Một số phương pháp có thể giải nhanh bài toán hóa học

CáC PHƯƠNG PHáP GiúP giải nhanh bài toán hóa họC “ Phương pháp là thầy của các thầy ” ( Talley Rand ) Các em thân mến !!! Với hình thức thi trắc nghiệm như hiện nay,trong khoảng thời gian tương đối ngắn( trung bình 1,5ph/câu ) các em phải giải quyết một số lượng câu hỏi và bài tập tương đối lớn, trong đó bài tập toán hóa chiếm một tỉ lệ không nhỏ. Số liệu thống kê từ kỳ thi tuyển sinh ĐH,CĐ vừa qua cho thấy bài tập toán hóa chiếm khoảng 50% tổng số câu trắc nghiệm của đề thi. Do đó việc tìm ra các phương pháp giúp giải nhanh bài toán hóa học có một ý nghĩa hết sức quan trọng. Trên cơ sở đó cuốn sách “ Các phương pháp giúp giải nhanh bài toán trắc nghiệm hóa học’’ ra đời nhằm giúp các em có thể ôn tập và tập dợt trước khi bước vào kỳ thi tuyển sinh ĐH, CĐ năm 2008. Trong mỗi bài toán thầy phân tích và giải theo hai phương pháp: phương pháp thông thường và phương pháp giải nhanh để các em thấy được ưu điểm của việc áp dụng các phương pháp giải nhanh để giải bài toán hóa. Đồng thời thầy đã xây dựng 100 bài toán vô cơ và hữu cơ có thể giải nhanh làm câu TNKQ nhiều lựa chọn để các em luyện tập thêm. Cũng trong khuôn khổ cuốn sách này thầy cũng đề xuất một số nguyên tắc và vận dụng tính qui luật trong quá trình áp dụng các phương pháp giải nhanh vào việc giải bài toán hóa học. Thầy xin chúc các em học thật tốt, đạt được những kết quả cao trong những kỳ thi sắp tới để không phụ công mong đợi của gia đình và bạn bè các em.Sau cùng xin các em hãy nhớ rằng: “Trên bước đường thành công không có dấu chân của kẻ lười biếng” và “nhân tài là 99% lao động mồ hôi và nước mắt, chỉ có 1% tư chất bẩm sinh” Mọi thắc mắc của các em xin liên hệ thầy hoặc có thể gặp trực tiếp bằng cách gọi vào số số máy : ( 064.962.988 -ẩ0982.70.40.54 Trường THPT Nguyễn Văn Cừ Biên Soạn: GV Đỗ Xuân Hưng 2.1. Một số phương pháp có thể giải nhanh bài toán hóa học 2.1.1. Dựa vào định luật bảo toàn nguyên tố và bảo toàn khối lượng. * Hệ quả 1: Trong các phản ứng hóa học, tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các sản phẩm tạo thành. PƯHH: A+ B đ C + D Thì mA + mB = mC + mD * Hệ quả 2: Gọi mT là tổng khối lượng các chất trước phản ứng Gọi mS là tổng khối lượng các chất sau phản ứng thì dù cho phản ứng xảy ra vừa đủ hay có chất dư ta vẫn mS = mT. Hệ quả 3: Khi cation kim loại kết hợp với anion phi kim để tạo ra các hợp chất (như oxit, hiđroxit, muối) thì ta luôn có: Khối lượng hợp chất = khối lượng kim loại + khối lượng gốc phi kim . Hệ quả 4: Khi cation kim loại thay đổi, anion để sinh ra hợp chất mới sự chênh lệch khối lượng giữa hai hợp chất bằng sự chênh lệch về khối lượng giữa các cation. Đối với các bài toán hữu cơ cũng sử dụng định luật BTKL trong quá trình giải một số bài toán, ngoài ra còn sử dụng bảo toàn nguyên tố trong bài toán đốt cháy. - Khi đốt cháy 1 hợp chất A thì: đốt cháy) => đốt cháy) Giả sử khi đốt cháy hợp chất hữu cơ A (chứa C, H, O) A + O2 đ CO2 + H2O mA + mA = mC + mH + mO Trên cơ sở nội dung và các hệ quả của các định luật trên, thầy tiến hành xây dựng một số bài toán giải nhanh để làm câu TNKQ nhiều lựa chọn đồng thời phân tích, so sánh việc áp dụng định luật vào giải các bài toán với cách giải thông thường( phương pháp đại số đặt ẩn). Ví dụ 1: Cho 24,4g hỗn hợp Na2CO3, K2CO3 tác dụng vừa đủ với dung dịch BaCl2 . Sau phản ứng thu được 39,4g kết tủa. Lọc tách kết tủa, cô cạn dung dịch thu được m(g) muối clorua. Vậy m có giá trị là: A - 2,66g B - 22,6g C - 26,6g D - 6,26g * Cách giải thông thường: Các em tiến hành viết PTHH, đặt ẩn số tính khối lượng của từng muối sau đó tính tổng khối lương. PTPƯ: Na2CO3 + BaCl2 đ 2NaCl + BaCO3¯ K2CO3 + BaCl2 đ 2KCl + BaCO3¯ Đặt số mol Na2CO3 là x K2CO3 là y Theo đầu bài ta có hệ phương trình: => mNaCl = 0,2 x 58,5 = 11,7(g) => m KCl = 0,2 x 74,5 = 14,9 (g) => m = 11,7 + 14,9 = 26,6 (g) * Cách giải nhanh: áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: = mkết tủa + m => m = 24,4 + 0,2 x 208 - 39,4 = 26,6 (g) => Đáp án (C) đúng. Ví dụ 2: Hòa tan 9,14g hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl thu được 7,84 lít khí X (đktc) và 2,54g chất rắn Y và dung dịch Z. Cô cạn dung dịch Z thu được m(g) muối, m có giá trị là: A - 31,45g B - 33,25(g) C - 3,99(g) D - 35,58(g) * Cách giải thông thường. PTPƯ: Mg + 2HCl đ MgCl2 + H2ư 2Al + 6HCl đ 2AlCl3 + 3H2ư Chất rắn B là Cu Dung dịch C là MgCl2 và AlCl3. Đặt: nMg = x nAl = y Giải hệ phương trình: Theo phương trình: => => m = * Cách giải nhanh: Vậy đáp án (A) là đúng Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn 10g hỗn hợp 2 kim loại trong dung dịch HCl dư thấy tạo ra 2,24l khí H2(đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được gam muối khan. Khối lượng muối khan thu được là: A - 1,71g B - 17,1g C - 3,42g D - 34,2g *Cách giải thông thường: Ký hiệu 2 khối lượng A, B hóa trị n,m. Khối lượng nguyên tử là A,B là M1. M2, số mol là x, y. Phương trình phản ứng: 2A + 2nHCl đ 2ACln + nH2 2B + 2mHCl đ 2BClm + mH2 Theo đầu bài ta có hệ phương trình: M1x + M2y = 10 = => nx + my = 0,2 áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: Thay số vào ta có: m = 10 + (nx + my) 36,5 - 0,1 x 2 = 10 x 0,2 x 36,5 - 0,2 = 17,1 (g) * Cách giải nhanh: Theo phương trình điện li => mmuối = mhKl + = 10 + 0,2 + 35,5 = 17,1 (g) => Đáp án (B) đúng Ví dụ 4: Trộn 5,4g Al với 4,8g Fe2O3 rồi nung nóng để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm. Sau phản ứng ta thu được m(g) hỗn hợp chất rắn. Giá trị của m là (g). A - 2,24(g) B- 4,08(g) C - 10,2(g) D - 0,224(g) E - Kết quả khác. *Cách giải thông thường 2Al + Fe2O3 đ Al2O3 + 2Fe Số mol: 0,2 0,03 Phản ứng: 0,06 0,03 0,03 0,06 Sau phản ứng: 0 0,03 0,06 mhh sau phản ứng = 0,14 x 27 + 0,03 . 102 + 0,06 x 56 = 10,2 (g) * Cách giải nhanh: Theo định luật bảo toàn khối lượng: Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng sản phẩm: mhh sau = mhh trước = 5,4 + 4,8 = 10,2(g) Vậy đáp án (C) đúng Ví dụ 5: Đốt cháy hoàn toàn m(g) hỗn hợp X gồm CH4, C3H6 và C4H10 thu được 4,4g CO2 và 2,52g H2O. m có giá trị là: A - 1,48g B - 2,48 g C-14,8g D - 24,7 E-Không xác định được *Cách giải thông thường: CH4 + 2O2 đ CO2 + 2H2O C3H6 + 4,5O2 đ 3CO2 + 3H2O C4H10 + 6,5O2 đ 4CO2 + 5H2O Đặt Ta có hệ phương trình x + 3y + 47 = 0,1 (1) 2x + 3y + 5z = 0,14 (2) áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: 16x + 42y + 58z = 4,4 + 2,52 - (2x + 4,5y + 6,5z) x 32 => 80x + 186y + 266z = 6,92 (3) Giải hệ phương trình ta được nghiệm là => *Cách giải nhanh: Vậy đáp án (A) đúng Ví dụ 6: Cho 1,24g hỗn hợp 2 rượu đơn chức tác dụng vừa đủ với Na thấy thoát ra 336 ml H2(đktc) và m(g) muối natri. Khối lượng muối Natri thu được là: A - 1,93 g B - 2,93 g C - 1,9g D - 1,47g *Cách giải thông thường Đặt công thức của 2 rượu là R - OH (x mol) R1 - OH (y mol) PTPƯ: R - OH + Na đ R - ONa + H2 x x 0,5x R1 - OH + Na đ R1 - ONa + H2 y y 0,5y Theo đầu bài ta có hệ phương trình: (R + 17) x + (R1+ 17)y = 1,24 (1) 0,5x + 0,5y = 0,015 x + y = 0,03 (2) => Rx + R1y = 1,24 - 17 x 0,03 = 0,73 Khối lượng muối natri: m = (R + 39)x + (R1 + 39)y = Rx + R1y + 39(x+y) = 0,73 + 39 x 0,03 = 1,9 (g) *Cách giải nhanh: Theo định luật bảo toàn khối lượng: m = 1,24 + 0,03. (23 - 1) = 1,9 (g) Vậy đáp án (C) đúng Ví dụ 7: Cho 3,38g hỗn hợp Y gồm CH3OH, CH3COOH, C6H5OH tác dụng vừa đủ với Na thấy thoát ra 672 ml khí( ở đktc) và dung dịch. Cô cạn dung dịch thu được hỗn hợp rắn Y1. Khối lượng Y1 là: A - 3,61g B - 4,7g C - 4,76g D - 4,04g E- Không xác định được vì thiếu dữ kiện * Cách giải thông thường: CH3OH + Na đ CH3ONa + H2 CH3COOH + Na đ CH3COONa + H2 C6H5OH + Na đ C6H5ONa + H2 Ta có * Cách giải nhanh hơn: . Vì 3 chất trong hỗn hợp Y đều có một nguyên tử H linh động ị Theo phương trình, áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: Vậy đáp án( B) đúng Ví dụ 8: Chia hỗn hợp 2 anđehit no đơn chức thành 2 phần bằng nhau: - Đốt cháy hoàn toàn phần 1 thu được 0,54g H2O - Phần 2 cộng H2(Ni, t0 ) thu được hỗn hợp A. Nếu đốt cháy hoàn toàn A thì thể tích khí CO2 thu được(ở đktc) là: A - 0,112 lít B - 0,672 lít C - 1,68 lít D - 2,24 lít * Cách giải thông thường: Đặt công thức tổng quát của 2 anđêhit là CnH2nO (x mol) CmHmO (y mol) PTPƯ: P1: CnH2nO + O2 đ nCO2 + nH2O x nx nx ị nx + my = 0,03 CmH2mO + O2đ mCO2 + mH2O y my my P2: CnH2nO + H2 CnH2n+2 O x x CmH2mO + H2 CmH2m+2O y y CnH2n+2O + O2 đ nCO2 + (n+1) H2O x 2 nx CmH2m+2O + O2 đ mCO2 + (m+1) H2O y my => lít (ở đktc) *Cách giải nhanh: P1: hỗn hợp là anđehit no đơn chức Theo định luật bảo toàn nguyên tử và bảo toàn khối lượng => Đáp án (B )đúng Ví dụ 9: Tách nước hoàn toàn từ hỗn hợp X gồm 2 rượu A và B ta được hỗn hợp Y gồm các olefin. Nếu đốt cháy hoàn toàn X thì thu được 1,76g CO2. Vậy khi đốt cháy hoàn toàn Y thì tổng khối lượng nước và CO2 tạo ra là: A - 2,94g B - 2,48g C - 1,76g D - 2,76g * Cách giải thông thường Khi tách nước từ rượu đ olefin. Vậy 2 rượu A, B phải là rượu no đơn chức. Đặt công thức tổng quát 2 rượu là CnH2n+1OH (x mol) CmH2m+1OH (y mol) PTPƯ: CnH2n+1OH (1) x x CmH2m+1OH CmH2m + H2O (2 y y CnH2n+1OH + O2 đ nCO2 + (n+1) H2O (4) y my Y: CnH2n và CmH2m Y + O2đ CnH2n + O2 đ nCO2 + nH2O (5) x nx CmH2m + O2 đ mCO2 + mH2O (6) y my Theo phương trình (3), (4) ta có: nx + my = Theo phương trình (5), (6). Số mol CO2 = nx + my = 0,04 => (g) Số mol H2O = nx + my = 0,04 => (g) Sm = 2,48(g) Đáp án( B) đúng * Cách giải nhanh: (mol) Mà khi số mol CO2 = = 0,04 mol Vậy đáp án( B )đúng Ví dụ 10: Hỗn hợp X gồm rượu no đơn chức A và 1 axit no đơn chức B. Chia thành 2 phần bằng nhau. - Phần 1: Bị đốt cháy hoàn toàn thấy tạo ra 2,24 lít CO2(đktc) - Phần 2: Được este hóa hoàn toàn và vừa đủ thu được 1 este. Khi đốt cháy este này thì lượng nước sinh ra là: A - 1,8g B - 3,6g C - 19,8g D - 2,2g * Cách giải thông thường: Đặt CTTQ A: CnH2n+1OH (x mol) => CnH2n+2O R-OH B: R' - COOH m = n' + 1 P1: CnH2n+2O + O2 đ nCO2 + (n+1)H2O ( 1) x nx CmH2mO2 + O2 đ mCO2 + mH2O (2) y my P2: R - OH + R' - COOH R' - COOR + H2O (3) x y x (4) x (n’ + n + 1)x Theo phương trình (1), (2) ta có : Số mol CO2 = nx + my = 2,24/22,4 = 0,1 mol Theo phương trình (3), (4) ta có : Số mol H2O = (n’ + n + 1)x = (m+n)x = mx + nx = nx +my = 0,1 mol Vậy đáp án( A )đúng *Cách giải nhanh: P1: Theo định luật bảo toàn nguyên tử và bảo toàn khối lượng Este no, đơn chức Đáp án (A )đúng Nhận xét: Định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn nguyên tố đóng một vai trò quan trọng trong hóa học. Việc áp dụng các định luật này vào quá trình giải bài toán hóa học không những giúp các em nắm được bản chất của các phản ứng hóa học mà còn giải nhanh các bài toán đó. Nếu các em không chú ý tới điểm này sẽ đi vào giải toán bằng cách đặt ẩn, lập hệ phương trình. Với những bài toán nhiều ẩn số mà thiếu dữ liệu nếu các em không có kĩ năng giải toán tốt, dùng một số thuật toán: ghép ẩn số, loại trừ thì sẽ không giải được các bài toán này. Nếu các em áp dụng tốt các nội dung hệ quả của định luật bảo toàn khối lượng, các em sẽ suy luận ngay yêu cầu của bài trên cơ sở PTHH và dữ kiện đầu bài cho, thời gian giải bài toán chỉ bằng 1/4 thời gian giải theo phương pháp đại số, quá trình tính toán ngắn gọn, dễ tính. 2.1.2. Dựa vào phương pháp tăng giảm khối lượng Nguyên tắc: Dựa vào sự tăng giảm khối lượng khi chuyển từ chất này sang chất khác để xác định khối lượng một hỗn hợp hay một chất. Cụ thể: Dựa vào PTHH tìm sự thay đổi về khối lượng của 1 mol (Ađ B) hoặc x mol A đ x mol B. ( Với x, y tỉ lệ cân bằng phản ứng). Tìm sự thay đổi khối lượng (AđB) theo bài ở z mol các chất tham gia phản ứng chuyển thành các sản phẩm. Từ đó tính được số mol các chất tham gia phản ứng và ngược lại. Phương pháp này thường được áp dụng giải bài toán vô cơ và hữu cơ, tránh được việc lập nhiều phương trình trong hệ phương trình từ đó sẽ không phải giải những hệ phương trình phức tạp. Để giải bài toán một cách nhanh chóng đối với bài toán về rượu, axit, este, axit amin ta cũng có thể vận dụng phương pháp tăng giảm khối lượng để giải. Cụ thể là: * Đối với rượu: Xét phản ứng của rượu với Na R(OH)x + Na đ R(ONa)x + H2 hoặc ROH + Na đ RONa + H2 Theo phương trình ta thấy: cứ 1mol rượu tác dụng với Na đ 1mol muối ancolat thì khối lượng tăng 23-1 = 22g. Vậy nếu đầu bài cho khối lượng của rượu và khối lượng của muối alcolat ta có thể vận dụng để tính số mol của rượu, H2 và xác định công thứ phân tử của rượu. * Đối với axit: Xét phản ứng axit với kiềm R(COOH)x + xNaOH đ R(COONa)x + H2O hoặc RCOOH + NaOH đ RCOONa + H2O 1mol 1mol đ mư 22g * Đối với este: Xét phản ứng xà phòng hóa R-COOR' + NaOH đ RCOONa + R'OH 1mol 1mol đ khối lượng muối ư là 23-R' Ví dụ 11: Hòa tan 10g hỗn hợp 2 muối XCO3 và Y2(CO3)3 bằng dung dịch HCl ta thu được dung dịch N và 0,672 lít khí bay ra ở đktc. Cô cạn dung dịch N thì thu được m(g) muối khan. m có giá trị là: A. 1,033g B. 10,33g C. 9,265g D. 92,65g * Cách giải thông thường PTPƯ: XCO3 + 2HCl đXCl2 + H2O + CO2 (1) a a Y2(CO3)3 + 6HCl đ 2HCl3 + 3H2O + 3CO2 (2) Đặt Theo đầu bài ta có hệ phương trình: aX + 2bY + 60(a+3b) = 10 aX + 2bY = 10 - 1,8 = 8,2 Mà khối lượng muối (m) = m = a(X + 71,5) + 2b(Y + 106,5) Û m = a(X + 71) + 2b(Y + 106,5) = aX + 2bY + 35,5(2a + 3b) Û m = (aX + 2bY) + (71a + 213b) => m = 8,2 + 71(a + 3b) = 8,2 + 2,13 = 10,33 (g) * Cách giải nhanh: Vận dụng phương pháp tăng giảm khối lượng. Theo phương trình ta có: 1mol muối -> muối Cl- thì có 1mol CO2 bay ra lượng muối ưlà 71- 60 =11g Vậy theo đề bài m muối tăng: 11 x 0,03 = 0,33 (g) ị Smmuối clorua = 10 + 0,33 = 10,33 (g) Ví dụ 12: Nhúng 1 thanh nhôm nặng 50g vào 400ml dung dịch CuSO4 0,5M. Sau một thời gian lấy thanh nhôm ra cân nặng 51,38g. 1. Khối lượng Cu thoát ra là: A - 0,64g B - 1,28g C – 1,92g D - 2,56 E - kết quả khác. * Cách giải thông thường: 2Al + 3CuSO4 đ Al2(SO4)3 + 3Cu x 1,5x Đặt số mol Al phản ứng là x Khối lượng vật sau phản ứng = mCu gp + mAl còn dư = 1,5x x 64 + (50 - 27x) = 51,38 ị x = 0,02 (mol) => khối lượng Cu thoát ra: 0,02 x 1,5 x 64 = 1,92g * Cách giải nhanh: Theo phương trình cứ 2mol Al đ 3mol Cu khối lượng tăng là: 3 x (64 – 54) = 138g Vậy khối lượng tăng: 51,38 - 50 = 1,38g ị 0,03mol Cu ị mCu = 0,03 x 64 = 1,92 (g) Vậy đáp án ( C) đúng. Ví dụ 13: Hòa tan 5,94g hỗn hợp 2 muối clorua của 2 kim loại A, B, (A và B là 2 khối lượng thuộc phân nhóm chính II) vào nước đựng 100ml dung dịch X. Để làm kết tủa hết ion Cl- có trong dung dịch X người ta cho dung dịch X tác dụng với dung dịch AgNO3 thu được 17,22g kết tủa. Lọc bỏ kết tủa, thu được dung dịch Y. Cô cạn Y được m(g) hỗn hợp muối khan. m có giá trị là: A - 6,36g B - 63,6g C – 9,12g D - 91,2g E - Kết quả khác *Cách giải thông thường: ACl2 + 2AgNO3 đ 2AgCl¯ + A(NO3)2 BCl2 + 2AgNO3 đ 2AgCl ¯ + BC(NO3)2 Đặt Theo đầu bài ta có: (A + 71) x + (B + 71)y = 5,94 2x + 2y = 0,12 => x + y = 0,06 Khối lượng muối khan gồm A(NO3)2 và B(NO3)2 m = (A + 124)x + (B + 124) y = Ax + By + 124(x+y) = 1,68 + 124 x 0,06 = 9,12 (g) *Cách giải nhanh: áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng Cứ 1mol MCl2 tạo ra 2mol AgCl thì mư 53g Vậy nAgCl = 0,12 mol m muối nitrat = mKL + mư = 5,94 + 3,18 = 9,12 (g) Đáp án (C) đúng Ví dụ 14: Cho 2,84g hỗn hợp 2 rượu đơn chức là đồng đẳng kế tiếp nhau tác dụng vừa đủ với Na kim loại tạo ra 4,6g chất rắn và V lít khí H2(đktc) 1. V có giá trị là: A - 2,24 lít B - 1,12 lít C - 1,792 lít D - 0,896 lít E- Kết quả khác 2. Công thức cấu tạo của 2 rượu là: A - CH3OH , C2H5OH B - C2H5OH, C3H7OH C - C3H7OH , C4H9OH D - C2H3OH, C3H5OH * Cách giải thông thường Đặt CTTQ chung của 2 rượu là: PTPƯ: Theo phương trình ta có: => 2,84 (14+40) = 4,6 (14 + 18) Û39,76 + 113,6 = 64,4 + 82,8 24,64 = 30,8 là CH3OH và C2H5OH (x mol) (y mol) Theo phương trình ta có: Hệ Phương trình Vậy 1. Đáp án (D) đúng 2. Đáp án (A) đúng Ví dụ 15: Thủy phân 0,01mol este của 1 rượu đa chức với 1 axit đơn chức tiêu tốn hết 1,2g NaOH. Mặt khác khi thủy phân 6,35g este đó thì tiêu tốn hết 3g NaOH và thu được 7,05g muối. CTPT và CTCT của este là: A - (CH3COO)3C3H5 B- (C2H3COO)3C3H5 C - C3H5(COOCH3)3 D - C3H5 (COOC2H3)3 * Cách giải thông thường Vì để phân hủy 0,01 mol este cần 1,2g NaOH Nên để thủy phân 1 mol este cần 120g NaOH hay ) ị Este được tạo bởi rượu 3 lần rượu Đặt CTTQ của este là (RCOO)3 R' PTPƯ (RCOO)3 R' +3NaOH đ 3RCOONa + R' (OH)3 120g 3 (R +67) g 7 3g 7,05g Û 120 x 7,05 = 9 (R +67) ị R = 27 Đặt R là CxHy x,y nguyên dương y Ê 2x +1 ị 12x + y = 27 x 1 2 y 15 loại 3 thỏa mãn Vậy R là C2H3 hay CH2 = CH * Tìm R' Cứ (71,3 +R') g este cần 120g NaOH 6,35g 3g ị R' = 41 R' là gốc HC no hóa trị 3 nên CnH2n - 1 = 12n +2 -1 = 41 ị n = 3 ị CT R' C3H5 Vậy CT của este là CH2 = CH - COO - CH2 | CH2 = CH - COO - CH ị (C2H3COO)3C2H5 | CH2 = CH - COO - CH2 * Cách giải nhanh: Vì nNaOH = 3neste ị este 3 chức (Rượu 3 chức + axit đơn chức) Đặt công thứ este (RCOO)3R' (RCOO)3R' + 3NaOH đ (RCOONa)3 + R'(OH)3 Theo PT: cứ 1mol 3mol đ 1mol thì khối lượng tăng 23 x 3 - R' = 69 - R' Vậy 0,025mol 0,075mol 0,025, thì khối lượng tăng: 7,05 - 6,35 = 0,7g ị 0,7 = 0,025 (69-R') ị R’ = 41 ịR': C3H5 Meste = ị mR = = 27 ị R: C2H3 - Vậy công thức của este là (CH2 = CHCOO)3C3H5 Đáp án (B )đúng 2.1.3. Dựa vào phương pháp khối lượng phân tử trung bình , số nguyên tử cacbon trung bình để xác định CTPT của hợp chất vô cơ và hữu cơ. Nguyên tắc: Dùng khối lượng mol trung bình để xác định khối lượng mol các chất trong hỗn hợp đầu. M1 < < M2 ( trong đó M1< M2 ) Đối với bài toán vô cơ việc dùng M thường dùng trong các bài toán xác định kim loại, muối hiđrôxit, oxit của hai kim loại trong cùng một chu kì hoặc trong một phân nhóm chính. Dựa vào khối lượng mol nguyên tử của kim loại trong HTTH từ đó xác định tên kim loại. Hoặc trong bài toán giải phóng hỗn hợp khí ( thường của nitơ) dùng M trung bình cũng có thể suy ra CTPT của hợp chất khí. Đối với bài toán hữu cơ thì chủ yếu dùng phương pháp này. Một khối lượng các bài toán hữu cơ dùng phương pháp khối lượng mol trung bình , còn mở rộng thành số nguyên tử cacbon trung bình, số liên kết trung bình, hoá trị trung bình, gốc hiđrocacbon trung bình. Ví dụ 16: Hỗn hợp X gồm hai kim loại A, B nằm kế tiếp nhau trong cùng một phân nhóm chính. Lấy 6,2g X hoà tan hoàn toàn vào nước thu được 2,24lít hiđro ( ở đktc). A, B là hai kim loại: A- Li, Na B- Na, K C- K, Rb D- Rb, Cs * Cách giải thông thường: PTHH: A + H2O đ AOH + 1/2 H2 B + H2O đ BOH + 1/2H2 Đặt nA = x ; nB = y Theo đầu bài ta có hệ phương trình: Ax + By = 6,2 x + y = 2 x Vì A, B nằm kế tiếp nhau trong 1 PNC. ị ị y < 0ị không thỏa mãn * Giả sử A là Li 7x + 23y = 6,2 B là Na x + y = 0,2 ị ị * Giả sử A là Na 23x + 39y = 6,2 x = 0,1 hoặc Đều không thỏa mãn B là K x + y = 0,2 y = 0,1 (thỏa mãn) * Giả sử A là K A là Rb B là Rb B là Cs Vậy A là Na, B là K * Cách giải nhanh. Đặt công thức chung của A và B là R R + H2O đ ROH + 1/2H2 0,2mol 0,1mol là thỏa mãn Vậy đáp án (B) đúng Ví dụ 17: Hòa tan 5,94g hỗn hợp hai muối clorua của hai kim loại A và B (biết A và B là hai kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II) vào nước được 100 gam dung dịch X. Để làm kết tủa hết ion Cl- trong dung dịch X người ta cho dung dịch X tác dụng với dung dịch AgNO3 thu được 17,22g kết tủa. Công thức hóa học của hai muối clorua lần lượt là: A. BeCl2, MgCl2 B. MgCl2, CaCl2 C. CaCl2, S rCl2 D. S rCl2, BaCl2 + Cách giải thông thường. Viết PTHH: ACl2 + 2AgNO3 đ 2AgCl¯ + A(NO3)2 BCl2 + 2AgNO3 đ 2AgCl¯ + B(NO3)2 Đặt: = x ; Theo phương trình ta có: 2x + 2y = = 0,12 ị x + y = 0,06 (I) (A + 71)x + (B + 71)y = 5,94 (II) Từ (I) và (II) ta có: Ax + By = 1,68 x + y = 0,06. Biện luận: giả sử có 4 trường hợp thì chỉ có trường hợp A: Mg (M = 24) và B: Ca (M = 40) là thỏa mãn. * Cách giải nhanh: Đặt công thức chung của hai muối là RCl2 là khối lượng mol nguyên tử trung bình của hai kim loại A và B. Là thỏa mãn. ị Vậy đáp án đúng (B) Ví dụ 18: Một hỗn hợp A gồm 2 olefin là đồng đẳng kế tiếp nhau. Nếu cho 4,48 lít hỗn hợp A (ở đktc) qua bình đựng dung dịch brôm dư, người ta thấy khối lượng của bình tăng thêm 7g. Công thức phân tử của 2 olefin là: A - C2H4 và C3H6 B - C3H6 và C4H8 C - C4H8 và C5H10 D - C5H10 và C6H12 * Các giải thông thường: Đặt công thức của 2 olefin là CnH2n (a mol) Cn+1H2n+2 (b mol) PTPƯ: CnH2n + Br2 đ CnH2nBr2 Cn+1H2n+2 + Br2 đ Cn+1H2n+2Br2 Theo đầu bài ta có hệ phương trình: Giải (I) và (II): => 14n x 0,2 + 14b = 7 2,8n + 14b = 7 0,4n + 2b = 1 => b = Mà 0 1,5 < n < 2,5 => n = 2 => n1 = 2 => C2H4 n2= 3 => C3H6 * Cách giải nhanh: => M1 < 35 < M2; M1, M2 là đồng đẳng kế tiếp. M1 = 28 => C2H4 M2 = 42 => C3H6 Vậy đáp án( A) đúng. Ví dụ 19: A, B là 2 rượu no, đơn chức kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Cho hỗn hợp gồm 1,6g A và 2,3g B tác dụng hết với Na thu được 1,12 lít H2(đktc). Công thức phân tử của 2 rượu là: A - CH3OH, C2H5OH B - C2H5OH, C3H7OH C - C3H7OH, C4H9OH D - C4H9OH, C5H11OH * Cách giải thông thường Đặt CTTQ của A: CnH2n+1OH (a mol) B: CmH2m+1OH (b mol) PTPƯ: CnH2n+1 OH + Na đ CnH2n+1ONa + H2 a 0,5a CmH2m+1OH + Na đ CmH2m+1ONa + H2 b 0,5b 0,5a + 0,5b = Û a + b = 0,1 (I) (14n + 18)a + (14m + 18)b = 1,6 + 2,3 = 3,9 (II) Giải hệ 2 phương trình (I) (II): a + b = 0,1 a + b = 0,1 14(na+mb) + 18(a+b) = 3,9 ị na + mb = 0,1n + b = 0,15 => b = 0,15 - 0,1n Mà 0 < b < 0,1 Û 0 < 0,15 - 0,1n < 0,1 ị 0,5 < n < 1,5 mà n phải nguyên ị n = 1 (pm) ị Công thức của 2 rượu CH3OH ị m = 2 C2H5OH * Cách giải nhanh: Theo phương pháp ị M1 = 32 M2= 46 Công thức của 2 rượu CH3OH và C2H5OH => Đáp án (A) đúng 2.1.4. áp dụng phương pháp đường chéo trong bài toán trộn lẫn hai dung dịch, hai chất. Khi trộn lẫn 2 dung dịch có nồng độ khác nhau hay trộn lẫn chất tan vào dung dịch chứa chất tan đó, để tính được nồng độ dung dịch tạo thành ta có thể giải bằng nhiều cách khác nhau, nhưng nhanh nhất vẫn là phương pháp đường chéo. Đó là giải bài toán trộn lẫn "qui tắc trộn lẫn" hay "sơ đồ đường chéo" thay cho phép tính đại số rườm rà, dài dòng. Qui tắc: + Nếu trộn 2 dung dịch có khối lượng là m1 và m2 và nồng độ % lần lượt là C1 và C2 (giả sử C1 < C2) ị + Nếu trộn 2 dung dịch có thể tích là V1 và V2 và nồng độ mol/l là C1 và C2 ị - Sơ đồ đường chéo Ví dụ 20: Một dung dịch HCl nồng độ 45% và một dung dịch HCl khác có nồng độ 15%. Để có một dung dịch mới có nồng độ 20% thì cần phải pha chế về khối lượng giữa 2 dung dịch theo tỉ lệ là: A - 1 : 3 B - 3 : 1 C - 1: 5 D - 5:1 E- kết quả khác * Cách giải thông thường: + Dung dịch 1: Đặt a1 là khối lượng chất tan của dung dịch 1 Đặt m1 là khối lượng dung dịch của dung dịch 1 Theo công thức: C1% = . 100% => a = a1 . m1 = 45 . m1 Dung dịch 2: Đặt a2 là khối lượng chất tan của dung dịch 2 Đặt m2 là khối lượng dung dịch của dung dịch 2 Theo công thức: C2% = . 100% ị a2 = C2 . m2 = 15 . m2 Khi trộn dung dịch 1 với dung dịch 2 ta được dung dịch 3 có nồng độ là 20% ị C3% = = 20 Û 45m1 + 15m2 = 20m1 + 20m2 25m1 = 5m2 ị = Vậy cần phải pha chế theo tỉ lệ 1: 5 về khối lượng giữa 2 dung dịch. * Cách giải nhanh: áp dụng qui tắc đường chéo ta có: => => Đáp án (C ) đúng Ví dụ 21: Để điều chế được hỗn hợp 26 lít H2 và CO có tỉ khối hơi đối với metan bằng 1,5 thì và CO cần lấy ở đktc là: A - 4 lít và 22 lít. B - 22 lít và 4 lít. C- 8 lít và 44 lít. D - 44 lít và 8 lít. * Cách giải thông thường: Đặt thể tích của H2 là V1 CO là V2 Theo đề bài ta có hệ phương trình: V1 + V2 = 26 (1) = 1,5 x 26 = 2,4 (2) Giải hệ phương trình (1) (2) * Cách giải nhanh: áp dụng qui tắc đường chéo giải: ị ị ị Đáp án (A) đúng Ví dụ 22: Hòa tan 4,59g Al bằng dung dịch HNO3 thu được hỗn hợp khí NO và N2O có tỉ khối hơi đối với hiđro bằng 16,75. Thể tích NO và N2O thu được là: A - 2,24 lít và 6,72 lít B - 2,016 lít và 0,672 lít C - 0,672 lít và 2,016 lít D - 1,972 lít và 0,448 lít E - Kết quả khác. * Cách giải thông thường: PTPƯ: Al + 4HNO3 đ Al(NO3)3 + NO + 2H2O x x (mol) 8Al + 30HNO3 đ 8Al(NO3)3 + 3NO2 + 15H2O y y (mol) x + y = 0,17 = 16,75 x 2 = 33,5 Giải hệ phương trình: ị VNO = 0,09 x 22,4 = 2,106 lít = 0,03 x 22,4 = 0,672 lít Cách giải nhanh: Al - 3e đ Al3+ 3x x 8y y Đáp án (B ) đúng Ví dụ 23: Tỉ khối hơi của hỗn hợp khí C3H8 và C4H10 đối với hiđro là 25,5 Thành phần % thể tích của hỗn hợp đó là: A - 50%;50% B - 25%; 75% C - 45% ; 55% D - 20% ; 80% * Cách giải thông thường Đặt: ; Theo đầu bài ta có áp dụng công thức: 44a + 58b = 51(a+b) Û 51a - 44a + 58b - 51b = 0 7a + 7b = 0 ị a = b ị ị * Cách giải nhanh: áp dụng qui tắc đường chéo ta có : ị Đáp án (A) đúng Ví dụ 24: Cho hỗn hợp X gồm 2 e