Mở rộng đ đ h giải bài toán tổng hợp hữu cơ

Nguyễn Văn Đức (0934530326) – C1K38 – THPT 1/5 – Tỉnh Nghệ An – fb: facebook.com/ducnguyen.hmu Xin chào tất bạn, Hơm xin giới thiệu Phương pháp mà vừa nghĩ “Đồng đẳng giải hóa hữu cơ” Ý tưởng nghĩ ra, chưa cập nhật tài liệu nhiều, nên lỡ có trùng ý tưởng với trước mong nhận thơng cảm người I Cơ sở phương pháp: *Phương pháp dựa vào sở phương pháp “Đồng đẳng hóa” giải tốn peptit anh “Nhật Trường” Thật phương pháp giải hóa anh đáng khâm phục, biến tốn peptit khó thành peptit đơn giản – cảm ơn anh nhiều *Ý tưởng: Mọi hợp chất hữu cơ, đưa chất đầu dãy đồng đẳng + với số nhóm CH Cụ thể sau: CH OH CH  Hỗn hợp Ancol no, đơn chức mạch hở:  or  CH  H 2O CH O  Hỗn hợp axit cacboxylic no, đơn chức mạch hở:  2 CH C H O  Hỗn hợp axit cacboxylic no, đơn chức mạch hở:  CH C H O  Hỗn hợp este, axit cacboxylic khơng no, có nối đôi C=C, đơn chức, mạch hở:  CH CH O  Hỗn hợp anđehit, xeton no, đơn chức, mạch hở:  CH CH N  NH  Hỗn hợp amin no, đơn chức mạch hở:  or  CH CH C2 H NO2  Hỗn hợp amino axit no, có nhóm CH2 nhóm COOH mạch hở:  CH C2 H NO   Hỗn hợp peptit axit amin no, có nhóm CH2 nhóm COOH mạch hở: CH H O  C  Hỗn hợp sacarit chương trình học:  H O  *Cịn nhiều cơng thức cách quy đổi khác Mình khơng thể liệt kê hết được, Bạn đọc tự tìm hiểu *Vì khơng có nhiều thời gian, nên tập trung vào phần tập ancol – axit cacboxylic – este Để hiểu rõ hơn, ta xét số ví dụ sau: Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm C3 H , C2 H (OH ) số ancol no, đơn chức mạch hở (trong C3 H , C2 H (OH ) có số mol nhau) Đốt cháy hoàn toàn 5,444 gam X hấp thụ toàn sản phẩm cháy vào dung dịch Ba (OH ) dư thấy khối lượng bình tăng lên 16,58 gam xuất m gam kết tủa Giá trị gần m là: A 42 B 44 C 48 D 46 Định hướng tìm lời giải: *Bài đơn giản nên dùng nhiều cách, dùng số đếm, bạn đọc tinh ý Page Nguyễn Văn Đức (0934530326) – C1K38 – THPT 1/5 – Tỉnh Nghệ An – fb: facebook.com/ducnguyen.hmu *Rõ ràng C3 H , C2 H (OH ) có số mol Ta chuyển nguyên tử O C2 H (OH ) sang C3 H thu hỗn hợp ancol no đơn chức mạch hở *Vậy hỗn hợp X gồm ancol no,đơn chức mạch hở: 14a  18b  5,444 CH : a(mol ) a  0,232 hhX        nCO2  a  0,232 m CO2  H 2O      62a  18b  16,58 b  0,122 H 2O : b(mol )   m  45,704  46   D Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm este đơn chức, tạo thành từ ancol Y với cacboxylic (phân tử có nhóm  COOH ); đó, có hai axit no đồng đẳng axit không no (có đồng phân hình học, chứa liên kết đơi C=C phân tử) Thủy phân hoàn toàn 5,88 gam X dung dịch NaOH, thu hỗn hợp muối m gam ancol Y Cho m gam Y vào bình đưng Na dư, sau phản ứng thu 896 ml khí H (đktc) khối lượng bình tăng 2,48 gam Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 5,88 gam X thu CO2 3,96 gam H 2O Phần trăm khối lượng este không no X là: A 38,76% B 40,82% C 34,01 % D 29,25% (Trích đề thi THPT quốc gia 2015) Định hướng tìm lời giải:   nY  0,08 nH  0,04  *Ta có    M Y  32  Y : CH3OH m  , 48   m  , 56  Y  Binh *Nhận xét: Hỗn hợp X gồm este no, este không no (tất mạch hở) C2 H 4O2 : a(mol )  dong-dang-hoa   C3 H 4O2 : b(mol ) (với a b số mol este) CH : c(mol )  a  b  nancol  0, 08 a  0, 06  BTKL       60a  72b  14c  5,88   b  0, 02  BTNT H c  0, 06  2a  2b  c  nH 2O  0, 22    *Biện luận: C2 H 4O2 nCH : 0, 06 (vì este khơng no, có đồng phân hình học nên m  ) hhX  C3 H 4O2 mCH : 0, 02 de.dang   0, 06n  0, 02m  0, 06  m    este  k  no : C5 H 8O2   %C5 H 8O2  34, 01% Chọn C Ví dụ 3: Hỗn hợp Q gồm ancol no đơn chức mạch hở, axit cacboxylic Z thuộc dãy đồng đẳng axit acrylic este ancol Z Cho m gam hỗn hợp Q qua dung dịch brom dư thấy có 0,1 mol brom phản ứng.Đốt cháy lượng Q thu hỗn hợp P gồm khí Sục hỗn hợp khí qua dung dịch Ca(OH )2 thu 50 gam kết tủa thấy khối lượng dung dịch tăng 1,4 gam so với dung dịch ban đầu Mặt khác đốt cháy 0,6 mol X thu 70,4 gam CO2 Giả sử cho m gam hỗn hợp Q tác dụng với Na dư thu V lít khí H (đktc) thoát ra, biết phản ứng xẩy hoàn toàn số mol este m gam hỗn hợp Q 0,04 mol Giá trị gần V là: A B 2,5 C D 3.5 (Nguồn: Nguyễn Văn Đức ) Định hướng tìm lời giải: *Nếu xét cơng thức phân tử hỗn hợp Q gồm:  Hỗn hợp ancol no, đơn chức, mạch hở Page Nguyễn Văn Đức (0934530326) – C1K38 – THPT 1/5 – Tỉnh Nghệ An – fb: facebook.com/ducnguyen.hmu  Hỗn hợp axit cacboxylic đơn chức, mạch hở, có liên kết C=C *Ta quy hỗn hợp X về:  BTLK     a  0,1  C3 H 4O2 : a (mol ) a  0,1   O2 CO2 : 3a  b   BTKl       44(3a  b)  18(2a  b  c)  50  1,   b  0,5 CH : b(mol )  H 2O : 2a  b  c  H O : c(mol )  c  0,    0,6 molX O 1,6 molCO a  c 3a  b 2    (**)   0, 1,  Chú ý: Ở PT (**) : quy hỗn hợp X n Q  a  c , nên có PT  naxit  nC3 H 4O2  neste  0,1  0, 04  0, 06     nH  0,13  V  2,912  n  n  0, ancol H O   Chọn C Ví dụ 4: X, Y, Z ba axit cacboxylic đơn chức dãy đồng đẳng ( M X  M Y  M Z ), T este tạo X, Y, Z với ancol no, ba chức, mạch hở E Đốt cháy hoàn toàn 26,6 gam hỗn hợp M gồm X, Y, Z, T (trong Y Z có số mol nhau) thu 22,4 lít CO2 16,2 gam H 2O Mặt khác, đun nóng 26,6 gam M với lượng dư dung dịch AgNO3 / NH Sau phản ứng xẩy hoàn toàn, thu 21,6 gam Ag Mặt khác, cho 6,65 gam M phản ứng hết với 200ml dung dịch NaOH 1M đun nóng, thu dung dịch N Cơ cạn dung dịch N thu m gam chất rắn khan Giá trị m là: A 38 B 12 C 25 D 28 (Trích đề thi thử trường THPT chuyên Nguyễn Huệ - lần năm 2016) Định hướng tìm lời giải: *Đinh hướng nhanh: Vì M phản ứng với AgNO3 / NH thu Ag, nên chắn X, Y, Z thuộc dãy đồng đẳng axit fomic, X: HCOOH *Vì T có liên kết  nên ta biểu diễn sau: CH O :a 46a  176b  14c  26, C6 H8O6 Dong-dang-hoa CO2 :1    O2 Dong-dang-hoa   T:    M C6 H8O6 :b     a  6b  c   H 2O : 0,9 a  4b  c  0,9 CH CH :c   m  26,6( gam ) a  0, 25    b  0, 05 c  0, 45  *Biện luận: CH O nCH : 0, 25   2  0, 25n  0, 05m  0, 45(*) Vì X, Y, Z dãy đồng đẳng nên m  (**) C6 H 8O6 mCH : 0, 05 *Chú ý:    nY  Z  a  0, 05  0, n  0,1 nHCOOH ( X )  nAg  nT  0, 05    Y  nZ  0,1 nY  nZ  0, 05 Y : CH 3COOH : 0,1 (*) (**) +) Nếu    nmin  1,   n  1,   m   m3 Z : C H COOH : 0,1  Page Nguyễn Văn Đức (0934530326) – C1K38 – THPT 1/5 – Tỉnh Nghệ An – fb: facebook.com/ducnguyen.hmu Vậy: BTKL  X , Y , Z : 0, 0625    mMuoi  8,375   OOCH   NaOH du : 0,1 0,2 NaOH BTKL       m  12,375  Chọn B C3 H OOCCH : 0, 0125  H 2O : 0, 0625  C H (OH ) : 0, 0125 OOCC2 H   m  6,65 Ví dụ 5: X, Y hai hidrocacbon đồng đẳng liên tiếp ( M X  M Y ); Z anđehit; T axit cacboxylic; (X, Y, Z, T mạch hở Z, T đơn chức) Hiđro hóa hết hỗn hợp E gồm X, Y, Z, T cần 0,95 mol H thu 24,58 gam hỗn hợp F Đốt cháy F cần dùng 1,78 mol O2 Mặt khác, cho F tác dụng hết với Na (dư) sau phản ứng thu 3,92 lít khí H (đktc) 23,1 gam muối Biết số mol T số mol hỗn hợp E Phần trăm lượng X hỗn hợp E có giá trị gần với A 12% B 15% C 17% D 19% Định hướng tìm lời giải: *Đối với ta biết hỗn hợp E, chất thuộc dãy Nhưng hỗn hợp F lại biết được: Dong-dang-hoa  CH  CH  Hidrocacbon no, mạch hở   Dong-dang-hoa  H 2O  CH Acol no, đơn chức mạch hở  Dong-dang-hoa  CH 2O2  CH  Axit cacboxylic no, đơn chức mạch hở  *Chú ý: quy đổi vậy, nE  nF  nCH  nH 2O  nCH 2O2 *Ta có: 16a+18b+46c+14d=24,58  CH :a a=0,25 CO :a+c+d +1,78O BTNT.O   H O:b     4a+c+3d=3,56 b=0,25   Dong-dang-hoa   hhF    H O:2a+b+c+d CH O :c   c=0,1 +Na  0,175(mol)H   b+c=0,35 CH :d  d=0,82 n T =1 6n E    c=1/6(a+b+c) m=24,58(gam) *Khi cho F tác dụng với Na có ancol axit phản ứng H O.nCH :0,25(n  Z)  NaOH.nCH :0,25 +Na      0,25(40+14n)+0,1(68+14m)=23,1  CH O mCH (m  Z):0,1  NaO 2CH.mCH :0,1 23,1 CH 4OH : 0, 25 n   0, 25n  0,1m  0, 45  2,5n  m  4,5       Z : HCHO m  C2 H 5COOH : 0.1 *Khi cho hỗn E tác dụng với 0,95 mol H CH qCH : 0, 25  X , Y : 0, 25   0,95( mol ) H BTn hom.CH  CH 4OH : 0, 25   0, 25q  0,37  q  1, 48  HCHO : 0, 25  T : 0,1 C H COOH : 0,1   C2 H : 0,13 Gọi số liên kết  (X,Y) T k l (k l số nguyên)  CH qCH  C3 H8 : 0,12 Page Nguyễn Văn Đức (0934530326) – C1K38 – THPT 1/5 – Tỉnh Nghệ An – fb: facebook.com/ducnguyen.hmu BTLK   0, 25k  0, 25  0,1l  0,95  0, 25k  0,1l  0,7  k  l   X : C2 H : 0,13 Y : C H : 0,12      % X  14,9%  15%   Chọn B Z : HCHO : 0, 25  T : HC  C  COOH:0,1 BTKL   m  22,68 Nhận xét: Trước thi THPT quốc gia 2016, bó tay với bày này, sử dụng pp “Đồng đẳng giải hóa hữu cơ” khơng phần phức tạp Kết luận: Vậy phương pháp “Đồng đẳng giải hóa hữu cơ” sử dụng nào? Theo thi biết CTTQ chất hỗn hợp, hay nói cách khác, biết chất thuộc dãy đồng đẳng Trên ý tưởng mình, thời gian ngắn, nên tài liệu cịn sơ sài Mong nhận đóng góp từ bạn, anh chị thầy cô Cuối cùng, xin cảm ơn người đọc tài liệu mình!!! Page ... đ? ??ng phân h? ?nh h? ??c, chứa liên kết đ? ?i C=C phân tử) Thủy phân hoàn toàn 5,88 gam X dung dịch NaOH, thu h? ??n h? ??p muối m gam ancol Y Cho m gam Y vào bình đ? ?ng Na dư, sau phản ứng thu 896 ml khí H. .. giải: *Đ? ??i với ta biết h? ??n h? ??p E, chất thuộc dãy Nhưng h? ??n h? ??p F lại biết đ? ?ợc: Dong-dang-hoa  CH  CH  Hidrocacbon no, mạch h? ??   Dong-dang-hoa  H 2O  CH Acol no, đ? ?n chức mạch h? ?? ... D 28 (Trích đ? ?? thi thử trường THPT chuyên Nguyễn Huệ - lần năm 2016) Đ? ??nh h? ?ớng tìm lời giải: *Đinh h? ?ớng nhanh: Vì M phản ứng với AgNO3 / NH thu Ag, nên chắn X, Y, Z thuộc dãy đ? ??ng đ? ??ng axit