MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ LÝ THUYẾT ÔN THI ĐẠI HỌC2014 Tác giả: Trần Văn Hiền – Hiền Pharmacist Khoa Dược – Đại học Y Dược Huế - DĐ: 01642689747 CHUYÊN ĐỀ 1: LIÊN KẾT HIDRO VÀ ỨNG DỤNG Đại cươn
Trang 1MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ LÝ THUYẾT ÔN THI ĐẠI HỌC
2014
Tác giả: Trần Văn Hiền – Hiền Pharmacist Khoa Dược – Đại học Y Dược Huế - DĐ: 01642689747
CHUYÊN ĐỀ 1: LIÊN KẾT HIDRO VÀ ỨNG DỤNG
Đại cương: Liên kết hidro là một loại liên kết rất yếu được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa hidro (đã liên
kết trong một phân tử) với một nguyên tử có độ âm điện lớn , có kích thước bé ( N, O, F…) ở một phân tử khác hoặc cùng một phân tử
Liên kết hidro được biểu diễn bằng dấu ba chấm (…) Liên kết hidro có thể hình thành giữa các phân tử hoặc cùng nội bộ một phân tử Năng lượng của liên kết hidro bé (20-25 kJ/mol) nhưng ảnh hưởng rất lớn tới độ tan cũng như nhiệt độ sôi, tính acid của các hợp chất hữu cơ
Mô hình chung của liên kết hidro:
X δ- ← Hδ+ ∙ ∙ ∙ Y
(1) (2)
(1): Liên kết cộng hóa trị phân cực
(2): Liên kết hidro
Điều kiện: X là những nguyên tố có độ âm điện lớn ( N, F, O…), Y còn cặp electron chưa chia.
Liên kết X-H càng phân cực thì liên kết hidro càng bền vững.
Có 2 loại liên kết hidro:
1 Liên kết hidro nội phân tử: Là liên kết hidro được hình thành giữa hai nhóm nguyên tử trong cùng một phân tử, dẫn tới vòng khép kín(phức càng cua, phức chelat)
2 Liên kết hidro liên phân tử( ngoại phân tử): Là liên kết hidro được hình thành giữa các phân tử riêng rẽ (giống nhau hoặc khác nhau)
Minh họa:
(1) : Liên kết hidro nội phân tử
(2) , (3) và (4): Liên kết hidro liên phân tử
Hệ quả của liên kết hidro:
+ Liên kết hidro làm tăng mạnh nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy so với chất có phân tử khối tương đương
mà không có liên kết hidro hoặc có liên kết hidro nội phân tử
Ví dụ: CH3-CH2-OH có nhiệt độ sôi cao hơn CH3-O-CH3 do etanol tạo được liên kết hidro ngoại phân tử + Sự hình thành liên kết hidro giữa chất tan và dung môi làm tăng mạnh độ tan trong dung môi đó Nhóm chức có khả năng tạo liên kết hidro với dung môi thì độ tan càng lớn và ngược lại gốc hidrocacbon càng lớn độ tan càng nhỏ
Ví dụ: Độ tan của C2H5OH ở 250C là vô hạn thì của C4H7OH chỉ là 7,4g/100 ml nước Độ tan của C4H7OH thấp hơn do ảnh hưởng bởi gốc hidrocacbon
Trang 2Ứng dụng liên kết hidro trong so sánh nhiệt độ sôi:
Nhiệt độ sôi của một chất là nhiệt độ mà tại đó áp suất hơi của chất lỏng bằng áp suất khí quyển trên bề mặt chất lỏng Nhiệt độ sôi phụ thuộc vào các yếu tố (xét ở phổ thông) :
1) Khối lượng phân tử chất khí: Khối lượng phân tử càng lớn càng khó bay hơi, nhiệt độ sôi càng cao 2) Liên kết hidro giữa các phân tử: Liên kết hidro càng bền thì nhiệt độ sôi càng cao
3) Diện tích bề mặt: Phân tử có cấu tạo càng phân nhánh thì diện tích bề mặt càng giảm dẫn đến nhiệt độ sôi càng giảm
Một số điểm cần lưu ý khi so sánh nhiệt độ sôi:
Ở phổ thông thì chỉ so sánh các chất cùng số C hoặc tương đương khối lượng phân tử.
• Những hợp chất không có liên kết hidro như: Hidrocacbon, dẫn xuất halogen, xeton,…thì nhiệt
độ sôi tăng theo khối lượng phân tử
• Hợp chất hữu cơ có liên kết ion như muối amoni, muối của amin với acid,…tan tốt hơn nhiều so với hợp chất không có liên kết ion
• Trong cùng một dãy chất thì chất nào có cấu tạo càng phân nhánh thì có nhiệt độ sôi càng thấp
• Tât cả đều có liên kết hidro như: ancol, acid, phenol,…thì nhiệt độ sôi tăng theo độ bền liên kết hidro (tỉ lệ với khối lượng phân tử):
Độ bền liên kết hidro tăng theo dãy: R-OH < C6H5-OH < R-COOH
• Những hợp chất có liên kết hidro nội phân tử có nhiệt độ sôi thấp hơn chất có liên kết hidro ngoại phân tử
• Đồng phân cis có nhiệt độ sôi cao hơn đồng phan trans.
BÀI TẬP CỦNG CỐ, ÁP DỤNG:
Bài 1: So sánh nhiệt độ sôi của :
a) Pentan, hecxan, heptan,octan
b) CH3CH2CH2-COOH (1) và CH3CH(CH2)-COOH (2)
c) 3 đồng phân benzendiol C6H4(OH)2
d) C2H6, CH3NH2 và CH3OH
e) butan-1-ol, pentan-1-ol, hexan-1-ol
Hướng dẫn:
a) Vì các chất này không có liên kết hidro nên nhiệt độ sôi tăng theo khối lượng phân tử Vậy nhiệt độ sôi tăng dần từ pentan tới octan
b) Cả hai chất có cùng công thức phân tử và đều có liên kết hidro nên ta xét tới độ phân nhánh Chất (2) có
sự phân nhánh, diện tích bề mặt giảm nên nhiệt độ sôi giảm theo Vậy chất (2) có nhiệt độ sôi thấp hơn chất (1)
c) Các đồng phân có cùng công thức phân tử và đều có liên kết hidro nên ta xét nhiệt độ sôi dựa vào độ bền liên kết hidro Ta có thứ tự nhiệt độ sôi: Đồng phân ortho- < meta- < para
Đồng phân ortho- có liên kết hidro nội phân tử nên có nhiệt độ sôi nhỏ nhất
Đồng phân meta- và para- chỉ có liên kết hidro liên phân tử , nhưng liên kết của đồng phân para- đòng đều hơn meta- nên có nhiệt độ sôi cao hơn
d) Nhiệt độ sôi tăng theo thứ tự: C2H6 < CH3NH2 < CH3OH
C2H6 không có liên kết hidro nên nhiệt độ sôi thấp nhất Metylamin và methanol đều có liên kết hidro, tuy nhiên độ âm điện của O lớn hơn N nên liên kết hidro ở methanol bền hơn nhiều nên có nhiệt độ sôi cao nhất e) Nhiệt độ sôi tăng dần từ butan-1-ol tới hexan-1-ol do khối lượng phân tử tăng (Đều có liên kết hidro) Bài 2: So sánh độ tan trong nước các chất trong mỗi dãy sau:
a) C3H8 (1); CH3NH2 (2); CH3COOH (3)
b) CH3NH3NO3 (1), C2H4Cl (2), CH3OH (3)
Hướng dẫn:
Trang 3a) (3) > (2) > (1) Do (3) và (2) đề có liên kết hidro với nước, nhưng liên kết hidro của chất (3) với nước mạnh hơn nên tan tốt hơn Chất (1) không có liên kết hidro với nước nê hầu như không tan trong nước b) (1) > (3) > (2) Chất 1 là hợp chất ion nên tan tốt nhất, chất 3 có liên kết hidro với nước, chất 2 không có nên hầu như không tan trong nước
BÀI TẬP TỰ GIẢI:
Bài 1: So sánh nhiệt độ sôi các chất trong mỗi dãy sau:
a) CH3COOH (1), CH3COCH3 (2), C2H5OH (3)
b) CH3(CH2)2CH3 (A), CH3(CH2)2OH (B), CH3(CH2)NH2 (C), (CH3)CH (D), (CH3)3N (E)
c) C2H5NH2 (1), (CH3)3N (2), C2H5-NH-CH3 (3)
Đáp án:
a) (1) > (3) > (2)
b) (B) > (C) > (E) > (A) > (D)
c) (1) > (3) > (2)
Bài 2: So sánh độ tan trong nước của các chất:
a) HO-(CH2)4-OH (1); HO-(CH2)3-CHO (2); C3H7CHO (3)
b) C6H5NH3Cl (1); C6H5NH2 (2); C2H5NH2 (3)
Đáp án :
a) (1) > (2) > (3)
b) (1) > (3) > (2)
CHUYÊN ĐỀ 2: PHẢN ỨNG VỚI DUNG DỊCH KMnO4 CỦA CÁC CHẤT HỮU CƠ
Như các mem đã biết thì KMnO4 có các mức độ khác nhau tùy thuộc vào môi trường acid, base hay trung tính (nước)
Cả 3 môi trường này có thể gặp trong Hóa vô cơ Tuy nhiên, trong hữu cơ hay gặp nhất và chủ yếu là 2 môi trường: Nước và môi trường acid (H2SO4 loãng)
- Đối với KMnO4/H2O (Hay nói đơn giản là dung dịch KMnO4) Phản ứng này thường dùng để oxi hóa các anken thành các ancol (diol) Và thường sử dụng KMnO4 loãng, 2%, ở nhiệt độ phòng
Phản ứng tổng quát: -C=C- + KMnO4 + H2O -> -C(OH)-C(OH)- + MnO2 (tủa nâu đen) + KOH
Các mem tự lấy ví dụ, SGK lấy phản ứng giữa CH2=CH2 để điều chế etylenglicol
- Đối với KMnO4/H2SO4 đun nóng: Oxy hóa được anken, ankin (sản phẩm phức tạp), các dẫn xuất ankyl-benzen v v
Tổng quát:
R-CH=CH-R' + KMnO4/H2SO4 > RCOOH + R'COOH
R-CH(R')=CH2 + KMnO4/H2SO4 > R-CO-R' + HCOOH
Sau đó: HCOOH bị oxy hóa thành CO2 + H2O
R-CH(R')=CH-R'' + KMnO4/H2SO4 -> R-CO-R' + R''COOH
Đối với các dẫn xuất của benzen: Có các trường hợp:
R-C6H4-CH=CH-R' -> R-C6H4-COOH + R'COOH
R-C6H4-CH2-CH2-R' -> R-C6H4-COOH + R'COOH (Oxy hóa ngay C-alpha)
Nếu gốc R- là hidrocacbon thì cũng bị oxy hóa trương tự
Đối với andehit hoặc ancol vẫn bị oxi hóa thành acid
R-CHO -> R-COOH
R-CH2-OH > RCOOH
Trang 4Các ete, xeton, acid khó bị oxy hóa trong KMnO4/H2SO4 (KHÔNG HỌC Ở PHỔ THÔNG)
CHUYÊN ĐỀ 3: MỘT SỐ DẤU HIỆU NHẬN BIẾT VÔ CƠ
A CHẤT KHÍ:
1 CO2: Không màu, không mùi, làm đục nước vôi trong hoặc Ba(OH)2, dư CO2 làm tan tủa
2 SO2: Mùi xốc, không màu, làm đục nước vôi trong hoặc Ba(OH)2, nếu dư thì làm tan tủa, mất màu Br2/H2O hoặc nước Iốt
3 H2: Khí không màu, cháy với ngọn lủa màu xanh
4 NH3: Mùi khai, bốc khói trắng khi tiếp xúc với HCl đặc NH3 hóa xanh quỳ ẩm
5 NO2: Màu nâu, nặng hơn không khí Nhiệt độ lạnh chuyển hành dạng dimer không màu (N2O4) NO2 hóa
đỏ quỳ ẩm
6 N2O: Khí không màu, nặng hơn không khí
7 N2: Không màu, nhẹ hơn không khí
8 NO: Không màu, hóa nâu ngoài không khí
9 H2S: Mùi trứng thối, mất màu Br2/H2O
10 Cl2: màu vàng nhạt ,mùi khó chịu, mất màu quỳ ẩm
B CÁC HIDROXIT CỦA KIM LOẠI:
1 Cu(OH)2: Màu xanh lam, tan trong các diol tạo phức xanh đâm và tan trong các acid vô cơ mạnh, tan được trong HCOOH, CH3COOH Đặc biệt tan trong dung dịch NH3
2 Fe(OH)2: Màu trắng xanh, hóa màu nâu đỏ khi có không khí
3 Al(OH)3 : Keo trắng, tan trong kiềm dư
4 Ni(OH)2: Màu xanh nhạt, tan trong NH3
5 Mg(OH)2: tủa trắng, tan trong axit
6 Cr(OH)3: Lục xám tan trong kiềm
7 AgOH: Màu trắng, phân hủy trong dung dịch tạo thành Ag2O màu đen
8 Pb(OH)2: Màu trắng, tan trong kiềm
9 Zn(OH)2: Keo trắng, tan trong NH3
10 Fe(OH)3: màu nâu đỏ
Chú ý: Các chất tan trong NH3 hay gặp ở phổ thông: Cu(OH)2, Ag2O, AgOH, Ni(OH)2, Zn(OH)2, AgCl.
CHUYÊN ĐỀ 4: MỘT SỐ CHÚ Ý TRONG HỌC HÓA HỌC
PHÂN BIỆT CÁC TRẠNG THÁI PHẢN ỨNG CỦA BROM
1 BROM TRONG NƯỚC: Thì có các chất sau phản ứng: anken, ankin, R-CHO, HCOOR, Phenol (hoặc dẫn xuất phenol), Anilin (hoặc dẫn xuất anilin) CH3-CO-CH3 (Có CH3COOH xúc tác) Vòng 3 cạnh
2 BROM NGUYÊN CHẤT (Brom khan - lỏng hay hơi brom) có Fe, Al hoặc FeBr3 hoặc AlCl3 thường dùng trong các phản ứng THẾ VÀO NHÂN THƠM (BENZEN HOẶC TOLUEN)
3 BROM CHIẾU SÁNG hoặc NHIỆT ĐỘ dùng trong các phản ứng thế vào nhân, thế với ankan hoặc CỘNG VÀO NHÂN ĐỐI VỚI BENZEN (TƯƠNG TỰ Cl2) HOẶC THẾ VÀO VÒNG 4 CẠNH, 5 CẠNH NO
Trang 54 BROM TRONG CCl4: Dùng trong phản ứng của ANKEN, VÒNG 3 CẠNH, ANKIN (R-CHO KHÔNG CÓ PHẢN ỨNG VỚI Br2/CCl4)
THÊM CHÚ Ý
1 Với các anken như CH3-CH=CH2 có thể THẾ CLO ở NHIỆT ĐỘ CAO (400-500) Hoặc Ánh sáng ( Thế vào cacbon no)
2 Các acid cacboxylic có thể cho phản ứng thế với Halogen (Cl2/Br2 có Photpho hoặc ánh sáng) thế vào C bên cạnh nhóm -COOH ( C alpha)
3 Các nhóm thế Halogen (-Cl, -Br) Sẽ cho phản ứng thế vào nhân KHÓ KHĂN HƠN BENZEN và ĐỊNH HƯỚNG ORTHO - PARA
4 Anilin tác dụng với NaNO2/CH3COOH Ở NHIỆT ĐỘ LẠNH TẠO MUỐI Nhưng nếu Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG HOẶC ĐUN NÓNG SẼ CÓ KHÍ BAY RA (N2) và PHENOL Ở phổ thông các em chỉ cần học PHẢN ỨNG CỦA AMIN BẬC I với NaNO2/CH3COOH hoặc HCl thôi, KHÔNG HỌC PHẢN ỨNG CỦA AMIN BẬC 2 - 3
5 Các em cần phân biệt các khái niệm: MUỐI ACID - MUỐI TRUNG HÒA - MÔI TRƯỜNG
ACID/BAZO/TRUNG TÍNH - CHẤT LƯỠNG TÍNH - CHẤT CÓ TÍNH LƯỠNG TÍNH
Vì nhiều em nhầm lẫn rằng MUỐI ACID thì cho MÔI TRƯỜNG ACID MUỐI TRUNG HÒA THÌ CHO MÔI TRƯỜNG TRUNG TÍNH
+MUỐI ACID: Muối còn H có thể thay thế bởi CATION KIM LOẠI hoặc NH4+
Ví dụ: NaHSO4, NaHCO3 hay NaHSO3 Các muối này có thể cho MÔI TRƯỜNG ACID hoặc BAZO hoặc TRUNG TÍNH
+MUỐI TRUNG HÒA: Muối KHÔNG CÒN H có thể thay thế bằng GỐC ACID hoặc CÒN NHƯNG KHÔNG THỂ THAY THẾ ĐƯỢC Các muối này cũng vậy , môi trường có thể ACID/BAZO/TRUNG TÍNH
Ví dụ: Na2CO3 là muối TRUNG TÍNH có môi trường BAZO.Na2HPO3, NaH2PO2 cũng là muối trung hòa và môi trường BAZO
6 TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH khác với TÁC DỤNG VỚI CHẤT TAN
Ví dụ: SO3 không tác dụng với KMnO4 nhưng tác dụng với DUNG DỊCH KMnO4 ( Tác dụng với H2O)
7 Số chất TAN trong một dung dịch nào đó thì có thể là: TAN THEO KIỂU VẬT LÝ hoặc TAN DO CÓ PHẢN ỨNG
Ví dụ: K2CO3 TAN được trong NaOH mặc dù KHÔNG CÓ PHẢN ỨNG Hay Al tan được trong NaOH là do
có phản ứng
8.Nếu đề hỏi về ĐỒNG PHÂN kiểu như: Có bao nhiêu CÔNG THỨC CẤU TẠO, hay bao nhiêu ĐỒNG PHÂN CẤU TẠO, v v Mà có chữ CẤU TẠO thì không kể CIS-TRANS
Nếu hỏi kiểu: Có bào nhiêu CHẤT, hay bao nhiêu ĐỒNG PHÂN, v v Thì kể cả CIS-TRANS4
9 H2O là 1 oxit và nó KHÔNG PHẢI CHẤT KHÍ
10 Khi viết đồng phân cần chú ý: Hợp chất TẠP CHỨC (Nhiều chức khác nhau) với hợp chất ĐA CHỨC (Nhiều chức cùng một chức, ví dụ: etylenglicol)
CHUYÊN ĐỀ 5: CÁCH CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ
TRONG HỮU CƠ
Trong hữu cơ, người ta hay dùng số oxi hóa trung bình khi xác định số oxi hóa của C trong hợp chất hữu cơ Tuy nhiên, nó lại gây khó khăn trong việc cân bằng Một số phản ứng nhìn theo số oxi hóa trung bình thì không thuộc loại oxi hóa khử nhưng nếu xét theo số oxi hóa từng nguyên tử C thì đó lại là oxi hóa khử Các em cần
Trang 6chú ý điểm này.Cũng như phản ứng vô cơ, phản ứng hữu cơ nhìn chung một số loại phản ứng có thể xem là phản ứng oxi hóa khử Khi cân bằng cần xác định được nguyên tố thay đổi số oxi hóa (Thường là Cacbon) Chú ý một số điểm sau
+ Trong hợp chất hữu cơ thì H có số oxi hóa là +1, N có số oxi hóa là -3, O có số oxi hóa là -2, nhóm hidroxy (-OH) có số oxi hóa là -1
+ Các halogen có số oxi hóa là -1+ Hai nguyên tử C liên kết với nhau thì số oxi hóa là không
+ Trong một phân tử thì tổng số oxi hóa các nguyên tố thành phần sẽ là 0
Vậy tổng kết:
Liên kết -Số oxi hóa của C
C- C - 0
C = O -+2
C - H - -1
C - N - +3
C - OH - +1
C - X (X là halogen) - +1
C - NH2 - +1
Đối với hợp chất cụ thể.Ví dụ:CH3 - CH3 thì cả 2 nguyên tử C đề có số oxi hóa là -3 Trong CH4 thì C có số oxi hóa là -4 Trong nhóm: -CHO thì nguyên tử C có số oxi hóa là +1 do H là +1, O là -2 nên C là +1 để tổng số oxi hóa là bằng 0 Trong nhóm -COOH thì C có số oxi hóa là +3, Do -OH là -1, O là -2 nên C phải là +3 Hay trong CH3-CH2-OH thì C bên trái có số oxi hóa là -3, C bên phải có số oxi hóa là -1 Trong CH3-CO-CH3 thì hai C hai bên là -3, C ở giữa là +2 Cân bằng một phản ứng oxi hóa khử: TRÍCH ĐỀ THI LẦN I CỦA GIẢI ĐÁP HÓA HỌC: Tổng hệ số cân bằng của phản ứng sau: CH3-C(CH3)=C(CH3)-CH3 + K2Cr2O7 + H2SO4 → CH3-CO-CH3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Ta thấy, trong chất hữu cơ ban đầu và sản phẩm tạo thành chỉ có C ở giữa thay đổi số oxi hóa mà thôi, các nhánh -CH3 không thay đổi.Hai nguyên tử C ở giữa có số oxi hóa là 0, và tăng lên +2 trong axeton Vậy: C(0) - C (+2) + 2e Cr(+6) +3e. -> Cr(+3) Vậy nhân vế trên cho 3, vế dưới cho 2 ta được phương trình đã cân bằng: 3CH3-C(CH3)=C(CH3)-CH3 + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 → 6.CH3-CO-CH3 + 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 +8.H2O Trên đây là phần cơ sở lý thuyết và ví dụ vận dung, các em tự áp dụng để cân bằng các phản ứng hữu cơ nhé CHUYÊN ĐỀ 6: PHẢN ỨNG THỦY PHÂN DẪN XUẤT HALOGEN
H2O, đun sôi NaOH,KOH loãng /t0C NaOH,KOH đậm đặc,nhiệt độ, áp suất cao Dẫn xuất dạng ankyl
Trang 7Dẫn xuất dạng anlyl
Dẫn xuất dạng Vinyl
Với X là nguyên tố halogen: -Cl, -Br, -I
Dấu (+) là có phản ứng thủy phân, Dấu (-) là không có phản ứng thủy phân
Ví dụ:
1 CH3-CH2-CH2-Cl không bị thủy phân trong nước đun sôi nhưng bị thủy phân trong kiềm đun nóng hoặc kiềm đặc, nhiệt độ cao, áp suất cao
2 CH3-CH=CH-CH2-Cl hoặc C6H5-CH2-Cl bị thủy phân ngay khi đun sôi với nước
3 C6H5-Cl hoặc CH2=CH-Cl chỉ bị thủy phân trong kiềm đặc, nhiệt độ áp suất cao
CHUYÊN ĐỀ 7: QUY LUẬT THẾ VÀO VÒNG BENZEN
ĐẠI CƯƠNG:
Nhân benzen là một nhân bền vững nhờ có sự liên hợp của các electron π, tạo nên một hệ liên hợp kín, có năng lượng thấp gọi là năng lượng thơm Do đó tính chất của nhân benzen là dễ thế, khó cộng
và bền với các tác nhân oxi hóa, nhân benzen chỉ bị oxi hóa khi ở pha khí
Vòng benzen là một hệ giàu điện tử với 6 điện tử π tham gia liên hợp Do đó các tác nhân dương
sẽ tấn công vào nhân thơm Vậy các yếu tố làm tăng mật độ electron trên nhân benzen sẽ làm cho phản ứng thế (SE) xảy ra dễ dàng hơn
Phản ứng thế ở nhân benzen xảy ra theo cơ chế thế electrophile vì các tác nhân tấn công vào vòng benzen đều là các tác nhân dương như: Br+, NO2 , CH3 ,.v v
Ở phân tử benzen, mật độ ectron trên 6 đỉnh cacbon đều như nhau, nhưng khi trên nhân có một nhóm thế hút hoặc đẩy điện tử thì sẽ làm thay đổi mật độ electron trên các đỉnh của nhân benzen, có thể tăng hoặc có thể giảm tùy thuộc vào bản chất nhóm thế
QUY LUẬT THẾ:
+ Đối với các nhóm thế no (không chứa liên kết π) đẩy electron như: Các nhóm ankyl ( -CH3, -C2H5, v v ) , hoặc các nhóm như: -OH (hidroxy), -O-CH3 (metoxy), -NH2, -N(CH3)2 thì phản ứng thế
vào nhân sẽ dễ dàng hơn so với benzen do các nhóm thế này đẩy electron vào nhân thơm, làm tăng
mật độ electron trên tất cả các đỉnh của vòng thơm, nhưng cao hơn là ở các vị trí ortho và para Và sản
phẩm thế sẽ định hướng vào vị trí ortho hoặc para Trên nhân càng nhiều nhóm thế đẩy electron thì
càng dễ thế.Ta gọi những nhóm thế này là các nhóm định hướng ortho, para
+ Đối với các nhóm thế chưa no(chứa liên kết π ) hút electron như: -NO2, -CHO, -COOH,
-CO-CH3 (acetyl),v v Thì phản ứng thế vào nhân xảy ra khó hơn benzen và định hướng thế vào vị trí
meta là sản phẩm chính Do các nhóm này hút electron, làm giảm mật độ electron trên nhân benzen, do
đó sẽ thế khó khăn hơn benzen Trên nhân càng nhiều nhóm hút electron thì thế càng khó Ta gọi các nhóm thế này là các nhóm định hướng meta
Đặc biệt chú ý :
Đối với các nhóm thế là halogen: -Cl, -Br,.v v Thì phản ứng thế vào nhân sẽ khó hơn so với
benzen nhưng vẫn định hướng vào vị trí ortho, para.
Đối với nhóm vinyl: -CH=CH 2 , nó sẽ định hướng thế vào vị trí ortho – para mặc dù nó là nhóm
thế chưa no (Do hiệu ứng liên hợp +C)
Trang 8Mở rộng: Khi trên nhân chứa đồng thời 2 nhóm thế đẩy electron, thì nhóm quyết định vị trí thế là
nhóm thế còn đôi electron chưa liên kết như: -NH2, -OH, -O-CH3, v v (Thế vào ortho – para)
Khi trên nhân chứa đồng thời 2 nhóm thế trong đó có một nhóm hút, một nhóm đẩy thì nhóm đẩy sẽ quyết định vị trí thế
Các nhóm thế có đôi electron chưa liên kết khi nằm trên nhân thì sẽ làm mất màu Br2/H2O như: Anilin (C6H5-NH2), C6H5-OH, C6H5-O-CH3, v v
Một số tác nhân thế vào nhân benzen: Br2/Fe , Br2/FeBr3, R-X (X là halogen) thế R- vào nhân
Ví dụ:
C6H6 + Br2/Fe → C6H5-Br + HBr ( Fe không phải là chất xúc tác)
C6H6 + C2H5Cl/ AlCl3 → C6H5-C2H5 + HCl
C6H6 + H2SO4 đậm đặc, nóng → C6H5-SO3H + H2O
C6H6 + HNO3 đặc/H2SO4 đặc → C6H5-NO2 + H2O
C6H6 + CH3-COCl /AlCl3 → CH3CO-C6H5 + HCl
P/S: Tài liệu này được biên soạn nhằm chuẩn bị cho thi ĐH sắp tới, kiến thức chỉ nằm ở phổ thông, tác giả không viết chuyên sâu hơn về vấn đề này vì chuyên sâu vào khá rộng, chi tiết và liên quan tới phần hiệu ứng , cơ chế hữu cơ Các em chỉ cần nắm chắc những kiến thức trên đây là có thể xử lý được những dạng câu hỏi liên quan tới vấn đề này.
CHUYÊN ĐỀ 8: MỘT SỐ PHẢN ỨNG HÓA HỌC PHỔ THÔNG CẦN
CHÚ Ý
A PHẢN ỨNG HỮU CƠ:
1 C4H10 + O2 → CH3COOH + H2O (đk: Co(CH3COO)2, 1800C, 150atm)
2 C6H5-CH3 + KMnO4 + H2SO4 → C6H5-COOH + MnSO4 + K2SO4 + H2O (đk: đun nóng)
3 C6H5-CH2-CH2-CH3 + KMnO4 + H2SO4 → C6H5-COOH + CH3COOH + K2SO4 + MnSO4 + H2O (đk: đun nóng)
4 CH3-CH=CH2 + KMnO4 (loãng – 2%) + H2O → CH3-CH(OH)-CH2-OH + MnO2 + KOH (đk: điều kiện thường)
5 CH3-CH=CH2 + KMnO4 + H2SO4 → CH3COOH + CO2 + K2SO4 + MnSO4 + H2O (đk: đun nóng)
6 Xiclopropan + Br2/CCl4 (hoặc Br2/H2O) → Br-CH2-CH2-CH2-Br (đk: điều kiện thường)
7 CH2=CH-Cl + NaOH (đậm đặc, nhiệt độ cao, áp suất cao) → CH3-CHO + NaCl + H2O
8 C6H12 (xiclohexan) + Cl2 → C6H11Cl + HCl (đk: ánh sáng khuếch tán hoặc nhiệt độ)
9 CH3OH + CO → CH3COOH (đk: RhIII
, I-, 1800C, 30atm)
10 CH3OH + CuO (hoặc O2/đk: Cu) → HCHO + Cu + H2O
11 C2H5OH → CH2=CH-CH=CH2 + H2O + H2 (đk:MgO/ZnO hoặc Al2O3/ZnO , 350 – 4500C)
12 C6H6 + Cl2 → C6H6Cl6 (đk: ánh sáng khuếch tán hoặc nhiệt độ)
13 C6H6 + Cl2 (hoặc Br2) → C6H5-Cl + HCl (đk: bột FeCl3, AlCl3 hoặc có mặt Fe, Al)
14 HCHO + Br2 (trong nước) → CO2 + HBr (đk: điều kiện thường)
15 HCHO + H2 → CH3-OH (đk: Ni, nhiệt độ)
16 R-CHO + HCN (dd) (hoặc –CN) → R-CH(OH)-CN (đk: nhiệt độ thường)
17 R-CH(OH)-CN + H2O → R-CH(OH)-COOH + NH3 (đk: xúc tác H2SO4 loãng)
18 RCOOH → (RCO)2O + H2O (đk: P2O5, nhiệt độ)
19 CH3-COOH + Cl2 (hoặc Brom) → Cl-CH2-COOH + HCl (đk: ánh sáng hoặc có mặt photpho)
20 CH3-CO-CH3 + Br2 → CH3-CO-CH2-Br + HBr (đk: axit như CH3COOH hoặc ánh sáng khuếch tán)
Trang 921 HCOOH + Br2 (dd trong nước) → H2O + CO2 + HBr (đk: nhiệt độ thường)
22 R-CHO + Cu(OH)2 + NaOH → RCOONa + Cu2O + H2O (đk: đun nóng)
23 R-CH(OH)-CH2-OH + Cu(OH)2 → Phức Cu2+ màu xanh lam đậm + H2O (đk: nhiệt độ thường)
24 H-COOH + Cu(OH)2 → (CH3COO)2Cu + H2O (đk: nhiệt độ thường)
25 C6H5-NO2 + [H] → C6H5-NH2 + H2O (đk: Fe/HCl hoặc Zn,Sn trong HCl)
26 C6H5-NH2 + NaNO2 + HCl → [C6H5-N2]+Cl- + NaCl + H2O (đk: nhiệt độ lạnh 0 – 50C)
27 C6H5-NH2 + NaNO2 + HCl → C6H5-OH + N2 + NaCl +H2O (đk: nhiệt độ thường hoặc đun nóng)
28 CH3-CHO + KMnO4 (loãng) + H2O → CH3COOK + KOH + MnO2 (đk: điều kiện thường hoặc đun nóng)
29 C2H2 + KMnO4 + H2SO4 → CO2 + K2SO4 + MnSO4 + H2O (đk: điều kiện thường hoặc đun nóng)
30 C2H2 + HCl → CH2=CH-Cl (đk: hơi HCl, đun nóng)
31 CH2=CH-Cl + HCl → CH3-CH(Cl)2 (đk: hơi HCl, đun nóng)
B PHẢN ỨNG VÔ CƠ:
1 H2S (k) + SO2 (k) → S (r) + H2O (đk: có vết nước hoặc đun nóng)
2 H2S (k) + Cl2 (k) → S (r) + HCl (k) (đk: nhiệt độ thường hoặc đun nóng)
3 H2S + Cl2 + H2O → HCl + H2SO4 (đk: nhiệt độ thường)
4 H2S + Br2 → S + HBr (đk: nhiệt độ thường, trong H2O)
5 SO2 + Br2 + H2O → HBr + H2SO4 (đk: nhiệt độ thường)
6 SO2 + Cl2 + H2O → H2SO4 + HCl (đk: nhiệt độ thường)
7 Br2 + Cl2 + H2O → HCl + HBrO3 (đk: nhiệt độ thường)
8 NaOH(dd) + X2 → NaOX + NaX + H2O (X: Cl, Br, I đk: nhiệt độ thường)
9 NaOH (dd) + X2 → NaX + NaXO3 + H2O (X: Cl, Br, I đk: đun nóng khoảng > 70
độ C)
10 NaOH(dd) + NO2 → NaNO2 + NaNO3 + H2O (đk: nhiệt độ thường)
11 NaOH(dd) + NO2 + O2 → NaNO3 (đk: nhiệt độ thường)
12 Na2CO3 (nóng chảy) + SiO2 → Na2SiO3 + CO2
13 NaOH (loãng lạnh – 2% ) + F2 → NaF + OF2 + H2O
14 NaAlO2 (dd) + CO2 + H2O → NaHCO3 + Al(OH)3 (đk: nhiệt độ thường hoặc đun nóng)
15 NaAlO2 (dd) + HCl + H2O → NaCl + Al(OH)3 (đk: nhiệt độ thường hoặc đun nóng) Nếu dư HCl thì Al(OH)3 tan trong HCl dư
16 NaAlO2 (dd) + NH4Cl +H2O → NH3 + NaCl + Al(OH)3 (đk: nhiệt độ thường)
18 CO + I2O5 (r) → I2 + CO2 (đk: nhiệt độ thường hoặc đun nóng)
19 CO2 + Na2SiO3(dd) + H2O → Na2CO3 + H2SiO3↓ (đk: nhiệt độ thường)
20 NH3 + O2 → N2 + H2O (đk: đốt cháy NH3)
21 NH3 + O2 → NO + H2O (đk: 800 độ C, xt: Pt/Rh)
22 NH3 (k) + Cl2 → N2 + NH4Cl (đk: NH3 cháy trong Cl2 ở đk thường)
23 PX3 + H2O → H3PO3 + HX (X: Cl, Br, I ; điều kiện thường)
24 SO2 + Fe2(SO4)3 + H2O → H2SO4 + FeSO4 (đk: nhiệt độ thường)
25 SO2 + KMnO4 + H2O → K2SO4 + MnSO4 + H2SO4 (đk: nhiệt độ thường)
26 H2S + KMnO4 + H2SO4 → S + MnSO4 + K2SO4 + H2O (đk: nhiệt độ thường)
27 H2S + FeCl3 (dd) → FeCl2 + S + HCl (đk: nhiệt độ thường)
28 H2S + M(NO3)2 (dd) → HNO3 + MS (M: Cu, Pb) (đk: nhiệt độ thường)
29 H2S + AgNO3 (dd) → HNO3 + Ag2S (đk: nhiệt độ thường)
30 H2S + HNO3 (loãng) → S + H2O + NO
31 NaX (tinh thể) + H2SO4 (đặc, đun nóng ) → Na2SO4 (hoặc NaHSO4) + HX (khí) (X: -NO3, Cl-, -F)
32 Ca3(PO4)2 + H3PO4 (dd) → Ca(H2PO4)2 (đk: nhiệt độ thường)
Trang 1033 C + ZnO → CO + Zn (đk: đun nóng)
34 HCOOH → H2O + CO (đk: đun nóng có H2SO4 đặc xúc tác)
35 Ag2S (hoặc HgS ) + O2 → Ag (hoặc Hg) + SO2 (đk: đốt cháy)
36 Zn + Cr2(SO4)3 (dd) → ZnSO4 + CrSO4 (đk: môi trường axit)
37 K2Cr2O7 + H2S + H2SO4 → S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
38 Ag (hoặc Cu ) + H2S + O2 → Ag2S (hoặc CuS) + H2O (đk: nhiệt độ thường ngoài không khí)
39 SO2 + I2 + H2O → H2SO4 + HI (đk: nhiệt độ thường)
40 Ag3PO4 + HNO3 (dd) → AgNO3 + H3PO4 (đk: nhiệt độ thường)
41 Ag2O + H2O2 (dd) → Ag + H2O + O2 (đk: nhiệt độ thường)
42 HClO + HCl đặc → H2O + Cl2 (đk: nhiệt độ thường)
43 SO2 + K2Cr2O7 + H2SO4 → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O (đk: nhiệt độ thường)
44 Sn + O2 (đun nóng) → SnO2
45 HI + O2 → I2 + H2O (đk: nhiệt độ thường ngoài không khí)
HẾT Thân ái – Hiền Pharmacist