CHUYÊN đề ANCOL HAY

MỤC LỤC Trang A Mở đầu B Nội dung I Cơ sở lý thuyết II Một số lưu ý giải toán ancol tập áp dụng III Bài tập tự giải 10 C Kết luận 15 A MỞ ĐẦU Hồn cảnh nảy sinh Trong q trình dạy học mơn Hóa học, tập xếp hệ thống phương pháp giảng dạy (phương pháp luyện tập), phương pháp coi phương pháp quan trọng để nâng cao chất lượng giảng dạy môn Thông qua việc giải tập, giúp học sinh rèn luyện tính tích cực, trí thơng minh, sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú học tập Việc lựa chọn phương pháp thích hợp để giải tập lại có ý nghĩa quan trọng Mỗi tập có nhiều phương pháp giải khác Nếu biết lựa chọn phương pháp hợp lý, giúp học sinh nắm vững chất tượng hoá học Qua năm giảng dạy nhận thấy rằng, khả giải tốn Hóa học em học sinh hạn chế, đặc biệt giải tốn Hóa học Hữu phản ứng hố học hữu thường xảy không theo hướng định khơng hồn tồn Trong dạng tập phản ứng cộng hiđro vào liên kết pi hợp chất hữu ví dụ Khi giải tập dạng học sinh thường gặp khó khăn dẫn đến thường giải dài dòng, nặng nề mặt tốn học khơng cần thiết chí khơng giải q nhiều ẩn số Ngun nhân học sinh chưa tìm hiểu rõ, vững định luật hoá học hệ số cân phản ứng hoá học để đưa phương pháp giải hợp lý Xuất phát từ suy nghĩ muốn giúp học sinh khơng gặp phải khó khăn nhanh chóng tìm đáp án trình học tập mà dạng tốn đặt Chính tơi đưa đề tài: “Ancol” Điều kiện, thời gian, đối tượng áp dụng Áp dụng dạng toán làm tốn ancol Từ đây, phát triển áp dụng tương tự cho hợp chất hữu có nhóm chức khác Có thể áp dụng phương pháp đề hướng dẫn học sinh làm lớp, buổi ôn luyện phục vụ kì thi kì thi THPT quốc gia Nội dung Các dạng tốn khơng phân dạng sách giáo khoa, học sinh làm tự mò mẫm cách giải, khơng phải có khả tư tốt Tuy nhiên học sinh có khả tự tìm tòi phát vấn đề Vì chuyên đề nghiên cứu lí thuyết tốn phản ứng cộng hidro vào hidrocacbon không no, từ đưa phương pháp giải phù hợp cho dạng toán Bên cạnh đó, học sinh tự áp dụng để giải số tập tương tự Kết đạt Học sinh học cách phân dạng tập, rèn luyện sử dụng phương pháp giải toán làm nhanh hơn, tốt hơn, từ tự tin kì thi, kết đạt cao B NỘI DUNG I CƠ SỞ LÝ THUYẾT Định nghĩa Ancol hợp chất hữu phân tử có nhóm hiđroxyl –OH liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon no Một số ancol thường gặp:  Ancol no, đơn chức mạch hở: CnH2n+1OH (n>=1)  Ancol khơng no có k liên kết đôi, đơn chức mạch hở: CnH2n+1-2kOH (n, k >=1)  Ancol thơm, đơn chức: CnH2n-7OH (n>=6)  Ancol vòng no, đơn chức: CnH2n-3OH (n>=3)  Ancol đa chức: R(OH)x (x>=2) Đồng phân – danh pháp Đồng phân:  Đồng phân mạch cacbon  Đồng phân vị trí nhóm chức –OH  Đồng phân hình học có Danh pháp: Tên thông thường: Ancol + tên gốc ankyl + ic Tên thay thế: Tên hiđrocacbon tương ứng với mạch + số vị trí nhóm OH + ol Tính chất vật lý  Điều kiện thường ancol chất lỏng, rắn  Nhiệt độ sôi, khối lượng riêng tăng theo phân tử khối  Độ tan ngược lại giảm dần theo chiều tăng phân tử khối  Có liên kết hiđro Tính chất hóa học: 5.1 Phản ứng H nhóm OH: + Tác dụng với kim loại kiềm M: giải phóng khí H2 R–O–H+M R – OM + H2 + Tính chất đặc trưng glixerol C3H5(OH)3: tạo dung dịch màu xanh lam muối đồng (II) glixerat C3H5(OH)3 + Cu(OH)2 [C3H5(OH)2O]2Cu + H2O 5.2 Phản ứng nhóm OH: + Phản ứng với axit vô cơ: R – OH + H – X R – X + H2O + Phản ứng tạo thành ete: R – OH + H – O – R o H 2SO4 ,140 C ����� � R – O – R + H2O 5.3 Phản ứng tách nước: H – CH2 – CH2 – OH o H 2SO ,170 C ����� � CH2=CH2 + H2O 5.4 Phản ứng oxi hóa: + khơng hồn tồn: Ancol bậc 1: R – CH2OH + CuO Ancol bậc 2: R – CHOH – R + CuO + hoàn toàn: CH3OH + 2O2 o t �� � R – CHO + Cu + H2O o t �� � R – C(=O) – R + Cu + H2O o t �� � CO2 + 2H2O II MỘT SỐ LƯU Ý KHI GIẢI TOÁN ANCOL VÀ BÀI TẬP ÁP DỤNG Dạng 1: Biện luận tìm cơng thức phân tử ancol - Trong ancol (đơn đa) CxHyOz có: y �2x + (y ln số chẵn) - Đặc biệt ancol đa chức: số nhóm – OH �số nguyên tử C - CTTQ ancol no, đơn chức, mạch hở là: CnH2n+2O (n≥1) Ví dụ: Ancol no, đa chức mạch hở X có cơng thức thực nghiệm (CH 3O)n CTPT X là: A CH4O B C3H8O3 C C2H6O2 D C4H12O4 Hướng dẫn giải: Công thức thực nghiệm X (CH3O)n hay CnH3nOn Theo điều kiện hóa trị ta có: 3n ≤ 2n +2 � n ≤ Mà n nguyên dương � n = +) Nếu n = � CTPT cùa X là: CH3O (số nguyên tử H lẻ: loại) +) Nếu n = � CTPT cùa X là: C2H6O2 (nhận) Dạng 2: Giải toán dựa vào phản ứng nguyên tử H nhóm – OH - Cho ancol hỗn hợp ancol tác dụng với Na, K thu muối ancolat H2 a R(OH)a + aNa � R(OH)a + H2 (1) Dựa vào tỉ lệ số mol ancol H2 để xác định số lượng nhóm chức +) Nếu +) Nếu +) Nếu nH nancol nH nancol nH nancol  � ancol đơn chức  � ancol chức Nếu đa chức  � ancol chức Lưu ý: +) Nếu cho hỗn hợp ancol tác dụng với Na, K mà nH nancol  � hỗn hợp ancol có ancol đa chức +) Trong phản ứng ancol với Na, K ta ln có: nNa  2nH +) Để giải nhanh tập dạng nên áp dụng phương pháp như: Định luật bảo toàn khối lượng, phương pháp tăng giảm khối lượng, phương pháp trung bình Ví dụ: Cho 15,6 gam hỗn hợp ancol đơn chức, dãy đồng đẳng tác dụng hết với 9,2 gam Na, thu 24,5 gam chất rắn Hai ancol là: A CH3OH C2H5OH B C2H5OH C3H7OH C C3H5OH C4H7OH D C3H7OH C4H9OH (Trích đề thi tuyển sinh ĐH khối A năm 2007) Hướng dẫn giải: Áp dụng định luật bảo tồn khối lương ta có: mancol + mNa = mchất nH  rắn + mH � mH = 15,6 + 9,2 – 24,5 = 0,3 (g) � 0,  0,15 mol Phương trình phản ứng: ROH  Na � ROH  H 0,3 mol � M ROH  0,15 mol 15,  52 � M R  35 0,3 � ancol C2H5OH (MR = 29 < 35) C3H7OH (MR = 34 > 35) Dạng 3: Giải toán dựa vào phản ứng Phản ứng cháy ancol * Đốt cháy ancol no, mạch hở: CnH2n+2Ox + ( 3n   x ) O2 � nCO2 + (n+1) H2O Ta ln có: nH 2O  nCO2 nancol  nH 2O  nCO2 * Đốt cháy ancol no, đơn chức, mạch hở CnH2n+2O + 3n O2 � nCO2 + (n+1) H2O Ta ln có: nH 2O  nCO2 nancol  nH O  nCO nO2 phản ứng = nCO 2 * Lưu ý: Khi đốt cháy ancol (A): - Nếu: nH 2O  nCO2 � (A) ancol no: CnH2n+2Ox nancol  nH 2O  nCO2 - Nếu: nH 2O  nCO2 � (A) ancol chưa no (có liên kết π): CnH2nOx - Nếu: nH 2O  nCO2 � (A) ancol chưa no có liên kết π trở lên: CTTQ: CnH2n+2-2kOx (với k≥2) Bài X lµ ancol no, mạch hở Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol X cần 5,6 gam oxi, thu đợc nớc 6,6 gam CO2 Công thức X A C2H4(OH)2 B C3H6(OH)2 C C3H5(OH)3 D C3H7OH (TrÝch ®Ị thi tuyển sinh ĐH 2007, khối B) Đáp án C Hớng dÉn nO2  5, 6,  0,175 mol; nCO2 1,5 mol 32 44 Phản ứng cháy: Cn H n  2Ox  0,05 mol n = 3;  3n   x O2 � nCO2  (n  1) H 2O 0,175 mol 1,5 mol 3n   x  3,5  x= Bi Đốt cháy mol ancol no X mạch hở cần 56 lít O (đktc) Công thức cấu tạo X A C3H5(OH)3 B C2H4(OH)2 C C3H6(OH)2 Đáp án B nO2 56 = 2,5 mol; 22.4 Phản ứng cháy: Cn H n 2Ox  mol  3n   x O2 � nCO2  (n  1) H 2O 2, mol 3n   x  2.5  3n-x=  n=2; x= 2 D C2H5OH Bi Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp ancol A B thuộc loại ancol no, đơn chức, dãy đồng đẳng thu đợc 5,6 lít CO2 (đktc) 6,3 gam nớc Mặt khác oxi hóa hoàn toàn hai ancol A B CuO (t0) thu đợc anđehit xeton A, B lần lợt là: A CH3OH C2H5OH B CH3CH2CH2OH vµ CH3CH2CHOHCH3 C C2H5OH vµ CH3CH2CH2OH D CH3CHOHCH3 CH3CH2OH Đáp án D Hng dn Gọi n số nguyên tử C trung bình ancol C n H n +1OH + Ta cã: Sè mol CO2: 3n O2  n CO2 + ( n +1) H2O 5, 6,3 = 0,25 mol ; sè mol H2O: = 0,35 mol 22, 18 Theo ph¬ng tr×nh: n / ( n +1) = 0,25/0,35 → n = 2,5 Do hai ancol đồng đẳng dãy ancol no, đơn chức nên hai ancol cã CTPT lµ C2H5OH vµ C3H7OH Mµ oxi hãa hoµn toµn hai ancol A vµ B b»ng CuO (t 0) thu đợc anđehit xeton nên A, B cã CTCT lµ CH 3CH2OH vµ CH3CHOHCH3 (chän D) Dạng 4: Giải toán dựa vào phản ứng tách H2O a Tách nước tạo anken: xúc tác H2SO4 đặc to ≥ 170oC - Nếu ancol tách nước cho anken � ancol ancol no đơn chức có số C ≥ - Nếu hỗn hợp ancol tách nước cho anken � hỗn hợp ancol phải có ancol metylic (CH3OH) ancol đồng phân - Ancol bậc bao nhiêu, tách nước cho tối đa nhiêu anken � tách nước ancol cho anken ancol ancol bậc ancol có cấu tạo đối xứng cao - Trong phản ứng tách nước tạo anken ta ln có: nancol  nanken  nH 2O mancol  manken  mH 2O Ví dụ: Khi thùc phản ứng tách nớc rợu (ancol) X, thu đợc anken Oxi hoá hoàn toàn lợng chất X thu đợc 5,6 lít CO2 (ở đktc) 5,4 gam nớc Có công thức cấu tạo phù hợp với X? A B C D (TrÝch ®Ị thi tun sinh CĐ khối A- năm 2007) Đáp án B Hớng dẫn Vì loại nớc thu đợc anken nên X ancol no, đơn chức Đặt CTPT X CnH2n+2O Đốt cháy mol X thu đợc n mol CO2 (n+1) mol H2O Theo đề : Số mol CO2 lµ 5,6 : 22,4 = 0,25 mol Sè mol H2O lµ 5,4 : 18 = 0,3 mol Ta cã  n = VËy CTPT lµ C5H12O X cã CTCT phù hợp CH3-CH2-CH2-CH2-CH2OH CH3-CH(CH3)-CH2-CH2OH CH3-CH2-CHOH-CH2-CH3 CH3-CH2-CH(CH3)-CH2OH b Tỏch nước tạo ete: xúc tác H2SO4 đặc to = 140oC - Tách nước từ n phân tử ancol cho n(n  1) ete, có n phần tử ete đối xứng - Trong phản ứng tách nước tạo ete ta ln có: nancol bi ete hoa  2nete  2nH 2O mancol  mete  mH 2O - Nếu hỗn hợp ete sinh có số mol hỗn hợp ancol ban đầu có sồ mol * Lưu ý: Trong phản ứng tách nước ancol X, sau phản ứng thu chất hữu Y mà: M Y dY/X < hay M  � chất hữu Y anken X M Y dY/X > hay M  � chất hữu Y ete X Độ rượu (ancol) - Độ rượu (ancol) thể tích (cm3, ml) ancol nguyên chất 100 thể tích (cm3, ml) dung dịch ancol Độ rựou = Vancol nguy�n ch�t Vdd ancol 100 - Muốn tăng độ rượu: thêm ancol nguyên chất vào dung dịch; muốn giảm độ rượu: thêm nước vào dung dịch ancol Bài Cho 7,872 lÝt khÝ C2H4 ®o ë 27oC; atm hÊp thơ níc cã xóc t¸c, hiƯu suất 80% thu đợc rợu X Hoà tan X vào nớc thành 245,3 ml dung dịch Y Độ rợu dung dịch Y là: A 40 B 12 C 60 D Đáp án C Giải nC2 H  1.7,872 = 0,32 mol 0,082.(273+27) H SO Ph¶n øng: C2H4 + H2O ��� � C2H5OH mC2 H5OH  11, 776 46.0,32  14,72 ml 80  11,776 gam VC2 H 5OH  0,8 100 14, 72  6o 245,3 Độ rợu Bi Cho lít cồn 92o tác dụng với Na d Cho khối lợng riêng rợu etylic nguyên chất 0,8 g/ml thể tích khí H đợc đktc A 224,24 lÝt B 224 lÝt C 280 lÝt D 228,98 lÝt §¸p ¸n D lÝt cån 92o chøa 920 ml C2H5OH vµ 80 ml níc Sè mol C2H5OH lµ Sè mol H2O lµ 920.0,8 = 16 mol 46 80 = 4,444 mol 18 Khi tác dụng với Na xảy phản ứng C2H5OH + Na C2H5ONa + 1/2 H2 16 mol H2O mol + Na  NaOH + 1/2 H2 4,444 mol 2,222 mol ThÓ tÝch khÝ H2 thu đợc (đktc) : (8 + 2,222) 22,4 = 228,98 lÝt 10 III BÀI TẬP TỰ GIẢI Theo danh pháp IUPAC, hợp chất CH3CHOHCH2CH2C(CH3)3 có tên gọi A 5,5-đimetylhexan-2-ol B 5,5-đimetylpentan-2-ol C 2,2-đimetylhexan-5-ol D 2,2-đimetylpentan-5-ol Công thức dới ứng với tên gọi ancol isobutylic? A CH3CH2CH2CH2OH B (CH3)2CHCH2OH C CH3CH2CH(OH)CH3 D (CH3)3COH §un nãng 1,91gam hỗn hợp A gồm propyl clorua phenylclorua với dung dịch NaOH đặc, vừa đủ, sau thêm tiếp dung dịch AgNO3 đến d vào hỗn hợp sau phản ứng thu đợc 2,87g kết tủA Khối lợng phenylclorua có hỗn hợp A là: A 0,77g B 1,125g C 1,54g D 2,25g Một dẫn xuất hiđrocacbon mạch hở chøa 56,8 % clo BiÕt r»ng 0,01 mol chÊt nµy làm màu dung dịch có 1,6 gam brom bóng tối Công thức đơn giản dẫn xuất lµ A C2H3Cl B C3H5Cl C C4H7Cl D C4H6Cl2 Đốt cháy ancol đợc số mol nớc gấp đôi số mol CO2 Ancol cho A Ancol no, ®¬n chøc C Ancol cha no B Ancol ®a chøc D CH 3OH Cho c¸c chÊt:CH2=CHCl (1), CH3CH2Cl (2),CH2=CHCH2Cl (3),CH3CHClCH3 (4) Khả phản ứng với AgNO3 /NH3 tăng dÇn theo thø tù A (1) < (2) < (3) < (4) B (1) < (2) < (4) < (3) C (4) < (2) < (3) < (1) D (1) < (3) < (2) < (4) So sánh độ linh động nguyên tử H chất: CH3OH; C2H5OH; H2O; C6H5OH; C6H5 (NO2)3OH A CH3OH < C2H5OH < H2O < C6H5OH