Đề tài Kinh nghiệm rèn luyện kỹ năng lập công thức hợp chất hữu cơ cho học sinh lớp 9 trung học cơ sở

PHÒNG GIÁO DỤC THĂNG BÌNH CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG THCS LÊ QUÝ ĐÔN Độc lập - Tự do - Hạnh phúc –&— ---šœµ›--- Tên đề tài: KINH NGHIỆM RÈN LUYỆN KỸ NĂNG LẬP CÔNG THỨC HỢP CHẤT HỮU CƠ CHO HỌC SINH LỚP 9 THCS ---¶--- Nhóm tác giả: * TRƯƠNG QUANG HIỀN : Hiệu trưởng * VÕ HƯNG TIẾN : Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THCS Lê Quý Đôn huyện Thăng Bình Ký hiệu đề tài: H ² Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: HS lớp 9 trường THCS Lê Quý Đôn ( 9.1, 9.3, 9.5, 9.6, 9.10 ) ² Thời gian nghiên cứu và thực hiện : Năm học 2004-2005 & 2005-2006 ² Tài liệu nghiên cứu áp dụng 1* Phân loại và phương pháp giải toán hoá học hữu cơ. Tác giả: Quan Hán Thành 2* Phương pháp giải toán hoá học hữu cơ. Tác giả: Nguyễn Thanh Khuyến. 3* Hướng dẫn giải nhanh bài tập hoá học hữu cơ: Tác giả: Cao Cựu Giác 4* Giải bài tập hoá 9 : Tác giả: Lê Thanh Xuân 5* Tuyển tập 108 bài tập nâng cao hoá học lớp 9. Tác giả: Hoàng Vũ 6* Sách giáo khoa lớp 9 chương trình thay sách Tác giả: Lê Xuân Trọng 7* Sách bài tập hoá học lớp 9 chương trình thay sách Tác giả: Lê Xuân Trọng Kết hợp với kinh nghiệm giảng dạy của bản thân hai chúng tôi . ² Phối hợp nghiên cứu và áp dụng : Tổ Hoá-Sinh của trường & giáo viên chủ nhiệm các lớp thử nghiệm. ² Phân công công việc và hoạch định thời gian thực hiện : Người thực hiện Nội dung công việc Thời gian 1. Trương Quang Hiền - Nghiên cứu và biên soạn nội dung trên cơ sở tài liệu 1, 2, 6, 7. - Tổng hợp nội dung nghiên cứu của 02 người - Báo cáo đề tài trước tổ chuyên môn(tổ Hoá sinh) - Tham gia khảo sát chất lượng 02 đối tượng: àLần1 khảo sát chất lượng ban đầu HS lớp 9 toàn trường . àLần 2 khảo sát chất lượng HS lớp 9 sau khi áp dụng đề tài . - Áp dụng thực nghiệm các lớp: 9/1, 9/3 . - Tổng hợp kết quả áp dụng, tổng kết kinh nghiệm Tháng04/05à06/05 Tháng07/05à08/05 Tháng 09/2005 Tháng 04 /2005 Tháng 04 /2006 Năm học 05-06 Tháng09/06à10/06 2. Võ Hưng Tiến - Nghiên cứu và biên soạn nội dung trên cơ sở tài liệu: 3, 4, 5, 6, 7. - Tham gia tổng hợp nội dung nghiên cứu của 02 người - Tham gia báo cáo đề tài trước tổ chuyên môn(tổ Hoá sinh) - Chịu trách nhiệm khảo sát chất lượng 02 đối tượng HS: àLần1 khảo sát chất lượng ban đầu HS lớp 9 toàn trường àLần 2 khảo sát chất lượng HS lớp 9 sau khi áp dụng đề tài - Áp dụng thực nghiệm các lớp 9/5, 9/6, 9/10 . -Tổng hợp kết quả áp dụng, tổng kết kinh nghiệm. Tháng04/05à06/05 Tháng07/05à08/05 Tháng 09/2005 Tháng 04/2005 Tháng 04/2006 Năm học 05-06 Tháng09/06à10/06 A. TÓM TẮT ĐỀ TÀI I. Lý do chọn đề tài. II. Cơ sở thực nghiệm - Thực trạng ban đầu. III. Phương pháp thực hiện. IV. Nội dung đề tài. Những kiến thức cơ bản về lý thuyết cần trang bị cho HS. Phân dạng bài tập và thiết lập phương pháp giải. V. Kết quả thực hiện. VI. Bài học kinh nghiệm. B. NỘI DUNG CỤ THỂ I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI : * Là một GV dạy môn hoá học chắc hẳn ai cũng hiểu bộ môn hoá là bộ môn mới và khó đối với HS bậc THCS. Số tiết phân bố trong chương trình còn ít song yêu cầu lượng kiến thức lại quá nhiều và rộng, lượng bài tập phong phú đa dạng song SGK và sách bài tập lại chưa phân dạng từng loại bài tập cũng như chưa nêu lên cách thiết lập phương pháp giải cụ thể cho từng dạng toán. Đó chính là cái khó cho người học và cũng là nội dung mà mỗi GV dạy hoá phải trăn trở tìm tòi, biên soạn nội dung giảng dạy làm thế nào để HS rèn luyện kỹ năng giải tốt các dạng bài tập theo yêu cầu của chương trình . * Trong những năm học trứơc nhóm hoá trường chúng tôi tiến hành biên soạn các dạng bài tập hoá vô cơ đã áp dụng vào giảng dạy tại trường bước đầu đã đem lại kết quả khả quan, một số đề tài đã được hội đồng khoa học Sở GD&ĐT công nhận và xếp loại C, B cấp tỉnh, trong các dạng bài tập của hoá vô cơ và hoá học hữu cơ bậc THCS có điểm chung gần giống nhau chỉ khác nhau ở dạng toán lập công thức phân tử các HCHC đây là dạng toán mới và khó đối với HS lớp 9 hơn nữa sách bài tập lại không thiết lập cách giải cho từng dạng cụ thể do vậy trong quá trình khảo sát cuối năm chúng tôi nhận thấy hầu hết HS lớp 9 còn yếu về các dạng toán này, do vậy qua khảo sát cuối năm gần 80% HS không làm được bài tập dạng xác định công thức hợp chất hữu cơ, đó cũng chính là lý do mà chúng tôi chọn nội dung đề tài mới : " RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI BÀI TẬP DẠNG LẬP CÔNG THỨC HỢP CHẤT HỮU CƠ ” và đã áp dụng thành công vào giảng dạy, được hội đồng khoa học nhà trường kiểm tra và công nhận.vào cuối năm 2005-2006 . II. CƠ SỞ THỰC NGHIỆM : 1. Khảo sát chất lượng lần 1 vào cuối tháng 4/2005 * Nội dung : thực hiện các bài tập lập công thức các hợp chất hưũ cơ. * Thời gian : 45 phút kết quả như sau: SLHS THAM GIA GIỎI KHÁ T.BÌNH TRÊN TB YẾU KÉM SL 362 18 29 91 138 152 72 % 4, 97% 8, 01% 25, 13% 38, 12% 41, 98% 19, 88% - Từ những nguyên nhân trên năm hoc 2004-2005 chúng tôi bắt tay vào việc tiến hành nghiên cứu phân loại dạng bài tập lập công thức phân tử HCHC, bằng kinh nghiệm và kiến thức của bản thân kết hờp với kiến thức từ các sách tham khảo chúng tôi tiến hành biên soạn nội dung, nhằm tìm ra biện pháp thích hợp và chọn nội dung phù hợp trong việc giảng dạy nội dung biên soạn chúng tôi tiến hành khảo sát thăm dò nguyện vọng của HS kết quả như sau: à HS biết làm toán lập công thức HCHC: 16% à HS không biết làm toán lập công thức HCHC: 84% Trong đó: * 16% thích học môn hoá, dễ hiểu * 12% không thích học vì quá khó * 17% Không hiểu bài * 35% HS không biết thiết lập cách giải * 20% HS cho là môn Hoá quá khó, mau quên. - Qua kết quả trên cho thấy HS không làm bài được chủ yếu do không hiểu bài, không phân được các loại bài tập trong dạng cũng như không biết thiết lập cách giải cụ thể cho từng loại bài tập, GV hướng dẫn giải bài tập theo sách GV không đưa ra cách giải cụ thể cho từng dạng bài tập. Đó cũng chính là nguyên nhân chúng tôi tiến hành biên soạn và thực hiện đề tài . III. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN : - Kết thúc năm học 2004-2005 qua kết quả chất lượng cuối năm và qua kết quả khảo sát như trên, không mấy ai trong tổ cũng như trong nhóm hoá thoả mãn với kết quả đã đạt của bộ môn hoá học, toàn tổ đi sâu vào bàn tìm biện pháp giải quyết. Riêng 02 cá nhân chúng tôi tham khảo ý kiến đồng nghiệp và bắt tay vào nghiên cứu, tìm biện pháp thực hiện. 1. Hoạch định về thời gian thực hiện: Tháng 04/ 05à06/ 05-Nghiên cứu và biên soạn nội dung trên cơ sở tài liệu 1, 2, 6,7 Tháng 07/ 05à08/ 05-Tổng hợp nội dung nghiên cứu của 02 người Tháng 09/ 2005 - Báo cáo đề tài trước tổ chuyên môn (tổ Hoá sinh) * Tiến hành khảo sát chất lượng 02 đối tượng: Tháng 04 / 2005 àLần1 khảo sát chất lượng ban đầu HS lớp 9 toàn trường Tháng 04 / 2006 àLần 2 khảo sát chất lượng HS lớp 9 sau khi áp dụng đề tài Năm học 05-06 - Áp dụng thực nghiệm các lớp : 9/1, 9/3, 9/5, 9/6, 9/10 . Tháng 09/ 06à10/ 06 - Tổng hợp kết quả áp dụng, tổng kết kinh nghiệm 2. Phối hợp với GVCN các lớp thực nghiệm để có thời gian thực hiện công việc khảo sát chất lượng và bố trí thời gian phụ đạo đồng thời thông qua GVCN yêu cầu cha me ïhọc sinh mua sắm sách vỡ theo yêu cầu . 3. Phối hợp với bộ phận chuyên môn nhà trường nhằm tranh thủ sự hổ trợ của các phó hiệu trưởng trong việc thực hiện đề tài . 4. Bố trí thời gian thực hiện nội dung đề tài : a. Sử dụng tốt thời gian dặn dò, bài tập của tiết dạy để hướng dẫn thiết lập cách giải từng dạng. b. Biên soạn vào nội dung chuyên đề môn tự chọn để giảng dạy các nội dung của đề tài . c. Thông qua hệ lớp phụ đạo, luyện thi cho HS khối 9 do CMHS tổ chức để tải nội dung đề tài đến HS . 5. Phân đối tượng thực hiện : chúng tôi chia khối 9 làm 02 nhóm. à Nhóm1: gồm các lớp: 9/1, 9/3, 9/5, 9/6, 9/10 = 211 HS là những lớp áp dụng đề tài . à Nhóm2: gồm các lớp: 9/2, 9/4, 9/7, 9/8, 9/9, 9/11 = 240 HS là những lớp không áp dụng đề tài . IV. NỘI DUNG ĐỀ TÀI * Dạng toán xác định công.thức phân tử hợp chất hữu cơ (HCHC) là dạng bài tập rất phong phú của bộ môn hoá học, đối với chương trình hoá học Hữu cơ lớp 9 dạng bài tập này trong SGK hầu hết tập trung vào phản ứng cháy. Do đó, đề tài này chúng tôi chỉ giới hạn ở phạm vi : " Rèn luyện kĩ năng giải bài tập dạng lập công thức hợp chất hữu cơ dựa vào kết quả phản ứng đốt cháy " Vì vậy, để HS có cơ sở luyện giải dạng bài tập cơ bản này đạt kết quả tốt, trước hết chúng tôi trang bị cho HS nắm vững các kiến thưc cơ bản về lý thuyết và phuơng pháp giải sau: IV.1. Những kiến thức cơ bản về lý thuyết cần trang bị cho học sinh : 1. Công thức tổng quát của các loại HCHC nhằm giúp HS xác định được số nguyên tử của từng nguyên tố trong hợp chất khi gặp dạng cụ thể và để xác định công thức hợp chất khi biết dạng tổng quát cũng như xác định tên hợp chất đã tìm được. Bảng phân loại các hợp chất hữu cơ : ( Chương trình hoá học lớp 9 ) Hợp chất hữu cơ (HCHC) Hydrocacbon ( Phân tử chỉ có2 nguyên tố C và H ) CTTQ: CXHY Hydrocácbon no (Họ ANKAN: CnH2n + 2 với n) Hydrocacbon không no (Họ ANKEN: CnH2n với n) Hydrocacbon không no(Họ ANKIN:CnH2n - 2 với n) Hydrocacbon thơm ( Họ AREN: CnH2n - 6 với n ) Dẫn xuất hydrocacbon ( Ngoài C và H còn có nguyên tố khác như: O, N...) CTTQ: CXHYOZ.. Rượu đơn chức no: CnH2n+1 OH (với n) Axit đơn chức no: Cn H2n+1 COOH (với n) Chất béo: (R-COO)3C3H5 (với R là gốc hydrocacbon ) Glucôzơ: C6H12O6 Saccarozơ: C12H22O11 Tinh bột và xenlulozơ: ( -C6H10O5-)n với : n = 1200 6000 : Tinh bột n = 10000 14000 : Xenlulôzơ 2. Phương trình tổng quát các phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ (HCHC) gồm hiđrôcacbon và dẫn xuất hiđrôcacbon (hợp chất hữu cơ có chứa ôxy và nitơ ) trong phạm vi chương trình hoá học lớp 9 như sau : a) Hiđrôcacbon : * Họ Ankan: CnH2n +2 + ()O2 n CO2 + (n + 1) H2O * Họ Anken: CnH2n + O2 n CO2 + n H2O * Họ Ankin: CnH2n -2 + ()O2 n CO2 + (n - 1) H2O * Họ Aren: CnH2n -6 + ()O2 n CO2 + (n - 3) H2O + Phương trình phản ứng cháy tổng quát của các loại hiđrôcacbon (A) CxHy + () O2 xCO2 + H2O - Dựa vào số mol CO2 và số mol H2O trong sản phẩm cháy suy ra loại hiđrôcacbon (A) đem đốt : Nếu nCO2 nH2O hay x A là Ankan Nếu nCO2 = nH2O hay x = A là Anken Nếu nCO2 nH2O hay x A là Ankin hoặc Aren b) Dẫn xuất hiđrôcacbon : * Rượu đơn chức no : CnH2n + 1OH + O2 n CO2 + (n +1) H2O * Axit đơn chức no : CnH2n + 1COOH + ()O2 (n + 1) CO2 + (n +1) H2O + Phương trình phản ứng cháy tổng quát của các loại dẫn xuất hiđrôcacbon (A) : - Hợp chất hữu cơ có chứa ôxy : CxHyOz + () O2 x CO2 + H2O - Dựa vào số mol CO2 và số mol H2O trong sản phẩm cháy suy ra loại dẫn xuất hiđrôcacbon (A) đem đốt : Nếu nCO2 nH2O hay x A có thể là Ankanol (Rượu) Nếu nCO2 = nH2O hay x = A là Ankanoic (Axit ) đơn chức no - Hợp chất hữu cơ có chứa ôxi và nitơ : CxHyOzNt + (-)O2 x CO2 + H2O + N2 IV.2 Phân loại và phương pháp giải dạng toán xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ dựa vào kết quả phản ứng đốt cháy : 1. Bài toán dạng cơ bản: ( áp dụng cho mọi đối tượng học sinh ) a) Sơ đồ phân tích đề bài toán: đốt cháy hoàn toàn m (g) + O2 mCO2 (g) ( hay nCO2(mol) , VCO2(lít) ở đktc ) HCHC mCO2(g) hay nH2O(mol) (A) VN2(lít) ở đktc ( hay nN2(mol) ) * Yêu cầu : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ (A) b) Phương pháp giải : Bước1: Xác định thành phần nguyên tố trong hợp chất hữu cơ (A) đem đốt (hay phân tích ) mC ( trong A ) = mC (trong CO2) = = 12. = 12. mH ( trong A ) = mH (trong H2O) =. = mN ( trong A ) = = * Tính tổng khối lượng : ( mC + mH + mN ) rồi so sánh - Nếu ( mC + mH + mN ) = mA ( đem đốt ) => A không chứa ôxy - Nếu (mC + mH + mN ) mA (đem đốt) => A có chứa ôxy => mO ( trong A ) = mA - ( mC +mH + mN ) * Cách xác định thành phần % các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ (A) %C = ; %H = ; %N = %O = = 100% - ( %C + %H + %N ) Bước 2 : Xác định khối lượng mol phân tử hợp chất hữu cơ (MA) * Dựa vào khối lượng riêng của chất hữu cơ (A) ở đktc (DA) MA = 22,4. DA MA = 29. dA/KK MA = MB . dA/B * Dựa vào tỷ khối hơi của chất hữu cơ (A) đối với khí B (dA/B ) hay không khí (dA/KK) * Dựa vào khối lượng (mA (g) ) của một thể tích (VA (lít) ) khí A ở đktc mA (g) khí A chiếm thể tích VA (lít) ở đktc MA (g)................................. 22,4 (lít)......... Bước 3 : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ (A) Cách 1 : Dựa trên công thức tổng quát hợp chất hữu cơ (A) : CxHyOzNt hay - Tính trực tiếp x , y , z , t từ tỷ lệ trên => công thức phân tử hợp chất (A) Cách 2 : Tính trực tiếp từ phương trình phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ (A) * Trường hợp 1 : Đề cho biết khối lượng của các chất trong phản ứng cháy: CxHyOzNt + (-)O2 x CO2 + H2O + N2 MA (g) 44x (g) 9y (g) 14t (g) mA (g) mCO2 mH2O mN2 => Tỉ lệ : => x , y , t Từ MA = 12x + y + 16z + 14t => z = => Xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ A * Trường hợp 2 : Đề cho biết thể tích và hơi của các chất trong phản ứng cháy (ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất ) . - Trường hợp này ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, tỷ lệ thể tích của chất khí và hơi cũng chính là tỷ lệ số mol . Do đó khi giải nên áp dụng các thể tích trên trực tiếp vào phương trình phản ứng cháy tổng quát . c) Bài tập minh hoạ : Bài 1 : Đốt chất hoàn toàn 3 gam hợp chất hữu cơ (A) chứa các nguyên tố : C, H, O, kết quả thu được 6,6 gam CO2 và 3,6 gam H2O . Biết tỷ khối hơi của hợp chất này đối với khí H2 là 30 . Xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ (A) ? Giải Theo đề dạng công thức phân tử hợp chất hữu cơ (A) : CxHyOz Cách 1 : - Khối lượng các nguyên tố có trong (A) mC = ; mH = => mO = mA - ( mC + mH ) = 3 - ( 1,8 + 0,4 ) = 0,8 (g) - Khối lượng mol của (A) : => x = 3 , y = 8 , z = 1 Vậy công thức phân tử của (A) là : C3H8O Cách 2 : - Phương trình phản ứng cháy tổng quát của (A) CxHyOz + ( - )O2 x CO2 + H2O Theo pt pứng : MA (60g) 44x 9y Theo đề : mA (3g) mCO2 (6,6g) mH2O(3,6g) Ta có tỉ lệ : => x = 3 , y = 8 mà MA = 12x + y + 16z => z = z = Vậy công thức phân tử của (A) là: C3H8O Bài 2 : Xác định công thức phân tử của Hydrôcacbon (A) . Khi phân tích hợp chất này có thành phần % khối lượng các nguyên tố như sau : 75%C và 25%H . Biết rằng 3,2 gam chất (A) ở đktc có thể tích là 4,48 lít . Giải - Dạng công thức phân tử của Hydrôcacbon (A) : CxHy - Khối lượng mol của(A) : MA = - Ta có tỷ lệ : => x = 1 , y = 4 Vậy công thức của Hydrôcacbon (A) là: CH4 Bài 3 : Đốt cháy hoàn toàn 100ml hơi chất hữu cơ (A) chứa 3 nguyên tố: C, H, O, cần 250 ml khí O2 , thu được 200ml CO2 và 200ml H2O (các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất ) . Xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ (A) . Giải - Phương trình phản ứng cháy tổng quát của (A) : CxHyOz + (-)O2 x CO2 + H2O Theo ptpứng : 1(ml) -(ml) x(ml) (ml) Theo đề : 100(ml) 250(ml) 200(ml) 200(ml) Ta có : Vậy công thức phân tử của hợp chất hữu cơ (A) là : C2H4O Bài 4 : Đốt cháy hoàn toàn 7,4(g) hợp chất axit đơn chức no, thu được 6,72lít CO2 (ở đktc). Xác định công thức phân tử của axit đó ? Giải - Số mol CO2 : - Số mol CnH2n+1COOH : - Phương trình phản ứng đốt cháy axit đơn chức no: CnH2n+1COOH + O2 (n +1)CO2 + (n +1)H2O 1 (n +1) 0,3 - Theo phương trình phản ứng, ta có tỉ lệ: ( Giải ra ta được kết quả: n = 2 ) - Vậy công thức của axit là: C2H5 - COOH IV.3 Các bài toán dạng phân hoá thường gặp (biến dạng) : áp dụng cho đối tượng học sinh khá, giỏi 1. Biến dạng 1: a) Đặc điểm bài toán : Đề không cho dữ kiện tính MA, yêu cầu xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ (A) b) Phương pháp giải : Bước1 : Đặt công thức (A) dạng tổng quát : CxHyOzNt Sau đó dựa vào dữ kiện bài toán thiết lập tỷ lệ : x : y : z : t = => công thức đơn giản nhất ( CTĐGN ) và công thức thực nghiệm ( CTTN ) của chất (A) . Bước 2 : Biện luận từ công thức thực nghiệm ( CTTN ) để suy ra công thức phân tử đúng của (A) Bảng biện luận một số trường hợp thường gặp CTTQ Điều kiện Ví dụ minh hoạ CxHy CxHyOz y 2x + 2 x , y 0, nguyên y luôn chẳn CTTN (A) : (CH3O)n => CnH3nOn 3n2n + 2 => 1n, n nguyên => n = 1 , CTPT (A) : CH3O (loại , y lẻ) n = 2 , CTPT(A) : C2H6O2 (nhận) CxHyNt CxHyOzNt y 2x + 2+ t x , y , t 0 , nguyên y lẻ nếu t lẻ y chẳn nếu t chẳn CTTN(A) : (CH4N)n => CnH4nNn 4n , nguyên => n = 1 => CH4N (loại) n = 2 => C2H8N2 (nhận) c) Bài tập minh hoạ: - Đốt cháy hoàn toàn 2,64 gam một Hydrôcacbon (A) thu được 4,032 lít khí CO2 ở đktc . Xác định công thức phân tử của (A) ? Giải - Khối lượng các nguyên tố có trong (A): mC = vì (A) là Hydrôcacbon => mH = mA - mC = 2,64 - 2,16 = 0,48(g) - Dạng công thức của(A) : CxHy - Ta có tỷ lệ : x : y = => x : y = 3 : 8 CTĐGN của (A) là: C3H8 => CTTN của (A): (C3H8)n hay C3nH8n Điều kiện : 8n vì n nguyên , > 0, buộc n = 1 . - Vậy công thức phân tử của (A) là: C3H8 2. Biến dạng 2: a) Đặc điểm bài toán : - Đề không cho biết lượng chất hữu cơ (A) đem đốt mà lại cho lượng ôxy cần để đốt cháy hoàn toàn (A) . b) Phương pháp giải : - Trước hết áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho sơ đồ phản ứng cháy của(A) (A) + O2 CO2 + H2O => lượng chất (A) đem đốt : mA = ( mCO2 + mH2O ) - mO2 - Sau đó đưa bài toán về dạng toán cơ bản để giải . * Lưu ý: - Nếu biết (A) là Hydrôcacbon, dựa vào phương trình phản ứng cháy tổng quát của (A) : CxHy + () O2 x CO2 + H2O - Ta luôn có phương trình toán học : nO2 (phản ứng cháy) = nCO2 + nH2O - Các khí và hơi đo ở cùng điều kiện, ta cũng có : VO2 (phản ứng cháy) = VCO2 + VH2O (hơi) c) Bài tập minh họa: - Đốt cháy hoàn toàn chất hữu cơ (A) cần vừa đủ 6,72 lít khí O2 ở đktc thu được 13,2 (g) CO2 và 5,4(g) H2O . Xác định công thức phân tử của (A) ? Biết tỷ khối hơi của (A) đối với Heli là 7,5 . Giải - Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho sơ đồ phản ứng của (A) : (A) + O2 CO2 + H2O - Ta có: mA = ( mCO2 + mH2O ) - mO2 (phản ứng) = ( 13,2 + 5,4 ) - ( ) = 9 (g) ( Vận dụng phương pháp giải dạng cơ bản ) - Khối lượng mol của chất (A) MA = MHe. dA/He = 4. 7,5 = 30(g) - Khối lượng các nguyên tố có trong (A): mC = ; mH = - Tổng: mC + mH = 3,6 + 0,6 = 4,2(g) < mA đem đốt 9(g) => chất (A) có chứa ôxi : mO = 9 - 4,2 = 4,8(g) - Dạng công thức của (A) là CxHyOz - Ta có tỉ lệ : => x = 1 ; y = 2 ; z = 1 - Vậy công thức phân tử của (A) là CH2O 3. Biến dạng 3: a) Đặc điểm bài toán : Thường gặp 2 kiểu đề bài sau : * Kiểu đề1: Bình(2) d2 kiềm dư Bình(1)H2SO4(đ) + O2 t0 HCHC CO2 mB1 (tăng lên) (A) H2O mB2 (tăng lên) + Yêu cầu : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ (A) - Cách giải : Tư ø mB1 (tăng lên) = mH2O ; mB2 (tăng lên) = mCO2 . Sau đó đưa bài toán về dạng cơ bản để giải . * Kiểu đề2: Bình d2 Ca(OH)2 hay Ba(OH)2 hấp thụ toàn bộ CO2 và H2O + O2 t0 HCHC CO2 mBình (tăng lên) (A) H2O m muối trung hoà m muối axit + Yêu cầu : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ (A) . - Cách giải : Viết phương trình phản ứng CO2 tác dụng với dung dịch kiềm . - Từ lượng muối trung hoà và muối axit thu được ( dữ kiện đề bài ) dự vào phương trình phản ứng tính lượng CO2 . - Vì độ tăng khối lượng bình chứa : mB2 (tăng lên) = mCO2 + mH2O => mH2O = mB2 (tăng lên) - mCO2 - Tính được mCO2 và mH2O sinh ra do chất hữu cơ (A) cháy ; đưa bài toán về dạng cơ bản để giải . c) Bài tập minh hoạ: Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 10,4(g) chất hữu cơ (A) rồi cho sản phẩm lần lượt qua bình (1) chứa H2SO4 đậm đặc và bình (2) chứa nước vôi trong có dư ; thấy khối lượng bình (1) tăng 3,6 (g) ; ở bình (2) thu được 30 (g) kết tủa . Biết tỉ khối hơi của chất (A) đối với khí O2 là 3,25 . Xác định công thức phân tử của (A) ? Giải - Theo đề , chất hữu cơ (A) đốt cháy chắc chắn cho sản phẩn CO2 và H2O ; H2O bị H2SO4 đậm đặc giữ lại ; CO2 phản ứng với Ca(OH)2 Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O Vậy mH2O = mB1 (tăng lên) = 3,6(g) ; nCO2 = nCaCO3 = ( Vận dụng phương pháp giải dạng cơ bản ) - Khối lượng các nguyên tố có trong (A): mH = ; mC = - Tổng: mC + mH = 3,6 + 0,4 = 4(g) < mA ( đem đốt ) => Chất hữu cơ (A) có chứa ôxi : mO = 10,4 - 4 = 6,4(g) - Khối lượng mol của chất (A): MA = dA/O2 .MO2 = 3,25 .32 = 104(g) - Dạng công thức phân tử của (A) là: CxHyOz - Ta có tỉ lệ : Giải ra ta được kết quả : x = 3 ; y = 4 ; z = 4 Vậy công thức phân tử của (A) là : C3H4O4 Bài 2 : Đốt cháy hoàn toàn 1,08(g) chất hữu cơ (A) rồi cho toàn bộ sản phẩm vào dung dịch Ba(OH)2 ; thấy bình nặng thêm 4,6(g) ; đồng thời tạo thành 6,475(g) muối axit và 5,91(g) muối trung hoà . Tỉ khối hơi của (A) đối với Heli là 13,5 . Xác định công thức phân tử của (A) ? Giải - Chất hữu cơ (A) cháy cho ra CO2 và H2O , CO2 phản ứng với dung dịch Ba(OH)2 tạo ra 2 muối theo phương trình phản ứng sau : CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (1) 2CO2 + Ba(OH)2 Ba(HCO3)2 (2) Từ (1) ; (2) và đề bài cho : tổng nCO2 = nBaCO3 + 2nBa(HCO3)2 = Vì độ tăng khối lượng bình chứa bằng tổng khối lượng CO2 và H2O nên : mH2O = 4,6 - mCO2 = 4,6 - 0,08 . 44 = 4,6 - 3,52 = 1,08(g) ( Vận dụng phương pháp giải dạng cơ bản ) - Khối lượng các nguyên tố có trong chất hữu cơ (A) : mC = 12 . nCO2 = 12 . 0,08 = 0,96(g) ; mH = 2 - Tổng : mC + mH = 0,96 + 0,12 = 1,08(g) đúng bằng lượng chất (A) đem đốt chất (A) không chưa ôxy - MA = MHe. dA/He = 4 . 13,5 = 54(g) - Dạng công thức chất (A) : CxHy ; ta có tỉ lệ : giải ra : x = 4 ; y = 6 Vậy công thức phân tử của (A) là : C4H6 4. Biến dạng 4 : a) Đặc điểm bài toán : - Đề không cho biết lượng sản phẩm cháy CO2 và H2O cụ thể ; riêng biệt khi đốt cháy chất (A) mà lại cho lượng hỗn hợp các sản phẩm này và tỉ lệ về lượng hay thể tích giữa chúng . * Yêu cầu : Xác định công thưc phân tử của (A) . b) Phương pháp giải : - Thông thường đặt số mol CO2 và H2O làm ẩn số ; rồi lập phương trình toán học để tính lượng CO2 và lượng H2O cụ thể . Sau đó đưa bài toán về dạng cơ bản để giải - Để chuyển từ tỉ lệ số mol CO2 và H2O (hay tỉ lệ thể tích đo ở cùng điều kiện) về tỉ lệ khối lượng như sau : c) Bài tập minh hoạ : - Đốt cháy hoàn toàn 18(g) chất hữu c