quataoxanh0_0
New Member
Download miễn phí Đề tài Một số phương pháp giải toán hóa học
Nội dung đề tài đề cập đến các phương pháp cần thiết, có hiệu quả cao để giải các bài toán hóa học. Thiết nghĩ, các phương pháp trên nên được ứng dụng và phổ biến đến học sinh, nhằm tạo cho các em thói quen áp dụng để giải bài tập hóa học đạt kết quả tốt.
Qua đề tài này, với mong muốn giúp các em học sinh tự tin hơn khi làm kiểm tra, bài thi, nhất là đối với việc làm bài thi trắc nghiệm môn hóa trong kì thi tốt nghiệp THPT, thi ĐH&CĐ, góp một phần trong việc nâng cao chất lượng giảng dạy bộ môn hóa học ở trường THPT. Thời gian để kiểm định tính hiệu quả chưa được lâu, cũng như có thể còn nhiều vấn đề cần được nghiên cứu thêm về đề tài. tui xin trân trọng sự đóng góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp và những ai quan tâm đến đề tài này.
Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.
Ketnooi -
You must be registered for see links
Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ketnooi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
hử là H2.
Số mol oxi tham gia phản ứng tạo ra hỗn hợp A =
Quá trình phản ứng được biểu diển bằng 2 quá trình:
O2 + 4e- " 2O2- (quá trình khử)
H2 - 2e- " 2H+ (quá trình oxi hóa)
Gọi x là số mol H2 ta có: 0,0094 = 2x x = 0,018 mol
= 0,01822,4 = 0,4032 lít
b/ Tính thể tích NO
Ta thấy Fe ban đầu cuối cùng chuyển hết thành Fe3+ và chịu tác dụng của 2 chất oxi hóa O2 và HNO3. Các phản ứng được biểu diển thành 2 quá trình:
Fe - 3e- " Fe3+ (quá trình oxi hóa)
(quá trình khử)
O2 + 4e- " 2O2-
+ 4H+ + 3e- " NO + 2H2O
Số mol Fe trong lượng Fe ban đầu = . Gọi y là số mol NO. Ta có :
0,013 = 0,0094 + 3y y = 0,001 mol VNO = 0,0224 lít
c/ Tính thể tích H2 thoát ra:
Số mol Al = = 0,2 mol. Số mol Fe trong lượng Fe ban đầu = .
Gọi z là số mol H2 tạo thành
Fe oxit hh Fe, Al2O3, Al dd Fe2+, Al3+ + H2
Theo các quá trình trên ta thấy toàn bộ Fe và Al ban đầu đều chuyển thành Fe2+ và Al3+ chịu dưới 2 tác nhân oxi hóa O2 và H+
Các quá trình oxi hóa khử :
quá trình oxi hóa
Fe - 2e- " Fe2+
Al - 3e- " Al3+
quá trình khử
O2 + 4e- " 2O2-
2H+ + 2e- " H2
Theo qui tắc bảo toàn electron ta có:
0,0132 + 0,23 = 0,0094 + 2z z = 0,295 mol
= 0,29522,4 = 6,608 lít
* Ứng dụng qui tắc bảo toàn electron trong giải toán điện phân :
Khi điện phân, dưới tác dụng của dòng điện một chiều các ion di chuyển về điện cực trái dấu với nó.
Tại catot (-) xảy ra quá trình khử cation:
Mn+ + ne- " M (1)
x nx x
Tại anot (+) xảy ra quá trình oxi hóa anion:
Am- - me- " A (2)
y my y
Gọi x là số mol cation bị khử tại catot. Theo công thức faraday và theo (1) ta có khối lượng chất thoát ra tại catot:
m = nx = = số mol electron điện phân
với n là số electron trao đổi tại điện cực
Gọi y là số mol của anion bị oxi hóa tại anot. Theo (1) (2) và theo qui tắc bảo toàn electron ta có: nx = my = số mol electron điện phân
Khi biết I (cường độ dòng điện), t (thời gian điện phân) ta có thể tính được số mol electron điện phân rồi theo qui tắc bảo toàn electron ta có thể tính được lượng chất thoát ra tại các điện cực trong quá trình điện phân. Sau đây là các thí dụ minh họa:
TD1 Hòa tan 50 gam CuSO4.5H2O vào 200 ml dung dịch HCl 0,6M thu được dung dịch A. Tiến hành điện phân dung dịch A với dòng điện có cường độ 1,34 ampe trong vòng 4 giờ. Tính khối lượng kim loại thoát ra ở catot và thể tích khí (đkc) thoát ra ở anot. Biết hiệu suất điện phân là 100%.
Giải :
Số mol CuSO4 =
Số mol HCl = 0,20,6 = 0,12 mol
Trong dung dịch A có các ion : Cu2+, H+, Cl-, . Theo phương trình điện ly:
CuSO4 " Cu2+ + (1)
HCl " H+ + Cl- (2)
Trong dung dịch A số mol Cu2+ = 0,2 mol, số mol Cl- = 0,12 mol, số mol H+ = 0,12 mol, số mol = 0,2 mol
Khi điện phân thì tại
Catot (-) Cu2+, H+ Khi điện phân thì Cu2+ bị khử trước
Cu2+ + 2e " Cu (3)
khi hết Cu2+ nếu tiếp tục điện phân thì H+ bị khử :
2H+ + 2e- " H2 (4)
Anot (+), Cl- Khi điện phân thì Cl- bị oxi hóa
2Cl- _ 2e " Cl2 (5)
0,12 0,06
khi hết Cl- nếu tiếp tục điện phân thì nước bị oxi hóa.
2H2O _ 4e- " O2 + 4H+ (6)
4y y
Theo đề bài ta có số mol electron điện phân =
Gọi x là số mol Cu2+ bị điện phân thì theo (3) ta có : 2x = 0,2 x = 0,1 mol < 0,2 vậy Cu2+ còn lại
Khối lượng Cu sinh ra tại catot = 0,164 = 9,4 gam
Theo (5) ta thấy khi điện phân hết Cl- số mol electron = 0,12 mol < 0,2 nên xảy ra tiếp quá trình (6). Gọi y là số mol O2 sinh ra. Theo đề bài ta có:
0,12 + 4y = 0,2 y = 0,02 mol
Thể tích khí thoát ra tại anot = (0,06 + 0,02)22,4 = 1,792 lít
TD2 Hòa tan hết hỗn hợp A gồm 0,02 mol CuO và 0,01 mol Fe2O3 bằng lượng vừa đủ dung dịch HCl thu được dung dịch B. Điện phân dung dịch B bằng điện cực trơ với dòng điện có cường độ 1,93 ampe trong thời gian 33 phút 20 giây. Tính khối lượng kim loại thoát ra ở catot và thể tích khí (đkc) thoát ra ở anot, biết hiệu suất điện phân là 100%.
Giải:
Hòa tan hỗn hợp A bằng dd HCl xảy ra pt:
CuO + 2HCl " CuCl2 + H2O (1)
Fe2O3 + 6HCl " 2FeCl3 + 3H2O (2)
Theo (1) (2) số mol CuCl2 = 0,02 mol, số mol FeCl3 = 0,012 = 0,02 mol
Pt điện ly:
CuCl2 " Cu2+ + 2Cl-
FeCl3 " Fe3+ + 3Cl-
Số mol Cu2+ = 0,02 mol, số mol Fe3+ = 0,02 mol
số mol Cl- = 0,022 + 0,023 = 0,1 mol
Khi điện phân:
Catot (-) Cu2+, Fe3+ Khi điện phân thì Fe3+ bị khử thành Fe2+
Fe3+ + 1e- " Fe2+ (3)
Khi hết Fe3+ nếu tiếp tục điện phân thì đến Cu2+ bị khử
Cu2+ + 2e- " Cu (4)
Khi hết Cu2+ thì đến Fe2+, khi hết Fe2+ đến H2O bị khử
Anot (+) Cl-
2Cl- - 2e- " Cl2 (5)
Khi hết Cl- nếu tiếp tục điện phân thì H2O bị oxi hóa
2H2O - 4e- " O2 + 4H+ (6)
Theo đề bài số mol electron điện phân =
Tại catot khi điện phân hết Fe3+ số mol electron = 0,02 mol < 0,04. Vậy có quá trình (4). Gọi x là số mol Cu2+ bị điện phân, ta có:
0,02 + 2x = 0,04 x = 0,01 mol
Khối lượng Cu thoát ra tại catot = 0,0164 = 0,64 gam
Tại anot khi điện phân hết Cl- thì số mol electron = 0,1 mol > 0,04 vậy Cl- chưa bị điện phân hết hay tại anot không có quá trình (6)
Gọi y là số mol Cl2 tạo ra tại anot. Theo (6) ta có 2y = 0,04 y = 0,02
Thể tích khí Cl2 = 0,0222,4 = 0,448 lít
IV/ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG CÁC ĐẠI LƯỢNG TRUNG BÌNH:
1/ Khối lượng phân tử trung bình của hỗn hợp :
Giả sử có hỗn hợp X gồm các chất A, B, C có các giá trị riêng phần như sau :
A
B
C
PTK
MA
MB
MC
Số mol
x
y
z
Thể tích
VA
VB
VC
Ta có : = =
Nếu tính theo thể tích (đo ở cùng đk nhiệt độ và áp suất)
=
Ngoài ra ta còn có : = aMA + bMB + cMC + trong đó a, b, c là % thể tích (hay % số mol) của A, B, C trong hỗn hợp X (trong cách tính này ta chọn 100% = 1). TD : a = 0,25 %A = 25%...
KLPTTB của hỗn hợp chỉ phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp, không phụ thuộc vào t0, P (dỉ nhiên là không xảy ra phản ứng giữa các chất trong hỗn hợp).
Trong hỗn hợp X nếu MA < MB < MC thì MA < < MC
Đối với các bài toán hỗn hợp gồm 2 chất A, B (hay có thể nhiều hơn) có cùng hóa tính tác dụng với các chất khác theo cùng tỉ lệ mol. TD: các hchc thuộc cùng dãy đồng đẳng, các kim loại thuộc cùng phân nhóm chính thì ta có thể đặt các chất trong hỗn hợp thành một chất thay mặt và khi đó bài toán hỗn hợp chuyển thành bài toán một chất.
2/ Xác định CTPT các hợp chất hữu cơ thuộc cùng dãy đồng đẳng:
* Số nguyên tử cacbon trung bình, số nguyên tử hidro trung bình
TD : Có hỗn hợp X gồm 2 hchc thuộc cùng dãy đồng đẳng A và B. Giả sử A và B có các đại lượng riêng phần như sau:
A có số cacbon là Cn có khối lượng mA có số mol là a có KLPT MA
B có số cacbon là Cm có khối lượng mB có số mol là b có KLPT MB
Gọi D là chất thay mặt cho A và B. D có các đại lượng riêng phần như sau :
D có số cacbon là , có khối lượng là mD, có số mol là x, có KLPT là MD. Khi đó ta có:
là số cacbon trung bình của A và B. Giả sử : n < m thì ta có : n < < m
x = a + b
mD = mA + mB
MD =
Để xác định CTPT các chất trong dãy đồng đẳng ta chỉ cần xác định giá trị từ đó dựa vào điều kiện đề bài về các hchc trong dãy đồng đẳng mà biện luận ra CTPT của các hchc.
Nếu 2 hchc là các chất kế tiếp trong dãy đồng đẳng:
Giả sử : n < m n + 1 = m. Khi tính được giá trị ta có thể n, m CTPT của 2 hchc.
Nếu 2 hchc không kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng:
Giả sử n < m ta có : n < < m. Khi tính được giá trị và dựa theo các điều kiện của đề bài ta có thể suy ra các giá trị phù hợp của n và m, từ đó suy ra CTPT của 2 hchc.
TD1 Hỗn hợp X gồm 2 anken kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Đốt cháy hoàn toàn 5 lít hỗn hợp X cần dùng vừa đủ 18 lít oxi (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện về nh...
Số mol oxi tham gia phản ứng tạo ra hỗn hợp A =
Quá trình phản ứng được biểu diển bằng 2 quá trình:
O2 + 4e- " 2O2- (quá trình khử)
H2 - 2e- " 2H+ (quá trình oxi hóa)
Gọi x là số mol H2 ta có: 0,0094 = 2x x = 0,018 mol
= 0,01822,4 = 0,4032 lít
b/ Tính thể tích NO
Ta thấy Fe ban đầu cuối cùng chuyển hết thành Fe3+ và chịu tác dụng của 2 chất oxi hóa O2 và HNO3. Các phản ứng được biểu diển thành 2 quá trình:
Fe - 3e- " Fe3+ (quá trình oxi hóa)
(quá trình khử)
O2 + 4e- " 2O2-
+ 4H+ + 3e- " NO + 2H2O
Số mol Fe trong lượng Fe ban đầu = . Gọi y là số mol NO. Ta có :
0,013 = 0,0094 + 3y y = 0,001 mol VNO = 0,0224 lít
c/ Tính thể tích H2 thoát ra:
Số mol Al = = 0,2 mol. Số mol Fe trong lượng Fe ban đầu = .
Gọi z là số mol H2 tạo thành
Fe oxit hh Fe, Al2O3, Al dd Fe2+, Al3+ + H2
Theo các quá trình trên ta thấy toàn bộ Fe và Al ban đầu đều chuyển thành Fe2+ và Al3+ chịu dưới 2 tác nhân oxi hóa O2 và H+
Các quá trình oxi hóa khử :
quá trình oxi hóa
Fe - 2e- " Fe2+
Al - 3e- " Al3+
quá trình khử
O2 + 4e- " 2O2-
2H+ + 2e- " H2
Theo qui tắc bảo toàn electron ta có:
0,0132 + 0,23 = 0,0094 + 2z z = 0,295 mol
= 0,29522,4 = 6,608 lít
* Ứng dụng qui tắc bảo toàn electron trong giải toán điện phân :
Khi điện phân, dưới tác dụng của dòng điện một chiều các ion di chuyển về điện cực trái dấu với nó.
Tại catot (-) xảy ra quá trình khử cation:
Mn+ + ne- " M (1)
x nx x
Tại anot (+) xảy ra quá trình oxi hóa anion:
Am- - me- " A (2)
y my y
Gọi x là số mol cation bị khử tại catot. Theo công thức faraday và theo (1) ta có khối lượng chất thoát ra tại catot:
m = nx = = số mol electron điện phân
với n là số electron trao đổi tại điện cực
Gọi y là số mol của anion bị oxi hóa tại anot. Theo (1) (2) và theo qui tắc bảo toàn electron ta có: nx = my = số mol electron điện phân
Khi biết I (cường độ dòng điện), t (thời gian điện phân) ta có thể tính được số mol electron điện phân rồi theo qui tắc bảo toàn electron ta có thể tính được lượng chất thoát ra tại các điện cực trong quá trình điện phân. Sau đây là các thí dụ minh họa:
TD1 Hòa tan 50 gam CuSO4.5H2O vào 200 ml dung dịch HCl 0,6M thu được dung dịch A. Tiến hành điện phân dung dịch A với dòng điện có cường độ 1,34 ampe trong vòng 4 giờ. Tính khối lượng kim loại thoát ra ở catot và thể tích khí (đkc) thoát ra ở anot. Biết hiệu suất điện phân là 100%.
Giải :
Số mol CuSO4 =
Số mol HCl = 0,20,6 = 0,12 mol
Trong dung dịch A có các ion : Cu2+, H+, Cl-, . Theo phương trình điện ly:
CuSO4 " Cu2+ + (1)
HCl " H+ + Cl- (2)
Trong dung dịch A số mol Cu2+ = 0,2 mol, số mol Cl- = 0,12 mol, số mol H+ = 0,12 mol, số mol = 0,2 mol
Khi điện phân thì tại
Catot (-) Cu2+, H+ Khi điện phân thì Cu2+ bị khử trước
Cu2+ + 2e " Cu (3)
khi hết Cu2+ nếu tiếp tục điện phân thì H+ bị khử :
2H+ + 2e- " H2 (4)
Anot (+), Cl- Khi điện phân thì Cl- bị oxi hóa
2Cl- _ 2e " Cl2 (5)
0,12 0,06
khi hết Cl- nếu tiếp tục điện phân thì nước bị oxi hóa.
2H2O _ 4e- " O2 + 4H+ (6)
4y y
Theo đề bài ta có số mol electron điện phân =
Gọi x là số mol Cu2+ bị điện phân thì theo (3) ta có : 2x = 0,2 x = 0,1 mol < 0,2 vậy Cu2+ còn lại
Khối lượng Cu sinh ra tại catot = 0,164 = 9,4 gam
Theo (5) ta thấy khi điện phân hết Cl- số mol electron = 0,12 mol < 0,2 nên xảy ra tiếp quá trình (6). Gọi y là số mol O2 sinh ra. Theo đề bài ta có:
0,12 + 4y = 0,2 y = 0,02 mol
Thể tích khí thoát ra tại anot = (0,06 + 0,02)22,4 = 1,792 lít
TD2 Hòa tan hết hỗn hợp A gồm 0,02 mol CuO và 0,01 mol Fe2O3 bằng lượng vừa đủ dung dịch HCl thu được dung dịch B. Điện phân dung dịch B bằng điện cực trơ với dòng điện có cường độ 1,93 ampe trong thời gian 33 phút 20 giây. Tính khối lượng kim loại thoát ra ở catot và thể tích khí (đkc) thoát ra ở anot, biết hiệu suất điện phân là 100%.
Giải:
Hòa tan hỗn hợp A bằng dd HCl xảy ra pt:
CuO + 2HCl " CuCl2 + H2O (1)
Fe2O3 + 6HCl " 2FeCl3 + 3H2O (2)
Theo (1) (2) số mol CuCl2 = 0,02 mol, số mol FeCl3 = 0,012 = 0,02 mol
Pt điện ly:
CuCl2 " Cu2+ + 2Cl-
FeCl3 " Fe3+ + 3Cl-
Số mol Cu2+ = 0,02 mol, số mol Fe3+ = 0,02 mol
số mol Cl- = 0,022 + 0,023 = 0,1 mol
Khi điện phân:
Catot (-) Cu2+, Fe3+ Khi điện phân thì Fe3+ bị khử thành Fe2+
Fe3+ + 1e- " Fe2+ (3)
Khi hết Fe3+ nếu tiếp tục điện phân thì đến Cu2+ bị khử
Cu2+ + 2e- " Cu (4)
Khi hết Cu2+ thì đến Fe2+, khi hết Fe2+ đến H2O bị khử
Anot (+) Cl-
2Cl- - 2e- " Cl2 (5)
Khi hết Cl- nếu tiếp tục điện phân thì H2O bị oxi hóa
2H2O - 4e- " O2 + 4H+ (6)
Theo đề bài số mol electron điện phân =
Tại catot khi điện phân hết Fe3+ số mol electron = 0,02 mol < 0,04. Vậy có quá trình (4). Gọi x là số mol Cu2+ bị điện phân, ta có:
0,02 + 2x = 0,04 x = 0,01 mol
Khối lượng Cu thoát ra tại catot = 0,0164 = 0,64 gam
Tại anot khi điện phân hết Cl- thì số mol electron = 0,1 mol > 0,04 vậy Cl- chưa bị điện phân hết hay tại anot không có quá trình (6)
Gọi y là số mol Cl2 tạo ra tại anot. Theo (6) ta có 2y = 0,04 y = 0,02
Thể tích khí Cl2 = 0,0222,4 = 0,448 lít
IV/ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG CÁC ĐẠI LƯỢNG TRUNG BÌNH:
1/ Khối lượng phân tử trung bình của hỗn hợp :
Giả sử có hỗn hợp X gồm các chất A, B, C có các giá trị riêng phần như sau :
A
B
C
PTK
MA
MB
MC
Số mol
x
y
z
Thể tích
VA
VB
VC
Ta có : = =
Nếu tính theo thể tích (đo ở cùng đk nhiệt độ và áp suất)
=
Ngoài ra ta còn có : = aMA + bMB + cMC + trong đó a, b, c là % thể tích (hay % số mol) của A, B, C trong hỗn hợp X (trong cách tính này ta chọn 100% = 1). TD : a = 0,25 %A = 25%...
KLPTTB của hỗn hợp chỉ phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp, không phụ thuộc vào t0, P (dỉ nhiên là không xảy ra phản ứng giữa các chất trong hỗn hợp).
Trong hỗn hợp X nếu MA < MB < MC thì MA < < MC
Đối với các bài toán hỗn hợp gồm 2 chất A, B (hay có thể nhiều hơn) có cùng hóa tính tác dụng với các chất khác theo cùng tỉ lệ mol. TD: các hchc thuộc cùng dãy đồng đẳng, các kim loại thuộc cùng phân nhóm chính thì ta có thể đặt các chất trong hỗn hợp thành một chất thay mặt và khi đó bài toán hỗn hợp chuyển thành bài toán một chất.
2/ Xác định CTPT các hợp chất hữu cơ thuộc cùng dãy đồng đẳng:
* Số nguyên tử cacbon trung bình, số nguyên tử hidro trung bình
TD : Có hỗn hợp X gồm 2 hchc thuộc cùng dãy đồng đẳng A và B. Giả sử A và B có các đại lượng riêng phần như sau:
A có số cacbon là Cn có khối lượng mA có số mol là a có KLPT MA
B có số cacbon là Cm có khối lượng mB có số mol là b có KLPT MB
Gọi D là chất thay mặt cho A và B. D có các đại lượng riêng phần như sau :
D có số cacbon là , có khối lượng là mD, có số mol là x, có KLPT là MD. Khi đó ta có:
là số cacbon trung bình của A và B. Giả sử : n < m thì ta có : n < < m
x = a + b
mD = mA + mB
MD =
Để xác định CTPT các chất trong dãy đồng đẳng ta chỉ cần xác định giá trị từ đó dựa vào điều kiện đề bài về các hchc trong dãy đồng đẳng mà biện luận ra CTPT của các hchc.
Nếu 2 hchc là các chất kế tiếp trong dãy đồng đẳng:
Giả sử : n < m n + 1 = m. Khi tính được giá trị ta có thể n, m CTPT của 2 hchc.
Nếu 2 hchc không kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng:
Giả sử n < m ta có : n < < m. Khi tính được giá trị và dựa theo các điều kiện của đề bài ta có thể suy ra các giá trị phù hợp của n và m, từ đó suy ra CTPT của 2 hchc.
TD1 Hỗn hợp X gồm 2 anken kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Đốt cháy hoàn toàn 5 lít hỗn hợp X cần dùng vừa đủ 18 lít oxi (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện về nh...