Tài liệu Một số phương pháp giải bài tập lập công thức phân tử cho học sinh trung học phổ thông

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 1 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ CHO HỌC SINH THPT Người thực hiện : Nguyễn Thị Hương Chức vụ : Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực: Hoá học THANH HÓA NĂM 2013 1 Mục lục Trang A. Đặt vấn đề 1 B. Giải quyết vấn đề 1 I. Cơ sở lí luận 1 II. Thực trạng 2 III. Giải pháp khắc phục và tổ chức thực hiện IV. Kiểm nghiệm 2 15 C. Kết luận 15 Tài liệu tham khảo 1. Sách Hoá học Lớp 11 - NXB GD 2. Rèn luyện kĩ năng giải toán hoá học lớp 10 – Ngô Ngọc An 3. Rèn luyện kĩ năng giải toán hoá học lớp 11 – Ngô Ngọc An 4. Rèn luyện kĩ năng giải toán hoá học lớp 12 – Ngô Ngọc An 5. Đề thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học cấp Tỉnh, cấp Quốc gia các năm. 2 A. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong học tập hoá học, việc giải bài tập có một ý nghĩa rất quan trọng. Ngoài việc rèn luyện kỹ năng vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động; bài tập hoá học còn được dùng để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng về hoá học. Thông qua giải bài tập, giúp học sinh rèn luyện tính tích cực, trí thông minh, sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú trong học tập. Trong công tác giảng dạy hoá học theo phương pháp đổi mới hiện nay, nhiệm vụ chính của giáo viên là dẫn dắt học sinh tiếp thu các kiến thức cơ bản, rèn luyện các kỹ năng, thao tác thực hành thí nghiệm, giúp học sinh nắm vững kiến thức sách giáo khoa. Song bên cạnh đó, một nhiệm vụ không kém phần quan trọng là đào tạo và bồi dưỡng nhân tài cho đất nước. Nhiệm vụ đó được cụ thể bằng các kì thi ĐH – CĐ và kì thi học sinh giỏi các cấp hàng năm. Cấu trúc các đề thi ĐH – CĐ và học sinh giỏi chủ yếu là câu hỏi và bài tập nâng cao, nhằm chọn đúng đối tượng học sinh khá giỏi, các bài tập nâng cao có thể phát triển ở nhiều dạng. Trong số đó, một dạng bài tập mà ta thường xuyên gặp là “ xác định công thức hoá học của chất”. Để giúp học sinh biết cách phân chia đề ra từng dạng nhỏ và định hướng được cách giải dạng bài tập này, tôi mạnh dạn đưa ra một số phương pháp giải bài tập lập công thức phân tử dựa vào thành phần định lượng để HS tham khảo, khắc phục thiếu sót và rèn luyện kỹ năng khi làm bài tập . Vận dụng được các phương pháp này sẽ giúp cho quá trình giảng dạy và học tập môn hoá học được thuận lợi hơn rất nhiều, nhanh chóng có kết quả để trả lời câu hỏi TNKQ và các bài tập tự luận. B - GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I. CƠ SỞ LÍ LUẬN Dạng bài tập “ xác định công thức hoá học của chất” có thể gặp ở chương trình lớp 10, 11, 12. Trong quá trình giảng dạy ở các khối lớp, tôi nhận thấy khi học sinh làm dạng bài tập này, các em chưa biết cách giải theo phương pháp mà chỉ quen làm thế nào để tìm ra đáp số, điều đó rất phiến diện , thiếu hiệu quả, không đảm bảo chất lượng. Do đó, với kinh nghiệm một số năm giảng dạy ở trường phổ thông tôi đã có định hướng tìm tòi, rút kinh nghiệm, chọn lọc các phần lí thuyết và bài tập liên quan giúp học sinh giải quyết một trong các bế tắc trên, đó là luyện cho học sinh biết cách viết phương trình phản ứng và biết cách khai thác đề bài, suy luận logic các vấn đề. Để làm tốt dạng bài tập này, học sinh cần phải làm lần lượt các bước sau: - Bước 1: Phân tích định tính nguyên tố nhằm xác định các nguyên tố có mặt trong hợp chất . 3 - Bước 2: Phân tích định lượng nhằm xác định tỉ lệ khối lượng ( hàm lượng) các nguyên tố trong hợp chất. II. THỰC TRẠNG Khi làm dạng bài tập “ xác định công thức hoá học của chất” học sinh vẫn gặp nhiều vướng mắc. Tôi đã tiến hành khảo sát về chất lượng làm bài dạng này khi chưa áp dụng đề tài này vào giảng dạy ở lớp 11C4 trường THPT Triệu Sơn I như sau : 1. Đối với bài tập cơ bản: Cách giải khoa học Cách giải không khoa Không giải được Số lượng và đúng kết quả 6 học nhưng đúng kết quả 14 và giải sai 26 Tỉ lệ % 13% 30,4% 56,6% 2. Đối với bài tập nâng cao: Cách giải Cách giải không Không giải được và giải khoa học nhưng sai đúng kết quả khoa học và đúng kết quả Số lượng 2 8 36 Tỉ lệ % 4,3% 17,4% 78,3% Một số nguyên nhân cơ bản là : - Việc nắm kiến thức cơ bản của học sinh còn chưa chắc chắn. - Đây là dạng bài tập khó không có cách giải mẫu mực. - Khả năng tư duy suy luận logic của học sinh còn chưa cao, có thói quen suy nghĩ theo lối mòn hay cứ chờ đợi sự gợi ý của giáo viên. - Kỹ năng giải bài tập dạng này chưa cao. III. GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN 4 Để khắc phục các hạn chế trên , trước hết cần yêu cầu học sinh nắm vững kiến thức cơ bản, rèn luyện cho học sinh kỹ năng giải bài tập. Theo tôi nên phân chia thành những dạng nhỏ để học sinh dễ tiếp cận nắm được cách giải cụ thể. Đối với dạng bài tập này, tôi chia thành 2 dạng nhỏ như sau: - Dựa vào thành phần định lượng để xác định các chất trên chuỗi phản ứng biểu diễn bằng các chữ cái A, B, C… - Phân tích định lượng, dựa vào phản ứng hoá học để xác định một (hoặc vài chất) trong hỗn hợp. * Đối với học sinh, tôi yêu cầu : - Nắm vững tính chất lý hoá học của các chất đã học. - Nắm chắc cách giải bài tập cơ bản. - Chịu khó tư duy logíc – sáng tạo khi giải. Vận dụng linh hoạt nhiều phương pháp giải. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN Dạng 1: Dạng bài tập dựa vào thành phần định lượng để xác định các chất trên chuỗi phản ứng biểu diễn bằng các chữ cái A, B, C… Cách giải: - Dựa vào dữ kiện đề cho, đặc biệt lưu ý đến tỉ lệ về lượng để lập ra sơ đồ mối quan hệ giữa các chất, tính toán định lượng liên quan. - Phân chia trường hợp ( kết hợp với phân tích định tính) để loại trừ các hợp chất có liên quan, tìm ra tên các chất. - Viết phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa các chất. Bài tập 1: Kim loại A phản ứng với phi kim B tạo hợp chất C màu vàng cam. Cho 0,1 mol hợp chất C phản ứng với CO2 ( dư) tạo thành chất D và 2,4 gam B. Hoà tan hoàn toàn D vào nước, dung dịch D phản ứng hết với 100ml dung dịch HCl 1M giải phóng 1,12 lít khí CO2 (đktc). Hãy xác định A, B, C, D và viết các phương trình phản ứng xảy ra. Biết hợp chất C chứa 45,05%B theo khối lượng; hợp chất D không bị phân tích khi nóng chảy. Hướng dẫn: 1,12  0,05  mol  22,4 Dung dịch D phản ứng hết với 0,1 mol HCl giải phóng khí CO2 � nH  : nCO2  0,1: 0,05  2 :1 Ta có : nHCl = 0,1 (mol) và nco2  Suy ra hợp chất D là muối cacbonat kim loại, hợp chất D không bị phân tích khi nóng chảy, vậy D là cacbonat kim loại kiềm. 5 2H   CO32 �� � H 2O  CO2 C  CO2 �� �D  B � C là peoxit hay supeoxit, B là oxi. Gọi công thức hoá học của C là AxOy. Lượng oxi trong 0,1 mol C (AxOy) là: 3,2 �100 16 �0,05  2,4  3,2  gam  , mC   7,1 gam  45,05 7,1 � MC   71 g / mol  � mA trongC   7,1  3,2  3,9  gam  0,1 3,9 3,2 : � M A  39  gam  Lập tỉ lệ x : y = M A 16 Vậy A là K, B là O2 ; C là CO2, D là K2CO3 Các phương trình phản ứng: K  O2 �� � KO2 4 KO2  2CO2 �� � 2 K 2 CO3  3O2 � K 2 CO3  2 HCl �� � 2 KCl  H 2O  CO2 Bài tập 2: Khi nung nóng một lượng chất rắn A tạo ra 0,6 gam chất rắn B và khí C. Sản phẩm B của sự phân huỷ được mang hoà tan hoàn toàn vào nước tạo ra dung dịch có chứa 0,96 gam chất G. Sản phẩm khí C cho đi qua dung dịch chất D dư tạo ra 2,96 gam chất E. Khi cho tương tác dung dịch nước của chất này với chất G tạo ra chất A và D. Hãy cho biết các chất A, B, C, D, E, G là những chất nào? Viết phương trình phản ứng minh hoạ. Hướng dẫn : - Giáo viên hướng dẫn cho học sinh phân tích đề, ví dụ : nhiệt phân chất A  B (rắn) + C (khí), thì A thuộc loại hợp chất nào ? (A phải là muối bị phân huỷ). Hơn nữa B + H2O  dung dịch G ( suy ra B là oxit bazơ và C là oxit axit). B là oxit của nhóm kim nào ? (B phải là oxit của kim loại kiềm hoặc kiềm thổ, vì các bazơ khác không tan), d2 G thuộc loại hợp chất nào? ( d2 kiềm). - Lập sơ đồ định lượng: A o t �� � 0,6 gam oxit bazơ + oxit axit C +d2 D dư +H2O 0,96 gam d2 chất G 2,76 gam d2 chất E 6 ( kiềm) A + D - Vì B có 2 khả năng nên chia trường hợp : * Trường hợp 1: B là oxit của kim loại kiềm. + Kí hiệu B là M2O + Viết phương trình ( M2O + H2O  2MOH ) + Suy nghĩ gì về lượng của B và G Tìm được lượng H2O 1mol M2O  1 mol H2O nM 2O  nH 2O  M M 2O  0,96  0,6  0,02mol 18 0,6  30 � M  7 � Liti 0,02 + Lập tỉ lệ số mol theo lượng H2O + Từ số mol , khối lượng B tìm ra M. * Trường hợp 2: B là oxit của kim loại kiềm thổ. Kí hiệu : MO Làm tương tự trường hợp 1  M = 14 ( loại) Vậy A là muối của liti, nhưng A thoả mãn những muối nào? ( A có thể là Li2CO3 hoặc Li2SO3, vì các muối còn lại của Li không phân huỷ)  các chất B, C, G ? B là Li2O có số mol n = 0,02 mol, C + Dung dịch D tác dụng được với CO2. là CO2 hoặc SO2 có n = 0,02 mol  nA = 0,02 mol ( hoặc SO2) thì D là những chất nào? + Xét các trường hợp của C và D. D là kiềm hoặc muối ( CO32 , SO32 Gồm các trường hợp sau : tan) Gọi M là nguyên tố kim loại trong dd D có hoá trị n. 1) M(OH)n + CO2  2) M(OH)n + SO2  3) M2(CO3)n + CO2 + H2O  4) M2(CO3)n + SO2 + H2O  Khi xét các trường hợp trên, dựa vào lượng của C và D, suy ra khối lượng mol của kim loại M. + Ví dụ xét trường hợp 1: 2M(OH)n + nCO2  M2(CO3)n + nH2O 7 nCO2  0,02(mol ) � nM 2 (CO3 )n  0,02 (mol ) n Ta có: M m 2,76 � 2M  60n   138 � M  69  30n n 0,02 n 1 � � �M  39 � kali * n=2 ; 3 đều loại + Các trường hợp còn lại xét tương tự , kết quả đều không phù hợp suy ra D là KOH, E là K2CO3. + Các phản ứng xảy ra là: to Li2CO3 �� (1) � Li2O + CO2 Li2O + H2O  LiOH (2) CO2 + 2KOH  K2CO3 + H2O (3) K2CO3 +2 LiOH  Li2CO3 + 2KOH (4) Vì Li2CO3 ít tan hơn K2CO3 nên phản ứng (4) xảy ra. Dạng 2: Xác định công thức của một chất dựa vào kết quả phân tích định lượng ( biết thành phần % của các nguyên tố) Cách giải : Một hợp chất vô cơ AxByCz có chứa % về khối lượng của A là a%, % về khối lượng của B là b%, % về khối lượng của C là c%. Ta có tỷ lệ về số mol các nguyên tố: a b c x: y:z  : : M A M B MC Trong đó MA, MB, MC là khối lượng mol nguyên tử các nguyên tố. Với các hợp chất vô cơ tỷ lệ tối giản của x, y, z thường cũng là giá trị các chỉ số cần tìm. Bài tập 3: Phân tích một hợp chất vô cơ A có thành phần % theo khối lượng của đồng là 40%, lưu huỳnh là 20% và oxy là 40%. Xác định công thức hoá học của A Hướng dẫn: Vì %Cu + %S + %O = 100% 8  A chỉ chứa các nguyên tố Cu, S, O Gọi công thức của A là : CuxSyOz %Cu % S %O 40 20 40 x: y:z  : :  : :  0,625 : 0,625 : 2,5  1:1: 4 M Cu M S M O 64 32 16 Vậy A có công thức hoá học là CuSO4 Bài tập 4: Đốt cháy hoàn toàn 13,6g hợp chất B , thì thu được 25,6g SO2 và 7,2g H2O. Xác định công thức hoá học của B. Hướng dẫn: Hợp chất B có nguyên tố S, H và có thể có O ( vì khi đốt cháy B tạo ra CO2 và H2O). Theo đề ta có khối lượng S và H là : 25,6 nso2   0,4(mol )  nS � mS  0,4 �32  12,8( gam) 64 7,2 nH 2O   0,4(mol ) � nH  0,8(mol ) � mH  0,8 g 18 Ta có : mS + mH = 13,6 = mB Vậy trong B không có oxy Gọi công thức của B là HxSy. x : y = 0,8 : 0,4 = 2 : 1 Vậy công thức của B là H2S Dạng 3: Dạng bài tập xác định công thức phân tử của một chất dựa vào sự phân tích định lượng. Cách giải : - Bước 1: lập công thức tổng quát dạng AxByCz... - Bước 2 : dựa vào các dữ kiện ( chủ yếu đến các thành phần định tính của đề, biện luận để xác định dạng của hợp chất cần tìm) - Bước 3 : dựa vào thành phần định lượng, biện luận chia trường hợp để loại trừ các hợp chất có liên quan. - Bước 4 : dựa vào tỷ lệ về lượng để lập ra công thức cần tìm. Ngoài 4 bước cơ bản trên, trong quá trình làm bài tập cần phải linh hoạt để khai thác các dữ kiện và kết hợp nhiều phương pháp mang tính sáng tạo để giải. Bài tập 5: Hai nguyên tố A,B có các oxit ở thể khí tương ứng là AOn, AOm, BOn, BOi. Hỗn hợp gồm x phân tử gam AOn và y phân tử gam AOm có khối lượng phân tử trung bình là 37,6. Hỗn hợp gồm y phân tử gam AOn và x phân tử gam AOm có khối lượng phân tử trung bình là 34,4. Biết tỉ khối hơi của BOn so với BOi là 0,8 và x < y. a) Xác định các chỉ số n, m, i và tỉ9 số x/y. b) Xác định các nguyên tố A, B và các oxit của chúng. Hướng dẫn: a) - Xác định các chỉ số n, m, i Đặt khối lượng mol nguyên tử của 2 nguyên tố A, B lần lượt là A, B.  Hỗn hợp I: x mol AOn và y mol AOm có khối lượng phân tử trung bình là M1 x( A  16n)  y ( A  16m) M1   37,6 x y 16(nx  my ) (1) � A  37,6 x y  Hỗn hợp II: x mol AOm và y mol AOn có khối lượng phân tử trung bình là M2 y ( A  16n)  x ( A  16m) M2   34,4 x y 16( mx  ny ) � A  34,4 (2) x y � (1)  (2) 16(nx  my  mx  ny )  3,2 x y (m  n)( y  x) �  0,2 x y Vì x + y > o và x< y ( theo đề ra) Nên m – n > 0 � m > n  Tỉ khối hơi của BOm so với BOi : B  16m d  0,8 B  16i B  16m � 1� m  i B  16i So sánh (a), (b) ta có: n < m < i Các oxit ở thể khí thường có dạng tổng quát XOK trong đó : 1 �K �3  1 �� n  m i 3 n 1; m 2; i 3 10 (3) (a) (4) (b) - Tìm tỉ số x/y Thay n=1; m=2 vào (2) ta có : yx x 2  0,2 � 0,8 y  1,2 x �  x y y 3 b) Xác định A, B và các oxit của chúng 2  Thay n = 1; m = 2 và x  y vào (1) thì được A = 12. Vậy A là cacbon 3  Thay m = 2 và i = 3 vào (4) thì được B= 32. Vậy B là lưu huỳnh Vậy các oxit tương ứng của A là : CO và CO2 các oxit tương ứng của B là SO2 và SO3 Bài tập 6: Hoà tan m(g) kim loại R trong dd HCl dư thu được dd A và 1,12 lít khí H2 (đktc). Xử lí A ở điều kiện thích hợp thu được 9,95 gam muối B duy nhất. Thêm từ từ KOH dư vào dd A rồi lọc kết tủa đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được (m+1,2) gam chất rắn D. Đem hoà tan lượng D này trong dd H2SO4 loãng, vừa đủ, được dd E. Xử lí E ở điều kiện thích hợp thu được 14,05gam muối G duy nhất. Xác định R, B và G. Hướng dẫn: n H2 � 2 KOH + HCl  KCl + H2O RCln + nKOH  R(OH)n + nKCl mn O2  R2Om + nH2O 2R(OH)n + 2 R2Om + mH2SO4  R2(SO4)m + mH2O Phản ứng: R + 2nHCl  RCln + Ta có: nelecttronH 2  2 �0,05  0,1(mol ) 1,2 nelectronO  2 �  0,15(mol )  0,1 16 � R có sự thay đổi số oxi hoá : m > n � Chọn giá trị phù hợp : n = 2; m = 3 R2 ( SO4 )3 .aH 2O �� � 2 RCl2 �� �2H 2 � 14,05  0,025(2 R  288  18a) Lập bảng giá trị � a = 9, R = 56 (Fe) Vậy R là Fe và G là Fe2(SO4)3.9H2O Với RCl2 � H 2 � B là RCl2.bH2O Mà 9,95 = 0,059(R + 71 + 18b) 11 Thế R = 56, b = 4 � B : FeCl2.4H2O Dạng 4: Tìm công thức hoá học của một chất dựa vào phương trình phản ứng hoá học. Cách giải: - Đặt công thức của chất đã cho. - Gọi x là số mol chất nói trên đã dùng. Viết phương trình phản ứng, đặt x vào phương trình và tính số mol các chất có liên quan. - Lập hệ phương trình, giải hệ. Bài tập 7: Khử 3,48gam một oxit kim loại M cần dùng 1,344 lít H2 ( đktc). Toàn bộ lượng kim loại M thu được tác dụng với dung dịch HCl dư cho 1,008 lít H2 (đktc). Tìm kim loại M và oxit của M. Hướng dẫn : Đặt công thức oxit kim loại M là MxOy với số mol là a. Phương trình phản ứng: to MxOy + yH2 �� (1) � xM + yH2O a ay ax 2M + 2nHCl �� (2) � MCln + nH2 n ax ax 2 Số mol H2 ở phản ứng (1) : 1,344 nH 2 (1)   0,06(mol )  ay � ay  0,06 (I) 22,4 Số mol H2 ở phản ứng (2) : 1,008 xan nH 2 (2)   0,045(mol )  � xan  0,09 (II) 22,4 2 3,48 � 16ay  xaM  3,48 mà ta có a  (III) M x  16 y 0,09  16.0,06  3,48 hay M = 28n thế (I), (II) vào (III) � M n n M 1 28 (loại) 2 3 56 (Fe)nhận 84(loại) � M là Fe � công thức của oxit sắt: FexOy x 3 ay 0,06  Từ (I) và (II) ta có tỉ lệ : hay  ax2 0,09 y 4 12 Vậy công thức của oxit kim loại là Fe3O4. Bài tập 8: Có một dung muối clorua kim loại . Cho một tấm sắt nặng 10gam vào 100ml dung dịch trên, phản ứng xong khối lượng tấm kim loại là 10,1 gam. Lại bỏ một tấm Cadimi 10 gam vào 100ml dung dịch muối clorua kim loại trên, phản ứng xong khối lượng tấm kim loại là 9,4 gam. a) Xác định công thức phân tử muối clorua kim loại. b) Nồng độ mol dung dịch muối clorua kim loại. Hướng dẫn: a) Nhận xét : khi 2 kim loại có cùng hoá trị, tác dụng với cùng một lượng muối, điều đó có nghĩa là số mol 2 kim loại tác dụng là như nhau. nFe + 2MCl  nFeCl2 + 2M 2x 2x mol mol x mol n n 2x M  56 x  0,1 (1) n nCd + 2MCln  nCdCl2 + 2M 2x mol x mol n 2x 112 x  M  0,6 (2) n Lấy phương trình (1) + (2) ta có : x = 0,0125 Thay giá trị x = 0,0125 vào phương trình (1), rút ra: M = 32n n = 1  M = 32 (loại) n = 2  M = 64 ( nhận) n = 3  M = 96 ( loại) Vậy muối có công thức phân tử CuCl2 2x nCuCl2   0,0125 n b) 0,0125 �1000  0,125M  CuCl2   100 Dạng 5: Lập công thức phân tử của hợp chất hữu cơ gồm các nguyên tố C, H, O, N. - Đốt cháy ( hay phân tích) a gam một hợp chất hữu cơ A gồm các nguyên tố C, H, O, N ta thu được b gam CO2 , c gam H2O và V lít khí N2. Lập công thức phân tử của A, biết khối lượng mol phân tử của A là MA. - Để giải bài toán này ta có thể chọn 1 trong các cách sau: 13 Cách 1: Công thức phân tử của hợp chất A có dạng CxHyOzNt Tính %C, %H, %O, %N mCO2 .12.100% 3b.100% %C   44mA 11a c.100% 9 m .100% 28.V mN  � %N  N 22,4 mA %H  %O  100  (%C  % H  % N ) MA 12 x y 16 z 14t     Lập tỉ lệ %C % H %O % N 100% Suy ra x, y, z, t %C %O % N x : y : z :t  : %H : :  p:q:r:s Hoặc: Lập tỉ lệ 12 16 14 Trong đó p, q, r, s là tỉ lệ số nguyên tối giản nhất � Công thức đơn giản nhất của A là (CpHqOrNs)n, dựa vào MA tìm được giá trị của n, từ đó rút ra công thức phân tử của A. Cách 2: 28V 12.mCO2 3b c mH  Tính mC  ; ; mN   22,4 9 44 11 mO  a  (mC  mH  mN ) 12 x y 16 z 14t M A     Lập tỉ lệ suy ra x, y, z, t. mC mH mO mN a Cách 3: Dựa vào phương trình phản ứng cháy tổng quát: y z y t C x H y Oz N t  ( x   )O2 �� � xCO2  H 2O  N 2 4 2 2 2 Dựa vào dữ kiện bài toán đưa về số mol, lập tỉ lệ tương đương suy ra x, y, z. Cách 4: Kết hợp biên luận khi đề cho thiếu dữ kiện, lúc đó cần lưu ý một số điểm sau: * Tổng hoá trị của các nguyên tố phải chẵn. Ví dụ: với công thức CxHyOz thì 4x + y + 2z phỉa chẵn. * Đối với dạng CxHyOz thì y chẵn và y �2x + 2. 2  �(i  2).Si * Độ bất bão hoà  của phân tử :  �0 với   với Si là số 2 nguyên tử của nguyên tố có hoá trị i tương ứng. 14  chính là số liên kết pi ( ) hoặc số vòng trong cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ. Bài tập 9: Đốt cháy hoàn toàn 0,295g chất hữu cơ A thu được 0,44g CO2 và 0,225g H2O. Trong một thí nghiệm khác, phân tích một khối lượng chất A như trên cho 55,8cm3 N2 ( đktc). Tỉ khối hơi của A so với không khí là 2,04. Lập công thức phân tử của A. Hướng dẫn: Cách 1: Phân tử lượng A: MA= 2,04 �29=59 đvC Tính khối lượng các nguyên tố có trong 0,295g A. 12 �0,44 mC   0,12 g ; 44 2 �0,225 55,8 mH   0,025 g ; mN  28 �  0,07 g 18 22400 mO = 0,295 – ( 0,12 + 0,025 + 0,07) = 0,08g Đặt công thức tổng quát của A là CxHyOzNt 0,12 0,025 0,08 0,07 x : y : z :t  : : : 12 1 16 14 Ta có  0,01: 0,025 : 0,005 : 0,005 =2 :5 : 1 : 1 Công thức thực nghiệm A : (C2H5ON)n Dựa vào MA= 59 suy ra n = 1 Vậy công thức phân tử của A là C2H5ON. Cách 2: Tính trực tiếp khi biết M 12 x y 16 z 14t M     Ta có: mC mH mO mN a Thay số vào: 12 x y 16 z 14t 59     0,12 0,025 0,08 0,07 0,295 � x  2; y  5; z  1; t  1 Công thức phân tử của A là : C2H5ON Cách 3: Tính trực tiếp từ khối lượng sản phẩm cháy. Theo sơ đồ: Cx H y Oz Nt  ( x  59g 0,295g y z y t  )O2 �� � xCO2  H 2 O  N 2 4 2 2 2 44x 0,44 15 9y 0,225 14t 0,07 Ta có: 59 44 x  �x2 0,295 0,44 59 9y  � y5 0,295 0,225 59 14t  �t 1 0,295 0,07 C2 H 5 Oz N  59 � z  1 Công thức phân tử của A là C2H5ON. Bài tâp 10: Hợp chất hữu cơ X có chứa ba nguyên tố C, H, O và có khối lượng phân tử là 60. Tìm công thức phân tử của A. Hướng dẫn: Đặt công thức phân tử của A là CxHyOz. Ta có : 12x + y +16z = 60 Điều kiện: x, y, z nguyên dương; y �2x + 2, y chẵn. Do bài toán có 3 ẩn, nhưng chỉ có 1 dữ kiện nên phải dùg phương pháp biện luận. Từ các điều kiện trên ta có: 60  12  2 z � z  2,875 16  z = 1 � 12x + y = 44 44  2 2 x 3,5 Do y � 12 ۳ 12 x 2 x 2 x 3 Và y �2x�2�44 Nên chọn x = 3 � y = 8 Vậy công thức của A là C3H8O.  z = 2 � 12x + y = 28 Tương tự có nghiệm x = 2; y = 4 � công thức phân tử của A là C2H4O2. Vậy công thức phân tử của A là C3H8O hoặc C2H4O2. Một số bài tập tương tự học sinh tự giải: Bài tâp 11: Đốt cháy hoà toàn 6,66g chất X 9,072 lít oxi ( đktc). Sản phẩm cháy được dẫn qua bình (1) đựng H2SO4 đặc, bình (2) đựng Ca(OH)2 dư thấy bình (1) tăng 3,78g, bình (2) tăng m gam và có a gam kết tủa, MX < 250. Tính m, a và công thức phân tử của X. 16 Bài tập 12: Đốt cháy hoàn toàn 0,9g chất hữu cơ A ( chứa C, H, O) thu được 0,672 lít khí CO2 ( đktc) và 0,54 gam H2O. Tỉ khối hơi của A so với oxi bằng 2,8125. Tìm công thức phân tử của A. IV. KIỂM NGHIỆM Sau thời gian áp dụng đề tài này vào giảng dạy ở lớp 11C4 tôi thấy chất lượng học sinh được nâng cao lên rõ rệt. 1. Đối với bài tập cơ bản: Hiểu và giải thành Biết cách giải nhưng chưa Chưa biết cách Số lượng thạo 28 thành thạo 12 giải 6 TØ lÖ % 60,8% 26,1% 13,1% Hiểu và giải thành Biết cách giải nhưng chưa Chưa biết cách Số lượng thạo 10 thành thạo 21 giải 15 TØ lÖ % 21,7% 45,7% 32,6% 2. Đối với bài tập nâng cao: C. KẾT LUẬN Nhờ áp dụng những kinh nghiệm giảng dạy nêu trên, tôi nhận thấy đã giúp các em học sinh xây dựng được phương pháp giải các dạng bài tập dạng " Xác định công thức hoá học của chất", tạo ra được hứng thú trong các giờ học hoá, nhất là giờ bài tập. Đồng thời dẫn dắt các em học sinh từng bước quen dần với thói quen phải lập luận, tư duy logic khi giải toán hoá. Khi các em nắm vững kiến thức cơ bản, các em sẽ vận dụng tốt khi làm bài tập trắc nghiệm ( có tốc độ làm bài tập nhanh và độ chính xác cao). Các em có điều kiện tiếp cận với các bài thi ĐH – CĐ – THCN. - Kiến thức của học sinh ngày càng được củng cố và phát triển sau khi hiểu nắm vững được cách xác định công thức hoá học của chất. - Trong quá trình tự học, học sinh tự tìm tòi, phát hiện được nhiều cách xác định công thức hoá học khác nhau của cùng một hợp chất. - Kết quả qua các cuộc thi học sinh giỏi, thi tốt nghiệp THPT , thi học kì và các bài kiểm tra học sinh đã đạt được kết quả rất cao. 17 Do năng lực và thời gian có hạn, đề tài có thể chưa bao quát hết được các cách xác định công thức hoá học của chất . Các ví dụ được đưa ra trong đề tài có thể chưa thực sự điển hình nhưng vì lợi ích thiết thực của việc nắm vững cách xác định công thức hoá học của chất trong công tác giảng dạy và học tập nên tôi mạnh dạn viết, giới thiệu với các thầy cô và học sinh tham khảo. Rất mong sự đóng góp ý kiến bổ sung cho đề tài để thực sự góp phần giúp học sinh học tập ngày càng tốt hơn. Xin chân thành cảm ơn. XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hoá,ngày10 tháng 5 năm 2013 Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết, không sao chép nội dung của nguời khác. Người viết NguyÔn ThÞ H¬ng 18 19