Phương pháp đường chéo trong hóa học hữu cơ hay, chi tiết, có lời giải - Chuyên đề Hóa 12
Phương pháp giải
Một số dạng bài thường gặp:
+ Tính tỉ lệ các chất trong hỗn hợp 2 chất hữu cơ:
Sử dụng các đại lượng trung bình như: Số nguyên tử C trung bình, khối lượng phân tử trung bình, số nguyên tử H trung bình, số liên kết ℼ trung bình, số nhóm chức trung bình để tìm được tỉ lệ số mol 2 chất
+ Tính tỉ lệ thành phần của hỗn hợp khí qua tỉ khối
+ Bài toán liên quan tới độ rượu
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Dẫn 2,24 lít (ở đktc) một hỗn hợp gồm etilen, propen, buten và axetilen qua dung dịch đựng brom dư thì thấy lượng brom trong bình giảm 19,2g. Tính CaC2 cần dùng để điều chế được lượng axetilen có trong hỗn hợp trên
A. 6,4g
B. 1,28g
C. 2,56g
D. 3,2g
Bài giải:
n Br2 = 0,12 mol
Ta có n anken: n Br2 = 1: 1
n ankin: n Br2 = 1: 2
Ta có sơ đồ đường chéo:
Mà n anken + n ankin = 1
⇒ n ankin = n CaC2 = 0,02 mol
m CaC2 = 64.0,02 = 1,28g
⇒ Đáp án đúng là B
Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 3 lít hỗn hợp X gồm 2 anken kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng cần vừa đủ 10,5 lít O2 (các thể tích đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Hiđrat hóa hoàn toàn X trong điều kiện thích hợp thu được hỗn hợp ancol Y, trong đó khối lượng ancol bậc 2 bằng 6/13 lần tổng khối lượng các ancol bậc 1. Phần trăm khối lượng của ancol bậc 1 (có số nguyên tử C lớn hơn) là:
A. 46,43%
B. 31,58%
C. 10,88%
D. 7,89%
Bài giải:
Đốt anken ⇒ VCO2 = VH2O (cùng đk)
Theo định luật bảo toàn nguyên tố O: 2VCO2 + VH2O = 2VO2 = 2 lít
⇒ VCO2 = VH2O = 7 lít
⇒ 
Ta có sơ đồ đường chéo, như sau:
Cùng điều kiện nên tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol
⇒ Hiđrat hóa X thu được C2H5OH (bậc 1) 2 lít; C3H7OH (bậc 1) x lít
và CH3 - CH (OH) – CH3 (bậc 2) (1-x) lít
mancol = manken + mH2O = 2.28 + 1.42 + 3.18 = 152
⇒ Đáp án đúng là D
Ví dụ 3: Biết khối lượng riêng của etanol và benzen lần lượt là 0,78g/ml và 0,88g/ml. Cần trộn 2 chất trên với tỉ lệ bao nhiêu để thu được một hỗn hợp có khối lượng riêng là 0,805g/ml. ( giả sử khối lượng riêng được đo cùng điều kiện và thể tích hỗn hợp bằng tổng thể tích các hỗn hợp trộn)
A. 2: 1
B. 3: 1
C. 4: 1
D. 2: 3
Bài giải:
Ta có sơ đồ đường chéo như sau:
⇒ Đáp án đúng là B
Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm 2 rượu no, đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng thì thu được n CO2: n H2O = 9: 13. Phần trăm số mol của mỗi rượu trong hỗn hợp X là:
A. 40% và 60%
B. 75% và 25%
C. 35% và 65%
D. 50% và 50%
Bài giải:
⇒ 2 ancol là: C2H5OH và C3H7OH
Ta có sơ đồ đường chéo như sau:
⇒ Đáp án đúng là B
Ví dụ 5: Tỉ khối hơi của hỗn hợp C2H6 và C3H8 so với H2 là 18,5. Thành phần % theo thể tích của hỗn hợp là:
A. 50% và 50%
B. 38% và 62%
C. 89% và 11%
D. 20% và 80%
Bài giải:
Ta có sơ đồ đường chéo:
⇒ Đáp án đúng là A
Bài tập tự luyện
Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 5,1g hỗn hợp gồm 2 ankanal có số nguyên tử cacbon liên tiếp. Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ca (OH)2 dư thu được 25g kết tủa. % khối lượng ankanal có phân tử khối lớn hơn là:
A. 43,14%
B. 56,86%
C. 50%
D. 60%
Bài giải:
Hướng dẫn giải:
⇒ 2 ankanal là: CH3CHO và C2H5CHO
Ta có sơ đồ đường chéo:
Bài 2: Cho dung dịch A gồm 2 axit đơn chức no kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Để trung hòa 200ml dung dịch A cần dùng 250ml dung dịch NaOH 0,4M. Sau khi cô cạn dung dịch thu dược 10,44g muối khan. Nồng độ mol của 2 axit lần lượt là:
A. CH3COOH 0,2M; C2H5COOH 0,3M
B. C2H5COOH 0,2M; C3H7COOH 0,3M
C. C2H5COOH 0,3M; C3H7COOH 0,2M
D. CH3COOH 0,3M; C2H5COOH 0,2M
Bài giải:
Hướng dẫn giải:
Axit đơn chức ⇒ n NaOH = n A = 0,1 mol = n muối
M muối = 10,44: 0,1 = 104,4
⇒ 14n + 68 = 104 ⇒ n = 2,6
⇒ 2 axit là: C2H5COOH và C3H7COOH
Ta có sơ đồ đường chéo:
⇒Đáp án B
Bài 3: Sục hỗn hợp 2 anken là đông đẳng kế tiếp nhau vào nước có sẵn H2SO4 loãng thu được hỗn hợp các ancol. Đem toàn bộ lượng ancol thu được đốt cháy thu được CO2 và H2O theo tỉ lệ 5: 7 về số mol. % thể tích 2 anken là:
A. 40% và 60%
B. 50% và 60%
C. 25% và 75%
D. Không xác định được
Bài giải:
Hướng dẫn giải:
Sục 2 anken vào nước thu được hỗn hợp 2 ancol có công thức trung bình:
⇒ 2 ancol là: C2H5OH và C3H7OH ⇒ 2 anken là: C2H4 và C3H6
Ta có sơ đồ đường chéo:
⇒Đáp án B
Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn 2,28g hỗn hợp X gồm 2 ankin kế tiếp nhau thu được 3,808 lít CO2 (đktc). % khối lượng ankin có số C nhỏ hơn là:
A. 43,37%
B. 40%
C. 60%
D. 52,63%
Bài giải:
Ta có sơ đồ đường chéo:
⇒Đáp án D
Bài 5: Một hỗn hợp X gồm 2 anken là đồng đẳng kế tiếp có tỉ khối hơi so với hiđro là 24,5. Tỉ lệ thể tích của 2 anken là:
A. 3: 1
B. 1: 2
C: 1: 1
D. 2: 1
Bài giải:
⇒ 2 anken là: C3H6 và C4H8
Ta có sơ đồ đường chéo:
⇒ VC3H6: VC4H8 = 1: 1 ⇒Đáp án C
Bài 6: Cho 50 ml nước vào 250 ml hỗn hợp rượu 30°. Độ rượu của dung dịch mới là:
A. 30°
B. 25°
C. 40°
D. 15°
Bài giải:
Gọi độ rượu của dung dịch thu được là a
Ta có sơ đồ đường chéo:
⇒Đáp án B
Bài 7: Thể tích rượu nguyên chất cho vào 60ml dung dịch rượu 40° thành rượu 60° là:
A. 20ml
B. 25ml
C. 30ml
D. 40ml
Bài giải:
Ta có sơ đồ đường chéo
⇒Đáp án C
Bài 8: Pha trộn 60ml dung dịch rượu 40° với 80 ml dung dịch rượu 20° thì thu được dung dịch có độ rượu là:
A. 60°
B. 40°
C. 30°
D. 28,57°
Bài giải:
Gọi độ của dung dịch thu được là: a
Ta có sơ đồ đường chéo:
⇒Đáp án D
Bài 9: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 hiđrocacbon đồng đẳng kế tiếp cần 1,35 mol O2 tạo thành 0,8 mol CO2. Khối lượng của hiđrocacbon có phân tử khối lớn hơn là:
A. 8,8
B. 3
C. 11,3
D. 5,3
Bài giải:
Bảo toàn nguyên tố O ta có:
n O2 pư = n CO2 + ½ n H2O
⇒ n H2O = 2 (n O2 pư – n CO2) = 2 (1,35 – 0,8) = 1,1 > n CO2 = 0,8
⇒ 2 hiđrocacbon là ankan
Ta có sơ đồ đường chéo:
⇒Đáp án A
Bài 10: Cho hỗn hợp A gồm H2 và 1 hiđrocacbon có tỉ lệ thể tích là 1: 2 tỉ khối hơi so với He = 7,5. Tên gọi của hiđrocacbon là:
A. Etan
B. Propan
C. Eten
D. Propen
Bài giải:
Ta có sơ đồ đường chéo:
⇒ x = 3; y = 8 ⇒ C3H8
⇒Đáp án B