A. Tư duy giải toán xếp hình
Ta xét bài toán hỗn hợp chứa các hidrocacbon mà đề bài yêu cầu tính phần trăm số mol hoặc phần trăm khối lượng. Nói cách khác chúng ta phải tìm được số mol và công thức của các chất trong hỗn hợp.
+ Bước 1: Đi tìm số mol C (thường tính thông qua CO2) và số mol các chất trong hỗn hợp.
+ Bước 2: Tiến hành xếp hình với ý tưởng là cho các chất trong hỗn hợp có số cacbon nhỏ nhất rồi tính lượng mol C thừa ra ( Δnc ). Sau đó nhồi lượng Δnc này vào các chất trong hỗn hợp cho khớp.
B. Ví dụ minh họa
Câu 1: Hỗn hợp X chứa một ankan và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X cần dùng vừa đủ 0,42 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 5,4 gam H2O. Phần trăm khối lượng của ankan có trong X là
A. 23,44%.
B. 32,16%.
C. 28,09%.
D. 19,43%.
*** Định hướng tư duy giải:
Ta có:
(Độ lệch số mol nước và CO2 chính là số mol của ankan). Và:
*** Giải thích tư duy:
Ở ví dụ này ta dễ dàng tính được số mol C và số mol các chất, bước 1 chúng ta đã xong.
Sang bước 2 ankan có ít nhất 1C còn anken có ít nhất 2C.
Với 0,1 mol C thừa ra ta chỉ có thể nhồi thêm vào 1 chất 1C nữa.
——————
Câu 2: Hỗn hợp X chứa một ankin và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,27 mol X cần dùng vừa đủ 1,365 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 14,58 gam H2O. Phần trăm khối lượng của anken có trong X là
A. 38,36%.
B. 44,12%.
C. 73,45%.
D. 65,12%
*** Định hướng tư duy giải:
Ta có:
(Độ lệch số mol nước và CO2 chính là số mol của ankin). Và:
*** Giải thích tư duy:
Ví dụ này về cơ bản không có gì khác so với ví dụ trên. Tuy nhiên, các bạn cần lưu ý thêm là ankin và anken đều có ít nhất là 2 nguyên tử C.
——————
Câu 3: Hỗn hợp X chứa một ankan và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,21 mol X cần dùng vừa đủ 0,99 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 10,8 gam H2O. Phần trăm khối lượng của ankin có trong X là
A. 30,52%.
B. 45,01%.
C. 63,29%.
D. 70,11%
*** Định hướng tư duy giải:
Ta có:
Để tính số mol các chất ta có thể giải hệ:
Và:
Với 0,33 mol thừa ra thấy ngay = 0,15 + 0,06.3 do đó ta cần nhồi thêm 3C vào ankan và 1C vào ankin.
*** Giải thích tư duy:
Đến ví dụ này thì tôi tin rằng các bạn đã hiếu được ý tưởng của tư duy xếp hình. Tôi xin nhắc lại đây là tư duy đơn giản nhưng rất hiệu quả và quan trọng.
——————
Câu 4: Hỗn hợp khí X chứa một ankan, một anken và một ankadien. Đốt cháy hoàn toàn 0,22 mol X cần dùng vừa đủ 0,94 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 11,88 gam H2O. Biết trọng lượng X trên số mol anken ít hơn số mol ankan là 0,09 mol. Phần trăm khối lượng của ankan có trong X là
A. 41,67%.
B. 55,63%.
C. 42,11%.
D. 36,92%
*** Định hướng tư duy giải:
Ta có:
Xếp hình cho C:
Lưu ý: Nhiều bạn sẽ thắc mắc là sau khi tính được Δnc nhỡ có nhiều cách xếp hình thì sao? Vấn đề này các bạn hoàn toàn có thể yên tâm vì người ra đề người ta đã chặn lại rồi. Nói cách khác bài toán của chúng ta giống như bài toán tìm nghiệm nguyên. Người ra đề sẽ bố trí số mol các chất để chỉ có 1 trường hợp xếp hình thỏa mãn.
*** Giải thích tư duy:
Đến ví dụ này tuy là hỗn hợp của chúng ta có 3 chất nhưng cách xử lý cũng hoàn toàn giống các ví dụ bên trên. Với 0,29 mol C thừa ra ta chỉ có thể nhồi vào ankan 2C, anken 1C và ankin 2C.
—— BÀI TẬP VẬN DỤNG ——
Câu 1: Hỗn hợp X chứa một ankan và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,12 mol X cần dùng vừa đủ 0,5 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 6,84 gam H2O. Phần trăm khối lượng của anken có trong X là
A. 31,25%
B. 42,46%
C. 27,09%
D. 32,46%
Câu 2: Hỗn hợp X chứa một ankan và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,13 mol X cần dùng vừa đủ 0,46 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 6,12 gam H2O. Phần trăm khối lượng của ankan có trong X là
A. 23,44%
B. 45,32%
C. 28,67%
D. 19,23%
Câu 3: Hỗn hợp X chứa một ankan và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,18 mol X cần dùng vừa đủ 0,89 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 9,72 gam H2O. Phần trăm khối lượng của ankan có trong X là
A. 36,75%
B. 17,61%
C. 32,45%
D. 22,97%
Câu 4: Hỗn hợp X chứa một ankan và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,18 mol X cần dùng vừa đủ 0,83 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 10,44 gam H2O. Phần trăm khối lượng của ankin có trong X là
A. 29,85%
B. 47,24%
C. 36,65%
D. 33,01%
Câu 5: Hỗn hợp X chứa một ankan và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol X cần dùng vừa đủ 0,965 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 13,14 gam H2O. Phần trăm khối lượng của ankan có trong X là
A. 66,05%
B. 22,05%
C. 81,13%
D. 69,96%
Câu 6: Hỗn hợp X chứa một ankan và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,14 mol X cần dùng vừa đủ 0,73 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 9,36 gam H2O. Phần trăm khối lượng của anken có trong X là
A. 56,59%
B. 45,82%
C. 22,85%
D. 13,29%
Câu 7: Hỗn hợp X chứa một anken và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,22 mol X cần dùng vừa đủ 1,115 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 12,78 gam H2O. Phần trăm khối lượng của ankin có trong X là
A. 24,67%
B. 39,76%
C. 32,26%
D. 43,11%
Câu 8: Hỗn hợp X chứa một ankin và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,28 mol X cần dùng vừa đủ 2,13 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 23,4 gam H2O. Phần trăm khối lượng của anken có trong X là
A. 27,5%
B. 32,16%
C. 28,09%
D. 19,43%
Câu 9: Hỗn hợp X chứa một ankan và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,19 mol X cần dùng vừa đủ 0,635 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 6,3 gam H2O. Phần trăm khối lượng của ankin có trong X là
A. 39,01%
B. 62,7%
C. 69,69%
D. 33,84%
Câu 10: Hỗn hợp X chứa một ankin và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,07 mol X cần dùng vừa đủ 0,34 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 3,6 gam H2O. Phần trăm khối lượng của ankin có trong X là
A. 67,77%
B. 22,45%
C. 48,78%
D. 39,43%
Câu 11: Hỗn hợp khí X chứa một ankan, một anken và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,075 mol X cần dùng vừa đủ 0,305 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 3,42 gam H2O. Biết trọng lượng X trên số mol anken nhiều hơn số mol ankan là 0,01 mol. Phần trăm khối lượng của ankan có trong X là
A. 23,44%
B. 32,16%
C. 18,09%
D. 15,12%
Câu 12: Hỗn hợp khí X chứa một ankan, một anken và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,09 mol X cần dùng vừa đủ 0,295 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 3,78 gam H2O. Biết trọng lượng X trên số mol anken ít hơn số mol ankan là 0,01 mol. Phần trăm khối lượng của ankin có trong X là
A. 23,44%
B. 32,16%
C. 18,09%
D. 29,63%
Câu 13: Hỗn hợp khí X chứa một ankan, một anken và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,21 mol X cần dùng vừa đủ 0,82 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 10,8 gam H2O. Biết trọng lượng X trên số mol ankan nhiều hơn số mol anken là 0,1 mol. Phần trăm khối lượng của anken có trong X là
A. 13,62%
B. 11,29%
C. 24,03%
D. 15,12%
Câu 14: Hỗn hợp khí X chứa một ankan, một anken và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol X cần dùng vừa đủ 0,625 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 7,74 gam H2O. Biết trọng lượng X trên số mol ankan nhiều hơn số mol anken là 0,04 mol. Phần trăm khối lượng của ankin có trong X là
A. 44,2%
B. 78,56%
C. 34,6%
D. 23,09%
—— ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI BÀI TẬP VẬN DỤNG ——
Câu 1: Định hướng tư duy giải
Ta có:
Và
Câu 2: Định hướng tư duy giải
Ta có:
Và
Câu 3: Định hướng tư duy giải
Ta có:
Và
Câu 4: Định hướng tư duy giải
Ta có:
Và
Câu 5: Định hướng tư duy giải
Ta có:
Và
Câu 6: Định hướng tư duy giải
Ta có:
Và
Câu 7: Định hướng tư duy giải
Ta có:
Và
Câu 8: Định hướng tư duy giải
Ta có:
Và
Câu 9: Định hướng tư duy giải
Ta có:
Và
Câu 10: Định hướng tư duy giải
Ta có:
Và
Câu 11: Định hướng tư duy giải
Ta có:
Xếp hình cho C
(Vì hỗn hợp ở thể lên số C nhỏ hơn 4).
Câu 12: Định hướng tư duy giải
Ta có:
Xếp hình cho C
Câu 13: Định hướng tư duy giải
Ta có:
Xếp hình cho C
Câu 14: Định hướng tư duy giải
Ta có:
Xếp hình cho C
