Sưu tầm biên soạn: Gv Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên HùngVương PHẦN GIỚI THIỆU CÁC CHUYÊN ĐỀ GIẢI NHANH BÀI TẬP HÓA HỌC CHUYÊN ĐỀ : PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG CHÉO I Nguyên tắc: - Các giá trị trung bình : Khối lượng mol trung bình; số cacbon trung bình; nồng độ mol trung bình; nồng độ % trung bình; số khối trung bình đồng vị… ln có mối quan hệ với khối lượng mol; số cacbon; nồng độ mol; nồng độ %; số khối… chất nguyên tố “đường chéo” - Trong phản ứng axit – bazơ : Thể tích dung dịch axit, bazơ, nồng độ mol H +, OH- ban đầu nồng độ mol H+, OH- dư ln có mối quan hệ với “đường chéo” II Các trường hợp sử dụng sơ đồ đường chéo Trộn lẫn hai chất khí, hai chất tan hai chất rắn khơng tác dụng với Ta có sơ đồ đường chéo: nA MB − M MA M nB ⇒ MA − M MB n A VA M B − M = = n B VB M A − M Trong đó: - nA, nB số mol của: Các chất A, B đồng vị A, B nguyên tố hóa học - VA, VB thể tích chất khí A, B - MA, MB khối lượng mol của: Các chất A, B số khối đồng vị A, B nguyên tố hóa học - M khối lượng mol trung bình chất A, B số khối trung bình đồng vị A, B nguyên tố hóa học Trộn lẫn hai dung dịch có chất tan: - Dung dịch 1: có khối lượng m1, thể tích V1, nồng độ C1 (nồng độ phần trăm nồng độ mol), khối lượng riêng d1 - Dung dịch 2: có khối lượng m2, thể tích V2, nồng độ C2 (C2 > C1 ), khối lượng riêng d2 - Dung dịch thu được: có khối lượng m = m1 + m2, thể tích V = V1 + V2, nồng độ C (C1 < C < C2) khối lượng riêng d Sơ đồ đường chéo công thức tương ứng với trường hợp là: a Đối với nồng độ % khối lượng: C1 | C2 - C | C C2 | C1 - C | ⇒ m1 C − C = m C1 − C (1) Sưu tầm biên soạn: Gv Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên HùngVương b Đối với nồng độ mol/lít: CM1 ` | C2 - C | C CM2 | C1 - C | ⇒ (2) ⇒ c Đối với khối lượng riêng: d1 | d2 - d | d d2 | d1 - d | V1 C2 − C = V2 C1 − C V1 C2 − C = V2 C1 − C (3) Phản ứng axit - bazơ a Nếu axit dư: Ta có sơ đồ đường chéo: VA  H + bđ     OH − bđ  +  H + du       H + du    VB  OH − bđ    ⇒  H + bđ  −  H + du      − + VA OH bđ  +  H du      = + + VB  H bđ  −  H du      - VA, VA thể tích dung dịch axit bazơ − - OH bđ  nồng độ OH- ban đầu   + + -  H bđ  ,  H du  nồng độ H+ ban đầu nồng độ H+ dư     b Nếu bazơ dư Ta có sơ đồ đường chéo: VA  H + bđ    OH − bđ  −  OH − du       OH − du    VB  OH − bđ     H + bđ  +  OH − du      − − VA OH bđ  −  OH du      = ⇒ VB  H + bđ  +  OH − du      - VA, VA thể tích dung dịch axit bazơ − − - OH bđ  , OH du  nồng độ OH- ban đầu OH- dư     + -  H bđ  nồng độ H+ ban đầu   III Các ví dụ minh họa Ví dụ 1: Nguyên tử khối trung bình clo 35,5 Clo có hai đồng vị bền: phần % số nguyên tử A 75 35 Cl B 25 C 80 35 Cl D 20 37 Cl Thành Sưu tầm biên soạn: Gv Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên HùngVương Hướng dẫn giải Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có : ⇒% 35 Cl = n 37 Cl n 35 Cl = 35,5 − 35 = 37 − 35,5 3 100% = 75% Đáp án A Ví dụ 2: Hỗn hợp hai khí NO N2O có tỉ khối hiđro 16,75 Tỉ lệ số mol thể tích NO N2O hỗn hợp A 1:3 B 3:1 C 1:1 D 2:3 Hướng dẫn giải M (NO,N 2O) =16,75.2 =33,5 Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có : VN 2O VNO = 33,5 − 30 = 44 − 33,5 Đáp án A Ví dụ 3: Một hỗn hợp gồm O2, O3 điều kiện tiêu chuẩn có tỉ khối với hiđro 18 Thành phần % thể tích O3 hỗn hợp A 15% B 25% C 35% D 45% Hướng dẫn giải Áp dụng sơ đồ đường chéo: VO M = 48 32 − 36 M = 18 × = 36 VO2 ⇒ VO3 VO2 = M = 32 48 − 36 = 12 ⇒ %VO3 = Đáp án B ×100% = 25% +1 Ví dụ 4: Cần trộn hai thể tích metan với thể tích đồng đẳng X metan để thu hỗn hợp khí có tỉ khối so với hiđro 15 X A C3H8 B C4H10 C C5H12 D C6H14 Hướng dẫn giải Áp dụng sơ đồ đường chéo: VCH M = 16 M − 30 M = 15 × = 30 VM M = M ⇒ VCH VM2 = M − 30 = 14 16 − 30 ⇒ M2 − 30 = 28 Sưu tầm biên soạn: Gv Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên HùngVương ⇒ M2 = 58 Đáp án B ⇒ 14n + = 58 ⇒ n=4 ⇒ X C4H10 Ví dụ 5: Hỗn hợp gồm hiđrocacbon X oxi có tỉ lệ số mol tương ứng 1:10 Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp thu hỗn hợp khí Y Cho Y qua dung dịch H2SO4 đặc, thu hỗn hợp khí Z có tỉ khối hiđro 19 Công thức phân tử X A C3H8 B C3H6 C C4H8 D C3H4 Hướng dẫn giải ⇒ Z gồm CO2 O2 n O2 44 − 38 = = Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có: n CO2 38 − 32 M Z = 38 Phản ứng : CxHy bđ: pư: spư: + ⇒ 10 - (x+ y ) O2 → 10 y (x+ ) y 10 - (x+ ) (x+ y ) = x xCO2 + y H2O x x ⇒ 40 = 8x + y ⇒ x = y = Đáp án C Ví dụ 6: Cho hỗn hợp gồm N2, H2 NH3 có tỉ khối so với hiđro Dẫn hỗn hợp qua dung dịch H2SO4 đặc, dư thể tích khí cịn lại nửa Thành phần phần trăm (%) theo thể tích khí hỗn hợp A 25% N2, 25% H2 50% NH3 B 25% NH3, 25% H2 50% N2 C 25% N2, 25% NH3 50% H2 D 15% N2, 35% H2 50% NH3 Hướng dẫn giải Khi qua dung dịch H2SO4 đặc, dư tồn NH3 bị hấp thụ, thành phần NH3 50% M ( N ,H2 ,NH3 ) = 8.2 = 16 Áp dụng phương pháp đường chéo, ta có: n NH3 16 − M ( N2,H ) = = ⇒ M ( N 2, H2 ) = 15 n (H2 ,N2 ) 17 − 16 M ( N 2, H2 ) = 15 khối lượng mol trung bình hỗn hợp N H2 Tiếp tục áp dụng phương pháp đường chéo ta có: n H2 28 − 15 = = ⇒ %N2 = %H2 = 25% n N2 15 − Đáp án A Ví dụ 7: Hỗn hợp gồm NaCl NaBr Cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch AgNO dư tạo kết tủa có khối lượng khối lượng AgNO tham gia phản ứng Thành phần % theo khối lượng NaCl hỗn hợp đầu A 25,84% B 27,84% C 40,45% D 27,48% Sưu tầm biên soạn: Gv Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên HùngVương Hướng dẫn giải NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3 (1) NaBr + AgNO3 → AgBr↓ + NaNO3 (2) Khối lượng kết tủa (gồm AgCl AgBr) khối lượng AgNO 3, khối lượng mol trung bình hai muối kết tủa M AgCl + AgBr = M AgNO3 = 170 M Cl− ,Br − = 170 – 108 = 62 Hay khối lượng mol trung bình hai muối ban đầu M NaCl,NaBr = 23 + 62 = 85 Áp dụng phương pháp đường chéo, ta có n NaCl 103 − 85 18 = = n NaBr 85 − 58,5 26,5 ⇒ m NaCl 18.58,5 = × 100% = 27,84% m NaBr + m NaCl (26,5.103) + (18.58,5) Đáp án B Ví dụ 8: Thêm 250 ml dung dịch NaOH 2M vào 200 ml dung dịch H 3PO4 1,5M Muối tạo thành khối lượng tương ứng A 14,2 gam Na2HPO4 ; 32,8 gam Na3PO4 B 28,4 gam Na2HPO4 ; 16,4 gam Na3PO4 C 12 gam NaH2PO4 ; 28,4 gam Na2HPO4 D 24 gam NaH2PO4 ; 14,2 gam Na2HPO4 n NaOH 0,25 × = =