Giả sử MA MA< M hh < MB
Bước 3 : Biện luận tìm MA, MB hợp lý => CTPT đúng của A và B
Phạm vi ứng dụng: sử dụng có lợi nhiều đối với hỗn hợp các chất cùng dãy đồng đẳng
1)	Phương pháp CTPT trung bình của hỗn hợp:
v	Phạm vi áp dụng : Khi có hỗn hợp gồm nhiều chất, cùng tác dụng với một chất
khác mà phương trình phản ứng tương tự nhau (sản phẩm, tỉ lệ mol giữa nguyên liệu và
59
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
sản phẩm, hiệu suất, phản ứng tương tự nhau), có thể thay thế hỗn hợp bằng một chất
tương đương, có số mol bằng tổng số mol của hỗn hợp. Công thức của chất tương đương
gọi là CTPT trung bình.
v	Phương pháp giải :
Bước 1 : Đặt CTPT của hai chất hữu cơ cần tìm rồi suy ra CTPT trung bình của chúng :
Đặt A : CxHy ; B : Cx’Hy’ Þ CTPTTB : Cx H y
Bước 2 : Viết phương trình phản ứng tổng quát và dữ liệu đề bài cho tính x, y
Bước 3 : biện luận
Nếu x<x’ Þ x < x < x’
y<y’ Þ y<  y < y’
Dựa vào điều kiện x, x’, y, y’ thỏa mãn biện luận suy ra giá trị hợp lý của chúng Þ CTPT
A, B.
v	Phạm vi ứng dụng : Phương pháp giải này ngắn gọn đối với các bài tóan hữu cơ
thuộc loại hỗn hợp các đồng đẳng nhất là các đồng đẳng liên tiếp. Tuy nhiên có thể dùng
phương pháp này để giải các bài toán hỗn hợp các chất hữu cơ không đồng đẳng cũng rất
hiệu quả.
Ngoài phương pháp trên còn có phương pháp số C, số H, số liên kết p trung bình
( k ). Phương pháp giải tương tự như hai phương pháp trên
v	Một số lưu ý:
1) Nếu bài cho 2 chất hữu cơ A, B là đồng dẳng liên tiếp thì :
m = n + 1 (ở đây n, m là số C trong phân tử A, B)
2) Nếu bài cho 2 chất hữu cơ A, B hơn kém nhau k nguyên tử C thì m = n + k.
3) Nếu bài cho 2 chất hữu cơ A, B cách nhau k nguyên tử C thì : m = n + (k +1)
4) Nếu bài cho anken, ankin thì n, m ³ 2.
5) Nếu bài toán cho A, B là hydrocacbon ở thể khí trong điều kiện thường (hay điều kiện
tiêu chuẩn) thì n, m £ 4
v	Bài tập ví dụ :
Bài 1:
Đốt cháy hòan tòan 19,2 g hỗn hợp 2 ankan liên tiếp thu được 14,56 l CO2 (ở OoC, 2
atm). Tìm CTPT 2 ankan.
GIẢI :
Gọi CTPT trung bình của hai ankan : Cn H 2n+2
nCO2  =
PV
RT
=
2.14,56
273.0,082
= 1,3mol
Cn H 2n+2 +

3n + 1
2

O2  ¾® nCO2 + (n + 1)H 2O
60
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
mX
M X

®

mX
M X

. n
Cách 1: phương pháp số C trung bình ( n )
Số mol hỗn hợp nX  =
mX
M X
Số mol CO2 : nCO2 =
mX
M X
. n = 1,3
Þ
19,2
14n + 2
n = 1,3 Þ n = 2,6
¾® nCO2 + (n + 1)H  2O
Cn H  2n+2 + ç
÷O2 ¾
¾® mCO2 + (m + 1)H 2O
Cm H 2m+2 + ç
÷O2 ¾
Hỗn hợp gồm 2 ankan liên tiếp   CnH2n+2
CmH2m+2 ;	n<m;	1£ n , m = n +1
à n < n = 2,6 < m = n +1
Vậy	n=2	vậy 2 ankan là:	C2H6
m=3	C3H8
Cách 2: Dùng phương pháp phân tử khối trung bình M :
Gọi 2 ankan A : CnH2n+2 (a mol) ; B : CmH2m+2 (b mol)
æ 3n + 1 ö
è	2	ø
a	an	(mol)
æ 3m + 1ö
è	2	ø
b	bm	(mol)
nCO2 = an + bm = 1,3	(1)
mhh = (14n + 2)a + (14m +2)b = 19,2
ó 14(bm + an) + 2(a + b) = 19,2	(2)
Từ (1),(2) suy ra : a + b = 0,5 = nhh
=> M = mhh / nhh = 19,2/0,5 = 38,4
MA < 38,4 < MB = MA + 14
A	CH4	C2H6	C3H8	C4H10 
MA	16	30	44	58	
M	38,4	38,4	38,4	38,4  
MB	30	44	58	72	
Vậy	A : C2H6
61
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
B : C3H8
II.2.1.5 - Phương pháp biện luận
1.	Dựa vào giới hạn xác định CTPT của một hydrocacbon:
- Khi số phương trình đại số thiết lập được ít hơn số ẩn cần tìm, có thể biện luận dựa vào
giới hạn :
A : CxHy thì :  y £ 2x + 2; y chẵn, nguyên dương  ; x ³ 1, nguyên.
- Nếu không biện luận được hay biện luận khó khăn có thể dùng bảng trị số để tìm kết quả.
- Điều kiện biện luận chủ yếu của loại toán này  là : hóa trị các nguyên tố. Phương pháp
biện luận trình bày ở trên chỉ có thể áp dụng để xác định CTPT của một chất hoặc nếu nằm
trong 1 hỗn hợp thì phải biết CTPT của chất kia.
2.	Biện luận theo phương pháp ghép ẩn số để xác định CTPT của một
hydrocacbon :
a) Các bước cơ bản :
Bước 1 : Đặt số mol các chất trong hỗn hợp là ẩn số.
Bứơc 2 : Ứng với mỗi dữ kiện của bài toán ta lập một phương trình toán học.
Bước 3 : Sau đó ghép các ẩn số lại rút ra hệ phương trình toán học. Chẳng hạn : a + b = P
(với a, b là số mol 2 chất thành phần)
an + bm = Q (với n, m là số C của 2 hydrocacbon thành phần)
Bước 4 : Để có thể xác định m, n rồi suy ra CTPT các chất hữu cơ thành phần, có thể áp
dụng tính chất bất đẳng thức :
Giả sử  : n < m thì n(x + y) < nx + my < m(x + y)
Þ  n<
nx+my
x+y

<m
O2 ¾¾ nCO2	2O
®
ptpư :	Cn H2n+2 +
+ (n+1)H
Hoặc từ mối liên hệ n,m lập bảng trị số biện luận
- Nếu A, B thuộc hai dãy đồng đẳng khác nhau ta phải tìm x, y rồi thế vào phương trình nx
+ my = Q để xác định m, n Þ CTPT.
3.	Một số phương pháp biện luận xác định dãy đồng đẳng và CTPT
hydrocacbon :
v	Cách 1 :  Dựa vào phản ứng cháy của hydrocacbon, so sánh số mol CO2 và số
mol H2O. Nếu đốt 1 hydrocacbon (A) mà tìm được :
* nH2O > nCO2  à (A) thuộc dãy đồng đẳng ankan
3n+1
2
* nH2O = nCO2  Þ (A) thuộc dãy đồng đẳng anken hay olefin
hoặc (A) là xicloankan
ptpư : Cn H2n +
3n
2
®
O2 ¾¾ nCO2 + nH2O

62
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
* nH2O < nCO2 Þ (A) thuộc dãy đồng đẳng ankadien, ankin hoặc benzen
ptpư : Cn H2n-2 +
3n-1
2
®
O2 ¾¾ nCO2 -  + (n-1)H2O
( đồng đẳng ankin hoặc ankadien)
CnH2n-6 +	O2 ¾¾ nCO2	2O  ( đồng đẳng benzen)
®	-  + (n-3)H
3n-3
2
v	Cách 2 : Dựa vào CTTQ của hydrocacbon A :
* Bước 1 : Đặt CTTQ của hydrocacbon là :
CnH2n+2-2k (ở đây k là số liên kết p hoặc dạng mạch vòng hoặc cả 2 trong CTCT A)
Điều kiện k ³ 0, nguyên. Nếu xác định được k thì xác định được dãy đồng đẳng của A.
- k = 0 Þ A thuộc dãy đồng đẳng ankan
- k = 1 Þ A thuộc dãy đồng đẳng anken
- k = 2 Þ A thuộc dãy đồng đẳng ankin hay ankadien
- k = 4 Þ A thuộc dãy đồng đẳng benzen.
Để chứng minh hai ankan A, B thuộc cùng dãy đồng đẳng, ta đặt A : CnH2n+2-2k ; B :
CmH2m+2-2k’. Nếu tìm được k = k’ thì A,B cùng dãy đồng đẳng.
* Bước 2 : Sau khi biết được A,B thuộc cùng dãy đồng đẳng, ta đặt CTTQ của A là CxHy.
Vì  B là đồng đẳng của A, B hơn A n nhóm –CH2- thì CTTQ của B :CxHy (CH2)n hay
Cx+nHy+2n.
* Bước 3 : Dựa vào phương trình phản ứng cháy của A, B, dựa vào lượng CO2, H2O, O2
hoặc số mol hỗn hợp thiết lập hệ phương trình toán học, rồi giải suy ra x, y, n à Xác định
được CTPT A, B.
v	Cách 3 : dựa vào khái niệm dãy đồng đẳng rút ra nhận xét :
-	Các chất đồng đẳng kế tiếp nhau có khối lượng phân tử lập thành một cấp số cộng
công sai d = 14.
:
-    Có một dãy n số hạng M1, M2, ,Mn lập thành một cấp số cộng công sai d thì ta có
M1 + M  n
+ Số hạng cuối Mn = M1 + (n-1)d
+ Tổng số hạng S =	.n
2
+ Tìm M1, , Mn suy ra các chất
Trong một bài toán thường phải kết hợp nhiều phương pháp.
Ví dụ :
Đốt cháy một hỗn hợp gồm 2 hydrocacbon A, B (có M hơn kém nhau 28g) thì thu
được 0,3mol CO2 và 0,5 mol H2O. Tìm CTPT & tên A, B
GIẢI :
Hydrocacbon A, B có M hơn kém nhau 28g Þ A, B thuộc cùng dãy đồng đẳng.
Cách 1 :
A, B   +   O2 ® CO2 +   H2O
63

Tài liệu đính kèm:

  • docxBÀI TẬP HIDROCACBON (5).docx