Những vấn đề lí thuyết ôn thi đại học môn hóa hay
Những Vấn Đề Lí Thuyết Ôn Thi Đại Học Môn Hóa Vấn đề 1: NGUYÊN TẮC SO SÁNH NHIỆT ĐỘ SÔI. *Nguyên tắc 1. Hai hợp chất có cùng khối lượng hoặc khối lượng xấp xỉ nhau thì hợp chất nào có liên kết hiđro bền hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn. Ví dụ 1: So sánh nhiệt độ sôi của CH3COOH và C3H7OH. - Cả hai đều có khối lượng phân tử bằng 60. Nhưng CH3COOH có liên kết hiđro bền hơn liên kết hiđro trong C3H7OH. Nên nhiệt độ sôi của CH3COOH cao hơn nhiệt độ sôi của C3H7OH. Ví dụ 2 : So sánh nhiệt độ sôi của CH3OH và CH3CHO. - CH3OH có M=32. CH3CHO có M=44. CH3OH có liên kết hiđro, CH3CHO không có liên kết hiđro, nên CH3OH có nhiệt độ sôi cao hơn CH3CHO. *Nguyên tắc 2: Hai hợp chất cùng kiểu liên kết hiđro, hợp chất nào có khối lượng lớn hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn. Ví dụ 1: So sánh nhiệt độ sôi của CH3OH và C2H5OH. - Cả hai đều có cùng kiểu liên kết hidro, nhưng khối lượng của C2H5OH=46> khối lượng của CH3OH=32. nên C2H5OH có nhiệt độ sôi cao hơn CH3OH. Ví dụ 2: So sánh nhiệt độ sôi của C2H6 và C3H8. - Cả hai đều không có liên kết hiđro, khối lượng của C3H8 lớn hơn khối lượng của C2H6 nên C3H8 có nhiệt độ sôi lớn hơn. *Nguyên tắc 3. Hai hợp chất là đồng phân của nhau thì đồng phân cis có nhiệt độ sôi cao hơn đồng phân trans.(giải thích: Đó là do mô men lưỡng cực.Đồng phân cis mô men lưỡng cực khác 0, đồng phân trans có mô men lưỡng cực bằng 0 hoặc bé thua mô men lưỡng cực của đồng phân cis. Ví dụ: So sánh nhiệt độ sôi của cis but-2-en và trans but-2-en. *Nguyên tắc 4: Hai hợp chất là đồng phân của nhau thì hợp chất nào có diện tích tiếp xúc phân tử lớn hơn sẽ có nhiệt độ cao hơn hơn. Ví dụ: So sánh hiệt độ sôi của các hợp chất sau: - Cả hai đều có khối lượng bằng nhau, đều không có liên kết hiđro. B có diện tích tiếp xúc lớn hơn nên có nhiệt độ sôi cao hơn A. *Nguyên tắc 5: Hai hợp chất có khối lượng bằng nhau hoặc xấp xỉ nhau, hợp chất nào có liên kết ion sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn. Ví dụ : So sánh nhiệt độ sôi của CH3COONa và CH3COOH. -CH3COONa không có liên kết hiđro nhưng có liên kết ion giữa Na-O; CH3COOH có liên kết hiđro. Nhưng nhiệt độ sôi của CH3COONa cao hơn. Nguyên tắc 6: Hai hợp chất hữu cơ đều không có liên kết hiđro, có khối lượng xấp xỉ nhau thì hợp chất nào có tính phân cực hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn. Ví dụ: So sánh nhiệt độ sôi của HCHO và C2H6. - Hai hợp chất trên đều không có liên kết hiddro và khối lượng bằng nhau, nhưng HCHO có tính phân cực hơn nên có nhiệt độ sôi cao hơn. Vấn đề 2 : Liên kết hidoro (Tính axit) Liên kết hiđro là tương tác tĩnh điện yếu giữa phần tử hiđro mang điện tích dương với phần tử mang điện tích âm (thường là cặp electron tự do của nguyên tố có độ âm điện lớn như (F, O, N, Cl , S ) Đk có lien kết H: Trong hợp chất phải chứa H H phải liên kết trực tiếp với nguyên tố có độ âm điện lớn và trên nguyên tố có độ âm điện lớn đó phải có cặp e tự do. Ví dụ Cho các hợp chất H2O, NH3 , CH4 , HCHO, CH3COONH4. Số hợp chất có liên kết hiđro là: A.1 B.2 C.3 D.4 Hướng dẫn: CH4 & HCHO không có liên kết hiđro vì H không liên kết với các nguyên tố có độ âm điện lớn, còn CH3COONH4 tuy có H liên kết với N nhưng trên N không còn cặp electron tự do nữa,chỉ có H2O, NH3 có liên kết hiđro Chọn B Kết luận: -Các axit, rượu, phenol, Aminoaxit, amin bậc một, amin bậc hai, H2O đều có liên kết hiđro. - Các Hiđrocac bon, andehit, dẫn xuất halogel, ete, este, không tạo được liên kết hiđro. Phân loại liên kết hiđro (nhắc nội thôi nha) LK H nội phân tử (cái tên nói lên tất cả) Là liên kết hiđro ngay trong phân tử đó Điều kiện để có nội phân tử là: Hợp chất phải chứa hai nhóm chức trở lên Khi tạo thành kiên kết hiđro phải tạo được vòng 5 hoặc 6 cạnh Hợp chất tạo được liên kết hiđro thì dễ tan được trong nước. Liên kết hiđro trong axit > trong phenol > trong rượu Vấn đề 3: Phần quan trọng nhất của este : phản ứng xà phòng hóa giữa este với dd NaOH (hoặc KOH) Este đa chức của axit m chức và rượu n chức : R1(COO)nmR'm + nmNaOH > nR(COONa)m + mR'(OH)n Nếu sản phẩm của phản ứng Xà phòng hóa không phải là muối và Rượu mà là : 1) Muối và andehit hoặc muối và xeton thì este tạo bởi rượu không bền : Vd: R-COO-CH=CH2 + NaOH > RCOONa + CH3-CH=O R-COO(CH3)=CH2 + NaOH > RCOONa + CH3-C(=O)-CH3 2) Hai muối và nước : este của phenol : Vd: C6H5OCOR + 2 NaOH > C6H5ONa + RCOONa + H20 RCOOC6H5 + 2 NaOH > RCOONa + C6H5ONa + H20 3) Một sản phẩm duy nhất (không có H20): este vòng(do dạng vòng này không thể viết được nên các bạn tự suy ra este qua muối Na của nó) + NaOH > HO-CH2-CH2-COONa 4) Hai muối và một rượu thì : có các trường hợp (R1COOH , R2COOH) + R3(OH)2 <==> este + H20 este + 2 NaOH > R1COONa + R2COONa + R3(OH)2 ( Tỉ lệ số mol của este : NaOH =1:2 ) 5) Một muối và 2 rượu khác nhau ( một phần trong đề thi ĐH năm 2005) R1-(COOH)2 +( R2OH , R3OH ) <==> (este) + H20 (este) + 2 NaOH > R1-(COONa)2 + R2(OH) + R3(OH) Vd: Axit CH2-(COOH)2 + (C2H5OH , C6H5OH) <==> (este A) + H20 Este A + 3 NaOH > CH2-(COONa)2 + C6H5ONa + C2H5-OH 1 Muối ,1 rượu và nước :HOOC-R-COOR1 + 2NaOH > R(COONa)2 + R1OH + H2O 1 Muối + 1 rượu +1 andehit:R1OOC-R-COO-CH=CH-R2 + 2NaOH > R(COONa)2 + R1OH + R2CH2CHO Vấn đề 4: Nhận Biết Hữu Cơ 1. Ankan - Thuốc thử : Cl2 - Hiện tượng : Sản phẩm sau phản ứng làm hồng giấy quỳ ẩm - Phương trình : CnH2n+2 + Cl2 CnH2n+1Cl + HCl Chính HCl làm hồng giấy quỳ ẩm 2. Anken - Thuốc thử 1: Nước Brom (Màu da cam) - Hiện tượng : Làm mất màu nước Brom - Phương trình : CnH2n + Br2 CnH2nBr2 - Thuốc thử 2 : Dung dịch thuốc tím KMnO4 - Hiện tượng : Làm mất màu thuốc tím - Phương trình : 3 CnH2n + 2 KMnO4 + 4H2O 3CnH2n(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH Với dung dịch KMnO4 đậm đặc và ở nhiệt độ cao thì nối đôi C=C dễ bị gãy cho ceton, axit hay CO2 tuỳ theo công thức cấu tạo của anken - Thuốc thử 3 : Oxi - Hiện tượng : Chất sau phản ứng tham gia phản ứng tráng gương - Phương trình : 2CH2=CH2 + O2 3. Ankađien (CnH2n-2) n 3 - Thuốc thử : Nước Brom - Hiện tượng : Làm mất màu nước Brom. - Phương trình : CnH2n-2 + 2Br2 CnH2n-2Br4 4. Ankin (CnH2n-2) - Thuốc thử 1 : Nước Brom - Hiện tượng : Làm mất màu nước Brom - Phương trình : CnH2n-2 + 2Br2 CnH2n-2Br4 - Thuốc thử 2 : Dung dịch thuốc thuốc tím - Hiện tượng : Làm mất màu dung dịch thuốc tím - Phương trình : 3C2H2 + 8KMnO4 3K2Cr2O4 + 8MnO2 + 2KOH + 2H2O C2H2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 2CO2 + 2 MnSO4 + K2SO4 + 4H2O 3C3H4 + 8KMnO4 + 12H2SO4 5CH3COOH + 5CO2 + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O - Thuốc thử 3 : Dung dịch AgNO3 / NH3 - Hiện tượng : Cho kết tủa màu vàng nhạt - Thuốc thử 4: Dung dịch CuCl2 trong NH3 - Hiện tượng : Cho kết tủa màu đỏ 5. Aren - Thuốc thử : Brom lỏng (Xúc tác là bột Fe) - Hiện tượng : Mất màu dung dịch Brom - Phương trình : CnH2n-6 + Br2 CnH2n-6Br + HBr 6.Toluen C6H5CH3 - Thuốc thử : Dung dịch đun nóng - Hiện tượng : Mất màu dung dịch thuốc tím - Phương trình :C6H5CH3 + 2KMnO4 C6H5COOK +2MnO2 + KOH + H2O Hoặc viết là : C6H5CH3 + 3[O] C6H5COOH + H2O 7. Stiren C6H5 - CH = CH2 - Thuốc thử : Dung dịch thuốc tím ở nhiệt độ thường - Hiện tượng : Làm mất màu dung dịch thuốc tím - Phương trình : C6H5 - CH = CH2 + [O] C6H5 - CHOH - CH2OH Vấn đề 5: Điện Phân I. Lý Thuyết: 1) Điện phân chất điện li nóng chảy: áp dụng đối với MCln, M(OH)n và Al2O3 (M là kim loại nhóm IA và IIA) 2) Điện phân dung dịch chất điện li trong nước: - Vai trò của nước: trước hết là dung môi hòa tan các chất điện phân, sau đó có thể tham gia trực tiếp vào quá trình điện phân: + Tại catot (cực âm) H2O bị khử: 2H2O + 2e → H2 + 2OH– + Tại anot (cực dương) H2O bị oxi hóa: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e - Tại catot (cực âm) xảy ra quá trình khử M+, H+ (axit), H2O theo quy tắc: + Các cation nhóm IA, IIA, Al3+ không bị khử (khi đó H2O bị khử) + Các ion H+ (axit) và cation kim loại khác bị khử theo thứ tự trong dãy thế điện cực chuẩn (ion có tính oxi hóa mạnh hơn bị khử trước): Mn+ + ne → M + Các ion H+ (axit) dễ bị khử hơn các ion H+ (H2O) + Ví dụ khi điện phân dung dịch hỗn hợp chứa FeCl3, CuCl2 và HCl thì thứ tự các ion bị khử là: Fe3+ + 1e → Fe2+ ; Cu2+ + 2e → Cu ; 2H+ + 2e → H2 ; Fe2+ + 2e → Fe - Tại anot (cực dương) xảy ra quá trình oxi hóa anion gốc axit, OH– (bazơ kiềm), H2O theo quy tắc: + Các anion gốc axit có oxi như NO3–, SO42–, PO43–, CO32–, ClO4–…không bị oxi hóa + Các trường hợp khác bị oxi hóa theo thứ tự: S2– > I– > Br– > Cl– > RCOO– > OH– > H2O 3) Định luật Faraday (Coi sách GK nha) Trong đó: + m: khối lượng chất giải phóng ở điện cực (gam) + A: khối lượng mol của chất thu được ở điện cực + n: số electron trao đổi ở điện cực + I: cường độ dòng điện (A) + t: thời gian điện phân (s) + F: hằng số Faraday là điện tích của 1 mol electron hay điện lượng cần thiết để 1 mol electron chuyển dời trong mạch ở catot hoặc ở anot (F = 1,602.10-19.6,022.1023 ≈ 96500 C.mol-1) II – MỘT SỐ CƠ SỞ ĐỂ GIẢI BÀI TẬP VỀ ĐIỆN PHÂN - Khối lượng catot tăng chính là khối lượng kim loại tạo thành sau điện phân bám vào - m (dung dịch sau điện phân) = m (dung dịch trước điện phân) – (m kết tủa + m khí) - Độ giảm khối lượng của dung dịch: Δm = (m kết tủa + m khí) - Khi điện phân các dung dịch: + Hiđroxit của kim loại hoạt động hóa học mạnh (KOH, NaOH, Ba(OH)2,…) + Axit có oxi (HNO3, H2SO4, HClO4,…) + Muối tạo bởi axit có oxi và bazơ kiềm (KNO3, Na2SO4,…) → Thực tế là điện phân H2O để cho H2 (ở catot) và O2 (ở anot) - Khi điện phân dung dịch với anot là một kim loại không trơ (không phải Pt hay điện cực than chì) thì tại anot chỉ xảy ra quá trình oxi hóa điện cực - Có thể có các phản ứng phụ xảy ra giữa từng cặp: chất tạo thành ở điện cực, chất tan trong dung dịch, chất dùng làm điện cực. Ví dụ: + Điện phân nóng chảy Al2O3 (có Na3AlF6) với anot làm bằng than chì thì điện cực bị ăn mòn dần do chúng cháy trong oxi mới sinh + Điện phân dung dịch NaCl không màng ngăn tạo ra nước Gia–ven và có khí H2 thoát ra ở catot + Phản ứng giữa axit trong dung dịch với kim loại bám trên catot - Viết phản ứng (thu hoặc nhường electron) xảy ra ở các điện cực theo đúng thứ tự, không cần viết phương trình điện phân tổng quát - Viết phương trình điện phân tổng quát (như những phương trình hóa học thông thường) để tính toán khi cần thiết - Từ công thức Faraday → số mol chất thu được ở điện cực - Nếu đề bài cho I và t thì trước hết tính số mol electron trao đổi ở từng điện cực (ne) theo công thức: ne (với F = 96500 khi t = giây và F = 26,8 khi t = giờ). Sau đó dựa vào thứ tự điện phân, so sánh tổng số mol electron nhường hoặc nhận với ne để biết mức độ điện phân xảy ra. Ví dụ để dự đoán xem cation kim loại có bị khử hết không hay nước có bị điện phân không và H2O có bị điện phân thì ở điện cực nào… - Nếu đề bài cho lượng khí thoát ra ở điện cực hoặc sự thay đổi về khối lượng dung dịch, khối lượng điện cực, pH,…thì dựa vào các bán phản ứng để tính số mol electron thu hoặc nhường ở mỗi điện cực rồi thay vào công thức để tính I hoặc t - Nếu đề bài yêu cầu tính điên lượng cần cho quá trình điện phân thì áp dụng công thức: Q = I.t = ne.F - Có thể tính thời gian t’ cần điện phân hết một lượng ion mà đề bài đã cho rồi so sánh với thời gian t trong đề bài. Nếu t’ < t thì lượng ion đó đã bị điện phân hết còn nếu t’ > t thì lượng ion đó chưa bị điện phân hết - Khi điện phân các dung dịch trong các bình điện phân mắc nối tiếp thì cường độ dòng điện và thời gian điện phân ở mỗi bình là như nhau → sự thu hoặc nhường electron ở các điện cực cùng tên phải như nhau và các chất sinh ra ở các điện cực cùng tên tỉ lệ mol với nhau - Trong nhiều trường hợp có thể dùng định luật bảo toàn mol electron (số mol electron thu được ở catot = số mol electron nhường ở anot) để giải cho nhanh. . Những Vấn Đề Lí Thuyết Ôn Thi Đại Học Môn Hóa Vấn đề 1: NGUYÊN TẮC SO SÁNH NHIỆT ĐỘ SÔI. *Nguyên tắc 1. Hai hợp chất có cùng. đúng thứ tự, không cần viết phương trình điện phân tổng quát - Viết phương trình điện phân tổng quát (như những phương trình hóa học thông thường) để tính toán khi cần thi t - Từ công thức Faraday. cation kim loại có bị khử hết không hay nước có bị điện phân không và H2O có bị điện phân thì ở điện cực nào… - Nếu đề bài cho lượng khí thoát ra ở điện cực hoặc sự thay đổi về khối lượng dung dịch,