Sử dụng phân tích phân tử và các định luật bảo toàn giải Toán đốt cháy chất hữu cơ

1 9
1
Sö DôNG ph©n tÝch ph©n tö vµc ®Þnh luËt b¶o
toµn trong gii to¸n ®èt ch¸y chÊt h÷u
0
t
x y z t 2 2 2 2
( A )
C H O N O CO H O N
Theo BTKL
2 2 2 2
A C H O N
A O CO H O N
BTKL m m m m m
BTKL m m m m m
trong A
ph¶n øng
Theo BT mol nguyên t
C(trong
H(trong
O(trong H O
2
N(trong
n n
n
n
n ( 2 n
n
nguyen tè chÊt chøa nã
A) A CO
2
A) A H O
2
A) O CO
2 2
A) A N
2
= n .x= n
= n .y= 2n
+ 2n ph¶n øng) n
= n .t = 2n
2. Bảo toàn Electron (như quy tc hóa trị ở cấp THCS)
Khi đốt hợp chất (A) thì nguyên t oxi không cháy (không kết hợp vi oxi), nên ch xy ra s trao đổi
Electron giữa các nguyên t C, H trong hn hợp (A) với O trong A và O
2
phản ứng.
đồ đốt cháy Quá trình cho, nhn Electron
0
0 0
0 4 2 1 2 0
t
2
2
2 2
0 0
(A )
C, H
O C O H O N
O N
,

Nhường electron:
0 4 0 1
C 4e C H 1e H
;
n
E (nhưng)
=
C H
4n n
Nhận eletron:
0 2 0 2
2
O 2e O O 4e 2O
;
n
E (nhận)
=
2
O O
2n 4n
Theo BTE
C H O O
2
C H O O
2
4n n 2n 4n
4n n 2n 4n
Có thhiểu đơn giản hơn bằng cách sử dụng quy tc hóa trị (theo hóa THCS)
Giả thiết
IV I
A
C, H
+
II
IV
B
O
2
(trong A)
O

0
t
2 2
CO H O

Xét c quá trình thì C(IV), H(I) trao đổi hóa trị với O(II), O
2
(IV) ta có
A
n
B
hãa trÞ A = n hãa trÞ B
C H O O
2
C H O O
2
4n n 2n 4n
4n n 2n 4n
Nếu trong chất cháy chứa kim loại kim (Na, K...) thì xử lý nH vì nó cũng nhường 1e (hóa trị I).
3. Phân tích phân tử (phân tích hệ s).
Các mi liên hệ về t lhsố hoặc tổng hiệu các hệ số đều biểu th mối liên hệ số mol giữa các thành phần
cáo to nên một chất.
3.1. Nguyên tắc phân tích phân tử: Từ chsố, hệ số trong CTPT ta phân tích sao cho lập được mối liên h
giữa các đại ng đề cho đại lượng cần tìm. (Không công thức mặc định, vì vậy phương pháp y
không cần học thuộc lòng như mt số người đã và đang lm tưởng).
I- Cơ sở của pơng pháp
sở của phương pháp dựa trên các Định luật BTKL, BT mol nguyên t, BT mol electron và ý nghĩa của
CTHH (đã đưc học ngay từ cấp THCS Hóa học lớp 8).
1. Bảo toàn mol nguyên tố và bảo toàn khi lượng:
Tng quát: Xét phản ứng đốt cháy hợp cht hữu cơ (A): C
x
H
y
O
z
N
t
2
3.2. Một số trường hợp thường sử dụng nhất:
a) Phân tích tổng quát (đúng cho mọi hợp chất C, H, O, N)
2
2 2
E C H O O
2
H C A N
2
H O CO A
2
2
Quan
x 2x 2 2k y y z
E 4C H 2O
H 2C 2 N 2k
n 4n n 2n 4n
H O 0,5H C 1 0,5N k
C H N O n 2n 2n n 2n
CO C
n n n
N 0,5N
A
E
O
4
1
Lu«n ®óng
hÖ chØ sè,
1
hÖ sè
XÐt mol A



2 2
2
2
2
C H O O
A CO N H O A
N
4n n 2n 4n
n n n n n n .(k 1
n
NX
)
n
C¸c mèi liªn hÖ thêng dïng nhÊt
Tïy biÕn mèi liªn hÖ theo d÷ kiÖn ®Ò cho
§Æt ®óng CTTQ lµ OK, kh«ng nªn thuéc c¸c mèi li


ªn hÖ
§Ò cho d÷ kiÖn nµo th× cø ngã vµo CTPT, xem hÖ sè cña
ph©n tÝch ra mèi l
LuyÖn nhiÒu th× ...
iªn hÖ gi÷a nã
ng dng tù thu
é
c¸i cÇn
c, nh
uÇ
m.
n yÔn nhu
b) Phân tích qua mt loi hợp chất c thể. (Hiểu được Vd dưới đây thì t mình làm được các loại khác)
Nếu chất A đã biết thuộc dãy đồng đẳng nào hoặc biết CTPT cụ thể thì việc phân tích sẽ rất đơn giản.
Peptit no mch hở tạo bởi các -aminoaxit ch chứa 1NH
2
, 1COOH (thường gặp nhất)
2
2
2 2
O C N
peptit C peptit N
O N peptit
2
H O CO N peptit
2
n 2n 2 k k k 1
E 6n 3k 6C 3N
4n 6n 3n
M 14n 18 29k
m 14n 18n 29n
C H N O O N 1
n n n
H O 0,5H C 1 0,5N
0,5N
n n
N
n n
Lu«n ®óng



Hỗn hợp Axit cacboxylic, este
n
COO Q
(1),(2)
it : 0
it
XCOOH,Y COOH
Q it :
te
(....
n n
te
COO) Z
Ph©n tÝch sè nhãm chøc vµ hÖ sè chÊt
ax n n (1)
COO Ax
ax n n =(n-1).n (2)
COO e.ste
(n 1).n
es
es


c) Phân tích quan hệ chỉ s C, H, O
Khi đốt hn hp hữu cơ mà biết smol C, H, O thì hướng ưu tiên phân tích là hiệu ch số (H – C – O)
Tng quát: (A): C
x
H
y
O
z
N
t
Giả sử hiệu các chỉ số (H – C – O) = T
H C O A
n – n n T.n
Cách phân tích này thường giải rất nhanh bài tập đốt cháy hn hợp nhiều chất (99% có quy luật)
d về cách vận dụng hiu H-C-O trong hn hợp: (hoc tổng, hoặc bỏ bớt 1 nguyên t)
x x y 2 y y 1
1 2 H C O
H C O 0
H C O
z 2z 2 z 2
H C O 2
C H , C H O : n (mol)
0.n 2.n n n n
A
n n n
C H O : (mol) n
2
2
n

Với hỗn hợp cha các chất đã có sẵn CTPT hoặc biết nó thuộc dãy đng đẳng nào thì việc phân tích CTPT
càng thuận tiện hơn các trường hợp tổng quát.
Nhắc li: Không cn thuộc, c cho chất gì thì mổ bụng nó ra coi những dữ kiện giấu trong bụng nó là ok.
TÙY CƠ NG BIẾN CHỌN MIẾNG MÀ ĂN- ĐỪNG CÓ LĂN TĂN NHE RĂNG MÀ ĐẾM.
3
II- Một số ví dụ minh họa
d1: Đốt cháy hoàn toàn 0,165 mol hỗn hợp X gồm metyl propionat, metyl axetat hai hiđrocacbon
mạch hở cn vừa đủ 0,635 mol O
2
, tạo ra 7,2 gam H
2
O. Nếu cho 0,2018 mol X vào dung dịch Br
2
dư thì s
mol Br
2
phản ứng tối đa là
A. 0,2446. B. 0,2386. C. 0,2234. D. 0,2512.
0,2018
Br Br
2 2
3n
4n
H
m 2m
3H E 4 4k
O
2
2
2 k
COO
0,165
X 0,165.4 4n 3.0,8 0,635.4 n 0,2446
: 0,165
0, 18
C H
20
mol X
Ch¬i vui v× nã kh«ng ch¸y
mol
mol

Các em có thể giải theo cách khác:
Như sử dụng mối liên h nCO
2
nH
2
O = npi – nX
Bơm H
2
với số mol bằng số mol Br
2
vào hỗn hợp ri đốt
.v.v.
(Các em học sinh tự giải nhé, ở bài này thầy chỉ giải theo kỹ thuật phân tích phân tử thôi)
d 2: Hn hợp E gồm C
3
H
5
(OH)
3
, C
6
H
8
, C
2
H
4
(OH)
2
, CH
3
CH
2
CHO mt tetrapeptit X mạch hở, được
tạo bởi các aminoaxit cùng y đồng đẳng với glyxin (trong đó X chiếm 5/13 s mol hỗn hợp E). Đốt cháy
hoàn toàn m gam hỗn hợp E cần 45,92 lít khí O
2
(đktc), thu được hỗn hp Y gồm CO
2
, N
2
, H
2
O. Dẫn hỗn
hợp Y qua dung dch Ba(OH)
2
dư thì thy 325,05 gam kết tủa và khi lượng dung dch giảm 224,19 gam.
Mặt khác, 0,5m gam hỗn hp E tác dụng vừa đủ vi 200 ml dung dch NaOH 1M. Phần trăm khối lượng của
peptit X trong hỗn hợp E gn nht với giá trnào sau đây?
A. 70,5%. B. 63,4%. C. 73,9%. D. 59,1%.
(Thầy Nguyễn Đình Hành THCS&THPT Y Đôn, Gia Lai)
Hướng dẫn gii:
BT BTKL
CO BaCO H O
2 3 2
325,05
n n 1,65 n (325,05 1,65.44 224,19) :18 1,57
197
0,4 8
2.0,2.1 0,4 0,1 0,16
4 5
2,05.2 0,77
mol O
N (peptit X) NaOH X cßn l¹i
O(E)
mol mol
n = n mol n = = 0,1 mol n mol
n =1,65.2+1,57 mol

E
n 2n 2 4 5
33 5 6 8
2 4 2 3 2
C H OH , C H ,
C H OH , CH
m 40,86
X: C H N O : 0,1
( )
n
X': :0,1
CH CHO
H C O n
O
( )
7
H 2
6
C
(gam)
(mol)
0,1.(n 7)+ 0,16.2 =1,57.2 1,65 0,77
E
mo
l

X X
0,1.288.100%
11 M 288 %m 70,485%
40,86
Ví d 3: Đốt cháy hoàn toàn 13,728 gam triglixerit X, thu được a mol hỗn hợp Y gồm CO
2
H
2
O. Cho toàn
b hn hợp Y qua cacbon nung đỏ, thu được 2,364 mol hỗn hp Z gồm CO, H
2
và CO
2
. Cho hỗn hp Z qua
dung dch Ba(OH)
2
dư thu được 202,516 gam kết tủa. Cho 13,728 gam X tác dụng với dung dịch NaOH vừa
đủ, thu được glixerol và m gam mui. Mt khác, 13,728 gam X tác dụng được ti đa với 0,032 mol Br
2
trong
dung dch. Giá trị của m là
A. 14,648. B. 14,784. C. 14,176. D. 14,624.
(Nguồn: Thầy Hoàng Văn Chung – THPT Chuyên Bến Tre)
Hướng dẫn gii:
Ở bài này ta chỉ biết được tổng số mol CO
2
và smol H
2
O. Vì vy việc phân tích theo mối liên hệ này.
Xử lý với hỗn hợp Z:
2 2 2
2
CO H O Z (CO H )
2
Y
1,336
CO :1,028
Z n n n 0,5n 1,696
CO H
mol
BaCO
3
mol= n
mol
Đến đây bài toán có khá nhiều cách để xử lý. Dưới đây là một số cách trong số nhiều cách…
Hướng dẫn gii: Bài này có nhiu cách gii, ở đây chỉ giới thiệu cách "phân tích CTPT"
Bài toán cho 3 dữ kiện: là smol O
2
, mol H
2
O, mol hỗn hợp và hỏi số mol Br
2
? phân tích theo E, H, pi

Sử dụng phân tích phân tử và các định luật bảo toàn giải Toán đốt cháy chất hữu cơ lớp 8

VnDoc xin giới thiệu tới các bạn bài Sử dụng phân tích phân tử và các định luật bảo toàn giải Toán đốt cháy chất hữu cơ. Đây là tài liệu môn Hóa dành cho các bạn học sinh ôn tập, củng cố kiến thức, rèn luyện kĩ năng làm bài Hóa. Mời các bạn cùng tham khảo

............................................

Ngoài Sử dụng phân tích phân tử và các định luật bảo toàn giải Toán đốt cháy chất hữu cơ. Mời các bạn học sinh còn có thể tham khảo các đề thi học kì 1 lớp 8, đề thi học kì 2 lớp 8 các môn Toán, Văn, Anh, Lý, Địa, Sinh mà chúng tôi đã sưu tầm và chọn lọc. Với tài liệu lớp 8 sẽ giúp các bạn ôn tập tốt hơn. Chúc các bạn học tập tốt

Đánh giá bài viết
1 9
Hóa học lớp 8 Xem thêm