Đối với môn hóa học, có thể nâng cao chất lượng môn học và phát triểnnăng lực nhận thức của học sinh bằng nhiều biện pháp và phương pháp khácnhau.. Trong đó, viêc hệ thông các phương phá
Trang 1MỤC LỤC
Trang
PHẦN I MỞ ĐẦU
PHẦN II NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TRẠNG
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
2.1 Bài toán về phản ứng thuỷ phân este 8
2.3 Bài toán về phản ứng đốt cháy este 172.4 Bài toán hỗn hợp este và các chất hữu cơ khác 192.5 Bài toán xác định các chỉ số của chất béo: chỉ số axit, chỉ số xà
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM
Trang 2PHẦN I: MỞ ĐẦU
1 Mục đích của sáng kiến kinh nghiệm
Từ xưa đến nay, con người được xem là yếu tố quyết định sự phát triển của
xã hội Giáo dục phải đào tạo ra những con người có trí tuệ phát triển thôngminh và sáng tạo Muốn có được điều này, ngay từ bây giờ nhà trường phổthông phải trang bị đầy đủ cho học sinh hệ thống kiến thức cơ bản, hiện đại, phùhợp với thực tiễn Việt Nam và năng lực tư duy sáng tạo Thực trạng giáo dụchiện nay cho thấy chất lượng nắm vững kiến thức của học sinh không cao, đặcbiệt việc phát huy tính tích cực của học sinh, năng lực tư duy, năng lực giảiquyết vấn đề và khả năng tự học không được chú ý rèn luyện đúng mức Do đógiáo dục phải đổi mới phương pháp dạy học, áp dụng những phương pháp dạyhọc hiện đại phát huy cao năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề
Đối với môn hóa học, có thể nâng cao chất lượng môn học và phát triểnnăng lực nhận thức của học sinh bằng nhiều biện pháp và phương pháp khácnhau Trong đó, viêc hệ thông các phương pháp giải và bài tập là một phươngpháp dạy học, có tác dụng rất tích cực đến việc giáo dục, rèn luyện và phát triểnhọc sinh
Bài tập có vai trò quan trọng và hiệu quả sâu sắc trong việc thực hiện mụctiêu đào tạo, trong việc hình thành phương pháp chung của việc tự học hợp lí,trong việc rèn luyện kĩ năng tự lực sáng tạo, phát triển tư duy Song phươngpháp này chưa thực sự được chú trọng đúng mức, làm giảm vai trò và tác dụngcủa việc sử dụng bài tập để phát triển năng lực nhận thức và tư duy cho học sinhtrong quá trình dạy học hóa học
Trong những năm đứng trên mục giảng tôi nhận thấy để học sinh giải cácbài toán về este - lipit các em rất khó ghi nhớ và xác định các chất tạo thànhtrong bài toán Từ đó các em không thể tim ra cách giải chính xác cho bài toán.Đặc biệt là nhiều dạng toán tạo thành nhiều sản phẩm thì học sinh ít có năng lực
Trang 3giải Tôi hiểu trình độ phát triển tâm sinh lý học sinh và luôn tìm cách tổ chứchợp lí từng hoạt động học tập, trong khi đó luôn tạo ra những tình huống, nêuvấn đề, đưa ra những phương pháp liên quan đến bản thân học sinh, đến mônhọc và các vấn đề khác… nhằm mục đích giúp cho học sinh độc lập suy nghĩ,
giải quyết và thể hiện bằng hành động của mình Vì vậy, tôi viết đề tài: "Phân loại và phương pháp giải một số dạng bài tập hóa học phần este - lipit"
2 Điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm
Trong chuyên đề này tôi tiến hành theo phương pháp lên lớp, giao bài tập vềnhà theo phương pháp hướng dẫn, tổ chức kiểm tra đánh giá sau mỗi dạng bài.Cuối cùng kiểm tra và đánh giá kết quả, so sánh đối chiếu
3 Đóng góp của sáng kiến kinh nghiệm
Hàng năm xây dựng phương pháp giải các bài tập theo chuyên đề, phândạng bài tập và phương pháp giải các dạng bài tập đó theo:
- Bài tập được sắp xếp theo thứ tự mức độ kiến thức từ dễ đến khó
- Các bài tập được chia thành từng dạng cụ thể có phân tích, và chú ý chohọc sinh trong cách giải
- Công tác tổ chức dạy và kiểm tra đánh giá kết quả sau quá trình triển khai
So sánh kết qủa thu được sau các năm học
Trang 4PHẦN II : NỘI DUNG Chương 1: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TRẠNG 1.1 Cơ sở lí luận
Giáo viên dạy học hóa học có phương pháp phù hợp với hệ thồng bài tậpphong phú phù hợp với đặc điểm về phát triển năng lực nhận thức và tư duy thì
sẽ phát triển được năng lực nhận thức và tư duy của học sinh
1.2 Thực trạng
1.2.1 Thuận lợi
- Trong các năm học từ khi ra trường đến nay tôi liên tục giảng dạy bộ mônhóa khối 12 Nhờ vậy tôi đã tích lũy được kinh nghiệm, hệ thống và bổ sungnhững thiếu sót trong quá trình giảng dạy ở các năm trước làm nền tảng kiếnthức cho năm học sau
- Các lớp khối 12 được khảo sát khá đồng đều, hệ thống kiến thức khôngphân ban
- Được sự giúp đỡ, ủng hộ và tạo điều kiện của các đồng nghiệp trong quátrình giảng dạy
Trang 5Vì vậy chương este - lipit lá phần mở đầu của năm học, tạo hứng thú và tinhthần học tập ở các phần tiếp theo
Chương 2: HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI 2.1 Bài toán về phản ứng thuỷ phân este
2.1.1 Thuỷ phân một este đơn chức
- Trong môi trường axit: Phản ứng xảy ra thuận nghịch
Nếu phản ứng thuỷ phân este cho 1 anđehit (hoặc xeton),
Nếu phản ứng thuỷ phân este cho 1 anđehit (hoặc xeton), ta Một số nhận xét :coi Một số nhận xét :như ancol (đồng phân với andehit) có nhóm –OH gắn trực tiếp vào liên kết
C=C vẫn Một số nhận xét :tồn Một số nhận xét :tai để giải và từ đó CTCT của este.
Nếu sau khi thủy phân thu được muối (hoặc khi cô cạn thu được chất
rắn khan) mà mmuối = meste + mNaOH thì este phải có cấu tạo mạch vòng (lacton):
Trang 6C=O
O NaOH + HO-CH2CH2CH2COONa
Nếu
Nếu ở gốc hidrocacbon của R’, một nguyên tử C gắn với nhiều gốc este hoặc có chứa nguyên tử halogen thì khi thủy phân có thể chuyên hóa thành andehit hoặc xeton hoặc axit cacboxylic
VD: C2H5COOCHClCH3 + NaOH t0 C2H5COONa + CH3CHO
CH3-COO
Bài toán về hỗn hợp các este thì nên sử dụng
Bài toán về hỗn hợp các este thì nên sử dụng phương pháp trung bình.
Bài 1: Bài 1: Thực hiện phản ứng xà phòng hoá chất hữu cơ X đơn chức vớidung dịch NaOH thu được một muối Y và ancol Z Đốt cháy hoàn toàn2,07 gam Z cần 3,024 lít O2 (đktc) thu được lượng CO2 nhiều hơn khốilượng nước là 1,53 gam Nung Y với vôi tôi xút thu được khí T có tỉ khối
so với không khí bằng 1,03 CTCT của X là:
C2H5COOC2H5
Giải Một số nhận xét ::
- Theo đề bài: X đơn chức, tác dụng với NaOH sinh ra muối và ancol
X là este đơn chức: RCOOR’
Mặt khác: mX + m O2 = m CO2 + m H O
2 44.n CO2+ 18.n H O
2 = 2,07 +(3,024/22,4).32 = 6,39 gam
n n
=n 1 n =00,135,09 n = 2
Trang 7Y có dạng: CxHyCOONa T: C RCOONa + C xHy+1 M T = 12x + y + 1 = 1,03.29 RCOONa + C
6 2
y
x C 2H5COOC2H5 RCOONa + C đáp án D
Bài 1: Bài 2: Đun 20,4 gam một chất hữu cơ A đơn chức với 300 ml dung
dịch NaOH 1 M thu được muối B và hợp chất hữu cơ C Cho C phảnứng với Na dư thu được 2,24 lit H2 (đktc) Nung B với NaOH rắn thuđược khí D có tỉ khối đối với O2 bằng 0,5 Khi oxi hóa C bằng CuO đượcchất hữu cơ E không phản ứng với AgNO3/NH3 Xác định CTCT của A?
A là este đơn chức Vậy B là muối của Na.
Nung B với NaOH rắn tạo ra D có MD = 32.0,5 = 16 Vậy D là CH4 Gốc R trong D là CH3-
Đặt công thức của A là RCOOR’
CH3COOR’ + NaOH CH RCOONa + C 3COONa + R’OH
R’OH + Na R’ONa + H RCOONa + C 2
Ta có: nH2= 0,1 mol n Ancol = 2.0,1 = 0,2 mol
nNaOH = 0,3 mol > nAncol NaOH dư, este phản ứng hết.
n
Este = nAncol = 0,2 mol M este = 20,4/0,2 = 102
R’ = 102 – 59 = 43 gốc R’ là C
3H7- và ancol bậc 2 Một số nhận xét : Một số nhận xét :đáp Một số nhận xét :án Một số nhận xét :B đáp án B đúng
Bài 1: Bài 3: X là một chất hữu cơ đơn chức có M = 88 Nếu đem đun 2,2
gam X với dung dịch NaOH dư, thu được 2,75 gam muối Công thức cấutạo thu gọn của chất nào sau đây phù hợp với X:
Trang 8A HCOOCH2CH2CH3 B CH3CH2CH2COOH.
Giải:
* Nhận xét: Với lập luận X là chất hữu cơ no, đơn chức, phản ứng với
dung dịch NaOH nên X là axit hoặc este (loại khả năng là phenol vìMphenol ≥ 94 > 88 (M C H OH
5
6 = 94))
Về nguyên tắc ta có thể giải để tìm ra kết quả (Đáp Một số nhận xét :án Một số nhận xét :B).
Tuy nhiên, nếu lưu ý một chút ta có thể tìm ra đáp án mà không cần lời giải:
Do X đơn chức phản ứng với NaOH dư nên nmuối = nX Mà lại cómmuối > mX nên Mmuối > MX
Vậy R’ < MNa = 23 Vậy R’ chỉ có thể là H- hoặc CH3- Vậy chỉ có đáp
án B đúng.
Một số nhận xét : Một số nhận xét :!Lưu Một số nhận xét :ý: + Nếu đề bài cho biết X (có thể là axit hoặc este, có công thức
RCOOR’) phản ứng với NaOH, mà mmuối > mX thì Một số nhận xét :R’ Một số nhận xét :< Một số nhận xét :MNa Một số nhận xét := Một số nhận xét :23.
R’ chỉ có thể là H- hoặc CH3-
+ Nếu cho rõ X là este mà có mmuối > meste thì nó Một số nhận xét :phải Một số nhận xét :là
este Một số nhận xét :của Một số nhận xét :ancol Một số nhận xét :CH3OH (MR’ = 15, R’ là CH3-)
VD: Cho 4,2 g este đơn chức no E tác dụng hết với dung dịch NaOH ta
thu được 4,76 g muối natri Vậy công thức cấu tạo của E có thể là:
Vì RCOOR’ RCOONa RCOONa + C
Theo phương pháp tăng giảm khối lượng: Cứ 1 mol este phản ứng thì
Trang 9khối lượng mtăng = 23 – 15 = 8
Khối lượng tăng thực tế là 4,76 – 4,2 = 0,56 g
Bài 1: Bài 5: Cho 20 gam chất hữu cơ X (chỉ chứa C, H, O và một loại nhóm
chức) có tỉ khối hơi so với O2 bằng 3,125, tác dụng với 0,3 mol NaOH
Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 23,2 gam bã rắn CTCT của X
có thể là:
A CH3COOCH=CH-CH3 B C2H5COOCH=CH2
Trang 10* Nhận xét: Từ các đáp án ta thấy chúng đều là este
Đặt công thức este là RCOOR’
Meste = 3,125.32 = 100 neste = 20/100 = 0,2 mol nNaOH pư =neste = 0,2 mol
nNaOH dư = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol → mNaOH = 0,1.40 = 4 g
mmuối = 23,2 – 4 = 19,2 g Mmuối = 19,2/0,2 = 96 R = 96 – 67 =
29 Este đơn chức R là C2H5-
Vậy Một số nhận xét :đáp Một số nhận xét :án Một số nhận xét :chỉ Một số nhận xét :có Một số nhận xét :thể Một số nhận xét :là Một số nhận xét :B.
Một số nhận xét :* Một số nhận xét :Chú Một số nhận xét :ý: Nếu không xét sự chuyển hóa của ancol không bền ta có thể
công thức ancol là RCOOR’ (hoặc chi tiết hơn đặt công thức X làRCOOCxHy)
RCOOCxHy + NaOH → RCOONa + CxHy+1OCxHy1O
Áp dụng BTKL: meste + mNaOH (ban đầu) = mbã rắn + mCxHy1O m
y x
gốc Hidrocacbon R’: –CH=CH2 đáp án B Một số nhận xét :chỉ Một số nhận xét :có
đáp Một số nhận xét :án Một số nhận xét :B Một số nhận xét :phù Một số nhận xét :hợp.
Bài 6: Bài 1: Đun nóng 0,1 mol este no, đơn chức mạch hở X với 30 ml dungdịch 20% (D = 1,2 g/ml) của một hiđroxit kim loại kiềm A Sau khi kếtthúc phản ứng xà phòng hoá, cô cạn dung dịch thì thu được chất rắn Y
và 4,6 gam ancol Z, biết rằng Z bị oxi hoá bởi CuO thành sản phẩm cókhả năng phản ứng tráng bạc Đốt cháy chất rắn Y thì thu được 9,54gam muối cacbonat, 8,26 gam hỗn hợp CO2 và hơi nước Công thứccấu tạo của X là:
Trang 1154 , 9
A A = 23 A là Na n M RCOONa + C NaOH (ban
CO Na
2 2
3 2
= 9,54 + 8,26 n = 1 X : CH3COOCH3 RCOONa + C đáp án A
2.1.2 Thuỷ phân hỗn hợp các este
Bài 7: Bài 1: Một hỗn hợp A gồm 2 este đơn chức X, Y (MX < My) Đunnóng 12,5 gam hỗn hợp A với một lượng dung dịch NaOH vừa đủ thuđược 7,6 gam hỗn hợp ancol no B, đơn chức có khối lượng phân tử hơnkém nhau 14 đvC và hỗn hợp hai muối Z Đốt cháy 7,6 gam B thu được7,84 lít khí CO2 (đktc) và 9 gam H2O Phần trăm khối lượng của X, Ytrong hỗn hợp A lần lượt là:
Bài Một số nhận xét :giải Một số nhận xét ::
Từ đề bài A chứa 2 este của 2 ancol đồng đẳng kế tiếp
Đặt công thức chung của ancol là CnH n1OH
2
CO
n = 7,84/22,4 = 0,35 mol; nH2O = 9/18 = 0,5 mol nB = n H2O -n CO2=
Trang 127 5
Đặt công thức chung của hai este là RCOOR n este = nNaOH = nmuối
= nY = 0,15 mol
m
Z = 12,5 + 0,15.40 – 7,6 = 10,9 g M muèi= MR+ 67 =
15 , 0
9 ,
H COOC
H
C
H HCOOC
y
5 2 y
x
7 3
H COOC H
C
H HCOOC
- trường hợp (I)
3 y 1 x
- trường hợp (II) 12x + y = 8 ( loại)
Vậy A
% 8 , 40 : H COOC CH
:
Y
% 2 , 59 : H HCOOC
:
X
7 3 3
5 2
đán án A
đán án A
2.1.3 Thuỷ phân este đa chức
+ R(COOR’)n + nNaOH R(COONa) RCOONa + C n + nR’OH, nancol =
Bài 8: Bài 1: Cho 0,01 mol một este X của axit hữu cơ phản ứng vừa đủ với
100 ml dung dịch NaOH 0,2 M, sản phẩm tạo thành chỉ gồm một ancol Y
và một muối Z với số mol bằng nhau Mặt khác, khi xà phòng hoá hoàntoàn 1,29 gam este đó bằng một lượng vừa đủ là 60 ml dung dịch KOH0,25 M, sau khi phản ứng kết thúc đem cô cạn dung dịch được 1,665gam muối khan Công thức của este X là:
C4H8(COO)2C2H4
Trang 13Vậy X là: C4H8(COO)2C2H4 RCOONa + C đáp án B.
Bài 9: Bài 1: Đun nóng 7,2 gam este X với dung dịch NaOH dư Phản ứngkết thúc thu được glixerol và 7,9 gam hỗn hợp muối Cho toàn bộ hỗnhợp muối đó tác dụng với H2SO4 loãng thu được 3 axit hữu cơ no, đơnchức, mạch hở Y, Z, T Trong đó Z, T là đồng phân của nhau, Z là đồngđẳng kế tiếp của Y Công thức cấu tạo của X là:
Vì Y, Z là đồng đẳng kế tiếp và Z, T là đồng phân của nhau
có thể đặt công thức chung của este X: C
(1) C3H5(OCOC n H n1)3 + 3NaOH 3 RCOONa + C C n H n1COONa +
Trang 14Theo (1), ta có : nmuối = 3neste R + 2.44 + R’ = 172 3 14n7,968
) n 14 45 ( 3 41
2 , 7
CH ( CH :
T
COOH CH
CH CH
: Z
COOH H
C : Y
2 3
2 2
3 5 2
Tính hiệu suất phản ứng este hoá:
Nếu RCOOR’ (
H =
l îngestethu® îctheothùctÕ l îngestethu® îctheolÝthuyÕt 100%
Tính lượng este tạo thành hoặc axit cacboxylic cần dùng, lượng
2 (Có thể chứng minh các công thức này về mặt toán học)
Bài 1: Bài 1: Hỗn hợp A gồm axit axetic và etanol Chia A thành ba phầnbằng nhau
+ Phần 1 tác dụng với Kali dư thấy có 3,36 lít khí thoát ra
+ Phần 2 tác dụng với Na2CO3 dư thấy có 1,12 lít khí CO2 thoát ra.Các thể tích khí đo ở đktc
+ Phần 3 được thêm vào vài giọt dung dịch H2SO4, sau đó đun sôi
Trang 15hỗn hợp một thời gian Biết hiệu suất của phản ứng este hoá bằng 60%.Khối lượng este tạo thành là bao nhiêu?
A 8,80 gam B 5,20 gam C 10,56 gam D 5,28 gam
Bài Một số nhận xét :giải:
Hỗn hợp A
mol b:
OH H mol a:
COOH CH
5 3
2 2
CO H A
mol 2 , 0 b mol 1, a
Vì a < b ( hiệu suất tính theo axit) số mol este thực tế thu được: n = 0,1.60% = 0 , 06 mol
Khối lượng este thực tế thu được: m = 0,06.88 = 5,28 gam
Bài 2: Bài 1: Để đốt cháy hoàn toàn 1 mol axit cacboxylic đơn chức X cần
đủ 3,5 mol O2 Trộn 7,4 gam X với lượng đủ ancol no Y (biết tỉ khối hơicủa Y so với O2 nhỏ hơn 2) Đun nóng hỗn hợp với H2SO4 làm xúc tác.Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 8,7 gam este Z (trong Z khôngcòn nhóm chức nào khác) Công thức cấu tạo của Z là:
X : C2H5COOH
Ancol no Y : CnH2n+2-m (OH)m (1 m n) este Z : n; 1 n; 1 (C2H5COO)mCnH2n+2-m
M
este = 73m + 14n + 2 – m = .m
1 , 0
7 , 8
hay 14n + 2 = 15m (2) Mặt khác d Y O2< 2 hay 14n + 2 + 16m < 64 30m + 2 < 64 (vì m n) n; 1 R + 2.44 + R’ = 172
m < 2,1
Từ (2) n 2 RCOONa + C ancol Y : C2H4(OH)2
Trang 16Z : C
2H5COOCH2CH2OCOC2H5 RCOONa + C đáp án A.
2.3 Bài toán về phản ứng đốt cháy este
- Đặt công thức của este cần tìm có dạng: CxHyOz ( x, z ≥ 2; y là số
chẵn; y 2x) n; 1
Phản ứng cháy: C H O x y z O t xCO y H O
z y
2
) 2 4
Nếu đốt cháy este A mà thu được n H O
2 = n CO2 Este A là Este A là este no, đơn chức, mạch hở
Nếu đốt cháy
Nếu RCOOR’ ( axit cacboxylic đa chức hoặc este đa chức, sẽ có từ 2
liên kết trở lên Este đơn chức n H O
2 < n CO2
Phản ứng đốt cháy muối C
(3n+1)O2 Na RCOONa + C 2CO3 + (2n+1)CO2 + (2n+1)H2O
Bài 1: Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn một lượng hỗn hợp hai este X, Y, đơn
chức, no, mạch hở cần 3,976 lít oxi (đktc) thu được 6,38 gam CO2 Cho
lượng este này tác dụng vừa đủ với KOH thu được hỗn hợp hai ancol kế
tiếp và 3,92 gam muối của một axit hữu cơ Công thức cấu tạo của X, Y
lần lượt là
A C2H5COOC2H5 và C2H5COOC3H7 B C2H5COOCH3 và C2H5COOC2H5
C CH3COOCH3 và CH3COOC2H5 D HCOOC3H7 và HCOOC4H9
Bài Một số nhận xét :giải Một số nhận xét ::
Đặt công thức trung bình của 2 este X, Y là: CnH2n+1COOC m H 2 m1
Vì X, Y đều là este đơn chức, no, mạch hở nên: n H O
2 = n CO2= 6,38/44 =0,145 mol
m
este + m O2 = 44 n CO2+ 18.n H2O m este = 3,31 gam
Ta có : mO (trong este) = meste – mC – mH = 3,31 – 12.0,145 –
2.1.0,145 = 1,28 g
nO = 1,28/16 = 0,08 mol neste = 0,04 mol