Tài liệu Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học

Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học A : ĐẶT VẤN ĐỀ I -Lời mở đầu: Nghị quyết Quốc hội khóa X kỳ họp thứ 8 về công tác đổi mới giáo dục phổ thông với mục tiêu là xây dựng nội dung chương trình và phương pháp giáo dục toàn diện cho thế hệ trẻ, đáp ứng yêu cầu phát triển nguồn nhân lực phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, phù hợp với thực tiễn và truyền thống Việt Nam, tiếp cận trình độ giáo dục ở các nước phát triển trong khu vực và trên thế giới. Để thực hiện tốt mục tiêu giáo dục người giáo viên cần có sự hiểu biết và nắm bắt chắc chắn những sự thay đổi về nội dung và phương pháp giảng dạy cũng như những yêu cầu trong công tác đổi mới phương pháp - đó chính là lấy học trò làm trung tâm , phát huy tính tích cực học tập của học sinh . Học sinh tự tìm tòi kiến thức, vận dụng những kiến thức đã học vào quá trình giải các bài tập vào thực tế đời sống . Đối với bộ môn hóa học thì đây là một môn khoa học thực nghiệm, học sinh cần nghiên cứu các kiến thức trên cơ sở các thí nghiệm biểu diễn, thí nghiệm thực hành v.v. Qua đó học sinh phải biết tổng hợp kiến thức đồng thời vận dụng các kiến thức đã học vào gải các dạng bài tập là một vấn đề hết sức quan trọng. Thông qua việc giải các bài tập ấy nhằm giúp học sinh cũng cố các kiến thức đã học một cách có hệ thống, đồng thời phân loại được các dạng toán, các dạng bài tập một cách vững chắc . Đối với bộ môn hóa học thì thường có hai dạng bài tập là bài tập định tính và bài tập định lượng. Với hai dạng bài tập này thì có thể dùng phương pháp trắc nghiệm khách quan, trắc nghiệm tự luận hoặc hoặc phương pháp tự luận để học sinh làm quen. Là giáo viên giảng dạy bộ môn hóa học đòi hỏi giáo viên phải có sự hiểu biết rộng về vốn kiến thức, phải biết phân loại các dạng bài tập và phát triển các dạng bài tập ấy ở dạng cao hơn thành các chuyên đề qua đó giúp cho học sinh Trang Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học nắm kỹ hơn kiến thức và đi sâu vào các dạng bài tập cơ bản, bài tập nâng cao, hệ thống hóa được chương trình đã học và có tính sáng tạo trong học tập, trong việc giải toán hóa học. II . MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU : Của cấp THCS. Tuy nhiên đối với học sinh lớp 9 khi học đến phần hóa học hữu cơ, đa phần học sinh như bị chững lại, vì đây là loại kiến thức vừa mới, vừa khó đối với học sinh, với kết cấu chương trình hóa học 9 là phù hợp với mục tiêu giáo dục, bên cạnh đó giáo viên còn gặp khó khăn về cơ sở vật chất, phương tiện dạy học, tài liệu tham khảo … Như vậy, bằng phương pháp dạy học tích cực để phần nào giúp học sinh vượt qua khó khăn dần khắc phục và rút kinh nghiệm trong phương pháp dạy học để đạt được kết quả trong năm học này và những năm học tiếp theo. III. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU : 1. Nghiên cứu tình hình thực trạng của địa phương, giáo viên, học sinh, thực tế của nhà trường. 2. Nhiệm vụ vận dụng các biện vào đề tài: Nhằm giúp học sinh về : Kĩ năng làm việc với sách giáo khoa; Kĩ năng quan sát, phân tích; Kĩ năng thực hành; Kĩ năng làm việc độc lập, tư duy, khả năng phán đoán; Kĩ năng hoạt động nhóm …. Như vậy để giúp học sinh nắm được nội dung kiến thức bài học một cách chủ động và chắc chắn hơn . VI. ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU : Bộ môn hóa học 9, trình độ học sinh của địa phương nơi nhà trường đứng chân. Thời gian nghiên cứu và thực hiện : Năm học 2011-2012 & 2012-2013 V . PHẠM VI NGHIÊN CỨU : Đề tài này được vận dụng vào chương trình Hóa học lớp 9 của cấp học Trung học cơ sở Trang Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học B. NỘI DUNG CỤ THỂ I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI : 1. Lý do khách quan: Thế kỷ 21 với nền kinh tế tri thức đòi hỏi con người muốn tồn tại đều phải học, học suốt đời. Vì thế năng lực học tập của con người phải được nâng lên mạnh mẽ nhờ vào trước hết người học biết “Học cách học” và người dạy biết “Dạy cách học”. Như vậy thầy giáo phải là “Thầy dạy việc học, là chuyên gia của việc học”. Ngày nay dạy cách học đã trở thành một trong những mục tiêu đào tạo, chứ không còn chỉ là một trong những giải pháp nâng cao chất lượng và hiệu quả đào tạo. Trong một xã hội đang phát triển nhanh theo cơ chế thị trường, cạnh tranh gay gắt thì phát hiện sớm, giải quyết nhanh, sáng tạo và hợp lý những vấn đề nảy sinh trong thực tiễn là một năng lực đảm bảo sự thành đạt trong học tập và cuộc sống. Vì vậy, tập dượt cho học sinh biết phát hiện, đưa ra và giải quyết các vấn đề gặp phải trong học tập, trong cuộc sống của các nhân, gia đình và cộng đồng, không chỉ có ý nghĩa ở tầm phương pháp dạy học mà được đặt ra như một mục tiêu giáo dục và đào tạo. Mặt khác, để thực hiện tốt việc đổi mới kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh. Bộ giáo dục và đào tạo chủ trương áp dụng hình thức trắc nghiệm khách quan trong kiểm tra và thi cử. Trắc nghiệm khách quan là phương pháp kiểm tra kiến thức chính xác khách quan. Thông qua các câu hỏi và bài tập trắc nghiệm các em học sinh có dịp củng cố khắc sâu các kiến thức đã học trong sách giáo khoa, đồng thời nó giúp thầy và trò điều chỉnh việc dạy và học nhằm đạt kết quả cao hơn. 2. Thực trạng : Thực tế qua giảng dạy bộ môn hoá học bậc THCS cho thấy : Trang Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học - Học sinh chưa nắm được các định luật, các khái niệm cơ bản về hoá học, chưa hiểu được đầy đủ ý nghĩa định tính và định lượng của ký hiệu, công thức và phương trình hoá học. - Nhiều học sinh chưa biết cách giải bài tập hoá học, lí do là học sinh chưa nắm được phương pháp chung để giải hoặc thiếu kĩ năng tính toán . Tuy nhiên đó chưa đủ kết luận học sinh không biết gì về hoá học, mà còn do những nguyên nhân khác, khiến phần lớn học sinh khi giải bài tập thường cảm thấy khó khăn lúng túng. - Các kỹ năng như xác định hoá trị, lập công thức và phương trình hoá học còn yếu và chậm. - Chưa được quan tâm đúng mức hoặc phổ biến hơn là ít được rèn luyện. Do đó học sinh có khả năng giải được các bài tập nhỏ song khi lồng ghép vào các bài tập hoá học hoàn chỉnh thì lúng túng, mất phương hướng không biết cách giải quyết. - Câu hỏi hoặc bài tập do giáo viên đưa ra, chưa đủ kích thích tư duy của học sinh, chưa tạo được những tình huống giúp học sinh phát hiện và giải quyết được vấn đề. * 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 c ầu của chương trình . * Trong những năm học trước 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 Phòng Trang Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học GD&ĐT công nhận và xếp loại A cấp Huyện, 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 hợp chất hữu cơ 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 70% HS không làm được bài tập dạng xác định công thức hợp chất hữu cơ, đó cũng chính là lý do mà 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 2012-2013 . II. CƠ SỞ THỰC NGHIỆM : 1. Khảo sát chất lượng lần 1 vào cuối tháng 3/2012 * Nội dung : thực hiện các bài tập lập công thức các hợp chất hữu cơ. * Thời gian : 45 phút kết quả như sau: SL % Số HS GIỎI KHÁ T.BÌNH TRÊN TB YẾU KÉM 95 6 11 26 43 46 6 6,32% 11,58% 27,36% 45,26% 48,42% 6,32% - Từ những nguyên nhân trên năm hoc 2011-2012 tôi bắt tay vào việc tiến hành nghiên cứu phân loại dạng bài tập lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ, bằng kinh nghiệm và kiến thức của bản thân, kết hợp với kiến thức từ các sách tham khảo 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 tôi tiến hành khảo sát thăm dò nguyện vọng của HS kết quả như sau:  HS biết làm toán lập công thức hợp chất hữu cơ: 26%  HS không biết làm toán lập công thức hợp chất hữu cơ: 74% Trang Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học Trong đó: * 26% thích học môn hoá, dễ hiểu * 12% không thích học vì quá khó * 17% Không hiểu bài * 25% 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 tôi tiến hành biên soạn và thực hiện đề tài . III. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN: - Kết thúc năm học 2011-2012 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 cá nhân 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/ 201206/ 2012-Nghiên cứu và biên soạn nội dung trên cơ sở tài liệu 1, 2, 6,7 Tháng 07/ 201208/ 2012-Tổng hợp nội dung nghiên cứu. Tháng 09/ 2012 - Báo cáo đề tài trước tổ chuyên môn. * Tiến hành khảo sát chất lượng 02 đối tượng: Tháng 04 / 2012 Lần 1 khảo sát chất lượng ban đầu HS lớp 9 toàn trường Tháng 04 / 2013 Lần 2 khảo sát chất lượng HS lớp 9 sau khi áp dụng đề tài Năm học 2012- 2013 - Áp dụng thực nghiệm các lớp : 9A-B. Tháng 09/ 201310/ 2013 - Tổng hợp kết quả áp dụng, tổng kết kinh nghiệm. Trang Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học 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 học 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 cha mẹ học sinh tổ chức để tải nội dung đề tài đến HS . 5. Phân đối tượng thực hiện : chúng tôi chia khối 9 làm 02 nhóm.  Nhóm 1: gồm các lớp: 9A,B = 63 HS là những lớp áp dụng đề tài .  Nhóm 2: gồm lớp: 9C = 32 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 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 tôi trang bị cho HS nắm vững các kiến thưc cơ bản về lý thuyết và phuơng pháp giải sau: 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 Trang Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học 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 ) Hydrocacbon ( Phân tử chỉ có2 nguyên tố C và Hydrocácbon no (Họ ANKAN: CnH2n + 2 với n 1 ) Hydrocacbon không no (Họ ANKEN: CnH2n với n 2 ) H) CTTQ: CXHY Hydrocacbon không no (Họ ANKIN:CnH2n - 2 với n 2 ) Hợp chất hữu cơ (HCHC) Dẫn xuất Rượu đơn chức no:CnH2n+1OH (với n 1 ) hydrocacbon Axit đơn chức no: Cn H2n+1 COOH (với n ( Ngoài C và H 0 ) còn có nguyên tố Chất béo: (R-COO)3C3H5 (với R là gốc khác như: O, hydrocacbon ) N...) Glucôzơ: C6H12O6 CTTQ: CXHYOZ.. 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 : Trang Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học 3n  1 0 )O2 t  n CO2 + (n + 1) H2O 2 * Họ Ankan: CnH2n +2 + ( * Họ Anken: CnH2n + * Họ Ankin: CnH2n -2 + ( 3n  1 0 )O2 t  n CO2 + (n - 1) H2O 2 * Họ Aren: CnH2n -6 + ( 3n  3 0 )O2 t  n CO2 + (n - 3) H2O 2 3n 0 O2 t  n CO2 + n H2O 2 + Phương trình phản ứng cháy tổng quát của các loại hiđrôcacbon (A) y y CxHy + ( x  ) O2 t  xCO2 + H2O 4 2 0 - 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  y 2 Nếu nCO2 = nH2O hay x = Nếu nCO2  nH2O hay x  y 2  y 2 A là Ankan  A là Anken  A là Ankin hoặc Aren b) Dẫn xuất hiđrôcacbon : * Rượu đơn chức no : CnH2n + 1OH + 3n 0 O2 t  n CO2 + (n +1) H2O 2 * Axit đơn chức no : CnH2n + 1COOH + ( 3n  1 0 )O2 t  (n + 1) CO2 + (n +1) H2O 2 + Phương trình phản ứng cháy tổng quát của các loại dẫn xuất hiđrôcacbon (A) : - Hợp chất hữu cơ có chứa ôxy : Trang Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học y z y 0  ) O2 t  x CO2 + H2O 4 2 2 CxHyOz + ( x  - 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  Nếu nCO2 = nH2O hay x = y 2 y 2  A có thể là Ankanol (Rượu)  A là Ankanoic (Axit ) đơn chức no - Hợp chất hữu cơ có chứa ôxi và nitơ : y z y t CxHyOzNt + ( x  - )O2 t  x CO2 + H2O + N2 4 2 2 2 0 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: m (g) HCHC + O2 đốt cháy hoàn toàn (A) mCO2 (g) ( hay nCO2(mol) , VCO2(lít) ở đktc ) mCO2(g) hay nH2O(mol) VN2(lít) ở đktc ( hay nN2(mol) ) * Yêu cầu : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ (A) b) Phương pháp giải : Bước 1: Xác định thành phần nguyên tố trong hợp chất hữu cơ (A) đem đốt (hay phân tích ) mC ( trong A ) = mC (trong CO2) = Vco2 12 mCO2 = 12. = 12. nCO2 22,4 44 mH ( trong A ) = mH (trong H2O) = 2 . m H 2O = 2 n H 2 O 18 Trang Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học mN ( trong A ) = 28.V N 2 22,4 = 28.n N 2 * 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) mC .100 %C = m A %O = ; m H .100 %H = m A ; %N = m N .100 mA mO .100 = 100% - ( %C + %H + %N ) mA 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 * Dựa vào tỷ khối hơi của chất hữu cơ (A) đối với khí B (dA/B ) hay không khí (dA/KK) MA = 29. dA/KK MA = MB . dA/B * 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)......... MA  22,4.m A V A (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) : 12 x y 16 z 14t M A     m C m H mO m N mA hay CxHyOzNt M 12 x y 16 z 14t     A %C % H %O % N 100 - Tính trực tiếp x , y , z , t từ tỷ lệ trên => công thức phân tử hợp chất (A) Trang Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học 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: y z y t CxHyOzNt + ( x  - )O2 t  x CO2 + H2O + N2 4 2 2 2 0 MA (g) 44x (g) 9y (g) 14t (g) mA (g) mCO2 mH2O mN2 44 x 9y 14t 2 2 2 M A => Tỉ lệ : m  m  m  m CO H O N A Từ MA = 12x + y + 16z + 14t => z = => x , y , t M A  (12 x  y  14t ) 16 => 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 CO 2 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 = 12 12 .mCO2  .6,6 1,8( g ) 44 44 ; mH = 2 2 .m H 2O  .3,6 0,4( g ) 18 18 Trang Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học => mO = mA - ( mC + mH ) = 3 - ( 1,8 + 0,4 ) = 0,8 (g) M A d A / H 2 .M H 2 30.2 60( g ) - Khối lượng mol của (A) : 12 x y 16 z M A    m C m H mO mA => x=3 , y=8 12 x y 16 z 60    20 1,8 0,4 0,8 3  , z=1 Vậy công thức phân tử của (A) là : C3H8O Cách 2 : - Phương trình phản ứng cháy tổng quát của (A) CxHyOz + ( x  Theo pt pứng : y z y 0 - )O2 t  x CO2 + H2O 4 2 2 MA (60g) Theo đề : 44x mA (3g) 44 x 9y 2 2 M A Ta có tỉ lệ : m  m  m CO H O A mà 9y mCO2 (6,6g) mH2O(3,6g)  44 x 9 y 60   20 6,6 3,6 3 MA = 12x + y + 16z => z = => x =3 , y = 8 M A  (12 x  y ) 16  z = 60  (12.3.  8) 1 16 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) : - Khối lượng mol của(A) : 22,4.m CxHy 22,4.3,2 A MA = V (lit )  4,48 16( g ) A Trang Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học - Ta có tỷ lệ : M 12 x y   A %C % H 100 12 x y 16   75 25 100  Vậy công thức của Hydrôcacbon (A) là: => x=1 , y=4 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 CTPT của hợp chất hữu cơ (A) . Giải - Phương trình phản ứng cháy tổng quát của (A) : y z y CxHyOz + ( x  - )O2 t  x CO2 + H2O 4 2 2 Theo ptpứng : 1(ml) Theo đề : Ta có : x 100(ml) 1 x y    100 200 2.200 0 y z - (ml) 4 2 250(ml) y z  4 2 250 x  x(ml) y (ml) 2 200(ml) 200(ml) 1 x 200   x 2 100 200 100 1 y 2.200   y 4 100 2.200 100 1  100 y z  4 2  250 2  4  y 2  1  z  z 1 250 100 4 2 2 x 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 : nCO  2 VCO2 22,4 - Số mol CnH2n+1COOH :  6,72 0,3(mol ) 22,4 7,4 nCn H 2 n 1COOH  14n  46 - Phương trình phản ứng đốt cháy axit đơn chức no: Trang Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học CnH2n+1COOH + ( 3n  1 0 ) O2 t  (n +1)CO2 + (n +1)H2O 2 1 (n +1) 7, 4 14n  46 0,3 - Theo phương trình phản ứng, ta có tỉ lệ: 7, 4 0,3  14n  46 n  1 ( Giải ra ta được kết quả: n = 2 ) - Vậy công thức của axit là: C2H5 - COOH 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= mC m H mO m N : : : => công thức đơn giản nhất ( CTĐGN ) 12 1 16 14 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 CxHy CxHyOz Điều kiện Ví dụ minh hoạ y  2x + 2 CTTN (A) : (CH3O)n => CnH3nOn x , y  0, nguyên 3n 2n + 2 => 1 n 2 , n nguyên Trang Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học y luôn chẳn => n = 1 , CTPT (A) : CH3O (loại , y lẻ) n = 2 , CTPT(A) : C2H6O2 (nhận) CxHyNt y  2x + 2+ t CxHyOzNt CTTN(A) : (CH4N)n => CnH4nNn x, y , t  0, nguyên 4n 2n  2  n  1 n 2 , nguyên y lẻ nếu t lẻ => n = 1 => y chẳn nếu t chẳn n = 2 => CH4N (loại) 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 = VCO2 22,4 .12  4,032 .12 2,16( g ) 22,4 vì (A) là Hydrôcacbon => m H = mA - mC = 2,64 - 2,16 = 0,48(g) - Dạng công thức của(A) : CxHy - Ta có tỷ lệ : x:y= mC m H 2,16 0,48 :  : 0,18 : 0,48 12 1 12 1 => x : y = 3 : 8 CTĐGN của (A) là: C3H8 => CTTN của (A): (C3H8)n Điều kiện : 8n 2.3n  2  n 1, vì n nguyên , > 0, - Vậy công thức phân tử của (A) là: hay C3nH8n buộc n = 1 . C3H8 2. Biến dạng 2: a) Đặc điểm bài toán : Trang Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học - 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 t  CO2 + 0 H2 O => 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 y của (A) : y CxHy + ( x  ) O2 t  x CO2 + H2O 4 2 0 - Ta luôn có phương trình toán học : nO2 (phản ứng cháy) = nCO2 + 1 nH2O 2 - Các khí và hơi đo ở cùng điều kiện, ta cũng có : VO2 (phản ứng cháy) = VCO2 + 1 VH2O (hơi) 2 c) Bài tập minh họa: - Đốt cháy hoàn toàn chất hữu cơ (A) cần vừa đủ 6,72 lít khí O 2 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 t  0 CO2 + H2O - Ta có: mA = ( mCO2 + mH2O ) - mO2 (phản ứng) Trang Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học 6,72 = ( 13,2 + 5,4 ) - ( 22,4 .32 ) = 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 = - Tổng: mCO2 13,2 .12  .12 3,6( g ) 44 44 ; mH = m H 2O 18 .2  5,4 .2 0,6( g ) 18 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 : 12 x y 16 z M A    m C m H mO mA => x = 1 ; y = 2 ;  12 x y 16 z 30    3,6 0,6 4,8 9 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 đề 1: HCHC (A) + O2 t0 CO2 H2 O Bình(1)H2SO4(đ) mB1 (tăng lên) Bình(2) d2 kiềm dư mB2 (tăng lên) + Yêu cầu : Xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ (A) - Cách giải : Tư mB1 (tăng lên) = mH2O ; mB2 (tăng lên) = mCO2 . Sau đó đưa bài toán về dạng cơ bản để giải . * Kiểu đề 2: HCHC + O2 t0 CO2 Bình d2 Ca(OH)2 hay Ba(OH)2 hấp thụ toàn bộ CO2 và H2O mBình (tăng lên) Trang Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học (A) H2 O 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 = 30 0;3(mol ) 100 ( Vận dụng phương pháp giải dạng cơ bản ) - Khối lượng các nguyên tố có trong (A): mH = - Tổng: m H 2O 18 .2  3,6 .2 0,4( g ) 18 ; mC = mCO .12 0,3.12 3,6( g ) 2 mC + mH = 3,6 + 0,4 = 4(g) < mA ( đem đốt ) Trang Một số kinh nghiệm giúp học sinh lập công thức hợp chất hữu cơ trong môn hoá học => 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: - Ta có tỉ lệ : CxHyOz 12 x y 16 z M A     m C m H mO mA 12 x y 16 z 104    3,6 0,4 6,4 10,4 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 2CO2 + Ba(OH)2   Ba(HCO3)2 (1) (2) Từ (1) ; (2) và đề bài cho : tổng nCO2 = nBaCO3 + 2nBa(HCO3)2 = 5,91 6,475 2 0,03  0,05 0,08(mol ) 197 259 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 m H 2O 18 2 1,08 0,12( g ) 18 Trang