Phương pháp giải một số bài toán hỗn hợp hiđrocacbon dành cho học sinh trung học cơ sở
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Phương pháp giải một số bài toán hỗn hợp hiđrocacbon dành cho học sinh trung học cơ sở, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn hãy click vào nút TẢi VỀ
PHẦN I: MỞ ĐẦU I. LÍ DO CHỌN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM. Trong hệ thống giáo dục phổ thông của nước ta hiện nay được chia ra nhiều môn học. Mỗi môn học học sinh được tiếp cận ở những thời điểm và lượng kiến thức khác nhau. Trong ban khoa học tự nhiên, Hoá học là bộ môn mà học sinh được học khá muộn. Mãi đến năm học lớp 8 của chương trình trung học cơ sở các em mới chính thức được tiếp thu kiến thức môn học này một cách có hệ thống. Chính vì vậy mà phần lớn học sinh cảm thấy rất bỡ ngỡ và khó tiếp thu kiến thức của môn học này. Một bộ phận các em còn cảm thấy sợ khi học môn này vì cho rằng nó rất khô khan, kiến thức không logic và bài tập thường khó hiểu. Tuy nhiên, cũng có nhiều học sinh yêu thích và cảm thấy hứng thú, say mê trong học môn này. Giải các bài tập hóa học là một biện pháp rất quan trọng để củng cố và nắm vững lý thuyết, các định luật, các khái niệm và tính chất hóa học của các chất. Nhưng trong thực tế môn học khi giảng dạy thì số tiết tiết bài tập và luyện tập ít nên thời gian giải bài tập trên lớp của các em không nhiều. Bản thân học sinh hầu như chưa nắm vững cách giải và hệ thống hóa được các dạng bài tập. Vì thế các em rất khó tự học và giải các bài tập ở nhà nhất là các bài tập của học sinh lớp 9. Dẫn đến việc không muốn học và ít làm bài tập. Chỉ học những lí thuyết suông, không đáp ứng được những yêu cầu do môn Hóa học đề ra, dần dần các em cảm thấy sợ học môn Hóa học. Là giáo viên dạy Hóa học nhiều năm, tôi luôn băng khoăn và rất trăn trở về vấn đề này! Từ những yêu cầu cấp bách nêu trên, tôi thiết nghĩ cần phải có những bộ tài liệu hay hệ thống hóa được các dạng bài tập học sinh hay gặp và phương pháp giải các dạng bài tập cơ bản ở bậc trung học cơ sở nhằm giúp các em có thể tự học, tự giải bài tập ở nhà và đồng thời góp phần nâng cao chất lượng học tập môn Hóa học của học sinh nhất là học sinh lớp 9. -1- II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU. Hóa học hữu cơ là một trong những nội dung quan trọng của môn Hóa học mà phần này các em lớp 9 bắt đầu được làm quen và tiếp xúc. Đây là phần gồm nhiều kiến thức học sinh mới bắt đầu làm quen, nhiều dạng bài tập mới đòi hỏi tư duy logic, suy luận và tổng hợp từ những kiến thức riêng lẻ nên việc định dạng bài tập để tìm ra hướng giải đúng và nhanh là hết sức khó khăn đối với học sinh. Hiện nay, có nhiều tài liệu về bài toán hiđrocacbon nhưng chưa có tài liệu nào có chuyên đề về hỗn hợp hiđrocacbon đầy đủ các dạng bài toán mà học sinh khối 9 cần nghiên cứu và học tập. Trước thực tế đó qua nhiều năm giảng dạy tôi đã đúc kết và xây dựng nên kinh nghiệm “Phương pháp giải một số bài toán hỗn hợp hiđrocacbon dành cho học sinh trung học cơ sở”. Đây cũng là một trong những dạng bài tập chính của phần Hóa học hữu cơ. Mặc dù bản thân đã rất cố gắng tìm tòi kiến thức và tham khảo rất nhiều tài liệu nhưng do thời gian đầu tư biên soạn chưa nhiều, kiến thức của bản thân còn hạn hẹp nên đề tài này không tránh khỏi những thiếu sót ngoài ý muốn. Rất mong sự góp ý của quý đồng nghiệp để bài viết của tôi được hoàn thiện hơn. III. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU. Thông qua sáng kiến kinh nghiệm đã lựa chọn để tìm ra những dạng bài tập phù hợp với lứa tuổi học sinh trung học cơ sở đưa vào làm đối tượng nghiên cứu. Lựa chọn những bài tập điển hình của từng dạng bài sau đó vận dụng những kiến thức để đưa ra phương pháp giải phù hợp nhất. Thông qua mỗi bài tập được nêu trong tài liệu để học sinh có thể vận dụng giải các bài tập khác. Khái quát được những kết quả đạt được khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm trong thực tiễn giảng dạy cũng như hạn chế còn tồn tại. -2- IV. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU. Do công việc nên thời gian có hạn, tôi chỉ đưa ra một số dạng bài toán hỗn hợp hiđrocacbon cơ bản sau: - Bài toán đốt cháy hỗn hợp hiđrocacbon. - Bài toán hỗn hợp hiđrocacbon phản ứng với dung dịch brom. - Bài toán về một số trường hợp biến dạng khác. V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Phương pháp tham khảo tài liệu: Nghiên cứu một số tài liệu về phương pháp giải các bài toán có liên quan đến phạm vi nghiên cứu, các định luật Hóa học. Phương pháp trao đổi kinh nghiệm: Tiến hành trao đổi kinh nghiệm, học hỏi từ đồng nghiệp, các kiến thức có liên quan đến việc nghiên cứu và tích lũy qua các tiết dự giờ của đồng nghiệp. VI. NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM. Do hạn chế về thời gian và nguồn lực nên về mặt không gian đề tài này chỉ nghiên cứu giới hạn trong phạm vi trường. Về mặt kiến thức kỹ năng, đề tài chỉ nghiên cứu một số dạng bài toán hỗn hợp hiđrocacbon. Với tài liệu này chúng ta có thể dùng làm tài liệu tham khảo cung cấp kiến thức cơ bản về một số dạng bài toán hỗn hợp hiđrocacbon và phương pháp giải cho học sinh đang học. Đặc biệt là các em học sinh khối 9 và giáo viên đang dạy bộ môn Hóa học. Cung cấp một số kĩ năng khi giải bài toán hỗn hợp hiđrocacbon có tính khoa học, logic và sáng tạo cho học sinh trung học cơ sở. Giúp học sinh nhận dạng, giải thành thạo một số dạng toán thường gặp trong kiểm tra hay thi thuyển sinh. Từ đó tạo cho học sinh tự tin, hứng thú và say mê khi học môn Hóa học. -3- PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ. Chương I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN. I. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM. Để giải tốt các dạng bài tập, đòi hỏi học sinh phải nắm vững các khái niệm cơ bản và nội dung lí thuyết quan trọng về Hóa học ở cấp bậc trung học cơ sở. Trong đó có phần lý thuyết về hiđrocacbon, đồng thời phải ứng dụng linh hoạt những kiến thức đó vào từng dạng bài toán cụ thể. Phải nắm vững một số công thức tính toán và định luật cơ bản: 1. Tìm số mol. 1.1. Dựa vào khối lượng chất. m Trong đó: m là khối lượng chất (gam) n M M là khối lượng mol (gam) 1.2. Dựa vào thể tích chất khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc). V n Trong đó: V là thể tích chất khí đo ở đktc (lít). 22,4 1.3. Dựa vào nồng độ mol dung dịch. Trong đó: CM là nồng độ mol dung dịch (mol/lít). n = CM.V V là thể tích dung dịch (lít). 2. Nồng độ phần trăm (C%). m Trong đó: mct là khối lượng chất tan (gam). C% ct .100% m dd mdd là khối lượng dung dịch (gam). + mdd = mct + mdm + Khi cho khối lượng riêng dung dịch D(g/ml): mdd = D.V + Khi trộn nhiều chất lại với nhau: mdd = mtổng các chất phản ứng – (mchất không tan + mchất khí) -4- 3. Tỉ khối của chất khí. M Trong đó: MA là khối lượng mol của khí A. d A A B = M B MB là khối lượng mol của khí B. * Chú ý: Nếu B là không khí thì MB = 29. 4. Định luật bảo toàn khối lượng. Định luật: Trong một phản ứng hóa học tồng khối lượng các chất phản ứng bằng tổng khối lượng các chất sản phẩm. Phản ứng hóa học: A + B C + D Ta có: mA + mB = mC + mD 5. Lý thuyết về hiđrocacbon. Hiđrocacbon Metan (CH4) Etilen (C2H4) H H H Công thức cấu tạo H C H C = C H H H as Phản ứng thế CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl Không phản ứng Ni C2H4 + H2 C2H6 Phản ứng cộng Không phản ứng C2H4 + Br2 C2H4Br2 xt,to Phản ứng trùng hợp Không phản ứng nCH2=CH2 (-CH2-CH2-)n to to Phản ứng cháy CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O axit Phản ứng hợp nước Không tham gia C2H4 + H2O C2H5OH Hiđrocacbon Axetilen (C2H2) Benzen (C6H6) Công thức cấu tạo H - C C - H -5- bét Fe,to Phản ứng thế Sẽ học ở lớp trên C6H6+Br2 C6H5Br+HBr Pd / PbCO C2H2 + H2 3 C2H4 Ni Ni Phản ứng cộng C2H2 + H2 C2H6 C6H6 + H2 C6H12 C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 xt,to Phản ứng trùng hợp 2CH CH CH2=CH-C=CH Không phản ứng to to Phản ứng cháy 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O 2C6H6+15O2 12CO2+6H2O Phản ứng hợp nước Sẽ học ở trên Không tham gia Ngoài ra việc giải bài toán hóa học đòi hỏi học sinh phải biết cách giải phương trình bậc nhất một ẩn số, giải hệ phương trình bậc nhất hai ẩn số, II. CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA SÁNG KIẾN KINH NGIỆM. Trong những năm gần đây, chất lượng học sinh khi học tập các môn văn hóa cơ bản trong trường phổ thông ngoài 3 môn Toán - Văn - Ngoại ngữ có chiều hướng giảm. Đặc biệt đáng lo ngại là môn Hóa học. Rất nhiều em không giải được những bài toán Hóa học cơ bản. Thậm chí không viết được phương trình hóa học và cả tính toán các đại lượng liên quan như số mol, khối lượng, thể tích chất khí. Điều này khiến cho những giáo viên giảng dạy môn Hóa học cảm thấy rất đau lòng. Khi lên bục giảng cảm thấy nhiều em rất sợ khi vào tiết học môn Hóa học. Để ngày một nâng cao về chất lượng dạy và học môn Hóa học, nhằm giúp học sinh chủ động hơn trong việc tự học và rèn luyện ở nhà nên việc kiểm tra đánh giá học sinh có sự lồng ghép của bài tập tự luận và trắc nghiệm khách quan. Qua nhiều năm công tác tôi nhận thấy được phần lớn học sinh còn lúng túng với việc giải bài tập Hóa học mà chủ yếu là bài toán Hóa học 9. Trong đó có dạng bài toán hỗn hợp hiđrocacbon. Nguyên nhân có thể là các em chưa hiểu được cách giải và phương pháp giải hợp lí. Từ đó dẫn đến chất lượng bộ môn Hóa học còn thấp. -6- Kết quả khảo sát đối với học sinh lớp 9 trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm tại trường tôi đang công tác như sau: Giỏi Khá TB Yếu Kém Lớp SL % SL % SL % SL % SL % 9A 0 0,00 3 13,64 10 45,45 9 40,91 0 0,00 9B 0 0,00 0 0,00 8 34,78 10 43,48 5 21,74 Tổng 0 0,00 3 6,67 18 40,00 19 42,22 5 11,11 Qua kết quả khảo sát trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm này tôi thấy học sinh rất lúng túng và hầu hết các em không xác định được cách làm dạng bài tập này cũng như rất ít em có thể làm được dạng bài tập này dù là bài toán đơn giản. Kết quả học sinh đạt kết quả giỏi, khá rất ít còn học sinh đạt kết quả yếu, kém lại rất nhiều. Theo tôi học sinh có kết quả như trên là do: - Học sinh chưa có một phương pháp giải bài tập toán hóa học hữu cơ thật hợp lí và không phân loại được những dạng bài tập. - Kỹ năng giải toán hoá học chỉ được hình thành khi học sinh nắm vững lý thuyết, nắm vững các kiến thức về tính chất hoá học của chất, biết vận dụng kiến thức vào giải bài tập. - Học sinh không biết mô hình để giải bài toán hỗn hợp hiđrocacbon và các kỹ năng phân tích đề giúp học định hướng đúng khi làm bài tập. Chính vì vậy việc cung cấp cho học sinh các “Phương pháp giải một số bài toán hỗn hợp hiđrocacbon dành cho học sinh trung học cơ sở”, đặc biệt là xây dựng cho học sinh mô hình để giải bài toán và các kỹ năng phân tích đề giúp học định hướng đúng khi làm bài tập là điều rất cần thiết, nó giúp học sinh có tư duy khoa học khi học tập Hoá học nói riêng và các môn học khác nói chung nhằm nâng cao chất lượng trong giảng dạy và học tập của giáo viên và học sinh. -7- Chương II: CÁC GIẢI PHÁP CỤ THỂ. I. ĐỐI VỚI GIÁO VIÊN. Phải hệ thống hóa kiến thức trọng tâm cho học sinh một cách khoa học, sáng tạo và thật logic. Nắm vững các phương pháp giải bài tập và xây dựng hệ thống bài tập phải thật sự đa dạng nhưng vẫn đảm bảo trọng tâm của chương trình phù hợp với đối tượng học sinh. Tận dụng mọi thời gian để có thể hướng dẫn giải được lượng bài tập là nhiều nhất, có hiệu quả nhất cho học và học sinh dễ hiểu nhất. Luôn quan tâm và có biện pháp giúp đỡ các em học sinh có học lực trung bình, yếu. Không ngừng tạo tình huống có vấn đề đối với các em học sinh khá, giỏi II. ĐỐI VỚI HỌC SINH. 1. Về kiến thức. Là phương tiện để ôn tập củng cố, hệ thống hoá kiến thức một cách tốt nhất. Rèn khả năng vận dụng kiến thức đã học, kiến thức tiếp thu được qua bài giảng thành kiến thức của mình, kiến thức được nhớ lâu khi được vận dụng thường xuyên. Đào sâu, mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú và hấp dẫn. 2. Về kĩ năng. Phải tích cực rèn kỹ năng hệ thống hóa kiến thức sau mỗi bài, mỗi chương. Phân loại bài tập Hóa học và lập hướng giải cho từng dạng toán. Bài tập Hoá học là một trong những cách hình thành kiến thức kỹ năng mới cho học sinh. Rèn kỹ năng hoá học cho học sinh khả năng tính toán một cách khoa học. Phát triển năng lực nhận thức rèn trí thông minh cho học sinh. 3. Về thái độ. Làm cho các em yêu thích, đam mê học môn Hóa học khi đã hiểu rõ vấn đề. Phát hiện và giải quyết vấn đề một cách khách quan, trung thực trên cơ sở phân tích khoa học. -8- Chương III: MỘT SỐ DẠNG BÀI TOÁN HỖN HỢP HIĐROCACBON. I. DẠNG BÀI TOÁN ĐỐT CHÁY. Do các hiđrocacbon đều có phản ứng cháy nên thường tiến hành theo các bước sau: Bước 1: Gọi số mol của các hiđrocacbon trong hỗn hợp lần lượt là x, y, z,... Bước 2: Viết phương trình hóa học và ghép x, y, z,... vào phương trình hóa học. Bước 3: Lập hệ phương trình toán và giải hệ phương trình tìm x, y, z,... Bước 4: Giải quyết yêu cầu bài toán. Bài tập 1: Đốt cháy 8,96 lít hỗn hợp khí CH4 và C2H2 ở đktc thu được 26,4 gam CO2. Hãy tính phần trăm thể tích mỗi khí trong hỗn hợp? Bài làm: 8,96 Số mol hỗn hợp khí là: n 0,4 (mol). hçn hîp 22,4 Gọi số mol CH4, C2H2 trong hỗn hợp lần lượt là x, y (mol). (ĐK: 0 < x, y< 0,4). Theo đầu bài ta có: x + y = 0,4. (1) Phương trình hóa học : to CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O x mol x mol to 2C2H2 + 5O2 4CO2 +2H2O y mol 2y mol 26,4 Số mol của CO2 là: n 0,6(mol) x + 2y = 0,6. (2) CO2 44 x y 0,4 x 0,2mol Từ (1) và (2) ta có: Giải hệ ta được: x 2y 0,6 y 0,2mol -9- Thể tích của CH trong hỗn hợp là: V 0,2.22,4 4,48 (lít). 4 CH4 4,48 % thể tích của CH4 trong hỗn hợp là: %V 100% 50%. CH4 8,96 % thể tích của C H trong hỗn hợp là: %V 100% 50% 50% . 2 2 C2H2 * Lưu ý: Nếu bài toán cho các đại lượng đều ở dạng thể tích của chất khí và yêu cầu tính thể tích hay phần trăm thể thích của chất khí thì ở bước 1 nên gọi x, y, z,... là thể tích. Bài tập 2: Đốt cháy 28ml hỗn hợp khí metan và axetilen phải dùng 67,2 ml khí oxi. Hãy tính: a) Thành phần phần trăm thể tích mỗi khí trong hỗn hợp. b) Thể tích khí cacbon đioxit sinh ra. Bài làm: a) Gọi thể tích CH4, C2H2 trong hỗn hợp lần lượt là x, y (ml). (ĐK: 0 < x, y < 28) Theo đầu bài ta có: x + y = 28. (1) Phương trình hóa học : to CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O x ml x ml x ml to 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O 5 y ml x ml 2y ml 2 Vì thể tích của O2 là 67,2 ml 2x + 2,5y = 67,2. (2) x y 28 x 5,6ml Từ (1) và (2) ta có: Giải hệ ta được: 2x 2,5y 67,2 y 22,4ml 5,6 % thể tích của CH4 trong hỗn hợp là: %V 100% 20% . CH4 28 % thể tích của C H trong hỗn hợp là: %V 100% 20% 80% . 2 2 C2H2 b) Thể tích của CO sinh ra là: V x 2y 5,6 2.22,4 50,4(ml). 2 CO2 -10- II. DẠNG BÀI TOÁN HỖN HỢP HIĐROCACBON PHẢN ỨNG VỚI DUNG DỊCH BROM. 1. Trường hợp 1: Hỗn hợp có hiđrocacbon no (hiđrocacbon chỉ có liên kết đơn) phản ứng với dung dịch brom. - Hiđrocacbon no không phản ứng với dung dịch brom mà chỉ những hiđrocacbon không no (có liên kết kém bền) mới phản ứng với dung dịch brom. - Khối lượng bình brom tăng lên = khối lượng các hidrocacbon không no (có liên kết kém bền) phản ứng. Bài tập 1: Dẫn 2,24 lít hỗn hợp khí metan và etilen qua bình đựng dung dịch brom dư thấy có 1,12 lít khí thoát ra khỏi bình. Hãy tính: a) Thành phần phầm trăm thể tích mỗi khí trong hỗn hợp. b) Tính khối lượng brom đã tham gia phản ứng. (biết các khí đều đo ở đktc). Bài làm: a) Phương trình hóa học: C2H4 + Br2 → C2H4Br2 Vậy khí thoát ra là khí CH V 1,12 (lít). 4 CH4 1,12 % thể tích khí CH4 trong hỗn hợp là: %V 100% 50% . CH4 2,24 % thể tích của C H trong hỗn hợp là: %V 100% 50% 50% . 2 4 C2H4 b) Thể tích của C H trong hỗn hợp là: V 2,24 1,12 1,12 (lít). 2 4 C2H4 1,12 Số mol của C2H4 là: n 0,05(mol). C2H4 22,4 Phương trình hóa học: C2H4 + Br2 → C2H4Br2 0,05 mol => 0,05 mol Khối lượng brom phản ứng là: m 0,05.160 8(gam). Br2 -11- Bài tập 2: Dẫn 6,72 lít (đktc) hỗn hợp gồm metan và etilen qua bình đựng dung dịch brom dư thấy khối lượng bình brom tăng 5,6 gam. Tính % khối lượng mỗi hidrocacbon trong hỗn hợp. Bài làm: Phương trình hóa học: C2H4 + Br2 C2H4Br2 Khối lượng bình brom tăng = khối lượng C2H4 = 5,6 (gam). 5,6 Số mol C2H4 là: n 0,2 (mol). C2H4 28 6,72 Số mol của hỗn hợp là: n 0,3(mol). hçn hîp 22,4 Số mol của CH là: n 0,3 0,2 0,1(mol). 4 CH4 Khối lượng của CH là: m 0,1.16 1,6 (gam). 4 CH4 Khối lượng của hỗn hợp là: mhçn hîp 1,6 5,6 7,2(gam). 1,6 % khối lượng của CH4 trong hỗn hợp là: %m 100% 22,2% . CH4 7,2 % khối lượng của C H trong hỗn hợp là: %m 100% 22,2% 77,8% . 2 4 C2H4 Bài tập 3: Dẫn 8,96 lít hỗn hợp khí gồm metan, etilen, axetilen qua dung dịch brom dư thấy thoát ra 2,24 lít khí và có 64 gam brom tham gia phản ứng. a) Viết phương trình hóa học. b) Tính % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp. (biết các khí đo ở đktc) Bài làm: a) Phương trình hóa học: C2H4 + Br2 C2H4Br2 C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 -12- 2,24 b) Thể tích khí thoát ra là CH4: V 2,24 (lít) %V 100% 25%. CH4 CH4 8,96 Thể tích của C2H4 và C2H2 trong hỗn hợp là: V 8,96 2,24 6,72 (lít). 6,72 Số mol của C2H4 và C2H2 trong hỗn hợp là: n 0,3(mol). C2H4 C2H2 22,4 Gọi số mol CH4, C2H2 trong hỗn hợp lần lượt là x, y (mol). (ĐK: 0 < x, y< 0,3). Theo đầu bài ta có: x + y = 0,3. (1) Phương trình hóa học: C2H4 + Br2 C2H4Br2 x mol x mol C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 y mol 2y mol 64 Số mol của Br2 phản ứng là: n 0,4 (mol) x + 2y = 0,4. (2) Br2 160 x y 0,3 x 0,2mol Từ (1) và (2) ta có: Giải hệ ta được: x 2y 0,4 y 0,1mol Thể tích của C H trong hỗn hợp là: V 0,2.22,4 4,48(lít). 2 4 C2H4 4,48 % Thể tích của C2H4 trong hỗn hợp là: %V 100% 50% . C2H4 8,96 % Thể tích của C H trong hỗn hợp là: %V 100% (25% 50%) 25% . 2 2 C2H2 2. Trường hợp 2: Hỗn hợp không có hiđrocacbon no (hiđrocacbon chỉ có liên kết đơn) phản ứng với dung dịch brom. Do các hiđrocacbon đều không no nên các hiđrocacbon đều phản ứng với dung dịch brom nên thường tiến hành theo các bước sau: Bước 1: Gọi số mol của các hiđrocacbon trong hỗn hợp lần lượt là x, y, z,... Bước 2: Viết phương trình hóa học và ghép x, y, z,... vào phương trình hóa học. -13- Bước 3: Lập hệ phương trình toán và giải hệ phương trình tìm x, y, z... Bước 4: Giải quyết yêu cầu bài toán. Bài tập 1: Dẫn 0,56 lít hỗn hợp etilen và axetilen (ở đktc) vào dung dịch brom, thấy dung dịch brom nhạt màu dần và khối lượng bình brom phản ứng là 5,6 gam. Tính thành phần phần trăm thể tích mỗi khí trong hỗn hợp. Bài làm: 0,56 Số mol hỗn hợp khí là: n 0,025(mol). hçn hîp 22,4 Gọi số mol CH4, C2H2 trong hỗn hợp lần lượt là x, y (mol). (ĐK: 0< x, y<0,025). Theo đầu bài ta có: x + y = 0,025. (1) Phương trình hóa học : C2H4 + Br2 → C2H4Br2 x mol x mol C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4 y mol 2y mol 5,6 Số mol brom phản ứng là: n 0,035(mol) x + 2y = 0,035. (2) Br2 160 x y 0,025 x 0,015mol Từ (1) và (2) ta có: Giải hệ ta được: x 2y 0,035 y 0,01mol Thể tích của C H trong hỗn hợp là: V 0,015.22,4 0,336 (lít). 2 4 C2H4 0,336 % thể tích của C2H4 trong hỗn hợp là: %V 100% 60% . C2H4 0,56 % thể tích của C H trong hỗn hợp là: %V 100% 60% 40% . 2 2 C2H2 III. MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP BIẾN DẠNG. Bài tập 1: Chia 26 gam hỗn hợp khí gồm metan, etan, etilen làm hai phần bằng nhau. -14- Phần 1: Đốt cháy hoàn toàn thu được 39,6 gam CO2. Phần 2: Cho lội qua bình đựng dung dịch brom dư thấy có 48 gam brom tham gia phản ứng. Xác định % khối lượng mỗi hidrocacbon trong hỗn hợp ban đầu. Bài làm: 26 Theo đầu bài ta có khối lượng mỗi phần khí là: = 13 gam. 2 Gọi số mol CH4, C2H6, C2H4 trong mỗi phần lần lượt là x, y, z (mol). (ĐK: 0< x, y, z). Theo đầu bài ta có: 16x + 30y + 28z = 13. (1) + Phần 1: Các phương trình hóa học xảy ra là: to CH4 + O2 CO2 + H2O x mol x mol to 2C2H6 + 7O2 4CO2 + 6H2O y mol 2y mol to C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O z mol 2z mol 39,6 Số mol của CO2 sinh ra là: n = 0,9 x + 2y + 2z = 0,9. (2) CO2 44 + Phần 2: Chỉ xảy ra phản ứng: C2H4 + Br2 C2H4Br2 z mol z mol 48 Ta có: z n 0,3mol. Br2 160 16x 30y 28z 13 Từ (1) và (2) ta có : x 2y 2z 0,9 -15- Thay z = 0,3mol vào và giải hệ ta được: x = y = 0,1mol. 0,1.16 % khối lượng của CH4 trong hỗn hợp là: %CH 100% 12,3% . 4 13 0,1.30 % khối lượng của C2H6 trong hỗn hợp là: %C H 100% 23,07% . 2 6 13 0,3.28 % khối lượng của C2H4 trong hỗn hợp là: %C H 100% 64,63%. 2 4 133 Hoặc: %C2H4 100% (12,4% 23,07%) 64,63%. Bài tập 2: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 hiđrocacbon no kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng cần dùng hết 30,24 lít khí oxi (ở đktc). Sản phẩm cháy dẫn qua bình 1 chứa H2SO4 đặc và bình 2 chứa dung dịch nước vôi trong dư thấy khối lượng tăng bình 2 lớn hơn độ tăng bình 1 là 15,4 gam. Xác định công thức của 2 hiđrocacbon. Bài làm: Gọi công thức trung bình của 2 hidrocacbon là: CnH2n+2 (n là trị số trung bình) 3n +1 to Phương trình hóa học: C H + O2 n CO2 + (n +1)H2O n 2n+2 2 3n +1 x mol x mol n x mol (n +1)x mol 2 Do H2SO4 đặc hấp thụ nước còn nước vôi trong hấp thụ CO2. 3n 1 Theo đầu bài ta có : n = x = 1,35. (1) O2 2 Theo phương trình hóa học ta có: 44n x - 18(n +1)x = 15,4. (2) 3n 1 x 1,35 Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình: 2 44nx 18(n 1)x 15,4 Giải hệ ta được n = 2,67. -16- Theo đầu bài cho là 2 hidrocacbon liên tiếp nên n1 n1 = 2, n2 = 3 là phù hợp. Vậy 2 hiđrocacbon cần tìm có công thức là C2H6 và C3H8. Bài tập 3: Một hỗn hợp khí X gồm 2 anken (hơn kém nhau 28 đvC). Cho 9,1 gam X làm mất màu vừa hết 40 gam brom trong dung dịch. Xác định công thức phân tử của 2 anken. Bài làm: Gọi công thức trung bình của 2 anken là CnH2n (n >2, n là trị số trung bình) 40 Số mol Br2 là: n 0,25(mol) . Br2 160 Phương trình hóa học: CnH2n + Br2 CnH2nBr2 0,25 mol 0,25 mol 9,1 Khối lượng mol của X là: M 36,4(g) 14n = 36,4 n = 2,6. X 0,25 => Trong X có 1 chất là C2H4 và chất còn lại là C4H8. Bài tập 4: Cho hỗn hợp X gồm CH4, C2H4 và C2H2. Lấy 8,6 gam X tác dụng hết với dung dịch brom (dư) thì khối lượng brom phản ứng là 48 gam. Mặt khác, nếu cho 13,44 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X tác dụng với lượng (dư) dung dịch AgNO 3 trong NH3, thu được 36 gam kết tủa. Tính tỉ lệ phần trăm theo thể tích của các chất có trong X. Bài làm: Gọi số mol CH4, C2H4, C2H2 hỗn hợp lần lượt là x, y, z (mol). (ĐK: 0< x, y, z). Theo đầu bài ta có: 16x + 28y + 26z = 8,6. (1) Phương trình hóa học 8,6 gam X với dung dịch brom: C2H4 + Br2 → C2H4Br2 y mol y mol -17- C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4 z mol 2z mol 48 Số mol brom phản ứng là: n = 0,3 mol y + 2z = 0,3. (2) Br2 160 Phương trình hóa học 13,44 lít X (ở đktc) với dung dịch AgNO3 trong NH3: NH3 C2H2 + 2AgNO3 C2Ag2 + 2HNO3 36 Số mol kết tủa C2Ag2 là: n = = 0,15 mol n =n = 0,15 mol. C2Ag2 240 C2H2 C2Ag2 13,44 Số mol của 13,44 lít X (ở đktc) là: n = 0,6 mol. X 22,4 Vì cùng hỗn hợp X lấy 2 lần với lượng khác nhau nên ta có tỉ lệ hỗn hợp bằng tỉ lệ thành phần các chất trong hỗn hợp ta có tỉ lệ: x y z z = 15x + 15y - 45z = 0. (3) 0,6 0,15 16x 28y 26z 8,6 Từ (1), (2), (3) ta có hệ phương trình: y 2z 0,3 15x 15y 45z 0 x 0,2mol Giải hệ ta được: y 0,1mol z 0,1mol Vì các chất khí ở cùng điều kiện thì tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol => Tỉ lệ % về thể tích của các khí trong X là: 0,2 % thể tích của CH4 trong hỗn hợp là: %V .100% = 50%. CH4 0,2 0,1 0,1 0,1 % thể tích của C2H4 trong hỗn hợp là: %V .100% = 25%. C2H4 0,2 0,1 0,1 0,1 % thể tích của C2H2 trong hỗn hợp là: %V .100% = 25%. C2H2 0,2 0,1 0,1 -18- Chương 4: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ NHỮNG TỒN TẠI. I. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC. Tôi đã áp dụng sáng kiến kinh nghiệm này vào năm học 2019 – 2020, qua giảng dạy tôi thấy đa số học sinh đã nắm được các phương pháp cơ bản để giải bài toán hỗn hợp hiđrocacbon. Phần lớn học sinh trở nên tự tin hơn, tích cực hơn và sáng tạo hơn trong việc giải bài toán Hóa học 9. Việc giải quyết những bài tập trong sách giáo khoa và bài tập trong các sách tham khảo với dạng bài này đã không còn là sự khó khăn như lúc trước nữa. Từ đó chất lượng của bộ môn Hóa học ngày càng có chuyển biến tốt và đã đạt được thành tích tốt trong các năm học qua: Giỏi Khá TB Yếu Kém Lớp SL % SL % SL % SL % SL % 9A 3 13,64 10 45,45 9 40,91 0 0,00 0 0,00 9B 1 4,55 7 30,43 11 47,83 4 17,39 0 0,00 Tổng 4 8,89 17 37,78 20 44,44 4 8,89 0 0,00 Qua kết quả của học sinh tôi thấy tỉ lệ học sinh đạt kết quả giỏi, khá tăng lên rõ rệt và tỉ lệ học sinh yếu, kém giảm đi khá nhiều so với lúc chưa áp dụng sáng kiến. II. NHỮNG TỒN TẠI. Khi áp dụng đề tài vào việc giảng dạy ngoài những thành công đã nêu ở trên thì cũng nảy sinh một số vấn đề tồn tại như vẫn còn học sinh học yếu bộ môn Hóa học. Số lượng dạng bài tập còn tương đối ít so với nhu cầu thực tế. Phần này như đã nêu trên là do thời gian làm sáng kiến còn hạn hẹp nên chưa đề cập đầy đủ các dạng bài tập. Sáng kiến kinh nghiệm mới chỉ áp dụng được với học sinh đại trà, chưa có dạng bài nâng cao dành cho học sinh khá, giỏi. -19- PHẦN III: Ý NGHĨA, KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ. I. Ý NGHĨA, PHẠM VI ỨNG DỤNG. 1. Ý nghĩa. Sáng kiến này được áp dụng đối với học sinh khối lớp 9 của trường THCS Đồng Vương nơi tôi công tác giảng dạy năm học 2019 - 2020 tôi nhận thấy sáng kiến rất có ý nghĩa đối với học sinh: - Củng cố kiến thức lý thuyết về hiđrocacbon. Học sinh đã nắm chắc được lý thuyết và đã biết vận dụng lý thuyết vào giải bài tập một cách dễ dàng. - Giúp cho học sinh nắm chắc được bản chất của các bài tập dạng toán hỗn hợp hiđrocacbon từ đó rèn kỹ năng giải bài tập nói chung và bài tập dạng này nói riêng. - Phát huy tính tích cực và tạo hứng thú cho học sinh trong học tập đặc biệt là trong giải bài tập Hoá học. - Là tài liệu cần thiết cho học sinh tự ôn tập và việc ôn học sinh giỏi khối 9 và giúp giáo viên hệ thống hoá được kiến thức, phương pháp dạy học. - Rút ngắn được thời gian học tập và nâng cao chất lượng, hiệu quả học tập. - Khi truyền đạt nội dung của các phương pháp này đến với học sinh thì tỷ lệ học sinh tiếp thu bài và giải được bài tập hỗn hợp hiđrocacbon cao hơn so với lúc trước khi chưa truyền đạt phương pháp. - Học sinh có hứng thú với các dạng bài tập này đặc biệt đối với học sinh khá, giỏi. 2. Phạm vi ứng dụng. 2.1. Đối với giáo viên. Phải hệ thống hóa kiến thức trọng tâm cho học sinh một cách khoa học. Nắm vững các phương pháp giải bài tập và xây dựng hệ thống bài tập phải thật sự đa dạng, nhưng vẫn đảm bảo trọng tâm của chương trình phù hợp với đối tượng học sinh. -20-
File đính kèm:
phuong_phap_giai_mot_so_bai_toan_hon_hop_hidrocacbon_danh_ch.docx



