Hóa học 11 Đại cương hóa học hữu cơ44924

ĐẠI CƯƠNG HÓA HỌC HỮU CƠ KIẾN THỨC CƠ BẢN CẦN NHỚ I Hợp chất hữu hóa học hữu Khái niệm hợp chất hữu hóa học hữu cơ: Hợp chất hữu hợp chất cacbon ( trừ CO2, CO, muối cacbonat, xianua, cacbua ) Hóa học hữu nhành Hóa học chyên nghiên cứu hợp chất hữu Phân loại hợp chất hữu Hợp chất hữu chia thành hidrcacbon dẫn xuất hidrcacbon a Hidrcacbon loại hợp chất hữu đơn giản nhất, thành phần phân tử chứa hai nguyên tố cacbon hidro H * Hidrocacbon mạch hở: H C H - Hidrocacbon no: Ankan (CnH2n+2) CH4 H - Hidrocacbon không no có nối đơi:Anken (CnH2n) C2H4 CH2 - Hidrcacbon khơng no có hai nối đơi : Ankadien (CnH2n-2) CH2 CH * Hidrocacbon mạch vòng : - Hidrocacbon no : xicloankan(CnH2n) CH2 CH CH2 - Hidrocacbon mạch vòng : Aren (CnH2n-6) b Dẫn xuất hidrocacbon hợp chất mà phân tử ngồi C, H cịn có số hay nhiều nguyên tố khác O, N, S, halogen * Dẫn xuất halogen : R – X ( R gốc hidrocacbon) * Hợp chất chứa nhóm chức: - OH - : ancol; - O - : ete; - COOH: axit II Đặc điểm chung hợp chất hữu 1) Cấu tạo - Đa số hợp chất hữu mang đặc tính liên kết cộng hố trị, khơng tan tan nước, tan dung mơi hữu 2) Tính chất vật lí - Đa số hợp chất hữu dễ bay bền nhiệt so với hợp chất vô 3) Tính chất hóa học - Có thể phân loại xếp hợp chất hữu thành dãy đồng đẳng (có cấu tạo tính chất hoá học tương tự) - Hiện tượng đồng phân phổ biến hợp chất hữu cơ, hợp chất vô - Tốc độ phản ứng hợp chất hữu thường chậm so với hợp chất vô không hồn tồn theo hướng định III Phân tích nguyên tố: Để xác định công thức phân tử hợp chất hữu người ta phải xác định : - Thành phần định tính nguyên tố - Thành phần định lượng nguyên tố - Xác định khối lượng phân tử Phân tích định tính nguyên tố - Phân tích định tính nguyên tố để xác định thành phần nguyên tố hóa học chứa chất - Muốn xác định thành phần nguyên tố , người ta chuyển nguyên tồ hợp chất hữu thành hợp chất vô đơn giản nhận sản phẩm a Xác định cacbon hidro O2  Ca(OH) - Nhận Cacbon: Đốt cháy hợp chất hữu cơ: C    CO      CaCO  - Nhận Hidro: Đốt cháy hợp chất hữu cơ: ThuVienDeThi.com O2  CuSO khan 2H    H O   4  CuSO 5H O ( màu xanh lam) Hoặc dùng chất hút nước mạnh : H2SO4 đđ, CaCl2 khan, P2O5 b Xác định nitơ oxi - Nhận N: Đốt cháy hợp chất hữu cơ, có mùi khét hợp chất có nitơ Hoặc đun hợp chất hữu với H2SO4 đặc ( NaOH đặc) có mùi khai NH3 hợp chất có chứa nitơ  H 2SO đ đ, t o CxHyOzNt        (NH4)2SO4+ to (NH4)2SO4 + 2NaOH  Na2SO4 + H2O + NH3↑ - Nhận O : Khó phân tích định tính trực tiếp, thường xác định nhờ định lượng: mO = m hợp chất – tổng khối lượng nguyên tố c Xác định halogen Khi đốt cháy hợp chất hữu chứa clo bị phân hủy, clo tách dạng HCl, ta dùng dung dịch AgNO3 HCl + AgNO3 → AgCl↓ + HNO3 Phân tích định lượng nguyên tố: - Phân tích định lượng nguyên tố xác định khối lượng nguyên tố hóa học chứa hợp chất hữu - Muốn định lượng nguyên tố, người ta chuyển nguyên tố hợp chất hữu thành hợp chất vô đơn giản, định lượng chúng, từ suy khối lượng nguyên tố có chất a Định lượng cacbon hidro VD: Đốt cháy chất hữu A thu CO2 H2O N2 mC (A) = mC(CO2) = mol CO2.12 mH(A) = mH(H2O) = mol H2O.2 b Định lượng nitơ: mN(A) = mol N2.28 c Định lượng oxi: mO = m (A) – ( mC + mH + mN ) * Chú ý : - Dùng H2SO4 đặc, P2O5, CaCl2 khan hấp thụ H2O - Dùng NaOH, KOH, Ca(OH)2 hấp thụ CO2, độ tăng khối lượng bình hay khối lượng kết tủa CaCO3 giúp ta tính CO2 - Chỉ dùng CaO, Ca(OH)2, NaOH hấp thụ sản phẩm gồm CO2 H2O khối lượng bình tăng tổng khối lượng CO2 H2O Vd1: Cho khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 (dư) CO2 + Ca(OH)2 (dư)   CaCO3↓ + H2O Vd2: Thổi khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 kết tủa, đem dung dịch nung kết tủa Phản ứng xảy : 2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 (1 ) CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O (2) Muối Ca(HCO3)2 tan nước phân hủy đun nóng to Ca(HCO3)2  CaCO3 + CO2 + H2O Thành phần nguyên tố: mC mH mN 100 ; %H = 100 ; %N = 100 %C = mA mA mA IV Công thức chất hữu Công thức phân tử : - Cho biết số nguyên tử nguyên tố phân tử chất hữu VD1: Chất hữu (X) gồm C, H, O, N ThuVienDeThi.com Vậy: Chất hữu (X) có cơng thức phân tử : CxHyOzNt VD2: Đốt cháy chất hữu (A) thu CO2 H2O Giải thích: Do A cháy cho CO2 H2O  (A) chứa C, H (có thể có oxi) Vậy công thức phân tử A CxHyOz Công thức nguyên hay công thức thực nghiệm: - Cho biết tỉ lệ số lượng nguyên tử nguyên tố hợp chất hữu VD: Công thức phân tử CxHyOz x : y : z = a : b : c  Công thức nguyên (CaHbOc)n Với : n 1, 2, 3 Cơng thức đơn giản nhất: - Cho biết tỉ lệ tối giản nói trùng với n = IV Khối lượng mol phân tử: Đề cho Cách tính M Khối lượng (m) số mol chất; m M= n Khối lượng (m) thể tích (V) nhiệt độ mRT 22, m pV = nRT → M = M = áp suất xác định pV V VA = k VB (đo điều kiện nhiệt độ, áp VA =k VB → nA = knB ( thể tích = suất) số mol nhau) mA mB k Suy : MA MB Tỉ khối khí A so với khí B ( dA/B) MA dA/B = →MA = dA/B.MB MB Độ hạ nhiệt độ đông đặc hay tăng nhiệt độ sơi hịa tan mol chất A 1000 gam dung môi V Lập công thức phân tử: 1) Các phương pháp cụ thể Áp dụng định luật Raun m t = k ;  t = ts (dd) – ts (dm); k độ hạ M nhiệt độ sơi hịa tan mol chất A 1000 gam dung môi I Lập công thức phân tử biết khối lượng mol M Bước 1: Đặt CTTQ Bước 2: Lập phương trình đại số* (Từ khối lượng phân tử) Bước 3: Giải phương trình * *Gợi ý: - Nếu phương trình * có ẩn có dạng: ax + by + cz = d Bứơc 1: Cho cz < d Miền giá trị z Bước 2: Xét z để  x, y CTPT Bài 1: Chât hữu (A) chứa C,H, O có khối lượng phân tử 74 (đvC) Tìm CTPT (A) A (C, H, O) MA = 74 A? PP tìm CTPT dựa trn khối ượng phn tử B1 : CTTQ  B2 : PT * B : GiaiPT *  Bài 2: Khi đốt hợp chất hữu A , thu sản phẩm gồm: CO2 ,H2O Biết ti khối A so với hydro 28 Tìm CTPT A (ĐS:C4H8; C3H4O) ThuVienDeThi.com II Lập công thức phân tử biết % khối lượng nguyên tố Bước 1: Đặt CTTQ Bước 2: Lập phương trình đại số* (Từ % khối lượng) Bước 3: Giải phương trình * *Gợi ý: - Nếu phương trình * có ẩn có dạng: ax + by = cz Cho z = 1,2, tìm x, y dừng suy cơng thức ngun (CTNG) Tìm số CTNG CTPT Ví dụ A(C,H,O) chứa loại chức có %O = 37,21 Khi A pứ với dd AgNO3/NH3 (dư), thấy: 1mol A sinh mol Ag Tìm CTPT-CTCT A ĐS:C2H4(CHO)2 III Lập công thức phân tử biết % khối lượng tất nguyên tố Bước 1: Đặt CTTQ Bước 2: Tính số nguyên tử nguyên tố CxHyOzNt 12x y 16z 14t MA - Áp dụng công thức : suy giá trị : x, y, z, t     mC mH mO mN mA - Tính tỉ lệ số nguyên tử nguyên tố 12x y 16 14t MA     - Khi đề cho % nguyên tố áp dụng : suy : x, y, z, t %C %H %O %N 100 x : y : z : t  n C:n H :n O:n N - Hc: Bước 3: Tính n, suy CTPT *Gợi ý: -Tỉ lệ số nguyên tử nguyên tố phải tỉ lệ nguyên tối giản - Chỉ số CTNG tìm từ: +M + Dự kiện tốn + Điều kiện hố trị Ví dụ: Một chât hữu X có % khối lượng C, H, Cl 14,28%; 1,19%; 84,53% Hãy lập luận để tìm CTPT X Viết CTCT có X ĐS: CHCl2-CHCl2; CH2Cl-CCl3 IV Lập công thức phân tử từ phương trình đốt cháy y z y t Theo phương trình phản ứng cháy: CxHyOzNt + ( x   )O2  xCO2 + H2O + N2 2 y z x  x y t     VA (n A ) VO chay(n O ) VCO (n CO ) 2VH 2O (n H 2O ) 2VN (n N ) MA 44x 9y 14t Hoặc M A t x y       mA m CO m H 2O m N2 m N2 m H 2O mco mA 2 44 28 18 Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn hiđrocacbon X thu 0,11 mol CO2 0,132 mol H2O CTPT X là: A C3H8 B C4H10 C C5H12 D C6H14 Bài : Oxi hố hồn tồn 0,32 gam hiđrocacbon X tạo thành 0,72 gam H2O Tỉ khối X so với heli Định CTPT X ThuVienDeThi.com V Sử dụng giá trị trung bình Bước :Đặt CTPT chung cho hai hợp chất hữu Bước 2: Coi hỗn hợp hai chất hữu chất hữu có m =mhh; số mol n= nhh =x+y Bước : Tính giá trị M n theo phương pháp nêu  CTPT chất M x  M y mhh n x  n2 y Ghi nhớ: M  = ; n ĐK : n1 < n < n2 x y nhh x y - Số nguyên tử C trung bình: n nCO2 nhh ; n n1a  n2b ab - Trong đó: n1, n2 số nguyên tử C chất 1, chất a, b số mol chất 1, chất + Khi số nguyên tử C trung bình trung bình cộng số ngun tử C chất có số mol Bài :Cho 4,6 gam hỗn hợp anken đồng đẳng qua dung dịch brôm dư,thấy có 16 brơm phản ứng.Hai anken là: (C3H6 C4H8) Giải:n Br2= 0,1 =n 2anken >số nguyên tử cacbon trung bình = 0,41,.614 =3,3  CTPT 2anken là: C3H6 C4H8 Bài 2: Đốt cháy 0,1 mol hỗn hợp ankan đồng đẳng ,thu 3,36 lít CO2(ĐKTC).Hai ankan hỗn hợp là: Giải : số nt cacbon trung bình= n CO2 : n (2 ankan) -> CTPT Bài 3: Đốt cháy 6,72 lít khí (ở đktc) hai hiđrocacbon dãy đồng đẳng tạo thành 39,6 gam CO2 10,8 gam H2O.a)Công thức chung dãy đồng đẳng là: b) Công thức phân tử hiđrocacbon là: (C2H2 C4H6) Giải :Do chúng thể khí, số mol CO2> số mol H2O ->là ankin ankadien số mol chất :nCO2- n H2O = 0,3 -> Số ntử cacbon trung bình : nCO2 :n 2HC=3 -> n1=2 ,n2 =4 -> TCPT C2H2 C4H6 Bài 4: Một hỗn hợp gồm ankan đồng đẳng liên liếp có khối lượng 24,8 gam Thể tích tương ứng 11,2 lít (ở đktc) Cơng thức phân tử ankan là: A CH4; C2H6 B C2H6; C3H8 C C3H8; C4H10 D C4H10; C5H12 Bài 5: Đốt cháy 6,72 lít khí (ở đktc) hidrocacbon dãy đồng đẳng tạo thành 39,6 gam CO2 10,8 gam H2O Công thức phân tử hidrocacbon là: A C2H6; C3H8 B C2H2; C3H4 C C3H8; C5H12 D C2H2; C4H6 VI Biện luận xác định CTPT từ công thức nguyên CT chung : CnH2n+2-x-2kXx với X nhóm chức hóa học : -OH, -CHO, -COOH, -NH2… * Phương pháp :- Đưa CTPT dạng CTCT có nhóm chức Ghi nhớ :  số H = số C +2 – x – 2k hay  số H  số C + - x Bài 1: Biện luận xác định CTPT (C2H5)n  CT có dạng: C2nH5n Ta có điều kiện: + Số nguyên tử H  số nguyên tử C +2  5n  2.2n+2  n  + Số nguyên tử H số chẳn  n=2  CTPT: C4H10 Bài 2: Biện luận xác định CTPT (CH2Cl)n  CT có dạng: CnH2nCln Ta có ĐK: + Số nguyên tử H  số nguyên tử C + - số nhóm chức  2n  2.2n+2-n  n  + 2n+n số chẳn  n chẳn  n=2  CTPT là: C2H4Cl2 Bài 3: Biện luận xác định CTPT (C4H5)n, biết khơng làm màu nước brom CT có dạng: C4nH5n, khơng làm màu nước brom  ankan loại 5n