16 Phương pháp và kỹ thuật giải nhanh bài tập trắc nghiệm Hóa học (Phần 2)
1. Nguyên tắc
- Hệ số cân bằng của phản ứng là một bộ số thu được sau khi ta tiến hành cân' bằng 2 vế của phản
ứng hoá học. Từ trước tới nay, hệ số cân bằng của phản ứng thường chỉ được chú ý ở các phương
pháp cân bằng phản ứng mà chưa được ứng dụng nhiều vào giải toán. Với đặc điểm mới của kì
thi trắc nghiệm, đòi hỏi những kỹ thuật giải toán sáng tạo, nhanh và hiệu quả thì Phân tích hệ số
thực sự là một phương pháp đáng được quan tâm.
- Hệ số cân bằng của phản ứng là một bộ số thể hiện đầy đủ mối tương quan giữa các thành phần
có mặt trong phản ứng. Có thể xem nó là kết quả của một loạt những định luật hoá học quan trọng
như định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn điện tích, bảo toàn electron, . . . ,
đồng thời cũng phản ánh sự tăng giảm về khối lượng, thể tích, số moi khí, . . . trước và sau mỗi
phản ứng. Do đó, ứng dụng hệ số cân bằng vào giải toán có thể cho những kết quả đặc biệt thú vị
mà các phương pháp khác không thể so sánh được.
2. Phân loại và các chú ý khi giải toán
Dạng 1: Hệ số phản ứng – phản ánh định luật bảo toàn nguyên tố
- Bảo toàn nguyên tố là một trong những định luật quan trọng bậc nhất, đồng thời cũng là một
công cụ mạnh trong giải toán hoá học. Trong một phản ứng hoá học cụ thể, định luật bảo toàn
nguyên tố được biểu hiện qua chính hệ số cân bằng của các chất trong phản ứng đó.
- Đây là một phương pháp giải rất hiệu quả cho các bài toán xác định công thức phân tử cả chất
hữu cơ và vô cơ. Ngoài ra, nó cũng hỗ trợ cho việc tính toán nhiều đại lượng quan trọng khác.
- Chú ý là khi viết sơ đồ phản ứng kèm theo hệ số, ta chỉ cần đưa vào sơ đồ nhưng chất đã biết hệ
số và những chất cần quan tâm. Điều này sẽ mang lại hiệu quả cao hơn nhiều so với việc viết
phương trình phản ứng đầy đủ và cân bằng.
- Xem thêm chương . . . "Phương pháp bảo toàn nguyên tố"
Dạng 2: Hệ số phản ứng – phản ánh sự tăng giảm thể tích khí trong phản ứng
- Đây là một dạng toán quan trọng áp dụng cho các bài tập mà phản ứng hoá học trong đó có sự
tham gia và tạo thành chất khí, như : cracking ankan, tổng hợp amoniac, ozon hoá O2, oxi hoá
SO2 thành SO3 .106
106
- Đa số các bài toán loại này có thể giải bằng phương pháp đưa thêm số liệu (tự chọn lượng chất)
kết hợp với đặt ẩn - giải hệ phương trình. Tuy nhiên, nếu biết cách phân tích hệ số để chỉ ra tỉ lệ
tăng - giảm thể tích khí của các chất trước và sau phản ứng thì việc giải toán sẽ trở nên đơn giản
và nhanh chóng hơn nhiều.
- Một chú ý trong các bài toán này là : trong phản ứng có hiệu suất nhỏ hơn 100%, nếu tỉ lệ các
chất tham gia phản ứng bằng đúng hệ số cân bằng trong phương trình phản ứng, thì sau phản
ứng, phần chất dư cũng có tỉ lệ đúng với hệ số cân bằng của phản ứng.
Dạng 3: Hệ số phản ứng – phản ánh khả năng phản ứng của các chất.
- Trong một hỗn hợp các chất, khả năng phản ứng của từng chất với tác nhân không phải lúc nào
cũng như nhau, điều này được phản ánh qua các hệ số phản ứng khác nhau giữa chúng.
- Điểm đặc biệt của dạng toán này là có thể kết hợp rất hiệu quả với phương pháp đường chéo để
tìm ra số mol hoặc tỉ lệ số mol của mỗi chất hoặc nhóm chất trong hỗn hợp. Điều quan trọng là
phải chỉ ra và nhóm các chất trong hỗn hợp ban đầu lại với nhau để tạo thành 2 nhóm chất có khả
năng phản ứng khác nhau. Với cách làm như vậy, ta có thể áp dụng được phương pháp đường
chéo kể cả trong trường hợp nhiều hơn 2 chất trong hỗn hợp ban đầu.
- Dạng bài này có thể áp dụng cho các bài toán hỗn hợp ở nhiều phản ứng khác nhau, như: kim
loại + axit, muối + axit, các đơn chất + oxi, bazơ + axit, kim loại + phi kim, .
Tóm tắt nội dung tài liệu: 16 Phương pháp và kỹ thuật giải nhanh bài tập trắc nghiệm Hóa học (Phần 2)
105 105 Ph−¬ng ph¸p 9 Ph−¬ng ph¸p hÖ sè I. CƠ SƠ CỦA PHƯƠNG PHÁP 1. Nguyên tắc - Hệ số cân bằng của phản ứng là một bộ số thu được sau khi ta tiến hành cân' bằng 2 vế của phản ứng hoá học. Từ trước tới nay, hệ số cân bằng của phản ứng thường chỉ được chú ý ở các phương pháp cân bằng phản ứng mà chưa được ứng dụng nhiều vào giải toán. Với đặc điểm mới của kì thi trắc nghiệm, đòi hỏi những kỹ thuật giải toán sáng tạo, nhanh và hiệu quả thì Phân tích hệ số thực sự là một phương pháp đáng được quan tâm. - Hệ số cân bằng của phản ứng là một bộ số thể hiện đầy đủ mối tương quan giữa các thành phần có mặt trong phản ứng. Có thể xem nó là kết quả của một loạt những định luật hoá học quan trọng như định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn điện tích, bảo toàn electron, . . . , đồng thời cũng phản ánh sự tăng giảm về khối lượng, thể tích, số moi khí, . . . trước và sau mỗi phản ứng. Do đó, ứng dụng hệ số cân bằng vào giải toán có thể cho những kết quả đặc biệt thú vị mà các phương pháp khác không thể so sánh được. 2. Phân loại và các chú ý khi giải toán Dạng 1: Hệ số phản ứng – phản ánh định luật bảo toàn nguyên tố - Bảo toàn nguyên tố là một trong những định luật quan trọng bậc nhất, đồng thời cũng là một công cụ mạnh trong giải toán hoá học. Trong một phản ứng hoá học cụ thể, định luật bảo toàn nguyên tố được biểu hiện qua chính hệ số cân bằng của các chất trong phản ứng đó. - Đây là một phương pháp giải rất hiệu quả cho các bài toán xác định công thức phân tử cả chất hữu cơ và vô cơ. Ngoài ra, nó cũng hỗ trợ cho việc tính toán nhiều đại lượng quan trọng khác. - Chú ý là khi viết sơ đồ phản ứng kèm theo hệ số, ta chỉ cần đưa vào sơ đồ nhưng chất đã biết hệ số và những chất cần quan tâm. Điều này sẽ mang lại hiệu quả cao hơn nhiều so với việc viết phương trình phản ứng đầy đủ và cân bằng. - Xem thêm chương . . . "Phương pháp bảo toàn nguyên tố" Dạng 2: Hệ số phản ứng – phản ánh sự tăng giảm thể tích khí trong phản ứng - Đây là một dạng toán quan trọng áp dụng cho các bài tập mà phản ứng hoá học trong đó có sự tham gia và tạo thành chất khí, như : cracking ankan, tổng hợp amoniac, ozon hoá O2, oxi hoá SO2 thành SO3.. 106 106 - Đa số các bài toán loại này có thể giải bằng phương pháp đưa thêm số liệu (tự chọn lượng chất) kết hợp với đặt ẩn - giải hệ phương trình. Tuy nhiên, nếu biết cách phân tích hệ số để chỉ ra tỉ lệ tăng - giảm thể tích khí của các chất trước và sau phản ứng thì việc giải toán sẽ trở nên đơn giản và nhanh chóng hơn nhiều. - Một chú ý trong các bài toán này là : trong phản ứng có hiệu suất nhỏ hơn 100%, nếu tỉ lệ các chất tham gia phản ứng bằng đúng hệ số cân bằng trong phương trình phản ứng, thì sau phản ứng, phần chất dư cũng có tỉ lệ đúng với hệ số cân bằng của phản ứng. Dạng 3: Hệ số phản ứng – phản ánh khả năng phản ứng của các chất. - Trong một hỗn hợp các chất, khả năng phản ứng của từng chất với tác nhân không phải lúc nào cũng như nhau, điều này được phản ánh qua các hệ số phản ứng khác nhau giữa chúng. - Điểm đặc biệt của dạng toán này là có thể kết hợp rất hiệu quả với phương pháp đường chéo để tìm ra số mol hoặc tỉ lệ số mol của mỗi chất hoặc nhóm chất trong hỗn hợp. Điều quan trọng là phải chỉ ra và nhóm các chất trong hỗn hợp ban đầu lại với nhau để tạo thành 2 nhóm chất có khả năng phản ứng khác nhau. Với cách làm như vậy, ta có thể áp dụng được phương pháp đường chéo kể cả trong trường hợp nhiều hơn 2 chất trong hỗn hợp ban đầu. - Dạng bài này có thể áp dụng cho các bài toán hỗn hợp ở nhiều phản ứng khác nhau, như: kim loại + axit, muối + axit, các đơn chất + oxi, bazơ + axit, kim loại + phi kim, .... Dạng 4: Hệ số phản ứng trong các phản ứng đốt cháy chất hữu cơ - Ta đã biết một chất hữu cơ bất kì chứa 3 nguyên tố C, H, O có công thức phân tử là CnH2n+2-2kOx với k là độ bất bão hoà (bằng tổng số vòng và số liên kết pi trong công thức cấu tạo) Xét phản ứng cháy của hợp chất này, ta có : CnH2n+2-2kOx → nCO2 + (n + 1 –k)H2O Phân tích hệ số phản ứng này, ta có một kết quả rất quan trọng là. k - 1 nn n 22 COOH X − = Với nx là số một chất hữu cơ bị đốt cháy. Hai trường hợp riêng hay gặp trong các bài tập phổ thông là k = 0 (hợp chất no, mạch hở CnH2n+2Ox) có 22 COOHX nnn −= (ankan, rượu no mạch hở, ete no mạch hở, ...) và k = 2 có OHCOX 22 nnn −= (ankin, ankađien, axit không no 1 nối đôi, anđehit không no 1 nối đôi, xeton không no 1 nối đôi, ...) - Kết quả này có thể mở rộng cho cả các phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ chứa nhóm nitơ 107 107 II. CÁC DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP Dạng 1: Hệ số phản ứng – phản ánh định luật bảo toàn nguyên tố Ví dụ 1. Đốt cháy hoàn toàn 100 ml hơi chất A, cần đúng 250 ml oxi, chỉ tạo ra 200 ml CO2 và 200 ml hơi nước (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện). Xác định công thức phân tử của A. A. C2H4 B. C2H6O C. C2H4O D. C3H6O Giải: Có thể giải rất nhanh bài toán đã cho như sau: CxHyOz + 2,5O2 → 2 CO2 + 2H2O Căn cứ vào hệ số phản ứng và áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, dễ dàng có A là C2H4O ⇒ Đáp án C -Vì thể tích khí tỉ lệ thuận với số mol, do đó, ta có thể điền ngay hệ số vào phản ứng và chia 2 vế cho 100 cho đơn giản ! Ví dụ 2. Hoà tan hoàn toàn a gam một oxit sắt bằng dung dịch H2SO4 đậm đặc vừa đủ, có chứa 0,075 mol H2SO4 thu được b gam một muối và có 168ml khí SO2 (đktc) duy nhất thoát ra. Giá trị của b là A. 8 gam. B. 9 gam. C. 16 gam. D. 12 gam. Giải: Gọi công thức của oxit đã cho là FexOy mol 0,0075 22,4 0,168 n 2SO == Ta viết lại phản ứng ở dạng sơ đồ có kèm theo hệ số: FexOy + 0,075H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 0,0075SO2 - Ở đây, ta không cần quan tâm đến sự có mặt của H2O trong phương trình! Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố S, ta có: Bán Đáp gam 90,0225.400bmol 0,0225 3 0,0075-0,075 n 342 )(SOFe ⇒ ==→== - Cách làm này nhanh và đơn giản hơn rất nhiều so với việc viết và cân bằng phương trình phản ứng với hệ số chữ rồi giải hệ phương trình ! Ví dụ 3. Đốt cháy hoàn toàn 2a mol rượu no X cần tối thiểu 35a mol không khí. Công thức phân tử của X là A. C2H5OH. B. C2H4(OH)2 C. C3H6(OH)2 D. C3H5(OH)3 108 108 Giải: Gọi công thức phân tử của X là CnH2n+2Ok Không làm mất tính tổng quát, ta chọn a = 1 để làm đơn giản bài toán. Trong 35 lít không khí có 7 mol O2. Từ giả thiết, ta có thể viết sơ đồ phản ứng với hệ số: 2CnH2n+2Ok + 7O2 → 2nCO2 + 2(n+1)H2O Căn cứ vào hệ số phản ứng và áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố đối với O, ta có: 2k + 14 = 4n + 2n + 2 → 3 6k n + = Từ đó, dễ dàng có n = k = 3 ⇒ Đáp án D Dạng 2: Hệ số phản ứng – phản ánh sự tăng giảm thể tích khí trong phản ứng Ví dụ 4. Đưa một hỗn hợp khí N2 và H2 có tỉ lệ 1 : 3 vào tháp tổng hợp, sau phản ứng thấy thể tích khí đi ra giảm 10 1 so với ban đầu. Tính thành phần phần trăm về thể tích của hỗn hợp khí sau phản ứng. A. 20%, 60%, 20%. B. 22,22%, 66,67%, 11,11%. C. 30%, 60%, 10%. D. 33,33%, 50%, 16,67%. Giải: N2 + 3H2 2NH3 Để giải nhanh bài toán này, ta dựa vào 2 kết quả quan trọng: - Trong phản ứng có hiệu suất nhỏ hơn 100%, nếu tỉ lệ các chất tham gia phản ứng bằng đúng hệ số cân bằng trong phương trình phản ứng, thì sau phản ứng, phần chất dư cũng có tỉ lệ đúng với hệ số cân bằng của phản ứng. Cụ thể trường hợp này là 1: 3. Do đó A và B có khả năng là đáp án đúng, C và D bị loại. - Trong phản ứng tổng hợp amoniac, thể tích khí giảm sau khi phản ứng (2 mol) đúng bằng thể tích khí NH3 sinh ra (2 mol) Trong trường hợp này %NH3 = 10 1 hỗn hợp đầu hay là %11,119 1 = hỗn hợp sau. ⇒ Đáp án B. Ví dụ 5. Cracking 560 lít C4H10 thu được 1010 lít hỗn hợp khí X khác nhau. Biết các thể tính khí đều đo ở đktc. Thể tính (lít) C4H10 chưa bị cracking là A. 60. B. 110 C. 100. D. 450. 109 109 Giải: Các phản ứng đã xảy ra có thể sơ đồ hóa thành: Ankan →Cracking Ankan’ + Anken Dựa vào hệ số cân bằng của phản ứng crackinh, ta thấy: Thể tích (hay số mol) khí tăng sau phản ứng đúng bằng thể tích (hay số mol) ankan đã tham gia cracking. Ở đây là: V= 1010 - 560 =450 lít. Do đó, phần C4H10 chưa bị crackinh là 110 lít ⇒ Đáp án B. Ví dụ 6. Cracking C4H10 thu được hỗn hợp chỉ gồm 5 hiđrocacbon có tỉ khối hơi so với H2 là 16,325. Hiệu suất của phản ứng cracking là A. 77,64%. B. 38,82%. C. 17,76%. D. 16,325%. Giải: Khối lượng hỗn hợp trước và sau phản ứng được bảo toàn: mt = ms Do đó, ta có tỉ lệ: 65,32 58 2.325,16 58 n n n m n m M M d d t s s s t t s t Hs Ht 2 2 ===== Vì số mol hỗn hợp sau nhiều hơn số mol ban đầu chính số mol ankan đã cracking nên: 77,64%.100%1 32,65 58H% = −= ⇒ Đáp án A Dạng 3: Hệ số phản ứng – phản ánh khả năng phản ứng của các chất. Ví dụ 7. Tỉ khối của hỗn hợp gồm H2 , CH4 , CO so với hiđro bằng 7,8. Để đốt cháy hoàn toàn một thể tích hỗn hợp này cần 1,4 thể tích oxi. Thành phần phần trăm về thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp đầu là: A. 20%, 50%, 30% B. 33,33%, 50%, 16,67% C. 20%, 60%, 20% D. 10%, 80%, 10% Giải: Cách 1: Phương pháp phân tích hệ số kết hợp với phương pháp đường chéo: Phân tích hệ số cân bằng của các phản ứng đốt cháy, ta thấy: 110 110 H2 + → O2 1 2 CO + → O 2 1 2 CH4 + 2 O2 → tức là có 2 nhóm chất tác dụng với O2 theo tỉ lệ 1: 2 1 và 1: 2. Do đó, áp dụng phương pháp đường chéo, ta có: 2 1)H(CO, 2 0,6 2 40% 2 )(CH4 0,9 3 60% Vậy 60%%V 4CH == ⇒ Đáp án C. ∗ Có thể tiếp tục giải bài toán cho hoàn thiện như sau: Gọi M là khối lượng phân tử trung bình của CO và H2 trong hỗn hợp khí ban đầu. Từ kết quả đường chéo ở trên, ta có: 15M 15,6 7,8.2 16.0,6 .0,4M =→==+ Áp dụng phương pháp đường chéo cho hỗn hợp khí CO và H2, ta có: 28)(M CO = 13 20% 2)(MH2 = 13 20% Cách 2: Phương pháp phân tích hệ số kết hợp với phương pháp đưa thêm số liệu (tự chọn lượng chất) Giả sử có 1 mol hỗn hợp khí ban đầu → số mol khí O2 cần dùng là 1,4 mol. Nếu tỉ lệ phản ứng với O2 của cả 3 chất đều là 1: 0,5 thì số mol O2 cần chỉ là 0,5 mol. Chênh lệch 0,9 mol khí O2 này là do CH4 phản ứng với O2 theo tỉ lệ 1 : 2 và bằng 1,5 số mol CH4 → số mol CH4 là ⇒= mol 0,6.0,93 2 Đáp án C. Ví dụ 8. Trộn lẫn 250ml dung dịch NaOH 2M vào 200ml dung dịch H3PO4 1,5M, rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng. % khối lượng của Na2HPO4 trong hỗn hợp chất rắn thu được là A. 29,7%. B. 70,3%. C. 28,4%. D. 56,8%. 1,4 15M = 111 111 Giải: Xét tỉ lệ , n = ta có: 2 3 5 3,0 5,0 5,1.2,0 2.25,0 n n n1 43POH NaOH <====< → Tạo ra hỗn hợp 2 muối: NaH2PO4 và Na2HPO4 Áp dụng phương pháp đường chéo, ta có: 1)(n PONaH 42 = 3 1 1 0,1 mol 2)(n HPONa 42 = 3 2 2 0,2 mol → 28,4gam0,2.142m vàgam 12 0,1.120 m 4242 HPONaPONaH ==== → 70,3%m%%7,29%100. 28,412 12 %m 4242 HPONaPONaH =→=+ = ⇒ Đáp án B Ví dụ 9. Dẫn 2,24lít (ở đktc) một hỗn hợp gồm etilen, propen, các buten và axetilen qua dung dịch đựng brom dư thì thấy lượng brom trong bình giảm 19,2 gam. Tính lượng CaC2 cần dùng để điều chế được lượng axetilen có trong hỗn hợp trên. A. 6,4 gam B. 1,28 gam C. 2,56 gam D. 3,2 gam Giải: mol 1,0 4,22 24,2 n mol 0,12 160 19,2 n hhBr2 ==== Cách 1: Phương pháp phân tích hệ số Phân tích hệ số cân bằng của phản ứng, ta có: Anken + 1Br2 → C2H2 + 2Br2 → → mol 0,020,10,12nnnn AnkenBrHCCaC 2222 =−=−== → gam 1,280,02.64m 2CaC == ⇒ Đáp án B. Cách 2: Phương pháp phân tích hệ số kết hợp với phương pháp đường chéo số mol bazơ số mol axit 3 5 n = 112 112 Bằng cách phân tích hệ số như trên, ta thấy có thể sắp xếp hỗn hợp các chất trong hỗn hợp ban đầu thành 2 nhóm phản ứng với Br2 theo tỉ lệ 1 : 1 và 1 : 2 Do đó, áp dụng phương pháp đường chéo, ta có: (Anken) 1 0,8 0,08 mol (C2H2) 2 0,2 0,02 mol Suy ra, gam 1,2864.0,02m 2CaC == ⇒ Đáp án B. Dạng 4: Hệ số phản ứng trong các phản ứng đốt cháy chất hữu cơ Ví dụ 10. Hỗn hợp X gồm rượu metylic, rượu etylic, rượu propylic và nước. Cho a gam X tác dụng với natri dư được 0,7 mol H2. Đốt cháy hoàn toàn a gam X thu được b mol CO2 và 2,6 mol H2O. Giá trị của a và b lần lượt là A. 42 gam và 1,2 mol. B. 19,6 gam và 1,9 mol. C. 19,6 gam và 1,2 mol. D. 28 gam và 1,9 mol. Giải: Các phản ứng với Na có thể viết chung là: ROH + Na → RONa + 2H2 1 Do đó, mol 1,42nn 2HX == Các chất trong hỗn hợp X có dạng CnH2n+2O nên: mol 1,2 b nnn 22 COOHX =→−= Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố O, ta có: mol 1,8 2 1,41,2.22,6 n 2O = −+ = Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có: gam 42mmma 222 OOHCO =−+= ⇒ Đáp án A. Ví dụ 11. Một hỗn hợp gồm anđehit acrylic và một anđehit đơn chức X. Đốt cháy hoàn toàn 1,72 gam hỗn hợp trên cần vừa hết 2,296 lít khí oxi (đktc). Cho toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 8,5 gam kết tủa. Công thức cấu tạo của X là A. HCHO. B. C2H5CHO. C. CH3CHO. D. C3H5CHO. 2,1 113 113 Giải: 2On = 0,1025 mol 2COn = 3CaCOn = 0,085 mol Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có: mAndehit + 2Om = OH2m + 2COm → OH2m = 1,26 gam → OH2n = 0,07 mol Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố O, ta có: nAndehit = 2.0,085 + 0,07 – 2. 0,1025 = 0,035 mol Do đó, khối lượng phân tử trung bình của 2 anđehit là: 14,49 035,0 72,1M == Anđehit acrylic có M = 56 → anđehit còn lại có M < 4 9,14 , tức là đáp án A hoặc C. Anđehit acrylic (C3H4O) là anđehit không no 1 nối đôi, anđehit còn lại là no đơn chức nên: mol 0,015nnn OHCOOHC 2243 =−= Và anđehit còn lại có số mol là 0,02 mol. Gọi M là khối lượng phân tử của Anđehit còn lại thì: mAnđehit = 56. 0,015 + M. 0,02 = 1,72 gam → M = 44 → X là CH3CHO ⇒Đáp án C. IV. BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1 : Hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn. Biết X tác dụng với HCl thì thu được 12,32 lít khí, còn khi cho X tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng thì thu được 29,12 lít khí NO2. Biết các thể tích khí đều đo ở đktc. Khối lượng của Fe trong hỗn hợp X là A. 11,2 gam. B. 8,4 gam. C. 5,6 gam. D. 14 gam. Câu 2 : Hỗn hợp X gồm 0,6 mol kim loại chứa Fe, Mg và Al. Biết X tác dụng với HCl thu được 17,92 lít khí. Nếu cho X tác dụng với dung dịch NaOH thì thể tích khí thu được là bao nhiêu ? Biết các thể tích khí đều đo ở đktc. A. 13,44 lít. B. 6,72 lít C. 4,48 lít. D. 17,92 lít. 114 114 Câu 3 : Cracking một ankan thu được hỗn hợp khí có tỉ khối hơi so với H2 bằng 19,565. Biết hiệu suất của phản ứng Cracking là 84%. Ankan đã cho là A. butan B. isobutan. C. pentan. D. propan. Câu 4 : Sau khi ozon hoá, thể tích của O2 giảm đi 5ml. Thể tích khí O3 được tạo thành là A. 7,5ml. B. 10ml C. 5ml. D. 15ml. Câu 5 : Một hỗn hợp X gồm H2 và N2. Tiến hành phản ứng tổng hợp NH3 từ hỗn hợp X thì thu được hỗn hợp Y. Biết khối lượng trung bình của X và Y lần lượt là 7,2 và 7,826. Hiệu suất tổng hợp NH3 là A. 60,6%. B. 17,39%. C. 8,69 %. D. 20%. Câu 6 : Hỗn hợp khí X gồm H2, CO, C4H10. Để đốt cháy hoàn toàn 17,92 lít X cần 76,16 lít O2. Thành phần % thể tích C4H10 trong X là A. 62,5%. B. 54,4%. C. 48,7%. D. 45,2%. Câu 7 : Trộn 400ml hơi của một hợp chất hữu cơ X (chứa C, H, O) với 2 lít O2 rồi đốt cháy. Hỗn h ... u cơ chứa C, H, O kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng phân tử chứa một loại nhóm chức rồi cho sản phẩm cháy vào nước vôi trong dư thấy khối lượng bình tăng 5,24 gam và có 7 gam kết tủa. Hai chất đó là: A. C2H4(OH)2 và C3H6(OH)2 B. CH3OH và C2H5OH. C. HCHO và CH3CHO D. HCOOH và CH3COOH Câu 10: Este X tạo bởi axit đơn chức và ancol đơn chức có tỉ khối hơi so với CO2 bằng 2. Khi đun nóng X với dung dịch NaOH tạo ra lượng muối có khối lượng lớn hơn lượng este đã phản ứng. Tên gọi của X là: A. metyl axetat B. propyl axetat C. metyl propionat. D. etyl axetat Câu 11: Hỗn hợp M gồm hai ancol đơn chức. Chia 30,4 gam M thành hai phần bằng nhau. Cho phần 1 tác dụng với Na dư được 0,15 mol khí. Cho phần 2 phản ứng hoàn toàn với CuO được hỗn hợp M1 chứa hai anđehit (ancol chỉ biến thành anđehit). Toàn bộ lượng M1 phản ứng hết với AgNO3/NH3 được 0,8 mol Ag. Công thức cấu tạo của hai ancol là: A. CH3OH, C2H5OH B. CH3OH, CH3CH2CH2OH C. C2H5OH, CH3CH2CH2OH D.C2H5OH, CH3CHOHCH3 Câu 12: Cho a gam hỗn hợp CH3COOH và C3H7OH tác dụng hết với Na thì thể tích khí H2 (đktc) thu được là 2,24 lít. Giá trị của a là: A. 3 gam B. 6 gam C. 9 gam D. 12 gam Câu 13: Cho hỗn hợp X gồm N2, H2 và NH3 đi qua dung dịch H2SO4 đặc, dư thì thể tích khí còn lại một nửa. Thành phần phần trăm theo thể tích của NH3 trong X là: A. 25,0% B. 50,0% C. 75,0% D. 33,33% Câu 14: Một hiđrocacbon X mạch thẳng có công thức phân tử là C6H6. Khi cho X tác dụng với dung dịch AgNO3 trong NH3 thì thu được hợp chất hữu cơ Y có MY – MX = 214 đvC. Công thức cấu tạo của X là: A. CH ≡ C-CH2-CH2-C ≡ CH B. CH3-C ≡ C-CH2-C ≡ CH C. CH3-CH2-C ≡ C-C ≡ CH D. CH ≡ C-CH(CH3)-C ≡ CH Câu 15: Chất hữu cơ X (chứa C, H, O) có phân tử khối bằng 74 gam/mol. Số lượng các đồng phân mạch hở của X phản ứng được với NaOH là: A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 Câu 16: Cho 100ml dung dịch hỗn hợp CuSO4 1M và Al2(SO4)3 1,5M tác dụng với dung dịch NH3 dư, lọc lấy kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi thu được chất rắn có khối lượng là: A. 30,6 gam B. 8,0 gam C. 15,3 gam D. 23,3 gam 177 177 Câu 17: Cho luồng khí CO dư di qua ống sứ chứa 0,05 mol Fe3O4, 0,05mol FeO, và 0,05 mol Fe2O3 ở nhiệt độ cao đến phản ứng hoàn toàn. Kết thúc thí nghiệm khối lượng chất rắn thu được là: A. 5,6 gam B. 11,2 gam C. 22,4 gam D. 16,8 gam Câu 18: Hoà tan 9,6 bột Cu bằng 200ml dung dịch hỗn hợp HNO3 0,5M và H2SO4 1,0 M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được khí NO và dung dịch X. Cô cạn cẩn thận dung dịch X được khối lượng muối khan là: A. 28,2 gam B. 25,4 gam C. 24,0 gam. D. 32,0 gam Câu 19: Điện phân dung dịch chứa hỗn hợp muối CuCl2 và FeCl2 với cường độ dòng không đổi I = 2A trong 48 phút 15 giây, ở catot thấy thoát ra 1,752 gam kim loại. Khối lượng của Cu thoát ra là: A. 0,576 gam B. 0,408 gam C. 1,344 gam. D. 1,176 gam Câu 20: Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít hỗn hợp X (đktc) gồm C3H8, C3H6, C3H4 (DX / 2H =21), rồi dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch nước vôi trong thì độ tăng khối lượng của bình là: A. 4,2 gam B. 5,4 gam C. 13,2 gam D. 18,6 gam Câu 21: Nung hỗn hợp khí X gồm ankin Y và H2 trong bình kín có Ni đến phản ứng hoàn toàn được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 8. Dẫn toàn bộ hỗn hợp Y qua bình đựng dung dịch Br2 dư thì: A. Khối lượng bình brom tăng bằng khối lượng ankin dư B. Khối lượng bình brom không đổi C. Khối lượng bình brom tăng bằng khối lượng ankin dư và anken D. Khối lượng bình brom tăng chính là hỗn hợp của hỗn hợp Y. ĐÁP ÁN 1A 2A 3B 4C 5C 6C 7B 8B 9B 10C 11B 12D 13B 14A 15D 16C 17D 18C 19A 20D 21B 178 178 Ph−¬ng ph¸p 16+ Ph−¬ng ph¸p sö dông c«ng thøc kinh nghiÖm I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI 1. Nộí dung phương pháp Xét bài toản tổng quát quen thuộc: M0 hỗn hợp rắn (M, MxOy) M+n + Nα (Sβ) m gam m1 gam (n: max) Gọi: Số mol kim loại là a Số oxi hóa cao nhất (max) của kim loại là n Số mol electron nhận ở (2) là t mol Ta có: M − ne → M+n a mol na mol Mặt khác: ne nhận = ne (oxi) + ne (2) = 1m m 16 − . 2 + t = 1 m m 8 − + t Theo định luật bảo toàn electron: ne nhường = ne nhận → na = 1 m m 8 − + t Nhân cả 2 vế với M ta được: (M.a)n = 1M.(m m) 8 − + M.t → m.n = 1 M.m 8 - M.n 8 + M.t Cuối cùng ta được: O2 + HNO3 (H2SO4 đặc, nóng) (1) (2) en nhường = na (mol) m = 1 M .m M.t 8 M n 8 + + (1) 179 179 Ứng với M là Fe (56), n = 3 ta được: m = 0,7.m1 + 5,6.t (2) Ứng với M là Cu (64), n = 2 ta được: m = 0,8.m1 + 6,4.t (3) Từ (2, 3) ta thấy: Bài toán có 3 đại lượng: m, m1 và en∑ nhận (hoặc Vkhí (2)) Khi biết 2 trong 3 đại lượng trên ta tính được ngay đại lượng còn lại. Ở giai đoạn (2) đề bài có thể cho số mol, thể tích hoặc khối lượng của một khí hoặc nhiều khí; ở giai đoạn (1) có thể cho số lượng chất rắn cụ thể là các oxit hoặc hỗn hợp gồm kim loại dư và các oxit. 2. Phạm vi áp dụng và một số chú ý − Chỉ dùng khi HNO3 (hoặc H2SO4 đặc nóng) lấy dư hoặc vừa đủ. − Công thức kinh nghiệm trên chỉ áp dụng với 2 kim loại Fe và Cu. 3. Các bước giải − Tìm tổng số mol electron nhận ở giai đoạn khử N+5 hoặc S+6. − Tìm tổng khối lượng hỗn hợp rắn (kim loại và oxit kim loại): m1 − Áp dụng công thức (2) hoặc (3). II THÍ DỤ MINH HỌA Thí dụ 1. Đốt cháy hoàn toàn 5,6 gam bột Fe trong bình O2 thu được 7,36 gam hỗn hợp X gồm Fe2O3, Fe3O4 và một phần Fe còn dư. Hòa tan hoàn toàn lượng hỗn hợp X ở trên vào dung dịch HNO3 thu được V lít hỗn hợp khí Y gồm NO2 và NO có tỷ khối so với H2 bằng 19. Giá trị của V là A. 0,896. B. 0,672. C. 1,792 D. 0,448 Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức (2): 5,6 = 0,7. 7,36 + 5,6 n enhaän (2)∑ ⇒ nenhaän (2)∑ = 0,08 Từ 2Y/H d = 19 ⇒ 2NO n = nNO = x 5 2 N + + 4e → 4 N + + 2 N + 4x x x Vậy: V = 22,4. 0,02. 2 = 0,896 lít → Đáp án A. ⇒ 4x = 0,08 ⇒ x = 0,02 180 180 Thí dụ 2. Để m gam bột Fe trong không khí một thời gian thu dược 11,28 gam hỗn hợp X gồm 4 chất. Hòa tan hết X trong lượng dư dung dịch HNO3 thu được 672ml khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Giá trị của m là: A. 5,6. B. 11,2. C. 7,0. D. 8,4. Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức (2): N+5 + 3e → N+2 0,09 0,03 → Đáp án D. Thí dụ 3. Cho 11,36 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng, dư thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm 1 khử duy nhất, đo ở đktc) và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được m gam muối khan. Giá trị của m là A. 49,09. B. 35,50. C. 38,72. D. 34,36. Hướng dẫn giải Áp dụng công thức (2): N+5 + 3e → N+3 0,18 0,06 3 3Fe(NO )n = nFe = 0,7.11,36 5,6.0,18 56 + = 0,16 ⇒ m = 242 . 0,16 = 38,72gam → Đáp án C. Thí dụ 4. Cho 11,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 vào dung dịch HNO3 loãng, dư thu được V lít khí Y gồm NO và NO2 có tỉ khối so với H2 bằng 19. Mặt khác, nếu cho cùng lượng hỗn hợp X trên tác dụng với khí CO nóng dư thì sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 9,52 gam Fe. Giá trị của V là A. 1,40. B. 2,80. C. 5,60. D. 4,20. Hướng dẫn giải: Từ 2Y/H d = 19 ⇒ 2NO NO e n n x n= = ⇒∑ nhận = 4x Áp dụng công thức: 9,52 = 0,7. 11,6 + 5,6. 4x ⇒ x = 0,0625 ⇒ V = 22,4. 0,0625. 2 = 2,80 lít → Đáp án B. ⇒ en∑ nhận = 0,09 ⇒ m = 0,7. 11,28 + 5,6.0,09 = 8,4gam ⇒ en∑ nhận = 0,18 181 181 Thí dụ 5. Nung m gam bột Cu trong oxi thu được 24,8 gam hỗn hợp chất rắn X gồm Cu, CuO và Cu2O. Hoà tan hoàn toàn X trong H2SO4 đặc nóng 1 thoát ra 4,48 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của m là A. 9,6. B. 14,72. C. 21,12. D. 22,4. Hướng dẫn giải: Sơ đồ hóa bài toán: Cu X Cu+2 + S+4 Áp dụng công thức (3): m = 0,8.mrắn + 6 4.ne nhận ở (2) ⇒ m = 0,8.24,8 + 6,4.0,2.2 = 22,4gam → Đáp án D. III. BÀI TẬP ÁP DỤNG 1. Để m gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian thấy khối lượng của hỗn hợp thu được là 12 gam. Hòa tan hỗn hợp này trong dung dịch HNO3 thu được 2,24 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của m là A. 5,6 gam. B. 10,08 gam. C. 11,84 gam. D. 14,95 gam. 2. Hòa tan hoàn toàn 10 gam hỗn hợp X (Fe, Fe2O3) trong dung dịch HNO3 vừa đủ được 1,12 lít NO (ở đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Y. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư được kết tủa Z. Nung Z trong không khí đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn. Giá trị của m là A. 12 gam. B. 16 gam. C. 11,2 gam. D. 19,2 gam. 3. Hòa tan hết m gam hỗn hợp Fe, Fe2O3, Fe3O4 trong dung dịch HNO3 đặc, nóng dư được 448 ml khí NO2 (ở đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng được 14,52 gam muối khan. Giá trị của m là A. 3,36 gam. B. 4,28 gam. C. 4,64 gam. D. 4,80 gam. 4. Đốt cháy hoàn toàn 5,6 gam bột Fe trong một bình oxi thu được 7,36 gam hỗn hợp X gồm Fe2O3, Fe3O4 và một phần Fe dư. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X bằng dung dịch HNO3 thu được V lít hỗn hợp khí Y gồm NO2 và NO có tỉ khối so với H2 bằng 19. Giá trị của V A. 0,896 lít. B. 0,672 lít. C. 0,448 lít. D. 1,08 lít. 5. Cho luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe2O3 nung nóng. Sau một thời gian thu được 13,92 gam hỗn hợp X gồm 4 chất. Hòa tan hết X bằng HNO3 đặc, nóng dư được 5,824 lít NO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của m là A. 16 gam. B. 32 gam. C. 48 gam. D. 64 gam. O2 (1) H2SO4 (2) 182 182 6. Cho 11,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 vào dung dịch HNO3 loãng, dư được V lít khí Y gồm NO và NO2 có tỉ khối hơi so với H2 là 19. Mặt khác, nếu cho cùng lượng hỗn hợp X trên tác dụng với khí CO dư thì sau khi phản ứng hoàn toàn được 9,52 gam Fe. Giá trị của V là A. 2,8 lít. B. 5,6 lít. C. 1,4 lít. D. 1,344 lít. 7. Nung m gam bột đồng kim loại trong oxi thu được 24,8 gam hỗn hợp rắn X gồm Cu, CuO và Cu2O. Hòa tan hoàn toàn X trong H2SO4 đặc nóng thoát ra 4,48 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của m là A. 9,6 gam. B. 14,72 gam. C. 21,12 gam. D. 22,4 gam. 8. Hòa tan hoàn toàn 18,16 gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe3O4 trong 2 lít dung dịch HNO3 2M thu được dung dịch Y và 4,704 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Phần trăm khối lượng Fe trong hỗn hợp X là A. 38,23%. B. 61,67%. C. 64,67%. D. 35,24%. 9. Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 tác dụng với 200 ml dung dịch HNO3 3,2M. Sau khi phản ứng hoàn toàn được 0,1 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và còn lại 1,46 gam kim loại không tan. Giá trị của m là A. 17,04 gam. B. 19,20 gam. C. 18,50 gam. D. 20,50 gam. 10. Để m gam Fe trong không khí một thời gian được 7,52 gam hỗn hợp X gồm 4 chất. Hòa tan hết X trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư được 0,672 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch Y. Cô cạn cẩn thận dung dịch Y được m1 gam muối khan. Giá trị của m và m1 lần rượt là A. 7 gam và 25 gam. C. 4,48 gam và 16 gam. B. 4,2 gam và 1,5 gam. D. 5,6 gam và 20 gam. 11. Cho 5,584 gam hỗn hợp bột Fe và Fe3O4 tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch HNO3 loãng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn được 0,3136 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Nồng độ mol/l của dung dịch HNO3 là A. 0,472M. B. 0,152M C. 3,04M. D. 0,304M. 12. Để khử hoàn toàn 9,12 gam hỗn hợp các oxit: FeO, Fe3O4 và Fe2O3 cần 3,36 lít khí H2 (đktc). Nếu hòa tan 9,12 gam hỗn hợp trên bằng H2SO4 đặc, nóng dư thì thể tích khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) thu được tối đa là A. 280 ml. B. 560 ml. C. 672 ml. D. 896 ml. 183 183 13. Cho khí CO đi qua ống sứ đựng 16 gam Fe2O3 đun nóng, sau khi phản ứng thu được hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3 Hòa tan hoàn toàn X bằng H2SO4, đặc, nóng thu được dung dịch Y. Khối lượng muối trong Y là: A. 20 gam. B. 32 gam. C. 40 gam. D. 48 gam. 14. Hòa tan 11,2 gam kim loại M trong dung dịch HCI (dư), thu được 4,48 lít (ở đktc) H2. Còn nếu hoà tan hỗn hợp X gồm 11,2 gam kim loại M và 69,6 gam oxit MxOy trong lượng dư dung dịch HNO3 thì được 6,72 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Công thức của oxit kim loại là A. Fe3O4. B. FeO. C. Cr2O3 D. CrO 15. Cho 37 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 tác dụng với 640 ml dung dịch HNO3 2M loãng, đun nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc), dung dịch Y và còn lại 2,92 gam kim loại. Giá trị của V là A. 2,24 lít. B. 4,48 lít. C. 3,36 lít. D. 6,72 lít. 16. Cho luồng khí CO đi qua ống sứ chứa 0,12 mol hỗn hợp gồm FeO và Fe2O3 nung nóng, phản ứng tạo ra 0,138 mol CO2. Hỗn hợp chất rắn còn lại trong ống nặng 14,352 gam gồm 4 chất. Hòa tan hết hỗn hợp 4 chất này vào dung dịch HNO3 dư thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Giá trị của V là A. 0,244 lít. B. 0,672 lít. C. 2,285 lít. D. 6,854 lít. 17. Cho luồng khí CO đi qua ống sứ đựng 5,8 gam FexOy nung nóng trong một thời gian thu được hỗn hợp khí X và chất rắn Y. Cho Y tác đụng với dung dịch HNO3 dư được dung dịch Z và 0,784 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Cô cạn dung dịch Z được 18,15 gam muối khan. Hòa tan Y bằng HCl dư thấy có 0,672 lít khí (ở đktc). Phần trăm khối lượng của sắt trong Y là A. 67,44%. B. 32,56%. C. 40,72%. D. 59,28%. 18. Cho luồng khí CO đi qua ống sứ đựng 30,4 gam hỗn hợp X gồm Fe2O3 và FeO nung nóng trong một thời gian thu được hỗn hợp chất rắn Y. Hòa tan hết Y trong HNO3 vừa đủ được dung dịch Z. Nhúng thanh đồng vào dung dịch Z đến phản ứng hoàn toàn thấy khối lượng thanh đồng giảm 12,8 gam. Phần trăm khối lượng của các chất trong hỗn hợp X lần lượt bằng A. 33,3% và 66,7%. B. 61,3% và 38,7%. C. 52,6% và 47,4%. D. 75% và 25%. 19. Hòa tan hoàn toàn m gam Fe3O4 trong dung dịch HNO3, toàn bộ lượng khí NO thoát ra đem trộn với lượng O2 vừa đủ để hỗn hợp hấp thự hoàn toàn trong nước được dung dịch HNO3. Biết thể tích oxi đã tham gia vào quá trình trên là 336 ml (ở đktc). Giá trị của m là A. 34,8 gam. B. 13,92 gam. C. 23,2 gam. D. 20,88 gam. 184 184 20. Thổi từ từ V lít hỗn hợp khí CO và H2 có tỉ khối hơi so với H2 là 7,5 qua một ống sứ đựng 16,8 gam hỗn hợp 3 oxit CuO, Fe3O4, Al2O3 nung nóng. Sau phản ứng thu được hỗn hợp khí và hơi có tỉ khối so với H2 là 15,5. Dẫn hỗn hợp khí này vào dung dịch Ca(OH)2 dư thấy có 5 gam kết tủa. Thể tích V (ở đktc) và khối lượng chất rắn còn lại trong ống sứ lần lượt là A. 0,448 lít; 16,48 gam. C. 1,568 lít; 15,68 gam B. 1,12 lít; 16 gam. D. 2,24 lít; 15,2 gam. III. ĐÁP ÁN 1.B 2.C 3.C 4.A 5.A 6.A 7.D 8.B 9.C 10.D 11.A 12.C 13.C 14.A 15.B 16.C 17.B 18.C 19.B 20.D 185 185 PHẦN II: CÁC CÔNG THỨC GIẢI NHANH TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC 186 186 CHƯƠNG I: CÁC CÔNG THỨC GIẢI NHANH TRONG HÓA HỌC 187 187 188 188 189 189 190 190 191 191 192 192 193 193 194 194 195 195 196 196 197 197 198 198 199 199 200 200 201 201 202 202 203 203 204 204 205 205 206 206 207 207 208 208 209 209 210 210 211 211 212 212 213 213 214 214 215 215 216 216 217 217 218 218 CHƯƠNG II: MỘT SỐ BÀI TẬP THAM KHẢO 219 219 220 220 221 221 222 222 223 223 224 224 225 225 226 226 227 227 228 228 CHƯƠNG III: HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP 229 229 230 230 231 231 232 232 233 233 234 234 235 235 236 236
File đính kèm:
- 16_phuong_phap_va_ky_thuat_giai_nhanh_bai_tap_trac_nghiem_ho.pdf