$I$. CƠ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP
Trong một số câu hỏi và bài tập trắc nghiệm chúng ta có thể gặp một số trường hợp đặc biệt sau:
- Có một số bài toán tưởng như thiếu dữ 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 tỷ lệ thể tích hoặc tỷ 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 hoặc phân tử chất tham gia phản ứng.
Cách $2$ : Chọn một mol hỗn hợp các chất tham gia phản ứng.
Cách $3$ : Chọn đúng tỷ lệ lượng chất trong đầu bài đã cho.
Cách $4$ : Chọn cho thông số một giá trị phù hợp để đơn giản phép tính.
$II$. CÁC DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP
Dạng $1$: Chọn một mol nguyên tử hoặc phân tử chất tham gia phản ứng
Ví dụ $1$: Hoà tan một muối cacbonat kim loại $M$ hoá trị $n$ bằng một lượng vừa đủ dung dịch $H_2SO_4$ $9,8$%, thu được dung dịch muối sunfat có nồng độ là $14,18$%. Kim loại $M$ là:
A. $Cu$. B. $Fe$. C. $Al$. D. $Zn$.
Giải:
Chọn $1$ mol muối $M_2(CO_3)_n$
$M_2(CO_3)_n + nH_2SO_4 → M_2(SO_4)_n + nCO_2 + nH_2O$
Cứ ($2M + 60n$) $98n$ ($2M+96n$)
$⇒$ $m_{ddH_2SO_4}$ = $\frac{98n*100}{9,8}$ = $1000n$
$⇒$ $m_{dd muối}$ = $m_{M_2(CO_3)_n}$ + $m_{ddH_2SO_4}$ - $m_{CO_2}$ = $2M + 60n + 1000.n – 44.n$ = ($2M+1016.n$) gam
$C$% = $\frac{2M + 96n}{2M + 1016n}$ $\times$ $100$% = $14,18$%
$⇒$ $M$ = $28n$ => $n$ = $2$, $M = 56$ ($Fe$) $=>$ Đáp án $B$
Dạng $2$: Chọn một mol hỗn hợp các chất tham gia phản ứng
Ví dụ $2$: Hỗn hợp $X$ gồm $N_2$ và có $H_2$ có tỉ khối hơi so với $H_2$ bằng $3,6$. Sau khi tiến hành phản ứng tổng hợp được hỗn hợp $Y$ có tỉ khối hơi so với $H_2$ bằng $4$. Hiệu suất phản ứng tổng hợp là:
A. $10$%. B. $18,75$%. C. $20$%. D. $25$%.
Giải:
Xét $1$ mol hỗn hợp $X$, ta có: $m_X$ = $M_X$ = $7,2$ gam.
Đặt $n_{N_2}$ = $a$ mol, ta có: $28a + 2(1 – a) = 7,2$.
$⇒$ $a = 0,2$ $⇒$ $n_{N_2}$ = $0,2$ mol và $n_{H_2}$ = $0,8$ mol → $H_2$ dư.
$N_2 + 3H_2$ $\xrightarrow[p]{xt, t}$ $2NH_3$
Ban đầu: $0,2 0,8$
Phản ứng: $x$ $3x$ $2x$
Sau phản ứng: ($0,2-x$) ($0,8-3x$) $2x$
$n_Y$ = ($1 – 2x$) mol
Áp dụng ĐLBTKL, ta có $m_X$ = $m_Y$
$⇒$ $n_Y$ = $m_Y$/ $M_Y$ hay ($1 - 2x$) = $7,2/8$ $=>$ $x = 0,05$ mol
Hiệu suất phản ứng xác định theo $N_2$ là : $0,05/0,2 * 100$% = $25$% $=>$ chọn $D$
Dạng $3$: Chọn đúng tỉ lệ lượng chất theo đầu bài
Ví dụ $3$: 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 $H_2SO_4$ đặc, thu được hỗn hợp khí $Z$ có tỉ khối đối với hiđro bằng $19$. Công thức phân tử của $X$ là:
A. $C_3H_8$ B. $C_3H_6$ C. $C_4H_8$ D. $C_3H_4$
Giải:
Đốt hỗn hợp gồm hiđrocacbon $X$ gồm $C_xH_y$ ($1$ mol) và $O_2$($10$ mol).
$C_xH_y + ( x + y/4)O_2 => xCO_2 + y/2H_2O$
$1 x + y/4 x y/2$
$⇒$ Hỗn hợp khí $Z$ gồm $x$ mol $CO_2$ và [$10 - (x + y/4)$] mol $O_2$ dư
$M_Z$ = $19. 2 = 38$
dùng sơ đồ đường chéo $=>$ $n_{CO_2}$ / $n_{O_2}$ = $1 : 1$
Vậy: $x = 10 – x – y/4$ → $8x = 40 – y$ $⇒$ $x = 4, y = 8$ → thỏa mãn $⇒$ Đáp án $C$.
Dạng $4$: Chọn cho thông số một giá trị phù hợp để đơn giản phép tính
Ví dụ $4$: Đốt cháy hoàn toàn $a$ gam hỗn hợp $X$ gồm hai hiđrocacbon $A,B$ thu được $\frac{132a}{41}$ gam $CO_2$ và$\frac{45a}{41}$ gam $H_2O$. Nếu thêm vào hỗn hợp $X$ một nửa lượng $A$ có trong hỗn hợp $X$ rồi đốt cháy hoàn toàn thì thu được $\frac{165a}{41}$ gam $CO_2$ và $\frac{60,75a}{41}$ gam $H_2O$. Biết $A, B$ không làm mất màu nước brom.
$a$) Công thức phân tử của $A$ là:
A. $C_2H_2$ B. $C_2H_6$ C. $C_6H_{12}$ D. $C_6H_{14}$
$b$) Công thức phân tử của $B$ là:
A. $C_2H_2$ B. $C_6H_6$ C. $C_4H_4$ D. $C_8H_8$
$c$) Phần trăm số mol của $A, B$ trong hỗn hợp $X$ là:
A. $60$%, $40$%. B. $25$%, $75$%. C. $50$%, $50$%. D. $30$%, $70$%.
Giải:
$a$) Chọn $a = 41$ gam.
Đốt $X$ → $n_{CO_2}$ = $132/44 = 3$ mol và $n_{H_2O}$ = $45/18 = 2,5$ mol.
Đốt ($X + 1/2A$) → $n_{CO_2}$ = $165/44 = 3,75$ mol và $n_{H_2O}$ = $60,75/18 = 3,375$ mol
Đốt $1/2A$ thu được ($3,75 - 3$) = $0,75$ mol $CO_2$ và ($3,375 - 2,5$) = $0,875$ mol $H_2O$
Đốt cháy $A$ thu được $n_{CO_2}$ = $1,5$ mol và $n_{H_2O}$ = $1,75$ mol.
Vì $n_{H_2O}$ > $n_{CO_2}$ → $A$ thuộc ankan :
$C_nH_{2n+2}$ + ($3n - 1$)/$2$ $O_2$ => $nCO_2$ + ($n+1$)$H_2O$
$=>$ $n_{CO_2}$/$n_{H_2O}$ = $n/n+1$ = $1,5/1,75$ $=>$ $n = 6$ $=>$ $A$ là $C_6H_14$ $=>$ Đáp án $D$
$b$) Đốt $B$ thu được ($3 – 1,5$) = $1,5$ mol $CO_2$ và ($2,5 – 1,75$) = $0,75$ mol $H_2O$
Như vậy: $n_C$/$n_H$ = $1,5/0,75*2 = 1/1$ → Công thức tổng quát của $B$ là ($CH$)$n$ vì $X$ không làm mất màu nước brom nên $B$ thuộc aren → $B$ là $C_6H_6$ $⇒$ Đáp án $B$.
$c$) Vì $A, B$ có cùng nguyên tố nguyên tử $C$ ($6C$) mà lượng $CO_2$ do $A,B$ tạo ra bằng nhau ($1,5$ mol) → $n_A$ = $n_B$ $⇒$ %$n_A$ = %$n_B$ = $50$% $⇒$ Đáp án $C$.
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Câu $1$: Cho hiđrocacbon $X$ và oxi (oxi được lấy gấp đôi lượng cần thiết để đốt cháy hoàn toàn $X$) vào bình dung tích $1$ lít ở $406,5$$K$ và áp suất $l$ atm. Sau khi đốt áp suất trong bình (đo cùng nhiệt độ) tăng $5$%, lượng nước thu được là $0,162$ gam. Công thức phân tử của $X$ là:
A. $C_2H_6$ B. $C_3H_6$ C. $C_4H_8$ D. $C_4H_{10}$
Câu $2$: Hỗn hợp $X$ gồm $2$ olefin. Đốt cháy $7$ thể tích $X$ cần $31$ thể tích $O_2$(đktc). Biết rằng olefin chứa nhiều cacbon hơn chiếm khoảng $40$ ÷ $50$ thể tích của $X$. Công thức phân tử $2$ olefin là:
A. $C_2H_4, C_4H_8$. B. $C_2H_4, C_3H_6$ C. $C_3H_6, C_4H_8$. D. $C_2H_4, C_5H_{10}$.
Câu $3$: Cho natri dư dung dịch cồn ($C_2H_5OH + H_2O$), thấy khối lượng hiđro bay ra bằng $3$% khối lượng cồn đã dùng. Dung dịch cồn có nồng độ phần trăm là:
A. $75,57$%. B. $72,57$%. C. $70,57$%. D. $68,57$%.
Câu $4$: Hỗn hợp khí $X$ gồm hiđro và $2$ anken (kế tiếp trong dãy đồng đẳng), có tỉ khối hơi so với hiđro bằng $8,26$. Đun nóng hỗn hợp $X$ với bột $Ni$ làm xúc tác thì thu được hỗn hợp khí $Y$ không làm mất màu dung dịch nước brom và có tỉ khối hơi đối với hiđro bằng $11,8$. Công thức phân tử của các anken trong $X$ là:
A. $C_2H_4$ và $C_3H_6$. B. $C_3H_6$ và $C_4H_8$. C. $C_4H_8$ và $C_5H_10$. D. $C_5H_10$ và $C_6H_12$
Câu $5$: Một hỗn hợp khí $X$ gồm một ankin và $H_2$ có tỉ khối hơi so với $CH_4$ là $0,6$. Nung nóng hỗn hợp khí $X$ có xúc tác $Ni$ để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp khí $Y$ có tỉ khối hơi so với $CH_4$ là $1$. Công thức phân tử của ankin là:
A. $C_2H_2$ B. $C_3H_4$ C. $C_4H_6$ D. $C_5H_8$.
Câu $6$: Hỗn hợp khí $X$ gồm etan và propan. Đốt cháy một ít hỗn hợp $X$ thu được khí $CO_2$ và hơi nước theo tỉ lệ tích $V_{CO_2}$ : $V_{H_2O}$ = $11 : 15$. Thành phần trăm theo khối lượng của hỗn hợp $X$ lần lượt là:
A. $45$% và $55$%. B. $18,52$% và $81,48$%.
C. $25$% và $75$%. D. $28,13$% và $71,87$%
Câu $7$: Cho hỗn hợp $X$ gồm $N_2, H_2$ và $NH_3$ có tỉ khối hơi so với $H_2$ bằng $8$. Dẫn hỗn hợp $X$ qua dung dịch $H_2SO_4$ đặc dư thấy thể tích khí còn lại một nửa. Phần trăm thể tích mỗi khí lần lượt trong hỗn hợp $X$ lần lượt là:
A. $11,11$%, $22,22$%, $66,67$%. B. $20$%, $20$%, $40$%.
C. $30$%, $30$%, $40$%. D. $25$%, $25$%, $50$%.
Câu $8$: Một hỗn hợp $X$ gồm $N_2$ và $H_2$. Tiến hành phản ứng tổng hợp $NH_3$ từ hỗn hợp $X$ thu được hỗn hợp $Y$. Biết khối lượng trung bình của $X$ và $Y$ lần lượt là $7,2$ và $9,0$. Hiệu suất phản ứng tổng hợp $NH_3$ là:
A. $70$% B. $60$% C. $50$% D. $30$%
Câu $9$: Cracking $C_5H_12$ thu được hỗn hợp khí có tỉ khối hơi so với $H_2$ là $20$. Hiệu suất của phản ứng cracking là:
A. $70$% B. $50$% C. $80$% D. $30$%.
Câu $10$: Sau khi tách $H_2$ hoàn toàn khỏi hỗn hợp $X$ gồm etan và propan thu được hỗn hợp $Y$ gồm etilen và propilen. Khối lượng phân tử trung bình của $Y$ bằng $93,45$% khối lượng phân tử trung bình của $X$. Thành phần trăm về thể tích của hai chất trong $X$ lần lượt là:
A. $50$% và $50$%. B. $60$% và $40$%
C. $96,2$% và $3,8$%. D. $46,4$% và $53,6$%
Đáp án : $1B 2A 3A 4B 5B 6C 7D 8C 9C 10C$