Chuyên đề Ứng dụng độ bất bão hoà

Đơn cử như bài tập “viết tất cả các đồng phân cấu tạo mạch hở của hợp chất có công thức C4H8O” thì đa số học sinh chỉ viết được đồng phân cấu tạo của anđehit no mạch hởđơn chức và xeton

MỤC LỤC

Trang

I ĐẶT VẤN ĐỀ 2

1 Thực trạng 2

2 Giải pháp 2

3 Tóm tắt nội dung đề tài 3

4 Giới hạn áp dụng của đề tài 3

II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 4

1 Những vấn đề lý luận chung 4

1.1 Khái niệm và công thức tính 4

1.1.1 Khái niệm 4

1.1.2 Công thức tính 4

1.2 Tính chất của độ bất bão hoà 5

1.3 Các thí dụ minh hoạ 5

2 Ứng dụng của độ bất bão hoà 8

2.1 Xác định công thức phân tử từ công thức đơn giản nhất 8

2.2 Dựa vào độ bất bão hoà để viết công thức cấu tạo 10

2.3 Biện luận để xác định công thức cấu tạo hoặc công thức phân tử 12

2.3.1 Biện luận để xác định công thức cấu tạo 12

2.3.2 Biện luận để xác định công thức phân tử 15

2.4 Sử dụng số liên kết pi trung bình 18

2.5 Phân tích hệ số trong phản ứng đốt cháy 20

3 Hiệu quả của đề tài 24

4 Bài tập áp dụng 25

III KẾT LUẬN 33

TÀI LIỆU THAM KHẢO 34

PHỤ LỤC 35

Đáp án phần bài tập áp dụng 35

I ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Thực trạng

- Hoá học hữu cơ có rất nhiều vấn đề đặt ra yêu cầu học sinh phải giải quyết chính xác, nhanhchóng, nhất là khi sử dụng hình thức kiểm tra trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn, một trongcác vấn đề đó là viết đồng phân, biện luận công thức phân tử hoặc làm các bài toán phức tạp

- Việc học sinh viết các đồng phân cấu tạo đa phần là mang tính chất mò mẫm, thiếu phươnghướng Với các trường hợp đơn giản của hiđrocacbon thì học sinh có thể làm tương đối đơn giản,nhưng để làm các bài tập của phần hợp chất hữu cơ có nhóm chức, đặc biệt là các bài toán este,aminoaxit, peptit…của sách giáo khoa, sách bài tập hoá học lớp 12 thì đa số học sinh lúng túnghoặc không biết làm Đơn cử như bài tập “viết tất cả các đồng phân cấu tạo mạch hở của hợp chất

có công thức C4H8O” thì đa số học sinh chỉ viết được đồng phân cấu tạo của anđehit no mạch hởđơn chức và xeton no mạch hở đơn chức (vì có học trong chương trình) mà quên nó có thể cóancol không no có 1 liên kết đôi hoặc ete không no có 1 liên kết đôi Hay xa hơn như câu 10 đềhoặc câu 41 trong đề thi đại học khối A-2014, mã 259 là 2 câu hỏi hữu cơ, việc giải quyết 2 câunày trong một khoảng thời gian hạn hẹp là một điều hết sức cần thiết Để làm được các bài tậpnày nhanh chóng hiệu quả thì đòi hỏi phải có một phương pháp hỗ trợ khi làm bài tập Phươngpháp hỗ trợ này dựa trên khái niệm độ bất bão hoà Đối với các học sinh không đi học bồi dưỡngkiến thức hay đi luyện ở các trung tâm luyện thi đại học thì khái niệm độ bất bão hoà là một kháiniệm hoàn toàn mới chưa nghe bao giờ Nội dung các bài tập trong sách giáo khoa cơ bản thìkhông đề cập tới độ bất bão hoà, ngay cả sách giáo khoa Hoá học ban tự nhiên lớp 11 thì cũng chỉ

đề cập ở bài tập 1 trang 181, bài tập 1 trang 219 Do đó việc làm quen và sử dụng độ bất bão đốivới học sinh là một vấn đề hết sức cần thiết

2 Giải pháp

- Thông qua thực tiễn giảng dạy, nhằm giúp học sinh định hướng tư duy, xử lý nhanh các bài tậphữu cơ đặc biệt là các bài tập hữu cơ trong đề thi đại học, cao đẳng khối A, B, tôi đã soạn chuyên

đề "ứng dụng độ bất bão hoà trong hoá học hữu cơ”.

3 Tóm tắt nội dung đề tài

- Nội dung chủ yếu của chuyên đề là hướng dẫn học sinh những khái niệm, quy tắc của độ bấtbão hoà kèm theo một số thí dụ hướng dẫn minh hoạ để giúp học sinh làm quen với độ bất bãohoà, trên cơ sở đó giúp học sinh tiếp cận các phương pháp giải bài tập nhanh chóng, hiệu quả

4 Giới hạn áp dụng của đề tài

- Đối tượng áp dụng của đề tài là các học sinh có học lực môn hoá từ trung bình trở lên, các họcsinh chọn tổ hợp môn xét tuyển tốt nghiệp THPT, đại học, cao đẳng có môn Hoá

II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

- Tất cả các liên kết đều là liên kết cộng hoá trị, mỗi liên kết đều do một cặp electron tạo nên

- Trong hợp chất: nguyên tử C có hoá trị IV (sử dụng 4 electron hoá trị)

nguyên tử N có hoá trị III (sử dụng 3 electron hoá trị)

nguyên tử O có hoá trị II (sử dụng 2 electron hoá trị)

nguyên tử H và X hoá trị I (sử dụng 1 electron hoá trị)

- Khi hợp chất đóng vòng tương đương với việc tạo thêm một liên kết cộng hoá trị (sử dụng 2electron dùng chung)

- Chỉ có các nguyên tử có hoá trị  2 mới có khả năng tạo liên kết π hoặc đóng vòng, cácnguyên tử hoá trị 1 không có khả năng này

Chứng minh

- Tổng số các nguyên tử có hoá trị ≥ 2 là z + t + x  tổng số electron hoá trị là 2z + 3t + 4x

- Tổng số liên kết σ giữa các nguyên tử có hoá trị ≥ 2 là (z + t + x) - 1  tổng số electron thamgia tạo liên kết là 2(z + t + x - 1)

- Gọi k là độ bất bão hoà (số liên kết π + số mạch vòng)  tổng số electron tham gia tạo liên kết

2

S-2S2S

Trong đó: + S4 là tổng số các nguyên tử hoá trị IV

+ S3 là tổng số các nguyên tử hoá trị III+ S1 là tổng số các nguyên tử hoá trị I

1.2 Tính chất của độ bất bão hoà

+ k  N (k≥0)

+ k (phân tử) = k (gốc hiđrocacbon) + k (nhóm chức)

Chú ý: Công thức tính k ở trên không đúng đối với muối amoni của axit cacboxylic Nếu rơi vào

trường hợp muối amoni thì cứ thêm vào 1 gốc muối amoni ta sẽ cộng thêm vào k tính theo côngthức một đơn vị

1.3 Các thí dụ minh hoạ

Câu 1: Tính độ bất bão hoà trong các hợp chất sau: C4H10, C4H8O, C5H12O, C5H7Cl, C4H11N,

C4H10N2, C4H9NO2

+ Với C4H10 ta có 0

2

2104.2

k   

2

284.2

k   

2

2125.2

k   

2

285.2

tử H với 1 nguyên tử Cl là 8 nguyên tử có hoá trị I)

2

21114.2

k    

2

21024.2

k    

2

2 9 1 4 2

Ví dụ: trong hợp chất C4H11N ta so sánh với C4H10 nhưng do có thêm 1 nitơ nên số hiđro trong

C4H10 là 10 ta cộng thêm 1 là 11 rồi tính hiệu số nguyên tử hoá trị I và được k = 0; hoặc trong hợpchất C4H10N2 ta có (10+2-10)/2=1

Nhận xét này là 1 thủ thuật giúp học sinh nhẩm nhanh

Câu 2: Tính độ bất bão hoà trong các hợp chất sau: CH3COOH, C3H5COOH, C6H5NO2

Nhận xét: ở đây ta có thể dùng công thức để tính tuy nhiên ta có thể dựa vào cấu tạo để nhẩmnhanh

+ Với CH3COOH ta có CH3 là gốc ankyl có k=0, nhóm cacboxyl (COOH) có k=1 nên tổng độ bấtbão hoà của cả phân tử CH3COOH là 1

+ Với C3H5COOH ta có C3H5 là gốc không no có 1 liên kết đôi nên có k=1, nhóm cacboxyl(COOH) có k=1 nên tổng độ bất bão hoà của cả phân tử C3H5COOH là 2

+ Với C6H5NO2 ta có C6H5 là gốc phenyl có k=4 (3 liên kết π và 1 vòng), nhóm nitro (NO2) cók=1 nên tổng độ bất bão hoà của cả phân tử C6H5NO2 là 5

Câu 3: Tính độ bất bão hoà trong các chất sau: CH3-COONH4, CH2=CH-COONH3CH3,

k      , thực tế cấu tạo gồm có 1 liên kết đôi ở gốchiđrocacbon và có 1 nhóm COO nên k của cả phân tử phải là 2

+ Với CH3NH3OOC-COONH3CH3

Theo công thức ta có 0

2

12 2 2 4 2

Nhận xét: Nếu rơi vào trường hợp muối amoni thì cứ thêm vào 1 gốc muối amoni ta sẽ cộng

thêm vào k tính theo công thức một đơn vị

Câu 4: Dựa vào công thức cấu tạo của các chất sau đây hãy xác định độ bất hoà của chúng.

- Phân tử đioxin gồm có 2 nhân thơm và 1 vòng như vậy độ bất bão hoà của cả phân tử bằng 9

O

OO OHOH

- Phân tử axit xitric có 3 liên kết đôi ở 3 nhóm cacboxyl nên độ bất bão hoà của cả phân tử bằng3

d 1,1,1-Triclo-2,2-bis(4-clophenyl)etan (thuốc trừ sâu DDT)

Cl ClCl

ClCl

- Phân tử DDT có độ bất bão hoà bằng 8 (do có 2 nhân benzen)

2 Ứng dụng của độ bất bão hoà

- Việc sử dụng độ bất bão hoà vào quá trình giải quyết các bài tập hoá học hữu cơ, đặc biệt làtrong các đề thi đại học sẽ giúp học sinh tiết kiệm được thời gian Dưới đây là một số các ứngdụng cơ bản của độ bất bão hoà kèm theo các ví dụ minh hoạ có hướng dẫn chi tiết để giúp hiểusâu sắc hơn về độ bất bão hoà, đồng thời qua các ví dụ này cũng giúp học sinh biết cách địnhhướng và áp dụng độ bất bão hoà vào quá trình giải bài tập

2.1 Xác định công thức phân tử từ công thức đơn giản nhất

- Xác định công thức phân tử chất hữu cơ là yêu cầu phổ biến và cơ bản nhất của bài tập Hóa hữu

cơ Có nhiều phương pháp để xác định công thức phân tử chất hữu cơ (trung bình, bảo toànnguyên tố, bảo toàn khối lượng, …), tùy thuộc vào đặc điểm số liệu của bài toán đưa ra Trongchuyên đề này, ta xét trường hợp đề bài yêu cầu xác định công thức phân tử từ công thức đơngiản nhất mà không cho khối lượng mol phân tử của chất hữu cơ đó

+ Bước 1: Từ công thức đơn giản nhất viết lại công thức phân tử theo n

3n 2

+ Vì anđehit no, mạch hở nên gốc hiđrocacbon của anđehit có k=0, mặt khác cứ 2 nguyên tử oxitrong nhóm COOH thì có 1 liên kết π  2n nguyên tử oxi sẽ có n liên kết π, tổng k của cảphân tử là n

+ Ta có độ bất bão hoà tính theo đề bài phải bằng độ bất bão hoà tính theo công thức Như vậy

n 2

3n 2

n

.

2

Câu 3: Công thức đơn giản nhất của anđehit mạch hở chưa no chứa một liên kết ba trong phân tử

là C4H4O Công thức phân tử của nó là

+ Vì anđehit chưa no, mạch hở chứa 1 liên kết ba nên gốc hiđrocacbon của anđehit có k=2, mặtkhác cứ 1 nguyên tử oxi trong nhóm CHO thì có 1 liên kết π  n nguyên tử oxi sẽ có n liên kết π,như vậy tổng k của cả phân tử là n+2

+ Ta có độ bất bão hoà tính theo đề bài phải bằng độ bất bão hoà tính theo công thức là

2 n 2

4n 2

2.2 Dựa vào độ bất bão hoà để viết công thức cấu tạo

- Để xác định được công thức cấu tạo của một chất hữu cơ, nhất thiết phải phân tích được đặcđiểm của các thành phần cấu tạo nên chất hữu cơ đó (gốc, nhóm chức), trong đó có các đặc điểm

liên kết đôi, hoặc hợp chất có 1 vòng

+ Nếu có 1 liên kết đôi thì có 3 đồng phân CH2=CHCH2Br CH2=CCH Br 3 BrCH=CHCH3

 Như vậy có tất cả là 4 đồng phân Chọn đáp án B

Câu 2: Ứng với công thức phân tử C3H6O có bao nhiêu đồng phân cấu tạo mạch hở?

liên kết đôi, hoặc hợp chất có 1 vòng Do yêu cầu của đề bài là đồng phân cấu tạo mạch hở nênchỉ xét trường hợp có 1 liên kết đôi

+ Hợp chất trên có 1 nguyên tử oxi và có 1 liên kết đôi nên có thể là ancol không no có 1 liên kếtđôi, có thể là anđehit no mạch hở hoặc có thể là xeton no mạch hở

- Nếu là ancol không no có 1 liên kết đôi thì có 1 đồng phân CH2=CHCH2OH

- Nếu là anđehit no mạch hở thì có 1 đồng phân CH3CH2CHO

- Nếu là xeton no mạch hở thì có 1 đồng phân

O

 Như vậy có tất cả là 3 đồng phân Chọn đáp án C

Câu 3: Số đồng phân cấu tạo no mạch hở có công thức phân tử C3H6O3 là

liên kết đôi, hoặc hợp chất có 1 vòng Do hợp chất là no mạch hở nên liên kết đôi phải nằm trongnhóm chức Vì có 3 nguyên tử oxi nên có thể có các trường hợp sau:

- Một chức ancol và một chức axit

- Hai chức ancol và một chức anđehit

2.3 Biện luận để xác định công thức cấu tạo hoặc công thức phân tử

2.3.1 Biện luận để xác định công thức cấu tạo

- Đối với loại bài tập này nó cũng là dạng bài tập viết công thức cấu tạo, tuy nhiên ở đây việc viếtcác công thức cấu tạo phải thoả mãn một số điều kiện nào đó theo yêu cầu của đề, để làm đượcbài tập này ta có thể làm như sau:

+ Bước 1: Phân tích các đặc điểm cấu tạo theo giả thiết đề cho

+ Bước 2: Tính độ bất bão hoà của công thức phân tử đã cho và biện luận để tìm các cấu tạo thoảmãn yêu cầu

Câu 1: Cho các công thức phân tử sau: (1) C10H12; (2) C9H12; (3) C8H8; (4) C10H8; (5) C6H7O2N;(6) C8H14; (7) C10H16; (8) C6H6Cl6 Số chất có thể chứa vòng benzen trong công thức cấu tạo là

Giải:

+ Để có thể chứa vòng benzen trong công thức cấu tạo thì độ bất bão hoà tối thiểu phải bằng 4.+ Lần lượt tính độ bất bão hoà của các chất theo thứ tự trên là 5, 4, 5, 7, 4, 3, 3, 1

+ Như vậy chỉ có các chất (1), (2), (3), (4), (5) là phù hợp Vậy chọn đáp án A

Câu 2: Công thức nào dưới đây không thể là đipeptit? (không chứa nhóm chức nào khác ngoài

+ Với chất C6H13N3O3 thì có 3 nguyên nitơ, 3 nguyên tử oxi và k = 2 nên có thể có 1 nhóm peptit,

1 nhóm cacboxyl, 1 hoặc 2 nhóm amino

Chỉ có chất C7H16N2O3 không có khả năng tạo ra đipeptit Chọn đáp án C

Câu 3: (câu 13 đề đại học khối A-2011, mã 273) Cho 13,8 gam chất hữu cơ X có công thức phân

tử C7H8 tác dụng với một lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, thu được 45,9 gam kết tủa X cóbao nhiêu đồng phân cấu tạo thỏa mãn tính chất trên?

8 , 13 n

nC7H8  C7H8-xAgx    306 gam/mol

15 , 0

9 , 45 M

x x - 8

chứa liên kết pi Có 4 đồng phân thoả mãn yêu cầu: HC≡C-CH2CH2CH2-C≡CH;

HC≡C-CH2CH(CH3)-C≡CH; HC≡C-C(CH3)2-C≡CH; HC≡C-CH(C2H5)-C≡CH

 Chọn đáp án A

Câu 4: Hợp chất hữu cơ X ứng với công thức phân tử C3H10O2N2 Cho X vào dung dịch NaOHđun nóng thấy tạo ra NH3 Mặt khác khi X tác dụng với dung dịch HCl tạo ra hỗn hợp sản phẩmtrong đó có muối của aminoaxit Số công thức cấu tạo thỏa mãn với điều kiện của X là

Giải:

+ Chất X tác dụng với NaOH tạo ra NH3 như vậy X phải là muối amoni của axit cacboxylic nođơn chức mạch hở vì X có 2 oxi nên chỉ có 1 nhóm cacboxyl và theo nhận xét trên cứ thêm 1 gốcmuối amoni ta sẽ cộng thêm vào k 1 đơn vị, do đó k của X sẽ là 1 X có 2 nguyên tử nitơ nên 1nguyên tử nitơ tạo muối amoni, 1 nguyên tử nitơ còn lại sẽ nằm trong gốc hiđrocacbon của axitcacboxylic (nhóm amino NH2)

2

10 2 2 3 2

Câu 5: (câu 40 đề đại học khối A-2009, mã 175) Xà phòng hóa một hợp chất có công thức phân

tử C10H14O6 trong dung dịch NaOH dư, thu được glixerol và hỗn hợp gồm 3 muối (không có đồngphân hình học) Công thức của ba muối đó là

A CH2=CH-COONa, HCOONa và CH≡C-COONa

B CH3-COONa, HCOONa và CH3-CH=CH-COONa

C HCOONa, CH≡C-COONa và CH3-CH2-COONa

D CH2=CH-COONa, CH3-CH2-COONa và HCOONa

Giải:

+ Sản phẩm gồm 3 muối và glixerol nên đó phải là trieste của glixerol

+ Độ bất bão hoà 4

2

14 2 10 2

axit phải có 1 gốc axit có chứa liên kết đôi (loại đáp án A và C vì có liên kết 3); Trong glixerol

và 3 nhóm COO có 6 nguyên tử cacbon, như vậy tổng số nguyên tử cacbon trong 3 gốchiđrocacbon của axit là 4 nguyên tử

+ Ba muối không có đồng phân hình học nên loại đáp án B, vậy chọn D

2.3.2 Biện luận để xác định công thức phân tử

- Trong các bài toán thì việc xác định công thức chung của chất đã cho thoả mãn các yêu cầu của

đề bài là một việc rất quan trọng, vì trên cơ sở đó học sinh mới có thể làm được các bước tiếptheo

- Với loại bài tập này thì chỉ cần xác định công thức phân tử hoặc tìm quan hệ giữa các nguyên tửtrong phân tử nhằm thoả mãn một số đặc điểm nào đó theo yêu cầu của đề Ta có thề làm tương

tự như trên:

+ Bước 1: Phân tích các đặc điểm cấu tạo theo giả thiết đề cho

+ Bước 2: Tính độ bất bão hoà của công thức phân tử đã cho và biện luận để tìm công thức phân

tử thoả mãn yêu cầu

- Có thể sử dụng 2 dạng công thức thường gặp:

+ Công thức chung của hợp chất chứa C, H, N, O là CnH2n+2+b-2kOaNb

với: + n, a, b lần lượt là số nguyên tử cacbon, oxi, nitơ

+ k là độ bất bão hoà của cả phân tử

+ Nếu viết ở dạng nhóm chức thì hợp chất hữu cơ có dạng CnH2n+2-2k-aXa Ở đây X là nhóm chức, a

là số nhóm chức Giá trị k ở đây là độ bất bão hoà của riêng gốc hiđrocacbon, không tính nhómchức vào

+ Để xác định số nguyên tử cacbon tối thiểu ta dựa vào đặc điểm cấu tạo gốc hiđrocacbon vànhóm chức (điều kiện tồn tại nhóm chức đó)

Câu 1 Thiết lập công thức chung của các chất có đặc điểm sau:

a Hiđrocacbon thơm chứa 1 nhân benzen và 1 liên kết 3 ở nhánh

b Ancol không no 2 chức có 1 liên đôi

c Hợp chất tạp chức có 2 nhóm cacboxyl (-COOH), 1 nhóm OH và có 1 liên kết đôi

d Este 2 chức mạch hở được tạo ra từ một ancol no 2 chức và 2 axit cacboxylic không no 1 chứcchứa 1 liên kết đôi

e Aminoaxit có 2 nhóm cacboxyl (-COOH), 1 nhóm NH2 và có 1 nhân thơm

f Tripeptit mạch hở Y được tạo nên từ một aminoaxit (no, mạch hở, trong phân tử chứa một nhóm

-NH2 và một nhóm -COOH) (trích 1 ý trong câu 9 đề thi đại học khối B-2010, mã 174)

Giải:

a Hiđrocacbon thơm chứa 1 nhân benzen và 1 liên kết 3 ở nhánh

+ Vì nhân thơm có độ bất bão hoà bằng 4, 1 liên kết 3 có độ bất bão hoà bằng 2 Như vậy phân tử

đó có độ bất bão hoà là 6

+ Từ công thức tổng quát của hiđrocacbon CnH2n+2-2k Thay k = 6 ta được công thức CnH2n-10 + Do nhân thơm tối thiểu 6 nguyên tửcacbon, 1 liên kết 3 cần tối thiểu 2 nguyên tử cacbon nên sốnguyên tử cacbon tối thiểu là 8 nên n≥8

 Như vậy công thức chung CnH2n-10 với n≥8

b Ancol không no 2 chức có 1 liên đôi

+ Hợp chất hữu cơ có nhóm chức ta có thể đại diện bằng công thức CnH2n+2-2k-aXa

+ Theo yêu cầu của đề là ancol 2 chức nên X ở đây là nhóm OH, giá trị của a là 2

+ Có 1 liên kết đôi nên k = 1

+ Thay vào ta được CnH2n-2(OH)2 (1)

+ Hoặc ta có thể lập luận theo cách khác là hợp chất chứa C, H, O nên có công thức CnH2n+2-2kO2

(2 nguyên tử oxi là vì ancol 2 chức) thay k = 1 ta được CnH2nO2 (2)

+ Từ công thức (1) ta có thể chuyển thành công thức (2) bằng cách nhập 2 nguyên tử hiđro trongnhóm OH vào trong số nguyên tử hiđro chung Ở đây hai công thức (1) và (2) đều có thể đại diệnnhưng ý nghĩa hoàn toàn khác nhau Trong công thức (1) chỉ đại diện cho loại hợp chất ancol,còn công thức (2) có thể đại diện cho các loại hợp chất khác có cùng số nguyên tử oxi và độ bấtbão hoà

+ Vì có 2 nhóm OH nên tối thiểu 2 nguyên tử cacbon, 1 liên kết đôi cần có 2 nguyên tử cacbon,nhưng do điều kiện để ancol tồn tại nên số cacbon tối thiểu cần có là 4

 Như vậy công thức chung CnH2n-2(OH)2 hoặc CnH2nO2 với n≥4

c Hợp chất tạp chức có 2 nhóm cacboxyl (-COOH), 1 nhóm OH và có 1 liên kết đôi

+ Tương tự câu b ta thay vào CnH2n+2-2k-aXa thì được công thức CnH2n-3(COOH)2(OH)

+ Hoặc từ công thức CnH2n+2+b-2kOaNb ta suy ra được CnH2n-4O5 (do 2 nhóm COOH là 4 oxi, thêm 1oxi của 1 nhóm OH nữa là 5 Độ bất bão hoà của cả phân tử là 3, gồm 2 liên kết đôi trong nhómCOOH và 1 liên kết đôi trong gốc hiđrocacbon)

+ Số nguyên tử cacbon tối thiểu là 3 nếu sử dụng công thức CnH2n-3(COOH)2(OH)

+ Số nguyên tử cacbon tối thiểu là 5 nếu sử dụng công thức CnH2n-4O5

 Như vậy công thức chung CnH2n-3(COOH)2(OH) với n≥3 hoặc CnH2n-4O5 với n≥5

d Este 2 chức mạch hở được tạo ra từ một ancol no 2 chức và 2 axit cacboxylic không no 1 chứcchứa 1 liên kết đôi

+ Vì este mạch hở nên ancol và axit phải mạch hở Độ bất bão hoà của ancol là 0, của axit là 1(không tính trong nhóm chức COOH) Cả phân tử có độ bất bão hoà bằng 4

+ Dựa trên các đặc điểm đó ta thiết lập được (CnH2n-1COO)2CmH2m với n≥2 và m≥2 với n, m là sốnguyên tử cacbon tối thiểu của axit và ancol hoặc công thức CnH2n-6O4 với n≥8

+ Trong các trường hợp nhóm chức phức tạp thì người ta chủ yếu là sử dụng công thức chung ởdạng phân tử chứ không dùng công thức chung ở dạng nhóm chức vì nó rườm rà phức tạp

e Tripeptit mạch hở Y được tạo nên từ một aminoaxit (no, mạch hở, trong phân tử chứa một

Trong vấn đề này thì ta chỉ cần thiết lập công thức phân tử chung

+ Nhận thấy aminoaxit (no, mạch hở, trong phân tử chứa một nhóm -NH2 và một nhóm -COOH)

độ bất bão hoà bằng 1 như vậy trippetit Y sẽ có độ bất bão hoà bằng 3, kết hợp với quy tắc loạinước peptit ta có công thức của Y sẽ là

CnH2n+2+3-2.3N3O6-2 Số nguyên tử hiđro 2n + 2 + 3 (vì 3 nguyên tử nitơ) - 2.3 (vì k=3); Số nguyên

tử oxi 6 - 2 (vì loại hai phân tử nước)

 Kết quả ta có công thức của Y là CnH2n-1N3O4 với n≥6 (do Y là tripeptit)

Câu 2: (Câu 10, Đề đại học khối A-2014, mã 259) Cho anđehit no, mạch hở, có công thức

CnHmO2 Mối quan hệ giữa n và m là

Giải:

+ Vì anđehit no, mạch hở, nên gốc hiđrocacbon của anđehit có k = 0, mặt khác anđehit có 2nguyên tử oxi suy ra phải có 2 nhóm anđehit nghĩa là tổng k của nhóm chức bằng 2 Như vậytổng độ bất bão hoà của cả phân tử chất trên là 2

+ Ta có m = 2n + 2 - 2k; thay k = 2 ta được m = 2n - 2  Chọn đáp án C

- Áp dụng cho các bài toán Hóa hữu cơ mà các chất trong hỗn hợp: khác nhau về số liên kết π, cóthể xác định được số liên kết π trung bình thông qua tỉ lệ số mol của hỗn hợp trong các phản ứngđịnh lượng số liên kết π (phản ứng cộng H2, Br2, ), hoặc bài toán cộng nhiều giai đoạn: cộnghiđro rồi cộng dung dịch brom (bảo toàn liên kết pi)

- Công thức bảo toàn số mol liên kết pi: giả sử hỗn hợp X gồm x mol hiđrocacbon không no A,

có số liên kết pi là kA; y mol hiđrocacbon không no B, có số liên kết pi là kB; z mol hiđrocacbonkhông no C, có số liên kết pi là kC Hỗn hợp X phản ứng với a mol H2 được hỗn hợp Y, hỗn Yphản ứng với b mol brom Nếu các phản ứng xảy ra cho đến khi hỗn hợp không còn liên kết pi thì

ta có: x.kA + y.kB + z.kC = a + b

Câu 1: (câu 21 đề đại học khối B-2008, mã 195) Dẫn 1,68 lít hỗn hợp khí X gồm hai

hiđrocacbon vào bình đựng dung dịch brom dư Sau khi phản ứng hoàn toàn, có 4 gam brom đãphản ứng và còn lại 1,12 lít khí Nếu đốt cháy hoàn toàn 1,68 lít X thì sinh ra 2,8 lít khí CO2

(đktc) Công thức phân tử của hai hiđrocacbon là

A CH4 và C2H4 B CH4 và C3H4 C CH4 và C3H6 D C2H6 và C3H6

Giải:

+ khí thoát ra sau khi phản ứng với brom dư là ankan, khí phản ứng với dung dịch brom là mộthiđrocacbon không no

+ số mol hiđrocacbon không no = số mol brom = 0,025 mol (k=1) Như vậy hiđrocacbon không

no thuộc dãy anken

+ Tính số nguyên tử cacbon trung bình = 1,67 suy ra có metan

+ Như vậy hỗn hợp gồm CH4 (0,05 mol) và CnH2n (0,025 mol)

+ bảo toàn nguyên tố cacbon ta có 0,05.1+0,025.n=0,125  n=3, chọn đáp án C

Câu 2: Cho 4,48 lít hỗn hợp X (ở đktc) gồm hai hiđrocacbon mạch hở lội từ từ qua bình chứa 1,4

lít dung dịch Br2 0,5M Sau khi phản ứng hoàn toàn, số mol Br2 giảm đi một nửa và khối lượngbình tăng thêm 6,7 gam Công thức phân tử của hai hiđrocacbon là

35 , 0

 0,2 mol Ta có (14n+2 -2k).0,2=6,7 Thay k vào ta được n=2,5

Và có x+ y = 0,2 và x+2y=0,35 Tìm được x = 0,05 mol và y=0,15 mol

+ Sử dụng đường chéo ta được n =4 và m=2 chọn đáp án C

Câu 3: (câu 24, đề khối đại học khối B-2012, mã 359) Hỗn hợp khí X gồm 0,15 mol

vinylaxetilen và 0,6 mol H2 Nung X một thời gian với (xúc tác Ni) sau một thời gian thu đượchỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 10 Dẫn hỗn hợp Y qua dung dịch brom dư, sau khi phảnứng hoàn toàn, khối lượng brom tham gia phản ứng là

Giải:

+ Ban đầu vinylaxetilen phản ứng với H2, sau đó phản ứng với brom cho đến khi không còn liênkết pi (trở thành hợp chất bão hoà) Vậy muốn tính được số mol brom phản ứng ta chỉ cần tínhđược số mol hiđro đã phản ứng là xong