Tiêu đề CĐ28.2. PHẦN HỮU CƠ - BÀI TẬP THỰC TẾ TRONG ĐỀ THI - FILE HS.pdf ✅

TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HSG HÓA 9 1 BÀI TẬP THỰC TẾ TRONG ĐỀ THI PHẦN HỮU CƠ Câu 1. Xăng sinh học (xăng pha ethanol), (ethanol hay còn gọi alcohol etylic) được coi là giải pháp thay thế cho xăng truyền thống. Xăng pha ethanol là xăng được pha một lượng ethanol theo tỷ lệ đã nghiên cứu như: xăng E85 (pha 85% ethanol), E10 (pha10% ethanol), E5 (pha 5% ethanol),... - Tại sao gọi xăng ethanol là xăng sinh học ? Viết các phương trình hóa học để chứng minh. - Tại sao xăng sinh học được coi là giải pháp thay thế xăng truyền thống ? Biết khi đốt cháy 1 kg xăng truyền thống thì cần 3,22 kg O2. Câu 2. Một trong những biện pháp phòng ngừa nguy cơ lây nhiễm các bệnh về đường hô hấp là thường xuyên rửa tay bằng dung dịch rửa tay khô. Tổ chức Y tế thế giới đã có hướng dẫn người dân tự pha chế nước rửa tay khô với lượng dùng là 1 lít có công thức pha chế như sau: cồn (C2H5OH) 96o : 830 ml; oxi già (H2O2) 3%: 40 ml; chất X: 15 ml; tinh dầu: 5 ml; nước cất hoặc nước đun sôi để nguội: 110 ml. a. Tính phần trăm thể tích của C2H5OH trong dung dịch thu được sau khi pha trộn các nguyên liệu trên với nhau. b. Trong nước rửa tay khô, X có tác dụng giữ ẩm, dưỡng da. Biết X là 1 alcohol có công thức tổng quát CxHy(OH)n và 1 nguyên tử C trong X chỉ có thể liên kết tối đa 1 nhóm OH. Cho m gam X vào bình chứa Na (dư), sau khi kết thúc phản ứng thấy có 3,7185 lít (đkc) khí H2 thoát ra và khối lượng bình tăng 8,9 gam so với ban đầu. Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X, khối lượng CO2 thu được không vượt quá 22,0 gam. Tìm công thức cấu tạo của X. Câu 3. Ngô và mía là hai nguyên liệu chính được sử dụng trong sản xuất ethanol. Tuy nhiên chúng là những loại cây lương thực quan trọng, trong khi cellulose cũng có thể sản xuất ethanol, nhưng cellulose là nguồn nguyên liệu dồi dào, dễ tìm. Tuy giá thành sản xuất ethanol từ cellulose còn cao, xuất phát từ loại nấm được nuôi cấy để tạo cellulase là enzyme xúc tác cho phản ứng thuỷ phân cellulose thành glucose còn tốn kém nhiều về năng lượng, nhưng hướng đi này đang hứa hẹn nhiều viễn cảnh mới ở tương lai. a. Viết phương trình hoá học của các phản ứng điều chế ethanol từ cellulose. b. Hiện tại, 1 tấn nguyên liệu cellulose khô tạo ra khoảng 240 lít ethanol. Tính hiệu suất của quá trình điều chế. Cho khối lượng riêng của ethanol là 0,79 g/mL. Câu 4. Khí Biogas (giả thiết chỉ chứa methane) và khí Gas ( giả thiết chứa 40% propane và 60% butane về thể tích) được dùng phổ biến làm nhiên liệu và đun nấu. Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 mol các chất được ghi lại ở bảng dưới đây: Chất CH4 C H3 8 C H4 10 Nhiệt lượng tỏa ra (kJ) 890,0 2220,0 2850,0

TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HSG HÓA 9 3 giảm chi phí chăn nuôi và bảo vệ môi trường. Để đun một ấm nước có 1,5 lít nước từ 25oC lên 100oC thì cần bao nhiêu lít khí biogas. Biết: Khi đốt 1 gam methane tỏa ra một lượng nhiệt là 55,6 kJ. Để 1 gam nước tăng thêm 1oC cần tiêu tốn một lượng nhiệt là 4,18 J. Nhiệt sinh trong quá trình đốt cháy khí biogas có 67% để làm tăng nhiệt độ của nước. Khí methane chiếm 90% thể tích khí biogas, còn lại là các khí khác sinh nhiệt không đáng kể khi bị đốt cháy. Câu 12. Chỉ số octane là một đại lượng quy ước đặc trưng cho tính chống kích nổ của nhiên liệu. Chỉ số octane càng cao thì khả năng chịu nén của nhiên liệu trước khi phát nổ càng lớn. Chỉ số octane dựa trên thang điểm mà isooctane là 100, còn heptane là 0. Ví dụ: xăng RON 95 là hỗn hợp các hydrocarbon có tính chống kích nổ tương đương với hỗn hợp 95% isooctane và 5% heptane về thể tích. Cấu tạo của isooctane như sau: a) Xác định công thức phân tử của isooctane. b) Nếu isooctane được tổng hợp từ phản ứng cộng hydrogen vào một hydrocarbon không no. Viết công thức cấu tạo của hydrocarbon đó. c) Giả sử một loại xăng chỉ là hỗn hợp gồm isooctane và heptane (C7H16). Tính thể tích không khí tối thiểu cần dùng để đốt cháy hoàn toàn 1 lít hơi của loại xăng trên. Biết oxygen chiếm 20% thể tích không khí; hơi của loại xăng trên có 95% isooctane và 5% heptane về thể tích. Câu 13. Một nhà máy nhiệt điện mỗi ngày sử dụng 108 tấn khí hóa lỏng LNG (chứa 96 % CH4 và 4 % C2H6 về thể tích) làm nhiên liệu, tạo nên sản lượng điện là 106 kWh/ngày (1 kWh = 3600 kJ). Biết rằng khi đốt cháy hoàn toàn 1 mol alkane CnH2n+2 thì giải phóng một nhiệt lượng được tính theo công thức: Q = 636,7n + 244,8 (kJ). Tính hiệu suất chuyển hóa nhiệt lượng thành điện năng của nhà máy. Câu 14. Biodiesel là nhiên liệu diesel sinh học được sản xuất từ nguồn nguyên liệu tái tạo như dầu thực vật, mỡ động vật hoặc dầu mỡ đã qua sử dụng, có thể được dùng để thay thế một phần hay toàn bộ nhiên liệu diesel truyền thống có nguồn gốc từ dầu mỏ. Biodiesel được sản xuất thông qua quá trình chuyển chéo ester (transester) bằng cách cho chất béo (RCOO)3C3H5 tác dụng với methanol hoặc ethanol với xúc tác thích hợp, tạo thành methyl ester RCOOCH3 hoặc ethyl ester RCOOC2H5. a. Viết phương trình hóa học tạo thành biodiesel từ chất béo và ethanol. b. Thành phần nguyên tố của biodiesel khác biệt gì so với diesel có nguồn gốc từ dầu mỏ? c. So sánh độ nhớt của biodiesel với chất béo ban đầu. Giải thích.
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HSG HÓA 9 4 d. Tiến hành chuyển chéo ester 300 mL một loại dầu ăn phế thải (có khối lượng mol phân tử trung bình là 873 g/mol và khối lượng riêng là 0,93 g/mL) bằng ethanol (dư) với hiệu suất chuyển hóa là 82,3 %. Tính khối lượng biodiesel thu được. e. Một trong số các kết quả thu được khi điều chế biodiesel với xúc tác NaOH như sau: Ký hiệu mẫu Tỷ lệ ethanol/ dầu ăn phế thải (g/g) Nhiệt độ ( 0C) Thời gian (giờ) Tỉ lệ NaOH/dầu ăn phế thải (g/g) Hiệu suất (%) 1 16/100 60 1,5 0,8/100 78,9 2 20/100 60 1,5 0,8/100 82,3 3 25/100 60 1,5 0,8/100 83,8 4 30/100 60 1,5 0,8/100 75,9 Vẽ biểu đồ biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất phản ứng chuyển chéo ester theo tỷ lệ khối lượng ethanol/dầu ăn phế thải đã dùng. Câu 15. Acetic acid là một hóa chất hữu cơ quan trọng có nhiều ứng dụng trong đời sống và công nghiệp. Khi nghiên cứu về tính chất hóa học của acetic acid, một bạn học sinh nói rằng acetic acid có đầy đủ tính chất của một acid như tác dụng với base, basic oxide, muối và kim loại. a) Hãy dùng phản ứng hóa học để minh họa cho nhận định trên. b) Trong công nghiệp acetic acid được tổng hợp chủ yếu bằng phương pháp carbonyl hóa methanol: CH3OH + CO o  t , xt CH3COOH Có thể dùng acetic acid điều chế theo phương pháp trên pha chế làm giấm ăn được không? Tại sao? Hiện nay người ta sản xuất giấm ăn bằng phương pháp nào, viết phương trình hóa học sản xuất giấm ăn hiện nay? c) Nhu cầu acetic acid trong một năm trên toàn cầu là 18 triệu tấn, trong đó 75% được sản xuất theo phương pháp carbonyl hóa methanol. Tính khối lượng CH3OH tối thiểu đã dùng trong việc sản xuất acetic acid theo phương pháp carbonyl hóa methanol trong một năm, biết hiệu suất đạt 90%. Câu 16. Chỉ số octane là chỉ số đo lường khả năng chống kích nổ của một nhiên liệu khi nhiên liệu này bốc cháy với không khí bên trong xilanh của động cơ đốt trong. Quy ước chỉ số octane của 2,2,4-trimethylpentane (iso octane) là 100 và của heptane là 0. Chỉ số octane càng cao, hiệu suất cháy của xăng càng cao. RON là viết tắt của “reseach octane number”, tức chỉ số octane nghiên cứu. Ví dụ RON 92 thì có chỉ số octane bằng 92, tức là 100 lít xăng RON 92 có thể quy đổi tương ứng 92 lít xăng có chỉ số octane 100, còn lại là xăng có chỉ số octane bằng 0. Xăng E5 có chứa 5% ethylic alcohol (ethanol) và 95% xăng RON 92 theo thể tích, cho biết ethanol có chỉ số octane là 109. a. Xác định công thức phân tử của 2,2,4-trimethylpentane (iso octane). Biết công thức cấu tạo thu gọn của 2,2,4-trimethylpentane như sau: