ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG
Nguyên tắc của phương pháp này khá đơn giản, dựa vào định luật bảo toàn khối lượng: “Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất tạo thành trong phản ứng”. Cần lưu ý là: không tính khối lượng của phần không tham gia phản ứng cũng như phần chất có sẵn, ví dụ nước có sẵn trong dung dịch.
Khi cô cạn dung dịch thì khối lượng muối thu được bằng tổng khối lượng các cation kim loại và anion gốc axit.
Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO và Fe2O3. Cho một luồng CO đi qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp X nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64 gam chất rắn A trong ống sứ và 11,2 lít khí B (đktc) có tỉ khối so với H2 là 20,4. Tính giá trị m.
A. 105,6 gam. B. 35,2 gam. C. 70,4 gam. D. 140,8 gam.
PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC Phương pháp 1 ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG Nguyên tắc của phương pháp này khá đơn giản, dựa vào định luật bảo toàn khối lượng: “Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất tạo thành trong phản ứng”. Cần lưu ý là: không tính khối lượng của phần không tham gia phản ứng cũng như phần chất có sẵn, ví dụ nước có sẵn trong dung dịch. Khi cô cạn dung dịch thì khối lượng muối thu được bằng tổng khối lượng các cation kim loại và anion gốc axit. Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO và Fe2O3. Cho một luồng CO đi qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp X nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64 gam chất rắn A trong ống sứ và 11,2 lít khí B (đktc) có tỉ khối so với H2 là 20,4. Tính giá trị m. A. 105,6 gam. B. 35,2 gam. PC. 70,4 gam. D. 140,8 gam. Hướng dẫn giải Các phản ứng khử sắt oxit có thể có: 3Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO2 (1) Fe3O4 + CO 3FeO + CO2 (2) FeO + CO Fe + CO2 (3) Như vậy chất rắn A có thể gồm 3 chất Fe, FeO, Fe3O4 hoặc ít hơn, điều đó không quan trọng và việc cân bằng các phương trình trên cũng không cần thiết, quan trọng là số mol CO phản ứng bao giờ cũng bằng số mol CO2 tạo thành. mol. Gọi x là số mol của CO2 ta có phương trình về khối lượng của B: 44x + 28(0,5 - x) = 0,5 ´ 20,4 ´ 2 = 20,4 nhận được x = 0,4 mol và đó cũng chính là số mol CO tham gia phản ứng. Theo ĐLBTKL ta có: mX + mCO = mA + Þ m = 64 + 0,4 ´ 44 - 0,4 ´ 28 = 70,4 gam. (Đáp án C) Ví dụ 2: Đun 132,8 gam hỗn hợp 3 rượu no, đơn chức với H2SO4 đặc ở 140oC thu được hỗn hợp các ete có số mol bằng nhau và có khối lượng là 111,2 gam. Số mol của mỗi ete trong hỗn hợp là bao nhiêu? A. 0,1 mol. B. 0,15 mol. C. 0,4 mol. PD. 0,2 mol. Hướng dẫn giải Ta biết rằng cứ 3 loại rượu tách nước ở điều kiện H2SO4 đặc, 140oC thì tạo thành 6 loại ete và tách ra 6 phân tử H2O. Theo ĐLBTKL ta có gam Þ mol. Mặt khác cứ hai phân tử rượu thì tạo ra một phân tử ete và một phân tử H2O do đó số mol H2O luôn bằng số mol ete, suy ra số mol mỗi ete là mol. (Đáp án D) Nhận xét: Chúng ta không cần viết 6 phương trình phản ứng từ rượu tách nước tạo thành 6 ete, cũng không cần tìm CTPT của các rượu và các ete trên. Nếu các bạn xa đà vào việc viết phương trình phản ứng và đặt ẩn số mol các ete để tính toán thì không những không giải được mà còn tốn quá nhiều thời gian. Ví dụ 3: Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Fe, Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 63%. Sau phản ứng thu được dung dịch A và 11,2 lít khí NO2 duy nhất (đktc). Tính nồng độ % các chất có trong dung dịch A. A. 36,66% và 28,48%. PB. 27,19% và 21,12%. C. 27,19% và 72,81%. D. 78,88% và 21,12%. Hướng dẫn giải Fe + 6HNO3 ¾® Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O Cu + 4HNO3 ¾® Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O mol ® mol. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: Đặt nFe = x mol, nCu = y mol ta có: ® Þ (Đáp án B) Ví dụ 4: Hoà tan hoàn toàn 23,8 gam hỗn hợp một muối cacbonat của các kim loại hoá trị (I) và muối cacbonat của kim loại hoá trị (II) trong dung dịch HCl. Sau phản ứng thu được 4,48 lít khí (đktc). Đem cô cạn dung dịch thu được bao nhiêu gam muối khan? A. 13 gam. B. 15 gam. PC. 26 gam. D. 30 gam. Hướng dẫn giải M2CO3 + 2HCl ¾® 2MCl + CO2 + H2O R2CO3 + 2HCl ¾® 2MCl2 + CO2 + H2O mol Þ Tổng nHCl = 0,4 mol và Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: 23,8 + 0,4´36,5 = mmuối + 0,2´44 + 0,2´18 Þ mmuối = 26 gam. (Đáp án C) Ví dụ 5: Hỗn hợp A gồm KClO3, Ca(ClO2)2, Ca(ClO3)2, CaCl2 và KCl nặng 83,68 gam. Nhiệt phân hoàn toàn A ta thu được chất rắn B gồm CaCl2, KCl và 17,472 lít khí (ở đktc). Cho chất rắn B tác dụng với 360 ml dung dịch K2CO3 0,5M (vừa đủ) thu được kết tủa C và dung dịch D. Lượng KCl trong dung dịch D nhiều gấp 22/3 lần lượng KCl có trong A. % khối lượng KClO3 có trong A là A. 47,83%. B. 56,72%. C. 54,67%. PD. 58,55%. Hướng dẫn giải Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: mA = mB + ® mB = 83,68 - 32´0,78 = 58,72 gam. Cho chất rắn B tác dụng với 0,18 mol K2CO3 Hỗn hợp B hỗn hợp D Þ Þ Þ Þ Theo phản ứng (1): (Đáp án D) Ví dụ 6: Đốt cháy hoàn toàn 1,88 gam chất hữu cơ A (chứa C, H, O) cần 1,904 lít O2 (đktc) thu được CO2 và hơi nước theo tỉ lệ thể tích 4:3. Hãy xác định công thức phân tử của A. Biết tỉ khối của A so với không khí nhỏ hơn 7. PA. C8H12O5. B. C4H8O2. C. C8H12O3. D. C6H12O6. Hướng dẫn giải 1,88 gam A + 0,085 mol O2 ® 4a mol CO2 + 3a mol H2O. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: Ta có: 44´4a + 18´3a = 46 ® a = 0,02 mol. Trong chất A có: nC = 4a = 0,08 mol nH = 3a´2 = 0,12 mol nO = 4a´2 + 3a - 0,085´2 = 0,05 mol Þ nC : nH : no = 0,08 : 0,12 : 0,05 = 8 : 12 : 5 Vậy công thức của chất hữu cơ A là C8H12O5 có MA < 203. (Đáp án A) Ví dụ 7: Cho 0,1 mol este tạo bởi 2 lần axit và rượu một lần rượu tác dụng hoàn toàn với NaOH thu được 6,4 gam rượu và một lượng mưối có khối lượng nhiều hơn lượng este là 13,56% (so với lượng este). Xác định công thức cấu tạo của este. A. CH3-COO- CH3. PB. CH3OCO-COO-CH3. C. CH3COO-COOCH3. D. CH3COO-CH2-COOCH3. Hướng dẫn giải R(COOR¢)2 + 2NaOH ¾® R(COONa)2 + 2R¢OH 0,1 ® 0,2 ® 0,1 ® 0,2 mol ® Rượu CH3OH. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: meste + mNaOH = mmuối + mrượu Þ mmuối - meste = 0,2´40 - 64 = 1,6 gam. mà mmuối - meste = meste Þ meste = ® Meste = 118 đvC R + (44 + 15)´2 = 118 ® R = 0. Vậy công thức cấu tạo của este là CH3OCO-COO-CH3. (Đáp án B) Ví dụ 8: Thuỷ phân hoàn toàn 11,44 gam hỗn hợp 2 este đơn chức là đồng phân của nhau bằng dung dịch NaOH thu được 11,08 gam hỗn hợp muối và 5,56 gam hỗn hợp rượu. Xác định công thức cấu tạo của 2 este. A. HCOOCH3 và C2H5COOCH3, B. C2H5COOCH3 và CH3COOC2H5. C. HCOOC3H7 và C2H5COOCH3. PD. Cả B, C đều đúng. Hướng dẫn giải Đặt công thức trung bình tổng quát của hai este đơn chức đồng phân là . + NaOH ¾® + R¢OH 11,44 11,08 5,56 gam Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: MNaOH = 11,08 + 5,56 – 11,44 = 5,2 gam Þ Þ ® Þ ® Þ Þ CTPT của este là C4H8O2 Vậy công thức cấu tạo 2 este đồng phân là: HCOOC3H7 và C2H5COOCH3 hoặc C2H5COOCH3 và CH3COOC2H5. (Đáp án D) Ví dụ 9: Chia hỗn hợp gồm hai anđehit no đơn chức làm hai phần bằng nhau: - Phần 1: Đem đốt cháy hoàn toàn thu được 1,08 gam H2O. - Phần 2: Tác dụng với H2 dư (Ni, to) thì thu được hỗn hợp A. Đem đốt cháy hoàn toàn thì thể tích khí CO2 (đktc) thu được là A. 1,434 lít. B. 1,443 lít. PC. 1,344 lít. D. 0,672 lít. Hướng dẫn giải Phần 1: Vì anđehit no đơn chức nên = 0,06 mol. Þ mol. Theo bảo toàn nguyên tử và bảo toàn khối lượng ta có: mol. Þ = 0,06 mol Þ = 22,4´0,06 = 1,344 lít. (Đáp án C) Ví dụ 10: Cho một luồng CO đi qua ống sứ đựng 0,04 mol hỗn hợp A gồm FeO và Fe2O3 đốt nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được B gồm 4 chất nặng 4,784 gam. Khí đi ra khỏi ống sứ cho hấp thụ vào dung dịch Ba(OH)2 dư thì thu được 9,062 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng Fe2O3 trong hỗn hợp A là PA. 86,96%. B. 16,04%. C. 13,04%. D.6,01%. Hướng dẫn giải 0,04 mol hỗn hợp A (FeO và Fe2O3) + CO ® 4,784 gam hỗn hợp B + CO2. CO2 + Ba(OH)2 dư ¾® BaCO3 ¯ + H2O và Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: mA + mCO = mB + Þ mA = 4,784 + 0,046´44 - 0,046´28 = 5,52 gam. Đặt nFeO = x mol, trong hỗn hợp B ta có: ® Þ %mFeO = Þ %Fe2O3 = 86,96%. (Đáp án A) MỘT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG GIẢI THEO PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG 01. Hòa tan 9,14 gam hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl thu được 7,84 lít khí X (đktc) và 2,54 gam chất rắn Y và dung dịch Z. Lọc bỏ chất rắn Y, cô cạn cẩn thận dung dịch Z thu được lượng muối khan là A. 31,45 gam. B. 33,99 gam. C. 19,025 gam. D. 56,3 gam. 02. Cho 15 gam hỗn hợp 3 amin đơn chức, bậc một tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl 1,2 M thì thu được 18,504 gam muối. Thể tích dung dịch HCl phải dùng là A. 0,8 lít. B. 0,08 lít. C. 0,4 lít. D. 0,04 lít. 03. Trộn 8,1 gam bột Al với 48 gam bột Fe2O3 rồi cho tiến hành phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không có không khí, kết thúc thí nghiệm lượng chất rắn thu được là A. 61,5 gam. B. 56,1 gam. C. 65,1 gam. D. 51,6 gam. 04. Hòa tan hoàn toàn 10,0 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại (đứng trước H trong dãy điện hóa) bằng dung dịch HCl dư thu được 2,24 lít khí H2 (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được lượng muối khan là A. 1,71 gam. B. 17,1 gam. C. 13,55 gam. D. 34,2 gam. 05. Nhiệt phân hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm CaCO3 và Na2CO3 thu được 11,6 gam chất rắn và 2,24 lít khí (đktc). Hàm lượng % CaCO3 trong X là A. 6,25%. B. 8,62%. C. 50,2%. D. 62,5%. 06. Cho 4,4 gam hỗn hợp hai kim loại nhóm IA ở hai chu kỳ liên tiếp tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 4,48 lít H2 (đktc) và dung dịch chứa m gam muối tan. Tên hai kim loại và khối lượng m là A. 11 gam; Li và Na. B. 18,6 gam; Li và Na. C. 18,6 gam; Na và K. D. 12,7 gam; Na và K. 07. Đốt cháy hoàn toàn 18 gam FeS2 và cho toàn bộ lượng SO2 vào 2 lít dung dịch Ba(OH)2 0,125M. Khối lượng muối tạo thành là A. 57,40 gam. B. 56,35 gam. C. 59,17 gam. D.58,35 gam. 08. Hòa tan 33,75 gam một kim loại M trong dung dịch HNO3 loãng, dư thu được 16,8 lít khí X (đktc) gồm hai khí không màu hóa nâu trong không khí có tỉ khối hơi so với hiđro bằng 17,8. a) Kim loại đó là A. Cu. B. Zn. C. Fe. D. Al. b) Nếu dùng dung dịch HNO3 2M và lấy dư 25% thì thể tích dung dịch cần lấy là A. 3,15 lít. B. 3,00 lít. C. 3,35 lít. D. 3,45 lít. 09. Hoà tan hoàn toàn 15,9 gam hỗn hợp gồm 3 kim loại Al, Mg và Cu bằng dung dịch HNO3 thu được 6,72 lít khí NO và dung dịch X. Đem cô cạn dung dịch X thu được bao nhiêu gam muối khan? A. 77,1 gam. B. 71,7 gam. C. 17,7 gam. D. 53,1 gam. 10. Hòa tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe2O3, MgO, ZnO trong 500 ml axit H2SO4 0,1M (vừa đủ). Sau phản ứng, hỗn hợp muối sunfat khan thu được khi cô cạn dung dịch có khối lượng là A. 6,81 gam. B. 4,81 gam. C. 3,81 gam. D. 5,81 gam. Đáp án các bài tập vận dụng: 1. A 2. B 3. B 4. B 5. D 6. B 7. D 8. a-D, b-B 9. B 10. A Phương pháp 2 BẢO TOÀN MOL NGUYÊN TỬ Có rất nhiều phương pháp để giải toán hóa học khác nhau nhưng phương pháp bảo toàn nguyên tử và phương pháp bảo toàn số mol electron cho phép chúng ta gộp nhiều phương trình phản ứng lại làm một, qui gọn việc tính toán và nhẩm nhanh đáp 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 được giới thiệu trong một số ví dụ sau đây. Ví dụ 1: Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần 0,05 mol H2. Mặt khác hòa tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X trong dung dịch H2SO4 đặc thu được thể tích khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất) ở điều kiện tiêu chuẩn là A. 448 ml. PB. 224 ml. C. 336 ml. D. 112 ml. Hướng dẫn giải Thực chất phản ứng khử các oxit trên là H2 + O ¾® H2O 0,05 ® 0,05 mol Đặt số mol hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 lần lượt là x, y, z. Ta có: nO = ... x = . 04. Dung dịch X chứa a mol NaAlO2. Khi thêm vào dung dịch X b mol hoặc 2b mol dung dịch HCl thì lượng kết tủa sinh ra đều như nhau. Tỉ số có giá trị bằng A. 1. B. 1,25. C. 1,5. D. 1,75. 05. Oxi hóa một lượng Fe thành hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần a mol Oxi. Khử hoàn toàn hỗn hợp X thành Fe cần b mol Al. Tỉ số có giá trị bằng A. 0,75. B. 1. C. 1,25. D. 1,5. 06. Có một lượng anđehit HCHO được chia làm 2 phần bằng nhau, mỗi phần chứa a mol HCHO. - Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch AgNO3 /NH3 thu được m gam Ag. - Phần 2: Oxi hóa bằng Oxi thành HCOOH với hiệu suất 40% thu được dung dịch A. Cho A tác dụng với dung dịch AgNO3 /NH3 thu được m¢ gam Ag. Tỉ số có giá trị bằng A. 0,2. B. 0,4. C. 0,6. D. 0,8. 07. A là axit chứa ba nguyên tử cacbon trong phân tử. Cho 0,015 mol A tác dụng với dung dịch chứa a mol Ba(OH)2 thu được dung dịch B. Người ta nhận thấy: Nếu a = 0,01 mol thì dung dịch B làm đỏ quỳ tím. Nếu a = 0,02 mol thì dung dịch B làm xanh quỳ tím. B có công thức cấu tạo: A. CH3-CH2-COOH. B. CH2=CH-COOH. C. CHºC-COOH. D. HOOC-CH2-COOH. 08. Có 2 axit hữu cơ no: (A) là axit đơn chức và (B) là axit đa chức. Hỗn hợp (X) chứa x mol (A) và y mol (B). Đốt cháy hoàn toàn (X) thì thu được 11,2 lít CO2 (đktc). Cho x + y = 0,3 và MA < MB. Vậy công thức phân tử của (A) là: A. CH3COOH. B. C2H5COOH. C. HCOOH. D. C3H7COOH. 09. Hỗn hợp A gồm Al và Fe2O3 có khối lượng trung bình là . Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm, sau một thời gian thu được hỗn hợp B có khối lượng phân tử trung bình là . Quan hệ giữa và là A. = . B. > . C. < . D. ³ . 10. Khử hoàn toàn một lượng oxit sắt cần V lít H2. hòa tan hoàn toàn lượng sắt sinh ra ở trên trong dung dịch HCl thấy tạo ra V¢ lít H2. Biết V > V¢ (các khí đo ở cùng điều kiện). Công thức oxit sắt là A. Fe2O3. B. FeO. C. Fe3O4. D. Fe2O3 và Fe3O4. Đáp án các bài tập vận dụng: 1. B 2. C 3. C 4. B 5. A 6. D 7. D 8. C 9. A 10. D Phương pháp 10 TỰ CHỌN LƯỢNG CHẤT Trong một số câu hỏi và bài tập trắc nghiệm chúng ta có thể gặp mốt số trường hợp đặc biệt sau: - Có một số bài toán tưởng như thiếu dự kiện gây bế tắc cho việc tính toán. - Có một số bài toán người ta cho ở dưới dạng giá trị tổng quát như a gam, V lít, n mol hoặc cho tỉ lệ thể tích hoặc tỉ lệ số mol các chất... Như vậy kết quả giải bài toán không phụ thuộc vào chất đã cho. Trong các trường hợp trên tốt nhất ta tự chọn một giá trị như thế nào để cho việc giải bài toán trở thành đơn giản nhất. Cách 1: Chọn một mol nguyên tử, phân tử hoặc một mol hỗn hợp các chất phản ứng. Cách 2: Chọn đúng tỉ lệ lượng chất trong đầu bài đã cho. Cách 3: Chọn cho thông số một giá trị phù hợp để chuyển phân số phức tạp về số đơn giản để tính toán. Sau đây là một số ví dụ điển hình: Cách 1: CHỌN 1 MOL CHẤT HOẶC HỖN HỢP CHẤT PHẢN ỨNG Ví dụ 1: Hoà tan một muối cacbonat kim loại M hóa trị n bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 9,8% ta thu được dung dịch muối sunfat 14,18%. M là kim loại gì? A. Cu. PB. Fe. C. Al. D. Zn. Hướng dẫn giải Chọn 1 mol muối M2(CO3)n. M2(CO3)n + nH2SO4 ¾® M2(SO4)n + nCO2 + nH2O Cứ (2M + 60n) gam ¾® 98n gam ® (2M + 96n) gam Þ Þ = 2M + 60n + 1000.n - 44.n = (2M + 1016.n) gam. Þ M = 28.n ® n = 2 ; M = 56 là phù hợp vậy M là Fe. (Đáp án B) Ví dụ 2: Cho dung dịch axit axetic có nồng độ x% tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH 10% thì thu được dung dịch muối có nồng độ 10,25%. Vậy x có giá trị nào sau đây? A. 20%. B. 16%. PC. 15%. D.13%. Hướng dẫn giải Xét 1 mol CH3COOH: CH3COOH + NaOH ¾® CH3COONa + H2O 60 gam ® 40 gam ® 82 gam gam. Þ x = 15%. (Đáp án C). Ví dụ 3: (Câu 1 - Mã đề 231 - Khối A - TSCĐ 2007) Khi hòa tan hiđroxit kim loại M(OH)2 bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 20% thu được dung dịch muối trung hoà có nồng độ 27,21%. Kim loại M là PA. Cu. B. Zn. C. Fe. D. Mg. Hướng dẫn giải Xét 1 mol M(OH)2 tham gia phản ứng M(OH)2 + H2SO4 ¾® MSO4 + 2H2O Cứ (M + 34) gam ® 98 gam ® (M + 96) gam Þ Þ Þ M = 64 ® M là Cu. (Đáp án A) Ví dụ 4: Hỗn hợp X gồm N2 và có H2 có tỉ khối hơi so với H2 bằng 3,6. Sau khi tiến hành phản ứng tổng hợp được hỗn hợp Y có tỉ khối hơi so với H2 bằng 4. Hiệu suất phản ứng tổng hợp là A. 10%. B. 15%. C. 20%. PD. 25%. Hướng dẫn giải Xét 1 mol hỗn hợp X, ta có: mx = = 7,2 gam. Đặt , ta có: 28a + 2(1 - a) = 7,2 Þ a = 0,2 Þ và ® H2 dư. N2 + 3H2 2NH3 Ban đầu: 0,2 0,8 Phản ứng: x 3x 2x Sau phản ứng: (0,2 - x) (0,8 - 3x) 2x nY = (1 - 2x) mol Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có mX = mY Þ Þ ® x = 0,05. Hiệu suất phản ứng tính theo N2 là . (Đáp án D) Ví dụ 5: Hỗn hợp A gồm một Anken và hiđro có tỉ khối so với H2 bằng 6,4. Cho A đi qua niken nung nóng được hỗn hợp B có tỉ khối so với H2 bằng 8 (giả thiết hiệu suất phản ứng xảy ra là 100%). Công thức phân tử của anken là A. C2H4. B. C3H6. PC. C4H8. D. C5H10. Hướng dẫn giải Xét 1 mol hỗn hợp A gồm (a mol CnH2n và (1-a) mol H2) Ta có: 14.n.a + 2(1 - a) = 12,8 (1) Hỗn hợp B có (với n ³ 2) ® trong hỗn hợp B có H2 dư CnH2n + H2 CnH2n+2 Ban đầu: a mol (1-a) mol Phản ứng: a ® a ¾¾¾® a mol Sau phản ứng hỗn hợp B gồm (1 - 2a) mol H2 dư và a mol CnH2n+2. ® tổng nB = 1 - 2a. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có mA = mB Þ ® ® a = 0,2 mol. Thay a = 0,2 vào (1) ta có 14´0,2´n + 2´(1 - 0,2) = 12,8 Þ n = 4 ® anken là C4H8. (Đáp án C) Ví dụ 6: Oxi hóa C2H5OH bằng CuO nung nóng, thu được hỗn hợp chất lỏng gồm CH3CHO, C2H5OH dư và H2O có = 40 đvC. Hiệu suất phản ứng oxi hóa là PA. 25%. B. 35%. C. 45%. D. 55%. Hướng dẫn giải Xét 1 mol C2H5OH. Đặt a mol C2H5OH bị oxi hóa. Vậy a là hiệu suất của phản ứng oxi hóa rượu. C2H5OH + CuO CH3CHO + H2O + Cu¯ Ban đầu: 1 mol Oxi hóa: a mol ¾¾¾¾¾¾¾® a mol ® a mol Sau phản ứng: (1 - a) mol C2H5OH dư a mol ® a mol Þ a = 0,25 hay hiệu suất là 25%. (Đáp án A) Ví dụ 7: Hỗn hợp X gồm N2 và H2 có . Dẫn X đi qua bình đựng bột Fe rồi nung nóng biết rằng hiệu suất tổng hợp NH3 đạt 40% thì thu được hỗn hợp Y. có giá trị là A. 15,12. B. 18,23. PC. 14,76. D. 13,48. Hướng dẫn giải Xét 1 mol hỗn hợp X ® mX = 12,4 gam gồm a mol N2 và (1 - a) mol H2. 28a + 2(1 - a) = 12,4 ® a = 0,4 mol ® N2 + 3H2 2NH3 (với hiệu suất 40%) Ban đầu: 0,4 0,6 Phản ứng: 0,08 ¬ 0,6´0,4 ¾¾¾® 0,16 mol Sau phản ứng: 0,32 0,36 0,16 mol Tổng: nY = 0,32 + 0,36 + 0,16 = 0,84 mol; Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: mX = mY. Þ . (Đáp án C) Ví dụ 8: Phóng điện qua O2 được hỗn hợp khí O2, O3 có gam. Hiệu suất phản ứng là A. 7,09%. PB. 9,09%. C. 11,09%. D.13,09%. Hướng dẫn giải 3O2 2O3 Chọn 1 mol hỗn hợp O2, O3 ta có: ® . ® Þ Þ mol Hiệu suất phản ứng là: . (Đáp án B) Ví dụ 9: Hoà tan hoàn toàn một lượng kim loại R hóa trị n bằng dung dịch H2SO4 loãng rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được một lượng muối khan có khối lượng gấp 5 lần khối lượng kim loại R ban đầu đem hoà tan. Kim loại R đó là A. Al. B. Ba. C. Zn. PD. Mg. Hướng dẫn giải Xét 1 mol kim loại ứng với R (gam) tham gia phản ứng. 2R + nH2SO4 ¾® R2(SO4)n + nH2 Cứ R (gam) ® Þ ® R = 12n thỏa mãn với n = 2. Vậy: R = 24 (Mg). (Đáp án D) Cách 2: CHỌN ĐÚNG TỈ LỆ LƯỢNG CHẤT TRONG ĐẦU BÀI ĐÃ CHO Ví dụ 10: (Câu 48 - Mã đề 182 - khối A - TSĐH 2007) Hỗn hợp gồm hiđrocacbon X và oxi có tỉ lệ số mol tương ứng là 1:10. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp trên thu được hỗn hợp khí Y. Cho Y qua dung dịch H2SO4 đặc, thu được hỗn hợp khí Z có tỉ khối đối với hiđro bằng 19. Công thức phân tử của X là A. C3H8. B. C3H6. PC. C4H8. D. C3H4. Hướng dẫn giải Đốt hỗn hợp gồm hiđrocacbon X gồm CxHy (1 mol) và O2 (10 mol ). CxHy + O2 ¾® xCO2 + H2O 1 mol ® mol ¾® x mol mol Þ Hỗn hợp khí Z gồm x mol CO2 và mol O2 dư. ® Vậy: ® 8x = 40 - y. Þ x = 4, y = 8 ® thoả mãn đáp án C. Ví dụ 11: A là hỗn hợp gồm một số hiđrocacbon ở thể khí, B là không khí. Trộn A với B ở cùng nhiệt độ áp suất theo tỉ lệ thể tích (1:15) được hỗn hợp khí D. Cho D vào bình kín dung tích không đổi V. Nhiệt độ và áp suất trong bình là toC và p atm. Sau khi đốt cháy A trong bình chỉ có N2, CO2 và hơi nước với đưa bình về toC. Áp suất trong bình sau khi đốt là p1 có giá trị là PA. B. p1 = p. C. D. Hướng dẫn giải Đốt A: CxHy + ¾® xCO2 + Vì phản ứng chỉ có N2, H2O, CO2 ® các hiđrocacbon bị cháy hết và O2 vừa đủ. Chọn ® nB = 15 mol ® mol. Þ Þ ® x = ; y = Vì nhiệt độ và thể tích không đổi nên áp suất tỉ lệ với số mol khí, ta có: ® (Đáp án A) Cách 3: CHỌN GIÁ TRỊ CHO THÔNG SỐ Ví dụ 12: Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp X hai hiđrocacbon A, B thu được gam CO2 và . Nếu thêm vào hỗn hợp X một nửa lượng A có trong hỗn hợp X rồi đốt cháy hoàn toàn thì thu được và . Biết A, B không làm mất mầu nước Br2. a) Công thức phân tử của A là A. C2H2. B. C2H6. C. C6H12. PD. C6H14. b) Công thức phân tử của B là A. C2H2. PB. C6H6. C. C4H4. D. C8H8. c) Phần trăm số mol của A, B trong hỗn hợp X là. A. 60%; 40%. B. 25%; 75%. PC. 50%; 50%. D. 30%; 70%. Hướng dẫn giải a) Chọn a = 41 gam. Đốt X ® và . Đốt ® và . Đốt thu được (3,75 - 3) = 0,75 mol CO2 và (3,375 - 2,5) = 0,875 mol H2O. Đốt cháy A thu được và . vì ® A thuộc loại ankan, do đó: Þ ® n = 6 ® A là C6H14. (Đáp án D) b) Đốt B thu được (3 - 1,5) = 1,5 mol CO2 và (2,5 - 1,75) = 0,75 mol H2O Như vậy ® công thức tổng quát của B là (CH)n vì X không làm mất mầu nước Brom nên B thuộc aren ® B là C6H6. (Đáp án B) c) Vì A, B có cùng số nguyên tử C (6C) mà lượng CO2 do A, B tạo ra bằng nhau (1,5 mol) ® nA = nB. Þ %nA = %nB = 50%. (Đáp án C) Ví dụ 13: Trộn a gam hỗn hợp X gồm 2 hiđrocacbon C6H14 và C6H6 theo tỉ lệ số mol (1:1) với m gam một hiđrocacbon D rồi đốt cháy hoàn toàn thì thu được và gam H2O. a) D thuộc loại hiđrocacbon nào A. CnH2n+2. B. CmH2m-2. PC. CnH2n. D. CnHn. b) Giá trị m là A. 2,75 gam. B. 3,75 gam. C. 5 gam. PD. 3,5 gam. Hướng dẫn giải a) Chọn a = 82 gam Đốt X và m gam D (CxHy) ta có: C6H14 + O2 ¾® 6CO2 + 7H2O C6H6 + O2 ¾® 6CO2 + 3H2O Đốt D: Đặt ta có: 86b + 78b = 82 Þ b = 0,5 mol. Đốt 82 gam hỗn hợp X thu được: Þ Đốt cháy m gam D thu được: Do ® D thuộc CnH2n. (Đáp án C) b) mD = mC + mH = 0,25´(12 + 2) = 3,5 gam. (Đáp án D) Ví dụ 14: X là hợp kim gồm (Fe, C, Fe3C), trong đó hàm lượng tổng cộng của Fe là 96%, hàm lượng C đơn chất là 3,1%, hàm lượng Fe3C là a%. Giá trị a là A. 10,5. PB. 13,5. C. 14,5. D. 16. Hướng dẫn giải Xét 100 gam hỗn hợp X ta có mC = 3,1 gam, và số gam Fe tổng cộng là 96 gam. Þ Þ a = 13,5. (Đáp án B) Ví dụ 15: Nung m gam đá X chứa 80% khối lượng gam CaCO3 (phần còn lại là tạp chất trơ) một thời gian thu được chất rắn Y chứa 45,65 % CaO. Tính hiệu suất phân hủy CaCO3. A. 50%. PB. 75%. C. 80%. D. 70%. Hướng dẫn giải Chọn mX = 100 gam ® và khối lượng tạp chất bằng 20 gam. CaCO3 CaO + CO2 (hiệu suất = h) Phương trình: 100 gam ¾¾® 56 gam 44 gam Phản ứng: 80 gam ¾¾® Khối lượng chất rắn còn lại sau khi nung là . Þ Þ h = 0,75 ® hiệu suất phản ứng bằng 75%. (Đáp án B)
Tài liệu đính kèm: