ôn tâph hữu cơ 11

Ôn tập hoá hữu cơ 11 1- Đại cơng hoá hữu cơ 2- Hợp chất Hydrocacbon Tiết 1+2 : Đại cơng Hoá hữu cơ Xác định định tính thành phần hợp chất hữu cơ Nội dung Câu hỏi nêu vấn đề Chú ý P. pháp I/ Xác định định tính thành phần hợp chất hữu cơ A. Những vấn đề lý thuyết cơ bản 1. Công thức phân tử Công thức tổng quát : C x H y O z N t (x,y,z, t : số nguyên) Công thức thực nghiệm : (C a H b O c ) n (a,b,c tối giản ; n1) Công thức phân tử : cho biết số lợng nguyên tử của mỗi loại nguyên tố trong phân tử. 2. Lập công thức phân tử : C x H y O z N t * Dựa vào % các nguyên tố 100100 141612 % 14 % 16 %% 12 Mtzyx N t O z H y C x = +++ ==== (1) * Tính trực tiếp từ sản phẩm đốt cháy a M mN t OmH y mCO x === 222 14944 (2) A. Bài tập áp dụng Bài 1 : Xác định CTPT cho chất hữu cơ có số liệu sau 51,3%C ; 9,4%H ; 12,0%N ; 27,3%O Tỷ khối hơi sa với không khí là 4,05 * =+++ %100%%%% ONHC Hợp chất gồm C,H,O,N. CTTQ : C x H y O z N t 100100 141612 0,12 14 3,27 16 4,93,51 12 Mtzyxtzyx = +++ ==== (1) 8,28.05,405,405,4 / === A KK A KKA M M M d (2) (1) (2) tìm đợc x,y,z,t. Bài 2 : Tìm công thức phân tử chất hữu cơ a/ Đốt cháy hoàn toàn 10g hợp chất sinh ra 33,85g CO 2 và 6,94g H 2 O. Tỷ khối hơi đối với không khí là 2,69. b/ Đốt cháy 0,282g hợp chất và cho các sản phẩm sinh ra đi qua các bình đựng CaCl 2 và KOH thấy bình CaCl 2 tăng thêm 0,194g, còn bình KOH tăng 0,80g. Mặt khác, đốt 0,186g chất đó sinh ra 22,4ml Nitơ (đktc). Phân tử chất đó chỉ có 1 nguyên tử Nitơ. 1- Có các loại công thức ? So sánh ý nghĩa của mỗi loại ? Ví dụ áp dụng trong bài toán hoá học? + Thờng sử dụng 3 loại công thức trên trong các bài toán hoá học + CTTQ : thành phần định tính các nguyên tố. CTTN cho biết tỷ lệ đơn giản các nguyên tử. CTPT cho biết số lợng của mỗi nguyên tố. + Ví dụ : Biết trong phân tử có các nguyên tố gì có thể gọi đ- ợc CTTQ ; biết tỷ lệ số nguyên tử sẽ viết đợc CTTN ; CTPT đợc tìm khi tính đợc n. 2- Hợp chất trên gồm những nguyên tố nào ? Tại sao ? + Nếu tổng % các nguyên tố đã cho không bằng 100% suy ra hợp chất còn có nguyên tố khác. 3- Tại sao công thức (2) không xuất hiện z ? Có thể xác định z nh thế nào ? + Vì Oxi xuất hiện trong CO 2 ; H 2 O và trong Oxi đem đốt cháy ban đầu. + Xác định z khi đã xác định đợc x,y,t và dựa vào M. Nêu vấn đề So sánh Diễn dịch * a/ Sản phẩm đốt cháy : CO 2 ; H 2 O vậy hợp chất gồm C, H, có thể có O. Tính theo công thức (2), tìm M theo công thức tỷ khối đã trình bày ở bài (1). a M OmH y mCO x == 22 944 Sau khi tìm đợc x,y. Giả sử có O thay vào biểu thức tính M để khẳng định phân tử có nguyên tử O không. Yêu cầu học sinh tính chuyển về áp dụng (1). b/ Bình đựng CaCl 2 khan giữ lại H 2 O. Bình đựng KOH giữ CO 2 Sản phẩm đốt cháy : CO 2 ; H 2 O ; N 2 suy ra thành phần gồm C, H, N, có thể có O. Chú ý : Bài toán cần qui đổi khối lợng Nito tơng ứng với a=0,282g hoặc qui đổi với CO 2 ; H 2 O. Bài 3 : Đốt cháy hoàn toàn 0,9g một chất hữu cơ có thành phần gồm các nguyên tố C, H, O ngời ta đợc 1,32g CO 2 và 0,54g H 2 O. Khối lợng phân tử chất đó là 180. Hãy xác định công thức phân tử của chất hữu cơ trên. Bài 4 : Đốt cháy hoàn toàn một lợng chất hữu cơ chứa C, H, Cl sinh ra 0,22g CO 2 và 0,09g H 2 O. Khi xác định Clo trong lợng chất đó bằng dung dịch AgNO 3 ngời ta thu đợc 1,435g AgCl. Hãy xác định công thức phân tử của chất hữu cơ trên, biết tỷ khối hơi của nó so với Hidro bằng 42,5. * (C,H,Cl) (Cl) AgCl Lợng Cl trong AgCl chính là lợng Cl trong hợp chất hữu cơ ban đầu. Bài 5 : Hãy xác định công thức phân tử của một hợp chất hữu cơ có khối lợng phân tử băng 26 ; biết rằng sản phẩm của sự đốt cháy hợp chất đó là CO 2 và H 2 O. * Sản phẩm cháy là CO 2 ; H 2 O suy ra hợp chất gồm C, H, có thể có Oxi. CTTQ : C x H y O z 12x + y + 16z = 26 suy ra 16z<26 vậy z=0 hoặc z=1 Xét 2 trờng hợp : z=1 : 12x+y+16=26 suy ra không có giá trị x, y (loại) z=0 : 12x+y=26 suy ra x=2 ; y=4 CTPT : C 2 H 4 . 4- Khai thác giả thiết áp dụng trực tiếp công thức (2). Ôn lại cách xác định M thông qua tỷ khối. Chú ý tỷ khối chỉ áp dụng với chất khí. 5- Có thể đa về áp dụng công thức (1) với bài toán 2 không ? + Từ mCO 2 tính mC, suy ra %C, tơng tự với H ; mO tính theo định luật BTKL. 6- Các chất hút giữ H 2 O thờng gặp là H 2 SO 4 đặc ; CaCl 2 khan. Chất giữ CO 2 sản phẩm cháy của chất hữu cơ là dung dịch KOH ; NaOH ; Ca(OH) 2 ; Ba(OH) 2 Chú ý rằng : Nếu cho sản phẩm qua dung dịch KOH tr- ớc thì cả H 2 O và CO 2 đều bị giữ lại trong dung dịch. 7- Học sinh ôn lại cách xác định thành phần khối lợng nguyên tố trong hợp chất. Cụ thể tính m(Cl) trong AgCl. Ví dụ : A a B b : m(g) m MbMa Ma mA BA A . . + = 8- Ngoài cách xác định CTPT theo 2 công thức cơ bản trên, bài 5 là bài tập giải biện luận phơng trình nghiệm nguyên. Qui nạp Tiết 3+4 : Đại cơng Hoá hữu cơ Xác định định tính thành phần hợp chất hữu cơ (tiếp) Viết công thức cấu tạo, xác định đồng đẳng, đồng phân Nội dung Tiếp theo I/ Bài 6 : Đốt cháy hoàn toàn 0,4524g hợp chất A sinh ra 0,3318g CO 2 và 0,2714g H 2 O. Đun nóng 0,3682g chất A với vôi tôi xút để biến tất cả Nitơ trong A thành NH 3 , dẫn khí NH 3 vào 20ml dung dịch H 2 SO 4 0,5M. Để trung hoà axit d sau khi tác dụng với NH 3 cần dùng 7,7ml dung dịch NaOH 1M. a/ Tính % khối lợng các nguyên tố trong A. b/ Xác định công thức phân tử của A ; biết rằng khối lợng phân tử gần đúng của nó là 60. * a/ Tính số mol các chất theo giá trị đề bài : Số mol NaOH, H 2 SO 4 : n=C M .V (V :lit) 2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O (1) 2NH 3 + H 2 SO 4 = (NH 4 ) 2 SO 4 (2) (Trong trờng hợp này không tạo muối axit H 2 SO 4 = 2H + + SO 4 2- ) Từ (1) : tính số mol H 2 SO 4 d suy ra số mol H 2 SO 4 phản ứng (2) vậy tính đợc số mol NH 3 . Tính khối l- ợng N trong A. b/ Tính áp dụng công thức (1) Bài 7 : Đốt cháy hoàn toàn 10,4g hợp chất hữu cơ A rồi cho sản phẩm lần lợt qua bình (1) chứa H 2 SO 4 đặc, bình (2) chứa nớc vôi trong d, thấy khối lợng bình (1) tăng 3,6g ; bình (2) thu đợc 30g kết tủa. Khi hoá hơi 5,2g A thu đợc một thể tích đúng bằng thể tích của 1,6g Oxi ở cùng điều kiện và áp suất. Xác định CTPT của A. * Khối lợng tăng ở bình (1) là khối lợng H 2 O Khối lợng kết tủa ở bình (2) là CaCO 3 Cùng điều kiện t 0 , P tỷ lệ số mol bằng tỷ lệ thể tích. II/ Viết công thức cấu tạo Xác định đồng đẳng, đồng phân. A. Lý thuyết 1- Công thức cấu tạo biểu diễn cách thức, thứ tự liên kết các nguyên tử trong phân tử. Các nguyên tử liên kết theo đúng hoá trị : C(IV) ; H(I) ; O(II) ; N(III) 2- Đồng đẳng : Cấu tạo và tính chất tơng tự nhau, thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhóm CH 2 . 3- Đồng phân : Các chất có cùng CTPT, khác nhau về công thức cấu tạo. Câu hỏi nêu vấn đề- Chú ý 1- Bài toán tăng tính phức tạp của quá trình chuyển hoá, rèn luyện khả năng tính toán theo phơng trình phản ứng Học sinh phân tích đề bài chi biết : + Hợp chất A gồm những nguyên tố nào? Tại sao? + Viết các PTPU xảy ra đối với sự chuyển hoá các chất? + Phân tích quá trình phản ứng lợng chất d hết? 2- Cần tìm những đại lợng nào để xác định câu a/ ? Chú ý : Các giá trị tính toán phải qui về cùng một lợng chất A. 3- Yêu cầu học sinh thực hiện phân tích đề bài, áp dụng ph- ơng pháp các bài toán trớc. Chú ý : Qui đổi cùng về một lợng chất A với các sản phẩm. So sánh thể tích của khí A với Oxi để tìm M A . 1- Cho biết ý nghĩa của công thức cấu tạo ? Phân tích cấu tạo CH 4 ; C 2 H 4 ; C 2 H 2 ảnh h- ởng đến tính chất nh thế nào? + Nêu các phản ứng đặc trng cho từng chất. 2- Nêu ví dụ 2 chất có thành phần phân tử hơn kém nhau 1 hay nhiều nhóm -CH 2 nhng không phải là đồng đẳng? + Anken ; Xicloankan : CTCT khác nhau nên tính chất khác nhau. P.Pháp Qui nạp CH 3 Tiết 5+6 : Hydrocacbon Bài tập về tính chất hoá học của Hydrocacbon Nội dung Câu hỏi nêu vấn đè Chú ý P.Pháp Phản ứng hoá học đặc trng của Hydrocacbon + Ankan : phản ứng thế (Cl 2 , askt) + Dãy đồng đẳng có liên kết bội : Cộng, trùng hợp, OXH + Hợp chất có vòng thơm : Dễ tham gia phản ứng thế, khó tham gia phản ứng cộng. Bài 1 : Một hydrocacbon A có công thức (CH) n biết 1 mol A phản ứng đợc với 4 mol H 2 và 1 mol A chỉ phản ứng với 1 mol dung dịch Br 2 . Công thức cấu tạo của A ? * + 1 mol A phản ứng với 4 mol H 2 suy ra A có 4 liên kết + 1 mol A phản ứng với 1 mol dung dịch Br 2 suy ra chỉ 1 liên kết có khả năng phản ứng cộng (liên kết thuộc mạch hở) Vậy phân tử có 3 liên kết tạo vòng liên hợp. CT có dạng : CH=CH C n H 2n+1 Dạng CTPT tơng ứng : C 8+n H 8+2n Mà A : (CH) n Suy ra n=0 . Vậy CTPT : C 8 H 8 CTCT CH=CH 2 Styren **Phản ứng cộng là phản ứng dặc trng cho liên kết bội, chú ý với dãy đồng đẳng Aren không phản ứng với dung dịch Brom. Bài 2 : Anken A C 6 H 12 có đồng phân hình học, tác dụng với Br 2 cho hợp chất dibrom B. B tác dụng với KOH trong rợu, đun nóng cho dien C và 1 ankin C. C bị OXH trong KMnO 4 đậm đặc và nóng cho axit axetic D và CO 2 . Hãy cho biết cấu tạo của A? * DienC (6C) 2CO 2 + 2CH 3 COOH (Đảm bảo 6 nguyên tử C trớc và sau phản ứng) CH 3 -CH= : tạo ra CH 3 COOH =CH-CH= : tạo ra CO 2 Vậy CTCT : CH 3 -CH=CH-CH=CH-CH 3 (C) 1- Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại các tính chất trên đa bài tập áp dụng. 2- Tại sao lại có tỷ lệ cộng khác nhau giữa H 2 và Br 2 ? Hợp chất RH nào đã học có đặc điểm đó? + Tỷ lệ mol X 2 tham gia phản ứng cộng phụ thuộc vào số liên kết trong phân tử của hợp chất. + Trờng hợp liên kết liên hợp vòng (Aren) khó cộng (không phản ứng với dung dịch Brom) 2- Trong bài tập trên có những phản ứng nào xảy ra ? + Phản ứng cộng Br 2 vào nối đôi. + Tách HBr/KOH rợu theo qui tắc Zaicep : tách H ở C bậc thấp. Yêu cầu hoc sinh nêu qui tắc cộng tác nhân bất đối xứng để so sánh. + OXH cắt mạch (phân tích CH 3 -CH 2 - CHBr-CHBr-CH 2 -CH 3 (B) CH 3 -CH 2 - CH=CH -CH 2 -CH 3 (A) ** Củng cố cho học sinh 2 qui tắc quan trọng : Qui tắc Maccopnicop : H cộng vào C bậc thấp Qui tắc tách Zaicep : H tách ở C bậc thấp Bài 3 : Đốt cháy một số mol nh nhau của 3 hydrocacbon K,L,M ta thu đợc lợng CO 2 nh nhau và tỷ lệ số mol H 2 O và CO 2 đối với K, L, M tơng ứng bằng 0,5 ; 1 ; 1,5. Xác định CTPT của K, L, M. * CTTQ : C n H 2n+2-2k ( k : số liên kết trong phân tử) Số mol K, L, M bằng nhau tạo ra số mol CO 2 nh nhau suy ra K, L, M có số nguyên tử C nh nhau (cùng giá trị n) Với mỗi RH sẽ có giá trị k khác nhau. Viết PTPU cháy, lập tỷ lệ số mol H 2 O/ CO 2 . Biện luận giải phơng trình nghiệm nguyên. n kn nCO OnH + = 1 2 2 ** Chỉ khi xác định thuộc dãy đồng đẳng nào mới gọi công thức có sự phụ thuộc nC và nH. Khi bài toán cho hỗn hợp RH cần gọi CTTQ là C n H 2n+2-2k để giải phơng trình. cấu tạo) 3- Phản ứng cháy (OXH hoàn toàn) đối với tất cả các hydrocacbon sản phẩm sinh ra đều là CO 2 và H 2 O. Cho biết tỷ lệ số mol H 2 O/CO 2 với mỗi dãy đồng đẳng có đặc điểm gì? + Cách gọi C x H y không thể phân biệt đợc 3 RH. Tiết 7+8 : Hydrocacbon Bài tập về xác định dãy đồng đẳng của Hydrocacbon Nội dung Câu hỏi nêu vấn đè Chú ý P.Pháp Bài 1 : Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm 2 hidrocacbon mạch hở cùng dãy đồng đẳng, hấp thụ hoàn toàn sản phẩm vào 1,8l dung dịch Ca(OH) 2 0,05M thu đợc kết tủa và khối lợng dung dịch tăng 3,78g. Cho Ba(OH) 2 d vào dung dịch thu đợc kết tủa và tổng khối lợng cả 2 lần là 18,85g. Tỷ khối của X với H 2 nhỏ hơn 20. Xác định dãy đồng đẳng của 2RH. * PTPU : Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O (1) Ca(OH) 2 + 2CO 2 = Ca(HCO 3 ) 2 (2) Ca(HCO 3 ) 2 + Ba(OH) 2 = BaCO 3 + CaCO 3 + H 2 O (3) Gọi a, 2b là số mol CO 2 ở PT (1) và (2) ta có : a+b = 1,8.0,05 =0,09 100a+297b=18,85 a=0,04 ; b = 0.05. Vậy nCO 2 = 0,14 mol mCO 2 + mH 2 O = m(kết tủa) + m(tăng) Vậy nH 2 O = 0,09 mol Tỷ lệ nH 2 O : nCO 2 >1 Ankin hoặc Ankadien (Tỷ khối với H 2 < 20 M<40 : Không là Aren) Bài 2 : Hỗn hợp X gồm 2RH A, B mạch thẳng và khối lợng phân tử của A nhỏ hơn khối lợng phân tử của B. Trong hỗn hợp X, A chiếm 75% theo thể tích. Đốt cháy hoàn toàn X cho sản phẩm cháy hấp thụ qua bình chứa dung dịch Ba(OH) 2 d, sau thí nghiệm khối lợng dung dịch trong bình giảm 12,78g đồng thời thu đợc 19,7g kết tủa. Biết tỷ khối hơi của X đối với H 2 bằng 18,5 và A, B cùng dãy đồng đẳng. a/ Xác định dãy đồng đẳng của 2 RH. b/ Tìm CTPT của A, B * CTTQ : C x H y C x H y + (x+y/4) O 2 xCO 2 + (y/2) H 2 O CO 2 + Ba(OH) 2 = BaCO 3 + H 2 O nCO 2 = nBaCO 3 = ax =0,1 mCO 2 + mH 2 O = m(kết tủa) - m(giảm) ax.44 + ay.18/2 = 19,7 12,78 ay/2 = 0,14 Vậy Tỷ lệ nH 2 O : nCO 2 <1 Ankan 1- Tại sao lại có kết tủa khi tiếp tục cho dung dịch Ba(OH) 2 vào dung dịch sau phản ứng? Kết tủa trong cả 2 lần gồm những chất gì ? + Dung dịch sau phản ứng có Muối axit. + Kết tủa CaCO 3 ; BaCO 3 2- Liên hệ giữa lợng CO 2 và H 2 O với khối lợng kết tủa và sự tăng khối lợng dung dịch sau phản ứng? + Có sự tăng khối lợng dung dịch là do lợng H 2 O, CO 2 giữ lại trong dung dịch lớn hơn với lợng kết tủa tách ra. 3- Tơng tự sự giảm khối lợng dung dịch ? A : C n H 2n+2 (75%) ; B : C m H 2m+2 (25%) M hh = 37 3n+m=10 (n<m) Vậy n=2 ; m=4 C 2 H 6 ; C 4 H 10 Bài 3 : Một hợp chất X gồm 2 RH A, B (thuộc một trong 3 dãy đồng đẳng Ankan, Anken, Ankin) số nguyên tử C trong mỗi phân tử nhỏ hơn 7 và A, B đ- ợc trộn theo tỷ lệ mol 1: 2.Đốt cháy hoàn toàn 14,8g hỗn hợp X bằng Oxi rồi thu toàn bộ sản phẩm lần lợt qua bình (1) chứa dung dịch H 2 SO 4 đặc d, bình (2) chứa 890 mldung dịch Ba(OH) 2 1M thì khối lợng bình (1) tăng 14,4g và ở bình (2) thu đợc 133,96 g kết tủa trắng. Xác định dãy đồng đẳng A, B * Bình 1 : nH 2 O = 0,8 mol Bình 2 : nCO 2 = 0,68 mol PTPU : Ba(OH) 2 + CO 2 = BaCO 3 + H 2 O (1) Ba(OH) 2 + 2CO 2 = Ba(HCO 3 ) 2 (2) + Nếu không có phản ứng (2) : nCO 2 = nBaCO 3 =0,68 mol Tỷ lệ nH 2 O : nCO 2 <1 Ankan Gọi C n H 2n+2 : a mol ; C m H 2m+2 : 2a mol nH 2 O - nCO 2 = 3a = 0,8- 0,68 = 0,12 M = m/n = 14,8/0,12 = 123,33 = 14n +2 n>7 (loại) + Xảy ra cả (1) và (2) . Gọi nBa(OH) 2 lần lợt ở (1) ; (2) là x, y. nBa(OH) 2 = x+y = 0,89 nBaCO 3 = x = 0,68 Suy ra : y = 0,21. Tổng số mol CO 2 = x+2y = 1,1 Tỷ lệ nH 2 O : nCO 2 >1 Ankin Bài tập biện luận khác Bài 4 : Đốt cháy hoàn toàn một RH X với một lợng vừa đủ Oxi. Hỗn hợp sản phẩm cháy qua bình H 2 SO 4 đặc thì thể tích khí giảm một nửa. Tìm dãy đồng đẳng của X. Bài 5 : Cho 2 RH X và Y là đồng đẳng của nhau, phân tử khối của X gấp đôi phân tử khối của Y. a/ Xác định CTTQ của 2 RH b/ Xác định CTPT của X, Y biết tỷ khối của hỗn hợp đồng thể tích của X và Y so với C 2 H 6 bằng 2,1. 4- Công thức tính M theo % V ? 5- Biện luận để xác định qua trình có tạo muối axit hay không? 6- Ngoài cách giải cơ bản trên còn có thể gặp bài toán giải biện luận để xác định dãy đồng đẳng. + Bài 4 : tìm đợc y>2x Ankan + Bài 5 : Gọi C x H 2x+k C x H 2x+k nCH 2 Dựa vào giả thiết tính đợc x=n k=0 . Ôn tập hoá hữu cơ 11 1- Đại cơng hoá hữu cơ 2- Hợp chất Hydrocacbon Tiết 1+2 : Đại cơng Hoá hữu cơ Xác định định tính thành phần hợp chất hữu cơ Nội dung Câu hỏi nêu. theo 2 công thức cơ bản trên, bài 5 là bài tập giải biện luận phơng trình nghiệm nguyên. Qui nạp Tiết 3+4 : Đại cơng Hoá hữu cơ Xác định định tính thành phần hợp chất hữu cơ (tiếp) Viết công thức. chất hữu cơ A. Những vấn đề lý thuyết cơ bản 1. Công thức phân tử Công thức tổng quát : C x H y O z N t (x,y,z, t : số nguyên) Công thức thực nghiệm : (C a H b O c ) n (a,b,c tối giản ; n1) Công