Giải bài toán bằng phương pháp trung bình môn Hóa học 12 năm 2021

I- ĐIỀU KIỆN CỦA BÀI TOÁN KHI GIẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRUNG BÌNH

Một hỗn hợp gồm nhiều chất cùng tác dụng vớ một chất khác thì có thể thay thế hỗn hợp đó bằng một công thức trung bình với các điều kiện:

- Các phản ứng xảy ra phải xảy ra cùng loại và cùng hiệu suất

- Số mol, thể tích hay khối lượng của chất trung bình phải bằng số mol, thể tích hay khối lượng của hỗn hợp

- Các kết quả phản ứng của chất trung bình phải y hệt như kết quả phản ứng của toàn bộ hỗn hợp

Công thức của chung cho toàn bộ hỗn hợp là công thức trung bình

Khối lượng mol phân tử, số nguyên tử của các nguyên tố, số nhóm chức,…thuộc công thức trung bình là các giá trị trung bình: \(\overline {\text{M}} ,\overline x ,\overline y ,\overline n ...\)

II- CÔNG THỨC KHỐI LƯỢNG MOL PHÂN TỬ TRUNG BÌNH HỖN HỢP ( \({\overline {\text{M}} _{{\text{hh}}}}\))

+ \({\overline {\text{M}} _{{\text{hh}}}}\) là khối lượng trung bình của một mol hỗn hợp

+ \({\overline {\text{M}} _{{\text{hh}}}}\) không phải hằng số mà có giá trị phụ thuộc vào thành phần về lượng các chất trong hỗn hợp:

\({\overline {\text{M}} _{{\text{hh}}}} = \frac{{{\text{Khoi luong hon hop}}}}{{{\text{Tong so mol}}}} = \frac{{{{\text{n}}_{\text{1}}}{{\text{M}}_{\text{1}}}{\text{ +  }}{{\text{n}}_{\text{2}}}{{\text{M}}_{\text{2}}}{\text{  +  }}{{\text{n}}_{\text{3}}}{{\text{M}}_{\text{3}}}}}{{{{\text{n}}_{\text{1}}}{\text{ +  }}{{\text{n}}_{\text{2}}}{\text{  +  }}{{\text{n}}_{\text{3}}}}}\)

Nếu hỗn hợp là chất khí thì \({\overline {\text{M}} _{{\text{hh}}}}\) có thể tính theo công thức:

\({\overline {\text{M}} _{{\text{hh}}}} = \frac{{{{\text{V}}_{\text{1}}}{{\text{M}}_{\text{1}}}{\text{ +  }}{{\text{V}}_{\text{2}}}{{\text{M}}_{\text{2}}}{\text{  +  }}{{\text{V}}_{\text{3}}}{{\text{M}}_{\text{3}}}}}{{{{\text{V}}_{\text{1}}}{\text{ +  }}{{\text{V}}_{\text{2}}}{\text{  +  }}{{\text{V}}_{\text{3}}}}}\)

+ \({\overline {\text{M}} _{{\text{hh}}}}\) luôn nằm trong khoảng khối lượng mol phân tử của các chất thành phần nhỏ nhất và lớn nhất:

Mmin < \({\overline {\text{M}} _{{\text{hh}}}}\) < Mmax

+ Biểu thức tính nguyên tử Cacbon trung bình:

\(\begin{gathered}
  \underbrace {{\text{    n     }}}_{{\text{a(mol)}}} < {\text{ }}\overline {\text{n}}  < \underbrace {{\text{     m      }}}_{{\text{b(mol)}}}\left. \begin{gathered}
   \hfill \\
   \hfill \\ 
\end{gathered}  \right\} \Rightarrow \overline {\text{n}}  = \frac{{{\text{an  +  bm}}}}{{{\text{a  +  b}}}} \hfill \\
  \overline {\text{n}}  = \frac{{{{\text{n}}_{{\text{C}}{{\text{O}}_{\text{2}}}}}}}{{{{\text{n}}_{\text{A}}}}}{\text{   }} \hfill \\ 
\end{gathered} \)

Trong đó nA là số mol hỗn hợp chất hữu cơ

Chú ý:

* Nếu hỗn hợp gồm 2 chất có số mol 2 chất bằng nhau thì khối lượng mol trung bình của hỗn hợp cũng chính bằng trung bình cộng khối lượng phân tử của 2 chất và ngược lại.

III. BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 1: Hòa tan 2,97 gam một hỗn hợp 2 muối CaCO3 và BaCO3 bằng dung dịch HCl dư, thu được 448 ml khí CO2(đktc). Tính thành phần % số mol của mỗi muối trong hỗn hợp?

A. 50;50                    

B. 40;60                     

C. 45,5; 55,5              

D. 45; 55

Hướng dẫn giải

Các phản ứng xảy ra:

CaCO3  +  2HCl  →  CaCl2  +  CO2  +  H2O

BaCO3  +  2HCl  →  BaCl2  +  CO2  +  H2O

→ nhh = n(CO2) = \(\frac{{0,448}}{{22,4}} = 0,02(mol)\)

Gọi x là thành phần % về số mol của CaCO3 trong hỗn hợp

(1 – x) là thành phần % về số mol của BaCO3 trong hỗn hợp

Ta có: \({\overline {\text{M}} _{2{\text{muo\'a i}}}} = 100x + 197(1 - x) = \frac{{2,97}}{{0,02}} \Rightarrow {\text{ x  =  0,5}}\)

% n(BaCO3) = % n(CaCO3) = 50% 

→  Đáp án A

Bài 2: Hòa tan 16,8 gam hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat và sunfit của cùng một kim loại kiềm vào dung dịch HCl dư thu được 3,36 lit hỗn hợp khí (đktc). Xác định tên kim loại kiềm:

A. Li                         

B. Na                          

C. K                           

D. Rb

Hướng dẫn giải

 Gọi kim loại kiềm cần tìm là M

MCO3  +  2HCl  →  MCl2  +  CO2  +  H2O

MSO3  +  2HCl  →  MCl2  +  SO2  +  H2O

→ nhh = n(khí) = \(\frac{{3,36}}{{22,4}} = 0,15(mol)\) → \({\overline {\text{M}} _{{\text{muoi}}}} = \frac{{16,8}}{{0,15}} = 112\)

Ta có: 2M + 60 <  < 2M + 80  →  16 < < 26.

Vì M là kim loại kiềm nên M = 23 (Na) 

→  Đáp án B

Bài 3: Cho 6,4 gam hỗn hợp 2 kim loại kế tiếp thuộc nhóm IIA của bảng tuần hoàn tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư thu được 4,48 lit H2( đktc). Xác định tên 2 kim loại:

A. Be; Mg                 

B. Mg; Ca                  

C. Ca; Ba                   

D. Be; Ca

Hướng dẫn giải

Gọi công thức chung của 2 kim loại nhóm IIA là M:

M  +  H2SO4  →  MSO4  +  H2

Ta có:   nM = n(H2) = \(\frac{{{\text{4,48}}}}{{{\text{22,4}}}} = 0,2(mol) \Rightarrow {\text{ M  =  }}\frac{{{\text{6,4}}}}{{{\text{0,2}}}} = 32\)

→  Hai kim loại là Mg(24) và Ca(40) 

→  Đáp án B

Bài 4: Hỗn hợp X gồm 2 kim loại A,B nằm kế tiếp nhau trong cùng một phân nhóm chính nhóm IA. Lấy 6,2 gam X hòa tan hoàn toàn vào nước thu được 2,24 lit H2 (đktc). A,B là:

A. Li, Na                  

B. Na,K                      

C. K,Rb                     

D. Rb,Cs

Hướng dẫn giải

Gọi công thức chung của 2 kim loại nhóm IA là M:

2M  +  2H2O →  2MOH  +  H2

0,2                                       0,1

\({\text{ M  =  }}\frac{{{\text{6,2}}}}{{{\text{0,2}}}} = 31\) → Na và K →  Đáp án B

Bài 5: Hòa tan hoàn toàn 2,84 gam hỗn hợp hai muối cacbonat của hai kim loại phân nhóm IIA và thuộc hai chu kỳ liên tiếp trong bảng tuần hoàn bằng dung dịch HCl ta thu được dung dịch X và 672 ml CO2 (ở đktc).

1. Hãy xác định tên các kim loại.

A. Be, Mg.                

B. Mg, Ca.                 

C. Ca, Ba.                  

D. Ca, Sr.

2. Cô cạn dung dịch X thì thu được bao nhiêu gam muối khan?

A. 2 gam.                  

B. 2,54 gam.               

C. 3,17 gam.              

D. 2,95 gam.

Hướng dẫn giải

1. Gọi A, B là các kim loại cần tìm. Các phương trình phản ứng là

  ACO3 + 2HCl  → ACl2 + H2O + CO2­      (1)

  BCO3 + 2HCl  →  BCl2 + H2O + CO2­       (2)

(Có thể gọi M là kim loại đại diện cho 2 kim loại A, B lúc đó chỉ cần viết một phương trình phản ứng).

Theo các phản ứng (1), (2) tổng số mol các muối cacbonat bằng:

\({n_{C{O_2}}} = \frac{{0,672}}{{22,4}} = 0,03\)  mol.

Vậy KLPTTB của các muối cacbonat là

\(\bar M = \frac{{2,84}}{{0,03}} = 94,67\) và \({\overline M _{A,B}} = 94,67 - 60 = 34,67\)

Vì thuộc 2 chu kỳ liên tiếp nên hai kim loại đó là Mg (M = 24) và Ca (M = 40).

Đáp án B

2. KLPTTB của các muối clorua:

\({\bar M_{muoi clorua}} = 34,67 + 71 = 105,67\)

Khối lượng muối clorua khan là 105,67´0,03 = 3,17 gam.

Đáp án C

Bài 6: X và Y là hai nguyên tố halogen ở 2 chù kì liên tiếp nhau trong bảng tuần hoàn. Để kết tủa hết ion X-,Y- trong dung dịch chứa 4,4 gam muối natri của chùng cần 150 ml dung dịch AgNO3 0,4M. X,Y là:

A. Flo, clo                 

B. Clo, brom              

C. Brom, iot               

D. không xác định

Hướng dẫn giải

Số mol AgNO3 = số mol X- và Y- = 0,4.0,15 = 0,06 (mol)

Khối lượng mol trung bình hai muối là \({\text{ }}\overline {\text{M}} {\text{  =  }}\frac{{{\text{4,4}}}}{{{\text{0,06}}}} \approx 73,3\)

→ \({\text{ }}\overline {\text{M}} {\text{  =  73,3  -  23  =  50,3}}\)  → Clo( 35,5) và Brom (80)

→  Đáp án B

Bài 7: Trong tự nhiên, đồng (Cu) tồn tại dưới hai dạng đồng vị 65Cu và 63Cu. KLNT (xấp xỉ khối lượng trung bình) của Cu là 63,55. Tính % về khối lượng của mỗi loại đồng vị.

A. 65Cu: 27,5% ;  63Cu: 72,5%.                    

B. 65Cu: 70% ;  63Cu: 30%.

C. 65Cu: 72,5% ;  63Cu: 27,5%.                    

D. 65Cu: 30% ;  63Cu: 70%.

Hướng dẫn giải

Gọi x là % của đồng vị 65Cu ta có phương trình:

\(\bar M\) = 63,55 = 65.x + 63(1 - x)

→  x = 0,275

Vậy: đồng vị 65Cu chiếm 27,5% và đồng vị 63Cu chiếm 72,5%.

→ Đáp án C

Bài 8: Hỗn hợp khí SO2 và O2 có tỉ khối so với CH4 bằng 3. Cần thêm bao nhiêu lít O2 vào 20 lít hỗn hợp khí đó để cho tỉ khối so với CH4 giảm đi 1/6, tức bằng 2,5. Các hỗn hợp khí ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.

A. 10 lít.                   

B. 20 lít.                     

C. 30 lít.                     

D. 40 lít.

Hướng dẫn giải

Cách 1: Gọi x là % thể tích của SO2 trong hỗn hợp ban đầu, ta có:

\(\bar M\) = 16.3 = 48 = 64.x + 32(1 - x)

→ x = 0,5

Vậy: mỗi khí chiếm 50%. Như vậy trong 20 lít, mỗi khí chiếm 10 lít.

Gọi V là số lít O2 cần thêm vào, ta có:

\(\bar M' = 2,5 \times 16 = 40 = \frac{{64 \times 10 + 32(10 + V)}}{{20 + V}}\)

Giải ra có V = 20 lít. (Đáp án B)

Cách 2:

Ghi chú: Có thể coi hỗn hợp khí như một khí có KLPT chính bằng KLPT trung bình của hỗn hợp, ví dụ, có thể xem không khí như một khí với KLPT là 29.

Hỗn hợp khí ban đầu coi như khí thứ nhất (20 lít có M = 16.3 = 48), còn O2 thêm vào coi như khí thứ hai, ta có phương trình:

\(\bar M = 2,5 \times 16 = 40 = \frac{{48 \times 20 + 32V}}{{20 + V}}\)

Rút ra V = 20 lít.

Đáp án B

Bài 9: Đốt cháy hoàn toàn một hỗn hợp gồm hai hiđrocacbon đồng đẳng liên tiếp thu được 25,76 lit CO2(đktc) và 27 g H2O. Xác định CTPT của 2 hiđrocacbon và thành phần % theo số mol của mỗi chất.

Hướng dẫn giải

n(CO2) = 1,15 (mol) 

n(H2O) = 1,5 (mol)

Ta có: n(CO2) < n(H2O)  →  2 ankan

\({{\text{C}}_{\overline {\text{n}} }}{{\text{H}}_{{\text{2}}\overline {\text{n}} {\text{ + 2}}}}{\text{    }} \to {\text{  }}\overline {\text{n}} {\text{C}}{{\text{O}}_{\text{2}}}{\text{   +   (}}\overline {\text{n}} {\text{ + 1)}}{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{O}}\)

Ta lập tỷ lệ: \(\frac{{\overline {\text{n}} {\text{ + 1}}}}{{\overline {\text{n}} }} = \frac{{1,5}}{{1,15}} \Rightarrow {\text{ }}\overline {\text{n}} {\text{  =  3,28}}\)  →  C3H8 và C4H10

Sơ đồ đường chéo:

\(\% {{\text{n}}_{{{\text{C}}_{\text{3}}}{{\text{H}}_{\text{8}}}}}{\text{  =  }}\frac{{{\text{0,72*100\% }}}}{{{\text{0,72 + 0,28}}}} = 72\% ;\% {{\text{n}}_{{{\text{C}}_{\text{4}}}{{\text{H}}_{\text{8}}}}}{\text{  =  28\%  }}\)

Bài 10: Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp hai rượu no, đơn chức liên tiếp trong dãy đồng đẳng thu được 3,584 lít CO2 ở đktc và 3,96 gam H2O. Tính a và xác định CTPT của các rượu.

A. 3,32 gam ; CH3OH và C2H5OH.             

B. 4,32 gam ; C2H5OH và C3H7OH.

C. 2,32 gam ; C3H7OH và C4H9OH.           

D. 3,32 gam ; C2H5OH và C3H7OH.

Hướng dẫn giải

Gọi  là số nguyên tử C trung bình và x là tổng số mol của hai rượu.

  CnH2n+1OH   +    \(\frac{{3\bar n}}{2}{O_2}\)    → \(\bar n\,CO_2^ \uparrow  + (\bar n + 1)\,{H_2}O\)

     x mol                                                                    \(\bar n\)x mol                               \((\bar n + 1)\)x mol                 

\({n_{C{O_2}}} = \bar n.x = \frac{{3,584}}{{22,4}} = 0,16\) mol        (1)

\( {n_{{H_2}O}} = (\bar n + 1)x = \frac{{3,96}}{{18}} = 0,22\) mol                    (2)

Từ (1) và (2) giải ra x = 0,06 và  = 2,67.

Ta có: a = (14  + 18).x = (14´2,67) + 18´0,06 = 3,32 gam.

\(\bar n\) = 2,67 →    \(\begin{gathered}
  {C_2}{H_5}OH \hfill \\
  {C_3}{H_7}OH \hfill \\ 
\end{gathered} \)

Đáp án D

IV- LUYỆN TẬP

Bài 1. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp hai axit cacboxylic là đồng đẳng kế tiếp thu được 3,36 lít CO2 (đktc) và 2,7 gam H2O. Số mol của mỗi axit lần lượt là

A. 0,05 mol và 0,05 mol.                                

B. 0,045 mol và 0,055 mol.

C. 0,04 mol và 0,06 mol.                                

D. 0,06 mol và 0,04 mol.

Bài 2. Có 3 ancol bền không phải là đồng phân của nhau. Đốt cháy mỗi chất đều có số mol CO2 bằng 0,75 lần số mol H2O. 3 ancol là

A. C2H6O; C3H8O; C4H10O.                          

B. C3H8O; C3H6O2; C4H10O.

C. C3H8O; C3H8O2; C3H8O3.                          

D. C3H8O; C3H6O; C3H8O2.

Bài 3. Cho axit oxalic HOOC-COOH tác dụng với hỗn hợp hai ancol no, đơn chức, đồng đẳng liên tiếp thu được 5,28 gam hỗn hợp 3 este trung tính. Thủy phân lượng este trên bằng dung dịch NaOH thu được 5,36 gam muối. Hai rượu có công thức

A. CH3OH và C2H5OH.                                 

B. C2H5OH và C3H7OH.

C. C3H7OH và C4H9OH.                               

D. C4H9OH và C5H11OH.

Bài 4. Nitro hóa benzen được 14,1 gam hỗn hợp hai chất nitro có khối lượng phân tử hơn kém nhau 45 đvC. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hai chất nitro này được 0,07 mol N2. Hai chất nitro đó là

A. C6 H5NO2 và C6H4(NO2)2.                    

B. C6 H4(NO2)2 và C6H3(NO2)3.

C. C6 H3(NO2)3 và C6H2(NO2)4.                

D. C6 H2(NO2)4 và C6H(NO2)5.

Bài 5. Một hỗn hợp X gồm 2 ancol thuộc cùng dãy đồng đẳng có khối lượng 30,4 gam. Chia X thành hai phần bằng nhau.

- Phần 1: cho tác dụng với Na dư, kết thúc phản ứng thu được 3,36 lít H2 (đktc).

- Phần 2: tách nước hoàn toàn ở 180oC, xúc tác H2SO4 đặc thu được một anken cho hấp thụ vào bình đựng dung dịch Brom dư thấy có 32 gam Br2 bị mất màu. CTPT hai ancol trên là

A. CH3OH và C2H5OH.                                 

B. C2H5OH và C3H7OH.

C. CH3OH và C3H7OH.                                 

D. C2H5OH và C4H9OH.

Bài 6. Chia hỗn hợp gồm 2 anđehit no đơn chức làm hai phần bằng nhau:

- Phần 1: Đem đốt cháy hoàn toàn thu được 1,08 gam nước.

- Phần 2: tác dụng với H2 dư (Ni, to) thì thu được hỗn hợp A. Đem A đốt cháy hoàn toàn thì thể tích khí CO2 (đktc) thu được là

A. 1,434 lít.                           

B. 1,443 lít.      

C. 1,344 lít.       

D. 1,444 lít.

Bài 7. Tách nước hoàn toàn từ hỗn hợp Y gồm hai rượu A, B ta được hỗn hợp X gồm các olefin. Nếu đốt cháy hoàn toàn Y thì thu được 0,66 gam CO2. Vậy khi đốt cháy hoàn toàn X thì tổng khối lượng H2O và CO2 tạo ra là

A. 0,903 gam.                       

B. 0,39 gam.    

C. 0,94 gam.     

D. 0,93 gam.

Bài 8. Cho 9,85 gam hỗn hợp 2 amin đơn chức no bậc 1 tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl thì thu được 18,975 gam muối. Vậy khối lượng HCl phải dùng là

A. 9,521 gam.                       

B. 9,125 gam.  

C. 9,215 gam.   

D. 0,704 gam.

Bài 9. Cho 4,2 gam hỗn hợp gồm rượu etylic, phenol, axit fomic tác dụng vừa đủ với Na thấy thoát ra 0,672 lít khí (đktc) và một dung dịch. Cô cạn dung dịch thu được hỗn hợp X. Khối lượng của X là

A. 2,55 gam.                         

B. 5,52 gam.    

C. 5,25 gam.     

D. 5,05 gam.

Bài 10. Hỗn hợp X gồm 2 este A, B đồng phân với nhau và đều được tạo thành từ axit đơn chức và rượu đơn chức. Cho 2,2 gam hỗn hợp X bay hơi ở 136,5oC và 1 atm thì thu được 840 ml hơi este. Mặt khác đem thuỷ phân hoàn toàn 26,4 gam hỗn hợp X bằng 100 ml dung dịch NaOH 20% (d = 1,2 g/ml) rồi đem cô cạn thì thu được 33,8 gam chất rắn khan. Vậy công thức phân tử  của este là

A. C2H4O2.                           

B. C3H6O2.      

C. C4H8O2.       

D. C5H10O2.

Bài 11. Đốt cháy hoàn toàn 50 ml hỗn hợp khí X gồm trimetylamin và 2 hiđrocacbon đồng đẳng kế tiếp bằng một lượng oxi vừa đủ, thu được 375 ml hỗn hợp Y gồm khí và hơi. Dẫn toàn bộ Y đi qua dung dịch H2SO4 đặc (dư). Thể tích khí còn lại là 175 ml. Các thể tích khí và hơi đo ở cùng điều kiện. Hai hiđrocacbon đó là

A. C2H4 và C3H6                  

B. C3H­6 và C4H8               

C. C2H6 và C3H8  

D. C3H8 và C4H10

Bài 12. Trong một bình kín chứa 0,35 mol C2H2; 0,65 mol H2 và một ít bột Ni. Nung nóng bình một thời gian, thu được hỗn hợp khí X có tỉ khối so với H2 bằng 8. Sục X vào lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 đến phản ứng hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Y và 24 gam kết tủa. Hỗn hợp  khí Y phản ứng vừa đủ với bao nhiêu mol Br2 trong dung dịch ?

A. 0,10 mol.                       

B. 0,20 mol.            

C. 0,25 mol.                  

D. 0,15 mol

 

Trên đây là một phần trích dẫn nội dung Giải bài toán bằng phương pháp trung bình môn Hóa học 12 năm 2021. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi 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.

Ngoài ra các em có thể tham khảo thêm một số tư liệu cùng chuyên mục tại đây:

Chúc các em học tốt!

Tham khảo thêm

Bình luận

Có Thể Bạn Quan Tâm ?