Get documents about "PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN HÓA HỮU CƠ và VÔ CƠ _CUC HAY_
Shared by: Thoson80
-
Stats
- views:
- 38
- posted:
- 9/9/2011
- language:
- Vietnamese
- pages:
- 15
Document Sample
PHƢƠNG PHÁP GIẢI TOÁN HÓA HỮU CƠ và VÔ CƠ
& MỘT SỐ LƢU Ý VỀ HỢP CHẤT HỮU CƠ
------
A-GIẢI NHANH BÀI TOÁN TRẮC NGHIỆM VÔ CƠ
1/ H2SO4 2H+ + SO42- H2
HCl H+ + Cl-
m muối = mKim Loại + mgốc
axít mM
VD1:Cho 2,81 g hỗn hợp Fe2O3, ZnO, MgO tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch H2SO4 0,1M.
Khối lượng muối sunfat tạo ra trong dung dịch là:
Giải: nH2SO4 =0,05 = n SO42- --->nH += 0,1
2H+ + O2- = H2O
0,1 0,05 mol
m muối = m oxit – m O(trong oxit) +m gốc axit =2,81 –0,05.16 +0,05.96 =6,81 gam
VD2:Cho 8 g hỗn hợp bột kim lọai Mg va Fe tác dụng hết với dung dịch HCl thấy thoát ra 5,6 lit H2 ở
đktc. Khối lượng muối tạo ra trong dung dịch là
Giải: nH2 =0,25 ---> nHCl =nCl = 0,25.2 =0,5. m muối =8 + 0,5.35,5=25,75 gam
VD3:Cho 11 gam hỗn hợp 2 kim loại tan hoàn toàn trong HCl dư thấy có 8,96 lít khí thoát ra (đkc) v à dd
X, cô cạn dd X thì khối lượng hỗn hợp muối khan thu được là (gam):
Giải: nH2 =0,4 ---> nHCl =nCl- = 0,4.2 =0,8. m muối =kl kim loại +kl ion Cl-=11+0,8.35,3=39,4 gam
2/ Axít + Ocid bazơ ( kể cả ocid bazơ không tan)
2H+ + O2- H2O
VD1: Fe2O3 a mol
Phản ứng dung dịch HCl
FexOy b mol
nO2- = 3a+ by 2H+ + O2- H2O
6a+2yb 3a+yb
VD2:Hoà tan 2,4 g một oxit sắt vừa đủ 90ml ddHCl 1M. Công thức của oxit sắt nói trên là:
Gọi CTPT oxit sắt là:FexOy a mol
nHCl =0,09mol
2H+ + O2- H2O
0,09 0,045 mol
2-
nO =ay = 0,045 (1)
56a + 16ya = 2,4 (2)
xa =0,03 x:y =2:3 CTPT là Fe2O3
3/ Axít + Bazơ ( kể cả bazơ không tan)
H+ + OH- H2O
VD: Dung dịch H2SO4 phản ứng với hổn hợp: Fe(OH)3 amol, Al(OH)3 bmol, Cu(OH)2 cmol
nOH- = 3a+3b+2c = nH+
1
4/ Axít + Kim Loại Muối và giải phóng khí H2
nH+ + M Mn+ + n/2
H2
VD: Na H ½ H2
Al 3H 3/2 H2
VD1:Cho 8.3 g hỗn hợp Al,Fe tác dụng hết với dung dịch HCl. Sau phản ứng khối lượng HCl tăng thêm
7.8 g. Khối lượng mỗi muối tạo ra trong dung dịch và kl mỗi kim loại trong hh
Giải;n H2 =(8,3-7,8 ):2 =0,25
3/2a+b = 0,25
27a +56 b= 8,3---> a=b= 0,1 mol
VD 2: Cho m gam nhôm,Magiê, sắt vào 250 ml dd X chứa hh axít HCl 1M,H2SO4 0,5 M, thu được
0,2375 mol khí H2 và dd Y.Tính pH của dd Y.
Giải:n H+bđ=0,25 +0,25.0,5.2 = 0,5
nH+ pư = 0,2375.2=0,475
nH+ dư =0,025 mol CH+=0,1 pH =1
5/ CO, H2 khử oxít kim loại sau Al tạo Kim loại + CO2 , H2O
CO + O ( trong oxít) to CO2
H2 + O ( trong oxít) to H2O
VD: Hổn hợp gồm CuO amol
Fe2O3 bmol + CO nO(trong oxít) = a+3b
CO + O CO2
a+3b a+3b a+3b
VD:Một hỗn hợp X gồm Fe2O3, FeO và MgO có khối lượng là 4,24 g trong đó có 1,2 g MgO. Khi cho X
phản ứng với CO dư (phản ứng hoàn toàn), ta được chất rắn A và hỗn hợp CO và CO2. Hỗn hợp này khi
qua nước vôi trong cho ra 5 g kết tủa. Xác định khối lượng Fe2O3, FeO trong hỗn hợp X.
Giải: m 2 oxit sắt là: 4,24 –1,2 =3,04 gam---> 160 a +72 b =3,04
n CO2 = n O(trong 2 oxit sắt) = 0,05 ----> 3a +b = 0,05 ---> a=0,01 ; b= 0,02
6/ Phản ứng giữa 2 ion chỉ xảy ra khi sản phẩm có chất kết tủa, dễ bay hơi, điện li yếu.
VD1: Ca2+ + CO32- CaCO3
2H+ + CO32- H2O + CO2
2H+ + S2- H2S
Na+ + NO3- x không xảy ra
VD2 : Dung dịch chứa amol AlCl3, bmol CuCl2, cmol NaCl phản ứng dung dịch AgNO3 dư thu dmol kết
tủa. Mối liên hệ a,b,c,d
nCl- = 3a+2b+c
nAgCl = nCl- = nAg+phản ứng = 3a+2b+c = d
Ag+ + Cl- AgCl
7/ Định luật bảo toàn khối lƣợng:
mghổn hợp kim loại + m1 g dung dịch HCl thu được m2 g dung dịch A, m3 g khí B và m4 g rắn không tan.
Ta có : m + m1 = m2 + m3 + m4 m2 = m + m1 – m3 – m4
2
8/ Bảo toàn điện tích:
Trong 1 dung dịch : Tổng điện tích dương = tổng điện tích âm
VD1: Dung dịch chứa amol Al3+, bmol Ca2+, cmol SO42-, dmol Cl-.
Ta co: 3a + 2b = 2c + d
VD2: mg hổn hợp Fe, Mg, Zn phản ứng dung dịch HCl dư thu (m+m1) gam muối.
mg hổn hợp trên phản ứng dung dịch HCl thu bao nhiêu gam muối?
m
. mmuối clorua = mkim loại + mCl- mCl- = m1g nCl- = 1 mol
35,5
-
. Bảo toàn điện tích: 2Cl 2- 2-
SO4 ( 2.nSO4 = nCl-)
m1 m1
35,5 71
m
. muối sunfat = m + 1 x 96
71
VD3:Cho m g hỗn hợp Cu, Zn, Fe tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dư thu được dung dịch A. Cô cạn
dung dịch A thu được (m+62) gam muối khan. Nung hỗn hợp muối khan trên đến khối lượng không đổi
thu được chất rắn có khối lượng là:
Giải: n NO3- =62:62 = 1mol ---> 2NO3- -------> O2- . n O2- =0,5 mol
1 mol 0.5 mol
m oxit = m kim loại + m O = m + 0,5.16 =( m + 8 ) gam
Vídụ 4: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 và a mol Cu2S vào dung dịch HNO3 vừa đủ, thu
được dung dịch X chỉ chứa 2 muối sunf và khí NO duy nhất. Giá trị a là:
Giải: dd gồm:0,12 mol Fe3+, 2a mol Cu2+ ,(0,24+a) mol SO42- .
áp dụng Đlbt điện tích: 3.0,12 +2.2a =2(0,24 +a) a=0,06
9/ Bảo toàn nguyên tố :
VD1: Cho 1mol CO2 phản ứng 1,2mol NaOH thu mg muối. Tính m?
n -
. OH = 1,2 sản phẩm tạo 2 muối
n CO2
. Gọi CT 2 muối NaHCO3 amol BT nguyên tố Cacbon: a+b = 1 a= 0,08mol
Na2CO3 bmol BT nguyên tố Natri: a+2b = 1,2 b = 0,02mol
VD2 : Hổn hợp A gồm FeO a mol, Fe2O3 b mol phản ứng với CO ở t0 cao thu được hổn hợp B gồm: Fe
cmol, FeO dmol, Fe2O3 e mol, Fe3O4 f mol. Mối quan hệ giữa a,b,c,d…
Ta có : nFe (trong A) = nFe (trong B)
a+3b = c + d + 3e + 4f
VD 3:
Hấp thụ hoàn toàn 0,12 mol SO2 vào 2,5 lít dd Ba(OH)2 a mol/l thu được 0,08 mol kết tủa. gí trị của a là
bao nhiêu.
Giải:n BaCO3 =0,08 n C còn lại tạo Ba(HCO3)2 = 0,04 nBa(HCO3)2 =0,02
n Ba =n Ba(OH)2 =0,08 + 0,02 =0,1 CM =0,1/2,5 =0,04 M
3
VD 4:Hòa tan 5,6 gam Fe vào dd H2SO4 dư thu dược dd X.dd X phản ứng vừa đủ với V lít dd KMnO4
0,5 M giá trị của V là?
Giải:
nFe = nFe2+ =0,1 mol nMn2+ = 0,1.1/5=0,02(đlBT electron) V = 0,02:0.5 =0,04 lít
10/ Bảo toàn Electron :
. Chỉ sử dụng đối với phản ứng oxi hóa khử
. Phương pháp: + Xác định chất khử + xác định chất oxi hóa
+ Viết 2 quá trình + định luật bảo toàn Electron : ne cho = ne nhận
VD : 0,3 mol FexOy phản ứng với dd HNO3 dư thu được 0,1mol khí NO. Xác định FexOy.
Giải : xFe2y/x – ( 3x-2y) xFe+3 nFexOy = 0,3 nFe2y/x = 0,3x x=3
0,3x 0,3(3x-2y) y = 4 hoặc x=y=1
N+5
+ 3e N +2
0,3.(3x – 2y) = 0,3 3x – 2y = 1
0,3 0,1
Vậy CTPT : Fe3O4 hoặc FeO
11/ Xác định CTPT chất :
VD : 1 oxít của sắt có % mFe chiếm 70%. Xác định CTPT của oxít.
x 70 / 56 2
Gọi CT của oxít là: FexOy 0,666 Fe2O3
y 30 / 16 3
==========================================================================
B. HIDROCACBON:
CT chung: CxHy (x 1, y 2x+2). Nếu là chất khí ở đk thường hoặc đk chuẩn: x 4.
Hoặc: CnH2n+2-2k, với k là số liên kết , k 0.
I- DẠNG 1: Hỗn hợp gồm nhiều hidrocacbon thuộc cùng một dãy đồng đẳng.
PP1:Gọi CT chung của các hidrocacbon Cn H2 n 2 2k (cùng dãy đồng đẳng nên k giống nhau)
- Viết phương trình phản ứng
- Lập hệ PT giải n , k.
- Gọi CTTQ của các hidrocacbon lần lượt là Cn1 H 2n1 2 k , Cn2 H 2n2 2 k ... và số mol lần lần lượt là
a1,a2….
n a n a ...
Ta có: + n 1 1 2 2
a1 a2 ...
+ a1+a2+… =nhh
Ta có đk: n1<n2 n1< n <n2.
Thí dụ : + Nếu hh là hai chất đồng đẳng liên tiếp và n =1,5
Thì n1<1,5<n2=n1+1 0,5<n1<1,5 n1=1, n2=2.
+ Nếu hh là đđ không liên tiếp, giả sử có M cách nhau 28 đvC (2 nhóm –CH2-)
Thì n1< n =1,5<n2=n1+2 n1=1, n2=3.
PP2 : - gọi CT chung của hai hidrocacbon là Cx Hy .
- Tương tự như trên x, y
4
- Tách ra CTTQ mỗi hidrocacbon Cx1 H y1 , Cx 2 H y 2 ...
Ta có: x1< x <x2, tương tự như trên x1,x2.
y1 < y <y2; ĐK: y1,y2 là số chẳn.
nếu là đồng đẳng liên tiếp thì y2=y1+2. thí dụ y =3,5
y1<3,5<y2=y1+2 1,5<y1<3,5 ; y1 là số chẳn y1=2, y2=4
nếu là đđ không kế tiếp thì ta thay ĐK : y2=y1+2 bằng đk y2=y1+2k (với k là hiệu số nguyên tử
cacbon).
Cho vài thí dụ:
II. DẠNG 2: Tìm CTPT của hidrocacbon khi biết KL phân tử:
Phƣơng pháp: + Gọi CTTQ của hidrocacbon là CxHy; Đk: x 1, y 2x+2, y chẳn.
+ Ta có 12x+ y=M
M
+ Do y>0 12x<M x< (chặn trên) (1)
12
M2
+ y 2x+2 M-12x 2x+2 x (chặn dưới) (2)
14
Kết hợp (1) và (2) x và từ đó y.
Thí dụ : KLPT của hydrocacbon CxHy = 58
Ta có 12x+y=58
+ Do y>o 12x<58 x<4,8 và do y 2x+2 58-12x 2x+2 x 4
x=4 ; y=10 CTPT hydrocacbon là C4H10.
III. DẠNG 3 : GIẢI BÀI TOÁN HỖN HỢP
Khi giải bài toán hh nhiều hydrocacbon ta có thể có nhiều cách gọi :
- Cách 1 : Gọi riêng lẻ, cách này giải ban đầu đơn giản nhưng về sau khó giải, dài, tốn thời gian.
- Cách 2: Gọi chung thành một công thức C x H y hoặc Cn H2n 2 2k (Do các hydrocacbon khác dãy đồng
đẳng nên k khác nhau)
Phƣơng pháp: Gọi Ct chung của các hydrocacbon trong hh là C x H y (nếu chỉ đốt cháy hh) hoặc
Cn H2n 2 2k (nếu vừa đốt cháy vừa cộng hợp H2, Br2, HX…)
- Gọi số mol hh.
- Viết các ptpứ xảy ra, lập hệ phương trình, giải hệ phương trình x, y hoaëc, k...
n
+ Nếu là x, y ta tách các hydrocacbon lần lượt là Cx1 H y1 , Cx 2 H y 2 .....
Ta có: a1+a2+… =nhh
x a x 2a 2 ....
x 1 1
a1 a 2 ...
y a y 2a 2 ...
y 1 1
a1 a 2 ...
Nhớ ghi điều kiện của x1,y1…
+ x1 1 nếu là ankan; x1 2 nếu là anken, ankin; x1 3 nếu là ankadien…
Chú ý: + Chỉ có 1 hydrocacbon duy nhất có số nguyên tử C=1 nó là CH4 (x1=1; y1=4)
5
+ Chỉ có 1 hydrocacbon duy nhất có số nguyên tử H=2 nó là C2H2 (y2=4) (không học đối với
C4H2).
Các ví dụ:
IV. CÁC PHẢN ỨNG DẠNG TỔNG QUÁT:
1. Gọi CT chung của các hydrocacbon là Cn H2n 2 2k
a.Phản ứng với H2 dƣ (Ni,to) (Hs=100%)
Cn H2n 2 2k + k H2 Ni Cn H2n 2 hỗn hợp sau phản ứng có ankan và H2 dư
,t o
Chú ý: Phản ứng với H2 (Hs=100%) không biết H2 dư hay hydrocacbon dư thì có thể dựa
vào M của hh sau phản ứng. Nếu M <26 hh sau phản ứng có H2 dư và hydrocacbon chưa no
phản ứng hết
b.Phản ứng với Br2 dƣ:
Cn H2n 2 2k + k Br2 Cn H2n 2 k Br2k
c. Phản ứng với HX
Cn H2n 2 2k + k HX Cn H2n 2 k Xk
d.Phản ứng với Cl2 (a's'k't')
Cn H2n 2 2k + k Cl2 Cn H2n 2 2k Clk xHCl
e.Phản ứng với AgNO3/NH3
2 Cn H2n 2 2k +xAg2O NH3 x Cn H2n 2 2k x Ag x xH 2O
2) Đối với ankan:
CnH2n+2 + xCl2 ASKT CnH2n+2-xClx + xHCl ĐK: 1 x 2n+2
CnH2n+2 CmH2m+2 + CxH2x
Crackinh
ĐK: m+x=n; m 2, x 2, n 3.
3) Đối với anken:
+ Phản ứng với H2, Br2, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:1
+ Chú ý phản ứng thế với Cl2 ở cacbon
C
CH3-CH=CH2 + Cl2 500 ClCH2-CH=CH2 + HCl
o
4) Đối với ankin:
+ Phản ứng với H2, Br2, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:2
VD: CnH2n-2 + 2H2 Ni CnH2n+2
,t o
+ Phản ứng với dd AgNO3/NH3
2CnH2n-2 + xAg2O 2CnH2n-2-xAgx + xH2O
ĐK: 0 x 2
* Nếu x=0 hydrocacbon là ankin ankin-1
* Nếu x=1 hydrocacbon là ankin-1
* Nếu x= 2 hydrocacbon là C2H2.
5) Đối với aren và đồng đẳng:
+ Cách xác định số liên kết ngoài vòng benzen.
6
n Br2
Phản ứng với dd Br2 là số liên kết ngoài vòng benzen.
n hydrocacbo
n
+ Cách xác định số lk trong vòng:
nH2
Phản ứng với H2 (Ni,to):
n hydrocacbon
* với là số lk nằm ngoài vòng benzen
* là số lk trong vòng benzen.
Ngoài ra còn có 1 lk tạo vòng benzen số lk tổng là + +1.
VD: hydrocacbon có 5 trong đó có 1 lk tạo vòng benzen, 1lk ngoài vòng, 3 lk trong vòng.
Vậy nó có k=5 CTTQ là CnH2n+2-k với k=5 CTTQ là CnH2n-8
CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN
VÍ DỤ 1 :Đốt cháy 0,1 mol hỗn hợp 2 ankan là đồng đẳng kế tiếp ,thu được 3,36 lít CO2(ĐKTC).Hai
ankan trong hỗn hợp là:
Giải : số nt cacbon trung bình= số mol CO2 : số mol 2 ankan ---> CTPT
VD 2 :Đốt cháy 6,72 lít khí (ở đktc) hai hiđrocacbon cùng dãy đồng đẳng tạo thành 39,6 gam CO2 và 10,8
gam H2O.
a)Công thức chung của dãy đồng đẳng là:
b) Công thức phân tử mỗi hiđrocacbon là:
Giải :Do chúng ở thể khí, số mol CO2> số mol H2O --->là ankin hoặc ankadien
số mol 2 chất là :nCO2- n H2O = 0,3 ---> Số ntử cacbon trung bình là : nCO2 :n 2HC=3
---> n1=2 ,n2 =4 ---> TCPT là C2H2 và C4H6
VD 3 :Cho 4,6 gam hỗn hợp 2 anken là đồng đẳng kế tiếp qua dung dịch brôm dư,thấy
có 16 brôm phản ứng.Hai anken là
Giải:n Br2= 0,1 =n 2anken ---->số nguyên tử cacbon trung bình = 0 ,41,.6 =3,3
14
CTPT 2anken là: C3H6 và C4H8
VD 4:Khi đốt cháy 1hh gồm:0,1 mol C2H4 và 1 hydrocacbon A,thu được 0,5 mol CO2
và 0,6 mol H2O.CTPT của hydrocacbon A là:
Giải:nH2O > nCO2 ---> A là ankan
Số mol A= nH2O - nCO2 =0,1---> n =(0,5 – 0,1.2): 0,1 =2--->CTPT của A là:C2H6
VD 5:Khi đốt cháy 0,2 mol hh gồm: C2H2 và 1 hydrocacbon A,thu được:
số mol CO2 =số mol H2O =0,5 mol.CTPT của hydrocacbon A là ?
Giải:nH2O = nCO2 ---> A là ankan --> nC2H2 =n A= 0,1---> số nguyên tử cacbon trong Alà:
(0,5 –0,1.2): 0,1 =3 ---> ctpt của A là: C3H8
V- MỘT SỐ DẠNG BIỆN LUẬN KHI BIẾT MỘT SỐ TÍNH CHẤT
PHƢƠNG PHÁP:
+ Ban đầu đưa về dạng phân tử
+ Sau đó đưa về dạng tổng quát (có nhóm chức, nếu có)
+ Dựa vào điều kiện để biện luận.
7
VD1: Biện luận xác định CTPT của (C2H5)n CT có dạng: C2nH5n
Ta có điều kiện: + Số nguyên tử H 2 số nguyên tử C +2
5n 2.2n+2 n 2
+ Số nguyên tử H là số chẳn n=2 CTPT: C4H10
VD2: Biện luận xác định CTPT (CH2Cl)n CT có dạng: CnH2nCln
Ta có ĐK: + Số nguyên tử H 2 số nguyên tử C + 2 - số nhóm chức
2n 2.2n+2-n n 2.
+ 2n+n là số chẳn n chẳn n=2 CTPT là: C2H4Cl2.
VD3: Biện luận xác định CTPT (C4H5)n, biết nó không làm mất màu nước brom.
CT có dạng: C4nH5n, nó không làm mất màu nước brom nó là ankan loại vì 5n<2.4n+2 hoặc
aren.
ĐK aren: Số nguyên tử H =2số C -6 5n =2.4n-6 n=2. Vậy CTPT của aren là C8H10.
Chú ý các qui tắc:
+ Thế halogen vào ankan: ưu tiên thế vào H ở C bậc cao.
+ Cộng theo Maccôpnhicôp vào anken
+ Cộng H2, Br2, HX theo tỷ lệ 1:1 vào ankađien.
+ Phản ứng thế Ag2O/NH3 vào ankin.
+ Quy luật thế vào vòng benzen
+ Phản ứng tách HX tuân theo quy tắc Zaixep.
C. NHÓM CHỨC
I- RƢỢU:
1) Khi đốt cháy rượu: n H 2 O n CO 2 rượu này no, mạch hở.
2) Khi tách nước rượu tạo ra olefin rượu này no đơn chức, hở.
3) Khi tách nước rượu A đơn chức tạo ra chất B.
- d B / A 1 B là hydrocacbon chưa no (nếu là rượu no thì B là anken).
- d B / A 1 B là ete.
4) - Oxi hóa rượu bậc 1 tạo ra andehit hoặc axit mạch hở.
R-CH2OH R-CH=O hoặc R-COOH
[O]
- Oxi hóa rượu bậc 2 thì tạo ra xeton:
R-CHOH-R' R-CO-R'
[O]
- Rượu bậc ba không phản ứng (do không có H)
5) Tách nước từ rượu no đơn chức tạo ra anken tuân theo quy tắc zaixep: Tách -OH và H ở C có
bậc cao hơn
6) - Rượu no đa chức có nhóm -OH nằm ở cacbon kế cận mới có phản ứng với Cu(OH)2 tạo
ra dd màu xanh lam.
- 2,3 nhóm -OH liên kết trên cùng một C sẽkhông bền, dễ dàng tách nước tạo ra anđehit,
xeton hoặc axit cacboxylic.
- Nhóm -OH liên kết trên cacbon mang nối đôi sẽ không bền, nó đồng phân hóa tạo thành
anđehit hoặc xeton.
CH2=CHOH CH3-CHO
CH2=COH-CH3 CH3-CO-CH3.
8
CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN
Rƣợu no
a. Khi đốt cháy rượu : nH 2 O nCO2 röôïunaøy röôïu
laø no
nCO2
nH 2O nCO2 n röôïuphaûn soá
öùng töû
nguyeân caùcbon
n röôïu
Nếu là hổn hợp rượu cùng dãy đồng đẳng thì số nguyên tử Cacbon trung bình.
VD : n = 1,6 n1< n =1,6 phải có 1 rượu là CH3OH
nH 2 x
b. x là số nhóm chức rượu ( tương tự với axít)
n röôïu 2
c. rượu đơn chức no (A) tách nước tạo chất (B) (xúc tác : H2SO4 đđ)
. dB/A < 1 B là olêfin
. dB/A > 1 A là ete
Cu ,t 0
d. + oxi hóa rượu bậc 1 tạo anđehit : R-CHO R- CH= O
+ oxi hóa rượu bậc 2 tạo xeton : R- CH – R’ O R – C – R’
OH O
+ rượu bậc 3 không bị oxi hóa.
II. PHENOL:
- Nhóm OH liên kết trực tiếp trên nhân benzen, nên liên kết giữa O và H phân cực mạch vì vậy
hợp chất của chúng thể hiện tính axit (phản ứng được với dd bazơ)
OH ONa
+ NaOH + H 2O
- Nhóm -OH liên kết trên nhánh (không liên kết trực tiếp trên nhân benzen) không thể hiện tính
axit. CH2OH
+ NaOH n n n
khoâg phaû öùg
CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN
nH 2 x
a/ Hợp chất HC: A + Na H2 x là số nguyên tử H linh động trong – OH hoặc -
nA 2
COOH.
9
nNaOH phaûn öùng
b/ Hợp chất HC: A + Na muối + H2O y y là số nhóm chức phản ứng
nA
với NaOH là – OH liên kết trên nhân hoặc – COOH và cũng là số nguyên tử H linh động phản ứng
với NaOH.
n H2
VD : . 1 A có 2 nguyên tử H linh động phản ứng Natri
nA
n
. NaOH 1 A có 1 nguyên tử H linh động phản ứng NaOH
nA
. nếu A có 2 nguyên tử Oxi
A có 2 nhóm OH ( 2H linh động phản ứng Na) trong đó có 1 nhóm –OH nằm trên nhân thơm ( H
linh động phản ứng NaOH) và 1 nhóm OH liên kết trên nhánh như
HO-C6H4-CH2-OH
III. AMIN:
- Nhóm hút e làm giảm tính bazơ của amin.
- Nhóm đẩy e làm tăng tính bazơ của amin.
VD: C6H5-NH2 <NH3<CH3-NH2<C2H5NH2<(CH3)2NH2 (tính bazơ tăng dần)
CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN
nH
x x là số nhóm chức amin
namin
VD: nH+ : namin = 1 :1 amin này đơn chức
CT của amin no đơn chức là CnH2n+3N (n 1)
. Khi đốt cháy nH2O > nCO2 nH2O – nCO2 = 1,5 namin
nCO2
. số nguyên tử cacbon
namin
Bậc của amin : -NH2 bậc 1 ; -NH- bậc 2 ; -N - bậc 3
IV. ANĐEHIT :
1. Phản ứng tráng gƣơng và với Cu(OH)2 (to)
o
t
R-CH=O +Ag2O ddNH 3 R-COOH + 2Ag
,
o
R-CH=O + 2Cu(OH)2 t R-COOH + Cu2O +2H2O
Nếu R là Hydro, Ag2O dư, Cu(OH)2 dư:
o
t
H-CHO + 2Ag2O ddNH3 H2O + CO2 + 4Ag
,
o
H-CH=O + 4Cu(OH)2 t 5H2O + CO2 + 2Cu2O
Các chất: H-COOH, muối của axit fomic, este của axit fomic cũng cho được phản ứng tráng
gương.
o
t
HCOOH + Ag2O ddNH3 H2O + CO2+2Ag
,
o
t
HCOONa + Ag2O ddNH 3 NaHCO3 + 2Ag
,
o
t
H-COOR + Ag2O ddNH 3 ROH + CO2 + 2Ag
,
Anđehit vừa đóng vai trò chất khử, vừa đóng vai trò chất oxi hóa:
+ Chất khử: Khi phản ứng với O2, Ag2O/NH3, Cu(OH)2(to)
10
+ Chất oxi hóa khi tác dụng với H2 (Ni, to)
CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN
nAg
a. 2 x x laø nhoùm
soá andehyt.
chöùc
nanñehyt
+ Trường hợp đặc biệt : H-CH = O phản ứng Ag2O tạo 4mol Ag nhưng %O = 53,33%
+ 1 nhóm andehyt ( - CH = O ) có 1 liên kết đôi C = O andehyt no đơn chức chỉ có 1 liên kết
nên khi đốt cháy n H 2 O nCO2 ( và ngược lại)
+ andehyt A có 2 liên kết có 2 khả năng : andehyt no 2 chức ( 2 ở C = O) hoặc andehyt không
no có 1 liên kết đôi ( 1 trong C = O, 1 trong C = C).
nCu2 O
b. + x x laø nhoùm
soá andehyt
chöùc
n andehyt
nCu(OH)2 phaûnöùng
+ 2 x x laø nhoùm
soá andehyt
chöùc
n andehyt
n H 2 phaûn öùng
+ x x laø soá
( nhoùm andehyt soá keát ) C C)
chöùc lieân ñoâi(
n andehyt
V. AXIT CACBOXYLIC:
+ Khi cân bằng phản ứng cháy nhớ tính cacbon trong nhóm chức.
3n 1
VD: CnH2n+1COOH + (
) O2 (n+1)CO2 + (n+1)H2O
2
+ Riêng axit fomic tráng gương, phản ứng với Cu(OH)2 tạo đỏ gạch.
Chú ý axit phản ứng với Cu(OH)2 tạo ra dd màu xanh do có ion Cu2+
+ Cộng HX của axit acrylic, axit metacrylic, andehit acrylic nó trái với quy tắc cộng
Maccopnhicop:
VD: CH2=CH-COOH + HCl ClCH2-CH2-COOH
+ Khi giải toán về muối của axit cacboxylic khi đốt cháy trong O2 cho ra CO2, H2O và Na2CO3
t y t
VD : CxHyOzNat +
O2 ( x ) CO2 + H2O + Na2CO3
2 2 2
CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN
nOH- phaûn öùng
x x laø nhoùm
soá axít
chöùc ( - COOH)
naxít
Chí có axít fomic ( H-COOH) tham gia phản ứng tráng gương
Đốt axít :
( ngöôïc CT : Cn H 2nO2
Ta có : nH 2 O nCO2 axít treân ñôn chöùc.vaø
no laïi)
nH 2 sinh ra x
x laø nhoùm
soá axít öùng
chöùc ( phaûn kim loaïi)
naxít 2
Lƣu ý khi giải toán :
+ Số mol Na (trong muối hữu cơ) = số mol Na (trong Na2CO3) (bảo toàn nguyên tố Na)
11
+ Số mol C (trong Muối hữu cơ) = số mol C (trong CO2) + Số mol C (trong Na2CO3) (bảo toàn
nguyên tố C)
So sánh tính axit : Gốc hút e làm tăng tính axit, gốc đẩy e làm giảm tính acit của axit
cacboxylic.
VI. ESTE :
cách viết CT của một este bất kì :x y
Este do axit x chức và rưỡu y chức : Ry(COO)x.yR’x .
Nhân chéo x cho gốc hidrocacbon của rượu và y cho gốc hdrocacbon của axit.
x.y là số nhóm chức este.
VD : - Axit đơn chức + rượu 3 chức : (RCOO)3R’
- Axit 3 chức + rượu đơn chức : R(COO-R’)3
1. ESTE ĐƠN CHỨC :
o
Este + NaOH t Muối + rượu
Este + NaOH 1 muối + 1 anđehit este này khi phản ứng với dd NaOH tạo ra
rượu có nhóm -OH liên kết trên cacbon mang nối đôi bậc 1, không bền đồng phân hóa tạo ra
anđehit.
o
R-COONa + CH2=CH-OH
VD: R-COOCH=CH2 + NaOH t
Đp hóa
CH3-CH=O
Este + NaOH 1 muối + 1 xeton este này khi phản ứng tạo rượu có nhóm --OH
liên kết trên cacbon mang nối đôi bậc 2 không bền đồng phân hóa tạo xeton.
o
RCOOC=CH2 R-COONa + CH2=CHOH-CH3
+ NaOH t
CH3 Đp hóa CH3-CO-CH3
Este + NaOH 2muối +H2O Este này có gốc rượu là đồng đđẳng của phenol
hoặc phenol..
VD :
o
RCOO + 2NaOH t RCOONa + C6H5ONa + H2O
( do phenol có tính axit nên phản ứng tiếp với NaOH tạo ra muối và H2O)
Este + NaOH 1 sản phẩm duy nhất Este đơn chức 1 vòng
C O o
R
+NaOH t R COONa
O OH
CÁCH XÁC ĐỊNH SỐ NHÓM CHỨC ESTE :
n
NaOH(phaûn là số nhóm chức este (trừ trường hợp este của phenol và đồng
öùng)
nEste
đẳng của nó)
nNaOHcần <2neste(este phản ứng hết) Este này đơn chứcvà NaOH còn dư.
Este đơn chức có CTPT là : CxHyO2 R-COOR’ ĐK : y 2x
Ta có 12x+y+32 = R + R’ + 44.
Khi giải bài toán về este ta thường sử dụng cả hai công thức trên.
+ Ct CxHyO2 dùng để đốt cháy cho phù hợp.
12
+ CT R-COOR’ dùng để phản ứng với NaOH CT cấu tạo của este.
Hỗn hợp este đơn chức khi phản ứng với NaOH tạo 1 muối + 2 rượu đơn chức
2 este này cùng gốc axit và do hai rượu khác nhau tạo nên.
R COOR 1
Vậy công thức 2 este là R-COO R ' giải R,R’ ; ĐK : R1< R ' <R2 CT Cx H yO2
R COOR 2
Hỗn hợp este đơn chức khi phản ứng với NaOH tạo ra 3 muối + 1 rượu 3 este này cùng gốc
rượu và do 3 axit tạo nên.
R 1COOR '
CT 3 este là R COOR’ CT 3este R 2COOR ' C x H y O 2
R COOR '
3
Hỗn hợp este khi phản ứng với NaOH 3 muối + 2 rượu đều đơn chức
CTCT của 3este là R COO R ' (trong đó 2 este cùng gốc rượu)
R1COOR1 '
CT 3este là: R 2COOR1 ' C x H y O 2
R COOR '
3 2
Hỗn hợp 2 chất hữu cơ đơn chức khi phản ứng với NaOH thu được 1 muối + 1 rượu : Có 3
trường hợp xảy ra :
RCOOH
+ TH1 : 1 axit + 1 rượu
R ' OH
RCOOH
+ TH2 : 1 axit + 1 este (cùng gốc axit)
RCOOR '
R ' OH
+ TH3 : 1 rượu + 1 este (cùng gốc rượu)
RCOOR '
Hỗn hợp hai chất hữu cơ khi phản ứng với dd NaOH thu được hai muối + 1 rượu (đều đơn
chức). Có hai trường hợp :
RCOOH
+ TH1 : 1 axit + 1 este
RCOOR '
R 1COOR '
+ TH2 : 2 este (cùng gốc rượu) : RCOO R ' .
R 2COOR '
Hỗn hợp hai chất hữu cơ đơn chức khi phản ứng với dd NaOH thu được 1 muối + 2 rượu. Có
hai trường hợp :
R ' OH
+ TH1 : 1 rượu + 1 este
RCOOR '
RCOOR 1
+ TH 2 : 2 este cùng gốc axit
RCOOR 2
Lƣu ý : Nếu giả thiết cho các hợp chất hữu cơ đồng chức thì mỗi phần trên chỉ có 1 trường hợp
là hh 2 este (cùng gốc rượu hoặc cùng gốc axit).
2. ESTE ĐA CHỨC :
a) - Do axit đa chức + rượu đơn chức : R(COOR’)x (x 2)
- Nếu este này do axit đa chức + rượu đơn chức (nhiều rượu) : R(COO R ' )x
13
- Nếu este đa chức + NaOH 1 muối+2rượu đơn chức este này có tối thiểu hai chức.
COOR1 COOR1
VD : R R COOR1
(3 chức este mà chỉ thu được 2 rượu)
COOR2 COOR2
- Nếu este này có 5 nguyên tử oxi este này tối đa hai
chức este (do 1 chức este có tối đa hai nguyên tử oxi)
b) - Do axit đơn + rượu đa : (RCOO)yR’ (y 2)
+ Tương tự như phần a.
c) Este do axit đa + rượu đa : Ry(COO)x.yR’x (ĐK : x,y 2)
nếu x=y CT : R(COO)xR’
Khi cho este phản ứng với dd NaOH ta gọi Ct este là RCOOR’ nhưng khi đốt ta nên gọi CTPT
là CxHyO2 (y 2x) vì vậy ta phải có phương pháp đổi từ CTCT sang CTPT để dễ giải.
VD : este 3 chức do rượu no 3 chức + 3 axit đơn chức (có 1 axit no, iaxit có 1 nối đôi, 1 axit có
một nối ba) (este này mạch hở)
Phương pháp giải : + este này 3 chức Pt có 6 nguyên tử Oxi
+ Số lkết : có 3 nhóm –COO- mỗi nhóm có 1 lk 3 .
+ Số lk trong gốc hydrocacbon không no là 3 ( 1 trong axit có 1 nối đôi, 2 trong axit
có 1 nối ba)
CT có dạng : CnH2n+2-2kO6 với k=6 CT : CnH2n-10O6.
+ Gọi CTCT là :
CmH2m+1COO Cm+x+y+a+3H2m+2x+2y+2a-4O6
CxH2x-1COO CaH2a-1
CyH2y-3COO Đặt : n=m+x+y+a+3
CnH2n-10O6
Chú ý : Phản ứng este hóa giữa axit và rƣợu : (phản ứng không hoàn toàn)
+ Rượu đa chức + axit đơn chức :
+
xRCOOH + R’(OH)n H , to (RCOO)xR’(OH)(n-x) + xH2O Điều kiện : 1 x n
+ Rượu đơn + axit đa :
+ (COOR')x
R(COOH)n + xR’OH H , to + xH2O
R
Điều kiện : 1 x n
(COOH)(n-x)
Ngoài ra còn những este đăc biệt khác :
Este do rượu đa, axit đa và axit đơn :
VD : COO R"
R
Khi phản ứng với NaOH tạo ra R(COONa)2, R’COONa và R’’(OH)3
COO
R' COO muối của axit đa + rượu đa và rượu đơn
Hoặc este + NaOH
VD : COO R'
R COO
khi cho phản ứng với NaOH cho R(COONa)3 + R’(OH)2 + R’’OH
COO R"
Este do axit tạp chức tạo nên :
VD : R-COO-R’-COO-R’’ khi phản ứng NaOh tạo : R-COONa, và R’’OH
R' COONa
OH
14
VD :
COO
R R khi phản ứng với NaOH tạo : R' COONa
OOC
OH
CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN :
t0
Este + NaOH muối + nước
n NaOH phaûn öùng
x x laø nhoùm
soá este tröôøng ñaëc estecuûa
chöùc tröø hôïp bieät phenol
neste
ñoàng
( vaø cuaû
ñaúng noù).
t0
VD: CH3 – COOC6H5 + NaOH CH3 – COONa + C6H5ONa + H2O
Đốt cháy este : nH 2 O nCO2 estenaøy ñôn chöùc CT laø n H 2nO2
no C
VII. BIỆN LUẬN XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ CÓ NHÓM CHỨC
CT chung : CnH2n+2-x-2kXx với X là nhóm chức hóa học : -OH, -CHO, -COOH, -NH2…
Giả thiết cho CT dạng phân tử và một số tính chất của hợp chất hữu cơ.
Phƣơng pháp :- Đưa CTPT về dạng CTCT có nhóm chức của nó.
- Đặt điều kiện theo công thức chung :
+ Nếu no : k=0 thì ta luôn có số nguyên tử H = 2 số nguyên tử C + 2 – số nhóm chức.
+ Nếu không cho no thì ta có : số nguyên tử H 2 số nguyên tử C + 2 – số nhóm chức.
VD1 : Một rượu no có công thức là (C2H5O)n. Biện luận để xác định CTPTcủa rượu đó.
+ Đưa CT trên về dạng cấu tạo : (C2H5O)n C2nH4n(OH)n
+ Đặt ĐK : số nguyên tử H = 2 số nguyên tử C + 2 – số nhóm chức
4n=2.2n+2-n n=2 Ct rượu là C4H8(OH)2
VD2 : Một axit hữu cơ có CTPT là (C4H3O2)n, biết rằng axit hữu cơ này không làm mất màu dd
nước brom. Xác định CTCT của axit ?
+ Đưa về dạng cấu tạo : (C4H3O2)n C4nH3nO2n C3nH2n(COOH)n
+ Do axit hữu cơ này không làm mất màu nước brom nên có 2 trường hợp :
Axit này no : (k=0) loại vì theo ĐK : H=2C+2-số nhóm chức 2n=6n+2-n n<0.
Axit này thơm : k=4 (do 3 lk tạo 3 lk đôi C=C và một lk tạo vòng benzen)
ĐK : H=2C+2-2k-số nhóm chức 2n=6n+2-8-n n=2. Vậy Ct của axit là C6H4(COOH)2 (vẽ CTCT :
có 3 CT).
15
