Chuyên đề Các phương pháp giúp giải nhanh bài toán hóa học (tiếp)

g
* Cách giải nhanh:
Al đ AlO
0,2
2Fe đ Fe2O3
0,1	 0,05
ị m1 = 8(g)
nCu = = 0,4 ị mCu = 25,6 (g)
Vậy 1. Đáp án (A) đúng.
2. Đáp án ( C ) đúng
2.1.5.5. Dựa vào phương trình đốt cháy hợp chất hữu cơ.
Dựa vào phương trình đốt cháy hợp chất hữu cơ.
* Dựa vào số mol sản phẩm cháy (CO2, H2O) để xác định dãy đồng đẳng của hợp chất hữu cơ.
Cụ thể: Đối với hiđrocacbon.
Nếu hợp chất đó là ankan
 đó là anken hoặc xicloanken
	H.C đó ankin hoặc ankađien.
- Đối với rượu.
	rượu no
	rượu không no
- Đối với anđehit: 
	anđehit no đơn chức
	anđehit không no đơn chức, anđe hít đa chức	
- Đối với axit và este:
	axit hoặc este no đơn chức
	axit hoặc este không no đơn chức hoặc đa chức.
* Dựa vào mối quan hệ số mol của CO2 và H2O để xác định số mol của hợp chất hữu cơ đem đốt cháy.
Cụ thể: Đối với hợp chất:
+ Ankan: 
Số mol ankan = 
+ Ankin CnHn-2 +
Số mol ankin = 
Đối với rượu no đơn chức.
CnH2n+2O + O2 đ nCO2 + (n + 1) H2O
Số mol của rượu = 
Số mol của oxi = 1,5 số mol CO2
- Đối với axit không no đơn chức (hoặc axit no đa chức)
Số mol của axit = số mol CO2 – số mol H2O
* Dựa vào phương trình đốt cháy trên cơ sở số mol CO2 và số mol của hỗn hợp chất hữu cơ để xác định công thức phân tử của các hợp chất hữu cơ.
Ví dụ 39: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hai hiđrocacbon mạch hở trong cùng dãy đồng đẳng thu được 11,2l CO2 (đktc) và 9g H2O. hai hiđrocacbon đó thuộc dãy đồng đẳng nào.
A. Ankan	B. Anken	C. Ankin	D. Aren
* Cách giải thông thường.
Đặt CTTQ chung của hai hiđrocacbon là:
	 0,5	 0,5
	ị a = 1
ị CTPT của hai anken là 
* Cách giải nhanh: Ta có số mol CO2 = số mol H2O
Dựa vào phương trình đốt cháy đ 2 hợp chất là anken.
ị Đáp án (B) đúng.
Ví dụ 40: Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol hỗn hợp 2ankan thu được 9,45g H2O. Cho sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2dư thì khối lượng kết tủa thu được là:
A. 37,5g	B. 52.5g	C. 15g	D. 42,5g
* Cách giải thông thường
Đặt công thức của 2 ankan là CnHm+2 và CmHm+1
PTĐC:
	 x	nx	 (n+1)x
	 y	 my	 (m+1)y
Đặt số mol của 2ankan là x +y
Theo đầu bài ta có:
x + y = 0,15	(1)
(n+1)x + (m + 1) y = = 0,525	(2)
Mà số mol Cl2 = nx + my
B đổi (1) (2) ta có 	x + y = 0,15	ị nx + my = 0,375 (mol)
	nx + my + x + y = 0,525
* Cách giải nhanh.
Theo phương trình đốt cháy ankan ta có:
nankan = 
ị
Vậy đáp( A ) đúng.
Ví dụ 41: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm 1 ankan và 1 anken. Cho sản phẩm cháy lần lượt đi qua bình 1 đựng P2O5 dư và bình 2 đựng KOH rắn, dư, sau thí nghiệm thấy khối lượng bình 1 tăng 4,14g bình 2 tăng 6,16g. Số mol ankan có trong hỗn hợp là:
A. 0,06mol	B. 0,09mol	C. 0.03mol	D. 0,045mol
* Cách giải thông thường:
Đặt CTTQ của ankan: 	CnH2n+2	(x mol)
	 anken	CmHm 	(y mol)
PTĐC: CnHm+2 + O2 đ nCl2 + (n +1) H2O
	x	 mol	(n+1)x	 
	 CmHm + O2 đ mCO2 + mH2O
 y	my	 my	 	
Theo đầu bài: nx + my =
	 (n+1)x + my = 	
Biến đổi (1) và (2) 
ị Vậy số mol của ankan là 0,9mol
* Cách giải nhanh:
Theo phương trình đốt cháy ankan và anken ta thấy 
Vậy nankan = 
Vậy đáp án (B ) đúng.
Ví dụ 42: Đốt cháy hoàn toàn 0,1mol hỗn hợp gồm CH4, C4H10 và C2H4 thu được 0,14 mol CO2 và 0,23mol H2O. Số mol của ankan và anken có trong hỗn hợp lần lượt là:
A. 0,09 và 0,01	B. 0,01 và 0,09
C. 0,08 và 0,02	D. 0,02 và 0,08
* Cách giải thông thường
Đặt số mol 	CH4 là x
	C4H10 là y
	C2H4 là z
CH4 + 2O2 đ CO2 + 2H2O
C4 H10 + O2đ 4CO2 + 5H2O
C2H4 + 3O2 đ 2CO2 + 2H2O
Theo đầu bài ta có hệ phương trình:
	Giải hệ phương trình ta được 
Vậy số mol ankan = x + y = 0,09
	anken = z = 0,01
* Cách giải nhanh
Theo phương trình đốt cháy ankan và anken.
Số mol ankan =số mol H2O – số mol CO2 = 0,23 - 0,14 = 0,09 (mol)
Mà tổng n = 0,1mol ị nanken = 0,01 (mol)
Vậy đáp án (A) đúng.
Ví dụ 43: Đốt cháy hoàn toàn m(g) hỗn hợp X gồm 2 rượu A và B thuộc cùng dãy đồng đẳng thu được 6,27lít CO2 (đktc) và 7,65g H2O. Mặt khác m(g) hỗn hợp X tác dụng với Na dư thu được 2,8lít H2 (đktc). Biết tỉ khối hơi của mỗi chất trong X so với H2 đều nhỏ hơn 40.
CTCT của A và B là:
A. C2H6O và CH4O	B. C2H6O và C3H8O
C.  C3H6O2 và C3H8O2	D. C3H8O2 và C4H10O2
Cách giải thông thường.
- Tính số mol các nguyên tố C, H, O có trong mg hỗn hợp 2 rượu A và B.
nghiên cứu = 
nH = 
ị mo = m - (3,6 + 0,85) = m - 4,45
Gọi CTPT chung của hai rượu là R - (OH)a
ta có phương trình: R(OH)a + a Na đ R (ONa)a + a/2H2
nH = 
Trong a nhóm -OH có nH: no = = 0,25
ị m = 8,45 (g)
Gọi công thức phân tử chung của hai rượu là R - (OH)a
Ta có phương trình: R(OH)a + aNa đ R - (ONa)a + a/2 H2
nH = x 2 = 0,25 = a
Trong a nhóm -OH có nH : no = = 0,25
ị m = 8,45 (g)
Gọi công thức phân tử chung của hai rượu là 
PTPƯ: 
 1mol	a(mol)	0,3	0,425
 x	 0,25	0,3	 0,425
	Giải hệ phương trình ta có x = 
	x > 0 ị k = 0 ị x = 0,125
	ị a = 
Mà MA, 	MB < 80
Vậy CTPT của A 	C2H6O2 (M = 62)
	 B C3H8O2 (M = 76)
* Cách giải nhanh:
Ta có 	ị Hỗn hợp X gồm hai rượu no cùng dãy đồng đẳng
Theo phương trình đốt cháy:
CnH2n+2 + O2 đ nCO2 + (n + 1) H2O
ị Số mol X = số mol H2O – số mol CO2 = 0,125mol
Mà rượu no hai chức.
MA	MB < 80
ị	A: C2H6O2
	B. C3H8O2
Vậy đáp án (C )đúng
Ví dụ 44: Đốt cháy hoàn toàn a g hỗn hợp hai rượu thuộc dãy đồng đẳng của rượu etylic thu được 70,4g CO2 và 39,6g H2O. a có giá trị là:
A. 3,32g	B. 33,2	C. 6,64g	D. 66,4g
* Cách giải thông thường
Đặt CTTQ của hai rượu lần lượt là: CnH2n+2O (x mol)
	 CmH2m+2O (y mol)
PTĐC: CnH2n+2O + O2 đ nCO2 + (n + 1) H2O
	 x	 nx	(n+1)x
	 CmH2m+2 O + O2 đ mCO2 + (m + 1) H2O
	 y	 my	(m+1)y
Theo đầu bài ta có: nx + my = = 1,6	(1)
	 (n + 1) x + (m +1)y = = 2,2	(2)
Mà a = (14n + 18) x + (14m + 18)y
Biến đổi (1) (2) ta có
Thay vào biểu thức tính a:
a = 14 (nx + my) + 18(x + y) = 14 1,6 + 18 0,6	
	 = 22,4 + 10,8 = 33,2 (g)
* Cách giải nhanh:
Đặt CTTQ chung 2 rượu:
áp dụng định luật bảo toàn khối lượng.
a = 70,4 + 39,6 - 2,4 x 32 = 33,2 (g)
Vậy đáp án (B) đúng.
Ví dụ 45: Chia hỗn hợp X gồm hai rượu no đơn chức A, B thành hai phần bằng nhau.
- Phần 1: bị đốt cháy hoàn toàn thu được 5,6lít CO2(đktc) và 6,3g H2O.
- Phần 2: tác dụng hết với Na kim loại thu được Vlít khí (đktc).
1. V có giá trị là:
A. 1,12lít	B. 0,56lít	C. 2,24lít	D. 1,18lít
2. Nếu 2 rượu đơn chức trên là đồng đẳng kế tiếp thì công thức cấu tạo của A và B là:
A. CH3OH và C2H5OH	B. C2H5OH và C3H7OH
C. C3H7OH và C4H9OH	D. C4H9OH và C5H11OH
*Cách giải thông thường.
Đặt công thức của hai rượu là CnH2n+2O 	(x mol)
	CmH2m + 2O	(y mol)
PTĐC: CnH2n+2 O+ O2 đnCO2 + (n + 1) H2O
	x	nx	(n+1)x
	 CmH2m +2O + O2 đ mCO2 + (m + 1) H2O
	y	 my	(m+1)y	
Theo đh ta có: nx + my = 	(1)
	(n + 1)x + (m + 1)y	 = 	(2)
Biến đổi (1) và (2)
ị x + y = 0,1mol ị nx = 0,1mol
CnH2n+1 OH + Na đ CnH2n+1 ONa + 1/2H2
 x	0,5x
CmH2m+1OH + Na đ CmH2m+1ONa + 1/2H2
 y	0,5g
ị = 0,5 (x + y) = 0,05 (mol)
ị = 1,12 lít (đktc)
2. Vì theo đầu bài 2 rượu là đđ kế tiếp ta có m = n + 1
Thay vào phương trình (1) và (2) ta có:
Giải hệ phương trình ta có 
Biện luận với n ³1, n N
	O < y < 0,1
Ta có:
n
1 2 3
Vậy n = 2 ị C2H5OH
y
0,15 0,05 <0
m = 3 ịC3H7OH
* Cách giải nhanh.
Dựa vào phương trình đốt cháy rượu no đơn chức ta có.
nx = 
Vì x là rượu no đơn chức.
1. ị (đktc)
2. 
Ta có: 
ị x1 = 2 ị C2H5OH
x2 = 3 C3H7OH
Đáp án (D) đúng
Ví dụ 46: Đốt cháy hoàn toàn 5,8g anđehit X thu được 5,4g H2O và 6,72 l CO2 (đktc)
Vậy CTPT của X là 
A. C2H4O	B. C4H6O2
C. C3H6O	D. C4H8O
* Cách giải thông thường.
- Giả sử X là anđehit đơn chức.
CTTQ X : CxHyO
CxHyO + O2 đ xCO2 + y/2H2O
 1mol	x(mol) y/2 (mol)
 5,8	 0,3	 0,3
12x + y + 16
ị y = 2x
 = 
Giải hệ phương trình:
	ị x = 3	y = 6 ị CT C3H6O (thỏa mãn)
- Giả sử X là anđehit hai chức.
CxHyO2 + O2 + xCO2 + y/2H2O
Ta có hệ phương trình:
 ị C6H12O2(không thỏa mãn)
Cách giải nhanh:
Ta có 
ị X là anđehit no đơn chức.
CnH2nO +
Đáp án( C ) đúng
Ví dụ 47: Một hỗn hợp lỏng X gồm rượu etylic và 2 hiđrocacbon đồng đẳng kế tiếp nhau. Chia hỗn hợp X thành 2 phần bằng nhau.
- Phần 1: cho bay hơi thì thu được V đúng bằng thể tích của 3,3g CO2 (cùng điều kiện).
- Phần 2: Đốt cháy hoàn toàn thì cần 6,44 lít O2 (đktc). Sản phẩm cháy qua bình 1 đựng H2SO4đ, rồi qua bình 2 đựng Ca(OH)2 dư sau thí nghiệm thu được 17,5g kết tủa. Công thức của hợp chất là:
A - CH4 và C2H6	B - C2H4 và C3H6
C - C2H6 và C3H6 	D - C2H2 và C3H4
* Cách giải thông thường: Đặt ẩn, lập hệ phương trình: 
- Đặt công thức của 2 hợp chất là: (amol)
	 C2H5OH (b mol)
PTĐC: 	(1)
 a 	 a
C2H5OH + 3O2đ 2CO2 + 3H2O	(2)
 b	 3b	2b
Ta có: nhh = = 0,075 (mol)
 (mol); 
Theo đầu bài ta có hệ phương trình:
Giải hệ 3 phương trình 4 ẩn: ta có nghiệm: 
Việc giải hệ 3 phương trình 4 ẩn số nên mất rất nhiều thời gian, biện luận tìm khoảng nghiệm hợp lý mới cho ra kết quả đúng.
* Cách giải nhanh: Dựa vào phương trình (2): phương trình đốt cháy rượu:
Ta có: 
Mà theo đầu bài tỉ số mol chung của hỗn hợp 
nên 2 hiđrocacbon phải là ankan.
ị ta có phương trình điều chế: 
= [0,2875 - (0,175 x 1,5)] x 2 = 0,05 (mol)
ị 
=> Công thức của 2 hợp chất là C2H6 và C3H8
=> Đáp án( C) đúng.
Nhận xét: Qua một số bài toán điển hình trên ta thấy rằng nếu các em không chú ý tới một số đặc điểm của phản ứng đốt cháy của hợp chất hữu cơ thì sẽ sa vào việc giải bài toán bằng phương pháp đặt ẩn số sau đó tiến hành ghép ẩn số rồi mới tìm ra kết quả của bài toán. Hoặc các em có thể dùng phương pháp loại suy đó là đưa ra giả thiết sau đó phủ nhận hoặc khẳng định. Các phương pháp trên cũng đều đi đến kết quả cuối cùng nhưng trong quá trình tìm ra kết quả đó các em phải viết đúng phương trình và cân bằng phương trình, vận dụng giải toán một cách linh hoạt thì mới tìm ra kết quả đúng. Do đó khi giải bài toán đốt cháy một hợp chất hữu cơ cụ thể nào đó chúng ta cần quan tâm tới số mol của sản phẩm đốt cháy, mối quan hệ giữa số mol sản phẩm cháy với số mol của chất hữu cơ thì việc tính toán trở nên đơn giản hơn, đã tốn thời gian hơn từ đó đáp ứng được một trong các yêu cầu của việc kiểm tra trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn.
2.1.5.6. Dựa vào quan hệ tỉ lệ số mol của các hợp chất hữu cơ trong phương