Tài liệu ôn tập môn Hóa học 9

Nội dung text: Tài liệu ôn tập môn Hóa học 9

1. Tài liệu mụn húa học 9 Bài tập ỏp dụng: Bài 1: 1. Hỗn hợp A gồm mờtan, axờtylen theo tỷ lệ thể tớch là 1:1 a/ Tinh chế CH4 từ hỗn hợp b/ Tinh chế C2H2 từ hỗn hợp 2. Hỗn hợp A gồm axờtylen và hidro cú tỷ khối so với hidro bằng 4. a/ Tớnh % về thể tớch của mỗi khớ trong hỗn hợp A, b/ Đốt núng hỗn hợp trong bỡnh kớn cú ớt bột Ni làm xỳc tỏc thu được hỗn hợp khớ B. - Cho 1/2 khối lượng B đi qua dung dịch AgNO3 trong NH3 thấy tạo thành 0,12g kết tủa màu vàng. Tớnh khối lượng của C2H2 trong hỗn hợp B. - Cho 1/2 lượng khớ B qua dung dịch nước Brụm thấy bỡnh nặng thờm 0,041(g). Tớnh khối lượng của ờtylen cú trong hỗn hợp B. Hướng dẫn: 1. a/ Cho hỗn hợp đi qua nước Br 2 dư: C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 Tinh chế được CH4 b/ Cho hỗn hợp đi qua dung dịch Ag2O (NH2) C2H2 + Ag2O C2Ag2  + H2O - Lọc lấy kết tủa hoàn tan bằng HNO3 C2Ag2 + HNO3 AgNO3 + C2H2  2. a. Gọi một số mol của C2H2 là x -> nH2 = 1 - x 26x 2(1 x) Ta cú: = 4 2 -> x = 0, 25 Ta cú: C2H2 chiếm 25%; và H2Chiếm 75% b. Đốt núng hỗn hợp Ni C2H2 + H2 > C2H4 t o Ni C2H2 + 3H2 > C2H6 t 0 Hỗn hợp khớ B; C2H2; C2H4; C2H6 Cho 1/2B đi qua dung dịch Ag2O (NH3) NH3 C2H2 + Ag2O  C2Ag2  + H2O 0,12 nC2H2 = nC2Ag2 = = 0,0005 (mol) 240 Khối lượng C2H2 cú trong hỗn hợp B: 0,0005.2. 26 = 0,026(g) - Cho 1/2 B đi qua dung dịch Br2 Cỏc phản ứng: C2H4 + Br2 C2H4 Br2 C2h2 + 2Br2 C2H2 Br4 - Khối lượng của C2H4 trong hỗn hợp B là: 0,026 (0,041 - ). 2 = 0,056 (g) 2 Bài 2: Cỏc hiđrocacbon A, B, C đều ở trạng thỏi khớ ở điều kiện thường, xỏc định cụng thức của chỳng bằng kết quả của từng thớ nghiệm sau: a, 1,4g chất A làm mất màu vừa đủ một dung dịch chứa 8g brụm. b, Một thể tớch V của B chỏy cần 2,5V khớ ụxi. 1
2. Tài liệu mụn húa học 9 c, Tổng thể tớch C và thể tớch ụ xi vừa đủ bằng tổng thể tớch của khớ CO2 và hơi nước tạo thành, thể tớch hơi nước đỳng bằng thể tớch CO2. 1,4.160 a, theo TN ta cú : MA= = 28 (g) 8 Xột cỏc trường hợp :- hiđrocacbon CnH2n+2 và CnH2n-2 khụng cú trường hợp nào cú M = 28g - hiđrocacbon CnH2n : chỉ cú C2H4 là thoả món M=28g vậy A là C2H4 (1đ) b, Gọi cụng thức B là CxHy và đặt VB = V0 y y Ta cú :C2H4 + (x+ ) O2 xCO2 + H2O 4 2 y VO2 (x + )V0 4 y = x + 4 VCxHy V0 x, y phải thoả món điều kiện : x, y là những số nguyờn dương 2x-2 y 2x+2 Chỉ cú nghiệm x=y=2 thoả món . Vậy B là C2H2 n C, Ta cú : CnH2n + (n+ )O2 nCO2 + nH2O 2 -Theo PTHH VCO2= VH2O(hơi ) n Nếu lấy VCnH2n =1 thỡ Vđầu = 1+ n + 2 n Vcuối =Vđầu -> 1= -> n=2 Vậy C là C2H4 2 Bài 3: Hỗn hợp A gồm cỏc khớ mờtan, ờtylen và axờtylen. a. Dẫn 2,8 lớt hỗn hợp A ở đktc qua bỡnh đựng dung dịch nước Brụm thấy bỡnh bị nhạt màu đi một phần và cú 20g brụm phản ứng. b. Mặt khỏc đốt chỏy hoàn toàn 5,6 lit A đktc rồi cho toàn bộ sản phẩm chỏy qua bỡnh đựng 175,2 gam dung dịch NaOH 20% sau thớ nghiệm thu được dung dịch chứa 1,57% NaOH. Tớnh % theo thể tớch của mỗi khớ cú trong hỗn hợp A. Hướng dẫn: Gọi x, y, z lần lượt là cỏc số mol của CH4 , C2H4 và C2H2 cú trong 2,8 lớt hỗn hợp: 2,8 nhh = = 0, 125 mol 22,4 Khi cho 2,8 lớt hỗn hợp đi qua bỡnh đựng nướcBrụm chỉ cú C2H4 và C2H2 phản ứng Phương trỡnh phản ứng: C2H4 + Br2 -> C2H4Br2 C2H2 + 2 Br2 -> C2H2Br 20 Ta cú: nBr2 = y + 2z = = 0, 125 100 Đốt chỏy 5,6 lớt hỗn hợp CH4 + 2O2 -> CO2 + 2h2O 2x 2x C2H4 + 3O2-> 2CO2 + 2H2O 2y 4y 2C2H2 + O2 -> 4 CO2 + 2 H2O 2z 4z Ta cú: n CO2 = 2x + 4y + 4z = 0,375 + y n NaOH = 0,876 mol CO2 + 2NaOH -> Na2CO3 + H2O 1mol 2mol n NaOH phản ứng = 2n CO2 = 0,75 + 2y 2
3. Tài liệu mụn húa học 9 n NaOH dư = 0, 876 - 0,75 - 2y = 0,126 - 2y x y z 0,125 Ta cú hệ phương trỡnh y 2z 0,125 40.(0,126 2y) .100 1,57 (0,375 y).44 175,2 Giải hệ ta được: y = 0,025 x = z = 0, 05 % CH4 = 40% % C2H4 = 20% % C2H2 = 40% Bài 4: Hỗn hợp A gồm CH4, C2H2 và một hiđrocacbon X cú cụng thức CnH2n +2. Cho 0,896 lớt hỗn hợp A đi qua dung dịch Brom dư để phản ứng xảy rảy ra hoàn toàn, thấy thoỏt ra 0,448 lớt hỗn hợp hai khớ . Biết rằng tỷ lệ số mol CH 4 và CnH2n+ 2 trong hỗn hợp là 1:1, khi đốt chỏy 0,896 lit A thu được 3,08gam CO2 (ở ĐKTC). a- Xỏc định cụng thức phõn tử của Hiđrocacbon X b- Tớnh thành phần % theo thể tớch của mỗi khớ trong hỗn hợp A. Hướng dẫn: a- Khi cho hỗn hợp A qua dung dịch brom dư, cú phản ứng: C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 Vỡ phản ứng xảy ra hoàn toàn và cú hai khớ thoỏt ra khỏi dung dịch brom, nờn hai khớ đú là CH 4 và CnH2n+ 2 Theo đề bài, VC2H2 tham gia phản ứng là: 0,896 - 0,448 = 0,448 (lớt) Vậy số mol C2H2 là: 0,448 = 0,02 (mol) 22,4 Gọi số mol của CH4 là x. Theo bài => số mol của CnH2n + 2 cũng là x. Vậy ta cú: x + x = 0,448 = 0,02 => x = 0,01. 22,4 Phương trỡnh hoỏ học của phản ứng đốt chỏy hỗn hợp: 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O 0,02 mol 0,04 mol CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 0,01 mol 0,01mol 2CnH2n + 2 + (3n + 1) O2 2nCO2 + 2 (n +1)H2O 0,01 mol 0,01,n mol Vậy ta cú: nCO2 = 0,04 + 0,01 +0,01n = 3,08 => n = 2 44 Vậy cụng thức phõn tử của hiđrocacbon X là C2H6 b- Tớnh % thể tớch cỏc khớ: % VC2H2 = 0,448: 0,896 x 100% = 50% % VCH4 = % VC2H6 = (100% - 50%) : 2 = 25% Bài 5: Người ta đốt chỏy một hidrụcacbon no bằng O2 dư rồi dẫn sản phẩm chỏy đi lần lượt qua H2SO4 đặc rồi đến 350ml dung dịch NaOH 2M thu được dung dịch A. Khi thờm BaCl2 dư vào dung dịch A thấy tỏc ra 39,4gam kết tủa BaCO3 cũn lượng H2SO4 tăng thờm 10,8gam. Hỏi hiđrụ cỏc bon trờn là chất nào ? Hướng dẫn: - Sản phẩm chỏy khi đốt Hiđrụ cac bon bằng khớ O 2 là CO2; H2O; O2 dư. Khi dẫn sản phẩm chỏy đi qua H2SO4 đặc thỡ toàn bộ H 2O bị giữ lại (do H 2SO4 đặc hỳt nước mạnh), do vậy lượng H 2SO4 tăng 10,8gam, chớnh bằng lượng nước tạo thành (m = 10,8gam), khớ cũn lại là CO 2, O2 dư tiếp tục qua H 2 O dung dịch NaOH, xảy ra phản ứng giữa CO2 và NaOH CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O (1) 3
4. Tài liệu mụn húa học 9 CO2 + NaOH NaHCO3 (2) Tuỳ thuộc vào số mol của CO 2 và NaOH mà cú thể tạo ra muối trung hoà Na2CO3 lẫn muối axit NaHCO3) * Trường hợp 1: NaOH dư, sản phẩm của phản ứng giữa CO 2 và NaOH chỉ là muối trung hoà. Dung dịch A gồm Na2CO3 + H2O Khi phản ứng với dung dịch BaCl2, toàn bộ muối gốc cacbonat bị chuyển thành kết tủa BaCO3. Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl (3) Ta cú:n = n BaCO3 CO2 39,4 Vỡ:n = 0,2(mol) BaCO3 197 n = 0,2 (mol) CO2 10,8 Trong khi: n = 0,6(mol) H2O 18 n 0,2 1 1 Suy ra: Tỷ số CO2 khụng tồn tại hiđrụ cỏc bon no nào như vậy vỡ tỷ số nhỏ nhất là ở n 0,6 3 2 H2O CH4 chỏy * Trường hợp 2: - Như vậy NaOH khụng dư. Nghĩa là NaOH phản ứng hết. Đồng thời tạo ra cả muối axớt và muối trung hoà (cả phản ứng (1) và (2) đều xảy ra, lượng CO 2 phản ứng hoàn toàn, lượng CO 2 bị giữ lại hoàn toàn) - Theo phương trỡnh (1) n NaOH ban đầu = 0,35 . 2 = 0.7 (mol) nNaOH = 2. n = 2 . n = 2 . 0,2 = 0,4 (mol) Na 2CO3 BaCO3 ởn (1) = 0,2 (mol) (*) CO2 Lượng NaOH cũn lại: 0,7 - 0,4 = 0,3 (mol). Tham gia phản ứng (2) - Theo phương trỡnh (2): n = n NaOH = 0,3 (mol) ( ) CO2 - Vậy từ (*), ( ) lượng khớ CO2 tạo thành trong phản ứng chỏy là n = 0,2 + 0,3 = 0,5 (mol) CO2 Gọi CTHH hiđrụ cỏc bon no là CnH2n+2 (n 1) Phản ứng chỏy; 3n 1 CnH2n+2 + O n CO2 + (n + 1)H2O 2 2 n 0,5 Do đú; n 5 n 1 0,6 Vậy hiđrụ cỏc bon cần tỡm cú cụng thức hoỏ học C5H12 Bài 6: Cho biết X chứa 2 hoặc 3 nguyờn tố trong số cỏc nguyờn tố C; H; O. 1/ Trộn 2,688lớt CH4 (đktc) với 5,376lớt khớ X (đktc) thu được hỗn hợp khớ Y cú khối lượng 9,12g. Tớnh khối lượng phõn tử X. 2/ Đốt chỏy hoàn toàn hỗn hợpY. Cho sản phẩm chỏy hấp thụ hết vào dung dịch chứa 0,48 mol Ba(OH)2 thấy tạo ra 70,92g kết tủa. Xỏc định CTPT và viết CTCT của X. Hướng dẫn: 2,688 1/ Số mol cỏc chất = = 0,12 mol 22,4 5,376 n = = 0,24 mol x 22,4 mx = 9,12 . 0,12 . 16 = 7,2 4
5. Tài liệu mụn húa học 9 7,2 => M = = 30 x 0,24 2/ Cỏc PTHH cú thể xảy ra gồm: CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O (1) y z y C H O + (x + - )O -> xCO + H O (2) x y z 2 2 2 2 2 2 CO2 + Ba(OH)2 -> BaCO3 + H2O (3) CO2dư + H2O + BaCO3 -> Ba(HCO3)2 (4) Xảy ra 2 trường hợp: a, Trường hợp 1: CO2 thiếu -> khụng cú PTHH(4) 70,92 n = n = = 0,36 mol CO2 BaCO3 197 lượng CO do CH tạo ra theo PT (1) = n = 0,12 mol. Do đú lượng CO do X tạo ra = 0,36 - 0,12 2 4 CH4 2 0,24 = 0,24 mol. Như vậy số nguyờn tử C trong X = = 1 0,24 12 . 1 + y + 16z = 30 hay y + 16z = 18. Cặp nghiệm duy nhất z = 1 và y = 2 O => CTPT là CH2O CTCT là H - C H b, Trường hợp 2: CO2 dư cú PTHH (4) Lỳc đú n CO2 = 0,48 + ( 0,48 - 0,36 ) = 0,6 mol đủ dư n do X tạo ra = 0,6 - 0,12 = 0,48 mol CO2 0,48 -> nguyờn tử C trong X = = 2 0,24 ta cú 12 . 2 + y + 16z = 30 24 + y + 16z = 30 y + 16z = 6 Cặp nghiệm duy nhất z = 0 ; y = 6 H H CTPT là C2H6 CTCT là H - C - C - H H H Bài 7: Đốt chỏy hoàn toàn 1 hỗn hợp khớ gồm 2 hidrocacbon cú cụng thức tổng quỏt C nH2n và C mH2m + 2. (4 m 1); (4 n 2) cần dựng 35,2g khớ O2. 7 Sau phản ứng thu được 14,4g H 2O và lượng khớ CO2 cú thể tớch bằng thể tớch của hỗn hợp khớ 3 ban đầu. a. Tớnh % thể tớch của hỗn hợp khớ ban đầu. b. Xỏc định CTPT và CTCT cơ thể cú của cỏc hidrocacbonat núi trờn. 35,2 nO = =1,1 mol 2 32 14,4 n H O = = 0,8 mol 2 18 Gọi a, b lần lượt là số mol của 2 hiđrocacbon CnH2n và CmH2m + 2 Ta cú PTHH 3n CnH2n + O2 n CO2 + n H2O 2 3na a. na na 2 5
6. Tài liệu mụn húa học 9 (3m +1)O 2 CmH2m + 2 + m CO2 + (m +1)H2O 2 3m 1) b ( ). b mb (m+1)b 2) 3na (3m 1) n O = + b = 1,1 (1) 2 2 2 n H 2O = na + (m+1)b = 0,8 (2) 7 n CO2 = na + mb = (a+b) (3) 3 Giải hệ PT ta được a = 0,2 b = 0,1 % CnH2n =0,2/0,3 x 100% 66,7% a. % CmH2m + 2 = 100% - 66,7% = 33,3 % 7 b. na + mb = ( a +b) 3 7 0,2n + 0,1m = x 0,3 3 2n + m = 7 n 2 3 m 3 1 Cỏc hiđrocacbon cú CT: C2H4 và C3H8 C3H6 và CH4 Bài 8: Cho hỗn hợp A gồm C2H4 và C2H2. Lấy 2,96g hỗn hợp A đem đốt chỏy hoàn toàn thu được m1g CO2 và m2g H2O. Lấy 0,616 lớt A(đktc) cho phản ứng với lượng dư nước Brụm thấy cú 6,8g Br 2 tham gia phản ứng (phản ứng xảy ra hoàn toàn). a, Viết PTPƯ. b, Tớnh % theo khối lượng và theo thể tớch của mỗi hiđrocacbon trong A. c, Tớnh m1 và m2. a) (1 điểm) C2H4 + O2 2CO2 + 2H2O (1) 5 C2H2 + O2 2CO2 + H2O (2) 2 C2H4 + Br2 C2H4Br2 (3) C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 (4) 0,616 6,8 b) n = = 0,0275mol và n = = 0,0425mol hỗn hợp A 22,4 Br2 160 Gọi số mol C2H4 là a mol C2H2 là b mol a + b = 0,0275 a = 0,0125mol Theo PT (3) và (4) ta cú hệ PT: { ⇒{ a + 2b = 0,0425 b = 0,015mol mC 2 H 4 trong 0,0275 mol hỗn hợp : 0,0125.28 = 0,35 g. mC 2H2 trong 0,0275 mol hỗn hợp : 0,015.26 = 0,39g. Tổng khối lượng = 0,35 + 0,39 = 0,74 g Tỷ lệ 2,96g : 0,616 lớt = 2,96 : 0,74 = 4:1 Số mol C2H4 và C2H2 trong 2,96 g hỗn hợp là: n C 2 H 4 = 0,0125.4 = 0,05mol n C 2 H 2 = 0,015.4 = 0,06mol 6
7. Tài liệu mụn húa học 9 0,05 % C2H4 theo V bằng: .100% = 45,45% 0,11 % C2H2 theo V bằng 100%- 45,45% = 54,55% 0,05.28 % C2H4 theo m bằng .100% = 47,3% 2,96 % C2H2 theo m bằng 100%- 47,3%= 52,7% c, Tớnh m1, m2 Theo PT (1) và (2): nCO 2 = 2nC 2 H 4 + 2nC 2 H 2 = 0,1 + 0,12 = 0,22 (mol) m1 = 0,22.44= 9,68(g) nH 2O = 2nC 2 H 4 + 2nC 2 H 2 = 2.0,05 + 0,06 = 0,16 (mol) m2 = 0,16.18 = 2,88(g) Bài 9: Cho 3,36 lớt hỗn hợp khớ A (ĐKTC) gồm hiđro cacbon X cú cụng thức CnH2n + 2 và hiđro cacbon Y (cụng thức CmH2m) đi qua bỡnh nước Brom dư thấy cú 8 gam brom tham gia phản ứng. Biết 6,72 lớt hổn hợp A nặng 13 gam, n và m thoả mản điều kiện: 2 n; m 4. Tỡm cụng thức phõn tử 2 hiđro cacbon X; Y. Hướng dẫn: Cho hổn hợp khớ qua dd nước brom X: CnH2n + 2 + Br2 Khụng phản ứng Y: CmH2m + Br2 CmH2mBr2 Gọi số mol X, Y trong hỗn hợp lần lượt là a và b ta cú: 3,36 a + b = = 0,15 (mol) 22,4 8 nY = nBrom = b = = 0,05 (mol a = 0,1 mol 160 Theo khối lượng hỗn hợp: 3,36 (14n + 2)0,1 + 14m . 0,05 = 13 . = 6,5 6,72 Rỳt gọn: 2n + m = 9 Vỡ cần thoả mản điều kiện 2 n; m 4. ( m, n nguyờn dương) Chỉ hợp lớ khi n = m = 3 Vậy cụng thức phõn thức phõn tử X là C3H8; Y là C3H6. Bài 10: Một hỗn hợp gồm khớ Metan, Etilen cú thể tớch 5 lớt được trộn lẫn với 5 lớt khớ Hiđro rồi nung đến 2500C cú bột kền xỳc tỏc cho đến khi phản ứng kết thỳc. Sau khi trở lại những điều kiện lỳc đầu. Về nhiệt độ và ỏp suất thể tớch tổng cộng chỉ cũn lại 8 lớt được dẫn qua dung dịch nước Brom. Hỏi 1) Dung dịch Brom cú bị mất màu khụng ? 2) Tớnh thành phần % theo thể tớch của CH4 và C2H4 trong hỗn hợp lỳc đầu 3) Nếu thay C2H4 bằng cựng thể tớch của C 2H2 thỡ sau phản ứng thể tớch tổng cộng bằng bao nhiờu ? Hướng dẫn: a) Khi trộn hỗn hợp khớ CH4; C2H4 với khớ H2 đến khi phản ứng kết thỳc cú nghĩa phản ứng đó xảy ra hoàn toàn và chỉ cú C2H4 phản ứng với H2. Ni PTHH : C2H4+ H2 C2H6 t0 7
8. Tài liệu mụn húa học 9 Theo phản ứng ta cú n C2H4 = nH2 Mà theo bài ra : nC2H4 VC2H4 = 5 + 5 - 8 = 2 (lớt) 2 % C2H4 .100% 40% 5 % CH4 = 100% - 40% = 60% Ni c) Nếu thay C2H4 + 2H2 C2H6 t0 Theo PTHH : VH2 = 2VC2H2 = 2.2 = 4 (l) => VH2 (dư) = 5 - 4 = 1 (lớt) Vhh = 3 +2 + 1 = 6 (lớt). Bài 11: Hợp chất hữu cơ A chỉ chứa hai nguyờn tố X và Y. Đốt chỏy hoàn toàn m gam A thu được đỳng m gam H2O. A cú phõn tử khối trong khoảng 150 .a(mol) H2O 2 m m Mà MA = và MHO = = 18 => a.MA = 9.a.y => MA = 9y. a 2 y a 2 Vỡ 150 < M < 170 nờn 16 < y < 19. Ta cú: y 16 17 18 19 M 145 156 162 171 A Vỡ nếu M = 156, y = 17 thỡ x = 11,5 (loại). Vậy chỉ cú y = 18, x = 12 và M = 162 là phự hợp. Cụng thức phõn tử của A là: C12H18 Cụng thức đơn giản nhất là: (C2H3)n 8
9. Tài liệu mụn húa học 9 Bài 12: Hỗn hợp khớ B chứa mờtan và axetilen. 1. Cho biết 44,8 lớt hỗn hợp B nặng 47g. Tớnh % thể tớch mỗi khớ trong B. 2. Đốt chỏy hoàn toàn 8,96 lớt hồn hợp B và cho tất cả sản phẩm hấp thụ vào 200ml dung dịch NaOH 20% (D = 1,2 g/ml). Tớnh nồng độ % của mỗi chất tan trong dung dịch NaOH sau khi hấp thụ sản phẩm chỏy. 3. Trộn V lớt hỗn hợp B với V' Hiđrụcacbon X (chất khớ) ta thu được hỗn hợp khớ D nặng 271g, trộn V' lớt hỗn hợp khớ B với Vlớt Hiđrocacbon X ta thu được hỗn hợp khớ E nặng 206g. Biết V' - V = 44,8 lớt. Hóy xỏc định cụng thức phõn tử của Hiđrocacbon X. Cỏc thể tớch khớ đều đo ở điều kiện tiờu chuẩn. Hướng dẫn: 1. Gọi n là số mol C2H2 trong 1 mol hỗn hợp B ta cú phương trỡnh về khối lượng mol: MB = 26n +16 (1 - n) = 47/2 = 23,5 => n = 0,75 tức axetilen= 75%, mờtan = 25% 2. Cỏc phương trỡnh: 2C2H2 + 5O2 4CO2+2H2O (1) CH4+ 2O2 CO2+2H2O (2) Tớnh nB = 0,4 mol , trong đú cú 0,3mol C2H2 và 0,1mol CH4 Theo cỏc phản ứng : 1;2: Tổng mol CO2 = 0,3 x 2 + 0,1 x 1 = 0,7 mol Tổng mol H2O = 0,3 x 1 + 0,1 x 2 = 0,5 mol Số mol NaOH = 200x 1 ,2 x 20 /100x40 = 1,2mol Vỡ: số mol CO2 a = 0,5mol Na2CO3 2a +b = 1,2 b = 0,2mol NaHCO3 Khối lượng dung dịch NaOH sau khi hấp thụ CO2 vàH2O là: 200x 1,2+ 0,7 x 44 + 0,5 x 18 = 279,8 g Vậy % N2CO3 =106 x 0,5 x 100/279,8 = 18,94% % NaHCO3 = 84 x 0,2 x 100/279,8 = 6% 3- Ta cú cỏc phương trỡnh về hỗn hợp D và E: V . 23,5 + V' .M = 271 (a) 22,4 22,4 V' . 23,5 + V .M = 206 (b) 22,4 22,4 Mặt khỏc: V' - V = 44,8 lớt (c) Trong đú: M là khối lượng phõn tử của HiđrocacbonX. Từ (a), (b) và (c) giải ra ta được M = 56 Gọi cụng thức X là CXHY ta cú: 12 x + y = 56 Suy ra cụng thức của X là C4H8 Bài 13: Hỗn hợp X ở (đktc) gồm một ankan và một anken. Cho 3,36 (l) hỗn hợp X qua bỡnh nước Brom dư thấy cú 8(g) Brụm tham gia phản ứng. Biết 6,72 (l) hỗn hợp X nặng 13(g). 1, Tỡm cụng thức phõn tử của ankan và anken, biết số nguyờn tử cacbon trong mỗi phõn tử khụng quỏ 4. 2, Đốt chỏy hoàn toàn 3,36 (l) hỗn hợp X và cho tất cả sản phẩm chỏy hấp thụ vào dung dịch NaOH (dư), sau đú thờm BaCl2 dư thỡ thu được bao nhiờu (g) chất kết tủa? Hướng dẫn: Đặt CTPT của X, Y lần lượt là CnH2n + 2 và CmH2m Điều kiện: 1 n 4 và 2 m 4 ( m, n nguyờn dương) Cho hổn hợp khớ qua dd nước brom 9
10. Tài liệu mụn húa học 9 X: CnH2n + 2 + Br2 Khụng phản ứng Y: CmH2m + Br2 CmH2mBr2 Gọi số mol X, Y trong hỗn hợp lần lượt là a và b ta cú: 3,36 a + b = = 0,15 (mol) 22,4 8 nY = nBrom = b = = 0,05 (mol a = 0,1 mol 160 Theo khối lượng hỗn hợp: 3,36 (14n + 2)0,1 + 14m . 0,05 = 13 . = 6,5 6,72 Rỳt gọn: 2n + m = 9 Vỡ cần thoả món điều kiện: 1 n 4 và 2 m 4 ( m, n nguyờn dương) Chỉ hợp lớ khi n = m = 3 Vậy cụng thức phõn thức phõn tử X là C3H8; Y là C3H6. 2/ Ta cú cỏc PTHH xảy ra: C3H8 + 5O2 > 3CO2 + 4H2O 0,1 0,3 mol 2C3H6 + 9O2 > 6CO2 + 6H2O 0,05 0,15 mol CO2 + 2NaOH > Na2CO3 + H2O 0,45 0,9 0,45 mol BaCl2 + Na2CO3 > BaCO3 + 2NaCl 0,45 0,45 > 0,45 mol mrắn = 0,45 . 197 = 88,65g CHUYấN ĐỀ 19: RƯỢU Cụng thức phõn tử tổng quỏt và cụng thức phõn tử của chất tương đương với hỗn hợp rượu. Cụng thức một chất Cụng thức chất tương đương Rượu no: C H O n 2n + 2 x C n H2 n + 2O x * x n ; n, x N x 1 Rượu chưa no no, mạch hở, cú k nối và đơn C n H2 n + 2- 2 k O chức. n > 3 CnH2n + 2 – 2kO n 3, n, k N* Cỏc phản ứng của rượu: - Phản ứng với kim loại kiềm: 2R(OH)n + 2nM > 2R(OM)n + nH2 2R-OH + 2M > 2R-OM + H2 R(OH)n : Rượu n chức, R-OH: Rượu đơn chức. - Phản ứng với axit: R-OH + H-Br > R-Br + H2O - Phản ứng tỏch nước: CnH2n + 1-OH > CnH2n + H2O. 10
11. Tài liệu mụn húa học 9 - Phản ứng ete hoỏ của rượu đơn chức, ta cú: Số mol ete = 1/2 số mol của rượu tham gia phản ứng. Hỗn hợp 2 rượu bị ete hỏo sẽ tạo ra 3 ete. - Phản ứng chỏy của rượu no hay ete no. Cn H2 n + 2Ox + (3n + 1 -x )/2 > n CO2 + (n + 1)H2O xmol n xmol (n + 1)x mol Hệ quả: Rượu no hay ete no chỏy > số mol H2O > số mol CO2. Và số mol rượu no hay ete no tham gia phản ứng = số mol H2O – số mol CO2. Bài tập ỏp dụng: Bài 1: Đốt chỏy 3,075 gam hỗn hợp 2 rượu no đơn chức kế tiếp nhau trong dóy đồng đẳng. Sản phẩm thu được lần lượt cho qua bỡnh 1 đựng H2SO4 đặc và bỡnh 2 đựng KOH rắn. Tớnh khối lượng cỏc bỡnh này tăng lờn, biết rằng nếu cho lượng rượu trờn tỏc dụng với Na thấy thoỏt ra 0,672 lớt H2 (đktc). Lập cụng thức phõn tử của 2 rượu. Bài giải Gọi n là số nguyờn tử cacbon trung bỡnh của 2 rượu. Ta cú CTPT tương đương của 2 rượu là Cn H2n + 1OH. Phản ứng đốt chỏy: 0 3n t (1) Cn H2n + 1OH + O2  n CO2 + (n + 1) H2O 2 Khi cho sản phẩm thu được qua bỡnh 1 đựng H2SO4 thỡ H2O bị hấp thụ và qua bỡnh 2 đựng KOH thỡ CO2 bị giữ lại theo phương trỡnh. (2) CO2 + 2KOH  K2CO3 + H2O Phản ứng rượu tỏc dụng với Na (3) 2Cn H2n + 1OH + 2Na  2Cn H2n + 1ONa + H2 Theo (3) số mol hỗn hợp 2 rượu là. 0,672 nhh = 2.nH = 2 = 0,06 (mol) 2 22,4 3,075 M hh = = 51,25 = 14n + 18 0,06 n = 2,375. Vỡ 2 rượu kế tiếp nhau nờn suy ra: C2H5OH và C3H7OH. Theo (1) ta cú: Khối lượng bỡnh 1 tăng = m = 0,06(2,375 + 1).18 = 3,645 g HO2 Khối lượng bỡnh 2 tăng = m = 0,06 . 2,375 . 44 = 6,27 g CO 2 Bài 2: A là hỗn hợp gồm rượu Etylic và 2 axit hữu cơ kế tiếp nhau cú dạng CnH2n+1COOH và Cn+1H2n+3COOH. Cho 1/2 hỗn hợp A tỏc dụng hết với Na thoỏt ra 3,92 lớt H2 (đktc). Đốt 1/2 hỗn hợp A chỏy hoàn toàn, sản phẩm chỏy được hấp thụ hết vào dung dịch Ba(OH) 2 dư thỡ cú 147,75g kết tủa và khối lượng bỡnh Ba(OH)2 tăng 50,1 g. a, Tỡm cụng thức 2 axit trờn. b, Tỡm thành phần hỗn hợp A. 3,92 nH2 = = 0,175 (mol) 22,4 PT phản ứng: 2C2H5OH + 2Na 2C2H5ONa + H2 (1) 2CnH2n+1 COOH +2Na 2CnH 2n+1COONa + H2 (2) 2Cn+1H2n+3 COOH +2Na 2Cn+1H2n+3COONa + H2 (3) Biện luận theo trị số trung bỡnh. Tổng số mol 3 chất trong 1/2 hỗn hợp = 0,175.2= 0,35 (mol) 11
12. Tài liệu mụn húa học 9 t0 C2H6O + 3O2 2CO2 + 3H2O (4) t0 3x 2 CxH2xO2 + O2 xCO2 + xH2O (5) 2 147,75 Chất kết tủa là BaCO3 nBaCO3 = = 0,75 (mol) 197 PT: CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (6) Theo PT (6) ta cú: nCO2 = nBaCO3 = 0,75 (mol) mCO2 = 0,75 x44 = 33(g) mH2O = m tăng - mCO2 mH2O = 50,1 - 33 = 17,1 (g) 17,1 nH2O = = 0,95 (mol) 18 Từ PT (4) ta thấy ngay: Số mol rượu C2H5OH = 0,95 - 0,75 = 0,2 ( mol) Theo PT (4) ta thấy số mol CO2 tạo ra là nCO2 = 2.nC2H5OH = 2.0,2 = 0,4 (mol) Suy ra: 2 a xớt chỏy tạo ra 0,75 - 0,4 = 0,35 (mol CO2) Từ PT (4) ta thấy nH2O = 3.nC2H5OH = 3.0,2 = 0,6 (mol) Suy ra 2 axit chỏy tạo ra: 0,95 - 0,6 = 0,35 mol H2O Với số mol 2axit = 0,35 - 0,2 = 0,15 x = 0,35 : 0,15 = 2,33 (x là số mol trung bỡnh giữa n+1 và n+2) 2 axit là CH3COOH và C2H5COOH. Gọi số mol CH3COOH, C2H5COOH trong 1/2 A là a, b. Theo phương trỡnh đốt chỏy ta cú: Số mol của 2 axit = 0,15mol = a + b. nCO2 sinh ra = 2a + 3 b = 0,35. Giải ra ta cú: a = 0,1; b = 0,05. Vậy hỗn hợp cú 0,2 mol CH3COOH là 12 g và 0,10 mol C2H5COOH là 7,4g Bài 3: Hỗn hợp A gồm 0,1 mol Rượu Etylic và a mol Rượu X cú cụng thức là: C nH2n(OH)2. Chia A thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 cho tỏc dụng hết với Na thấy bay ra 2,8lớt khớ Hiđrụ (ở ĐKTC). Phần thứ 2 đem đốt chỏy hoàn toàn thu được 8,96 lớt khớ CO2 (ở ĐKTC) và b g nước. a/ Tỡm cỏc giỏ trị của a, b? b/ Xỏc định cụng thức phõn tử, viết cụng thức cấu tạo của X, biết rằng mỗi nguyờn tử C chỉ liờn kết được với 1 nhúm OH? Hướng dẫn: 1. Cỏc phản ứng xảy ra. 2C2H5OH + 2Na  2C2H5ONa + H2  (1) CnH2n(OH)2 + 2 Na  CnH2n(ONa)2 + H2  (2) to C2H5OH + 3 O2  2 CO2 + 3 H2O (3) 3n 1 to CnH2n(OH)2 + O2  n CO2 + (n+1) H2O (4) 2 Theo phản ứng (1), (2) ta cú: 0,1 a 2,8 n H2 = + = = 0,125 (mol) a = 0,2 mol. 2,2 2 22,4 Theo phản ứng (3), (4): 12
13. Tài liệu mụn húa học 9 0,1 0,2 8,96 n CO2 = . 2 + . n = = 0,4 (mol). n = 3. 2 2 22,4 Theo phản ứng (3), (4): 0,1 0,2 n H2O = . 3 + . 4 = 0,55 (mol). 2 2 m H2O = b = 0,55 . 18 = 9,9g 2. Cụng thức phõn tử của X là: C3H8O2 hay C3H6(OH)2. Cụng thức cấu tạo hợp chất là: CH2 - CH - CH3 CH2 - CH2 - CH2 OH OH OH OH Bài 4 : Đốt chỏy hoàn toàn 23g một rượu no đơn chức A, thu được 44g CO2 và 27g H2O. a/ Xỏc định CTPT, CTCT của A b/ Hỗn hợp X gồm A và B là đồng đẳng của nhau. Cho 18,8g hỗn hợp X tỏc dụng với Na dư, thu được 5,6 lit 2H (đktc). Xỏc định CTPT, CTCT của A, B và tớnh thành phần % theo khối lượng của A, B trong X. c/ Đốt chỏy hoàn toàn hỗn hợp X rồi cho toàn bộ sản phẩm đi qua bỡnh đựng dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được 35g kết tủa. Tớnh khối lượng hỗn hợp X đem đốt chỏy. Hướng dẫn : a/ Số mol CO2 = 1 mol và số mol của H2O = 1,5 mol. Nhận thấy số mol của H2O > số mol của CO2 > Rượu A là rượu no. n 1 nHO : nCO = = 1,5 > n = 2. CTPT của A là C2H6O và CTCT là CH3 – CH2 – OH. 2 2 n b/ Gọi CTPT TB của A và B là Cn H2 n + 1OH, a là số mol của rượu tương đương. m = (14n + 18)a = 18,8 (*) 2Cn H2 n + 1OH + 2Na > 2Cn H2 n + 1ONa + H2 a(mol) a/2(mol) Số mol H2 = a/2 = 5,6/22,4 = 0,25 > a = 0,5 mol Thay a = 0,5 vào (*) > n = 1,4 Vậy n m = 0,3 . 32 = 9,6g > % m = 51,06% và % m = 48,94%. CH3 OH CH3 OH CH3 - CH2 - OH c/ 2Cn H2 n + 1OH + 3n O2 > 2n CO2 + 2(n + 1) H2O a mol n a mol CO2 + Ca(OH)2 > CaCO3 + H2O n a mol n a mol Số mol của CaCO3 = n a = 35 : 100 = 0,35 mol > a = 0,35 : n = 0,35 : 1,4 = 0,25. Ta cú: mX = (14n + 18)a = 14n a + 18a = 14.0,35 + 18.0,25 = 9,4g. Bài 5: 1 - Trong bỡnh kớn ở 150 0C chứa hỗn hợp khớ gồm 1 thể tớch axetilen và 2 thể tớch oxi. Đốt chỏy axetilen bằng chớnh khớ oxi trong bỡnh. Sau khi phản ứng kết thỳc đưa bỡnh về nhiệt độ ban đầu thỡ ỏp suất trong bỡnh thay đổi như thế nào? 13
14. Tài liệu mụn húa học 9 2 - Trộn 12,4 g hỗn hợp hai rượu CH3OH và C2H5OH với 3 g axit CxHyCOOH rồi đem đốt thỡ thu được 13,44 l khớ CO2 (ĐKTC). Nếu đem 3 g oxit trờn trung hoà bởi dung dịch KOH 0,5 M thỡ cần 100 ml DD KOH. a. Tỡm CTHH của axit trờn. b. Tớnh % khối lượng hỗn hợp rượu ban đầu. c. Viết PTHH cỏc phản ứng Este hoỏ giữa cỏc chất trờn. Hướng dẫn: 1 - ở 1500C nước ở thể hơi. Gọi V là thể tớch của C2H2 thỡ V = 2V O 2 Thể tớch hỗn hợp C2H2 và O2 trong bỡnh bằng 3V PTHH: 2C2H2(k) + 5O2(k) 4CO2(k) + 2H2O(h) 2 mol 5 mol 4 mol 2 mol V l 2,5 V l 2 V l V l x l 2 Vl y l z l 4 8 4 x = V y = V z = V 5 5 5 4 1 VCH cũn dư = V - V = V 2 2 5 5 8 4 1 13 Vhh sau phản ứng = (V + V +V ) = V 5 5 5 5 Gọi ỏp suất trong bỡnh lỳc đầu là 100% P n V ỏp suất trong bỡnh sau phản ứng là a %. ỏp dụng cụng thức d = d = d Ps ns Vs 13 100. Ta cú: a = 5 = 86,7 (%) 3 Vậy ỏp suất khớ trong bỡnh giảm đi là: 100 % - 86,7 % = 13,3 % 2. a- Tỡm CTHH của axit: nKOH = 0,5 . 0,1 = 0,05 (mol) PTHH: CxHyCOOH (dd) + KOH (dd) CxHyCOOK (dd) + H2O (l) 0,05 mol 0,05 mol 3 MC H COOH = = 60 x y 0,05 12 x + y + 45 = 60 12x + y = 15 x = 1 và y = 3 > CTHH của axit là: CH3COOH. b. Tớnh phần khối lượng của hỗn hợp rượu ban đầu: 13,44 Nco = = 0,6 (mol) 2 22,4 Gọi x, y lần lượt là số mol CH3OH và C2H5OH trong hỗn hợp (x, y > 0). PTHH: Đốt chỏy hỗn hợp 2CH3OH (l) + 3O2 (k) 2CO2(k) + 4H2O (h) x mol x mol C2H5OH (l) + 3O2 (k) 2 CO2 (k) + 3H2O (h) y mol 2y mol CH3COOH (l) + 2O2 (k) 2 CO2 (k) + 2H2O (h) 0,05 mol 0,1 mol 14
15. Tài liệu mụn húa học 9 Tổng số mol CO2: 2y + x + 0,1 = 0,6 2y + x = 0,5 Khối lượng hỗn hợp hai rượu bằng 12,4 gam 46 y + 32 x = 12,4 suy ra x = 0,1 mol và y = 0,2 mol 0,1.32 % CH3OH = . 100% 25,8 % 12,4 % C2H5OH = 100% - 25,8 % = 74,2% c. Phản ứng ESTE hoỏ: 0 H2SO4(đặc), t CH3COOH (l) + C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l) 0 H2SO4(đặc), t CH3COOH (l) + CH3OH (l) CH3COOCH3 (l) + H2O (l) CHUYấN ĐỀ 20: AXIT VÀ ESTE Cụng thức phõn tử tổng quỏt của axit và este đa chức no, mạch hở. * CnH2n + 2 – 2kO2k với k: nhúm chức – COOH hay – C – O – H và n, k thuộc N = 1, 2, 3 O Hỗn hợp: C. n H2n + 2 - 2 k O2 k với n , k > 1. k = 1: > este và axit đều đơn chức no cú cụng thức phõn tử là: CnH2nO2 với axit thỡ n 1 và este thỡ n 2. Hỗn hợp: C. n H2 n O2 với axit thỡ n > 1 và este thỡ n > 2. - Nếu một trong hai gốc rượu hoặc axit là đơn chức thỡ este mạch hở. Nếu rượu và axit đều đa chức thỡ este mạch vũng. - Axit và este đều tỏc dụng với dung dịch kiềm gọi chung là phản ứng xà phũng hoỏ, đều tạo ra muối kiềm của axit hữu cơ. RCOOH RCOOM + H2O R – C – O – R/ + MOH > RCOOM + R/OH O - Este cú phản ứng thuỷ phõn trong mụi trường axit H2SO4 tạo ra rượu và axit. - Phản ứng chỏy của axit và este đơn chức no đều tạo ra CO2 và H2O cú số mol bằng nhau. - Tổng quỏt, một chất cú cụng thức phõn tử là CnH2nOx và mạch hở thỡ CnH2nOx cú một nối trong cụng thức cấu tạo và khi chỏy tạo ra CO2 và H2O cú số mol bằng nhau. Bài toỏn ỏp dụng: Bài 1: Đốt chỏy 3(g) một hợp chất hữu A cơ trong khụng khớ thu được 4,4g CO2 và 1,8g H2O. a. Xỏc định CTPT của hợp chất hữu cơ A. Biết rằng tỷ khối của A so với H2 là 30. Viết CTCT cú thể cú của A. b. Nếu đem toàn bộ lượng khớ CO2 ở trờn tỏc dụng với 100 ml dd NaOH 1,5M thỡ thu được muối gỡ? Tớnh khối lượng của mỗi muối. Hướng dẫn; a.Vỡ đốt chỏy hợp chất hữu cơ A thu được CO2 và H2O nờn chắc chắn trong A phải chứa hai nguyờn tố là C và H cú thể cú O. Số mol sản phẩm. 4,4 n 0,1mol => n n 0,1mol => m 0,1.12 1,2g CO2 44 C CO2 C 15
16. Tài liệu mụn húa học 9 1,8 n 0,1mol n 2n 0,2mol m 0,2.1 0,2g H 2O 18 H H 2O H Ta cú: mC mH 2,4 0,2 2,6(g) mA 6g Do đú trong A phải chứa nguyờn tố O mO mA (mC mH ) 3 (1,2 0,2) 1,6(g) 1,6 n 0,1(mol) O 16 Tỉ lệ :nC : nH : nO 0,1: 0,2 : 0,1 1: 2 :1 Cụng thức đơn giản nhất của A là CH2O. Đặt cụng thức tổng quỏt của A là ( CH2O)n cú mA =30n Theo cụng thức dA/ = 30.2 = 60 =>30n = 60 => n = 2. H 2 Vậy cụng thức phõn tử của A là C2H4O2. b. nNaOH 0,1.1,5 0,15mol . Phương trỡnh phản ứng: CO2 + NaOH NaHCO3 Trước phản ứng: 0,1 0,15 Phản ứng: 0,1 0,1 Sau phản ứng : 0 0,05 0,1 Tiếp tục cú phản ứng: NaHCO3 + NaOH  Na2CO3 + H2O Trước phản ứng: 0,1 0,05 0,05 0,05 Sau phản ứng 0,05 0 0,05 Ta thu được 2 muối: NaHCO3 và Na2CO3 cú khối lượng là: mNaHCO 0,05.84 4,2g 3 m 0,05.106 5,3g Na2CO3 Bài 2: Đốt chỏy hoàn toàn 4,4g hợp chất hữu cơ Y chứa C, H, O cần vừa đủ 5,6 lớt khớ ễxi (ĐKTC), thu được khớ CO2 và hơi nước với thể tớch bằng nhau. a) Xỏc định cụng thức phõn tử của Y, biết rằng khối lượng phõn tử của Y là 88 đvc. b) Cho 4,4gam Y tỏc dụng hoàn toàn với một lượng vừa đủ dung dịch NaOH sau đú làm bay hơi hổn hợp thu được m1 gam hơi của một rượu đơn chức và m2 gam muối của một A xit hữu cơ đơn chức. Số nguyờn tử cỏc bon ở trong rượu và A xớt thu được bằng nhau. Hóy xỏc định cụng thức cấu tạo và tờn gọi của Y. Tớnh lượng m1 và m2 Hướng dẫn: a/ Gọi cụng thức phõn tử của chất Y là CxHyOz. Phản ứng đốt chỏy Y: y z t0 y CxHyOz + (x+ - )O2  xCO2+ H2O. (1) 4 2 2 y (0.05mol) 0.25mol 0.05x 0.05 2 4.4 5.6 Tớnh nY= 0.5mol ; nO2= 0.25(mol) 88 22.4 y nCO2=0.05x ; nH2O=0.05 2 Vỡ thể tớch CO2bằng thể tớch hơi nước, do đú ta cú: y 0.05x = 0.05 y=2x (2) 2 y z nO2=(x+ - )0.05=0.25 (3) 4 2 Thay (2) vào (3) ta cú: 3x -z=10 (4) Khối lượng phõn tử của Y=12x+y+16z =88 (5) Từ cỏc phương trỡnh (2,3,4,5) ta cú: x = 4 ; y = 8; z = 2 Vậy cụng thức phõn tử của Y là: C4H8O2 b/ Phản ứng với NaOH 16
17. Tài liệu mụn húa học 9 Vỡ Y(C4H8O2) + NaOH Rượu (m1gam) + muối(m2gam) nờn Y phải là một este vỡ số nguyờn tử 4 cacbon trong rượu =số nguyờn tử cỏc bon trong axit = = 2 nguyờn tử C 2 Do đú cụng thức của rượu là C2H5OH với m1= 0.05 46 = 23g Cụng thức axớt là CH3COOH Với m2= 0.05 82 =4.1g CH3COONa Bài 3: Đốt chỏy hoàn toàn 3 gam chất A, thu được 2,24 lớt CO2 (ở đktc) và 1,8g nước. Tỷ khối hơi của A so với Mờtan là 3,75. Tỡm cụng thức cấu tạo của A biết A tỏc dụng được với NaOH. Hướng dẫn: Ta cú. 2,24 n 0,1mol mC = 1,2g CO2 22,4 1,8 n 0,1mol m 0,2g H2O 18 H mO = 3 - (1,2 + 0,2) = 1,6g Đặt cụng tỏc của A là: CxHyO2, theo bài ra ta cú: MA = 3,75 . 16 = 60 (g) 12y y 162 60 Ta cú: 1,2 0,2 1,6 3 Giải ra ta được: x = 2, y = 4, z = 2 CTTQ của A là: C2H4O2 A Cú cỏc CTCT: CH3COOH và HCOOC2H5 Vỡ A phản ứng được với NaOH nờn A cú thể là CH3COOH và HCOOC2H5 (axit axetic) * CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O * HCOOCH3 + NaOH HCOONa + CH3OH 17