Chuyên đề phương pháp xác định công thức của hợp chất vô cơ và hữu cơ môn Hóa lớp 12 năm 2021-2022

1.1.Tổng quan kiến thức

- Một số nguyên tố có nhiều hóa trị như Fe ,N,… sẽ có nhiều oxit ứng với các mức oxi hóa khác nhau tùy vào điều kiện phản ứng và môi trường vì vậy bài tập  xác định công thức của vô cơ thường là oxit ( FexOy ; NxOy) , kim loại, tên muối…

-Các hợp chất hữu cơ có một hoặc nhiều nhóm chức, no hoặc không no, số nguyên tử cacbon khác nhau vì vậy bài tập đưa ra có thể dựa vào phản ứng đốt cháy, hoặc các phản ứng đặc trưng của nhóm chức để tìm công thức.

1.2. Phương pháp giải bài tập

a) Tìm công thức của chất vô cơ

Dựa vào một hay nhiều các yếu tố sau:

- Tìm được nguyên tử khối của kim loại, phân tử khối của oxi, muối…

- Tìm được tỉ lệ về số nguyên tử của các nguyên tố trong hợp chất.

Phương pháp sử dụng: nguyên tử khối trung bình, phân tử khối trung bình) và phối hợp các phương pháp khác như pp đại số, bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng.

VD: Hoà tan 1,44 gam sắt oxit cần dùng 1,46 g axit HCl. Công thức của oxit sắt là:

Giải:

Ta có n_O = (1/2)n_HCl = (1/2).(1,46/36,5) = 0,02 mol

→Trong 1,44 gam sắt oxit có

m_O = 0,02.16 = 0,32 gam

m_Fe = 1,44 – 0,32 = 1,12 gam → n_Fe = 0,02 mol →CT oxit = FeO

Chú ý:

-  Khi tìm công thức của hợp chất vô cơ hay hữu cơ chúng ta có thể dùng đáp án để loại bỏ các trường hợp khác của bài toán

- Một số kim loại có nhiều hóa trị nên trong các phản ứng khác nhau nó có thể thể hiện các hóa trị khác nhau, tùy thuộc vào đề bài.

b) Tìm CTPT hoặc CTCT của hợp chất hữu cơ

 Phương pháp chung là tìm được số nguyên tử cacbon, hidro, oxi hoặc tìm được phân tử khối của hợp chất đó.

Phương pháp sử dụng : phương pháp trung bình ( số nguyên tử cacbon trung bình, phân tử khối trung bình), pp đại số, pp tăng giảm khối lượng, pp bảo toàn khối lượng…

VD: Đốt cháy 7,3 gam một axit no, mạch hở được 0,3 mol CO₂ và 0,25 mol H₂O. Xác định công thức của axit.

n_C = n_CO2 = 0,3 mol

n_H = 2n_H2O = 0,5 mol

Bảo toàn khối lượng →m_O = 7,3 – 0,3.12 – 0,5.1 = 3,2 gam →n_O = 0,2 mol

→Tỉ lệ n_C: n_H : n_O = 0,3: 0,5: 0,2 → CT: (C₃H₅O₂)_n mà axit no

→CTPT: C₆H₁₀O₄ →CT C₄H₈(COOH)₂

Chú ý:

- Muốn giải được bài toán dạng này thì điều quan trọng nhất là phải viết được các công thức phân tử dạng tổng quát của HCHC đó phù hợp với bài toán.

- Viết đúng và cân bằng đúng phương trình dạng tổng quát đó.

Bài 1. Khử a gam một sắt oxit bằng cacbon oxit ở nhiệt độ cao, người ta thu được 0,84 gam sắt và 0,88 gam khí cacbonic.Công thức hoá học của oxit sắt đã dùng phải là:

A. Fe₃O₄                    

B. FeO                       

C. Fe₂O₃                  

D. Hỗn hợp của Fe₂O₃ và Fe₃O₄.

Lời giải chi tiết

Ta có n_Fe = 0,84/56 = 0,015 mol

CO + O2- → CO2 + e

→n_CO2 = n_CO = n_O = 0,88/44 = 0,02 mol

→n_Fe : n_O = 0,015 : 0,02 = 3:4

CT oxit: Fe₃O₄

→Đáp án A

Bài 2. Hòa tan 6,96 gam Fe₃O₄ vào dung dịch HNO₃ dư thu được 0,224 lít N_xO_y (đktc). Khí N_xO_y có công thức là:

A. NO₂                                      

B. NO                                    

C. N₂O                           

D. N₂O₃

Lời giải chi tiết

Ta có 3Fe^+8/3 → 3Fe⁺³ + 1e

             0,09                       0,03

xN⁺⁵ + (5 – 2y) e→ xN^+2y/x

                 0,03

Suy ra n_NxOy = (0,03.x)/(5 – 2y) = 0,01 mol

x,y là số nguyên → x = 1 ;y =1 → Công thức: NO

→Đáp án B

Bài 3. Khử hoàn toàn 4,06 gam một oxit kim loại bằng CO ở điều kiện nhiệt độ cao thành kim loại. Dẫn toàn bộ khí sinh ra vào bình đựng dung dịch Ca(OH)₂ dư thấy tạo thành 7 gam kết tủa.Nếu lấy lượng kim loại sinh ra hoà tan hết vào dung dịch HCl dư thì thu được 1,176 lít khí H2 (điều kiện tiêu chuẩn). công thức oxit kim loại trên là:

A. Fe₂O₃                          

B. Fe₃O₄                         

C. FeO                                

D. Al₂O₃

Lời giải chi tiết

Khí sinh ra sục vào dd Ca(OH)2 dư được kết tủa

→n_CO2 = n↓ = 7/100 = 0,07 mol

→n_O(oxit) = 0,07 mol → Trong oxit : m_KL = 4,06 – 0,07.16 = 2,94 gam

Kim loại tác dụng với HCl dư

n_H2 = 1,176/22,4 = 0,0525 mol

→M_KL = 56 →nFe = 0,0525 →CT oxit : Fe₃O₄ 

→Đáp án B

Bài 4. Cho 11,1 gam hỗn hợp hai muối sunfit trung hoà của 2 kim loại kiềm ở hai chu kì liên tiếp tan hoàn toàn trong dung dịch HCl dư thu được 2,24 lít khí SO₂ (đktc). Hai kim loại đó là

A. Li, Na.                         

B. Na, K.                                         

C. K, Cs.                                                    

D. Na, Cs.

Lời giải chi tiết

Muối 2 kim loại kiềm tác dụng với HCl dư thu được khí SO₂

→nKL = 2nSO2 = 0,1.2 = 0,2 mol

→M trung bình = 11,1/0,2 = 55,5 gam

→2 kim loại là K và Cs

→Đáp án C 

Bài 5. Trong một bình kín chứa hỗn hợp A gồm hiđrocacbon X và H₂ với Ni. Nung nóng bình một thời gian ta thu được một khí B duy nhất. Đốt cháy B thu được 8,8 gam CO₂ và 5,4 gam H₂O. Biết V_­A = 3V_B. Công thức của X là

A. C₃H₄.                                

B. C₃H₈.                         

C. C­₂H_2­.                                  

D. C­₂H_4.

Lời giải chi tiết

n_CO2 = 8,8/44 = 0,2 mol ; n_H2O = 0,3 mol

n_C : n_H = 0,2: 0,6 = 2:6 →CT của B là C₂H₆ do số H luôn ≤ (2n +2) số cacbon

V_A = 3V_B →Trong A n_H2 = 2 n_X → X là C₂H₂

→Đáp án C

Bài 6. Cho 100 ml dung dịch aminoaxit A 0,2M tác dụng vừa đủ với 80 ml dung dịch NaOH 0,25M. Mặt khác 100 ml dung dịch aminoaxit trên tác dụng vừa đủ với 80 ml dung dịch HCl 0,5M. Biết A có tỉ khối hơi so với H₂ bằng 52. Công thức phân tử của A là

A. (H₂N)₂C₂H₃COOH.                                                                         

B. H₂NC₂H₃(COOH)­₂.

C. (H₂N)₂C₂H₂(COOH)­₂.                                                                     

D. H₂NC₃H₅(COOH)₂.

Lời giải chi tiết

A có tỉ khối hơi so với H₂ bằng 52 → M_A = 104 gam          (1)

A tác dụng với NaOH

nA = 0,02 mol ; nNaOH = 0,02 → Tỉ lệ 1: 1 → A có 1 nhóm –COOH          (2)

A tác dụng với HCl

nHCl = 0,04 mol → Tỉ lệ 1 : 2 → A có 2 nhóm –NH2              (3)

→Công thức của A: (H₂N)₂C₂H₃COOH

→Đáp án A

Bài 7. Đốt cháy 14,4 gam chất hữu cơ A được 28,6 gam CO₂; 4,5 gam H₂O và 5,3 gam Na₂CO₃. Biết phân tử A chứa 2 nguyên tử oxi. A có công thức phân tử

A. C₃H₅O₂Na.                  

B. C₄H₇O₂Na.                                    

C. C₄H₅O₂Na.                                  

D. C₇H₅O₂Na

Lời giải chi tiết

Ta có : n_CO2 = 28,6/44 = 0,65 mol

n_H = 2n_H2O = 0,5 mol

n_Na2CO3 = 5,3/106 = 0,05 mol

→n_C = 0,65 + 0,05 = 0,07 mol ; n_Na = 0,1 mol

Trong A: m_O = 14,4 – 0,7.12 – 0,5.1 – 0,1.23 = 3,2 gam →n_O = 0,2 mol

→n_C : n_H : n_O : n_Na = 0,7 : 0,5 : 0,2 : 0,1 = 7:5:2:1

Công thức của A: C₇H₅O₂Na

→Đáp án D

Bài 8. Cho 1,02 gam hỗn hợp 2 anđehit X, Y kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng no, đơn chức tác dụng với Ag₂O  trong NH₃ dư thu đựơc 4,32 gam Ag. X, Y có CTPT là

A. C₂H₅CHO và C₃H₇CHO.   

B. CH₃CHO và C₂H₅CHO.    

C. HCHO và CH₃CHO.   

D. kết quả khác.

Lời giải chi tiết

Ta có n_Ag = 4,32/108 = 0,04 mol

Cứ 1 mol andehit phản ứng với Ag₂O  trong NH₃ dư thu được  2 mol Ag (trừ HCHO)

→n_andehit = 0,04 mol

M _{trung bình X,Y} = 1,02/0,02 = 51

→X; Y là CH₃CHO và C₂H₅CHO.    

→Đáp án B

Bài 9. Để trung hòa 1 lít dung dịch axit hữu cơ X cần 0,5lít dung dịch NaOH 1M, cô cạn thu được 47 gam. muối khan. Mặt khác khi cho 1 lít dung dịch axit trên tác dụng với nước Br₂ làm mất màu hoàn toàn 80g Br₂. Công thức cấu tạo phù hợp của X là

A. CH₂=CH-COOH.                                                                

B.CH₂=CH-CH₂-COOH

C.CH₃-CH=CH-COOH                                                            

D.CH₃-CH₂-COOH.

Lời giải chi tiết

Dựa vào đáp án ta thấy X là axit đơn chức

Khi cho X tác dụng với NaOH

M _{muối khan} = 47/(0,5.1) = 94 gam

→M _{gốc ankyl} = 94 – 67 = 27

Mà khi cho tác dụng với Br₂ n_Br2 = 0,5 mol → Có 1 nối đôi

→X là CH₂=CH-COOH.

→Đáp án A

---(Hết )---

Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Chuyên đề phương pháp xác định công thức của hợp chất vô cơ và hữu cơ môn Hóa lớp 12 năm 2021-2022. Để xem thêm nhiều tư liệu hữu ích khác, các em đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.