GIẢI NHANH BÀI TẬP HÓA HỮU CƠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ

Đáp án A

● Cách 1: Tính toán theo phương trình phản ứng

Theo giả thiết, suy ra : Y gồm ${\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_2, {\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_4, {\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_6$ và có thể có ${\mathrm{H}}_2$. Z có ${\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_6$ và có thể có ${\mathrm{H}}_2$.

Dựa vào số mol của các chất Br₂, C₂Ag₂, ${\mathrm{CO}}_2$, ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ và bản chất phản ứng, ta có :

Suy ra : 

$\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2 \mathrm{trong} \mathrm{X}}=0,3; {\mathrm{n}}_{{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_2 \mathrm{trong} \mathrm{X}}=0,2\\ {\mathrm{V}}_{\mathrm{X} \left(\mathrm{đktc}\right)}={\mathrm{V}}_{{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_2}+{\mathrm{V}}_{{\mathrm{H}}_2}=11,2 \mathrm{lít}\end{array}\right.$

● Cách 2: Sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố

Theo giả thiết, suy ra :

$$\begin{gathered} {\mathrm{n}}_{{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_2 \mathrm{dư}}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{C}}_2{\mathrm{Ag}}_2}=0,05; \\ {\mathrm{n}}_{{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_4}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{Br}}_2}=0,1; {\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=0,25 \end{gathered}$$

Nhận xét : Các chất trong X đều chứa 2 nguyên tử H. Mặt khác, số mol của ${\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_2$ dư, ${\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_4$ và ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ đều đã biết. Vậy áp dụng bảo toàn nguyên tố H là tính được số mol của hỗn hợp X. Vì thế không mất nhiều thời gian viết phương trình phản ứng và tính toán như cách 1.

Áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với H, ta có :

$$\begin{gathered} 2\underset{{\mathrm{n}}_{\mathrm{X}}}{\underbrace{\left({\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}+{\mathrm{n}}_{{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_2}\right)}}=2\underset{0,05}{\underbrace{{\mathrm{n}}_{{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_2 \mathrm{dư}}}}+4\underset{0,1}{\underbrace{{\mathrm{n}}_{{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_4}}}+2\underset{0,25}{\underbrace{{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}}} \\ \Rightarrow {\mathrm{n}}_{\mathrm{X}}=0,5 \mathrm{mol} \Rightarrow {\mathrm{V}}_{\mathrm{X} \left(\mathrm{đktc}\right)}=11,2 \mathrm{lít} \end{gathered}$$

Đáp án C

● Cách 1: Tính toán theo phương trình phản ứng

Khối lượng hỗn hợp X tăng lên so với khối lượng ancol ban đầu là do lượng O trong CuO phản ứng đã chuyển vào ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \mathrm{và} {\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}$.

Theo giả thiết, suy ra :

$$\begin{gathered} {\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=0,0375 \\ {\mathrm{n}}_{\mathrm{CuO} \mathrm{phản} \mathrm{ứng}}={\mathrm{n}}_{\mathrm{O} \mathrm{phản} \mathrm{ứng}} \end{gathered}$$

= (3,3 $-$ 2,3):16 = 0,0625

Gọi số mol của ancol tham gia phản ứng là x, y và số mol ancol dư là z.

Phương trình phản ứng :

$$\begin{gathered} \Rightarrow \left\{\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_5\mathrm{OH} \mathrm{bđ}}=\mathrm{x}+\mathrm{y}+\mathrm{z}=0,05\\ {\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=0,5\mathrm{y}+0,5\mathrm{z}+\left(0,5\mathrm{x}+0,5\mathrm{y}\right)=0,0375\\ {\mathrm{n}}_{\mathrm{CuO} \mathrm{pư}}=\mathrm{x}+2\mathrm{y}=0,0625\end{array}\right. \\ \Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\mathrm{x}=0,0125; \mathrm{y}=0,025; \mathrm{z}=0,0125\\ \mathrm{H}=\frac{0,05-0,0125}{0,05}=75\%\end{array}\right. \end{gathered}$$

● Cách 2: Sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố

Sơ đồ phản ứng :

Bản chất phản ứng (1) là ${\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_5\mathrm{OH}$ bị oxi hóa bởi CuO, khối lượng hỗn hợp sau phản ứng tăng lên là do O trong CuO chuyển vào ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ và ${\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}$. Ở phản ứng (2), ${\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}$, ${\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_5\mathrm{OH}$ dư, HOH có nguyên tử H linh động trong nhóm –OH nên tham gia phản ứng thế Na giải phóng ${\mathrm{H}}_2$, ${\mathrm{CH}}_3\mathrm{CHO}$ không tham gia phản ứng này.

Sử dụng bảo toàn nguyên tố O trong phản ứng oxi hóa ancol và bảo toàn nguyên tố H của nhóm –OH trong phản ứng của X với Na, ta có :

$$\begin{gathered} \left\{\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{\mathrm{HOH}}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}}={\mathrm{n}}_{\mathrm{O} \mathrm{pư}}=0,0625\\ {\mathrm{n}}_{\mathrm{HOH}}+{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}}+{\mathrm{n}}_{{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_5\mathrm{OH} \mathrm{dư}}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=0,075\end{array}\right. \\ \Rightarrow \left\{\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_5\mathrm{OH} \mathrm{dư}}=0,0125\\ \mathrm{H}=\frac{0,05-0,0125}{0,05}=75\%\end{array}\right. \end{gathered}$$

Đáp án D

Theo bảo toàn nguyên tố C, H, O, ta có :

$\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}=\mathrm{x}.{\mathrm{n}}_{{\mathrm{C}}_{\mathrm{x}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{y}}\mathrm{O}}; 2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}={\mathrm{yn}}_{{\mathrm{C}}_{\mathrm{x}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{y}}\mathrm{O}}\\ {\mathrm{n}}_{{\mathrm{C}}_{\mathrm{x}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{y}}\mathrm{O}}+2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2 \mathrm{pư}}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}+{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}\\ {\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2 \mathrm{dư}}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2 \mathrm{bđ}}-{\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2 \mathrm{pư}}\end{array}\right.$

$$\begin{gathered} \left\{\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}=0,1\mathrm{x}; {\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=0,05\mathrm{y}\\ {\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2 \mathrm{pư}}=0,1\mathrm{x}+0,025\mathrm{y}-0,05\\ {\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2 \mathrm{dư}}=0,75-0,1\mathrm{x}-0,025\mathrm{y}\end{array}\right. \\ \left\{\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{({\mathrm{CO}}_2,{\mathrm{H}}_2\mathrm{O},{\mathrm{O}}_2 \mathrm{dư})}=0,025\mathrm{y}+0,75=1\\ {\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2 \mathrm{pư}}=0,1\mathrm{x}+0,025\mathrm{y}-0,05<{\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2 \mathrm{bđ}}=0,7\end{array}\right. \\ \left\{\begin{array}{l}\mathrm{y}=10\\ \mathrm{x}<5\end{array}\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\mathrm{y}=10; \mathrm{x}=4\\ {\mathrm{m}}_{{\mathrm{C}}_4{\mathrm{H}}_{10}\mathrm{O}}=7,4 \mathrm{gam}\end{array}\right.\right. \end{gathered}$$

Đáp án D

Sau tất cả các phản ứng, R trong ROH đã chuyển hết vào ${\mathrm{R}}_2{\mathrm{CO}}_3$.

Áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với R, ta có :

Sơ đồ phản ứng :

Áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với C và H cho toàn bộ quá trình phản ứng, ta có :

Đáp án C

Gọi số mol ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ sinh ra trong phản ứng thủy phân và phản ứng đốt cháy lần lượt là ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \left(1\right)}$ và ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \left(2\right)}$. Áp dụng bảo toàn nguyên tố Na cho toàn bộ quá trình phản ứng và bảo toàn khối lượng trong phản ứng của X với NaOH, ta có :

$\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{\mathrm{NaOH}}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3}=2.6,36:106=0,12\\ \underset{6,08}{\underbrace{{\mathrm{m}}_{\mathrm{X}}}}+\underset{0,12.40}{\underbrace{{\mathrm{m}}_{\mathrm{NaOH}}}}=\underset{9,44}{\underbrace{{\mathrm{m}}_{\mathrm{muối}}}}+18\underset{?}{\underbrace{{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \left(1\right)}}}\end{array}\right.$

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \left(1\right)}$ = 0,08

Theo bảo toàn nguyên tố C, H và giả thiết, ta có

= 0,12 mol