Bước 1 : Xác định các hướng giải quyết Đọc lướt nhanh để nắm bắt yêu cầu của đề bài. Từ đó đưa ra các hướng giải quyết. Dự đoán nhanh hướng giải quyết nào tối ưu hơn (tất nhiên chỉ là tương đối). Chẳng hạn, đề bài yêu cầu tính khối lượng của một chất trong hỗn hợp thì hướng 1 là tìm chất đó và số mol của nó; hướng 2 là tìm các chất khác trong hỗn hợp và khối lượng của chúng, từ đó suy ra khối lượng của chất cần tìm. Trong trường hợp này thì hướng 1 có thể khả thi hơn.
Trang 11
VIII Bài tập hay và khó dành điểm 9, 10
1 Các bước để làm tốt bài tập hay và khó
● Bước 1 : Xác định các hướng giải quyết
Đọc lướt nhanh để nắm bắt yêu cầu của đề bài Từ đó đưa ra các hướng giải quyết Dự đoán nhanh hướng giải quyết nào tối ưu hơn (tất nhiên chỉ là tương đối) Chẳng hạn, đề bài yêu cầu tính khối lượng của một chất trong hỗn hợp thì hướng 1
là tìm chất đó và số mol của nó; hướng 2 là tìm các chất khác trong hỗn hợp và khối lượng của chúng, từ đó suy ra khối lượng của chất cần tìm Trong trường hợp này thì hướng 1 có thể khả thi hơn
● Bước 2 : Nắm bắt các thông tin
Đọc kỹ đề bài, nắm được các thông tin đề cho Nếu có nhiều thông tin thì lập sơ
đồ phản ứng để có cái nhìn rõ ràng hơn đối với từng thông tin cũng như mối liên hệ giữa các thông tin đó
● Bước 3 : Xử lý từng thông tin và kết nối các thông tin với nhau
+ Nếu đề bài cho số mol NaOH hoặc KOH tham gia phản ứng với hỗn hợp este; hỗn hợp axit; hỗn hợp axit và este thì ta thiết lập được phương trình :
COO NaOH
n− −=n
+ Nếu đề bài cho số mol hoặc thể tích hoặc khối lượng O2 tham gia phản ứng thì
ta thiết lập được phương trình :
O trong hchc O CO H O
+ Nếu đề bài cho biết mol CO2 và H2O trong phản ứng đốt cháy và độ bất bão hòa k của các hợp chất hữu cơ trong hỗn hợp thì ta thiết lập được phương trình :
O trong hchc
hchc CO H O
n
16
=
Kết hợp các phương trình, giải hệ phương trình để tìm được các thông tin quan trọng nhằm giải quyết bài toán đó
Trang 22 Các ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm 3 este đơn chức, tạo thành từ cùng một ancol Y với 3 axit
cacboxylic (phân tử chỉ có nhóm -COOH); trong đó, có hai axit no là đồng đẳng kế tiếp nhau và một axit không no (có đồng phân hình học, chứa một liên kết đôi C=C trong phân tử) Thủy phân hoàn toàn 5,88 gam X bằng dung dịch NaOH, thu được hỗn hợp muối và m gam ancol Y Cho m gam Y vào bình đựng Na dư, sau phản ứng thu được 896 ml khí (đktc) và khối lượng bình tăng 2,48 gam Mặt khác, nếu đốt cháy hoàn toàn 5,88 gam X thì thu được CO2 và 3,96 gam H2O Phần trăm khối lượng của este không no trong X là
A 38,76% B 40,82% C 34,01% D 29,25%
(K ỳ thi THPT Quốc Gia năm 2015)
Phân tích và hướng dẫn giải
- Phân tích :
● Bước 1 : Xác định các hướng giải quyết
- Đề bài yêu cầu tính phần trăm khối lượng của este không no trong hỗn hợp X Vậy hướng giải là tìm công thức của este này và số mol của nó
● Bước 2 : Nắm bắt các thông tin
- Đề bài cho 3 thông tin chính
+ Thông tin thứ nhất "Hỗn hợp X gồm 3 este đơn chức, tạo thành từ cùng một
ancol Y v ới 3 axit cacboxylic (phân tử chỉ có nhóm -COOH); trong đó, có hai axit
no là đồng đẳng kế tiếp nhau và một axit không no (có đồng phân hình học, chứa
m ột liên kết đôi C=C trong phân tử)"
+ Thông tin thứ 2 : "Thủy phân hoàn toàn 5,88 gam X bằng dung dịch NaOH, thu được hỗn hợp muối và m gam ancol Y Cho m gam Y vào bình đựng Na dư, sau
ph ản ứng thu được 896 ml khí (đktc) và khối lượng bình tăng 2,48 gam."
+ Thông tin thứ 3 : "Mặt khác, nếu đốt cháy hoàn toàn 5,88 gam X thì thu được
CO 2 và 3,96 gam H 2 O."
● Bước 3 : Xử lý từng thông tin và kết nối các thông tin với nhau
+ Thông tin thứ nhất cho ta biết đặc điểm cấu tạo của ba este trong X: Gồm 2 este
no, đơn chức, hơn kém nhau 1 nguyên tử C; 1 este không no có 1 liên kết đôi C=C,
có số C từ 4 trở lên (vì có đồng phân hình học) Các este này đều có gốc hiđrocacbon của ancol giống nhau
+ Thông tin thứ 2 cho ta biết mol của ancol (tính theo mol H2 bằng bảo toàn nguyên tố H trong nhóm OH); biết khối lượng của ancol (dựa vào khối lượng bình chứa Na tăng
2 bình Na taêng ancol H
m =m −m ) Từ đó biết ancol và cấu tạo gốc hiđrocacbon của ancol cấu tạo nên este Biết được mol este (vì mol este đơn chức bằng mol ancol Từ đó biết được khối lượng mol trung bình của các este Đến đấy chắc cùng tìm được ít nhất một este
Trang 33
+ Thơng tin thứ 3 cho ta biết khối lượng của H trong hỗn hợp X Mặt khác, dựa vào thơng tin thứ 2 ta biết được mol O trong hỗn hợp X (nO/ X=2n−COO−) Như vậy thơng tin này giúp ta tính được mol C trong X
- Hướng dẫn giải
2
2
2
m
2
3
X Y
C
CO C
Y là CH OH
HCOOCH ; CH COOCH
X gồm 5,88
0,08
5,88 0,16.16 0,44
12
−
H COOCH CO H O (HCOOCH ; CH COOCH ) este không no este no este không no
este no
m 3 (do axit có đồng phân hình học)
100.0,02
5,88
−
=
=
⇒
Ví dụ 2: X, Y là 2 axit đơn chức cùng dãy đồng đẳng, T là este 2 chức tạo bởi X, Y
với ancol no mạch hở Z Đốt cháy 8,58 gam hỗn hợp E gồm X, Y, T thì thu được 7,168 lít CO2 và 5,22 gam H2O Mặt khác, đun nĩng 8,58 gam E với dung dịch AgNO3/NH3 dư thì thu được 17,28 gam Ag Tính khối lượng chất rắn thu được khi cho 8,58 gam E phản ứng với 150 ml dung dịch NaOH 1M?
( Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Nguyễn Khuyến – TP Hồ Chí Minh,
n ăm 2015)
Hướng dẫn giải
o
3 3
AgNO / NH , t
n 2n 1
m 2m n 2n 1
X : HCOOH (k 1)
8,58 0,32.12 0,29.2
16
+
+
Y
,05
Trang 42 3 6 2
X Y T NaOH
E NaOH chất rắn H O C H (OH)
8,58 0,15.40 ? 11,04 0,07.18 0,03.76
=
Ví dụ 3: X, Y, Z là 3 este đều đơn chức, mạch hở (trong đĩ Y và Z khơng no chứa
một liên kết C = C và cĩ tồn tại đồng phân hình học) Đốt cháy 21,62 gam hỗn hợp
E chứa X, Y, Z với oxi vừa đủ, sản phẩm cháy dẫn qua dung dịch Ca(OH)2 dư thấy khối lượng dung dịch giảm 34,5 gam so với trước phản ứng Mặt khác, đun nĩng 21,62 gam E với 300 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ), thu được hỗn hợp F chỉ chứa 2 muối và hỗn hợp gồm 2 ancol kế tiếp thuộc cùng dãy đồng đẳng Khối lượng của muối cĩ khối lượng phân tử lớn trong hỗn hợp F là:
A 4,68 gam B 8,64 gam C 8,10 gam D 9,72 gam
Hướng dẫn giải
O/ X, Y, Z COO NaOH
(C, H)
dd giảm
3
(X, Y, Z)
X là HCOOCH 0,87
k
0,3
− −
− −
+
3 5
X
(Y, X)
C H COONa
1
0,08
=
Ví dụ 4: X, Y là 2 axit cacboxylic đều mạch hở; Z là ancol no; T là este hai chức,
mạch hở được tạo bởi X, Y, Z Đun nĩng 38,86 gam hỗn hợp E chứa X, Y, Z, T với 400 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ), thu được ancol Z và hỗn hợp F gồm 2 muối cĩ tỉ lệ mol 1 : 1 Dẫn tồn bộ Z qua bình đựng Na dư thấy khối lượng bình tăng 19,24 gam; đồng thời thu được 5,824 lít khí H2 (đktc) Đốt cháy hồn tồn F cần dùng 0,7 mol O2, thu được CO2, Na2CO3 và 0,4 mol H2O Phần trăm khối lượng của T trong hỗn hợp E là:
A 8,88% B 26,40% C 13,90% D 50,82%.
Hướng dẫn giải
Trang 55
o 2
2
(x t) mol O , t
0,5 mol
0,4 mol 0,2 mol
(y t ) mol
36,46 gam
X là R 'COOH : x mol; Y là R ''COOH : y mol
E gồm
Z là R(OH) : z mol; T là R 'COOROOCR '' : t mol
R 'COONa
R ''COONa Hỗn hợp E
R(OH)
+
+
+
2
2 3
Na
2 2 bình Na tăng
(z t ) 0,26 (z t ) mol
bình tăng R(OH) H
0,26.2
Na CO NaOH
0,26
+ = +
+
2
muối CO
R 'COONa R ''COONa
2 a
R 'COONa R ''COONa
COO
0,2
0,6 0,2
2
2
n− −
+
=
=
+
NaOH
R(OH) H
E
T (HCOOC H OOCCH )
x t y t 0,2
46x 72y 76z 158t 38,86
x y
x y 0,075; z 0,135; t 0,125 2x 2t 0,4
0,125.158
z t 0,26
38,86 118x 76z 158t 38,86
+ =
=
+ =
,82%
Ví dụ 5: Thủy phân hồn tồn 4,84 gam este A bằng một lượng dung dịch NaOH
vừa đủ, rồi cơ cạn chỉ thu được hơi nước và hỗn hợp X gồm hai muối Đốt cháy hồn tồn lượng muối trên cần đúng 6,496 lít O2 (đktc), thu được 4,24 gam
Na2CO3; 5,376 lít CO2 (đktc) và 1,8 gam H2O Thành phần phần trăm khối lượng muối cĩ khối lượng phân tử nhỏ hơn trong X là
A 27,46% B 37,16% C 36,61% D 63,39%
Hướng dẫn giải
NaOH 0,4 mol
Trang 6
o 2
2 3
2
? 4,84 gam
O , t
(2)
0,24 mol 1,8 gam
NaOH Na CO
2 muối CO Na CO H O (2) O
Sơ đồ phản ứng :
H O Este A NaOH
A là este của phenol
+
⇒
+
+
+
2
OH muối H O (1) H O (1)
H/ A NaOH H O (1) H O (2) H/ A
C/ A Na CO CO
7 5 2 n O/ A
NaOH H O (1)
A
n : n : n 7 : 5 : 2
16
9n 2
k
2
=
0,04.68
7,32
Ví dụ 6: Este A tạo bởi 2 axit cacboxylic X, Y (đều mạch hở, đơn chức) và ancol
Z Xà phịng hĩa hồn tồn a gam A bằng 140 ml dung dịch NaOH tM thì cần dùng
80 ml dung dịch HCl 0,25M để trung hịa vừa đủ lượng NaOH dư, thu được dung dịch B Cơ cạn B thu được b gam hỗn hợp muối khan N Nung N trong NaOH khan
dư cĩ thêm CaO thu được chất rắn R và hỗn hợp khí K gồm 2 hiđrocacbon cĩ tỉ khối với oxi là 0,625 Dẫn K lội qua nước brom thấy cĩ 5,376 lít 1 khí thốt ra, cho tồn bộ R tác dụng với axit H2SO4 lỗng dư thấy cĩ 8,064 lít khí CO2 sinh ra Đốt cháy hồn tồn 2,76 gam Z cần dùng 2,352 lít oxi sinh ra nước CO2 cĩ tỉ lệ khối
lượng 6 : 11 Biết các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn Giá trị a gần nhất với
giá trị nào sau đây?
Hướng dẫn giải
2
2,76 0,105.32 11x 6x CO
O trong Z O CO H O H O O trong Z
0,105 11x/ 44 6x/18
?
n : n : n 0,09 : 0,24 : 0,09 3 : 8 : 3 Z là C H (OH)
(1)
Trang 77
x y
COO RCOONa Na CO CO
C H 4
K
x y 2 4
x y
COO
0,12
CH : 0,24 mol
C H : 0,12 mol
A là (CH COO) C H OOCCH CH
n
3
− −
− −
⇒
Ví dụ 7: Hỗn hợp P gồm ancol X, axit caboxylic Y (đều no, đơn chức, mạch hở) và
este Z tạo ra từ X và Y Đốt cháy hồn tồn m gam P cần dùng vừa đủ 0,18 mol O2, sinh ra 0,14 mol CO2 Cho m gam P trên vào 500 ml dung dịch NaOH 0,1M đun nĩng, sau khi kết thúc các phản ứng thu được dung dịch Q Cơ cạn dung dịch Q cịn lại 3,68 gam chất rắn khan Người ta cho thêm bột CaO và 0,48 gam NaOH vào 3,68 gam chất rắn khan trên rồi nung trong bình chân khơng Sau khi phản ứng
xảy ra hồn tồn, thu được a gam khí Giá trị của a gần nhất với giá trị nào sau
đây?
Hướng dẫn giải
2
X H O CO
O trong P O CO H O
0,18 0,14 ?
x 2y
RCOONa NaOH: 0,05 mol
NaOH dư
X là C H OH (k 0; x mol); Y, Z là C H O (k 1; y mol)
3,68
X, Y, Z
+
+
=
o
2 6
2 5
2 6
t , CaO
2 5
C H
0,02.40 0,03.67
29 0,03
R là C H
C H : 0,03 mol
C H COONa : 0,03
m 0,9 gam gần nhất với giá trị 0,85 NaOH : 0,02 0,012
=
= +
tố C, H, O Hỗn hợp T gồm X, Y, Z, trong đĩ nX=4(nY+n )Z Đốt cháy hồn tồn m gam T, thu được 13,2 gam CO2 Mặt khác, m gam T phản ứng vừa đủ với 0,4 lít dung dịch KHCO3 0,1M Cho m gam T phản ứng hồn tồn với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, thu được 56,16 gam Ag Phần trăm khối lượng của Y trong hỗn hợp T là:
A 22,26 % B 67,90% C 74,52% D 15,85%.
Hướng dẫn giải
Trang 82
3
C trong T CO
C trong T COOH CHO
0,26 0,04
CHO Ag
COOH KHCO
x m
X, Y, Z không có C ở gốc hiđrocacbon
X, Y, Z lần lượt là OHC CHO,
−
−
< < < ⇒
ol
C
CHO
OHC COOH, HOOC COOH
0,02.74
0,26.29 0,04.45
z 0,01
+
MZ), T là este tạo bởi X, Y, Z với một ancol no, ba chức, mạch hở E Đốt cháy hồn tồn 26,6 gam hỗn hợp M gồm X, Y, Z, T (trong đĩ Y và Z cĩ cùng số mol) bằng lượng vừa đủ khí O2, thu được 22,4 lít CO2 (đktc) và 16,2 gam H2O Mặt khác, đun nĩng 26,6 gam M với lượng dư dung dịch AgNO3/NH3 Sau khi các phản ứng xảy ra hồn tồn, thu được 21,6 gam Ag Mặt khác, cho 13,3 gam M phản ứng hết với 400 ml dung dịch NaOH 1M và đun nĩng, thu được dịch N Cơ cạn dung
dịch N thu được m gam chất rắn khan Giá trị của m gần nhất với
A 38,04 B 24,74 C 16,74 D 25,10
( Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 4 – THPT chuyên Đại Học Vinh – Nghệ An, năm
2015)
Hướng dẫn giải
o
3 3
AgNO / NH , t
n 2n 1
m 2m 1
CO H O
Ag
X : HCOOH (k 1, x mol)
Y : C H COOH (k 1, y mol)
Z : C H COOH (k 1, y mol)
+
+
O/ M
13,3 gam
z 0,05
y 0,1
X : 0,025 mol
T : 0,025 mol)
−
≥
Trang 9
9
chaát raén
m 24,74 gam
● Ở bài này, nếu đi theo hướng tìm cụ thể từng chất thì mất thêm khá nhiều thời
gian
Ví dụ 10: Đốt cháy hoàn toàn một este no đa chức X được tạo thành từ axit hai
chức mạch hở và ancol ba chức mạch hở bằng oxi, sục toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch nước vôi trong dư thu được 60 gam kết tủa và khối lượng dung dịch giảm 29,1 gam Khối lượng mol của X là:
A 362 B 348 C 350 D 346.
(Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT Đặng Thúc Hứa – Nghệ An, năm học 2013 –
2014)
Hướng dẫn giải
Xét phản ứng tạo ra este X (R, R' là các gốc no) :
COOH
COOH
COOH
+
R'
HO HO HO
R'
HO HO HO
R
COO R
COO
R' COO
R' COO COO
CO CaCO
X CO H O
X CaCO CO H O
− −
Ví dụ 11: Hỗn hợp X gồm anđehit fomic, anđehit axetic, metyl fomat, etyl axetat
và một axit cacboxylic no, hai chức, mạch hở Y Đốt cháy hoàn toàn 29 gam hỗn hợp X (số mol của anđehit fomic bằng số mol của metyl fomat) cần dùng 21,84 lít (đktc) khí O2, sau phản ứng thu được sản phẩm cháy gồm H2O và 22,4 lít (đktc) khí
CO2 Mặt khác, 43,5 gam hỗn hợp X tác dụng với 400 ml dung dịch NaHCO3 1M, sau khi kết thúc phản ứng thu được m gam muối khan Giá trị có thể có của m là ?
A 34,8 gam B 21,8 gam C 32,7 gam D 36,9 gam
Hướng dẫn giải
Trang 102
2 4 2
2
2 4
2 4
2 4
4 8 2
n 2n 2 4
n 2n 2 4
anđehit fomic CH O
CH O metyl fomat C H O
CH O : x mol (k 1) anđehit axetic C H O
etyl axetat C H O
C H O : z mol (k 2) axit no, 2 chức mạch hở
−
−
O/ X
0,1 0,55
2
z 0,1
x y 0,55
x y 4z 0,95
16
n 2
hoặc
Y là (COOH)
>
+ =
=
⇒
∑
3
2
muối
hoặc
Trong 29 gam X có 0,1 mol Y Trong 43,5 gam X có 0,15 mol
Trong phản ứng của X với NaHCO
(COONa) : 0,15 mol Nếu Y là (COOH) thì muối là NaHCO : 0,1 mol
+
=
muối
muối
CH (COONa) : 0,15 mol Nếu Y là CH (COOH) thì muối là NaHCO : 0,1 mol
C H (COONa) : 0,15 mol Nếu Y là CH (COOH) thì muối là NaHCO : 0,1 mol
=
Ví dụ 12: X, Y là hai axit cacboxylic đều hai chức, mạch hở thuộc cùng dãy đồng
đẳng kế tiếp; Z và T là hai este thuần chức hơn kém nhau 14 đvC, đồng thời Y và Z
là đồng phân của nhau (MX < MY < MT) Đốt cháy 17,28 gam hỗn hợp E chứa X,
Y, Z, T cần dùng 10,752 lít O2 (đktc) Mặt khác, đun nĩng 17,28 gam E cần dùng
300 ml dung dịch NaOH 1M, thu được 4,2 gam hỗn hợp gồm 3 ancol cĩ cùng số mol Số mol của X trong E là:
A 0,05 mol B 0,04 mol C 0,06 mol D 0,03 mol
Trang 1111
Hướng dẫn giải
o
2
2 2
t
15,36 0,48 mol
0,3 0,48
COO E
CO
H O
E E
E 0,3 mol NaOH (vừa đủ)
n
;
n
n
− −
− −
=
(COOH) ; Z là C H (COO)
Y là C H (COOH) ; T là C H (COO)
T là CH OOC COOC H
a 0,03 62a 32a 46a 4,2
−
+
2
(X, Y) E Z T X
C/(X, Y) CO C/(Z, T) Y
=
Ví dụ 13: Cho hỗn hợp X gồm một axit no, đơn chức A và một este E tạo bởi một
axit no, đơn chức B và một ancol no đơn chức C (A và B là đồng đẳng kế tiếp của nhau) Cho m gam hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với dung dịch NaHCO3 thu được 1,92 gam muối Nếu cho a gam hỗn hợp X tác dụng với lượng vừa đủ NaOH rồi đun nĩng thì thu được 4,38 gam hỗn hợp D gồm muối của hai axit hữu cơ A, B và 0,03 mol ancol C, biết tỉ khối hơi của C so với hiđro nhỏ hơn 25 và C khơng điều chế trực tiếp được từ chất vơ cơ Đốt cháy hai muối trên bằng một lượng oxi vừa
đủ thu được một muối vơ cơ, hơi nước và 2,128 lít CO2 (đktc) Các phản ứng coi như xảy ra hồn tồn Giá trị của m là:
A 1,81 B 3,7 C 3,98 D 4,12
Hướng dẫn giải
3
o 2
n 2n 1
n 1 2n 1 2 m 2m 1 NaHCO
n 2n 1
m 2m 1 ancol C
O , t
2
n 2n 1
0,095 mol muối D, 4,38 gam, x mol
X gồm
TN2 : a gam X
+
+
+
+
<
+
o
NaOH t