Bài 14 mở đầu về hóa học hữu cơ

CHƯƠNG ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ BÀI 14: MỞ ĐẦU VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ Mục tiêu  Kiến thức + Nêu khái niệm hóa học hữu hợp chất hữu cơ, đặc điểm chung hợp chất hữu + Phân loại hợp chất hữu theo thành phần nguyên tố (hiđrocacbon dẫn xuất) + Trình bày sơ lược phân tích nguyên tố: Phân tích định tính, phân tích định lượng  Kĩ + Tính phân tử khối chất hữu dựa vào tỉ khối + Xác định thành phần nguyên tố hóa học phần trăm khối lượng nguyên tố hợp chất hữu + Phân biệt hiđrocacbon dẫn xuất hiđrocacbon theo thành phần phân tử Trang I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM Khái niệm hợp chất hữu hóa học hữu Trong thành phần hợp chất hữu Hợp chất hữu hợp chất cacbon (trừ CO, thiết phải có cacbon, hay gặp hiđro, oxi, nitơ, CO2, HCN, muối cacbonat, muối xianua, muối sau đến nguyên tố halogen, lưu huỳnh cacbua ) Hóa học hữu ngành Hóa học nghiên cứu hợp chất hữu Phân loại hợp chất hữu a Dựa theo thành phần nguyên tố tạo nên hợp chất hữu Hiđrocacbon: Là hợp chất hữu phân tử chứa hai nguyên tố C, H Hiđrocacbon chia thành loại: hiđrocacbon no, hiđrocacbon không no, hiđrocacbon thơm Dẫn xuất hiđrocacbon: Là hợp chất hữu phân tử có nguyên tử nguyên tố khác thay nguyên tử hiđro hiđrocacbon Dẩn xuất hiđrocacbon chia thành: dẫn xuất halogen, ancol, phenol, ete, anđehit - xeton; amin, nitro, axit cacboxylic, este, hợp chất tạp chức, poỉime b Dựa theo mạch cacbon Hợp chất hữu mạch vịng Hợp chất hữu mạch khơng vịng Đặc điểm chung hợp chất hữu a Đặc điểm cấu tạo Liên kết hóa học chủ yếu hợp chất hữu liên kết cộng hóa trị b Tính chất vật lí • Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi thấp • Phần lớn khơng tan nước, tan nhiều dung môi hữu c Tính chất hóa học • Các hợp chất hữu thường bền với nhiệt dễ cháy • Phản ứng hóa học hợp chất hữu thường Trang xảy chậm theo nhiều hướng khác nhau, nên tạo hỗn hợp nhiều sản phẩm Sơ lược vè phân tích nguyên tố a Phân tích định tính • Mục đích: Xác định ngun tố có hợp chất hữu • Ngun tắc: Chuyển nguyên tố hợp chất Chuyển nguyên tố C thành CO2, nguyên tố H hữu thành chất vô đơn giản nhận biết thành H2O, nguyên tố N thành NH3 chúng phản ứng đặc trưng b Phân tích định lượng • Mục đích: Xác định thành phần phần trăm khối lượng nguyên tố có phân tử hợp chất hữu • Ngun tắc: Cân xác a gam khối lượng hợp chất hữu cơ, sau chuyển nguyên tố C thành CO2, H thành H2O, N thành N2, sau xác định xác khối lượng thể tích chất tạo thành, từ tính phần trăm khối lượng ngun tố Biểu thức tính tốn: mC  12.mCO2 44 gam; mH  2.mH2O 18 gam; m N  28.VN2 22, gam Tính được: %C  mC m m 100%;%H  H 100%;%N  N 100% a a a  %O  100%  %C  %H  %N Trang SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA II CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Câu hỏi lí thuyết Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Khẳng định sau sai nói tính chất vật lí hợp chất hữu nói chung? A Các hợp chất hữu thường có nhiệt độ sơi, nhiệt độ nóng chảy cao B Các hợp chất hữu thường khơng tan tan nước C Các hợp chất hữu thường tan tốt dung môi hữu benzen, n-hexan D Các hợp chất hữu thường có tính chất vật lí giống Hướng dẫn giải Dựa vào tính chất vật lí chung hợp chất hữu để chọn đáp A  Chọn A Ví dụ 2: Đặc điểm sau hợp chất hữu cơ? A Không bền nhiệt độ cao B Khả phản ứng hoá học chậm, theo nhiều hướng khác C Liên kết hoá học hợp chất hữu thường liên kết ion D Dễ bay dễ cháy hợp chất vô Hướng dẫn giải Dựa vào đặc điểm chung hợp chất hữu cơ: Đặc điểm cấu tạo: Liên kết hóa học chủ yếu liên kết cộng hóa trị Trang Tính chất vật lí: nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi thường thấp, phần lớn khơng tan nước Tính chất hóa học: Dễ cháy, bền với nhiệt Phản ứng xảy chậm, theo nhiều hướng  Chọn C Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Thành phần nguyên tố hợp chất hữu A thiết phải có cacbon, thường có H, hay gặp O, N, sau đến halogen, S, P B gồm có C, H nguyên tố khác C bao gồm tất nguyên tố bảng tuần hồn D thường có C, H, hay gặp O, N, sau đến halogen, S, P Câu 2: Cặp chất dẫn xuất hiđrocacbon? A C2H4 C4H8O B C2H4 C2H2 C C2H4 C3H4 D C2H4O C3H6O C CO, CaC2 D CH3Cl, C6H5Br C C2H2, C6H6 D HCN, NaCN Câu 3: Cặp chất sau hợp chất hữu cơ? A CO2, CaCO3 B NaHCO3, NaCN Câu 4: Cặp chất hiđrocacbon? A CaC2, Al4C3 B CO, CO2 Câu 5: Khẳng định sau nói liên kết hóa học phân tử hợp chất hữu cơ? A Liên kết hóa học phân tử hợp chất hữu liên kết ion B Liên kết hóa học phân tử hợp chất hữu liên kết cho nhận C Liên kết hóa học phân tử hợp chất hữu liên kết cộng hóa trị D Liên kết hóa học phân tử hợp chất hữu liên kết cộng hóa trị phân cực Câu 6: Chọn khái niệm hoá học hữu Hoá học hữu ngành khoa học nghiên cứu A hợp chất cacbon B hợp chất cacbon, trừ CO, CO2 C hợp chất cacbon, trừ CO, CO2, muối cacbonat, xianua D hợp chất có thể sống Bài tập nâng cao Câu 7: Đặc điểm chung phân tử hợp chất hữu (1) thành phần nguyên tố chủ yếu C hay gặp H (2) chứa nguyên tố khác Cl, N, P, O (3) liên kết hóa học chủ yếu liên kết cộng hoá trị (4) liên kết hoá học chủ yếu liên kết ion (5) dễ bay hơi, khó cháy Trang (6) phản ứng hố học xảy nhanh Nhóm ý là: A 2, 4, B 1, 3, C 1, 2, D 4, 5, Câu 8: Nguyên tắc chung phép phân tích định tính hợp chất hữu là: A chuyển hoá nguyên tố C, H, N thành chất vô đơn giản, dễ nhận biết B đốt cháy chất hữu để tìm cacbon dạng muội đen C đốt cháy chất hữu để tìm nitơ có mùi khét tóc cháy D đốt cháy chất hữu để tìm hiđro dạng nước Dạng 2: Xác định thành phần phần trăm khối lượng nguyên tố hóa học hợp chất hữu Phương pháp giải Ví dụ: Đốt cháy hoàn toàn 0,92 gam hợp chất hữu X, thu 1,76 gam CO2 1,08 gam H2O Thành phần phần trăm khối lượng nguyên tử O X A 13,04% B 34,78% C 41,30% D 52,17% Hướng dẫn giải Bước 1: Tính số mol CO2, H2O, N2 theo kiện toán Bước 2: Áp dụng bảo toàn nguyên tố C, H, N: n C  n CO2 ; n H  2n H2O ; n N  2n N2 Bước 3: Tính khối lượng C, H, O, N n CO2  1, 76 1, 08  0, 04 mol; n H2O   0, 06 mol 44 18 Bảo toàn nguyên tố C, H: n C  n CO2  0, 04 mol n H  2n H2O  2.0, 06  0,12 mol Trong đó: mO  mhc  mC  mH  mN mC  0, 04.12  0, 48gam Ta có:  mH  0,12.1  0,12gam Bước 4: Tính phần trăm khối lượng chúng  mO  0,92  0, 48  0,12  0,32gam hợp chất mC  %C  m 100% hc   mH %H  m 100%  hc  %N  m N 100%  m hc  %O  m O 100%  100%  %C  %H  %N  m hc  %O  0,32 100%  34, 78% 0,92  Chọn B Ví dụ mẫu Trang Ví dụ 1: Oxi hố hồn tồn 0,6 gam hợp chất hữu A thu 0,672 lít khí CO2 (ở đktc) 0,72 gam H2O Tính thành phần phần trăm nguyên tố phân tử chất A Hướng dẫn giải n CO2  0, 03mol; n H2O  0, 04 mol Bảo toàn nguyên tố C, H: n C  n CO2  0, 03mol n H  2n H2O  2.0, 04  0, 08mol  mC  0,03.12  0,36gam;mH  0,08.1  0,08gam Ta thấy: mC  mH  mA  Trong A có C, H O Ta có: %C  %H  mC 0,36 100%  100%  60% mA 0, mH 0, 08 100%  100%  13,33% mA 0, %O  100%  %C  %H  26,67% Ví dụ 2: Oxi hố hồn tồn 0,46 gam hợp chất hữu A thu sản phẩm cháy gồm CO2 H2O Dần sản phẩm cháy qua bình chứa H2SO4 đặc bình hai chứa KOH dư thấy khối lượng bình tăng 0,54 gam, bình hai tăng 0,88 gam Xác định thành phần phần trăm nguyên tố phân tử chất A Hướng dẫm giải Chú ý: Sản phẩm cháy dẫn qua bình đựng chất Sản phẩm oxi hóa hồn tồn A gồm CO2, H2O hút nước (H2SO4 đặc, P2O5 ) khối lng bỡnh mbình tăng mH2O 0,54gam n H2O  0, 03mol tăng khối lượng H2O v sau ú dn qua mbình hai tăng mCO2  0,88gam  n CO2  0,02 mol dung dịch kiềm khối lượng bình tăng khối lượng CO2 Bảo toàn nguyên tố C, H: n C  n CO2  0, 02mol n H  2n H2O  2.0, 03  0, 06 mol  mC  0,02.12  0, 24gam;mH  0,06.1  0,06gam Ta thấy: mC  mH  mA  Trong A có C, H O Ta có: %C  mC 0, 24 100%  100%  52,17% mA 0, 46 %H  mH 0, 06 100%  100%  13, 04% mA 0, 46 %O  100%  %C  %H  34,79% Trang Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Oxi hóa hồn tồn 6,15 gam hợp chất hữu X thu 2,25 gam H2O; 6,72 lít CO2 0,56 lít N2 (đktc) Phần trăm khối lượng O X A 28,05% B 26,02% C 31,71% D 11,38% Câu 2: Khi đốt cháy hoàn toàn 0,29 gam chất hữu X (gồm C, H, O), sản phẩm cháy cho qua bình đựng CaO dư, khối lượng bình tăng 0,93 gam, cho sản phẩm cháy qua bình đựng P2O5 dư khối lượng bình tăng 0,27 gam Thành phần phần trăm theo khối lượng nguyên tử O X A 27,59% B 33,46% C 42,51% D 62,07% Câu 3: Khi phân tích 0,5 gam chất hữu X, khí NH3 tạo thành cho qua bình đựng 30 ml dung dịch H2SO4 0,5M, sau phản ứng lượng axit dư trung hòa 4,5 ml dung dịch NaOH 1M Thành phần phần trăm khối lượng nguyên tử N X gần với A 3,6% B 7,2% C 36,0% D 72,0% Bài tập nâng cao Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn m gam hợp chất hữu X cần dùng vừa đủ 10,64 lít O2, thu 8,96 lít CO2; 4,05 gam H2O; 0,56 lít N2 1,6 gam SO2 Các thể tích khí đo đktc Thành phần phần trăm khối lượng nguyên tử O X A 22,86% B 29,63% C 45,71 % D 58,72% Câu 5: Oxi hố hồn tồn 0,135 gam hợp chất hữu A cho sản phẩm qua bình chứa H2SO4 đặc bình hai chứa KOH, thấy khối lượng bình tăng lên 0,117 gam, khối lượng bình hai tăng thêm 0,396 gam Ở thí nghiệm khác, nung 1,35 gam hợp chất A với CuO thu 112 ml (đktc) khí nitơ Xác định thành phần phần trăm nguyên tố phân tử chất A Câu 6: Để đốt cháy hoàn toàn 2,50 gam chất A phải dùng vừa hết 3,36 lít O2 (đktc) Sản phẩm cháy có CO2 H2O, khối lượng CO2 lớn khối lượng H2O 3,70 gam Xác định phần trăm theo khối lượng nguyên tố hợp chất hữu A PHẦN ĐÁP ÁN Dạng 1: Câu hỏi lí thuyết 1-A 2-D 3-D 4-C 5-C 6-C 7-C 8-A Dạng 2: Xác định thành phần phần trăm khối lượng nguyên tố hóa học hợp chất hữu 1-B 2-A 3-D 4-A Câu 1: n CO2  0,3mol; n H2O  0,125mol; n N2  0, 025mol n C  n CO2  0,3mol mC  12.0,3  3, gam   Bảo toàn nguyên tố C, H, N: n H  2n H2O  2.0,125  0, 25 mol  m H  0, 25.1  0, 25gam  m  14.0, 05  0, gam  N n N  2.n N2  2.0, 025  0, 05 mol Trang  mO  mX  mC  mH  mN  6,15  3,6  0, 25  0,7  1,6gam  %O  mO 1, 100%  100%  26, 02% mX 6,15 Câu 2: Sản phẩm oxi hóa hon ton A gm CO2, H2O mbình CaO tăng mCO2 mH2O 0,93gam m bình P2O5 tăng mH2O  0, 27 gam  mCO2  0,93  0, 27  0,66gam n H2O  0, 015mol; n CO2  0, 015mol  mC  12.0, 015  0,18gam n C  n CO2  0, 015mol Bảo toàn nguyên tố C, H:    n H  2n H2O  2.0, 015  0, 03mol mH  0, 03.1  0, 03gam  mO  m X  m C  m H  0, 29  0,18  0, 03  0, 08gam  %O  mO 0, 08 100%  100%  27,59% mX 0, 29 Câu 3: Ta có: n H2SO4  0, 015 mol; n NaOH  4,5.103 mol  n H  2.n H2SO4  0,03mol Mặt khác: n H  n NaOH  n NH3  n NH3  n H  n NaOH  0,03  0,0045  0,0255mol Bảo toàn nguyên tố N: n N  n NH3  0,0255mol  m N  0,0255.14  0,357 gam  %N  mN 0,357 100%  100%  71, 4% mX 0,5 Câu 4:  n CO  0, mol; n H2O  0, 225mol Ta có:   n O2  0, 475mol; n N2  0, 025mol; n SO2  0, 025mol Bảo toàn khối lượng: mX  mO2  mCO2  mH2O  m N2  mSO2  mX  mCO2  mH2O  m N2  mSO2  mO2  8,75gam Bảo toàn nguyên tố O: n O X   2.n CO2  n H2O  2.n SO2  2.n O2  n O X   0,125 mol Ta có: m O  0,125.16  gam  %O  mO 100%  100%  22,86% mX 8, 75 Cõu 5: Ta cú: mbình tăng mH2O  0,117 gam  n H  2n H2O  m bình tăng mCO2 0,396 gam  n C  n CO2  0,117  0, 013mol 18 0,396  0, 009 mol 44 Trang Trong 1,35 gam A có: n N  2n H2  2.0, 005  0, 01mol  Trong 0,135 gam A có: n N  0,001mol Nhận thấy: mC  mH  mN  0,009.12  0,013.1  0,001.14  0,135gam  Chất hữu A chứa C, H, N Ta có: %C  0, 009.12 0, 013.1 100%  80, 00%;%H  100%  9, 63% 0,135 0,135 %N  100%  %C  %H  10,37% Câu 6: Ta có: n O2  0,15mol Khi đốt cháy A: A  O2  CO2  H2O Gọi số mol CO2 H2O a b mol  a, b   Bảo toàn khối lượng: mA  mO2  mCO2  mH2O  44a  18b  2,5  0,15.32  44a  18b  7,3 1 Theo đề bài: m CO2  m H2O  3, 70  44a  18b  3, 70   Từ (1) (2) suy ra: a  0,125;b  0,1 Ta có: %C  0,125.12 0,1.2 100%  60%;%H  100%  8%;%O  100%  %C  %H  32% 2,5 2,5 Trang 10 ... hợp chất hữu liên kết ion B Liên kết hóa học phân tử hợp chất hữu liên kết cho nhận C Liên kết hóa học phân tử hợp chất hữu liên kết cộng hóa trị D Liên kết hóa học phân tử hợp chất hữu liên... halogen, lưu huỳnh cacbua ) Hóa học hữu ngành Hóa học nghiên cứu hợp chất hữu Phân loại hợp chất hữu a Dựa theo thành phần nguyên tố tạo nên hợp chất hữu Hiđrocacbon: Là hợp chất hữu phân tử chứa hai... hợp chất hữu cơ? A CO2, CaCO3 B NaHCO3, NaCN Câu 4: Cặp chất hiđrocacbon? A CaC2, Al4C3 B CO, CO2 Câu 5: Khẳng định sau nói liên kết hóa học phân tử hợp chất hữu cơ? A Liên kết hóa học phân tử