Chuyên đề Phương pháp bảo toàn nguyên tố (nguyên tử)

Có rất nhiều phương pháp ñể giải toán hóa học khácnhau nhưng phương pháp bảo toàn

nguyên tố (nguyên tử) cho phép chúng ta gộp nhiều phương trình phản ứng lại làm một, quy gọn việc

tính toán và nhẩm nhanh ñáp số. Rất phù hợp với việc giải các dạng bài toán hóa học trắc nghiệm. Cách

thức gộp những phương trình làm một và cách lập phương trình theo phương pháp bảo toàn nguyên tử sẽ

ñược giới thiệu qua bài viết dưới ñây.

pdf3 trang | Chia sẻ: maika100 | Lượt xem: 990 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Chuyên đề Phương pháp bảo toàn nguyên tố (nguyên tử), để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC HÓA HỌC 
CHEMISTRY CLUB - HOAHOC.ORG ® NGÔ XUÂN QUỲNH 
Mäi th¾c m¾c vÒ ®Ò thi vµ c¸c vÊn ®Ò liªn quan tíi bé m«n Ho¸ häc xin vui lßng liªn hÖ víi gi¸o viªn theo sè m¸y 
0979.817.885 (ngoµi giê hµnh chÝnH – GÆP Mr.QUúNH) hoÆc ®Þa chØ E mail: HOAHOC.ORG@GMAIL.COM 
| 1 | 
PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ (NGUYÊN TỬ) 
************************************************ 
 Có rất nhiều phương pháp ñể giải toán hóa học khác nhau nhưng phương pháp bảo toàn 
nguyên tố (nguyên tử) cho phép chúng ta gộp nhiều phương trình phản ứng lại làm một, quy gọn việc 
tính toán và nhẩm nhanh ñáp số. Rất phù hợp với việc giải các dạng bài toán hóa học trắc nghiệm. Cách 
thức gộp những phương trình làm một và cách lập phương trình theo phương pháp bảo toàn nguyên tử sẽ 
ñược giới thiệu qua bài viết dưới ñây. 
NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ 
Nguyên tắc chung của phương pháp là dựa vào ñịnh luật bảo toàn nguyên tố (BTNT): 
“Trong các phản ứng hóa học thông thường, các nguyên tố luôn ñược bảo toàn”. 
ðiều này có nghĩa là : 
Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố X bất kì trước và sau phản ứng là luôn bằng nhau. 
 ðiểm mấu chốt của phương pháp là phải xác ñịnh ñược ñúng các hợp phần có chứa nguyên tố X ở 
trước và sau phản ứng, áp dụng ñịnh luật bảo toàn nguyên tố với X ñể rút ra mối quan hệ giữa các hợp 
phần => kết luận cần thiết 
CÁC DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP 
Phương pháp bảo toàn nguyên tố có thể áp dụng cho hầu hết các dạng bài tập, ñặc biệt là các dạng bài 
hỗn hợp nhiều chất, xảy ra nhiều biến ñổi phức tạp. Dưới ñây là một số dạng bài tập ñiển hình. 
Dạng 01: Từ nhiều chất ñầu tạo thành một sản phẩm 
Từ dữ kiện ñề bài => số mol của nguyên tố X trong chất ban ñầu => tổng số mol trong sản phẩm tạo 
thành => số mol sản phẩm. 
 Hỗn hợp kim loại và oxit kim loại => hidroxit kim loại => oxit 
 Hỗn hợp A (Al + Al2O3) + các oxit sắt 
0t→ hỗn hợp rắn => hidroxit => Al2O3 + Fe2O3 
Vậy 
2 3 2 3 2 3
1
.
2 2
 (ban ®Çu)
 (cuèi) (ban ®Çu) (cuèi) 
Fe
Al O Al Al O Fe O
n
n n n n= + =∑ 
Ví dụ : Phản ứng nhiệt nhôm giữa a(mol) Al và b(mol) Fe2O3 theo sơ ñồ : 
 Al + Fe2O3 
0
→t 2 3
3 4 2 3
Fe O (x mol ); + Al ( y mol ) + FeO ( z mol ) 
+ Fe O ( t mol ) + Fe ( n mol) + Al O ( n' mol )



 Vì Σ nFe ( trước pư ) = Σ nFe ( sau pư ) nên ⇒ ta luôn có : 2x + z + 3t + n = 2b 
 Vì Σ nAl ( trước pư ) = Σ nAl ( sau pư ) nên ⇒ ta luôn có : y + 2n’ = a 
Dạng 02: Từ một chất ñầu tạo thành hỗn hợp nhiều sản phẩm 
Từ dữ kiện bài toán => tổng số mol ban ñầu, số mol của các hợp phần ñã cho => số mol của chất cần 
xác ñịnh. 
 Axit có tính oxi hóa (HNO3, H2SO4 ñặc) 
kim lo¹i muèi + khÝ→ 
 (axit) X (muèi) (khÝ) VËy n (X cã thÓ lµ nguyªn tö N hoÆc S)X Xn n→ = + 
 Sục khí CO2 hoặc SO2 vào dung dịch kiềm 
2
2 3 3
OHCO CO HCO
−+ − −→ + Vậy 22 3 3CO CO HCOn n n− −= + 
(a mol) (b mol) 
TRUNG TÂM BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – LUYỆN THI ðẠI HỌC 
CHEMISTRY CLUB - HOAHOC.ORG ® NGÔ XUÂN QUỲNH 
Mäi th¾c m¾c vÒ ®Ò thi vµ c¸c vÊn ®Ò liªn quan tíi bé m«n Ho¸ häc xin vui lßng liªn hÖ víi gi¸o viªn theo sè m¸y 
0979.817.885 (ngoµi giê hµnh chÝnH – GÆP Mr.QUúNH) hoÆc ®Þa chØ E mail: HOAHOC.ORG@GMAIL.COM 
| 2 | 
2
2 3 3
OHSO SO HSO
−+ − −→ + Vậy 22 3 3SO SO HSOn n n− −= + 
 Tính lưỡng tính của Al(OH)3 
Trường hợp 01: 
3
3 2( )
OHAl Al OH AlO
−++ −→ + 
=> 3
3 2
( )Al OHAl AlO
n n n+ −= +∑ 
Trường hợp 02: 
2 3
2 3( )
H O HAlO Al OH Al
++ +− +→ + 
=> 3
32
( )Al OHAlO Al
n n n− += +∑ 
 Hỗn hợp các oxit kim loại + CO (hoặc H2) 
0t
H
→ hỗn hợp rắn + CO2 (hoặc H2O) 
Ví dụ: Hỗn hợp A 
2 3
FeO : a(mol)
Fe O : b(mol)



 bị khử bởi CO cho hỗn hợp chất rắn B 
Hỗn hợp B gồm Fe2O3 (còn dư) : x mol 
 Fe3O4 : y mol 
 FeO (còn dư) : z mol 
 Fe : t mol 
Khi ñó ta có: Fe(trongA) Fe(trongB)n n=∑ ∑ hay a +2b = 2x + 3y +z +t 
Theo ñịnh luật bảo toàn nguyên tố ñối với nguyên tố oxi 
• Khi H = 100%: ) (ox hçn hîp khÝ sau hçn hîp khÝ tr−íc (r¾n) (r¾n)O it O On n n n n= + = + 
• Khi H < 100%: ) 16
hçn hîp khÝ sau hçn hîp khÝ tr−íc
 (ox (r¾n)O it O
m m
n n
−
= + 
 Bài toán crackinh ankan: X Hçn hîp YCrackinhAnkan → 
Mặc dù có những biến ñổi hóa học xảy ra trong quá trình crackinh, và Y thường là hỗn hợp phức 
tạp (có thể chứa H2), do phản ứng crackinh xảy ra theo nhiều hướng, với hiệu suất phản ứng H < 100%. 
Nhưng ta chỉ quan tâm tới sự bảo toàn nguyên tố ñối với C, H từ ñó dễ dàng xác ñịnh ñược tổng lượng 
của hai nguyên tố này. 
Thông thường ñề bài cho số mol của ankan X => { (Y) (X) (Y) (X) ; C C H Hn n n n= =∑ ∑ ∑ ∑ 
Dạng 03: Từ nhiều chất ñầu tạo thành hỗn hợp nhiều sản phẩm 
 Trong trường hợp này không nhất thiết phải tìm chính xác số mol của từng chất, mà chỉ cần quan 
tâm tới hệ thức : X (ban ®Çu) X (cuèi ph¶n øng)n n=∑ ∑ 
 Tức là ta chỉ quan tâm ñến tổng số mol của nguyên tố ở trước và sau phản ứng. Nếu biết 
X (ban ®Çu) X (cuèi ph¶n øng)n n→∑ ∑ và ngược lại. 
Với dạng này, ñề bài thường yêu cầu thiết lập một hệ thức dưới dạng tổng quát về số mol của các chất 
Dạng 04: Bài toán ñốt cháy trong hóa học hữu cơ 
 Xét bài toán ñốt cháy : 
0
2 2 2 2 2 34 2 2 2 2 2 2
t
x y z t k
y z k k y z k
C H O N Na x O x CO H O N Na CO
   + + − − → − + + +   
   
Theo ñịnh luật bảo toàn nguyên tố ta có: 
2 2 3
2
2 2 2 3 2
2
2 3
/ /
)
2
2 3
2
2
 ( x y z t k
C C CO C Na CO
H H O
O C H O N Na CO H O Na CO O
N N
Na Na CO
n n n
n n
n n n n n
n n
n n
= +

=
→ = + + −
=
 =
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC HÓA HỌC 
CHEMISTRY CLUB - HOAHOC.ORG ® NGÔ XUÂN QUỲNH 
Mäi th¾c m¾c vÒ ®Ò thi vµ c¸c vÊn ®Ò liªn quan tíi bé m«n Ho¸ häc xin vui lßng liªn hÖ víi gi¸o viªn theo sè m¸y 
0979.817.885 (ngoµi giê hµnh chÝnH – GÆP Mr.QUúNH) hoÆc ®Þa chØ E mail: HOAHOC.ORG@GMAIL.COM 
| 3 | 
Phương pháp bảo toàn nguyên tố ñối với nguyên tố O ñược sử dụng rất phổ biến trong các bài toán ñốt 
cháy chất hữu cơ. 
Chú ý: ðối với trường hợp ñốt cháy hợp chất chứa Nito bằng oxi không khí, thì lượng N2 thu ñược sau 
phản ứng là: 
2 2 2 (sau ph¶n øng) (tõ ph¶n øng ®èt ch¸y) (cã trong kh«ng khÝ)N N N
n n n= + 
Chú ý : 
• ðể áp dụng tốt phương pháp này, ta nên hạn chế viết phương trình phản ứng mà thay vào ñó nên 
viết sơ ñồ phản ứng (sơ ñồ hợp thức, có chú ý hệ số), biểu diễn các biến ñổi cơ bản của chất (nguyên 
tố) quan tâm. 
• Nên quy về số mol nguyên tố (nguyên tử). 
• ðề bài thường cho (hoặc qua dữ kiện bài toán sẽ tính ñược) số mol của nguyên tố quan tâm → 
lượng chất (chú ý hiệu suất phản ứng, nếu có). 

File đính kèm:

  • pdfPHUONG PHAP BAO TOAN NGUYEN TO NGUYEN TU.pdf