Báo cáo biện pháp Phân loại và rèn kĩ năng giải bài toán lập công thức hóa học hợp chất hữu cơ

đề tài. 
2. Những biện pháp thực hiện
Trong quá trình dạy học tôi nhận thấy để lập được công thức phân tử hợp chất hữu cơ trước hết học sinh cần hiểu hợp chất hữu cơ là gì? Hiđrocacbon là gì? Dẫn xuất của hiđrocacbon là gì? Khi đốt hợp chất hữu cơ thì sản phẩm thường là chất nào?
Các em cần hiểu:
- Hợp chất hữu cơ là hợp chất của C (trừ CO; CO2; H2CO3; muối cacbonat......).
- Hiđrocacbon là hợp chất chỉ gồm C và H.
- Dẫn xuất của hiđrocacbon là hợp chất ngoài C, H còn có nguyên tố khác: O,N...
Như vậy nếu xác định được thành phần định tính của hợp chất thì việc lập công thức phân tử chỉ còn dựa vào thành phần định lượng.
Sau đây là một số dạng bài tập cụ thể qua đó hệ thống nên hệ thống tư duy , khai thác dữ kiện, sử dụng kiến thức để giải quyết bài tập.
DẠNG 1: LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ DỰA VÀO KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN NGUYÊN TỐ VÀ BIẾT KHỐI LƯỢNG MOL CỦA HỢP CHẤT.
Bài toán 1:
Phân tích một hợp chất hữu cơ A, có chứa nguyên tố C, H, O. Trong đó thành phần % khối lượng của C là 60% và của H là 13,33%. Xác định công thức phân tử của A biết khối lượng mol của A là 60 gam.
*Phân tích bài toán:
- Ở bài toán chưa biết % của O. Vậy làm thế nào để tìm được %O.
- Có % các nguyên tố thì sử dụng cách nào để tìm được công thức của A.
* Bài giải:
Phần trăm khối lượng của nguyên tố O trong hợp chất A là:
%O = 100% - (60% + 13,33%) =26,66%
Gọi công thức phân tử của A là CxHyOz (x, y,z Z+)
Ta có tỉ lệ: = = = 
 x = = 3
y = = 8
z = = 1
Vậy công thức phân tử của A là: C3H8O
Có thể hướng dẫn học sinh giải cách khác:
Công thức tổng quát: CxHyOz (x, y,z Z+)
Ta có:
x : y : z = = = = : : = 3: 8:1
Công thức A có dạng (C3H8O)n
Ta có MA = 60 60n = 60 n= 1
Vậy công thức phân tử của A là C3H8O
Bài toán 2:
Khi phân tích hợp chất hữu cơ A thấy: Cứ 2,1 phần khối lượng C lại có 2,8 phần khối lượng O và 0,35 phần khối lượng H. Hãy xác định công thức phân tử của A, biết 1 gam hơi A ở đktc chiếm thể tích 0,3733 lít.
* Phân tích bài toán :
- Ở bài này, muốn tính khối lượng mol của chất chưa biết phải dựa vào dữ kiện nào để tính?
M = mà n = 
- Cách giải tương tự bài 1, nhưng thay % bằng khối lượng.
* Bài giải:
Gọi công thức phân tử của A là: CxHyOz (x, y,z Z+)
Ta có:
x : y : z = : : = 0,175 : 0,35 : 0,175 = 1: 2: 1
Công thức phân tử đơn giản của A : CH2O
Khối lượng mol của A là:
MA = = 60(g)
 Công thức phân tử của A có dạng: (CH2O)2 = 60
30n = 60 n = 2
Vậy công thức phân tử của A là C2H4O2
* Nhận xét: Ở bài này ẩn là khối lượng mol M, học sinh nhớ lại công thức tính M.
DẠNG 2: BÀI TOÁN ĐỐT LƯỢNG CHẤT HỮU CƠ TRONG ĐÓ BIẾT LƯỢNG CHẤT ĐEM ĐỐT, KHỐI LƯỢNG CHẤT SẢN PHẨM VÀ KHỐI LƯỢNG MOL CỦA CHẤT HỮU CƠ.
Bài toán 1:
Đốt cháy hoàn toàn 1,44 gam chất hữu cơ A. Sau phản ứng thu được 2,24 lít khí CO2(đo ở đktc) và 2,16 gam H2O. Tìm công thức phân tử của A biết rằng 0,01 gam hơi chất A ở đktc chiếm 3,1ml.
* Phân tích bài toán:
- Một hợp chất hữu cơ khi đốt cháy cho sản phẩm là CO2 và H2O giúp ta suy ra được điều gì?
(Giúp biết thành phần định tính của hợp chất đó hay công thức tổng quát. Điều khẳng định này phải dựa vào số liệu tính toán- thành phần định lượng.)
- Từ đó tìm ra công thức đơn giản của hợp chất A
- Dữ liệu 0,01 gam hơi A(đktc) có V = 3,1ml =0,0031(l) giúp ta tính được đại lượng nào?
(Tìm được MA từ đó tìm được công thức phân tử của hợp chất A)
- Sau khi phân tích xong thì giáo viên giúp học sinh lập sơ đồ:
A + O2 CO2 + H2O
nC = mC = nC .MC
nH = 2nH2O mH = nH .MH
 mC + mH = mA A gồm C và H
Nếu mC + mH < mA thì A gồm C, H và O
Từ V nA = và mA = 0,01(g) ta tính được MA =
* Bài giải:
Số mol CO2 và H2O là:
 = = = 0,1mol
 = = = 0,12mol
Số mol C và H có trong CO2 và H2O là:
nC = = 0,1mol
= 2 = 2 . 0.12 = 0,24mol
Khối lượg C và H có trong A là:
mC = nC . MC = 0,24 . 1 = 0,24(g)
Ta có: mC + mH = 1,2 + 0,24 = 1,44(g) = mA
Vậy A là Hiđrocacbon có công thức tổng quát là: CxHy (x, y Z+)
Ta có: x : y = nC : nH = 0,1 : 0,24 = 5 : 12
 Công thức đơn giản nhất của A là C5H12
Ta lại có:
nA = mà MA = = = = 72(g)
Khi đó công thức phân tử của A có dang: (C5H12)n = 72
72n = 72
 n = 1
Vậy công thức phân tử của A là C5H12
*Nhận xét: Dạng toán này đơn giản nếu biết khối lượng chất sản phẩm và M. Nhưng ở bài toán 1 ẩn M chưa biết nên học sinh thường hay lúng túng. Bài toán trên đã đưa ra một cách xác định giá tri của M.
Bài toán 2:
Đốt cháy hoàn toàn 5,8 gam hợp chất hữu cơ X. Sau phản ứng thu được 8,96 lít khí CO2 (đo ở đktc) và 9g H2O. Tìm công thức phân tử của X. Biết tỉ khối của X so với khí H2 là 29.
* Phân tích bài toán:
- Ở bài toán này hướng dẫn học sinh giống bài 1. Còn khối lượng mol M của hợp chất thì dựa vào dữ liệu nào? (dựa vào tỉ khối)
Công thức tính tỉ khối? (dA/B =)
- B ở đây là chất nào? (H2)
- Vậy có tìm được MA không? ( MA = M .d)
- Tìm nC, nH mC, mH
Tính: mC + mH rồi so với mX?
 Công thức tổng quát của X.
* Bài giải:
Số mol CO2 và H2O là:
 = = = 0,4 (mol)
 = == 0,5 (mol)
Số mol C và H có trong CO2 và H2O hay trong X là:
nC = nCO2 = 0,4 (mol)
Khối lượng của C và H trong X là:
mC = nC . MC = 0,4 . 12 = 4,8(g)
mH = nH . mH = 1 .1 = 1(g)
Ta có: mC + mH = 4,8 + 1 = 5,8 = mX
Vậy X là Hiđrocacbon có công thức tổng quát là: CxHy (x, y Z+)
Ta có: x : y = nC : nH = 0,4 : 1 = 2 : 5
Công thức phân tử đơn giản của X là C2H5
Mà khối lượng mol của X là:
MX = MH2 . 29 = 2 .29 = 58(g)
Công thức phân tử của X có dạng: (C2H5)n = 58
29n = 58
 n = 2
Công thức phân tử của X là: C4H10
* Nhận xét: Ở bài toán này ẩn số cũng là M. Như vậy lại có thêm một cách xác định M
DẠNG 3: DẠNG TOÁN ĐỐT CHÁY CƠ BẢN NHƯNG SẢN PHẨM CHO DƯỚI TỈ LỆ MOL HOẶC TỈ LỆ THỂ TÍCH
(Phương pháp giải: Dựa vào định luật bảo toàn khối lượng)
Bài toán 1:
Đốt cháy hoàn toàn 2,1 gam hợp chất hữu cơ B cần dùng 5,04 lít khí O2(đo ở đktc) thu được CO2 và H2O có tỉ lệ thể tích là 1 :1 ở cùng điều kiện. Tìm công thức phân tử của B biết tỉ khối hơi của B so với khí hiđro là 21.
* Phân tích bài toán:
- Ở bài toán này ta đã biết mCO2 , mH2O chưa?
- Làm thế nào để tính được 2 đại lượng này?
- Bài toán cho số liệu gì? Sử dụng như thế nào?
- mA đã biết còn sẽ tính được giúp ta suy ra điều gì?
- : = 1 : 1 giúp ta suy ra điều gì?
Để tháo gỡ những nút thắt đó ta phải dựa vào những kiến thức sau:
- Định luật bảo toàn khối lượng.
- Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất tỉ lệ về số mol giữa các chất khí chính là tỉ lệ về thể tích.
- Từ đó ta sẽ tính được mCO2 , mH2O và bài toán lúc này quay về dạng toán cơ bản mà học sinh đã làm.
* Bài giải:
Số mol O2 và khối lượng của O2 là:
 = = = 0,225(mol)
 = n . M = 7,2(g)
Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:
+ = + = 2,1 + 7,2 = 9,3(g)
Mặt khác ta biết ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất ta có:
 : = 1 : 1 : = 1 : 1
Hay = = x mol
 = . = 44x
 = . = 18x
Ta có phương trình: 18x + 44x = 9,3 x = 0,15 mol
Vậy : = 1 : 1 = 0.15mol
nC = = 0,15 mol mC = nC . MC= 12. 0,15 = 1,8 (g)
 = 2 = 2 . 0,15 = 0,3 (mol) mH = nH. MH = 0,3 . 1 = 0.3(g)
Ta có: mC + mH = 1,8 + 0,3 =2,1 = mB
Vậy B là Hiđrocacbon có công thức tổng quát là: CxHy (x, y Z+)
Ta có: x : y = 0,15 : 0,3 = 1 : 2
Công thức phân tử đơn giản của B là: CH2
Mà khối lượng mol của B là: MB = d . = 21 .2 = 42 (g)
Công thức phân tử của B có dạng: (CH2)n
14n = 42
 n = 3
Vậy công thức phân tử của B là C3H6
* Nhận xét: Ở bài toán này dù ẩn là khối lượng của sản phẩm, song sử dụng các kiến thức đã học chúng ta sẽ xác định được các giá trị của ẩn và đưa bài toán về dạng cơ bản mà học sinh đã biết cách làm.
Bài toán 2:
Đốt cháy hoàn toàn 9,2 gam chất hữu cơ A trong bình chứa 13,44 lít khí O2(đo ở đktc), phản ứng thu được CO2 và H2O có tỉ lệ là 2 : 3. Tìm công thức phân tử của A, biết tỉ khối hơi của A với H2 là 23.
* Phân tích bài toán: Tương tự bài 1
* Bài giải:
Số mol O2 và khối lượng của O2 là:
 = = = 0,6 (mol)
 = . = 0,6 . 32 = 19,2(g)
Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:
+ = + = 9,2 + 19,2 = 28,4(g)
Theo đầu bài, ta có:
 = = 
Gọi = x(mol) = x
 = 18x
 = .44x = 
 18x + = 28,4 54x + 88x = 85,2
 x = 0,6(mol)
 = x = 0,4(mol)
 = = 0,4(mol) mC = 0,4 .12 = 4,8(g)
 = 2 = 2 .0,6 = 1,2(mol) mH = 1,2 .1 = 1,2(g)
Ta có:
mC + mH = 4,8 + 1,2 = 6< mA =9,2
 A là dẫn xuất của Hiđrocacbon, phân tử của A gồm C,H,O
mO = mA – (mC + mH) = 9,2 – (4,8 + 1,2) =3,2(g)
 nO = = = 0,2(mol)
Vậy công thức tổng quát của A là: CxHyOz (x, y, z Z+)
Ta có: x : y : z = nC : nH : nO = 0,2 : 0,6 : 0,1 = 2 : 6 : 1
Công thức phân tử đơn giản của A là: C2H6O
Mà khối lượng mol của A là:
MA = d. = 23. 2 = 46(g)
Công thức phân tử của A có dạng: (C2H6O)n
(C2H6O)n = 46 46n = 46 n = 1
Vậy công thức phân tử của A là: C2H6O
*Nhận xét: Ở bài này ẩn là khối lượng mol và khối lượng của sản phẩm, nhưng sử dụng các kiến thức đã học sẽ xác định được các giá trị của ẩn và đưa bài toán về dạng cơ bản mà học sinh đã biết cách làm.
DẠNG 4: BÀI TOÁN ĐỐT CHÁY CÓ SẢN PHẨM TIẾP TỤC THAM GIA PHẢN ỨNG
Bài toán 1:
Oxi hóa hoàn toàn 4,2 gam chất hữu cơ X chỉ thu được khí CO2 và H2O. Khi dẫn toàn bộ sản phẩm vòa dung dịch nước vôi trong lấy dư thì thấy khối lượng bình tăng thêm 18,6 gam đồng thời xuất hiện 30 gam chất kết tủa. Mặt khác, khi hóa hơi một lượng chất X người ta thu được một thể tích đúng bằng thể tích khí N2 có khối lượng tương đương ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất. Tìm công thức phân tử của X.
* Phân tích bài toán:
- Ở bài này phải hiểu sản phẩm gồm CO2 và H2O đi vào dung dịch Ca(OH)2. Khối lượng bình tăng lên đó là: mCO2 + mH2O = 18,6(g)
- Kết tủa tạo thành là do phản ứng:
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
- Số mol kết tủa tính được do đó tính được nCO2 mCO2 Tính được mH2O..
- Như vậy bài toán sẽ quay về dạng bài đã biết khối lượng sản phẩm mà học sinh đã biết cách làm.
Dữ liệu VX = VN2 giúp ta suy ra điều gì?
- Khi thực hiện ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất giúp ta có được điều gì?
( = = =)
- Từ đó tính được và như vậy sẽ tiếp tục giải bài toán tương tự như bài toán ở dạng bài 2.
* Bài giải:
Phương trình hóa học:
X + O2 CO2 + H2O (1)
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (2)
Số mol CaCO3 là:
 = = = 0,3(mol)
Theo phương trình phản ứng (2) ta có:
 = = 0,3(mol)
 = . = 0,3. 44 = 13,2(g)
Khối lượng bình tăng lên đó là khối lượng của CO2 và H2O
+ = 18,6(g)
 = 18,6 - = 18,6 – 13,2 = 5,4(g)
Ta có:
 = = 0,3 mol mC = 0,3 .12=3,6(g)
 = 2 = 2 = 0,6(mol) mH = 0,6 .1=0,6(g)
Ta có:
mC + mH = 3,6 + 0,6 = 4,2 = mX
 X là Hiđrocacbon, phân tử gồm C và H
Công thức tổng quát của X là: CxHy (x, y Z+)
Ta có: x : y = nC : nH = 0,3 : 0,6 = 1 : 2
Công thức đơn giản của X là: CH2
Theo đầu bài ta có: Ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất:
 = = =
Mà mX = mH MX = = . 28= 70(g).
Công thức của X có dạng là: (CH2)n
(CH2)n= 70
14n = 70 n =5
Vậy công thức phân tử của X là :C5H10
* Nhận xét: Ở bài này ẩn cũng là giá trị của sản phẩm nhưng dựa vào phương trình phản ứng cho sản phẩm tạo ra ta cũng xác dịnh được khối lượng của sản phẩm. Giá trị M cũng là ẩn nhưng dựa vào đầu bài ta cũng xác định được M và đưa bài toán về dạng cơ bản mà học sinh đã biết cách làm.
Bài toán 2:
Đốt cháy hoàn toàn 6 gam hợp chất hữu cơ A rồi dẫn sản phẩm vào bình 1 chứa H2SO4 đặc và bình 2 chứa dung dịch Ca(OH)2dư. Sau phản ứng thấy khối lượng bình 1 tăng thêm 3,6 gam, bình 2 thu được 20 gam chất kết tủa. Tìm công thức phân tử của A. Biết tỉ khối hơi của A với H2 là 30.
* Phân tích bài toán:
- H2SO4 đặc có tính chất gì? Khối lượng tăng của bình 1 là khối lượng của chất nào?
(Ở bài này khối lượng nước được tính theo khối tăng của bình 1 chứa H2SO4 đặc vì H2SO4 đặc háo nước. Từ đó tính được nH2O nH và mH )
- Kết tủa tạo thành là do phản ứng của CO2 với dung dịch Ca(OH)2. Từ khối lượng kết tủa tính được số mol của CO2, từ đó tính được mC và mH và biết được các nguyên tố tạo ra A.
- Dữ liệu dA/H2 = 30 cho ta biết điều gì? ( Tính được MA = d. )
- Tiếp tục giải như dạng cơ bản.
* Bài giải:
Phương trình phản ứng xảy ra:
A + O2 CO2 + H2O (1)
H2SO4 + nH2O H2SO4 .nH2O (2)
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (3)
Khối lượng bình 1 tăng là do H2SO4 hút nước = 3,6(g)
 = = = 0,2(mol)
 = 2 =2 .0,2 =0,4(mol)
 = . = 0,4 .1 = 0,4(g)
Số mol CaCO3 là:
 = = = 0,2(mol)
Theo phương trình phản ứng (3) ta có:
 = = 0,2(mol)
 = = 0,2(mol) mc = 0,2 . 12 =2,4(g)
Ta có: mC + mH = 2,4 + 0,4 = 2,8(g) < mA = 6g
A là dẫn suất của Hiđrocacbon, phân tử gồm C,H,O
mO = mA – (mC + mH) = 6 – 2,8 = 3,2(g)
nO = = = 0,2(mol)
Vậy công thức tổng quát của A là: CxHyOz (x, y, z Z+)
Ta có: x : y : z = 0,2 : 0,4 : 0,2 = 1 :2 :1
Công thức đơn giản của A là: CH2O
Khối lượng mol của A là:
MA = d. = 30 . 2 = 60(g)
Công thức phân tử của A có dạng: (CH2O)n
(CH2O)n = 60n = 2
Vậy công thức phân tử của A là: C2H4O2
*Nhận xét: Ở bài này ẩn cũng là giá trị của sản phẩm nhưng học sinh có thể dựa vào các kiến thức đã học để tìm ra các ẩn đó và đưa bài toán và đưa bài toán về dạng cơ bản mà học sinh đã biết cách làm.
DẠNG 5: LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ CỦA HIĐROCACBON DỰA VÀO PHẢN ỨNG HÓA HỌC ĐẶC TRƯNG
Bài toán 1:
Cho 0.728 lít hỗn hợp gồm 2 hidrocacbon đi qua dung dịch nước brom lấy dư thấy có 2g brom phản ứng và còn 0.448 lít khí thoát ra ngoài . Đốt cháy hoàn toàn 0.725 lít hỗn hợp khí trên rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy qua bình 1 đựng H2SO4 đặc, sau đó qua bình 2 đựng dung dịch nước vôi trong lấy dư thấy xuất hiện 7,75g kết tủa. Tìm công thức phân tử của 2 hidrocacbon trên. Các thể tích khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
*Phân tích bài toán :
- Hỗn hợp hidrocacbon + dung dịch nước brom
 Khí bị giữ lại thuộc hidrocacbon nào ? ( Hidrocacbon chưa no )
 Khí đi qua được thuộc hidrocacbon nào ? (Hidrocacbon no )
- Để khẳng định hidrocacbon chưa no thuộc loại nào ta phải làm gì?dựa vào đâu ? (lập tỉ lệ về số mol giữa hidrocacbon không no và brom tham gia phản ứng , từ đó sẽ xác định được hidrocacbon thuộc loại elylen hay axetylen)
- khi đốt cháy hỗn hợp, sản phẩm thu được là CO2 và H2O
CO2 và H2O H2O bị giữ lại, còn CO2 CaCO3
Khối lượng kết tủa đã biết tìm được số mol kết tủa số mol khí CO2 sinh ra ở 2 phản ứng đốt cháy 2 hidrocacbon từ đó tìm được mối liên hệ giữa số nguyên tử cacbon trong phân tử trên .
*Bài giải :
Hidrocacbon không phản ứng với dung dịch nước brom(đi qua được dung dịch nước brom )thuộc loại hidrocacbon có công thức chung là: CnH2n + 2 (n1)
 = 0,448(l) = = = 0,02(mol)
Hiđrocacbon có phản ứng với dung dịch brom ( bị giữ lại) thuộc loại hiđrocacbon chưa no.
Ta có:
nhiddrocacbon chưa no = = = 0,0125(mol)
nBr2 = = = 0,0125(mol)
 nhiddrocacbon chưa no : nBr2 = 1 :1
Hiđrocacbon chưa no có công thức: CmH2m(m 2)
Phản ứng đôt cháy:
CnH2n + 2 + O2 nCO2 + (n +1) H2O (1)
CmH2m + O2 mCO2 + m H2O (2)
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (3)
Số mol CaCO3 tạo thành ở phản ứng (3) là:
 = = = 0,0775(mol)
Theo phương tình (3) ta có:
 = = 0,0775(mol)
Mà nCO2 (1) +nCO2 (2) = nCO2 (3)
Ta đã có = = = 0,02(mol) và = 0,0125(mol)
Theo phương trình (1) ta có = 0,02. n
Theo phương trình (2) ta có = 0,0125. m
 0,02 n + 0,0125 m = 0,0775
8n + 5m = 31
 m = 
Ta có bảng giá trị:
n
1
2
3
4
M
4,6
3
1,4
<0
Loại
Chọn
Loại
Loại
Như vậy cặp giá trị thích hợp là:
n = 2 Công thức phân tử của hiđrocacbon no là: C2H6
m = 3 Công thức phân tử của hiđrocacbon chưa no là: C3H6
*Bài toán 2:
Dẫn 6,72 lít một hỗn hợp khí gồm 2 hiđrocacbon mạch hở qua dung dịch brom dư sao cho phản ứng xảy ra hoàn toàn. Sau thí nghiệm, thấy khối lượng bình đựng brom tăng thêm 5,6 gam, đồng thời thoát ra 2,24 lít một chât khí. Mặt khác, nếu đốt cháy hoàn toàn 6,72 lít hỗn hợp khí trên, thấy tạo ra 22 gam khí CO2 và 10,8 gam H2O. Biết các thể tích khí đo ở đktc. Xác định công thức phân tử của 2 hiđrocacbon đó.
* Phân tích bài toán:
- Khối lượng bình brom tăng là khối lượng của hiđrocacbon chưa no.
-Thể tích khí thoát ra là thể tích của hiđrocacbon no.
 VCnH2n + 2 = 2,24 lít Tìm được số mol của CnH2n+2.
- Có Vhỗn hợp nhỗn hợp nhiđrocacbon chưa no
- Biết số mol và khối lượng của hiđrocacbon chưa no thì tìm được khối lượng.
mol (M).
- Biện luận tìm được công thức phân tử.
- Viết phương trình đốt cháy.
- Từ nCxHy nCO2 và nH2O
Có mCO2, mH2O tổng nCO2 , nH2O tổng
 nCO2 , nH2O của phản ứng đốt cháy CnH2n+2.
- Lập tỉ số mol tìm được công thức phân tử.
* Bài giải:
Gọi công thức phân tử khí tác dụng với dung dịch Br2 là CxHy.
Công thức phân tử của chất khí không tác dụng với dung dịch Br2 là: CnH2n + 2
Thể tích khí CxHy là : 6,72 – 2,24 = 4,48(l)
Khối lượng mol của CxHy là: = = = 28(g)
Nếu x = 1 y = 16 (loại)
Nếu x = 2 y = 4( thỏa mãn)
Vậy với cặp giá trị x = 2, y = 4 thích hợp.
 Công thức phân tử của hiđrocacbon là: C2H4
- Số mol CO2 và số mol H2O thu được là:
 = = = 0,5(mol)
 = = = 0,6(mol)
 = = = 0,1(mol)
Phương trình đốt cháy:
C2H4 + 3 O2 2CO2 + 2 H2O (1)
CnH2n + 2 + O2 nCO2 + (n +1) H2O (2)
Theo phương trình (1) ta có: nCO2 = 2nC2H4 = 2 .0,2 = 0,4(mol)
nH2O = 2nC2H4 = 2 .0,2 = 0,4(mol)
 nCO2(2) = 0,5 - 0,4 = 0,1(mol)
nH2O (2) = 0,6 – 0,4 = 0,2(mol)
Mà theo phương trình (2) nCO2 = n . nCnH2n+ 2 = 0,1. n
nH2O = (n + 1) . nC2H2n +2 = 0,1 .(n +1)
0,1 n = 0,1 n = 1
Vậy công thức phân tử của hiđrocacbon cần tìm là: CH4
* Nhận xét:
Ở dạng toán này phải tính theo phương trình và biện luận, loại toán này dùng cho học sinh khá giỏi.
DẠNG 6: BÀI TOÁN KHÔNG CHO KHỐI LƯỢNG CỤ THỂ CỦA CÁC CHẤT SINH RA SAU PHẢN ỨNG CHÁY MÀ CHO DƯỚI DẠNG ẨN SỐ.
Bài toán:
Đốt cháy hoàn toàn b gam chất hữu cơ A, chứa C,H và O, thu được x gam CO2 và y gam H2O. Biết x = b, y = b. Tỉ khối hơi của A so với H2 là 45. Xác định công thức phân tử của A.
* Phân tích đề bài:
Biết mCO2, mH2O từ đó tìm được khối lượng các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ theo ẩn số đã cho, rồi lập công thức tổng quát và công thức phân tử cho ẩn số đó.
* Bài giải:
Gọi công thức tổng quát của hợp chất hữu cơ là CxHyOz(x, y, z Z+)
Xác định khối lượng của các nguyên tố C, H, O theo ẩn b.
 = = =(mol)
 = =(mol) =. 12 =0,4b(g)
 = = =(mol)
= = 2 = (mol)
 mH = . 1 =(mol)
mO = b – (0,4b + ) =(g)
Ta có tỉ lệ:
x : y : z = :: = 1: 2: 1
Vậy công thức đơn giản của A có dạng (CH2O)n
Khối lượng mol của A là:
MA = d . = 45 . 2 = 90(g)
 30n = 90 n = 3
Vậy công thức phân tử của A là C3H6O3
* Nhận xét: Ở dạng toán này phải tính theo ẩn số loại toán này dùng cho học sinh khá giỏi.
DẠNG 7: TÍNH THEO THỂ TÍCH CỦA CÁC CHẤT THAM GIA PHẢN ỨNG HAY TẠO THÀNH Ở TRẠNG THÁI KHÍ HOẶC HƠI TRONG CÙNG ĐIỀU KIỆN NHIỆT ĐỘ, ÁP SUẤT ĐỂ LẬP CÁC CÔNG THỨC HỢP CHẤT HỮU CƠ Ở THỂ KHÍ
Bài toán 1:
Khi đốt 1 lít khí X cần 5 lít khí O2. Sau phản ứng thu được 3 lít khí CO2 và 4 lít hơi nước. Xác định công thức phân tử của X. Biết thể tích các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.
* Phân tích bài toán:
Vì là chất khí nên ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất thì tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ mol nên bài toán trở thành cơ bản.
* Bài giải:
Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, một mol bất kì chất khí nào cũng chiếm những thể tích bằng nhau. Vậy tỉ lệ thể tích chính là tỉ lệ mol.
Gọi công thức phân tử của X là: CxHyOz(x, y, z Z+)
Phương trình phản ứng:
CxHyOz + (x + - )O2 xCO2 + H2O
Theo phương trình: 1 : (x + - ) : x : 
Theo đề bài : 1 : 5 : 3 : 4
x = = 3 ; y = 4.2 = 8
Vậy x = 3 ; y = 8
Thay x = 3; y = 8 vào (x + - ) = 5 z = 0
Vậy công thức phân tử của X là C3H8
* Nhận xét: Ở bài toán này học sinh cần có kĩ năng cân bằng phương trình hóa học tốt thì bài toán trở lên đơn giản.
Bài toán 2:
Trộn 10cm3 A ở thể khí với 50cm3 oxi rồi đốt cháy. Sau phản ứng thu được hỗn hợp khí gồm CO2, N2, H2O và oxi dư có thể tích là 80cm3. Dẫn hỗn hợp khí qua CaCl2 khan thì thấy khối lượng giảm mất một nửa. Nếu tiếp tục dẫn qua dung dịch KOH dư thì còn lại 20 cm3một hỗn hợp khí mà khi cho nổ trong hồ quang điện thì chỉ còn một khí duy nhất.(Các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.) Hãy xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ A.
* Phân tích bài toán:
CaCl2 khan
- Hợp chất A(10cm3) + O2 CO2, N2, H2O, O2 dư(80cm3)
H2O hồ quang điện
CO2, N2,O2 dư(40cm3) N2, O2 dư(20cm3) NO(khí duy nhất)
+CO2
- Qua phân tích tìm được , ,phản ứng,, tạo thành.
- Từ đó viết phương trình rồi tính như bài toán 1.
* Bài giải:
Thể tích hơi nước