Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp dùng bất đẳng thức để giải bài tập hóa học

 SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC 
 TRƯỜNG THPT NGUYỄN THỊ GIANG 
 =====***===== 
 BÁO CÁO KẾT QUẢ 
 NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN 
Tên sáng kiến: PHƯƠNG PHÁP DÙNG BẤT ĐẲNG THỨC ĐỂ GIẢI BÀI 
 TẬP HÓA HỌC 
 Tác giả sáng kiến: Nguyễn Thị Loan 
 Môn: Hóa học 
 Trường: THPT Nguyễn Thị Giang 
 Vĩnh phúc, năm 2018 
 MỤC LỤC 
1. Lời giới thiệu ....................................................................................................................... 1 
2. Tên sáng kiến ....................................................................................................................... 1 
3. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến ............................................................................................... 1 
4. Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu hoặc áp dụng thử: .............................................. 1 
5. Mô tả bản chất sáng kiến ................................................................................................... 1 
 5.1. CÁC DẠNG VẬN DỤNG CHÍNH CỦA PHƯƠNG PHÁP DÙNG BẤT ĐẲNG 
 THỨC ĐỂ GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC ................................................................................... 2 
Dạng 1: Dùng bất đẳng thức để xác định công thức phân tử trong hợp chất hữu cơ ...... 2 
Dạng 2: Dùng bất đẳng thức để xác định tên nguyên tố, hợp chất trong hóa vô cơ ....... 7 
Dạng 3: DÙNG BẤT ĐẲNG THỨC ĐỂ XÁC ĐỊNH NHANH ĐÁP ÁN TRONG BÀI 
TẬP TRẮC NGHIỆM .......................................................................................................... 10 
 5.2. KẾT QUẢ VẬN DỤNG ĐỀ TÀI .................................................................................... 13 
 5.3. KIẾN NGHỊ - ĐỀ XUẤT: .................................................................................................... 13 
 5.4. KẾT LUẬN ............................................................................................................................ 13 
6. Những thông tin cần được bảo mật (nếu có) .................................................................. 13 
7. Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến ................................................................ 14 
8. Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng sáng kiến theo ý 
kiến của tác giả và theo ý kiến của tổ chức, cá nhân đã tham gia áp dụng sáng kiến lần 
đầu, kể cả áp dụng thử (nếu có) theo các nội dung sau: .................................................... 14 
 8.1. Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng sáng kiến 
 theo ý kiến của tác giả: ............................................................................................................. 14 
 8.2. Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng sáng kiến 
 theo ý kiến của tổ chức, cá nhân ............................................................................................. 15 
9. Danh sách những tổ chức/cá nhân đã tham gia áp dụng thử hoặc áp dụng sáng kiến 
lần đầu ................................................................................................................................... 15 
 5.1. CÁC DẠNG VẬN DỤNG CHÍNH CỦA PHƯƠNG PHÁP DÙNG BẤT ĐẲNG 
THỨC ĐỂ GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC 
Dạng 1: DÙNG BẤT ĐẲNG THỨC ĐỂ XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC PHÂN TỬ 
TRONG HỢP CHẤT HỮU CƠ 
Cơ sở lý thuyết: 
 1. Trong công thức phân tử CxHyOz các giá trị của x, y, z là các số nguyên và phù hợp 
 với điều kiện bền: y 2x +2, điều kiện bền của ancol: z x .... 
 2. Tính chất vật lí của hợp chất như chất khí ở điều kiện thường: CxHy x 4 
 3. Kết hợp với phương pháp sử dụng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, 
 tăng giảm khối lượng , phương pháp trung bình để tìm các đại lượng như số mol, khối 
 lượng .... 
 4. Quy hỗn hợp về số chất ít hơn để xác định khoảng giá trị. 
 5. Phương pháp đại số xác định khoảng từ hệ có số ẩn nhiều hơn số phương trình. 
Vận dụng vào các bài tập cụ thể: 
Bài 1: Cho 4 gam một ancol đơn chức X tác dụng với CuO đun nóng sau phản ứng thu được 
5,6 gam hỗn hợp hơi Y gồm Anđehit, nước và ancol dư. Tìm công thức cấu tạo và hiệu suất 
của phản ứng trên? 
Phân tích đề: Một bài toán vận dụng tăng giảm khối lượng để tính được số mol phản ứng, 
nhưng với ancol dư thì số ẩn sẽ nhiều hơn số phương trình vậy nên ta không tính được giá trị 
cụ thể. Với số mol ancol ban đầu nhiều hơn số mol ancol phản ứng ta sẽ tìm được khoảng 
của R. 
Giải: 
Đặt công thức ancol RCH2OH và có a mol phản ứng: 
 to
RCH2OH + CuO  RCHO + Cu + H2O 
a a a 
Khối lượng hơi tăng: 16a = 5,6 – 4  a = 0,1 (mol) 
 2 
 Tìm công thức phân tử của axit cacboxylic nói trên? 
Phân tích đề: Bài toán này giải với 2 trường hợp NaOH thiếu và dư ứng với 2 giá trị của a. 
Như vậy ta sẽ tính được khoảng của n trong công thức CnH2n+1COOH. 
Giải: Công thức axit cacboxylic trên là CnH2n+1COOH ta có 
 CnH2n+1COOH + NaOH  CnH2n+1COONa + H2O 
 13,2
 0,14
TH 1: a = 0,14 mol axit dư nên 14n 46 suy ra n < 3,45 
 13,2
 0,16
TH 2: a = 0,16 mol thì axit sẽ thiếu 14n 46 suy ra n > 2,6 
2,6 < n < 3,45 vậy n = 3 C3H7COOH 
Bài 4: Oxi hóa 15 gam một andehit đơn chức thu được 21,4 gam hỗn hợp X gồm axit và 
andehit dư. Cho X tác dụng với lượng dư AgNO3 trong dung dịch NH3 đun nóng được m g 
Ag. Tính m? 
Phân tích đề: 
Để làm bài tập trên trước hết ta cần tìm công thức của andehit trước. Bài toán tìm công thức 
của andehit tương tự như bài tập 2. Ta chỉ có 2 dữ kiện trong khi cần 3 để giải bài toán này 
nên thay vì tìm RCHO ta tìm khoảng thay đổi của RCHO từ đó suy ra công thức. 
Giải: 
RCHO + O  RCOOH 
 21,4 15
 n 0,4 mol 
 RCHO 16
 15
 M 37,5 ta có: R + 29 < 37,5 nên R < 8,5 : R = 1: HCHO 
 RCHO 0,4
 HCHO: 0,1 mol
Do đó X gồm 
 HCOOH: 0,4 mol
m = (0,1.4 + 0,4.2).108 = 129,6 gam 
 4 
 M: CnH2n có a mol N: CnH2n-2 có b mol 
Ta có: mX =14nx + 14nb – 2b=12,4 suy ra: 14.(a+b)n – 2b = 12,4 (1) 
Ta có: a + b = 0,3 thay vào phương trình (1): 
 4,2n 12,4
4,2 n – 2b = 12,4  b 
 2
 4,2n 12,4
Với 0 < b < 0,3 nên : 0 < < 0,3 2,95 < n < 3,095 n = 3 
 2
Vậy M : C3H6 N : C3H4 
Với n = 3 b = 0,1 a = 0,2 
 0,2 0,1
Vậy %V(C3H6 ) = .100 66,7% ; %V(C3H4) = .100 33,3% 
 0,2 0,1 0,2 0,1
Bài 7: Cho hỗn hợp gồm hiđrocacbon A và oxi ( trong đó A chiếm 10% thể tích) vào bình 
kín, tạo áp suất 1atm ở 200C. Đốt cháy hoàn toàn A rồi đưa về nhiệt độ ban đầu thì áp suất 
trong bình lúc này là 0,8 atm. Biết oxi dư không quá 50% lượng ban đầu. Tìm A? 
Phân tích đề: Với dạng bài tập như thế này đầu tiên phải lập phương trình và số mol ở 3 
trạng thái ban đầu, phản ứng và sau phản ứng. Mặt khác từ phương trình trạng thái khí lí 
 n p
tưởng PV = nRT ở cùng t0 ta sẽ có  1 1 . 
 n2 p 2
Giải: 
 y t0 y
 CxHy + (x + ) O2  xCO2 + H2O 
 4 2
Ban đầu: 0,1 0,9 
 y y
Phản ứng 0,1 0,1. (x + ) 0,1x 0,1. 
 4 2
 y y
Sau phản ứng: 0 0,9 - 0,1. (x + ) 0,1x 0,1. 
 4 2
 y y y
Tổng số mol sau phản ứng: 0+ 0,9 - 0,1. (x + ) + 0,1x + 0,1. =0,9 + 
 4 2 40
 6 
 Phân tích đề: Đề bài cần xác định tên hai nguyên tố mà chỉ có một số liệu cụ thể. Tức là chỉ 
lập được một phương trình. Nên để giải quyết bài tập này ta phải chuyển phương trình về 
dạng bất phương trình tìm ra khoảng giá trị của ZA, ZB 
Giải: Theo đề bài ta có: ZA+ 3ZB = 40 ZA= 40 - 3ZB 
A thuộc chu kì 3 nên 11≤ ZA ZB ≤ 9,6 là số nguyên và NB =ZB. Nên ta có các trường 
hợp sau 
 ZB = 8 ZA = 16( thỏa mãn) A là Oxi, B là Lưu huỳnh 
ZB = 7 ZA = 19 ( không thỏa mãn) 
ZB = 6 ZA = 22 ( không thỏa mãn) 
 Vậy A là Oxi; B là Lưu huỳnh 
Bài 2: Một hỗn hợp A gồm M2CO3, MHCO3, MCl (M là kim loại kiềm).Cho 43,71g A tác 
dụng hết với V ml (dư) dung dịch HCl 10,52% (d = 105g/ml) thu được dung dịch B và 17,6g 
khí C. Chia B làm 2 phần bằng nhau. 
- Phần 1: phản ứng vừa đủ với 125ml dung dịch KOH 0,8M, cô cạn dung dịch thu được m 
(gam) muối khan. 
- Phần 2: tác dụng hoàn toàn với AgNO3 dư thu được 68,88g kết tủa trắng. 
a) Tính khối lượng nguyên tử của M. 
b) Tính % về khối lượng các chất trong A. 
Phân tích đề: Muốn xác định được M ta cần xác định được số mol của ba chất trong hỗn 
hợp A. Đề bài chỉ cho 3 số liệu, mà có 4 ẩn nên không thể giải quyết theo phương trình. Ta 
phải dùng bất phương trình tìm khoảng giá trị của M 
Giải: 
Gọi a,b,c là số mol lần lượt của M2CO3, MHCO3, MCl 
Bảo toàn nguyên tố C ta có a + b = 0,4 (1) 
Bảo toàn nguyên tố Cl ta có 2a+ b+c +0,2 = 0,86( 2) 
Khối lượng hỗn hợp ban đầu là 
 8 
 DẠNG 3: DÙNG BẤT ĐẲNG THỨC ĐỂ XÁC ĐỊNH NHANH ĐÁP ÁN TRONG BÀI 
TẬP TRẮC NGHIỆM 
Cơ sở lý thuyết 
- Đặc trưng của bài tập trắc nghiệm một đáp án đúng là ta có thể tìm ra khoảng nghiệm rồi 
đối chiều đáp án để xác định đáp án đúng 
Vận dụng vào các bài tập cụ thể: 
 Bài 1: Cho 0,87 gam hỗn hợp gồm Fe, Cu và Al vào bình đựng 300ml dung dịch H2SO4 
0,1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,32 gam chất rắn và có 448 ml khí 
(đktc) thoát ra thêm tiếp vào bình 0,425 gam NaNO3, khi các phản ứng kết thúc thì thể tích 
khí NO(đktc, sp khử duy nhất) tạo thành và khối lượng muối trong dung dịch là: 
 A. 0,224 lít và 3,750 gam B. 0,112 lít và 3,750 gam 
 C. 0,224 lít và 3,865 gam D. 0,112 lít và 3,865 gam 
Phân tích đề: Bài tập này nếu làm theo cách tự luận bình thường thì ta sẽ làm như sau: 
Số mol H2SO4 nhiều hơn số mol H2 suy ra Fe và Al phản ứng hết, Số mol Cu 0.005 mol. 
=> mFe,Al = 0.87 – 0.32 = 0.55 g 
Gọi x,y lần lượt là số mol của Fe và Al. Ta có: 
56x + 27y = 0.55 (1) 
2x + 3y = 0.04 (2) 
từ (1),(2) => x = 0.005, y = 0.01. 
 Số mol H2SO4 dư là: 0.03 – 0.02 = 0.01 mol. 
Số mol NaNO3 là 0.005 mol 
 - + 2+
3Cu + 2NO3 + 8H → 3Cu + 2NO + 4H2O 
0.005 0.005 0.02 1/300 
 2+ - + 3+
3Fe + NO3 + 4H → 3Fe + NO + 2H2O 
0.005 1/600 1/300 1/600 
 10