Phương pháp giải bài tập hóa vô cơ hữu cơ

PP GIẢI TOÁN HÓA HỌC-GV TRƯƠNG CHÂU THÀNH-THPT CHUYEN-TIỀN GIANG PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN HÓA HỮU CƠ và VÔ CƠ & MỘT SỐ LƯU Ý VỀ HỢP CHẤT HỮU CƠ (GV: Trương Châu Thành-Trường THPT Chuyên TG) ------ A-GIẢI NHANH BÀI TOÁN TRẮC NGHIỆM VÔ CƠ 1/ H 2 SO 4 → 2H + + SO 4 2- → H 2 ↑ HCl → H + + Cl - VD1:Cho 2,81 g hỗn hợp Fe 2 O 3 , ZnO, MgO tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch H 2 SO 4 0,1M. Khối lượng muối sunfat tạo ra trong dung dịch là: Giải: nH 2 SO 4 =0,05 = n SO 4 2- --->nH + = 0,1 2H + + O 2- = H 2 O 0,1 0,05 mol m muối = m oxit – m O(trong oxit) +m gốc axit =2,81 –0,05.16 +0,05.96 =6,81 gam VD2:Cho 8 g hỗn hợp bột kim lọai Mg va Fe tác dụng hết với dung dịch HCl thấy thoát ra 5,6 lit H 2 ở đktc. Khối lượng muối tạo ra trong dung dịch là Giải: nH 2 =0,25 ---> nHCl =nCl = 0,25.2 =0,5. m muối =8 + 0,5.35,5=25,75 gam VD3Cho 11 gam hỗn hợp 2 kim loại tan hoàn toàn trong HCl dư thấy có 8,96 lít khí thoát ra (đkc) v à dd X, cô cạn dd X thì khối lượng hỗn hợp muối khan thu được là (gam): Giải: nH 2 =0,4 ---> nHCl =nCl - = 0,4.2 =0,8. m muối =kl kim loại +kl ion Cl - =11+0,8.35,3=39,4 gam 2/ Axít + Ocid bazơ ( kể cả ocid bazơ không tan) VD1: Fe 2 O 3 → a mol Phản ứng dung dịch HCl Fe x O y → b mol n O 2- = 3a+ by → 2H + + O 2- → H 2 O 6a+2yb ← 3a+yb VD2:Hoà tan 2,4 g một oxit sắt vừa đủ 90ml ddHCl 1M. Công thức của oxit sắt nói trên là: Gọi CTPT oxit sắt là:FexOy→ a mol nHCl =0,09mol 2H + + O 2- → H 2 O 0,09 0,045 mol nO 2- =ay = 0,045 (1) 56a + 16ya = 2,4 (2) xa =0,03 → x:y =2:3 → CTPT là Fe 2 O 3 3/ Axít + Bazơ ( kể cả bazơ không tan) VD : Dung dịch H 2 SO 4 phản ứng với hổn hợp: Fe(OH) 3 amol, Al(OH) 3 bmol, Cu(OH) 2 cmol n OH - = 3a+3b+2c = n H + 4/ Axít + Kim Loại → Muối và giải phóng khí H 2 VD: Na→ H → ½ H 2 1 m muối = m Kim Loại + m gốc axít m M 2H + + O 2- → H 2 O H + + OH - → H 2 O nH + + M→ M n+ + n/2 H 2 PP GIẢI TOÁN HÓA HỌC-GV TRƯƠNG CHÂU THÀNH-THPT CHUYEN-TIỀN GIANG Al → 3H→ 3/2 H 2 VD1:Cho 8.3 g hỗn hợp Al,Fe tác dụng hết với dung dịch HCl. Sau phản ứng khối lượng HCl tăng thêm 7.8 g. Khối lượng mỗi muối tạo ra trong dung dịch và kl mỗi kim loại trong hh Giải;n H 2 =(8,3-7,8 ):2 =0,25 3/2a+b = 0,25 27a +56 b= 8,3---> a=b= 0,1 mol VD 2: Cho m gam nhôm,Magiê, sắt vào 250 ml dd X chứa hh axít HCl 1M,H 2 SO 4 0,5 M, thu được 0,2375 mol khí H 2 và dd Y.Tính pH của dd Y. Giải:n H + bđ=0,25 +0,25.0,5.2 = 0,5 nH + pư = 0,2375.2=0,475 nH + dư =0,025 mol → C H + =0,1 → pH =1 5/ CO, H 2 khử oxít kim loại sau Al tạo Kim loại + CO 2 , H 2 O VD: Hổn hợp gồm CuO → amol Fe 2 O 3 → bmol + CO ⇒ n O(trong oxít) = a+3b CO + O → CO 2 a+3b ← a+3b → a+3b VD:Một hỗn hợp X gồm Fe 2 O 3 , FeO và MgO có khối lượng là 4,24 g trong đó có 1,2 g MgO. Khi cho X phản ứng với CO dư (phản ứng hoàn toàn), ta được chất rắn A và hỗn hợp CO và CO 2 . Hỗn hợp này khi qua nước vôi trong cho ra 5 g kết tủa. Xác định khối lượng Fe 2 O 3 , FeO trong hỗn hợp X. Giải: m 2 oxit sắt là: 4,24 –1,2 =3,04 gam---> 160 a +72 b =3,04 n CO 2 = n O(trong 2 oxit sắt) = 0,05 ----> 3a +b = 0,05 ---> a=0,01 ; b= 0,02 6/ Phản ứng giữa 2 ion chỉ xảy ra khi sản phẩm có chất kết tủa, dễ bay hơi, điện li yếu. VD 1 : Ca 2+ + CO 3 2- → CaCO 3 ↓ 2H + + CO 3 2- → H 2 O + CO 2 ↑ 2H + + S 2- → H 2 S↑ Na + + NO 3 - x không xảy ra VD 2 : Dung dịch chứa amol AlCl 3 , bmol CuCl 2 , cmol NaCl phản ứng dung dịch AgNO 3 dư thu dmol kết tủa. Mối liên hệ a,b,c,d n Cl - = 3a+2b+c ⇒ n AgCl ↓ = n Cl - = n Ag + phản ứng = 3a+2b+c = d Ag + + Cl - → AgCl↓ 7/ Định luật bảo toàn khối lượng: m g hổn hợp kim loại + m 1 g dung dịch HCl thu được m 2 g dung dịch A, m 3 g khí B và m 4 g rắn không tan. Ta có : m + m 1 = m 2 + m 3 + m 4 ⇒ m 2 = m + m 1 – m 3 – m 4 8/ Bảo toàn điện tích: Trong 1 dung dịch : Tổng điện tích dương = tổng điện tích âm VD 1 : Dung dịch chứa amol Al 3+ , bmol Ca 2+ , cmol SO 4 2- , dmol Cl - . Ta co: 3a + 2b = 2c + d VD 2 : m g hổn hợp Fe, Mg, Zn phản ứng dung dịch HCl dư thu (m+m 1 ) gam muối. m g hổn hợp trên phản ứng dung dịch HCl thu bao nhiêu gam muối? . m muối clorua = m kim loại + m Cl - ⇒ m Cl - = m 1g ⇒ n Cl - = 5,35 1 m mol . Bảo toàn điện tích: 2Cl - SO 4 2- ( 2.n SO4 2- = n Cl - ) 2 CO + O ( trong oxít) t o CO 2 H 2 + O ( trong oxít) t o H 2 O PP GIẢI TOÁN HÓA HỌC-GV TRƯƠNG CHÂU THÀNH-THPT CHUYEN-TIỀN GIANG 5,35 1 m → 71 1 m . muối sunfat = m + 71 1 m x 96 VD3:Cho m g hỗn hợp Cu, Zn, Fe tác dụng với dung dịch HNO 3 loãng, dư thu được dung dịch A. Cô cạn dung dịch A thu được (m+62) gam muối khan. Nung hỗn hợp muối khan trên đến khối lượng không đổi thu được chất rắn có khối lượng là: Giải: n NO 3 - =62:62 = 1mol ---> 2NO 3 - -------> O 2- . n O 2- =0,5 mol 1 mol 0.5 mol m oxit = m kim loại + m O = m + 0,5.16 =( m + 8 ) gam Vídụ 4: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS 2 và a mol Cu 2 S vào dung dịch HNO 3 vừa đủ, thu được dung dịch X chỉ chứa 2 muối sunf và khí NO duy nhất. Giá trị a là: Giải: dd gồm:0,12 mol Fe 3+ , 2a mol Cu 2+ ,(0,24+a) mol SO 4 2- . áp dụng Đlbt điện tích: 3.0,12 +2.2a =2(0,24 +a)→ a=0,06 9/ Bảo toàn nguyên tố : VD 1 : Cho 1mol CO 2 phản ứng 1,2mol NaOH thu m g muối. Tính m? . 2 - CO OH n n = 1,2 ⇒ sản phẩm tạo 2 muối . Gọi CT 2 muối NaHCO 3 → amol BT nguyên tố Cacbon: a+b = 1 a= 0,08mol Na 2 CO 3 → bmol BT nguyên tố Natri: a+2b = 1,2 ⇒ b = 0,02mol VD 2 : Hổn hợp A gồm FeO a mol, Fe 2 O 3 b mol phản ứng với CO ở t 0 cao thu được hổn hợp B gồm: Fe cmol, FeO dmol, Fe 2 O 3 e mol, Fe 3 O 4 f mol. Mối quan hệ giữa a,b,c,d… Ta có : n Fe (trong A) = n Fe (trong B) ⇔ VD 3: Hấp thụ hoàn toàn 0,12 mol SO 2 vào 2,5 lít dd Ba(OH) 2 a mol/l thu được 0,08 mol kết tủa. gí trị của a là bao nhiêu. Giải:n BaCO 3 =0,08 → n C còn lại tạo Ba(HCO 3 ) 2 = 0,04 → nBa(HCO 3 ) 2 =0,02 →n Ba =n Ba(OH) 2 =0,08 + 0,02 =0,1 → C M =0,1/2,5 =0,04 M VD 4:Hòa tan 5,6 gam Fe vào dd H 2 SO 4 dư thu dược dd X.dd X phản ứng vừa đủ với V lít dd KMnO 4 0,5 M giá trị của V là? Giải: nFe = nFe 2+ =0,1 mol → nMn 2+ = 0,1.1/5=0,02(đlBT electron) → V = 0,02:0.5 =0,04 lít 10/ Bảo toàn Electron : . Chỉ sử dụng đối với phản ứng oxi hóa khử . Phương pháp: + Xác định chất khử + xác định chất oxi hóa + Viết 2 quá trình + định luật bảo toàn Electron : n e cho = n e nhận VD : 0,3 mol Fe x O y phản ứng với dd HNO 3 dư thu được 0,1mol khí NO. Xác định Fe x O y . Giải : xFe 2y/x – ( 3x-2y) → xFe +3 n FexOy = 0,3 ⇒ n Fe 2y/x = 0,3x x = 3 0,3x → 0,3(3x-2y) ⇒ y = 4 hoặc x=y=1 N +5 + 3e → N +2 0,3.(3x – 2y) = 0,3 ⇒ 3x – 2y = 1 0,3 0,1 Vậy CTPT : Fe 3 O 4 hoặc FeO 11/ Xác định CTPT chất : VD : 1 oxít của sắt có % mFe chiếm 70%. Xác định CTPT của oxít. Gọi CT của oxít là: Fe x O y ⇒ = y x == 666,0 16/30 56/70 3 2 ⇒ Fe 2 O 3 3 a+3b = c + d + 3e + 4f PP GIẢI TOÁN HÓA HỌC-GV TRƯƠNG CHÂU THÀNH-THPT CHUYEN-TIỀN GIANG B. HIDROCACBON: CT chung: C x H y (x ≥ 1, y ≤ 2x+2). Nếu là chất khí ở đk thường hoặc đk chuẩn: x ≤ 4. Hoặc: C n H 2n+2-2k , với k là số liên kết π , k ≥ 0. I- DẠNG 1: Hỗn hợp gồm nhiều hidrocacbon thuộc cùng một dãy đồng đẳng. PP1:Gọi CT chung của các hidrocacbon k n n HC 22 2 −+ (cùng dãy đồng đẳng nên k giống nhau) - Viết phương trình phản ứng - Lập hệ PT giải ⇒ n , k. - Gọi CTTQ của các hidrocacbon lần lượt là k2n2nk2n2n 2211 HC,HC −+−+ . và số mol lần lần lượt là a 1 ,a 2 …. Ta có: + .aa .anan n 21 2211 ++ ++ = + a 1 +a 2 +… =n hh Ta có đk: n 1 <n 2 ⇒ n 1 < n <n 2 . Thí dụ : + Nếu hh là hai chất đồng đẳng liên tiếp và n =1,5 Thì n 1 <1,5<n 2 =n 1 +1 ⇒ 0,5<n 1 <1,5 ⇒ n 1 =1, n 2 =2. + Nếu hh là đđ không liên tiếp, giả sử có M cách nhau 28 đvC (2 nhóm –CH 2 -) Thì n 1 < n =1,5<n 2 =n 1 +2 ⇒ n 1 =1, n 2 =3. PP2 : - gọi CT chung của hai hidrocacbon là yx HC . - Tương tự như trên ⇒ y,x - Tách ra CTTQ mỗi hidrocacbon .HC,HC 2211 yxyx Ta có: x 1 < x <x 2 , tương tự như trên ⇒ x 1 ,x 2 . y 1 < y <y 2 ; ĐK: y 1 ,y 2 là số chẳn. nếu là đồng đẳng liên tiếp thì y 2 =y 1 +2. thí dụ y =3,5 ⇒ y 1 <3,5<y 2 =y 1 +2 ⇒ 1,5<y 1 <3,5 ; y 1 là số chẳn ⇒ y 1 =2, y 2 =4 nếu là đđ không kế tiếp thì ta thay ĐK : y 2 =y 1 +2 bằng đk y 2 =y 1 +2k (với k là hiệu số nguyên tử cacbon). Cho vài thí dụ: II. DẠNG 2: Tìm CTPT của hidrocacbon khi biết KL phân tử:  Phương pháp: + Gọi CTTQ của hidrocacbon là C x H y ; Đk: x ≥ 1, y ≤ 2x+2, y chẳn. + Ta có 12x+ y=M + Do y>0 ⇒ 12x<M ⇒ x< 12 M (chặn trên) (1) + y ≤ 2x+2 ⇒ M-12x ≤ 2x+2 ⇒ x ≥ 14 2M − (chặn dưới) (2) Kết hợp (1) và (2) ⇒ x và từ đó ⇒ y. Thí dụ : KLPT của hydrocacbon C x H y = 58 Ta có 12x+y=58 + Do y>o ⇒ 12x<58 ⇒ x<4,8 và do y ≤ 2x+2 ⇒ 58-12x ≤ 2x+2 ⇒ x ≥ 4 ⇒ x=4 ; y=10 ⇒ CTPT hydrocacbon là C4H10. III. DẠNG 3 : GIẢI BÀI TOÁN HỖN HỢP Khi giải bài toán hh nhiều hydrocacbon ta có thể có nhiều cách gọi : - Cách 1 : Gọi riêng lẻ, cách này giải ban đầu đơn giản nhưng về sau khó giải, dài, tốn thời gian. - Cách 2: Gọi chung thành một công thức yx HC hoặc k22n2n HC −+ (Do các hydrocacbon khác dãy đồng đẳng nên k khác nhau) Phương pháp: Gọi Ct chung của các hydrocacbon trong hh là yx HC (nếu chỉ đốt cháy hh) hoặc k22n2n HC −+ (nếu vừa đốt cháy vừa cộng hợp H 2 , Br 2 , HX…) - Gọi số mol hh. - Viết các ptpứ xảy ra, lập hệ phương trình, giải hệ phương trình ⇒ .k,y,x n hoaëc 4 PP GIẢI TOÁN HÓA HỌC-GV TRƯƠNG CHÂU THÀNH-THPT CHUYEN-TIỀN GIANG + Nếu là y,x ta tách các hydrocacbon lần lượt là .HC,HC 2211 yxyx Ta có: a 1 +a 2 +… =nhh .aa axax x 21 2211 ++ ++ = .aa .ayay y 21 2211 ++ ++ = Nhớ ghi điều kiện của x 1 ,y 1 … + x 1 ≥ 1 nếu là ankan; x 1 ≥ 2 nếu là anken, ankin; x 1 ≥ 3 nếu là ankadien… Chú ý: + Chỉ có 1 hydrocacbon duy nhất có số nguyên tử C=1 nó là CH 4 (x1=1; y1=4) + Chỉ có 1 hydrocacbon duy nhất có số nguyên tử H=2 nó là C 2 H 2 (y 2 =4) (không học đối với C 4 H 2 ). Các ví dụ: IV. CÁC PHẢN ỨNG DẠNG TỔNG QUÁT: 1. Gọi CT chung của các hydrocacbon là k22n2n HC −+ a.Phản ứng với H 2 dư (Ni,t o ) (Hs=100%) k22n2n HC −+ + k H 2  → o t,Ni 2n2n HC + hỗn hợp sau phản ứng có ankan và H 2 dư Chú ý: Phản ứng với H 2 (Hs=100%) không biết H 2 dư hay hydrocacbon dư thì có thể dựa vào M của hh sau phản ứng. Nếu M <26 ⇒ hh sau phản ứng có H 2 dư và hydrocacbon chưa no phản ứng hết b.Phản ứng với Br 2 dư: k22n2n HC −+ + k Br 2  → k2k2n2n BrHC −+ c. Phản ứng với HX k22n2n HC −+ + k HX  → kk2n2n XHC −+ d.Phản ứng với Cl 2 (a's'k't') k22n2n HC −+ + k Cl 2  → HClxClHC kk22n2n + −+ e.Phản ứng với AgNO 3 /NH 3 2 k22n2n HC −+ +xAg 2 O  → 3 NH x OxHAgHC 2x xk22n2n + −−+ 2) Đối với ankan: C n H 2n+2 + xCl 2  → ASKT C n H 2n+2-x Cl x + xHCl ĐK: 1 ≤ x ≤ 2n+2 C n H 2n+2  → Crackinh C m H 2m+2 + C x H 2x ĐK: m+x=n; m ≥ 2, x ≥ 2, n ≥ 3. 3) Đối với anken: + Phản ứng với H 2 , Br 2 , HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:1 + Chú ý phản ứng thế với Cl 2 ở cacbon α CH 3 -CH=CH 2 + Cl 2  → C500 o ClCH 2 -CH=CH 2 + HCl 4) Đối với ankin: + Phản ứng với H 2 , Br 2 , HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:2 VD: C n H 2n-2 + 2H 2  → o t,Ni C n H 2n+2 + Phản ứng với dd AgNO 3 /NH 3 2C n H 2n-2 + xAg 2 O  → 2CnH 2n-2-x Ag x + xH 2 O ĐK: 0 ≤ x ≤ 2 * Nếu x=0 ⇒ hydrocacbon là ankin ≠ ankin-1 * Nếu x=1 ⇒ hydrocacbon là ankin-1 * Nếu x= 2 ⇒ hydrocacbon là C 2 H 2 . 5) Đối với aren và đồng đẳng: + Cách xác định số liên kết π ngoài vòng benzen. Phản ứng với dd Br2 α= nhydrocacbo Br n n 2 ⇒ α là số liên kết π ngoài vòng benzen. + Cách xác định số lk π trong vòng: 5 α PP GIẢI TOÁN HÓA HỌC-GV TRƯƠNG CHÂU THÀNH-THPT CHUYEN-TIỀN GIANG Phản ứng với H 2 (Ni,t o ): β+α= nhydrocacbo H n n 2 * với α là số lk π nằm ngoài vòng benzen * β là số lk π trong vòng benzen. Ngoài ra còn có 1 lk π tạo vòng benzen ⇒ số lk π tổng là α + β +1. VD: hydrocacbon có 5 π trong đó có 1 lk π tạo vòng benzen, 1lk π ngoài vòng, 3 lk π trong vòng. Vậy nó có k=5 ⇒ CTTQ là C n H 2n+2-k với k=5 ⇒ CTTQ là C n H 2n-8 CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN VÍ DỤ 1 :Đốt cháy 0,1 mol hỗn hợp 2 ankan là đồng đẳng kế tiếp ,thu được 3,36 lít CO 2 (ĐKTC).Hai ankan trong hỗn hợp là: Giải : số nt cacbon trung bình= số mol CO 2 : số mol 2 ankan ---> CTPT VD 2 :Đốt cháy 6,72 lít khí (ở đktc) hai hiđrocacbon cùng dãy đồng đẳng tạo thành 39,6 gam CO 2 và 10,8 gam H 2 O. a)Công thức chung của dãy đồng đẳng là: b) Công thức phân tử mỗi hiđrocacbon là: Giải :Do chúng ở thể khí, số mol CO 2 > số mol H 2 O --->là ankin hoặc ankadien số mol 2 chất là :nCO 2 - n H 2 O = 0,3 ---> Số ntử cacbon trung bình là : nCO 2 :n 2HC=3 ---> n 1 =2 ,n 2 =4 ---> TCPT là C 2 H 2 và C 4 H 6 VD 3 :Cho 4,6 gam hỗn hợp 2 anken là đồng đẳng kế tiếp qua dung dịch brôm dư,thấy có 16 brôm phản ứng.Hai anken là Giải:n Br2 = 0,1 =n 2anken ---->số nguyên tử cacbon trung bình = 14.1,0 6,4 =3,3  CTPT 2anken là: C 3 H 6 và C 4 H 8 VD 4:Khi đốt cháy 1hh gồm:0,1 mol C 2 H 4 và 1 hydrocacbon A,thu được 0,5 mol CO 2 và 0,6 mol H 2 O.CTPT của hydrocacbon A là: Giải:nH 2 O > nCO 2 ---> A là ankan Số mol A= nH 2 O - nCO 2 =0,1---> n =(0,5 – 0,1.2): 0,1 =2--->CTPT của A là:C 2 H 6 VD 5:Khi đốt cháy 0,2 mol hh gồm: C 2 H 2 và 1 hydrocacbon A,thu được: số mol CO 2 =số mol H 2 O =0,5 mol.CTPT của hydrocacbon A là ? Giải:nH 2 O = nCO 2 ---> A là ankan --> nC 2 H 2 =n A= 0,1---> số nguyên tử cacbon trong Alà: (0,5 –0,1.2): 0,1 =3 ---> ctpt của A là: C 3 H 8 V- MỘT SỐ DẠNG BIỆN LUẬN KHI BIẾT MỘT SỐ TÍNH CHẤT PHƯƠNG PHÁP: + Ban đầu đưa về dạng phân tử + Sau đó đưa về dạng tổng quát (có nhóm chức, nếu có) + Dựa vào điều kiện để biện luận. VD1: Biện luận xác định CTPT của (C 2 H 5 ) n ⇒ CT có dạng: C 2n H 5n Ta có điều kiện: + Số nguyên tử H ≤ 2 số nguyên tử C +2 ⇒ 5n ≤ 2.2n+2 ⇒ n ≤ 2 + Số nguyên tử H là số chẳn ⇒ n=2 ⇒ CTPT: C 4 H 10 VD2: Biện luận xác định CTPT (CH 2 Cl) n ⇒ CT có dạng: C n H 2n Cl n Ta có ĐK: + Số nguyên tử H ≤ 2 số nguyên tử C + 2 - số nhóm chức ⇒ 2n ≤ 2.2n+2-n ⇒ n ≤ 2. + 2n+n là số chẳn ⇒ n chẳn ⇒ n=2 ⇒ CTPT là: C 2 H 4 Cl 2 . VD3: Biện luận xác định CTPT (C 4 H 5 ) n , biết nó không làm mất màu nước brom. CT có dạng: C 4n H 5n , nó không làm mất màu nước brom ⇒ nó là ankan loại vì 5n<2.4n+2 hoặc aren. ĐK aren: Số nguyên tử H =2số C -6 ⇒ 5n =2.4n-6 ⇒ n=2. Vậy CTPT của aren là C 8 H 10 .  Chú ý các qui tắc: + Thế halogen vào ankan: ưu tiên thế vào H ở C bậc cao. + Cộng theo Maccôpnhicôp vào anken + Cộng H 2 , Br 2 , HX theo tỷ lệ 1:1 vào ankađien. 6 OH + NaOH ONa + H 2 O PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV TRƯƠNG CHÂU THÀNH-THPT CHUYEN-TIỀN GIANG + Phản ứng thế Ag 2 O/NH 3 vào ankin. + Quy luật thế vào vòng benzen + Phản ứng tách HX tn theo quy tắc Zaixep. C. NHĨM CHỨC I- RƯỢU: 1) Khi đốt cháy rượu: 22 COOH nn > ⇒ rượu này no, mạch hở. 2) Khi tách nước rượu tạo ra olefin ⇒ rượu này no đơn chức, hở. 3) Khi tách nước rượu A đơn chức tạo ra chất B. - 1d A/B < ⇒ B là hydrocacbon chưa no (nếu là rượu no thì B là anken). - 1d A/B > ⇒ B là ete. 4) - Oxi hóa rượu bậc 1 tạo ra andehit hoặc axit mạch hở. R-CH2OH  → ]O[ R-CH=O hoặc R-COOH - Oxi hóa rượu bậc 2 thì tạo ra xeton: R-CHOH-R'  → ]O[ R-CO-R' - Rượu bậc ba khơng phản ứng (do khơng có H) 5) Tách nước từ rượu no đơn chức tạo ra anken tn theo quy tắc zaixep: Tách -OH và H ở C có bậc cao hơn 6) - Rượu no đa chức có nhóm -OH nằm ở cacbon kế cận mới có phản ứng với Cu(OH)2 tạo ra dd màu xanh lam. - 2,3 nhóm -OH liên kết trên cùng một C sẽkhơng bền, dễ dàng tách nước tạo ra anđehit, xeton hoặc axit cacboxylic. - Nhóm -OH liên kết trên cacbon mang nối đơi sẽ khơng bền, nó đồng phân hóa tạo thành anđehit hoặc xeton. CH 2 =CHOH  → CH 3 -CHO CH 2 =COH-CH 3  → CH 3 -CO-CH 3 . CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN Rượu no a. Khi đốt cháy rượu : no là rượu này rượunn 22 COOH ⇒〉 rượu CO ứng phảnrượuCOOH n n cácbontử nguyên sốnnn 2 22 =⇒=− Nếu là hổn hợp rượu cùng dãy đồng đẳng thì số ngun tử Cacbon trung bình. VD : n = 1,6 ⇒ n 1 < n =1,6 ⇒ phải có 1 rượu là CH 3 OH b. 2 x = rượu H n n 2 ⇒ x là số nhóm chức rượu ( tương tự với axít) c. rượu đơn chức no (A) tách nước tạo chất (B) (xúc tác : H 2 SO 4 đđ) . d B/A < 1 ⇒ B là olêfin . d B/A > 1 ⇒ A là ete d. + oxi hóa rượu bậc 1 tạo anđehit : R-CHO  → 0 ,tCu R- CH= O + oxi hóa rượu bậc 2 tạo xeton : R- CH – R’ [ O ] R – C – R’ OH O + rượu bậc 3 khơng bị oxi hóa. II. PHENOL: - Nhóm OH liên kết trực tiếp trên nhân benzen, nên liên kết giữa O và H phân cực mạch vì vậy hợp chất của chúng thể hiện tính axit (phản ứng được với dd bazơ) 7 CH 2 OH + NaOH khoâng phaûn öùng PP GIẢI TOÁN HÓA HỌC-GV TRƯƠNG CHÂU THÀNH-THPT CHUYEN-TIỀN GIANG - Nhóm -OH liên kết trên nhánh (không liên kết trực tiếp trên nhân benzen) không thể hiện tính axit. CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN a/ Hợp chất HC: A + Na → H 2 = A H n n 2 2 x ⇒ x là số nguyên tử H linh động trong – OH hoặc -COOH. b/ Hợp chất HC: A + Na → muối + H 2 O ⇒ y = A NaOH n öùng phaûnn ⇒ y là số nhóm chức phản ứng với NaOH là – OH liên kết trên nhân hoặc – COOH và cũng là số nguyên tử H linh động phản ứng với NaOH. VD : . 1 n n A H 2 = ⇒ A có 2 nguyên tử H linh động phản ứng Natri . 1 = A NaOH n n ⇒ A có 1 nguyên tử H linh động phản ứng NaOH . nếu A có 2 nguyên tử Oxi ⇒ A có 2 nhóm OH ( 2H linh động phản ứng Na) trong đó có 1 nhóm –OH nằm trên nhân thơm ( H linh động phản ứng NaOH) và 1 nhóm OH liên kết trên nhánh như HO-C 6 H 4 -CH 2 -OH III. AMIN: - Nhóm hút e làm giảm tính bazơ của amin. - Nhóm đẩy e làm tăng tính bazơ của amin. VD: C 6 H 5 -NH 2 <NH 3 <CH 3 -NH 2 <C 2 H 5 NH 2 <(CH 3 ) 2 NH 2 (tính bazơ tăng dần) CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN • x = + amin H n n ⇒ x là số nhóm chức amin VD: n H + : n amin = 1 :1 ⇒ amin này đơn chức • CT của amin no đơn chức là C n H 2n+3 N (n ≥ 1) . Khi đốt cháy n H2O > n CO2 ⇒ n H2O – n CO2 = 1,5 n amin . = amin CO n n 2 số nguyên tử cacbon • Bậc của amin : -NH 2 bậc 1 ; -NH- bậc 2 ; -N - bậc 3 IV. ANĐEHIT : 1. Phản ứng tráng gương và với Cu(OH) 2 (t o ) R-CH=O +Ag 2 O  → o t,ddNH 3 R-COOH + 2Ag ↓ R-CH=O + 2Cu(OH) 2  → o t R-COOH + Cu 2 O ↓ +2H 2 O  Nếu R là Hydro, Ag 2 O dư, Cu(OH) 2 dư: H-CHO + 2Ag 2 O  → o t,ddNH 3 H 2 O + CO 2 + 4Ag ↓ H-CH=O + 4Cu(OH) 2  → o t 5H 2 O + CO 2 + 2Cu 2 O ↓  Các chất: H-COOH, muối của axit fomic, este của axit fomic cũng cho được phản ứng tráng gương. HCOOH + Ag 2 O  → o t,ddNH 3 H 2 O + CO 2 +2Ag ↓ 8 PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV TRƯƠNG CHÂU THÀNH-THPT CHUYEN-TIỀN GIANG HCOONa + Ag 2 O  → o t,ddNH 3 NaHCO 3 + 2Ag ↓ H-COOR + Ag 2 O  → o t,ddNH 3 ROH + CO 2 + 2Ag ↓  Anđehit vừa đóng vai trò chất khử, vừa đóng vai trò chất oxi hóa: + Chất khử: Khi phản ứng với O 2 , Ag 2 O/NH 3 , Cu(OH) 2 (t o ) + Chất oxi hóa khi tác dụng với H 2 (Ni, t o ) CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN a. andehyt. chức nhóm sốlà x n n anđehyt Ag ⇒= x2 + Trường hợp đặc biệt : H-CH = O phản ứng Ag 2 O tạo 4mol Ag nhưng %O = 53,33% + 1 nhóm andehyt ( - CH = O ) có 1 liên kết đơi C = O ⇒ andehyt no đơn chức chỉ có 1 liên kết Π nên khi đốt cháy 22 COOH nn = ( và ngược lại) + andehyt A có 2 liên kết Π có 2 khả năng : andehyt no 2 chức ( 2Π ở C = O) hoặc andehyt khơng no có 1 liên kết đơi ( 1Π trong C = O, 1 Π trong C = C). b. + andehyt chức nhóm sốlà n n andehyt OCu 2 xx ⇒= + andehyt chức nhóm sốlà n ứng phảnn andehyt Cu(OH) 2 xx ⇒= 2 + C) C )đôi( kết liên số andehyt chức nhóm số (là x n ứng phảnn 2 H =∏+⇒= x andehyt V. AXIT CACBOXYLIC: + Khi cân bằng phản ứng cháy nhớ tính cacbon trong nhóm chức. VD: C n H 2n+1 COOH + ) 2 1n3 ( + O 2  → (n+1)CO 2 + (n+1)H 2 O + Riêng axit fomic tráng gương, phản ứng với Cu(OH) 2 tạo ↓ đỏ gạch.  Chú ý axit phản ứng với Cu(OH) 2 tạo ra dd màu xanh do có ion Cu 2+ + Cộng HX của axit acrylic, axit metacrylic, andehit acrylic nó trái với quy tắc cộng Maccopnhicop: VD: CH 2 =CH-COOH + HCl  → ClCH 2 -CH 2 -COOH + Khi giải tốn về muối của axit cacboxylic khi đốt cháy trong O 2 cho ra CO 2 , H 2 O và Na 2 CO 3 VD : C x H y O z Na t + O 2  → ) 2 t x( + CO 2 + 2 y H 2 O + 2 t Na 2 CO 3 CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN • COOH) - (axít chức nhóm sốlà x n ứng phảnn axít OH - ⇒= x • Chí có axít fomic ( H-COOH) tham gia phản ứng tráng gương • Đốt axít : Ta có : 22nnCOOH OHC:CT lại) ngượcvà ( chức. đơn no trênaxít nn 2 ⇒⇒= 2 • loại) kim ứng phản(axít chức nhóm sốlà x n n axít H 2 ⇒= 2 sinh x ra  Lưu ý khi giải tốn : + Số mol Na (trong muối hữu cơ) = số mol Na (trong Na 2 CO 3 ) (bảo tồn ngun tố Na) + Số mol C (trong Muối hữu cơ) = số mol C (trong CO 2 ) + Số mol C (trong Na 2 CO 3 ) (bảo tồn ngun tố C)  So sánh tính axit : Gốc hút e làm tăng tính axit, gốc đẩy e làm giảm tính acit của axit cacboxylic. VI. ESTE :  cách viết CT của một este bất kì : 9 x y PP GIẢI TOÁN HÓA HỌC-GV TRƯƠNG CHÂU THÀNH-THPT CHUYEN-TIỀN GIANG Este do axit x chức và rưỡu y chức : R y (COO) x.y R’ x .  Nhân chéo x cho gốc hidrocacbon của rượu và y cho gốc hdrocacbon của axit.  x.y là số nhóm chức este. VD : - Axit đơn chức + rượu 3 chức : (RCOO) 3 R’ - Axit 3 chức + rượu đơn chức : R(COO-R’) 3 1. ESTE ĐƠN CHỨC : Este + NaOH  → o t Muối + rượu Este + NaOH  → 1 muối + 1 anđehit ⇒ este này khi phản ứng với dd NaOH tạo ra rượu có nhóm -OH liên kết trên cacbon mang nối đôi bậc 1, không bền đồng phân hóa tạo ra anđehit. VD: R-COOCH=CH2 + NaOH  → o t R-COONa + CH 2 =CH-OH Este + NaOH  → 1 muối + 1 xeton ⇒ este này khi phản ứng tạo rượu có nhóm --OH liên kết trên cacbon mang nối đôi bậc 2 không bền đồng phân hóa tạo xeton. + NaOH  → o t R-COONa + CH 2 =CHOH-CH 3 Este + NaOH  → 2muối +H 2 O ⇒ Este này có gốc rượu là đồng đđẳng của phenol hoặc phenol VD : + 2NaOH  → o t RCOONa + C 6 H 5 ONa + H 2 O ( do phenol có tính axit nên phản ứng tiếp với NaOH tạo ra muối và H 2 O) Este + NaOH  → 1 sản phẩm duy nhất ⇒ Este đơn chức 1 vòng +NaOH  → o t CÁCH XÁC ĐỊNH SỐ NHÓM CHỨC ESTE :  α= Este öùng)NaOH(phaûn n n ⇒ α là số nhóm chức este (trừ trường hợp este của phenol và đồng đẳng của nó) n NaOH cần <2n este (este phản ứng hết) ⇒ Este này đơn chứcvà NaOH còn dư.  Este đơn chức có CTPT là : C x H y O 2 ⇔ R-COOR’ ĐK : y ≤ 2x Ta có 12x+y+32 = R + R’ + 44. Khi giải bài toán về este ta thường sử dụng cả hai công thức trên. + Ct C x H y O 2 dùng để đốt cháy cho phù hợp. + CT R-COOR’ dùng để phản ứng với NaOH ⇒ CT cấu tạo của este.  Hỗn hợp este đơn chức khi phản ứng với NaOH tạo 1 muối + 2 rượu đơn chức ⇒ 2 este này cùng gốc axit và do hai rượu khác nhau tạo nên. Vậy công thức 2 este là R-COO 'R giải ⇒ R,R’ ; ĐK : R1< 'R <R2 ⇒ CT 2 2 1 OHC COORR COORR yx ⇔    − −  Hỗn hợp este đơn chức khi phản ứng với NaOH tạo ra 3 muối + 1 rượu ⇒ 3 este này cùng gốc rượu và do 3 axit tạo nên. CT 3 este là R COOR’ ⇒ CT 3este      'COORR 'COORR 'COORR 3 2 1 ⇔ 2 OHC yx Hỗn hợp este khi phản ứng với NaOH  → 3 muối + 2 rượu đều đơn chức ⇒ CTCT của 3este là R COO 'R (trong đó 2 este cùng gốc rượu) 10 CH 3 -CH=O Đp hóa RCOOC=CH 2 CH 3 CH 3 -CO-CH 3 Đp hóa RCOO R C O O R COONa OH [...]... nhóm chức hóa học : -OH, -CHO, -COOH, -NH2…  Giả thiết cho CT dạng phân tử và một số tính chất của hợp chất hữu cơ  Phương pháp :- Đưa CTPT về dạng CTCT có nhóm chức của nó - Đặt điều kiện theo cơng thức chung : + Nếu no : k=0 thì ta ln có số ngun tử H = 2 số ngun tử C + 2 – số nhóm chức + Nếu khơng cho no thì ta có : số ngun tử H ≤ 2 số ngun tử C + 2 – số nhóm chức VD1 : Một rượu no có cơng thức... tử H = 2 số ngun tử C + 2 – số nhóm chức 12 PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV TRƯƠNG CHÂU THÀNH-THPT CHUYEN-TIỀN GIANG ⇒ 4n=2.2n+2-n ⇒ n=2 ⇒ Ct rượu là C4H8(OH)2 VD2 : Một axit hữu cơ có CTPT là (C4H3O2)n, biết rằng axit hữu cơ này khơng làm mất màu dd nước brom Xác định CTCT của axit ? + Đưa về dạng cấu tạo : (C4H3O2)n ⇔ C4nH3nO2n ⇔ C3nH2n(COOH)n + Do axit hữu cơ này khơng làm mất màu nước brom nên có 2 trường... ứng với dd NaOH ta gọi Ct este là RCOOR’ nhưng khi đốt ta nên gọi CTPT là CxHyO2 (y ≤ 2x) vì vậy ta phải có phương pháp đổi từ CTCT sang CTPT để dễ giải VD : este 3 chức do rượu no 3 chức + 3 axit đơn chức (có 1 axit no, iaxit có 1 nối đơi, 1 axit có một nối ba) (este này mạch hở) Phương pháp giải : + este này 3 chức ⇒ Pt có 6 ngun tử Oxi + Số lkết π : có 3 nhóm –COO- mỗi nhóm có 1 lk π ⇒ 3 π + Số... axit)   R ' OH RCOOR ' + TH3 : 1 rượu + 1 este (cùng gốc rượu)   Hỗn hợp hai chất hữu cơ khi phản ứng với dd NaOH thu được hai muối + 1 rượu (đều đơn chức) Có hai trường hợp : RCOOH RCOOR ' + TH1 : 1 axit + 1 este  R 1COOR ' ⇔ RCOO R ' + TH2 : 2 este (cùng gốc rượu) :  R 2COOR ' Hỗn hợp hai chất hữu cơ đơn chức khi phản ứng với dd NaOH thu được 1 muối + 2 rượu Có hai trường hợp :  R '... OH R' COONa OH CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN : 0 • Este + NaOH  t → muối + nước n NaOH phản ứng = x ⇒ x là số nhóm chức este trừ trường hợp đặc biệt este của phenol n este ( và đồng đẳng cuả nó) t0 VD: CH3 – COOC6H5 + NaOH   → CH3 – COONa + C6H5ONa + H2O • Đốt cháy este : n H 2 O = n CO 2 ⇒ este này no đơn chức ⇒ CT là C n H 2n O 2 VII BIỆN LUẬN XÁC ĐỊNH CƠNG THỨC CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ CĨ NHĨM CHỨC CT chung...PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV TRƯƠNG CHÂU THÀNH-THPT CHUYEN-TIỀN GIANG  R 1COOR1 '  ⇒ CT 3este là: R 2COOR 1 ' R COOR ' 2  3 ⇔ Cx H yO 2  Hỗn hợp 2 chất hữu cơ đơn chức khi phản ứng với NaOH thu được 1 muối + 1 rượu : Có 3 trường hợp xảy ra : RCOOH  R ' OH + TH1 : 1 axit + 1 rượu... có 1 nối đơi, 2 π trong axit có 1 nối ba) ⇒ CT có dạng : CnH2n+2-2kO6 với k=6 ⇒ CT : CnH2n-10O6 11 PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV TRƯƠNG CHÂU THÀNH-THPT CHUYEN-TIỀN GIANG + Gọi CTCT là : CmH2m+1COO CaH2a-1 CxH2x-1COO CyH2y-3COO ⇔ Cm+x+y+a+3H2m+2x+2y+2a-4O6 Đặt : n=m+x+y+a+3 ⇔ CnH2n10O6  Chú ý : Phản ứng este hóa giữa axit và rượu : (phản ứng khơng hồn tồn) + Rượu đa chức + axit đơn chức : + H , to xRCOOH +... phản ứng với dd NaOH thu được 1 muối + 2 rượu Có hai trường hợp :  R ' OH RCOOR ' + TH1 : 1 rượu + 1 este   RCOOR 1 + TH 2 : 2 este cùng gốc axit  RCOOR 2  Lưu ý : Nếu giả thiết cho các hợp chất hữu cơ đồng chức thì mỗi phần trên chỉ có 1 trường hợp là hh 2 este (cùng gốc rượu hoặc cùng gốc axit) 2 ESTE ĐA CHỨC : a) - Do axit đa chức + rượu đơn chức : R(COOR’)x (x ≥ 2) - Nếu este này do axit đa . PP GIẢI TOÁN HÓA HỌC-GV TRƯƠNG CHÂU THÀNH-THPT CHUYEN-TIỀN GIANG PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN HÓA HỮU CƠ và VÔ CƠ & MỘT SỐ LƯU Ý VỀ HỢP CHẤT HỮU CƠ (GV:. III. DẠNG 3 : GIẢI BÀI TOÁN HỖN HỢP Khi giải bài toán hh nhiều hydrocacbon ta có thể có nhiều cách gọi : - Cách 1 : Gọi riêng lẻ, cách này giải ban đầu