CÁC CHỦ đề bồi DƯỠNG học SINH GIỎI – môn hóa 9 (PHẦN HOÁ học hữu cơ)

Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học CÁC CHỦ ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI – MƠN HĨA (PHẦN HỐ HỌC HỮU CƠ) CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ HỐ HỌC HỮU CƠ - TÍNH CHẤT HỐ HỌC CỦA HIĐROCACBON * Mục tiêu: Sau chủ đề HS có kiến thức, kĩ sau: - Khái niệm, đặc điểm, phân loại hợp chất hữu cơ. - Phân biệt loại HCHC, viết cơng thức cấu tạo, mạch C. - Biết đồng đẳng, đồng phân. - Trình bày TCHH, phản ứng đặc trưng (H,C). Viết PTHH xảy ra. - Các phương pháp điều chế (H,C) * Thời gian: tiết. A. ĐẠI CƯƠNG VỀ HCHC I. HỢP CHẤT HỮU CƠ. 1. Khái niệm: Hợp chất hữu hợp chất cacbon (trừ CO, CO, 2, H2CO3, muối cacbonat, muối xianua, muối cacbua… ) 2. Đặc điểm chung hợp chất hữu cơ. - Thành phần ngun tố tạo nên hợp chất hữu ít, chủ yếu ngun tố: C, H, O, N (và số ngun tố khác S, P, Cl, số kim loại …) Nhưng số lượng hợp chất hữu nhiều. - Liên kết hố học hợp chất hữu chủ yếu liên kết cộng hố trị. - Phần lớn hợp chất hữu dễ bay hơi, dễ cháy, bền với nhiệt. - Một số hợp chất hữu khơng tan nước tan dung mơi hữu cơ. - Các phản ứng hố học hữu thường xảy chậm, khơng hồn tồn theo nhiều hướng khác tạo nên hỗn hợp sản phẩm. 3. Phân loại hợp chất hữu cơ. Hợp chất hữu chia làm loại: - Hiđrocacbon: hợp chất mà phân tử có C H. - Dẫn xuất hiđrocacbon: ngồi C, H có ngun tố khác O, N, halogen …Dẫn xuất hiđrocacbon gồm: + Dẫn xuất halogen: Khi thay nhiều ngun tử hiđro phân tử hiđrocacbon nhiều ngun tử halogen ta dẫn xuất halogen: C xHyClz, CxHyBrz, CxHyIz…. + Dẫn xuất có oxi: Ancol, axit cacboxylic, este, chất béo, tinh bột, gluxit, Trang Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học II. CẤU TẠO HỐ HỌC. - Các ngun tử phân tử hợp chất hữu xếp theo trật tự định. - Các ngun tử phân tử liên kết với theo hố trị chúng:  C có hố trị IV → có gạch nối: − C − ; = C =; -C≡  H, Cl có hố trị I → có gạch nối: - H; - Cl O có hố trị II → có gạch nối: - O -; =O N có hố trị III → có gạch nối − C − ; - N =; N≡  - Các ngun tử cacbon khơng liên kết với ngun tử ngun tố khác mà liên kết trực tiếp với tạo thành mạch cacbon. Có loại mạch cacbon: mạch thẳng, mạch nhánh, mạch vòng ( từ 3C trở lên) III. DANH PHÁP HỢP CHẤT HỮU CƠ. 1. Tên IUPAC. a) Tên gốc chức: VD: Tên phần gốc + tên phần định chức. CH3CH2Cl: etyl clorua CH3 - CH2 - O - CH3:etyl metyl ete b) Tên thay thế: địnhchức. VD: Tên phần + tên mạch cacbon + tên phần Có thể có khơng CH3CH3: (et + an) etan CH3 – CH2Cl (clo + et + an) cloetan CH2 = CH – CH2 – CH3 but - - en CH3 – CH – CH = CH2  OH but – – en – - ol 2. Bảng tên số đếm tên mạch cacbon chính. Số đếm Mạch cacbon mono C met C-C et tri C-C-C prop tetra C-C-C-C but penta C-C-C-C-C pent hexa C-C-C-C-C-C hex Trang Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học hepta C-C-C-C-C-C-C hept octa C-C-C-C-C-C-C-C oct nona C-C-C-C-C-C-C-C-C non 10 deca C-C-C-C-C-C-C-C-C-C đec 3. Đồng đẳng, đồng phân. a. Đồng đẳng. - Đồng đẳng hợp chất có thành phần phân tử hay nhiều nhóm CH2 có tính chất hố học tương tự nhau. VD : Dãy đồng đẳng ankan : CH4, C2H6, C3H8 . CnH2n+2 - Khối lượng mol chất dãy đồng đẳng lập thành cấp số cộng cơng sai d = 14. Lưu ý : Khái niệm đồng đẳng rộng, giới hạn đồng đẳng metylen. b. Đồng phân. - Đồng phân tượng có hay nhiều chất có CTPT khác CTCT khác tính chất hố học. - Phân loại đồng phân: gồm đồng phân cấu tạo đồng phân hình học. (Ở xét đồng phân cấu tạo). Đồng phân cấu tạo gồm: + Đồng phân mạch cacbon: xếp mạch cacbon khác nhau. CH3 – C = CH2 H2C  CH2    CH3 H2C  CH2 + Đồng phân cách chia cắt mạch cacbon: chia cắt mạch cacbon khác nhau. VD: CH3COOCH3 HCOOC2H5 + Đồng phân vị trí:Do khác vị trí nối đơi, nối ba, nhóm nhóm chức phân tử. VD: CH3 – CH2 – CH2 – OH CH3 – CH – CH3  OH CH2 = CH – CH2 – CH3 CH3 – CH = CH - CH3 + Đồng phân nhóm chức: thay đổi cấu tạo nhóm chức phân tử. VD: CH3 – O – CH3 CH3 – CH2 – OH + Đồng phân liên kết: thay đổi liên kết ngun tử cacbon với nhau. VD: CH3 – CH2 – C ≡ CH CH2 = CH – CH = CH2 Bài 1: ViÕt c¸c c«ng thøc cÊu t¹o thu gän cđa c¸c ®ång ph©n cã cïng c«ng thøc ph©n tư cđa c¸c hỵp chÊt h÷u c¬ sau : C4H8 , C4H10O , C3H6O2 . Bài 2: Cã hỵp chÊt h÷u c¬ cã c«ng thøc ph©n tư nh sau: CH2O2, C2H4O2, C3H6O2. H·y viÕt c«ng thøc cÊu t¹o cã thĨ cã øng víi c«ng thøc ph©n tư ë trªn. VD: CH3 – CH = CH – CH3; Bài 3: ViÕt c«ng thøc cÊu t¹o c¸c ®ång ph©n øng víi c«ng thøc ph©n tư: C3H6O2, C3H8O, C3H6, C5H10 Bài 4: Cã hỵp chÊt h÷u c¬ cã c«ng thøc ph©n tư nh sau: CH2O2, C2H4O2, C3H6O2. H·y viÕt c«ng thøc cÊu t¹o cã thĨ cã øng víi c«ng thøc ph©n tư ë trªn. Trang Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học B. TCHH CỦA HYDROCACBON I. ANKAN (parafin): (Hiđrocacbon no, mạch hở CnH2n+2 ; n ≥ 1) 1. Phản ứng : as CH4 + Cl2  → CH3Cl + HCl metyl clorua (clo metan) as CH4 + 2Cl2  → CH2Cl2 + 2HCl metylen clorua (diclo metan) as CH4 + 3Cl2  → CHCl3 + 3HCl Clorofom (triclo metan) as CH4 + 4Cl2  → CCl4 + 4HCl Cacbon tetraclorua (tetraclo metan) Chú ý : Các đồng đẳng metan tham gia phản ứng tương tự metan. as (25 C ) VD :CH3 – CH2 – CH3 + Cl2  CH3 – CHCl – CH3 + HCl → as (25 C ) CH3 – CH2 – CH3 + Br2  CH3 – CHBr – CH3 + HBr → as PTTQ: CnH2n+2 + zX2  → CnH2n+2-zXz + zHX 2. Phản ứng nhiệt phân: a) Phản ứng Crackinh: t cao CnH2n+2  (n ≥ 3; m ≥1; q≥ 2) → CmH2m+2 + CqH2q CH4 + C3 H6 C2 H6 + C2 H Crackinh → VD: C4 H10  b) Phản ứng phân huỷ: 1000 C → nC + (n+1)H2 CnH2n+2  khong co khong 15000 C → C2H2 + 3H2 Đặc biệt: 2CH4  l ¹nh nhanh c) Phản ứng loại hiđro (đehiđro): 450 − 500 C → CnH2n + H2 CnH2n+2  xt 500 C → C4H8 + H2 VD: C4H10  xt 3. Phản ứng oxi hố: a) Phản ứng cháy (Phản ứng oxi hố hồn tồn): 3n + t0 O2  → nCO2 + (n+1)H2O t0 VD: CH4 + 2O2  → CO2 + 2H2O CnH2n+2 + b) Phản ứng oxi hố khơng hồn tồn: - Nếu đốt cháy thiếu oxi ankan bị cháy khơng hồn tồn → SP cháy gồm CO2, H2O, CO, C. t VD: 2CH4 + 3O2(thiếu)  → 2CO + 4H2O - Nếu có chất xúc tác, nhiệt độ thích hợp, ankan bị oxi hố khơng hồn tồn thành dẫn xuất chứa oxi. Cu → HCHO + H2O VD: CH4 + O2  200 atm ,300 C - Nếu mạch cacbon dài, bị oxi hố bị bẻ gãy. t ,P → 4CH3COOH + 2H2O VD: 2CH3CH2CH2CH3 + 5O2  Mn 4. Điều chế ankan. a) Phương pháp tăng mạch cacbon: 2+ Trang Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học ete khan - 2CnH2n+1X + 2Na  → (CnH2n+1)2 + 2NaX ete khan VD: 2C2H5Cl + 2Na → C4H10 + 2NaCl CH3Cl + C2H5Cl + 2Na → C3H8 + 2NaCl ®pdd - 2RCOONa + 2H2O  → R-R + 2CO2 + 2NaOH + H2 ®pdd VD: 2CH2 = CH – COONa + 2H2O  → CH2 = CH – CH = CH2 + 2CO2 + 2NaOH + H2 b) Phương pháp giảm mạch cacbon: - Phương pháp Duma: CaO, t RCOONa + NaOH  → RH + Na2CO3 CaO, t (RCOO)2Ca + 2NaOH  → 2RH + CaCO3 + Na2CO3 CaO, t VD: CH3COONa + NaOH  → CH4 + Na2CO3 CaO, t (CH3COO)2Ca + 2NaOH  → 2CH4 + Na2CO3 + CaCO3 - Phương pháp crackinh: crackinh CnH2n+2 → CmH2m + CqH2q+2 (n = m + q; n ≥3) crackinh VD: C3H8 → CH4 + C2H4 c) Phương pháp giữ ngun mạch cacbon: Ni , t CnH2n + H2  → CnH2n+2 Ni , t VD: C2H4 + H2  → C2H6 Ni , t CnH2n-2 + 2H2  → CnH2n+2 Ni , t VD: C2H2 + 2H2  → C2H6 d) Một số phương pháp khác: Al4C3 + 12H2O → 3CH4 + 4Al(OH)3 Ni → CH4 C + 2H2  500 C III. ANKEN (olefin). Hiđrocacbon khơng no, mạch hở - CTTQ: CnH2n; n ≥ Trong phân tử anken có lên kết đơi C = C, có liên kết σ bền liên kết π bền, dễ bị bẻ gãy tham gia phản ứng hố học. 1. Phản ứng cộng: a) Cộng H2 → ankan: Ni , t CnH2n + H2  → CnH2n+2 Ni , t VD: C2H4 + H2  → C2H6 b) Phản ứng cọng halogen (Cl2, Br2). CCl CnH2n + X2  → CnH2nX2 VD: CH2 = CH2 + Cl2 → CH2Cl – CH2Cl CH3 – CH = CH – CH2 – CH3 + Br2 → CH3 + CHBr – CHBr – CH2 – CH3 Lưu ý: Anken làm màu dung dịch nước brom nên người ta thường dùng nước brom dung dịch brom CCl4 làm thuốc thử để nhận biết anken. c) phản ứng cộng HA (HA: HCl, HBr, H2SO4) xt CnH2n + HA  → CnH2n+1A VD: CH2 + CH2 + HCl → CH3 –CH2Cl CH2 = CH2 + H2SO4 → CH3 – CH2 – OSO3H Lưu Ý: Từ C3H6 trở phản ứng cộng theo qui tắc Maccopnhicop CH − CHCl − CH (spc ) CH − CH − CH 2Cl ( spp ) VD: CH − CH = CH + HCl →  d) Phản ứng cộng H2O → ancol Trang Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học + H → CH3CH2OH VD: CH2 = CH2 + H2O  t CH − CHOH − CH ( spc) CH − CH = CH + H 2O →  CH − CH − CH 2OH ( spp ) Qui tắc Maccopnhicop: Khi cộng tác nhân bất đối xứng HA (H 2O axit) vào liên kết đơi C = C anken sản phẩm tạo thành phần dương tác nhân (H+) gắn vào cacbon có bậc thấp hơn, phần âm (A-) tác nhân gắn vào C có bậc cao hơn. 2. Phản ứng trùng hợp: xt ,t , p nC=C  → [-C-C-]n xt ,t , p VD: nCH2 = CH2  → (-CH2 – CH2 -)n Polietilen (PE) ( xt ,t , p nCH = C H  → −CH − C H − | | CH ) n CH Polipropilen (PP) 3. Phản ứng oxi hóa: a) Phản ứng oxi hóa hồn tồn: 3n t0 O2  → nCO2 + nH2O t0 VD: C2H4 + 3O2  → 2CO2 + 2H2O CnH2n + b) Oxi hóa khơng hồn tồn: - Dung dịch KMnO4 lỗng nhiệt độ thường oxi hóa nối đơi anken thành 1,2diol. 3CnH2n + 2KMnO4 + 4H2O → 3CnH2n(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH VD: 3CH2 = CH2 + 2KMnO4 + 4H2O → 3CH2 -CH2 + 2MnO2 + 2KOH (màu tím) │ │ (màu đen) OH OH Nhận xét: Dựa vào biến đổi màu dung dịch KMnO (màu tím →nhạt màu có kết tủa đen) => phản ứng dùng để nhận có mặt nối đơi, nối ba. - OXH C2H4 → CH3CHO PdCl / CuCl → 2CH3CHO 2CH2 = CH2 + O2  t 4. Điều chế anken. a) Đề hiđro ankan tương ứng: xt ,t , p CnH2n+2  → CnH2n + H2 xt ,t , p VD: C2H6 → C2H4 + H2 b) Đề hiđrat hóa ancol tương ứng: H SO → CnH2n + H2O CnH2n+1OH  t >170 C H SO → C2H4 + H2O C2H5OH  t >170 C CH − CH = CH − CH CH = CH − CH − CH H SO → CH3 – CH – CH2 – CH3  180 C c) Cộng H2 vào ankin (xt: Pd) ankadien (xt: Ni): Pd,t CnH2n-2 + H2  → CnH2n Pd,t VD: CH ≡ CH + H2  → CH2 = CH2 Trang Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học Ni ,t CH2 = CH – CH = CH2  → CH3 – CH2 – CH =CH2 d) Loại HX khỏi dẫn xuất halogen ankan tương ứng. KOH / ancol → CnH2n + HX CnH2n+1X  t → C2H4 + HCl VD: C2H5Cl  t e) Loại X2 khỏi dẫn xuất α,β-dihalogen ankan tương ứng. t R – CHX – CHX – R’ + Zn  → R – CH = CH – R’ + ZnCl2 t VD: CH2Br – CH2Br + Zn  → CH2 = CH2 + ZnBr2 III. ANKIN (CnH2n-2) Trong phân tử có liên kết C ≡ C bao gờm liên σ và liên kết Π kém bền. Tuy nhiên, liên kết Π liên kết ba bền liên kết Π liên kết đơi nên phản ứng cợng vào liên kết ba khó hơn. 1. Tính chất hóa học. a) Phản ứng cộng. Pd / PdCO → CnH2n CnH2n-2 + H2  t KOH / ancol Ni ,t → CnH2n+2 CnH2n-2 + 2H2  Pd / PdCO → C2H4 VD: C2H2 + H2  t Ni ,t → C2H6 C2H2 + 2H2  b) Phản ứng cợng halogen X2. X CnH2n-2 + X2 → CnH2n-2X2  → CnH2n-2X4 −20 C → C2H5 – C = C – C2H5 VD: C2H5 – C ≡ C – C2H5 + Br2  │ │ Br Br Br Br │ │ C2H5 – C = C – C2H5 + Br2 → C2H5 – C – C – C2H5 │ │ │ │ Br Br Br Br Br CH ≡ CH + Br2 → CHBr = CHBr → CHBr2 – CHBr2 Nhận xét: Ankin cũng làm mất màu dung dịch nước brơm chậm anken. c) Phản ứng cợng HX. Phản ứng xảy ở giai đoạn, giai đoạn sau khó giai đoạn đầu.  −CH − C H −  | ÷ (PVC) ÷ Cl  n HgCl xt ,t , p → CH2 = CHCl  VD: CH ≡ CH + HCl  →  150 − 200 C Lưu ý: Phản ứng cợng HX vào đờng đẳng của axetilen tn theo qui tắc Maccopnhicop. xt,t ,p VD :CH - C ≡ CH+ HCl  → CH - C = CH | Cl Cl | xt,t ,p CH - C = CH + HCl  → CH - C- CH | | Cl Cl xt ,t CH ≡ CH + HCN  (Vinyl cianua) → CH2 = CH – CN Zn ( CH COO ) → CH3COOH = CH2 CH ≡ CH + CH3COOH  (Vinyl axetat) t d) Phản ứng cợng H2O. Trang Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học HgSO → andehit axetic - Axetilen + H2O  80 C → CH3CHO CH ≡ CH + H2O  80 C - Các đờng đẳng của axetilen + H2O → Xeton. xt ,t , p R1 – C ≡ C – R2 + H2O  → R1 – CH2 –CO –R2 xt ,t , p VD: CH3 – C ≡ C – CH3 + H2O  → CH3 – CH2 – C – CH3 HgSO4 ║ O e) Phản ứng nhị hợp. CuCl / NH Cl 2CH ≡ CH  → CH2 = CH – C ≡ CH f) Phản ứng tam hợp. 600 C → C6H6 3CH ≡ CH  C g) Phản ứng thế với ion kim loại. CH ≡ CH + Na → Na – C ≡ C – Na + H2 CH ≡ CH + 2AgNO3 + 2NH3 → AgC ≡ CAg↓ + 2NH4NO3 (Bạc axetilenua)Vàng nhạt CH ≡ CH + CuCl + NH3 → CCu ≡ CCu↓ + 2NH4Cl đờng (I) axetilenua (Màu đỏ) Lưu ý: - Ankin có nới ba đầu mạch đều phản ứng được với dung dịch AgNO và dung dịch CuCl. VD: CH3 - C ≡ CH + AgNO3 + NH3 → CH3 – C ≡ CAg↓ + NH4NO3 CH3 – C ≡ CH + CuCl + NH3 → CH3 – C ≡ CCu↓ + NH4Cl - Có thể dùng các phản ứng để nhận biết ankin -1. - Axetilenua kim loại có thể được tách phản ứng với dung dịch axit. VD: CAg ≡ CAg + 2HCl → CH ≡ CH + 2AgCl h) Phản ứng oxi hóa. * Phản ứng oxi hóa hoàn toàn. 3n − t0 O2  → nCO2 + (n-1)H2O t0 VD: 2C2H2 + 5O2  → 4CO2 + 2H2O CnH2n-2 + * Phản ứng oxi hóa khơng hoàn toàn. Tương tự anken, ankin dễ bị oxi hóa bởi KMnO4 sinh các sản phẩm CO 2, HOOC – COOH … VD: 3C2H2 + 8KMnO4 + 4H2O → 3HOOC – COOH + 8MnO2 + 8KOH 3C2H2 + 8KMnO4 → 3KOOC – COOK + 8MnO2 + 2KOH + 2H2O C2H2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 2CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 4H2O 5CH3 – C ≡ CH + 8KMnO4 + 12H2SO4 → 5CH3COOH + 5CO2 + 8MnO2 + 4K2SO4 + 12H2O Nhận xét: Có thể dùng phản ứng làm mất màu của dd KMnO4 để nhận biết ankin. So với anken thì tớc đợ làm mất màu của ankin diễn chậm hơn. 2. Điều chế ankin. a) Điều chế axetilen. 1500 C → C2H2 + 3H2 2CH4  lanh nhanh CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 Trang Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học Hơ #quangđiên 2C + H2  → C2H2 AgC ≡ CAg +2HCl → C2H2 + 2AgCl CuC ≡ CCu + 2HCl → C2H2 + 2CuCl b) Điều chế đờng đẳng của ankin. HC ≡ C – Na + RX → HC ≡ C – R + NaX VD: CH3Br + Na – C ≡ CH → CH3 – C ≡ CH + NaBr KOH → R – C ≡ C – R’ + 2HX R – CH – CH – R’  ancol │ │ X X KOH → CH3 – C ≡ CH + 2HBr VD: CH3 – CH – CH2  ancol │ │ Br Br IV. AREN (Hiđrocacbon thơm – CnH2n-6). Aren điển hình: Benzen: C6H6 hay CH3 Toluen: C6H5CH3 1. Phản ứng thế: - Benzen khơng phản ứng với dung dịch Br2 phản ứng với Br2 khan có bột Fe làm chất xúc tác. bét Fe → C6H5Br + HBr C6H6 + Br2  t Bơm benzen - Toluen phản ứng dễ dàng tạo đồng phân CH3 CH3 CH3 bét F e → + Br2  Br + Br P-brơm toluen O-brơm toluen Chú ý: khơng dùng bột Fe mà chiếu sáng Br vào ngun tử H mạch nhánh CH3 CH2Br as + Br2  → + HBr 2. Phản ứng nitro hóa. - Benzen phản ứng với hỗn hợp HNO3 đặc H2SO4 đặc → nitro benzen Trang Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học NO2 + H2 O H SO d → + HNO3đ  t NO2 NO2 H SO d → + HNO3đ  t + H2 O NO2 - Toluen phản ứng dễ dàng → sản phẩm CH3 CH3 CH3 H SO d → + HNO3đ  t NO2 + + H2 O NO2 P – nitro toluen O – nitro toluen 3. Phản ứng cộng. as C6H6 + 3Cl2  → C6H6Cl6 Ni , t C6H6 + 3H2  → C6H12 4. Phản ứng oxi hóa. a) Phản ứng oxi hóa hồn tồn. CnH2n-6 + 3n − t0 O2  → nCO2 + (n-3)H2O b) Phản ứng oxi hóa khơng hồn tồn. Benzen khơng phản ứng với dung dịch KMnO4, toluen phản ứng với dung dịch KMnO4. Phản ứng dùng để nhận biết toluen. t C6H5CH3 + 2KMnO4  → C6H5COOK + 2MnO2↓ + KOH + H2O 5. Điều chế aren. Al O / Cr O → C6H6 + 4H2 CH3(CH2)4CH3  500 C ,40atm xt ,t , p C6H12  → C6H6 + 3H2 xt ,t , p 3C2H2 → C6H6 xt ,t , p CH3(CH2)5CH3  → C6H5CH3 + 4H2 Ni , t C6H5 - CH = CH2 + H2  → C6H5 - CH2 – CH3 Trang 10 Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học CHỦ ĐỀ 2: BÀI TỐN LẬP CTPT HỢP CHẤT HỮU CƠ * Mục tiêu: Sau chủ đề HS có kiến thức, kĩ sau: - Áp dụng giải tốn lập CTPT HCHC. * Thời gian: tiết I. XÁC ĐỊNH CTPT DỰA VÀO THÀNH PHẦN KHỐI LƯỢNG CÁC NGUN TỐ VÀ DỰA VÀO PHẢN ỨNG CHÁY 1. Cơ sở lý thuyết: Giả sử có CTPT hợp chất hữu X (C xHyOzNt ). Để xác định CTPT hợp chất hữu trên, ta dựa vào khối lượng CO2, H2O, N2 (hay NH3) theo cách sau: a. Cách 1: tính trực tiếp. mC = 12. nCO ; mH = 2. nH O ; mN = 28. nN ; =>mO = mX – (mC + mH + mN) 12 x y 16 z 14t M X = = = = mC mH mO mN m X 12 x y 16 z 14t MX = = = = Hay: %C %H %O %N 100 p dụng cơng thức:  mC . MX %C. MX nCO2 = = x = 12.m X 12.100 nX   2n m .M % .M  y = H X = H X = H2O  mX 100 nX =>   mN . M X %N. MX 2nN2 t = 14.m = 14.100 = n X X    z = [ M X − (12 x + y + 14t )]  16 M 44 x 9y 11,2t X Hoặc: m = m = m = V => x, y, t thay vào MX => z X CO HO N b. Cách : tính gián tiếp. mC mH mO mN %C %H %O %N : : : = : : : 12 16 14 12 16 14 = nCO2 : nH2O : nO : nN2 = a : b : c : d Sử dụng cơng thức : x : y : z : t = => CTTN X : (CaHbOcNd)n - Với n = => CTĐGN - Với n = MX => CTPT X 12 a + b + 16c + 14d c. Cách 3: Dựa vào phản ứng cháy. y z y t H2 O + N2 2 ay at ax mol mol mol 2 2n t = N2 ; z = [ MX − (12 x + y + 14t )] 16 a t CxHyOzNt + ( x + − ) O2  → xCO2 + amol => x = nCO2 a ; y= 2.nH2O a ; Trang 11 Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học 2. Bài tập. Bài tập 1: Đốt cháy hồn tồn 0,295 gam chất hữu X chứa C, H, O thu 0,44 gam CO2, 0,225 gam H2O. Trong thí nghiệm khác, phân tích lượng chất X cho 55,8 cm3 N2 (đo đktc). Tỉ khối X so với H 29,5. Lập CTHH CTPT X. Giải. MX = 59. Đặt CTPT X CxHyOzNt M 44 x y 11,2t X p dụng cơng thức: m = m = m = V X CO HO N 59 44 x y 11,2t = = = 0,295 0, 44 0,225 0,0558 => x = 2; y = 5; t = Với MA = 59 => z = 1. Vậy CTPT: C2H5ON Bài tập :Hợp chất hữu A chứa C, H, O. Trong thành phần % theo khối lượng 64,865% C 13,51%H. Xác định CTPT A, biết khối lượng mol A 74. Giải. Đặt CTPT A CxHyOz. Áp dụng cơng thức : 12 x y 16 z M A = = = %C % H %O 100 12 x y 16 z 74 = = = 64,865 13,51 21, 625 100 => x = ; y = 10 ; z = Vậy CTPT A C4H10O Bài tập : Hợp chất hữu A có thành phần khối lượng ngun tố sau : 53,33%C, 15,55%H, lại N. Xác định CTPT A, biết A có ngun tử N. Giải. Đặt CTPT A : CxHyNt Áp dụng cơng thức : x:y:t= %C % H % N 53,33 15,55 31,12 : : = : : 12 14 12 14 =2:7:1 Vậy A có ngun tử N nên CTPT A C2H7N. II. LẬP CTHH DỰA VÀO PHƯƠNG PHÁP THỂ TÍCH. 1. Cơ sở lý thuyết : y z t CxHyOzNt + ( x + − ) O2  → xCO2 + 1V aV (x + y z − )V xV bV cV y t H2 O + N2 2 y t V V 2 dV eV 1 x  a = c => x  y z y z y 1 x+ − x+ − x y t => = => y => = Thay x, y vào =  2= = => z =  a 2a a b c 2d 2e a b 1 t  a = 2e => t  Trang 12 Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học 2. Bài tập BT :Đốt cháy 6,2 gam hợp chất hữu A phải dùng 5,6 lít O đktc thu VCO2 : VH2O = : 3. Biết dA/H2 = 31. Xác định CTPT A, khí đo điều kiện t0,p. Giải. Theo đề ta có : MA = 62 => nA = 0,1 mol. nO2 = 0,25 mol. Đặt CTPT A : CxHyOz. y z t PTPƯ cháy : CxHyOz + ( x + − ) O2  → xCO2 0,1 mol (x + y z − ) 0,1mol + 0,1xmol y H2O 0,05y mol Ta có hệ phương tr?nh :  y z ( x + − )0,1 = 0, 25 x =   =>  y = 12 x + y + 16 z = 62  0,1x z = 2   =  0, 05 y Vậy CTPT C2H6O2 BT :Đốt cháy 4,4 gam chất hữu A phải dùng 5,6lít O đktc, thu VCO2 = VH2O. Xác định CTPT A, biết dA/kk = 3,04. Giải. Theo đề ta có : MA = 88g => nA = 0,05mol nO2 = 0,25 mol Đặt CTPT A : CxHyOz. y z + y z 0,05 mol ( x + − ) 0,05mol 0,05xmol y z  ( x + − )0, 05 = 0, 25 x =   =>  y = Ta có hệ phương trình : 12 x + y + 16 z = 88 0, 05 x = 0, 025 y z =    t PTPƯ cháy : CxHyOz + ( x + − ) O2  → xCO2 y H2O 0,025y mol Vậy CTPT C4H8O2 BT :Đốt cháy hồn tồn 0,8 lít hỗn hợp gồm hiđrocacbon A CO 3,5 lít O2 dư thu 4,9 lít hỗn hợp khí. Nếu cho nước ngưng tụ lại 2,5 lít. Hỗn hợp cho qua bình chứa P nung nóng lại lít (các khí đo đk). Xác định CTPT hiđrocacbon A. Giải. Theo đề ta có : VH2O = 4,9 – 2,5 = 2,4 lit VCO2 = 2lit (gồm CO2 ban đầu CO2 sinh ra) VO2dư = 2,5 -2 = 0,5 lit => VO2pư = lít. Đặt CTTQ A : CxHy, a thể tích CO2 ban đầu. y y ( x + ) lit t PTPƯ cháy : CxHy + ( x + ) O2  → xCO2 + 1lit xlit Trang 13 y H2 O y lit Chun đề bồi dưỡng HSG (0,8-a)lit => = 0,8 − a x+ y = Mơn Hóa học lit y x = 2 − a 2, (2-a)lit 2,4lit 2−a   x = 0,8 − a   a = 0, 2, y  =>  x = =>CTPT : C3H8. =>  =  0,8 − a y =   y x + = 0,8 − a  III. LẬP CTHH DỰA VÀO SẢN PHẨM CHÁY. 1. Cơ sở lý thuyết. - Nếu đề tốn cho oxi hố hồn tồn hợp chất hữu tức đốt cháy hồn tồn hợp chất hữu cơ. - Nếu sản phẩm cháy hấp thụ bình đựng H 2SO4 đặc hay P2O5 bình đựng dung dịch kiềm lưu ý N2 O2 dư khơng bị hấp thụ. - Những chất hấp thụ nước : CaCl2 (khan), CuSO4 (khan), H2SO4đ, P2O5, CaO dung dịch kiềm NaOH, KOH, Ca(OH) 2, Ba(OH)2 . => khối lượng bình tăng lên khối lượng H2O bị hấp thụ. - Những chất hấp thụ CO2 : dịch kiềm NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 . => khối lượng bình tăng lên khối lượng CO2 bị hấp thụ. - Cần phân biệt khối lượng bình tăng khối lượng dung dịch tăng. + mbình tăng = (mCO2 + mH2O) hấp thụ. + mdd tăng = (mCO2 + mH2O) hấp thụ - mkết tủa + mdd giảm = mkết tủa - (mCO2 + mH2O) hấp thụ - Nếu đốt cháy hợp chất hữu chứa C, H C, H, O cho sản phẩm cháy qua bình đựng PdCl2, bình đựng dung dịch kiềm (Ca(OH)2, Ba(OH)2 dư. => sản phẩm cháy gồm CO, CO2, H2O. Trong CO bị hấp thụ dung dịch PdCl2 theo PT: CO + PdCl2 + H2O → Pd↓ + CO2 + 2HCl => bình dựng dung dịch kiềm hấp thụ CO2 có sản phẩm cháy CO2 sinh CO phản ứng với dung dịch PdCl2. => mC = mC (CO) + mC (CO2) - Nếu đốt cháy hợp chất hữu X CuO khối lượng bình CuO giảm khối lượng oxi tham gia phản ứng => để tìm khối lượng chất hữu đem đốt cháy cần lưu ý ĐLBTKL: mX + m bình giảm = mCO2 + mH2O. 2. Bài tập BT 1: Đốt cháy hồn tồn lượng chất hữu X cần 6,72 lít O (đktc). Khi cho tồn sản phẩm cháy (chỉ có CO H2O) vào lượng nước vơi trong, thu 10 gam kết tủa 200 ml dung dịch muối có nồng độ 0,5M, dung dịch muối nặng nước vơi ban đầu 8,6 gam. Xác định cơng thức đơn giản X. Giải. Theo đề ta có: nCaCO3 = 0,1 mol; nCa(HCO3)2 = 0,1 mol. PTHH: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O 0,1mol 0,1mol 2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 0,2mol 0,1mol => ∑ nCO = 0,3 mol Theo đề: mdd tăng 8,6 gam = (mCO2 + mH2O) hấp thụ - m↓ => mH2O = 8,6 + m↓ - mCO2 = 5,4 gam => nH2O = 0,3 mol Đặt CTTQ X CxHyOz Trang 14 Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học y z t CxHyOz + ( x + − ) O2  → xCO2 PTPƯ: (x + a mol y z − ) amol axmol + y H2 O 0,5ay mol =>nCO2 = ax = 0,3 = nC; nH2O = 0,5ay = 0,3 => ay = 0,6 = nH y z nO2 = ( x + − ) a = 6, 72 = 0,3 mol => az = 0,3 22, => x : y : z = 0,3 : 0,6 : 0,3 = : : => CTĐGN: CH2O BT 2: Đốt cháy hồn tồn 0,01 mol chất hữu X chứa C, H, O cần 0,784 lít O (đktc). Tồn sản phẩm cháy cho qua bình đựng dung dịch PdCl dư, bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư. Sau thí nghiệm, bình tăng 0,38 gam xuất 2,12 gam kết tủa, bình có gam kết tủa A. Xác định CTPT X. Giải. Theo đề ta có: nPd = 0,01 mol; nCaCO3 = 0,03 mol. CO + PdCl2 → Pd↓ + CO2 + 2HCl (1) 0,01mol 0,01mol 0,01mol CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O (2) 0,03mol 0,03mol mbình tăng = mH2O + CO – CO2(1) => mH2O = 0,38 + (44 – 28)0,01 = 0,54g => nH2O = 0,03 mol So sánh đề với (1) (2) ta thấy nCO2 X sinh = 0,02 mol. Đặt CTTQ X: CxHyOz y z t y + H2O + 2 y z t ( x + − − ) 0,01mol (x-t)0,01mol 0,005ymol 2 t PTPƯ: CxHyOz + ( x + − − ) O2  → (x-t)CO2 0,01mol tCO 0,01tmol => nH2O = 0,03 = 0,005y => y = nCO = 0,01t = 0,01 => t = nCO2 (x – 1)0,01 = 0,02 => x = z nO2 = (3 + − − ) 0,01 = 0, 784 =0,035 => z = 22, Vậy CTPT X : C3H6O BT 3. Oxi hố hồn tồn 4,6g chất hữu A CuO đun nóng. Sau phản ứng thu 4,48 lít CO2 (đktc) nước, đồng thời nhận thấy khối lượng đồng oxit ban đầu giảm bớt 9,6 gam. Xác định CTPT A. Giải. Theo đề ta có : nCO2 = 0,2 mol => mCO2 = 8,8 gam. Áp dụng ĐLBTKL ta có : mA + m bình giảm = mCO2 + mH2O => mH2O = 4,6 + 9,6 – 8,8 = 5,4 gam => nH2O = 0,3 mol. => n= = nH2O – nCO2 = 0,1 mol. Đặt CTTQ A: CxHyOz y z t PTPƯ: CxHyOz + ( x + − ) O2  → xCO2 Trang 15 + y H2O Chun đề bồi dưỡng HSG 0,1 mol (x + Mơn Hóa học y z − ) 0,1mol 0,1xmol 0,05y mol => nCO2 = 0,1x = 0,2 => x = nH2O =0,05y = 0,3 => y = mA = 4,6 = (30 + 16z)0,1 => z = 1. Vậy CTPT A : C2H6O BT4. Đốt cháy hồn tồn 2,3 gam hợp chất hữu X thu CO 2, H2O. Sản phẩm cháy cho hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch nước vơi dư, thấy có 10 gam kết tủa xuất khối lượng bình đựng dung dịch nước vơi tăng 7,1 gam. Xác định CTPT X. ĐS : C2H6O. BT 5. Đốt cháy hồn tồn hợp chất hữu X cần dùng 6,72 lít O (đktc). Sản phẩm cháy gồm CO2 H2O cho hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch Ba(OH) thấy có 19,7 gam kết tủa xuất khối lượng dung dịch giảm 5,5 gam. Lọc kết tủa, đun nóng nước lọc lại thu 9,85 gam kết tủa nữa. Xác định CTPT X. ĐS : C2H6O. BT . Đốt cháy hồn tồn 0,282g chất hữu A cho sản phẩm sinh qua bình đựng CaCl2 khan bình đựng KOH có dư. Sau thí nghiệm thấy bình đựng CaCl2 khan tăng thêm 0,189 gam, bình đựng KOH tăng thêm 0,8 gam. Mặt khác, đốt 0,186g A thu 22,4 ml N (đktc). Biết phân tử A chứa ngun tử N. Tìm CTPT A. ĐS : C6H7N. CHỦ ĐỀ 3: BÀI TẬP VỀ HIĐROCACBON * Mục tiêu: Sau chủ đề HS có kiến thức, kĩ sau: Trang 16 Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học - Hiểu rõ sở lý thuyết để vận dụng giải tập định tính. - Áp dụng giải tập sơ đồ phản ứng, tinh chế chất, nhận biết chất. * Thời gian: tiết. I. BÀI TẬP HỒN THÀNH SƠ ĐỒ PHẢN ỨNG: (1) (2) (3) (4) (5) Bài 1: CH4  → C2H2  → CH3CHO  → C2H5OH  → C4H6  → C4H10 Hướng dẫn: 1500 C → C2H2 + 3H2 (1) 2CH4  lanh nhanh → CH3CHO (2) C2H2 + H2O  80 C Ni , t (3) CH3CHO + H2  → C2H5OH MgO / Al O → C4H6 + 2H2O + H2 (4) C2H5OH  400 −500 C HgSO4 CO2 (6) Ni , t (5) C4H6 + 2H2  → C4H10 (1) (2) (3) (4) (5) Bài 2: CH3COONa  → C2H6  → C2H5Cl  → C4H10  → CH4  → HCHO Hướng dẫn: ®iƯn ph©n (1) 2CH3COONa + 2H2O → C2H6 + 2CO2 + 2NaOH + H2 cã mµng ng ¨n ¸ nh s ¸ ng (2) C2H6 + Cl2  → C2H5Cl + HCl (3) 2C2H5Cl + 2Na → C4H10 + 2NaCl crackinh (4) C4H10 → C3H6 + CH4 NO → HCHO + H2O (5) CH4 + O2  600 −800 C NH (6) HCHO + 2Ag2O  → CO2 + H2O + 4Ag Bài : C2H5OH C2H4Br2 (9) (1) (10)↓↑(11) (2) (8) (3) C2H5Cl C2H4 C2H4(OH)2 (7) (4) (12)↑ C2H6 PE (6) (5) ↑ (13) C4H10 Hướng dẫn : (3) 3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O → 3C2H4(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH (10) C2H5OH + HCl → C2H5Cl + H2O (11) C2H5Cl + NaOH (lỗng) → C2H5OH + NaCl (1) (2) (3) (4) (5) Bài 4: C4H9OH  → C4H8  → C4H10  → CH4  → C2H2  → C2H4 ↓(6) (8) (7) C2H4 ¬  C2H4Br2 ¬  C2H4(OH)2 Hướng dẫn: H SO → CH3 – CH2 – CH = CH2 + H2O (1) CH3 – CH2 – CH2 – CH2OH  180 C Ni , t (2) CH3 – CH2 – CH = CH2 + H2  → CH3 – CH2 – CH2 – CH3 crackinh (3) CH3 – CH2 – CH2 – CH3 → CH4 + CH2 = CH – CH3 l¹nh nhanh → C2H2 + 3H2 (4) 2CH4  1500 C Pd, t (5) C2H2 + H2  → C2H4 (6) 3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O → 3C2H4(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH Trang 17 Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học (7) C2H4(OH)2 + 2HBr → C2H4Br2 + 2H2O (8) C2H4Br2 + Zn → C2H4 + ZnBr2 (1) (2) (3) (4) Bài 5: C2H2Br4  → C2H2  → CH3CHO  → CH3COOH  → CH3COOH = CH2 (5) ↓  − C H − CH2 −   | ÷  OCOCH ÷  n Hướng dẫn: t (1) C2H2Br4 + 2Zn  → C2H2 + 2ZnBr2 HgSO , 80 C (2) HC ≡ CH + H2O  → CH3CHO Mn (3) 2CH3CHO + O2  → CH3COOH (4) CH3COOH + HC ≡ CH → CH3COOCH = CH2 2+  − C H − CH2 −  | ÷ (5) nCH3COOCH = CH2  →  ÷ OCO CH  n t0 , p II. BÀI TẬP PHÂN BIỆT CHẤT. Bài 1: Bằng phương pháp hóa học phân biệt chất khí sau: CO 2, SO2, SO3, C2H2, C2H4. Bài 2: Dùng thuốc thử phân biệt etan, etilen axetilen. Hướng dẫn: Thuốc thử Br2 - Trích mẫu thử với thể tích (cùng đk) - Pha chế dd Br2 với thể tích nồng độ - Sục từ từ khí dư vào dd Br2 - Khơng làm màu dd Br2 etan. - Mất màu etilen - Mất màu nhiều axetilen. PTPƯ : C2H4 + Br2 → C2H4Br2 C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4 Bài : Hãy phân biệt chất lỏng : rượu etylic, benzen, axit axetic, etyl axetat, glucozo Hướng dẫn: - Trích mẫu làm mẫu thử. - Cho Na2CO3 vào mẫu thử trên. Mẫu tạo khí khơng màu axit axetic. ( Viết PTHH) - Cho dd AgNO3/NH3 vào mẫu thử lại. Mẫu tạo kết tủa trắng dd glucozo. (Viết PTHH) - Cho dd NaOH lỗng có pha phenoltalein vào mẫu thử lại. Mẫu làm màu hồng etyl axetat. (Viết PTHH) - Cho mẫu Na vào mẫu lại, mẫu có khí mẫu rượu etylic. (Viết PTHH) - Mẫu lại benzen. III. BÀI TẬP TÁCH CHẤT VÀ TINH CHẾ. §Ĩ t¸ch vµ tinh chÕ c¸c chÊt ta cã thĨ: 1/ Sư dơng c¸c ph¬ng ph¸p vËt lÝ. Trang 18 Chun đề bồi dưỡng HSG - Mơn Hóa học Ph¬ng ph¸p läc: Dïng ®Ĩ t¸ch chÊt kh«ng tan khái hçn hỵp láng Ph¬ng ph¸p c« c¹n: Dïng ®Ĩ t¸ch chÊt tan r¾n (Kh«ng ho¸ h¬i gỈp nhiƯt ®é cao) khái dung dÞch hçn hỵp láng. Ph¬ng ph¸p chng cÊt ph©n ®o¹n: Dïng ®Ĩ t¸ch c¸c chÊt láng khái hçn hỵp láng nÕu nhiƯt ®é ®«ng ®Ỉc cđa chóng c¸ch biƯt qu¸ lín. Ph¬ng ph¸p chiÕt: Dïng ®Ĩ t¸ch c¸c chÊt láng khái hçn hỵp láng kh«ng ®ång nhÊt. 2/ Sư dơng ph¬ng ph¸p ho¸ häc. - S¬ ®å t¸ch: AX XY +Y P / ứng tái tạo Tách phương pháp vật lý Hh A,B + X P / ứng tách Tách phương pháp vật lý (A) (B) Lu ý: Ph¶n øng ®ỵc chän ®Ĩ t¸ch ph¶i tho¶ m·n yªu cÇu: - ChØ t¸c dơng lªn mét chÊt hçn hỵp cÇn t¸ch. S¶n phÈm t¹o thµnh cã thĨ t¸ch dƠ dµng khái hçn hỵp Tõ s¶n phÈm ph¶n øng t¹o thµnh cã kh¶ n¨ng t¸i t¹o ®ỵc chÊt ban ®Çu. Bài : Viết phương trình điều chế nhựa PVC, cao su buna từ axetilen chất vơ cần thiết khác. Hướng dẫn : - Điều chế nhựa PVC : xt HC ≡ CH + HCl  → H2C = CHCl  -CH - CH-  | ÷ nH2C = CH →  ÷ Cl  n xt , t , p - Điều chế cao su buna : CuCl / NH Cl 2HC ≡ CH   → H2C = CH – C ≡ CH Pd H2C = CH – C ≡ CH + H2  → H2C = CH – CH = CH2 Na , t , p nH2C = CH – CH = CH2 → (- CH2 – CH = CH – CH2 -)n Bài 2: Tách chÊt khí khỏi hỗn hợp khí: CH4, C2H4, C2H2, CO2 Hướng dẫn: - Cho hỗn hợp khí lội qua dung dịch nước vơi dư, CO bị hấp thụ dạng kết tủa Cho kết tủa vào dung dịch HCl để tái tạo. - Cho hỗn khí lại qua dung dịch AgNO NH3, C2H2 bị hấp thụ dạng kết tủa. Lọc kết tủa cho tác dụng với dung dịch HCl để tái tạo C2H2. - Hỗn hợp khí lại cho qua dung dịch nước Br 2, etilen bị hấp thụ tạo thành etilen bromua. Cho etilen bromua tác dụng với Zn đun nóng ta thu etilen. Khí lại CH4 ta thu được. (HS tự viết PTHH) Bài 3: Hỗn hợp A gồm : CH4, C2H2, C2H4. Làm để tinh chế a. CH4 b. C2H4 c. C2H2 Hướng dẫn Trang 19 Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học a. Tinh chế CH4: Dùng phương pháp loại bỏ: cho hỗn hợp tác dụng với dd Br2 CH4 khơng phản ứng ta thu CH4 tinh khiết. b. Tinh chế C2H4: Dùng phương pháp loại bỏ C2H2, sau tái tạo lại C2H4 tinh khiết ( C2H4Br2 tác dụng với Zn) c. Từ phương pháp loại bỏ ta thu C2H2 tinh khiết Bài 4: Hỗn hợp gồm : C2H5OH, CH3COOH, CH3COOC2H5. Hãy tách riêng chất khỏi hỗn hợp. CHỦ ĐỀ 4: TỐN VỀ HYDROCACBON * Mục tiêu: Sau chủ đề HS có kiến thức, kĩ sau: Trang 20 Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học - Áp dụng giải tập tính tốn có liên quan. * Thời gian: tiết. Bµi 1: 1. Hçn hỵp A gåm mªtan, axªtylen theo tû lƯ thĨ tÝch lµ 1:1 a/ Tinh chÕ CH4 tõ hçn hỵp b/ Tinh chÕ C2H2 tõ hçn hỵp 2. Hçn hỵp A gåm axetilen vµ hidro cã tû khèi so víi hidro b»ng 4. a/ TÝnh % vỊ thĨ tÝch cđa mçi khÝ hçn hỵp A, b/ §èt nãng hçn hỵp b×nh kÝn cã Ýt bét Ni lµm xóc t¸c thu ®ỵc hçn hỵp khÝ B. - Cho 1/2 khèi lỵng B ®i qua dung dÞch AgNO3 NH3 thÊy t¹o thµnh 0,12g kÕt tđa mµu vµng. TÝnh khèi lỵng cđa C2H2 hçn hỵp B. - Cho 1/2 lỵng khÝ B qua dung dÞch níc Br«m thÊy b×nh nỈng thªm 0,041(g). TÝnh khèi lỵng cđa ªtylen cã hçn hỵp B. Híng dÉn: 1.a/ Cho hçn hỵp ®i qua níc Br2 d: C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4 Tinh chÕ ®ỵc CH4 b/ Cho hçn hỵp ®i qua dung dÞch Ag2O (NH2) C2H2 + Ag2O → C2Ag2 ↓ + H2O - Läc lÊy kÕt tđa hoµn tan b»ng HNO3 C2Ag2 + HNO3 → AgNO3 + C2H2 ↑ 2. a. Gäi mét sè mol cđa C2H2 lµ x  nH = − x Ta cã: 26 x + 2(1 − x) =4  x = 0, 25 Ta cã: C2H2 chiÕm 25%; vµ H2ChiÕm 75% b. §èt nãng hçn hỵp Ni / t C2H2 + H2  → C2H4 Ni / t C2H2 + 3H2  → C2H6 Hçn hỵp khÝ B gåm: C2H2; C2H4; C2H6 Cho 1/2B ®i qua dung dÞch Ag2O (NH3) C2H2 + Ag2O NH  → C2Ag2 ↓ + H2O o o nC2H2 = nC2Ag2 = 0,12 = 0,0005 (mol) 240 Khèi lỵng C2H2 cã hçn hỵp B : 0,0005.2. 26 = 0,026(g) - Cho 1/2 B ®i qua dung dÞch Br2 C¸c ph¶n øng: C2H4 + Br2 → C2H4 Br2 C2H2 + 2Br2 → C2H2 Br4 - Khèi lỵng cđa C2H4 hçn hỵp B lµ: (0,041 - 0,026 ). = 0,056 (g) Bµi 2: Hçn hỵp A gåm c¸c khÝ mªtan, ªtylen vµ axªtylen. a. DÉn 2,8 lÝt hçn hỵp A ë ®ktc qua b×nh ®ùng dung dÞch níc Br«m thÊy b×nh bÞ nh¹t mµu ®i mét phÇn vµ cã 20g br«m ph¶n øng. Trang 21 Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học b. MỈt kh¸c ®èt ch¸y hoµn toµn 5,6 lit A ®ktc råi cho toµn bé s¶n phÈm ch¸y qua b×nh ®ùng 175,2 gam dung dÞch NaOH 20% sau thÝ nghiƯm thu ®ỵc dung dÞch chøa 1,57% NaOH. TÝnh % theo thĨ tÝch cđa mçi khÝ cã hçn hỵp A. Híng dÉn: Gäi x, y, z lÇn lỵt lµ c¸c sè mol cđa CH4 , C2H4 vµ C2H2 cã 2,8 lÝt hçn hỵp nhh = 2,8 = 0, 125 mol 22,4 Khi cho 2,8 lÝt hçn hỵp ®i qua b×nh ®ùng nícBr«m chØ cã C2H4 vµ C2H2 ph¶n øng Ph¬ng tr×nh ph¶n øng: C2H4 + Br2 → C2H4Br2 C2H2 + Br2 → C2H2Br Ta cã: nBr2 = y + 2z = 20 = 0, 125 100 §èt ch¸y 5,6 lÝt hçn hỵp CH4 + 2O2 → CO2 + 2h2O 2x 2x → C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O 2y 4y → 2C2H2 + O2 CO2 + H2O 2z 4z Ta cã: n CO2 = 2x + 4y + 4z = 0,375 + y n NaOH = 0,876 mol CO2 + 2NaOH -> Na2CO3 + H2O 1mol 2mol n NaOH ph¶n øng = 2n CO2 = 0,75 + 2y n NaOH d = 0, 876 - 0,75 - 2y = 0,126 - 2y   x + y + z = 0,125  Ta cã hƯ ph¬ng tr×nh  y + z = 0,125  40.(0,126 − y )  .100 = 1,57  (0,375 + y ).44 = 175,2 Gi¶i hƯ ta ®ỵc: y = 0,025 x = z = 0, 05 % CH4 = 40% % C2H4 = 20% % C2H2 = 40% Bµi 3: Hçn hỵp A gåm CH4, C2H2 vµ mét hi®rocacbon X cã c«ng thøc CnH2n +2. Cho 0,896 lÝt hçn hỵp A ®i qua dung dÞch Brom d ®Ĩ ph¶n øng x¶y r¶y hoµn toµn, thÊy tho¸t 0,448 lÝt hçn hỵp hai khÝ . BiÕt r»ng tû lƯ sè mol CH vµ CnH2n+ hçn hỵp lµ 1:1, ®èt ch¸y 0,896 lit A thu ®ỵc 3,08gam CO2 (ë §KTC). a- X¸c ®Þnh c«ng thøc ph©n tư cđa Hi®rocacbon X b- TÝnh thµnh phÇn % theo thĨ tÝch cđa mçi khÝ hçn hỵp A. Híng dÉn: a- Khi cho hçn hỵp A qua dung dÞch brom d, cã ph¶n øng: C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 Trang 22 Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học V× ph¶n øng x¶y hoµn toµn vµ cã hai khÝ tho¸t khái dung dÞch brom, nªn hai khÝ ®ã lµ CH4 vµ CnH2n+ Theo ®Ị bµi, VC2H2 tham gia ph¶n øng lµ: 0,896 - 0,448 = 0,448 (lÝt) VËy sè mol C2H2 lµ: 0,448 = 0,02 (mol) 22,4 Gäi sè mol cđa CH4 lµ x. Theo bµi => sè mol cđa CnH2n + còng lµ x. VËy ta cã: x + x = 0,448 = 0,02 => x = 0,01. 22,4 Ph¬ng tr×nh ho¸ häc cđa ph¶n øng ®èt ch¸y hçn hỵp: 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O 0,02 mol 0,04 mol CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 0,01 mol 0,01mol 2CnH2n + + (3n + 1) O2 2nCO2 + (n +1)H2O 0,01 mol 0,01,n mol VËy ta cã: nCO2 = 0,04 + 0,01 +0,01n = 3, 08 →n=2 44 VËy c«ng thøc ph©n tư cđa hi®rocacbon X lµ C2H6 b- TÝnh % thĨ tÝch c¸c khÝ: % VC2H2 = 0,448: 0,896 x 100% = 50% % VCH4 = % VC2H6 = (100% - 50%) : = 25% Bài 4: Cho hỗn hợp X gồm (H,C) A, B, C mạch hở, thể khí (ở điều kiện thường). Trong phân tử chất chứa khơng q liên kết đơi, có chất với thành phần phần trăm thể tích nhau. Trộn mg hỗn hợp X với 2,688l O2 thu 3,136l hỗn hợp khí Y (các thể tích đo đktc). Đốt cháy hồn tồn hỗn hợp Y, thu tồn sản phẩm cháy sục từ từ vào dung dịch Ca(OH)2 0,02M, thu 2g kết tủa khối lượng dung dịch giảm 0,188g. Đun nóng dd lại thu thêm 0,2g kết tủa nữa. ( Cho biết phản ứng xảy hồn tồn). 1. Tính m thể tích dd Ca(OH)2 dùng 2. Tìm CTPT, CTCT A, B, C 3. Tính thành phần % thể tích A, B, C Hướng dẫn 1.Ta có 2, 688 = 0,12( mol ) 22, 3,136 nhh = = 0,14( mol ) 22, nhhX = 0,14 − 0,12 = 0, 02(mol ) nO2 = Đặt cơng thức trung bình X C x H y . Ta có : y y to C x H y + ( x + )O2  → xCO2 + H 2O (1) Hỗn hợp sp đốt cháy Y gồm: CO2, H2O, O2( dư), sục sản phẩm qua Ca(OH)2 ta có pứ: Trang 23 Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học CO2 + Ca (OH ) → CaCO3 + H 2O (2) 2CO2 + Ca (OH ) → Ca( HCO3 ) (3) t Ca ( HCO3 )  → CaCO3 + H 2O + CO2 Từ (2) ta có nCO2 = nCaCO = (4) = 0, 004(mol ) 100 Từ (3), (4) ta có : nCO = 2nCaCO (3) = 2. 0, = 0, 004(mol ) 100 Tổng số mol CO2 sản phẩm cháy : 0,02+0,004 = 0,024(mol) mddgiam = mCaCO3 (2) − (mCO2 + mH 2O ) = 0,188( g ) → mH 2O = − 0, 024.44 − 0,188 = 0, 756( g ) n H O = 0, 756 = 0, 042(mol ) 18 mX = mC + mH = 0, 024.12 + 0, 042.2 = 0,372( g ) Theo ĐLBTKL ta có: nCa (OH )2 = nCa ( OH ) (2) +n Ca ( OH )2 ( 3) = 0, 02 + 0, 002 = 0, 022(mol ) 0, 022 = 1,1(l ) 0, 02 = 0, 042 − 0, 024 = 0, 018( mol ) VCa ( OH ) = nCn H n+2 = nH 2O − nCO2 2. Ta có: →x= 0, 024 = 1, 0, 02 Nên X có chất CH4 Như 3(H,C) có CTTQ thuộc loại Cn H n + , Cm H m (vì 3(H,C) có tối đa liên kết đơi) - Có trường hợp a. Trường hợp 1: X có 3(H,C) có CTTQ Cn H n + nX = nH O − nCO = 0, 018 < 0, 02 (loại) b. Trường hợp 2: X gồm CH4 chất có CTTQ Cn H n + có CTTQ Cm H m với n,m ≤ 4, m ≥ Đặt nCH = x, nC H = y, nC H = z Ta có : x + y = 0,018 z = 0,02 – 0,018 = 0,002 * Nếu x = y = 0,018:2 = 0,009 Suy nC = 0,009.1 + 0,009.n + 0,002.m = 0, 24 Hay 9n + 2m = 15. Biện luận theo n,m thấy tất khơng phù hợp (loại) * Nếu y = z  x = 0,018 – 0,002 = 0,016 Suy nC = 0,016.1 + 0,002.n + 0,002.m = 0, 024 hay n + m = 4. Biện luận theo n,m ta có cặp nghiệm : C2H6 C2H4 Vậy ta có X gồm CH4, C2H6 C2H4 * Nếu x = z = 0,02  y = 0,016 Suy nC = 0,002.1 + 0,016.n + 0,002.m = 0, 024 Hay 8n + m = 11. Biện luận theo n,m thấy tất khơng phù hợp. ( loại) n n+ m 2m Trang 24 Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học c. Trường hợp 3: X gồm CH4 chất có CTTQ Cn H n có CTTQ Cm H m với ≤ n, m ≤ Đặt nCH = x, nC H = y, nC H = z Ta có : y + z = 0,02 – 0,018 = 0,002 Vì x phải khác y z nên y = z = 0,001 nC = 0,018.1 + 0,001.n + 0,001.m = 0,024  n + m = 6. Biện luận ta có C2H4 C4H8 n 2n m 2m 3. Tính %V theo trường hợp vừa tìm được. • Thời gian tiết lại cho HS giải đề giúp HS làm quen với đề cách vận dụng kiến thức để giải đề. • Hướng dẫn kĩ làm cho HS. Giáo viên hướng dẫn Lê Ánh Linh Trang 25 [...]... SO → (1) CH3 – CH2 – CH2 – CH2OH  CH3 – CH2 – CH = CH2 + H2O 180 C Ni , t (2) CH3 – CH2 – CH = CH2 + H2  CH3 – CH2 – CH2 – CH3 → crackinh (3) CH3 – CH2 – CH2 – CH3 → CH4 + CH2 = CH – CH3 l¹nh nhanh → (4) 2CH4  C2H2 + 3H2 1500 C Pd, t (5) C2H2 + H2  C2H4 → (6) 3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O → 3C2H4(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH 0 3 2 0 4 0 0 0 Trang 17 Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học (7) C2H4(OH)2 +...Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học CHỦ ĐỀ 2: BÀI TỐN LẬP CTPT HỢP CHẤT HỮU CƠ * Mục tiêu: Sau chủ đề này HS có được các kiến thức, kĩ năng sau: - Áp dụng giải được các bài tốn về lập CTPT của HCHC * Thời gian: 6 tiết I XÁC ĐỊNH CTPT DỰA VÀO THÀNH PHẦN KHỐI LƯỢNG CÁC NGUN TỐ VÀ DỰA VÀO PHẢN ỨNG CHÁY 1 Cơ sở lý thuyết: Giả sử có CTPT hợp chất hữu cơ X (C xHyOzNt ) Để xác định CTPT hợp chất hữu cơ trên,... thêm 0,1 89 gam, còn bình đựng KOH tăng thêm 0,8 gam Mặt khác, đốt 0,186g A thì thu được 22,4 ml N 2 (đktc) Biết phân tử A chỉ chứa 1 ngun tử N Tìm CTPT của A ĐS : C6H7N CHỦ ĐỀ 3: BÀI TẬP VỀ HIĐROCACBON * Mục tiêu: Sau chủ đề này HS có được các kiến thức, kĩ năng sau: Trang 16 Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học - Hiểu rõ cơ sở lý thuyết để vận dụng giải bài tập định tính - Áp dụng giải đúng các bài tập... tinh khiết Bài 4: Hỗn hợp gồm : C2H5OH, CH3COOH, CH3COOC2H5 Hãy tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp CHỦ ĐỀ 4: TỐN VỀ HYDROCACBON * Mục tiêu: Sau chủ đề này HS có được các kiến thức, kĩ năng sau: Trang 20 Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học - Áp dụng giải đúng các bài tập tính tốn có liên quan * Thời gian: 9 tiết Bµi 1: 1 Hçn hỵp A gåm mªtan, axªtylen theo tû lƯ thĨ tÝch lµ 1:1 a/ Tinh chÕ CH4 tõ hçn hỵp... amol => x = nCO2 a ; y= 2.nH2O a ; Trang 11 Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học 2 Bài tập Bài tập 1: Đốt cháy hồn tồn 0, 295 gam chất hữu cơ X chứa C, H, O thu được 0,44 gam CO2, 0,225 gam H2O Trong một thí nghiệm khác, khi phân tích một lượng chất X như trên cho 55,8 cm3 N2 (đo ở đktc) Tỉ khối hơi của X so với H 2 là 29, 5 Lập CTHH và CTPT của X Giải MX = 59 Đặt CTPT của X là CxHyOzNt M 44 x y 11,2t X p... H2 O 2 y lit 2 Chun đề bồi dưỡng HSG (0,8-a)lit => 1 = 0,8 − a x+ 3 y 4 = Mơn Hóa học 3 lit y x = 2 2 − a 2, 4 (2-a)lit 2,4lit 2−a   x = 0,8 − a   a = 0, 2 2, 4 y  =>  x = 3 =>CTPT : C3H8 =>  =  2 0,8 − a y = 8   y 3 x + = 4 0,8 − a  III LẬP CTHH DỰA VÀO SẢN PHẨM CHÁY 1 Cơ sở lý thuyết - Nếu đề tốn cho oxi hố hồn tồn hợp chất hữu cơ tức là đốt cháy hồn tồn hợp chất hữu cơ - Nếu sản phẩm... axetilen và các chất vơ cơ cần thiết khác Hướng dẫn : - Điều chế nhựa PVC : xt HC ≡ CH + HCl  H2C = CHCl →  -CH 2 - CH-  | ÷ nH2C = CH   →  Cl ÷n   xt , t 0 , p - Điều chế cao su buna : CuCl / NH Cl 2HC ≡ CH → H2C = CH – C ≡ CH  Pd H2C = CH – C ≡ CH + H2  H2C = CH – CH = CH2 → Na , t , p nH2C = CH – CH = CH2 → (- CH2 – CH = CH – CH2 -)n Bài 2: Tách từng chÊt khí ra khỏi hỗn hợp các khí:... y vào 1 => = 4 2= = 4 2 => z = =  a 2a a b c 2d 2e a b 1 t  a = 2e => t  Trang 12 Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học 2 Bài tập BT 1 :Đốt cháy 6,2 gam một hợp chất hữu cơ A phải dùng 5,6 lít O 2 đktc thu được VCO2 : VH2O = 2 : 3 Biết dA/H2 = 31 Xác định CTPT của A, các khí đo cùng điều kiện t0,p Giải Theo đề ta có : MA = 62 => nA = 0,1 mol nO2 = 0,25 mol Đặt CTPT của A : CxHyOz y 4 z 2 t PTPƯ cháy... thức đơn giản nhất của X Giải Theo đề ta có: nCaCO3 = 0,1 mol; nCa(HCO3)2 = 0,1 mol PTHH: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O 0,1mol 0,1mol 2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 0,2mol 0,1mol => ∑ nCO = 0,3 mol Theo đề: mdd tăng 8,6 gam = (mCO2 + mH2O) hấp thụ - m↓ => mH2O = 8,6 + m↓ - mCO2 = 5,4 gam => nH2O = 0,3 mol Đặt CTTQ của X là CxHyOz 2 Trang 14 Chun đề bồi dưỡng HSG Mơn Hóa học y 4 z 2 t CxHyOz + ( x + − ) O2... 0,8 lít hỗn hợp gồm hiđrocacbon A và CO 2 bằng 3,5 lít O2 dư thu được 4 ,9 lít hỗn hợp khí Nếu cho hơi nước ngưng tụ thì còn lại 2,5 lít Hỗn hợp khi cho qua bình chứa P nung nóng thì còn lại 2 lít (các khí đo cùng đk) Xác định CTPT của hiđrocacbon A Giải Theo đề ta có : VH2O = 4 ,9 – 2,5 = 2,4 lit VCO2 = 2lit (gồm CO2 ban đầu và CO2 sinh ra) VO2dư = 2,5 -2 = 0,5 lit => VO2pư = 3 lít Đặt CTTQ của A : CxHy, . Chuyên đề bồi dưỡng HSG Môn Hóa học CÁC CHỦ ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI – MÔN HÓA 9 (PHẦN HOÁ HỌC HỮU CƠ) CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ HOÁ HỌC HỮU CƠ - TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CỦA HIĐROCACBON * Mục tiêu: Sau chủ. đề bồi dưỡng HSG Môn Hóa học II. CẤU TẠO HOÁ HỌC. - Các nguyên tử trong phân tử hợp chất hữu cơ sắp xếp theo một trật tự nhất định. - Các nguyên tử trong phân tử liên kết với nhau theo đúng hoá. RX → HC ≡ C – R + NaX VD: CH 3 Br + Na – C ≡ CH → CH 3 – C ≡ CH + NaBr R – CH – CH – R’ KOH ancol → R – C ≡ C – R’ + 2HX │ │ X X VD: CH 3 – CH – CH 2 KOH ancol → CH 3 – C ≡ CH +