skkn sử dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa để xử lí một số dạng bài tập hữu cơ phức tạp

Định hướng đổi mới PPDH đã được cụ thể hóa trong chỉ thị của Bộ giáo dục và đào tạo đã nêu: “ Phải pháthuy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặctrưng c

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí do chọn đề tài

Do yêu cầu đổi mới về phương pháp dạy học (PPDH) và chương trình hóahọc phổ thông Đổi mới chương trình sách giáo khoa (SGK) trong giáo dục phổthông được đặt trọng tâm vào việc đổi mới PPDH Định hướng đổi mới PPDH

đã được cụ thể hóa trong chỉ thị của Bộ giáo dục và đào tạo đã nêu: “ Phải pháthuy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặctrưng của môn học, đặc điểm đối tượng học sinh, điều kiện của từng lớp học; bồidưỡng cho học sinh phương pháp tự học, khả năng hợp tác; rèn luyện kĩ năngvận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứngthú và trách nhiệm học tập cho học sinh

Hóa học là bộ môn khoa học quan trọng trong nhà trường phổ thông Mônhóa học cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản vàthiết thực Giáo viên bộ môn hóa học cần hình thành ở các em một kỹ năng vàthói quen học tập khoa học để làm nền tảng cho việc giáo dục và phát triển nănglực nhận thức, năng lực tư duy Qua đó giáo dục cho học sinh những đức tínhcần thiết như : tính cẩn thận, kiên trì trung thực, chính xác, yêu chân lí khoa học,

có ý thức trách nhiệm với bản thân, gia đình và xã hội

Trong dạy học hóa học, việc giải bài tập có một ý nghĩa rất quan trọng.Ngoài việc rèn luyện kỹ năng vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học,bài tập hóa học còn là phương tiện cơ bản để rèn luyện các thao tác tư duy một

số kỹ năng về hóa học Thông qua giải bài tập, giúp học sinh rèn luyện tính tíchcực, trí thông minh, sáng tạo, nâng cao hứng thú trong học tập

Hiện nay việc sử dụng thi trắc nghiệm khách quan (TNKQ) trong các kì thiTHPT quốc gia đòi hỏi người giáo viên dạy hóa học cần có những phương phápgiải phù hợp với từng dạng toán để làm sao phát triển được tối đa tư duy của họcsinh thông qua những bài tập rèn luyện khả năng suy luận giúp cho các em đạtđược kết quả tốt nhất trong các kì thi

Khái niệm đồng đẳng hóa đã có trong bài mở đầu hóa học hữu cơ 11 vàhọc sinh cũng được học để xây dựng các dãy đồng đẳng như : ankan,anken, Tuy nhiên nó chỉ dừng lại ở phần lý thuyết Việc sử dụng kĩ thuật đồngđồng đẳng hóa vào giải bài tập hữu cơ phức tạp là một bước phát triển tư duy,sáng tạo mới đối với học sinh trong kì thi THPT QG, đặc biệt là các câu bài tậphữu cơ ở mức điểm 9 hoặc 10 Hiện nay việc sử dụng kĩ thuật đồng đẳng hóavào giải bài tập hóa học hữu cơ để phát triển tư duy, sáng tạo cho học sinh đangcòn rất hạn chế, các tài liệu, đề tài nghiên cứu về vấn đề nay đang còn rất ít Với các lí do trên cùng với thực tế dạy học hóa học ở trường THPT tôi

chọn đề tài: “ Sử dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa để xử lí một số dạng bài tập

hữu cơ phức tạp” làm đề tài sáng kiến kinh nghiệm của mình.

1.2 Mục đích nghiên cứu.

Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn một số dạng toán hữu cơ phức tạphay gặp, từ đó đề xuất phương pháp giải phù hợp với tư duy để HS làm bài tậpmột cách có hiệu quả

Sử dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa trong quá trình dạy học một số dạng toánhữu cơ phức tạp theo hướng phát triển tư duy cho HS

Đánh giá tính khả thi thông qua khả năng nhận thức của HS và hiệu quảcủa phương pháp sử dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa thông qua các bài tập hóa học

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4 Phương pháp nghiên cứu

1.4.1 Nghiên cứu lí thuyết

Đọc, nghiên cứu các dạng bài tập hóa học hữu cơ phức tạp

Đọc, tìm hiểu và nghiên cứu các tài liệu viết về phương pháp sử dụng kĩthuật đồng đẳng hóa để giải bài tập hữu cơ

1.4.2 Nghiên cứu thực tiễn

Tìm hiểu, quan sát quá trình học tập, giải BTHH của học sinh

Khảo sát các đề thi thi đại học, cao đẳng, THPT QG, đề minh họa của Bộgiáo dục và đề thi học sinh giỏi của tỉnh Thanh Hoá trong các năm học

Chọn 02 lớp 12 trong đó có 01 lớp học ban cơ bản A, 01 lớp học ban cơbản để triển khai đề tài Ban đầu tôi chưa áp dụng đề tài đối với cả 02 lớp, saumột thời gian tôi áp dụng đề tài cho cả 02 lớp Qua đó tôi so sánh, đối chiếu kếtquả trước và sau khi thực hiện đề tài để rút ra kết luận

2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận

2.1.1 Khái niệm về đồng đẳng

Những hợp chất có thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiềunhóm CH2 nhưng có tính chất hóa học tương tự nhau là những chất đồng đẳng,

chúng hợp thành dãy đồng đẳng

2.1.2 Đổi mới PPDH theo hướng tích cực

2.1.2.1 Cơ sở của vấn đề đổi mới PPDH

- Thực trạng giáo dục Việt Nam

- Sự phát triển của nền kinh tế Việt Nam

2.1.2.2 Định hướng đổi mới PPDH

- Bám sát mục tiêu giáo dục trung học phổ thông

- Phù hợp với nội dung dạy học cụ thể

- Phù hợp với cơ sở vật chất và các điều kiện dạy học của nhà trường

- Phù hợp với việc đổi mới kiểm tra, đánh giá kết quả dạy và học

- Kết hợp việc tiếp thu và sử dụng có chọn lọc, có hiệu quả các PPDH tiêntiến với việc khai thác những yếu tố tích cực của PPDH truyền thống

- Tăng cường sử dụng các phương tiện, thiết bị dạy học

2.1.2.3 Phương hướng đổi mới PPDH hóa học

- Dạy học lấy học sinh làm trung tâm

- Dạy học theo hướng hoạt động hóa người học

- Quan điểm kiến tạo trong dạy học

- Quan điểm dạy học tương tác

2.1.2.4 PPDH tích cực

2.1.2.4.1 Đặc trưng của PPDH tích cực

- Dạy học tăng cường tính tự tin, tích cực, chủ động, sáng tạo của HS

- Dạy học chú trọng rèn luyện và phát huy năng lực tự học của HS

- Dạy học phân hóa kết hợp với học tập hợp tác

- Kết hợp đánh giá của GV với đánh giá của HS và tự đánh giá của HS

- Tăng cường khả năng, kỹ năng vận dụng vào thực tế

2.1.3 Tổng quan về bài tập hóa học

2.1.3.1 Khái niệm về bài tập hóa học

Theo các nhà lý luận dạy học của Liên Xô cũ : “Bài tập hóa học là mộtdạng bài làm gồm những bài toán, những câu hỏi hay đồng thời cả bài toán vàcâu hỏi, mà trong khi hoàn thành, học sinh nắm được một tri thức hay kỹ năngnhất định”.

2.1.3.2 Phân loại bài tập hóa học

- Dựa vào nội dung có thể phân bài tập hóa học thành 4 loại : bài tập địnhtính; bài tập định lượng; bài tập thực nghiệm; bài tập tổng hợp

- Dựa vào hình thức thể hiện có thể phân bài tập hóa học thành 2 loại : bàitập trắc nghiệm khách quan; bài tập tự luận

- Phân theo mục tiêu sử dụng thì có 2 loại là bài tập dùng trong quá trình giáo viên trực tiếp giảng dạy và các bài tập cho HS tự luyện tập

- Phân loại theo mức độ bài tập thì có bốn loại : bài tập mức độ biết ; bàitập mức độ hiểu ; bài tập mức độ vận dụng thấp ; bài tập mức độ vận dụng cao

2.1.3.3 Những xu hướng phát triển của bài tập hóa học hiện nay

- Loại bỏ những bài tập có nội dung kiến thức nghèo nàn, mang tính đánh

đố HS

- Loại bỏ những bài tập lắt léo, giả định, xa rời hoặc sai với thực tiễn

- Tăng cường sử dụng các bài tập thực nghiệm hoặc bài tập có gắn liềnvới thực tế

- Tăng cường sử dụng các bài tập theo hình thức TNKQ

- Xây dựng hệ thống bài tập mới về hóa học với môi trường

- Xây dựng các bài tập rèn luyện cho học sinh năng lực phát hiện và giảiquyết vấn đề

- Sử dụng bài tập trong phát triển tự học của HS

2.2 Thực trạng của vấn đề

Qua thực tế trực tiếp giảng dạy ở trường THPT 4 Thọ Xuân cho thấy rằng

HS thường gặp lúng túng và không giải được các bài tập hữu cơ phức tạp.Nguyên nhân của tình trạng trên xuất phát từ nhiều phía :

* Về phía HS : Nhiều HS chưa tự giác tích cực, chưa phát huy được khảnăng tư duy sáng tạo

* Về phía GV : GV không thể cung cấp hết kiến thức, phương pháp giảibài tập cho HS được trong thời gian ngắn trên lớp

* Về phía phụ huynh : Sự quan tâm của một số phụ huynh đến việc họctập của con em mình còn hạn chế

2.3 Giải pháp và tổ chức thực hiện để giải quyết vấn đề

2.3.1 Nội dung phần hóa học hữu cơ trong chương trình THPT

Phần hóa học hữu cơ được sắp xếp trong chương trình hóa học lớp 11 vàlớp 12

- Phần hóa học hữu cơ lớp 11 được sắp xếp thành 6 chương :

+ Chương 4 : Đại cương về hóa học hữu cơ

+ Chương 5 : Hiđrocacbon no

+ Chương 6 : Hiđrocacbon không no.

+ Chương 7 : Hiđrocacbon thơm Nguồn hiđrocacbon

+ Chương 8 : Dẫn xuất halogen - Ancol - Phenol

+ Chương 9 : Anđehit - Xeton - Axit cacboxylic

- Phần hóa học hữu cơ lớp 12 được sắp xếp thành 4 chương :

+ Chương 1 : Este - Lipit

+ Chương 2 : Cacbohiđrat

+ Chương 3 : Amin - Aminoaxit - Peptit và protein

+ Chương 4 : Polime và vật liệu polime

2.3.2 Các điểm cần lưu ý khi sử dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa

Muốn sử dụng linh hoạt phương pháp sử dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa đểgiải bài tập hữu cơ cần lưu ý các điểm sau :

- Các chất thuộc cùng một dãy đồng đẳng hơn kém nhau một hoặc nhiềunhóm CH2 Vì vậy có thể thêm vào hoặc bớt đi CH2 từ một chất hữu cơ bất kì đểđược một chất chất khác đồng đẳng với nó Dựa vào ý tưởng này, ta có thể quyđổi hỗn hợp phức tạp về các chất đơn giản hơn (thường là các chất đầu dãy) kèmtheo một lượng CH2 tương ứng Chẳng hạn như :

C3H8  CH4 + 2CH2 ; C3H6(OH)2  C2H4(OH)2 + CH2

C4H7COOH  C2H3COOH + 2CH2 ; C2H5COOC3H7  HCOOCH3 + 4CH2

- Nhóm CH2 là thành phần khối lượng Vì vậy nó có mặt trong cácphương trình liên quan tới khối lượng (khối lượng hỗn hợp ban đầu, khối lượngmuối, khối lượng chất rắn, ), phản ứng đốt cháy (đốt cháy hỗn hợp ban đầu, đốtcháy muối hay chất rắn sinh ra, )

- Nhóm CH2 không phải là một chất Do đó, nó không được tính vào sốmol hỗn hợp hoặc các dữ kiện khác liên quan tới số mol các chất

- Để chuyển (ghép) CH2 vào các chất đầu dãy thì chúng ta phải tính được

số mol của CH2 và số mol của các chất cần nghép CH2 vào Chẳng hạn nhưchúng ta tạo lại hỗn hợp 2 ancol đồng đẳng kế tiếp nhau từ hỗn hợp đã quy đổigồm 0,5 mol CH3OH và 0,3 mol CH2 Ta làm như sau :

+ Gọi a và b lần lượt là số mol của hai ancol cần tìm ; n và m là số nhóm CH2cần chuyển (ghép) vào hai ancol

+ Ta có hệ : a + b = 0,5 (1) và n.a + m.b = 0,3 (2)

Với m = (n + 1)  n.a + (n + 1).b = 0,3  (a + b).n + b = 0,3  0,5n + b =0,3 Đến đây ta thấy n chỉ có thể là 0 và b = 0,3  a = 0,2

+ Vậy hai ancol là CH3OH 0,2 mol và C2H5OH 0,3 mol

2.3.3 Sử dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa để xử lí một số dạng toán hữu cơ phức tạp

Dạng 1 Sử dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa để giải bài tập peptit phức tạp

* Cơ sở lý thuyết và phương pháp

- Glyxin : NH2-CH2-COOH ta có thể chuyển thành (NH-CH2-CO + H2O)

- Alanin : NH2-CH(CH3)-COOH ta có thể chuyển thành (NH-CH2-CO + CH2 +H2O)

- Valin : CH3-CH(NH2)-CH(CH3)-COOH ta có thể chuyển thành (NH-CH2-CO+ H2O + 3CH2).

- n-peptit : H-[NH-CH2-CO]n-OH + mCH2 ta có thể chuyển thành (NH-CH2-CO+ mCH2 + H2O)

- Giả sử hỗn hợp E gồm hỗn hợp các peptit và có thể có cả các a-aminoaxit, khi

đó ta sử dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa quy hỗn hợp E thành C2H3ON x mol CH2 y mol

H2O z mol

- Phản ứng đốt cháy :

C2H3ON x mol N2 0,5x

CH2 y mol + O2 ® CO2 (2x + y)

H2O z mol H2O (1,5x + y + z)

- Phản ứng với dung dịch kiềm :

C2H3ON x mol C2H4O2NM x mol CH2 y mol + MOH ® muối + H2O z mol H2O z mol CH2 y mol

+ y = nAla + 3nVal ; x = nGly + nAla + nVal

+ Độ dài trung bình của peptit (số mắt xích trung bình) n = x/z

- Tính khối lượng hỗn hợp E thì chính là tổng khối lượng của (C2H3ON + CH2 +H2O)

- Tính khối lượng muối thu được chính là tổng khối lượng của C2H4O2NM vàCH2

- Tìm cấu tạo các peptit ban đầu hoặc khối lượng muối nào đó trong hỗn hợp :Khi đó ta đã tìm được các giá trị x = nGly + nAla + nVal ; y = nAla + 3nVal ; z = nE ; n

Ví dụ 1 Cho m gam hỗn hợp M gồm đipeptit X, tripeptit Y, tetrapeptit Z và

pentapeptit T (đều mạch hở) tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, thu đượchỗn hợp Q gồm muối của Gly, Ala và Val Đốt cháy hoàn toàn Q bằng mộtlượng oxi vừa đủ, thu lấy toàn bộ khí và hơi đem hấp thụ vào bình đựng nướcvôi trong dư, thấy khối lượng bình tăng 13,23 gam và có 0,84 lít khí (đktc) thoát

ra Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam M, thu được 4,095 gam H2O Giá trị

của m gần nhất với giá trị nào sau đây?

A 7,0 B 6,5 C 6,0 D 7,5.

HD : Sử dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa ta quy M thành (C2H3ON x mol, CH2 y

mol, H2O z mol)

- Phản ứng với dung dịch kiềm :

C2H3ON x mol C2H4O2NNa x mol

CH2 y mol + NaOH ® muối

H2O z mol CH2 y mol

Ví dụ 2 Đun nóng 0,16 mol hỗn hợp E gồm hai peptit X (CxHyOzN6) và Y

(CnHmO6Nt) cần dùng 600 ml dung dịch NaOH 1,5M chỉ thu được dung dịchchứa a mol muối của glyxin và b mol muối của alanin Mặt khác đốt cháy 30,73gam E trong O2 vừa đủ thu được hỗn hợp CO2, H2O và N2, trong đó tổng khốilượng của CO2 và nước là 69,31 gam Giá trị a : b gần nhất với

 0,16 mol E (C2H3ON 0,9 mol ; CH2 0,26.2 mol; H2O 0,16 mol)

- Khi cho 0,16 mol E tác dụng với NaOH thu được a mol muối natri của gly và bmol muối natri của ala

Ta có : n = Ala nCH 2 = 0,52 mol  n = Gly nC H ON 2 3 - n = 0,9 - 0,52 = 0,38 mol.AlaVậy a : b = 0,38 : 0,52 = 0,73076 Chọn đáp án B

Ví dụ 3 Chia m gam hỗn hợp T gồm các peptit mạch hở thành hai phần bằng

nhau Đốt cháy hoàn toàn phần một, thu được N2, CO2 và 7,02 gam H2O Thủyphân hoàn toàn phần hai, thu được hỗn hợp X gồm alanin, glyxin, valin Cho Xvào 200 ml dung dịch chứa NaOH 0,5M và KOH 0,6M, thu được dung dịch Ychứa 20,66 gam chất tan Để tác dụng vừa đủ với Y cần 360 ml dung dịch HCl1M Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn Giá trị của m là

HD : Sử dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa ta quy hỗn hợp T thành (C2H3ON 2x mol ;

CH2 2y mol và H2O 2z mol)

- (C2H3ON x, CH2 y, H2O z)   ® X (NH2CH2COOH x, CH2 y)  H O 2

- (NH2CH2COOH x, CH2 y) + (NaOH 0,1; KOH 0,12) ® dung dịch Y

- dd Y + HCl (0,36) ® (ClNH3CH2COOH x; CH2 y) + NaCl (0,1) + KCl (0,12)

- BT (Cl) ta tính được x = 0,14

- Khối lượng Y : 75.0,14 + 14y + 40.0,1 + 56.0,12 - 18.0,14 = 20,66  y = 0,14Thay x = 0,14 và y = 0,14 vào (1)  z = 0,04  m = 21,32 Chọn đáp án A

Ví dụ 4 Cho 0,7 mol hỗn hợp T gồm hai peptit mạch hở là X (x mol) và Y (y

mol), đều tạo bởi glyxin và alanin Đun nóng 0,7 mol T trong lượng dư dungdịch NaOH thì có 3,8 mol NaOH phản ứng và thu được dung dịch chứa m gammuối Mặt khác, nếu đốt cháy hoàn toàn x mol X hoặc y mol Y thì đều thu đượccùng số mol CO2 Biết tổng số nguyên tử oxi trong hai phân tử X và Y là 13,trong X và Y đều có số liên kết peptit không nhỏ hơn 4 Giá trị của m là

HD : Sử dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa ta quy 0,7 mol T thành (C2H3ON 3,8 mol ;

CH2 y mol; H2O 0,7 mol)

* Phản ứng với dung dịch kiềm :

C2H3ON 3,8 C2H4O2NNa 3,8

CH2 y mol + NaOH (3,8) ® muối + H2O H2O 0,7 CH2 y mol

- Tổng số nguyên tử O trong hai peptit là 13  tổng số N trong hai peptit là 11

- Trong X và Y đều có số liên kết peptit không nhỏ hơn 4, tức là từ 4 trở đi khi

đó số nguyên tử N trong mỗi peptit là từ 5 trở đi

 Ta chỉ có cặp : X là pentepeptit (X5) và Y là hexapeptit (Y6) là thỏa mãn

- Ta có độ dài trung bình của hỗn hợp peptit là n = 3,8/0,7 Theo đường chéo ta

tính được X5 = 0,4 mol ; Y6 = 0,3 mol

- Giả sử X5 là GlyaAla5-a và Y6 là GlybAla6-b Khi đốt cháy 0,4 mol X5 hoặc 0,3mol Y6 đều thu được CO2 bằng nhau  0,4[(2a + 3(5 - a)] = 0,3[(2b + 3(6 - b)]

1 Trong mục 2.3.3 dạng 1 : Ví dụ 1, ví dụ 2, ví dụ 3, ví dụ 4 được tham khảo từ TLTK số 1.

 4a = 3b + 6  có cặp nghiệm là a = 3 và b = 2.

Vậy X5 là Gly3Ala2 0,4 mol  nCH /Ala2 = 2.0,4 = 0,8 ; và Y6 là Gly2Ala4 0,3 mol

Vậy mmuối = 97.3,8 + 14.2 = 396,6 gam Chọn đáp án A

* Một số bài tập tự luyện

Bài 1 Hỗn hợp X gồm các peptit mạch hở, đều được tạo thành từ các amino axit

có dạng H2NCaHbCOOH Đun nóng 9,26 gam X với dung dịch KOH dư, thuđược dung dịch chứa 16,38 gam muối Nếu đốt cháy hoàn toàn 9,26 gam X cần8,4 lít O2 (đktc) Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy (CO2, H2O, N2) vào dung dịchBa(OH)2 dư, sau phản ứng thu được m gam kết tủa và khối lượng dung dịch

giảm 43,74 gam Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây ?

Bài 2 Thủy phân m gam hỗn hợp X gồm 1 tetrapeptit A và 1 pentapeptit B (A

và B đều có mạch hở, chứa đồng thời các gốc Glyxin và Alanin trong phân tử)

bằng 1 lượng dung dịch NaOH vừa đủ Cô cạn dung dịch thu được (m + 15,8)gam hỗn hợp muối Đốt cháy toàn bộ lượng muối sinh ra bằng 1 lượng oxi vừa

đủ, thu được Na2CO3 và hỗn hợp hơi Y gồm CO2, H2O và N2 Dẫn Y đi qua bìnhđựng dung dịch NaOH đặc dư, thấy khối lượng bình tăng thêm 56,04 gam so vớiban đầu và có 4,928 lít khí duy nhất (đktc) thoát ra khỏi bình Xem như N2không bị nước hấp thụ, các phản ứng xảy ra hoàn toàn Thành phần phần trăm

khối lượng của B trong hỗn hợp X là

A 58,92% B 46,94% C 50,92% D 35,37%

Bài 3 Đun nóng hỗn hợp E chứa peptit X (CxHyOzN7) và peptit Y (CnHmO7Nt)

với 500 ml dung dịch NaOH 1M (lấy dư 25% so với phản ứng) thu được hỗnhợp F có chứa a mol muối A và b mol muối B (A, B là muối của a-amino axit

no chứa 1 nhóm –NH2 và 1 nhóm –COOH; A hơn B một nhóm CH2) Đốt cháytoàn bộ F thu được hỗn hợp gồm CO2, H2O, N2 và Na2CO3; trong đó tổng khốilượng của CO2 và H2O là 49,42 gam Tỉ lệ a : b gần nhất với

Bài 4 Hỗn hợp X gồm tripeptit Y, tetrapeptit Z và pentapeptit T (đều mạch hở)

chỉ được tạo ra từ Gly, Ala và Val Đốt cháy hoàn toàn m gam X, rồi cho toàn

bộ sản phẩm cháy (chỉ gồm CO2, H2O và N2) vào bình đựng 140 ml dung dịchBa(OH)2 1M, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy có 840 ml (đktc) mộtkhí duy nhất thoát ra và thu được dung dịch có khối lượng tăng 11,865 gam sovới khối lượng dung dịch Ba(OH)2 ban đầu Giá trị của m gần với giá trị nàonhất sau đây ?

2 Trong mục 2.3.3 dạng 1 : Các bài tập tự luyện bài 1, bài 3 và bài 4 được tham khảo từ TLTK số 2 ; Bài tập tự luyện bài 2 được tham khảo từ TLTK số 3.

Dạng 2 Sử dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa để giải bài toán hữu cơ phức tạp gồm este, ancol và axit cacboxylic

* Cơ sở lý thuyết và phương pháp

- Đối với một ancol bất kì, khi ta biết được đặc điểm cấu tạo của nó ta sẽ quy vềancol đầu dãy và các nhóm CH2 Chẳng hạn như :

+ Ancol no, đơn chức, mạch hở thì ta quy về CH3OH + nCH2

+ Ancol no, hai chức, mạch hở thì ta quy về C2H4(OH)2 + mCH2

- Đối với một axit cacboxylic bất kì, khi ta biết được đặc điểm cấu tạo của nó ta

sẽ quy về axit đầu dãy và các nhóm CH2 Chẳng hạn như :

+ Axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở thì ta quy về HCOOH + nCH2

+ Axit cacboxylic không no (chứa 1 liên kết đôi C=C), đơn chức, mạch hở thì taquy về CH2=CH-COOH + mCH2

- Đối với este thông thường Chẳng hạn như :

+ Este no, đơn chức, mạch hở RCOOR’ Trước hết ta thủy phân hóa hoàn toàneste thành axit cacboxylic và ancol tương ứng :

RCOOR’ + H2O ® RCOOH + R’OH

x mol x mol x mol x mol

Sau đó ta quy este về : [RCOOH (x mol) ; R’OH (x mol) và H2O (-x mol)]

Ta sử dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa ta quy đổi chúng thành : (HCOOH x mol ;CH3OH x mol ; H2O -x mol ; CH2 y mol)

+ Tương tự este 2 chức (RCOO)2R’ x mol, ta thực hiện thủy phân hóa hoàn toàneste rồi sử dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa ta quy đổi chúng thành : (axit đầu dãyRCOOH 2x mol ; C2H4(OH)2 x mol ;-CH2 y mol ; H2O -2x mol)

+ Tương tự este 2 chức R(COOR’)2 x mol, ta thực hiện thủy phân hóa hoàn toàneste rồi sử dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa ta quy đổi chúng thành : [(COOH)2 xmol ; ancol đầu dãy 2x mol ; CH2 y mol ; H2O -2x mol]

* Một số ví dụ minh họa

Ví dụ 1 Hỗn hợp X gồm 3 este đơn chức, tạo thành từ cùng một ancol Y và 3

axit cacboxylic (phân tử chỉ có nhóm –COOH); trong đó, có hai axit no là đồngđẳng kế tiếp nhau và một axit không no (có đồng phân hình học, chứa một liênkết đôi C=C trong phân tử) Thủy phân hoàn toàn 5,88 gam X bằng dung dịchNaOH, thu được hỗn hợp muối và m gam ancol Y Cho m gam Y vào bình đựng

Na dư, sau phản ứng thu được 896 ml khí (đktc) và khối lượng bình tăng 2,48gam Mặt khác, nếu đốt cháy hoàn toàn 5,88 gam X thì thu được CO2 và 3,96gam H2O Phần trăm khối lượng của este không no trong X là

A 34,01% B 37,86% C 40,82% D 29,25%

HD : Ta tìm được MY = 32 (CH3OH)

- Ta thủy phân hóa hoàn toàn este và sử dụng đồng đẳng hóa ta quy đổi X về :(CH3OH 0,08 mol ; HCOOH x mol ; CH2=CH-COOH y mol ; H2O -0,08 mol;CH2 z mol)

- Ta có : x + y = 0,08 (1) và 46x + 72y + 14z + 32.0,08 - 0,08.18 = 5,88 (2)

- Đốt cháy X thu được 0,22 mol H2O, ta dùng BT(H) ta được :

x + 2y + z + 0,08.2 - 0,08.1 = 0,22 (3)