LÝ THUYẾT TRỌNG tâm về ANCOL, PHENOL

Gọi M là KLPT của Anđêhit còn lại thì: Sơ đồ hóa phản ứng đốt cháy, ta có: 0,1C H O + 0,55O x y 2 0,4CO + ---H O2 2 Bảo toàn các nguyên tố trong phản ứng trên, ta có: PHƯƠNG PHÁP GIẢI C

Trang 1

Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Lý thuyết trọng tâm về ancol, phenol

I ANCOL

1, Khái niệm chung

a, Định nghĩa: Ancol là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm hiđroxyl (-OH) liên kết trực tiếp với

nguyên tử C no

Chú ý: Sự chuyển hóa của rượu không bền

b, Phân loại: Có 3 cách phân loại ancol: - Theo cấu tạo gốc hiđrocacbon: Ancol no, không no, thơm

CH3CH2CH2OH CH2=CH-CH2OH C6H5-CH2OH

ancol n-prolylic ancol alylic ancol benzylic

- Theo bậc của nguyên tử C liên kết trực tiếp với nhóm –OH: bậc I, II, III

Chú ý: Khái niệm bậc của rượu và phân biệt với bậc của amin

- Theo số lượng nhóm hiđroxyl: Ancol đơn chức, ancol đa chức…

VD: rượu etylic (đơn chức), etylenglicol (2 chức), glixerol (3 chức)

c, Đồng phân và danh pháp

- Đồng phân:

+ Các ancol có từ 2C trở lên có thêm đồng phân nhóm chức ete

+ Các ancol từ 3C trở lên có thêm đồng phân vị trí nhóm chức –OH

+ Các ancol từ 4C trở lên có thêm đồng phân về mạch C

- Danh pháp: có 2 cách gọi tên

+ Tên thông thường: Tên ancol = Ancol + tên gốc hiđrocacbon + ic

VD: Ancol metylic, etylic, isopropylic, isobutylic, sec-butylic

+ Tên thay thế: Tên ancol = Tên hiđrocacbon tương ứng theo mạch chính + số chỉ vị trí + ol

Trong đó, mạch chính là mạch C dài nhất có chứa nhóm –OH, còn số chỉ vị trí được bắt đầu từ phía gần nhóm –OH hơn

VD: 2-metylpropan-1-ol (isobutylic), butan-2-ol (sec-butylic)

d, Dãy đồng đẳng

Tùy theo cấu tạo của rượu (mạch C, số nhóm chức –OH, ) mà ta có các dãy đồng đẳng khác nhau, trong chương trình phổ thông, ta chủ yếu xét dãy đồng đẳng rượu no, đơn chức, mạch hở, có các đặc điểm sau:

- Công thức dãy đồng đẳng: CnH2n+2O

- Khi đốt cháy: nCO2<nH2O và nancol= nH2O – nCO2

- Khi tác dụng với kim loại kiềm: nancol=2nH2

2, Tính chất vật lý và liên kết hiđro

Các phân tử rượu tạo được 2 loại liên kết hiđro là:

- Liên kết H liên phân tử với nhau → làm tăng nhiệt độ sôi so với các hiđrocacbon, dẫn xuất halogen, ete, anđehit,xeton, có khối lượng tương đương (các ancol từ C1 đến C13 là chất lỏng)

- Liên kết H với nước → làm tăng độ tan trong nước (các ancol từ C1 đến C3 tan vô hạn)

3, Tính chất hóa học:

a, Phản ứng thế H linh động

- Phản ứng thế bởi kim loại kiềm:

Tổng quát: R(OH)n + nNa →

2

n

H2 + R(ONa)n

- Phản ứng riêng của rượu đa chức có nhiều nhóm –OH kề nhau:

LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM VỀ ANCOL, PHENOL

(TÀI LIỆU BÀI GIẢNG)

Giáo viên: VŨ KHẮC NGỌC

Đây là tài liệu tóm lược các kiến thức đi kèm với bài giảng “Lý thuyết trọng tâm về ancol, phenol (Phần 1)” thuộc Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) tại website Hocmai.vn Để có thể nắm vững kiến thức phần “Lý thuyết trọng tâm về ancol, phenol”, Bạn cần kết hợp xem tài liệu cùng với bài giảng này

Trang 2

Tương tự với etylenglicol hoặc propan – 1,2 – điol

Các yêu cầu giải toán có liên quan:

+ Nhận biết, Biện luận công thức cấu tạo

+ Ngoài ra, chú ý tỷ lệ phản ứng ancol : Cu(OH)2 = 2 : 1 khi giải toán

b Phản ứng với axit vô cơ

Chú ý: Ancol isoamylic không tan trong nước và axit loãng, lạnh nhưng tan trong H2SO4 đặc

C3H5(OH)3 + 3 HONO2 → C3H5(ONO2)3 + 3 H2O

Chú ý: Glixeryl trinitrat cũng là 1 loại thuốc nổ

Trang 3

II PHENOL

1, Định nghĩa

Phenol là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có chứa nhóm hiđroxyl (-OH) liên kết trực tiếp với nguyên

tử C củavòng benzen

Chú ý: phân biệt rượu thơm và phenol

VD: ancol benzylic và các crezol

2, Tính chất vật lý: Là chất rắn, không màu, ít tan trong nước lạnh, tan vô hạn trong nước nóng Có liên

kết H liên phân tử tương tự ancol nên nhiệt độ sôi và nóng chảy cao

3, Tính chất Hóa học

a, Cấu tạo và ảnh hưởng qua lại giữa gốc và nhóm chức trong phenol

- Nhóm gốc phenyl (C6H5-) hút electron vào nhân thơm làm H trong nhóm –OH linh động hơn và có tính axit

- Nhóm –OH còn 2 đôi electron chưa liên kết đẩy vào nhân thơm làm hoạt hóa nhân thơm, các phản ứng thế trên nhân xảy ra dễ dàng hơn và định hướng vào các vị trí o- và p-

b, Tính chất của nhóm –OH – tính axit

C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O

Rắn, không tan tan, trong suốt

→ không chỉ tác dụng với kim loại kiềm (như rượu) mà còn tác dụng với dung dịch kiềm, thể hiện tính axit

(axit“phenic”)

c, Phản ứng thế của nhân thơm

Trang 4

Giáo viên: Vũ Khắc Ngọc

Trang 5

Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Phương pháp giải bài tập ancol, phenol

VD: X là một ancol (rượu) no, mạch hở Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol X cần 5,6 gam oxi, thu được hơi

nước và 6,6 gam CO2 Công thức của X là:

A C2H4(OH)2 B C3H7OH C C3H5(OH)3 D C3H6(OH)2

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối B – 2007)

2

VD:

12

32

C H OH + Na C H ONa + H

C H (OH) + 2Na C H (ONa) + H

C H (OH) + 3Na C H (ONa) + H

Các yêu cầu giải toán có liên quan:

+ Xác định số lượng nhóm –OH dựa vào tỷ lệ số mol H2/ancol ban đầu

+ Xác định các mối liên hệ khối lượng trước và sau phản ứng dựa vào Bảo toàn khối lượng hoặc Tăng giảm khối lượng

A 4,86 gam B 5,52 gam C 4,89 gam D 5,58 gam

VD 2 : Cho 15,6 gam hỗn hợp hai ancol (rượu) đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác dụng hết với

9,2 gam Na, thu được 24,5 gam chất rắn Hai ancol đó là:

A C3H5OH và C4H7OH B C3H7OH và C4H9OH

C CH3OH và C2H5OH D C2H5OH và C3H7OH

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ANCOL - PHENOL

Trang 6

Khúa học LTĐH KIT-1: Mụn Húa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Phương phỏp giải bài tập ancol, phenol

(Trớch đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối A – 2007)

Áp dụng phương phỏp tăng giảm khối lượng

M chất rắn giảm = 15,6 + 9,2 – 24,5 = 0,3g = số mol H được giải phúng = số mol rượu phản ứng

M trung bỡnh = 15,6/0,3 = 52 (tớnh nhẩm) đỏp ỏn D

VD 3 : Cho Na dư tỏc dụng hoàn toàn với 0,1 mol hỗn hợp rượu X, thu được 2,688 lớt khớ ở điều kiện tiờu

chuẩn Biết cả 2 rượu trong X đều cú khả năng hũa tan Cu(OH)2 tạo thành dung dịch màu xanh thẫm và khi đốt chỏy mỗi rượu đều thu được thể tớch CO2 nhỏ hơn 4 lần thể tớch rượu bị đốt chỏy Số mol của mỗi rượu trong X là:

A 0,025 mol và 0,075 mol B 0,02 mol và 0,08 mol

C 0,04 mol và 0,06 mol D 0,015 mol và 0,085 mol

Gọi CTPT trung bỡnh của X là: R(OH)n

Vỡ cả 2 rượu đều cú khả năng hũa tan Cu(OH)2 n 2

Vỡ cả 2 rượu đều cú ớt hơn 4C n 3

n = = 2,4 có 1 rượu l¯ C H (OH) v¯ rượu còn lại l¯ 2 chức

0,1

Áp dụng phương phỏp đường chộo, ta cú:

n = 2,4 (n = 2)

C3H5(OH)3 (n = 3)

0,6 0,4

0,060,04Vậy đỏp ỏn đỳng là C 0,04 mol và 0,06 mol

* Rượu cũn lại cú thể là etylen glicol C 2 H 4 (OH) 2 hoặc propan-1,2-điol C 3 H 6 (OH) 2

3 Phản ứng tỏch nước

- Phản ứng tỏch nước tạo anken:

Tổng quỏt:

2 4, đ o

VD 1 : Đun núng hỗn hợp gồm hai rượu (ancol) đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dóy đồng đẳng với

H2SO4 đặc ở 1400C Sau khi cỏc phản ứng kết thỳc, thu được 6 gam hỗn hợp gồm ba ete và 1,8 gam nước

Cụng thức phõn tử của hai rượu trờn là:

A CH3OH và C2H5OH B C2H5OH và C3H7OH

C C3H5OH và C4H7OH D C3H7OH và C4H9OH

(Trớch đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối B – 2008)

VD 2 : Tỏch nước hoàn toàn từ hỗn hợp X gồm hai rượu A và B ta được hỗn hợp Y gồm cỏc olefin Nếu đốt

chỏy hoàn toàn X thỡ thu được 1,76 gam CO2 Vậy khi đốt chỏy hoàn toàn Y thỡ tổng khối lượng nước và

CO2 tạo ra là:

VD 3 : Đun núng một rượu (ancol) đơn chức X với dung dịch H2SO4đặc trong điều kiện nhiệt độ thớch hợp sinh ra chất hữu cơ Y, tỉ khối hơi của X so với Y là 1,6428 Cụng thức phõn tử của Y là:

A C4H8O B C3H8O C CH4O D C2H6O

d(X/Y) = 1,6428 > 1 MX > MY phản ứng tỏch nước tạo anken

X : C H O Y : CH

Trang 7

Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Phương pháp giải bài tập ancol, phenol

6428,014

186428

,114

1814

n n

n d

Y

X

4 Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn

Những rượu mà C mang nhóm –OH còn H sẽ dễ bị oxh không hoàn toàn bởi CuO:

Tổng quát:

o t

2RCH(OH)R' + CuO RCOR' + Cu + H O

+ R’ là H:

o t

+ R’ là gốc hiđrocacbon:

o t

2RCH(OH)R' + CuO RCOR' + Cu + H OAncol bËc II Xeton

VD:

o CuO, t

VD 1 : Cho m gam một ancol (rượu) no, đơn chức X qua bình đựng CuO (dư), nung nóng Sau khi phản ứng

hoàn toàn, khối lượng chất rắn trong bình giảm 0,32 gam Hỗn hợp hơi thu được có tỉ khối đối với hiđro là 15,5 Giá trị của m là (cho H = 1, C =12, O = 16):

VD 2 : Oxi hoá ancol đơn chức X bằng CuO (đun nóng), sinh ra một sản phẩm hữu cơ duy nhất là xeton Y

(tỉ khối hơi của Y so với khí hiđro bằng 29) Công thức cấu tạo của X là:

A CH3-CHOH-CH3. B CH3-CH2-CHOH-CH3.

C CH3-CO-CH3. D CH3-CH2-CH2-OH

(Trích đề thi tuyển sinh Cao đẳng– 2008)

VD 3 : Hỗn hợp X gồm hai ancol no, đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng Oxi hoá hoàn

toàn 0,2 mol hỗn hợp X có khối lượng m gam bằng CuO ở nhiệt độ thích hợp, thu được hỗn hợp sản phẩm hữu cơ Y Cho Y tác dụng với một lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, thu được 54 gam Ag Giá trị của m là:

Trang 8

Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Lý thuyết trọng tâm về Andehit-Xeton

Tên Anđehit = Tên hiđrocacbon tương ứng theo mạch chính + al

+ Tên thông thường:

Tên Anđehit = Tên axit tương ứng + đuôi “anđehit” thay cho “ic”

Ngoài đồng phân về mạch C, anđehit và xeton còn là đồng phân loại nhóm chức của nhau

VD1: X là một anđehit thơm có CTPT C8 H 8 O Số chất thoả mãn điều kiện của X là:

+ Nếu R’ là H:

+ Nếu R’ là gốc hiđrocacbon:

- Phản ứng cộng H 2 O, cộng HCN:

LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM VỀ ANĐEHIT - XETON

Trang 9

Sản phẩm cộng nước có 2 nhóm –OH gắn vào cùng 1C nên không bền, chỉ tồn tại trong dung dịch

Sản phẩm cộng HCN có nhiều ứng dụng quan trọng trong các bài tập điều chế - chuỗi phản ứng:

+ Nếu R’ là H (anđehit) điều chế axit không phân nhánh (VD: a acrylic)

+ Nếu R’ là gốc hiđrocacbon (xeton) điều chế axit có nhánh (VD: a metacrylic)

RCHO + 2Ag[(NH ) ]OH RCOONH + 2Ag + 3NH + H O

RCHO + 2Cu(OH) + NaOH RCOONa + Cu O + 3H O

Chú ý: Trong các bài tập, ta chỉ quan tâm tới các tỷ lệ phản ứng, do đó, có thể viết gọn là

RCHO + Ag O RCOOH + 2Ag + H O

RCHO + 2Cu(OH) RCOOH + Cu O + 2H O

Ứng dụng: Nhận biết anđehit, tráng gương, tráng ruột phích (thực tế trong công nghiệp người ta dùng glucozơ)

A C2 H 5 CHO, CH 2 =CH-O-CH 3 , (CH 3 ) 2 CO B (CH3 ) 2 CO, C 2 H 5 CHO, CH 2 =CH-CH 2 OH

C C2 H 5 CHO, (CH 3 ) 2 CO, CH 2 =CH-CH 2 OH D CH2 =CH-CH 2 OH, C 2 H 5 CHO, (CH 3 ) 2 CO

Nếu biện luận một cách đầy đủ và tuần tự thì:

X tác dụng với nước brom Loại B

Chất Y chỉ tác dụng với brom khi có mặt CH 3 COOH Y có nhóm cacbonyl Loại A

Chỉ Z không bị thay đổi nhóm chức Z chỉ có liên kết ở mạch C Loại D

X, Y, Z lần lượt là : C 2 H 5 CHO, (CH 3 ) 2 CO, CH 2 =CH-CH 2 OH

Tuy nhiên, cũng có một cách biện luận rất thông minh như sau:

Chất Y chỉ tác dụng với brom khi có mặt CH3 COOH Y không thể là ete hay Aldehyde phải là đáp án C Đây sẽ là một câu hỏi khó nếu cứ biện luận tuần tự và đầy đủ như cách làm thứ nhất, trong đó có điều kiện xảy ra phản ứng thế Brom của xeton là điều mà rất ít thí sinh quan tâm

Nhưng nếu biện luận như cách làm thứ 2, thì ta thấy bài toán trở nên rất đơn giản và dễ dàng chọn được đáp án đúng

mà không cần quan tâm đến các dữ kiện khác (^^ nếu quan tâm thì cũng có thể thử lại dễ dàng và cho kết quả ok)

Trang 10

Điều chế cùng với phenol bằng cách oxh cumen

VD: Dãy gồm các chất đều điều chế trực tiếp (bằng một phản ứng) tạo ra anđehit axetic là:

A CH3 COOH, C 2 H 2 , C 2 H 4 B C2 H 5 OH, C 2 H 2 , CH 3 COOC 2 H 5

C C2 H 5 OH, C 2 H 4 , C 2 H 2 D HCOOC2 H 3 , C 2 H 2 , CH 3 COOH

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối A – 2009)

Câu hỏi này vốn không khó nhưng có một số em đã không nhớ được phản ứng oxh C 2 H 4 :

Trang 11

Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Phương pháp giải các bài tập đặc trưng về Andehit-Xeton

1 Phản ứng đốt cháy

Tùy theo cấu tạo của anđehit và xeton (mạch C, số nhóm chức, ) mà ta có các dãy đồng đẳng khác nhau Trong chương trình phổ thông, ta chủ yếu xét dãy đồng đẳng anđehit/xeton no, đơn chức, mạch hở, có các đặc điểm sau:

VD 1 : Một hỗn hợp gồm anđehit acrylic và một anđehit đơn chức X Đốt cháy hoàn toàn 1,72 gam hỗn hợp

trên cần vừa hết 2,296 lít khí oxi (đktc) Cho toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2

dư, thu được 8,5 gam kết tủa Công thức cấu tạo của X là:

A HCHO B C2H5CHO C CH3CHO D C3H5CHO

Anđehit acrylic có M = 56 anđêhit còn lại có M < 49,14, tức là đáp án A hoặc C

Anđêhit acrylic (C3H4O) là anđêhit không no 1 nối đôi, anđêhit còn lại là no đơn chức nên:

Và anđêhit còn lại có số mol là 0,02 mol

Gọi M là KLPT của Anđêhit còn lại thì:

Sơ đồ hóa phản ứng đốt cháy, ta có: 0,1C H O + 0,55O x y 2 0,4CO + -H O2 2

Bảo toàn các nguyên tố trong phản ứng trên, ta có:

PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TẬP ĐẶC TRƯNG VỀ ANĐEHIT - XETON

Đây là tài liệu tóm lược các kiến thức đi kèm với bài giảng “Phương pháp giải các bài tập đặc trưng về xeton” thuộc Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) tại website Hocmai.vn Để có thể nắm vững kiến thức phần “Phương pháp giải các bài tập đặc trưng về anđehit-xeton”, Bạn cần kết hợp xem tài liệu cùng với bài giảng này

Trang 12

anđehit-Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Phương pháp giải các bài tập đặc trưng về Andehit-Xeton

Vậy, anđehit đã cho có CTPT là C4H8O và cấu tạo phù hợp là CH3 CH2 CH2 CHO

VD 2 : Hiđrô hoá hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai anđehit no, đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong

dãy đồng đẳng thu được (m + 1) gam hỗn hợp hai ancol Mặt khác, khi đốt cháy hoàn toàn cũng m gam X thì cần vừa đủ 17,92 lít khí O2 (ở đktc) Giá trị của m là:

3 Phản ứng oxh

Nguyên tử C trong nhóm chức –CHO của anđehit vẫn còn H nên vẫn còn tính khử và có thể tham gia các phản ứng oxh không hoàn toàn, xeton không có tính chất này

- Phản ứng với dung dịch Br2 hoặc KMnO4 tạo axit cacboxylic

Tổng quát: RCHO + Br + H O 2 2 RCOOH + 2HBr

Chú ý: Anđehit no chỉ làm mất màu Br2 khi có mặt H2O (phản ứng oxh – kh), chỉ anđehit không no mới làm mất màu dung dịch Br2/CCl4

- Phản ứng với phức bạc hoặc đồng:

RCHO + 2Ag[(NH ) ]OH RCOONH + 2Ag + 3NH + H O

RCHO + 2Cu(OH) + NaOH RCOONa + Cu O + 3H O

Chú ý: Trong các bài tập, ta chỉ quan tâm tới các tỷ lệ phản ứng, do đó, có thể viết gọn là

RCHO + Ag O RCOOH + 2Ag + H O

RCHO + 2Cu(OH) RCOOH + Cu O + 2H O

VD 1 : Anđehit X có phân tử khối là 72 Khi cho 7,2 gam X tác dụng với Ag2O/NH3 đun nóng thu được tối

đa 43,2 gam Ag Số anđehit thoả mãn điều kiện đó là:

VD 2 : Đốt cháy hoàn toàn 1 mol hợp chất hữu cơ X, thu được 4 mol CO2 Chất X tác dụng được với Na, tham gia phản ứng tráng bạc và phản ứng cộng Br2 theo tỉ lệ mol 1:1 Công thức cấu tạo của X là:

A HOOC-CH=CH-COOH B HO-CH2-CH2-CH=CH-CHO

C HO-CH2-CH2-CH2-CHO D HO-CH2-CH=CH-CHO

Dữ kiện 1: Đốt cháy hoàn toàn 1 mol X, thu được 4 mol CO2 X có 4 nguyên tử C loại B

Dữ kiện 2: X tham gia phản ứng tráng bạc loại A

Dữ kiện 3: X phản ứng cộng Br2 theo tỉ lệ mol 1:1 loại C

VD 3 : Đốt cháy hoàn toàn một hợp chất hữu cơ X, thu được 0,351 gam H2O và 0,4368 lít khí CO2 (ở đktc) Biết X có phản ứng với Cu(OH)2 trong môi trường kiềm khi đun nóng Chất X là:

Dữ kiện 2: X có phản ứng với Cu(OH)2 trong môi trường kiềm khi đun nóng loại A, C

VD 4 : Cho 0,1 mol anđehit X tác dụng với lượng dư AgNO3 (hoặc Ag2O) trong dung dịch NH3, đun nóng thu được 43,2 gam Ag Hiđro hóa X thu được Y, biết 0,1 mol Y phản ứng vừa đủ với 4,6 gam Na Công thức cấu tạo thu gọn của X là:

A CH3CHO B OHC – CHO C HCHO D CH3CH(OH)CHO

Trang 13

Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Phương pháp giải các bài tập đặc trưng về Andehit-Xeton

Tính nhẩm: 43,2/108 = 0,4 mol tỷ lệ anđehit : Ag = 1: 4 Anđehit 2 chức loại A, D

Tính nhẩm: 4,6/23 = 0,2 mol tỷ lệ rượu : Na = 1:2 Y có 2 nhóm –OH loại C

VD 5 : Hiđro hoá hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai anđehit no, đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong

dãy đồng đẳng thu được (m + 1) gam hỗn hợp hai ancol Mặt khác, khi đốt cháy hoàn toàn cũng m gam X thì cần vừa đủ 17,92 lít khí O2 (ở đktc) Giá trị của m là:

VD 6 : Cho hỗn hợp khí X gồm HCHO và H2 đi qua ống sứ đựng bột Ni nung nóng Sau khi phản ứng xảy

ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Y gồm hai chất hữu cơ Đốt cháy hết Y thì thu được 11,7 gam H2O và 7,84 lít khí CO2 (ở đktc) Phần trăm theo thể tích của H2 trong X là

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố - quy đổi ta sẽ thấy đốt cháy hỗn hợp Y = đốt cháy hỗn hợp X, do đó

ta coi như sản phẩm đốt cháy Y là từ phản ứng đốt cháy X (quy đổi) Nói cách khác, ta coi như phản ứng hiđro hóa HCHO chưa xảy ra

Do HCHO chứa 1C nên

Trang 14

Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Lý thuyết trọng tâm về Axit Cacboxylic

Có 2 cách phân loại axit:

- Theo cấu tạo gốc hiđrocacbon: Axit no, không no, thơm

VD:

CH3COOH CH2=CH-COOH

COOH

- Theo số lượng nhóm cacboxyl: Axit đơn chức, Axit đa chức

VD: a formic, a axetic (đơn chức), a oxalic, a ađipic, a phtalic (2 chức)

3 Danh pháp

- Theo IUPAC

Tên Axit = Axit + Tên hiđrocacbon tương ứng theo mạch chính + oic

- Tên thông thường của một số axit hay gặp:

+ Axit no, đơn chức, mạch hở:

+ Axit không no, một nối đôi, đơn chức, mạch hở:

+ Axit no, hai chức, mạch hở:

+ Axit thơm:

4 Tính chất vật lý

- Nhiệt độ sôi của các axit cacboxylic cao hơn cả ancol tương ứng do liên kết H trong axit cacboxylic bền hơn trong ancol (do nhóm –OH bị phân cực mạnh hơn, nguyên tử H trong nhóm –OH linh động hơn)

- Axit cacboxylic cũng tạo được liên kết H với nước, 3 axit đầu dãy no, đơn chức tan vô hạn trong nước

- Mỗi axit cacboxylic có vị chua đặc trưng riêng

1 Tính axit và ảnh hưởng của nhóm thế

- Axit cacboxylic là các axit yếu nhưng có đầy đủ tính chất của một axit (5 tính chất: làm đỏ quỳ tím, tác dụng với kim loại giải phóng hiđro, tác dụng với bazơ/oxit bazơ, muối)

LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM VỀ AXIT CACBOXYLIC

Trang 15

- Độ mạnh của axit (đặc trưng bởi Ka, Ka càng lớn, tính axit càng mạnh) phụ thuộc vào gốc hiđrocacbon (R) liên kết với nhóm chức cacboxyl –COOH

+ Các gốc R đẩy e làm giảm tính axit:

HCOOH > CH3COOH > CH3CH2CH2COOH > (CH3)2CHCOOH > (CH3)3CCOOH

+ Các gốc R hút e làm tăng tính axit:

CH3COOH < CH2ClCOOH < CHCl2COOH < CHF2COOH

2 Phản ứng tạo thành dẫn xuất của axit

Các phản ứng thế nhóm –OH trong nhóm chức –COOH của axit cacboxylic tạo thành các dẫn xuất

Chú ý các đặc điểm của phản ứng:

- Phản ứng thuận nghịch (xảy ra theo cả 2 chiều trong cùng điều kiện)

- Chiều thuận là phản ứng este hóa, chiều nghịch là phản ứng thủy phân este

- Để phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận, cần tăng nồng độ các chất tham gia và dùng chất hút nước như H2SO4 để làm giảm nồng độ các chất tạo thành

b Phản ứng tách nước liên phân tử

Chú ý: Do gốc axyl R-CO- có tính hút e mạnh hơn H nên anhiđrit axit có khả năng este hóa mạnh hơn axit

cacboxylic tương ứng (tạo được este với phenol)

H O t KCN

- Trong công nghiệp:

CH3COOH được sản xuất theo các phương pháp sau:

+ Lên men giấm (phương pháp cổ nhất, hiện nay chỉ còn dùng để sản xuất giấm ăn):

Trang 16

12

Trang 17

Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) PP giải các bài tập đặc trưng về Axit cacboxylic

Bước 3: so sánh giá trị k tìm được với đặc điểm Hóa học của chất hữu cơ đã cho hoặc tính chất của k

VD: Axit cacboxylic no, mạch hở X có công thức thực nghiệm (C3H4O3)n, vậy công thức phân tử của X là:

A C6H8O6. B C3H4O3. C C12H16O12. D C9H12O9.

Đối với bài tập này có thể làm theo 3 cách:

Cách 1: Dựa vào công thức tính độ bất bão hòa k

Axit cacboxylic no, mạch hở k =

2

42322

n = 2 CTPT của X là C6H8O6.

Để làm cách này thì các em phải nắm rất vững công thức tính độ bất bão hòa k

Cách 2: Dựa vào việc xây dựng CTPT tổng quát

Axit cacboxylic no, mạch hở có CTPT tổng quát dạng: CxH2x+2-k(COOH)k.

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, ta có:

k n x

Cách làm này tuy dài hơn nhưng lại quen thuộc hơn với đa số các em

Cách 3: Dựa vào công thức thực nghiệm và đặc điểm hóa học

(C3H4O3)n là acid CTCT dạng:

2 3 2

3 4 2 3

322

Ví Dụ : Cho m gam hỗn hợp gồm hai chất X và Y đều thuộc dãy đồng đẳng của axit metacrylic tác dụng

với 300 ml dung dịch Na2CO3 0,5M Thêm tiếp vào đó dung dịch HCl 1M cho đến khi khí CO2 ngừng thoát ra thì thấy tiêu tốn hết 100 ml Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp A rồi dẫn sản phẩm cháy qua bình I chứa dung dịch H2SO4 đặc, sau đó qua bình II chứa dung dịch NaOH đặc thì thấy độ tăng khối lượng của bình II nhiều hơn bình I là 20,5 gam Giá trị của m là:

PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TẬP ĐẶC TRƯNG VỀ AXIT CACBOXYLIC

Đây là tài liệu tóm lược các kiến thức đi kèm với bài giảng “Phương pháp giải các dạng bài tập về axit cacboxylic” thuộc Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) tại website Hocmai.vn Để có thể nắm vững kiến thức phần “Phương pháp giải các dạng bài tập về axit cacboxylic”, Bạn cần kết hợp xem tài liệu cùng với bài giảng này

Trang 18

Gọi CTPT trung bình của X và Y là C Hn 2 n-2O2

Sau phân ly: 0,1(1 – x) 0,1(1 + x) 0,1x

Thay các giá trị nồng độ tại thời điểm cân bằng sau phân ly vào biểu thức tính Ka, ta có:

4 Bài tập về phản ứng thế Hiđro linh động

Hiđro trong nhóm chức của axit … có khả năng thế bởi ion kim loại và được gọi là “Hiđro linh động” Phản ứng thế Hiđro linh động bằng ion kim loại có thể xảy ra với kim loại, oxit kim loại, bazơ, hoặc muối,

… khi tác dụng với axit

Do các phản ứng này làm thay đổi thành phần nguyên tố của các chất ban đầu nên phương pháp chủ yếu giải các bài tập loại này là phương pháp Tăng giảm khối lượng và Bảo toàn khối lượng

Ngoài ra, do tính chất định lượng nhóm chức của các phản ứng này mà ta có thể dùng khả năng phản ứng

và tỷ lệ phản ứng để biện luận và xác định loại nhóm chức và số lượng nhóm chức chứa Hiđro linh động của các hợp chất, tiến tới việc biện luận CTCT các hợp chất hữu cơ

VD 1 : Trung hòa 5,48 gam hỗn hợp gồm axit axetic, phenol và axit benzoic, cần dùng 600 ml dung dịch

NaOH 0,1M Cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu được hỗn hợp chất rắn khan có khối lượng là:

Áp dụng phương pháp tăng – giảm khối lượng: m = 5,48 + 22 0,06 = 6,8 gam

VD 2 : Cho 3,6 gam axit cacboxylic no, đơn chức X tác dụng hoàn toàn với 500 ml dung dịch gồm KOH

0,12M và NaOH 0,12M Cô cạn dung dịch thu được 8,28 gam hỗn hợp chất rắn khan Công thức phân tử của X là

A C2H5COOH B CH3COOH C HCOOH D C3H7COOH

Cách giải chi tiết bài tập này bằng phương pháp Bảo toàn khối lượng và Tăng giảm khối lượng có thể tham khảo ở các bài học trước

Tuy nhiên, trong trường hợp bất đắc dĩ, ta vẫn có thể tìm được kết quả đúng là B khi thử lại các đáp án với

đề bài theo kinh nghiệm “số mol thường là một số tròn”

Trang 19

Ở đây, chỉ có CH3COOH (M = 60) có số mol tương ứng là 3,6 = 0,6 mol

60 là thỏa mãn kinh nghiệm trên và đáp án B nhiều khả năng là đáp án đúng nhất

VD 3 : Cho 5,76 gam axit hữu cơ X đơn chức, mạch hở tác dụng hết với CaCO3 thu được 7,28 gam muối của axit hữu cơ Công thức cấu tạo thu gọn của X là:

(Trích đề thi tuyển sinh Cao đẳng – 2007)

VD 4 : Đốt cháy hoàn toàn a mol axit hữu cơ Y được 2a mol CO2 Mặt khác, để trung hòa a mol Y cần vừa

đủ 2a mol NaOH Công thức cấu tạo thu gọn của Y là:

Dữ kiện 1 Y có 2 nguyên tử C loại B, D

Dữ kiện 2 Y có 2 chức axit loại C

5 Bài tập về phản ứng đốt cháy muối cacboxylat

Đốt cháy hợp chất hữu cơ có chứa kim loại tạo muối cacbonat

VD 1 : Trung hòa một lượng axit hữu cơ đơn chức A bằng NaOH vừa đủ Cô cạn dung dịch sau phản ứng

rồi đốt cháy hết lượng muối khan thu được 7,92 gam CO2; 6,36 gam Na2CO3 và hơi nước Công thức của

X là:

A HCOOH B C2H3COOH C CH3COOH D C2H5COOH

Gọi công thức của A là CxHyCOOH

Từ sơ đồ các phản ứng:

o 2 + O , t + NaOH

C H COOH C H COONa Na CO + CO + H O

6,36106

Không cần mất công giải chi tiết bài toán, chỉ cần một nhận xét: “đốt cháy hoàn toàn A không thu được

H2O trong CTPT của A không còn chứa nguyên tử H” là ta đã có thể tìm được đáp án đúng là C

6 Bài tập về phản ứng tạo dẫn xuất của axit cacboxylic

với dung dịch chứa 6,4 gam brom Mặt khác, để trung hoà 0,04 mol X cần dùng vừa đủ 40 ml dung dịch NaOH 0,75M Khối lượng của CH2=CH-COOH trong X là:

Trang 20

Khóa học KIT-1: Môn Hóa học (Cô Tống Thị Son) Đồng phân và danh pháp của ancol và phenol

1 Số đồng phân cấu tạo có thể có của C4H8(OH)2

A 3 đồng phân B 6 đồng phân C 4 đồng phân D 5 đồng phân

2 CT tổng quát của một ancol A là CnHmOx Xác định mối quan hệ của m, n để cho A là ancol no?

D Ancol đơn chức thơm

5 A là một ancol đơn chức không no, có chứa một liên kết đôi trong phân tử, mạch hở Khi đốt cháy một thể tích hơi A thì thu được 4 thể tích khí CO2 (các thể tích đo trong cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất)

A có thể ứng với bao nhiêu chất (bao nhiêu công thức cấu tạo) để phù hợp với giả thiết trên? (Cho biết nhóm –OH gắn vào C mang nối đôi không bền)

C ancol tạo được liên kết hiđro với nhau và với nước

D ancol có liên kết cộng hóa trị phân cực

7 Tên gọi của ancol (CH3)2C=CH-CH2OH là

A 3-metylbut-2-en-1-ol B 2-metylbut-2-en-4-ol

C pent-2-en-1-ol D Ancol isopent-2-en-1-ylic

8 Có bao nhiêu ancol bậc 2 đồng phân có CTPT C5H12O?

Giáo viên: TỐNG THỊ SON

Các bài tập trong tài liệu này được biên soạn kèm theo bài giảng “Đồng phân và danh pháp của ancol và phenol” thuộc Khóa học KIT–1: Môn Hóa học (Cô Tống Thị Son) tại website Hocmai.vn để giúp các Bạn kiểm tra, củng cố lại các kiến thức được giáo viên truyền đạt trong bài giảng tương ứng Để sử dụng hiệu quả, Bạn cần học trước bài giảng “Đồng phân và danh pháp của ancol và phenol” sau đó làm đầy đủ các bài tập trong tài liệu này.

Trang 21

Khóa học KIT-1: Môn Hóa học (Cô Tống Thị Son) Đồng phân và danh pháp của ancol và phenol

11 Có bao nhiêu hợp chất mạch hở là đồng phân cấu tạo của nhau, có phản ứng với Na, có cùng CTPT là

n = 5 : 4 Ete X được tạo ra từ:

C ancol iso – propylic và ancol metylic D ancol metylic

14 Cho biết có bao nhiêu đồng phân của ancol no, đơn chức, mạch hở từ C3 đến C5 khi tách nước chỉ tạo thành 1 anken?

A C3H7OH: 2 đồng phân; C4H9OH: 3 đồng phân; C5H11OH: 3 đồng phân

B C3H7OH: 1 đồng phân; C4H9OH: 4 đồng phân; C5H11OH: 3 đồng phân

C C3H7OH: 2 đồng phân; C4H9OH: 3 đồng phân; C5H11OH: 4 đồng phân

D C3H7OH: 1 đồng phân; C4H9OH: 2 đồng phân; C5H11OH: 3 đồng phân

15 X là hỗn hợp gồm 2 ancol đồng phân cùng CTPT C4H10O Đun X với H2SO4 ở 170oC chỉ được một an ken duy nhất Vậy X gồm

Trang 22

Khóa học KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Lý thuyết trọng tâm về ancol-phenol

Câu 1: Cho các chất có công thức cấu tạo như sau: HOCH2-CH2OH (X); CH2-CH2-CH2OH (Y); HOCH2CHOH-CH2OH (Z); CH3-CH2-O-CH2-CH3 (R); CH3-CHOH-CH2OH (T) Những chất tác dụng được với Cu(OH)2 tạo thành dung dịch màu xanh lam là:

-A X, Y, R, T B X, Z, T C Z, R, T D X, Y, Z, T

Câu 2: Có bao nhiêu rượu (ancol) bậc 2, no, đơn chức, mạch hở là đồng phân cấu tạo của nhau mà phân tử

của chúng có phần trăm khối lượng cacbon bằng 68,18%:

Câu 3: Hợp chất hữu cơ X tác dụng được với dung dịch NaOH và dung dịch brom nhưng không tác dụng

với dung dịch NaHCO3 Tên gọi của X là:

A metyl axetat B axit acrylic C anilin D phenol

Câu 4: Dãy gồm các chất đều tác dụng với ancol etylic là:

A HBr (to), Na, CuO (to), CH3COOH (xúc tác)

B Ca, CuO (to), C6H5OH (phenol), HOCH2CH2OH

C NaOH, K, MgO, HCOOH (xúc tác)

D Na2CO3, CuO (to), CH3COOH (xúc tác), (CH3CO)2O

Câu 5: Trong thực tế, phenol được dùng để sản xuất:

A nhựa poli(vinyl clorua), nhựa novolac và chất diệt cỏ 2,4-D

B nhựa rezol, nhựa rezit và thuốc trừ sâu 666

C poli(phenol-fomanđehit), chất diệt cỏ 2,4-D và axit picric

D nhựa rezit, chất diệt cỏ 2,4-D và thuốc nổ TNT

Câu 6: Ảnh hưởng của nhóm -OH đến gốc C6H5- trong phân tử phenol thể hiện qua phản ứng giữa phenol

với:

LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM VỀ ANCOL VÀ PHENOL

(BÀI TẬP TỰ LUYỆN) (Tài liệu dùng chung cho các bài giảng số: 1, 2, 3 thuộc chuyên đề này)

Các bài tập trong tài liệu này được biên soạn kèm theo bài giảng “Lý thuyết trọng tâm về ancol, phenol (Phần 1+ Phần 2 + Phần 3)” thuộc Khóa học KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) tại website Hocmai.vn để giúp các Bạn kiểm tra, củng cố lại các kiến thức được giáo viên truyền đạt trong bài giảng tương ứng Để sử dụng hiệu quả, Bạn cần học trước bài giảng “Lý thuyết trọng tâm về ancol, phenol (Phần 1+ Phần 2 + Phần 3)” sau đó làm đầy đủ các bài tập trong tài liệu này.

Trang 23

Khúa học KIT-1: Mụn Húa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Lý thuyết trọng tõm về ancol-phenol

Cõu 8: Cho sơ đồ chuyển hoỏ:

tButan - 2 - ol đặc  X (anken)  Y  Z

Trong đú X, Y, Z là sản phẩm chớnh Cụng thức của Z là:

A (CH3)3C-MgBr B CH3-CH2-CH2 -CH2-MgBr

C CH3-CH(MgBr)-CH2-CH3. D (CH3)2CH-CH2-MgBr

Cõu 9: Số chất ứng với cụng thức phõn tử C7H8O (là dẫn xuất của benzen) đều tỏc dụng được với dung

dịch NaOH là:

Cõu 10: Khi tỏch nước từ rượu (ancol) 3-metylbutanol-2 (hay 3-metylbutan-2-ol), sản phẩm chớnh thu

được là

A 3-metylbuten-1 (hay 3-metylbut-1-en) B 2-metylbuten-2 (hay 2-metylbut-2-en)

C 3-metylbuten-2 (hay 3-metylbut-2-en) D 2-metylbuten-3 (hay 2-metylbut-3-en)

Giỏo viờn: Vũ Khắc Ngọc

Trang 24

Câu 1: Cho các hợp chất sau:

(a) HOCH2-CH2OH (b) HOCH2CH2CH2OH

(c) HOCH2-CH(OH)-CH2OH (d) CH3CH(OH)CH2OH

Các chất đều tác dụng được với Na, Cu(OH)2là:

A (a), (b), (c) B (c), (d), (f) C (a), (c), (d) D (c), (d), (e)

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối B – 2009)

Câu 2: Một hợp chất X chứa ba nguyên tố C, H, O có tỉ lệ khối lượng mC : mH : mO = 21:2:4 Hợp chất X

có công thức đơn giản nhất trùng với công thức phân tử Số đồng phân cấu tạo thuộc loại hợp chất thơm ứng với công thức phân tử của X là:

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối A – 2009)

Câu 3: Khi phân tích thành phần một ancol đơn chức X thì thu được kết quả: tổng khối lượng của cacbon

và hiđro gấp 3,625 lần khối lượng oxi Số đồng phân rượu (ancol) ứng với công thức phân tử của X là:

Câu 4: Dãy gồm các chất đều phản ứng với phenol là:

A nước brom, anđehit axetic, dung dịch NaCl

B dung dịch NaCl, dung dịch NaOH, kim loại Na

C nước brom, axit axetic, dung dịch NaOH

D nước brom, anhiđrit axetic, dung dịch NaOH

Câu 5: Cho sơ đồ phản ứng:

LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM VỀ ANCOL VÀ PHENOL

(BÀI TẬP TỰ LUYỆN) (Tài liệu dùng chung cho các bài giảng số: 1, 2, 3 thuộc chuyên đề này)

Các bài tập trong tài liệu này được biên soạn kèm theo bài giảng “Lý thuyết trọng tâm về ancol, phenol (Phần 1+ Phần 2 + Phần 3)” thuộc Khóa học KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) tại website Hocmai.vn để giúp các Bạn kiểm tra, củng cố lại các kiến thức được giáo viên truyền đạt trong bài giảng tương ứng Để sử dụng hiệu quả, Bạn cần học trước bài giảng “Lý thuyết trọng tâm về ancol, phenol (Phần 1+ Phần 2 + Phần 3)” sau đó làm đầy đủ các bài tập trong tài liệu này.

Trang 25

Trong đó X, Y, Z đều là hỗn hợp của các chất hữu cơ, Z có thành phần chính gồm:

A m-metylphenol và o-metylphenol B benzyl bromua và o-bromtoluen

C o-bromtoluen và p-bromtoluen D o-metylphenol và p-metylphenol

Câu 7: Các đồng phân ứng với công thức phân tử C8H10O (đều là dẫn xuất của benzen) có tính chất: tách nước thu được sản phẩm có thể trùng hợp tạo polime, không tác dụng được với NaOH Số lượng đồng phân ứng với công thức phân tử C8H10O, thoả mãn tính chất trên là:

Câu 8: Cho X là hợp chất thơm, a mol X phản ứng vừa hết với a lít dung dịch NaOH 1M Mặt khác, nếu

cho a mol X phản ứng với Na (dư) thì sau phản ứng thu được 22,4a lít khí H2 (ở đktc) Công thức cấu tạo thu gọn của X là:

A HO-C6H4-COOCH3 B CH3-C6H3(OH)2.

C HO-CH2-C6H4-OH D HO-C6H4-COOH

Câu 9: Khi tách nước từ một chất X có công thức phân tử C4H10O tạo thành ba anken là đồng phân của nhau (tính cả đồng phân hình học) Công thức cấu tạo thu gọn của X là:

A (CH3)3COH B CH3OCH2CH2CH3.

C CH3CH(OH)CH2CH3. D CH3CH(CH3)CH2OH

Câu 10: Hợp chất hữu cơ X (phân tử có vòng benzen) có công thức phân tử là C7H8O2, tác dụng được với

Na và với NaOH Biết rằng khi cho X tác dụng với Na dư, số mol H2 thu được bằng số mol X tham gia phản ứng và X chỉ tác dụng được với NaOH theo tỉ lệ số mol 1:1 Công thức cấu tạo thu gọn của X là:

A HOC6H4CH2OH B CH3C6H3(OH)2.

Câu 11: Cho các phát biểu sau:

(a) Đốt cháy hoàn toàn este no, đơn chức, mạch hở luôn thu được số mol CO2 bằng số mol H2O

(b) Trong hợp chất hữu cơ nhất thiết phải có cacbon và hiđro

(c) Những hợp chất hữu cơ có thành phần nguyên tố giống nhau, thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhóm CH2 là đồng đẳng của nhau

(d) Dung dịch glucozơ bị khử bởi AgNO3 trong NH3 tạo ra Ag

(e) Saccarozơ chỉ có cấu tạo mạch vòng

Số phát biểu đúng là

Câu 12: Một hợp chất X chứa ba nguyên tố C, H, O có tỉ lệ khối lượng mC : mH : mO = 21:2:4 Hợp chất X

có công thức đơn giản nhất trùng với công thức phân tử Số đồng phân cấu tạo thuộc loại hợp chất thơm ứng với công thức phân tử của X là

Câu 13: Khi đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp hai ancol no, đơn chức, mạch hở thu được V lít khí CO2

(ở đktc) và a gam H2O Biểu thức liên hệ giữa m, a và V là:

Trang 26

Câu 14: Đốt cháy hoàn toàn một lượng ancol X tạo ra 0,4 mol CO2 và 0,5 mol H2O X tác dụng với Cu(OH)2 tạo dung dịch màu xanh lam Oxi hóa X bằng CuO tạo hợp chất hữu cơ đa chức Y Nhận xét nào sau đây đúng với X?

B Hiđrat hóa but-2-en thu được X

C Trong X có 2 nhóm -OH liên kết với hai nguyên tử cacbon bậc hai

D X làm mất màu nước brom

Định dạng
Số trang	52
Dung lượng	6,47 MB