PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CHUỖI PHẢN ỨNG HÓA HỌC VÀ ĐIỀU CHẾ CÁC CHẤT

Để học sinh nhớ được tính chất của các hợp chất hữu cơ và phát triển năng lực tư duy, năng lực nhận thức và tạo niềm ham mê trong học tập giáo viên cần biết hệ thống các bài tập về sơ đồ phản ứng, bài tập về điều chế theo một mức độ từ dễ đến khó, phải có sự lập đi lập lại nhiều lần về kiến thức và giáo viên phải định hướng tư duy cho học sinh khi làm bài tập.Dạng 1: Sơ đồ cho sẵn ở dạng CTCT Học thuộc lý thuyết để hoàn thành phản ứng (chú ý điều kiện phản ứng và nhất thiết phải lấy sản phẩm chính)Dạng 2: Sơ đồ vừa cho ở dạng chất đã biết, vừa cho ở dạng có chữ (chưa biết rõ là chất nào) Bắt đầu từ các phản ứng có CT cụ thể hoặc dựa vào chất tham gia để tìm chất có trong sơ đồ. Dạng 3: Sơ đồ hoàn toàn bằng chữ Dựa vào điều kiện đặc biệt của một phản ứng nào đó trong sơ đồ Cả 3 dạng đều lưu ý: Một số sơ đồ bắt đầu từ phản ứng đầu tiên nếu cho rõ CTCT Một số sơ đồ đi từ phản ứng có điều kiện đặc biệt để tìm ra chất. Một số sơ đồ đi từ chất cuối cùng của sơ đồ.

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CHUỖI PHẢN ỨNG HÓA HỌC VÀ ĐIỀU CHẾ CÁC CHẤT

I Một số kỹ năng cần được trang bị cho học sinh

1 Với bài tập hoàn thành sơ đồ phản ứng

- Học sinh cần nắm vững tính chất hóa học của các hiđrocacbon, nhớ các điều kiện của phản ứng, các quy tắc thế, cộng, tách

- Mỗi mũi tên chỉ viết 1 phản ứng

- Trong mỗi sơ đồ phản ứng cho ở dạng chữ thường có “ chìa khóa” để tìm ra các chất : đó là một CTCT, hoặc từ một điều kiện (t0; p; xúc tác ) của phản ứng hoặc một tác nhân( chất tham gia) của phản ứng, chính vì vậy không nhất thiết phải đi từ đầu sơ đồ, “chìa khóa” đó có thể ở đầu, giữa hay cuối sơ đồ

- Phải xác định xem có phản ứng làm thay đổi mạch C không để từ đó dùng phương pháp thích hợp

Để học sinh nhớ được tính chất của các hợp chất hữu cơ và phát triển năng lực tư duy, năng lực nhận thức và tạo niềm ham mê trong học tập giáo viên cần biết hệ thống các bài tập về sơ đồ phản ứng, bài tập về điều chế theo một mức độ từ dễ đến khó, phải có sự lập đi lập lại nhiều lần về kiến thức và giáo viên phải định hướng tư duy cho học sinh khi làm bài tập

Dạng 1: Sơ đồ cho sẵn ở dạng CTCT

- Học thuộc lý thuyết để hoàn thành phản ứng (chú ý điều kiện phản ứng và nhất thiết phải lấy sản phẩm chính)

Dạng 2: Sơ đồ vừa cho ở dạng chất đã biết, vừa cho ở dạng có chữ (chưa biết rõ là chất nào)

- Bắt đầu từ các phản ứng có CT cụ thể hoặc dựa vào chất tham gia để tìm chất có trong sơ đồ

Dạng 3: Sơ đồ hoàn toàn bằng chữ

- Dựa vào điều kiện đặc biệt của một phản ứng nào đó trong sơ đồ

* Cả 3 dạng đều lưu ý:

- Một số sơ đồ bắt đầu từ phản ứng đầu tiên nếu cho rõ CTCT

- Một số sơ đồ đi từ phản ứng có điều kiện đặc biệt để tìm ra chất

- Một số sơ đồ đi từ chất cuối cùng của sơ đồ

2 Với bài tập điều chế các chất

- Bài tập điều chế là một dạng tổng quát của chuỗi phản ứng, đề bài chỉ cho biết nguyên liệu ban đầu và yêu cầu điều chế một chất nào đó Để làm được dạng bài này học sinh cần phải nhớ và viết các phản ứng trung gian

có ghi kèm theo đầy đủ điều kiện phản ứng (nghĩa là tự xây dựng sơ đồ phản ứng) Như vậy đối với loại bài tập này nếu học sinh làm thành thạo loại sơ đồ phản ứng thì chuyển sang làm bài điều chế không có gì là khó khăn đối với các em đối với loại bài tập này thường phải sử dụng phản ứng thay đổi mạch C, tuy nhiên để học sinh làm tốt giáo viên phải hệ thống và định hướng tư duy cho các em khi nào cần sử dụng phản ứng thay đổi mạch

C và học sinh phải nắm vững một số phản ứng thay đổi mạch C và các quy tắc sau:

+ Qui tắc thế vào ankan

+ Qui tắc cộng Maccopnhicop

+ Qui tắc tách Zaixep

+ Qui tắc thế vào bezen

- Một số phản ứng làm tăng mạch C.

+ Từ 1C  1C : 2CH4

0

1500 c

   C2H2 + 3H2 + Từ 2C  4C : 2C2H2

0 4

, ,

CuCl NH Cl t

     CHC-CH=CH2 2C2H5OH MgO ZnO t c, , 0

     CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2 + Từ 2C  6C 3C2H2 600 , 0c C

    C6H6 + Nối 2 gốc ankyl : R-Cl + R’-Cl + 2Na  R-R’ + 2NaCl

- Tăng mạch C gắn vào nhân benzen

Ar-R + R’-X AlCl

3 R-Ar-R’ ( orto , para )

- Chuyển hoá hợp chất có oxi

R-OH CuO R’-CHO +O

2 R-COOH Este LiAl H

4 2Rượu +H2 +H2O R-CH2OH+ R’-CH2OH

- Tăng mạch C thêm 1 Cacbon tác dụng HCN ( thí dụ )

Ap dụng anhdêhyt và xêton

R’ R’

- R-C-R’ ( H hay H,C ) + HCN R – C – CN +H

2O , to R – C – COOH

O OH OH

- Tăng mạch C gắn vào nhân benzen

Ar-R + R’-X AlCl

3 R-Ar-R’ ( orto , para ) R-X + KCN R-CN + KX

Ar + anken xt Ar- R

- Một số phản ứng làm giảm mạch C.

+ Phản ứng crăckinh  ankan + anken )

+ CH3COONa + NaOH CaO t c, 0

    CH4 + Na2CO3

- Một số phản ứng không làm thay đổi mạch C.

+ Hiđrocacbon không no   Hiđrocacbon no

CnH2n+2-2a + a H2 Ni t, 0

   CnH2n+2

+ Hiđrocacbon no thành Hiđrocacbon không no ( vòng thơm )

- Đehiđro hoá (loại bỏ hydrô )

Chú ý : - Trong bài tập điều chế nếu dùng phản ứng tạo ra hỗn hợp sản phẩm thì chỉ lấy sản phẩm chính để

điều chế, không lấy sản phẩm phụ

- Thành phần của khí thiên nhiên : CH4 (90%), còn lại C2H6, C3H8, C4H10

- Khí crăckinh: Hyđrocacbon chưa no ( C2h4, C3H6, C4H8) , ankan (CH4, C2H6, C4H10 và H2)

- Khí than đá: Chủ yếu là H2 (60%), CH4 (25%) còn lại là CO, CO2, N2

- Khí lò cao : CO2, CO, O2, N2

II Bài tập cựng trao đổi

Cõu 2 Hoàn thành sơ đồ biến hoỏ sau và viết cụng thức cấu tạo của cỏc chất A, B, C :

Cõu 3 Xỏc định cỏc chất A, B, C, D và viết cỏc phương trỡnh phản ứng trong sơ đồ chuyển hoỏ sau :

A B C

C3H8 C2H4(OH)2

C D

Cõu 4

Bổ tỳc chuỗi phản ứng sau :

(X) 6000C (Y) + (Z)

(Y) + Cl2  aske (T) + (U)

(Y) 1500o Clln

(V) + (X1) (X1) + Cl2  t o (U)

2(T) + Na  ? (K) + NaCl

(K) + Cl2  aske (L) + (U)

2(L) + Na ? (X) + NaCl

Cõu 5 : (ĐHTM - 2001)

Biết rằng: A là đồng phân của C 8 H 10 có công thức: C 6 H 5 - C 2 H 5

A + Cl 2 theo tỷ lệ 1:1

Cõu 6 : Đề thi HSG Tỉnh Hũa Bỡnh 2008

Vinyl axetilen

Đivinyl

5

6 7

8 9

Hoàn thành sơ đồ phản

ứng sau:

CaC2 + H2 O A Trựng hợp B + H2, xt C Trựng hợp Cao su buna

3

A + Cl2 ASKT

A 1

B 1 + NaOH

A

5

+ H

2SO 4

B

2 +H

2 SO

4 đ

1700C

B 3

Trùng hợp

Polyme

Bài 7:

Bài 8:

Bài 9:

Biết: X chứa C, H, O

D có 3 nguyên tố Mỗi mũi tên là một phản ứng

Bài 10:

Bài 11:

Bài 12:

(B) + H2O xt t, 0

(D) + O2 xt t, 0

(E) + (B) xt t, 0

Polyvinyl Axetat Trùng hợpX

H

C

3H

4O

2 + X B

C

1

+ T

E 1

C

2

+ Z

C

3H

4O 2

- M

- M

CH

B 1 +HCl

+ 2HCl

+NaOH

+NaOH

B2

C

3H

1:1

2 E (E là axit hữu cơ 2 lần axit)

A X

C

3H

6O

2

+NaOH

A 2

NaOH H

2SO 4

A 3

AgNO 3 NH 3

A 4

A 5

A 6

+ H2SO4

+ NaOH

đơn chức, mạch hở

C2H2

(B)

(D)

CH3CHO

CH3COOH

CH3COO-CH=CH2

PVA

(E)

(9)

(11) (10)

(7) (5)

(6) (4)

(3)

(H) 1500 C0

(I)) t0

(L) + (N) t cao0

n(F) xt t p, ,0

Bµi 13:

0



   

 

4

Bµi 14:

Bµi 15:

ĐỀ THI QUỐC GIA 1999-2000

Câu I : Cho sơ đồ sau :

C D axeton

A B

G 1,4-đibrom-2-buten

n-Butan

550 - 600 o C B 1 C 1 D 1 glixerin trinitrat

A 1 1) CH 2 - CH 2

Mg

B 2 C 2 D 2 isoamylaxetat

ete khan 2) H 3 O +

A , A 1 , B , B 1 , B 2 D 2 là các hợp chất hữu cơ

1) Hãy ghi các chất cần thiết và điều kiện phản ứng trên các mũi tên

2) Viết công thức cấu tạo của tất cả các hợp chất hữu cơ ở sơ đồ trên

3) Viết các phương trình phản ứng tạo thành glixerin trinitrat từ n-butan theo sơ đồ trên

lµm l¹nh nhanh

(6) xt

xt xt

xt

(A)

(5)

(1) NaOH

(X)

(A)

(7) (6)

(8)

(1: 1) NaOH

(X) (4)

NaOH, t0

(E)

(9)

C2H5OH (5)

Cỏch giải

1) Hóy ghi cỏc chất cần thiết và điều kiện phản ứng trờn cỏc mũi tờn :

A , A 1 , B , B 1 , B 2 D 2 là cỏc hợp chất hữu cơ

CrO 3 / H + Mn(CH 3 COO) 2 ThO 2 , t o

C D axeton

H 2 O / H +

A B

Al 2 O 3 / ZnO Br 2

G CH2Br-CH=CH-CH2Br

400-500 o C

CH3CH2CH2CH3 Cl 2 Cl 2 , H 2 O NaOH dd HNO 3 CH2-ONO2

550 - 600 o C B1 C1 D1 CH- ONO2

450-500 o C H 2 SO 4 đ CH2-ONO2

A1 1) CH 2 - CH 2

HCl Mg CH 3 COOH

B2 C2 D2 CH3CO2C5H11-i

ete khan 2) H 3 O + H + , t o

2) Viết cụng thức cấu tạo của tất cả cỏc hợp chất hữu cơ ở sơ đồ trờn :

A: CH2=CH2 ; B : CH3CH2OH ; C: CH3-CH=O ; D : CH3-COOH ; A1 : CH3-CH=CH2 ;

G : CH2=CH-CH=CH2 ; B1 : CH2=CH-CH2-Cl ; C1 : CH2Cl-CHOH-CH2Cl ;

D1 : CH2OH-CHOH-CH2OH ; B2 : CH3-CHCl-CH3 ; C2 : ( CH3 )2CH-MgCl ; D2 : ( CH3

)2CH-CH2-CH2OH ( Hoặc C là CH3COOH , D là Ca(CH3COO)2 với điều kiện phản ứng hợp lớ ; hay A là CH4 B là CH  CH , C là CH3CH = O)

3) Viết cỏc phương trỡnh phản ứng tạo thành glixerin trinitrat từ n-butan theo sơ đồ trờn :

550 - 600 o C

CH3CH2CH2CH3 CH4 + CH3-CH=CH2

450-500 o C

CH3-CH=CH2 + Cl2 ClCH2-CH=CH2 + HCl

ClCH2-CH=CH2 + Cl2 + H2O CH2Cl-CHOH-CH2Cl + HCl

to

CH2Cl-CHOH-CH2Cl + 2 NaOH CH2OH-CHOH-CH2OH + 2 NaCl

H 2 SO 4 đ CH2-ONO2

CH2OH-CHOH-CH2OH + 3 HNO3 CH-ONO2 + 3 H2O

10-20 o C CH2-ONO2

ĐỀ QUỐC GIA 2001:

2 Hoàn thành sơ đồ các phản ứng sau và gọi tên các sản phẩm từ A đến F :

Na2Cr2O4 2 H

Cl2 (1 mol) H2O C D

Benzen (1 mol) A B

FeCl3 tO , p HNO3 (1 mol) Fe, HCl

E F

ĐỀ HSG HUẾ 2006

2/ Hoàn thành dóy chuyển hoỏ sau :

A

B D

C2H2 → E G → Butadien 1,3 → Cao su Buna S

I → K → L

Xác định các chất A , B ,D , E , G , I , K , L và viết các phương trình phản ứng ?

Hướng dẫn giải: CuCl/NH 4 Cl

CH  CH + CH  CH CH  C – CH = CH2

Pd

CH  C – CH = CH2 + H2 CH = CH – CH = CH2

CH  CH + 2HCHO HOCH2-C  C – CH2OH

Ni

HOCH2-C  C – CH2OH + 2H2 OHCH2-CH2-CH2-CH2OH

H 2 SO 4 170 o C

OHCH2-CH2-CH2-CH2OH CH = CH – CH = CH2 + 2H2O

Pd

CH  CH + H2 CH2 = CH2

H 2 SO 4

CH2 = CH2 + H2O CH3CH2OH

MgO ,ZnO 500 o C

2CH3CH2OH CH = CH – CH = CH2 + 2H2O + H2

Hg 2+ 80 o C

CH  CH + H2O CH3 – CHO

OH

2CH3 – CHO CH3- CHOH – CH2 – CHO

Ni

CH3- CHOH – CH2 – CHO + H2 CH3- CHOH – CH2 – CH2OH

H 2 SO 4 170 o C

CH3-CHOH-CH2-CH2OH CH = CH – CH = CH2 + 2H2O

Na ,t o ,xt, P

nCH = CH – CH = CH2 + n C6H5CH =CH2 (-CH2-CH = CH – CH2 –CH – CH2 - )n

C6H5

ĐỀ HSG ĐÀ NẴNG

Từ benzen và các chất vô cơ, xúc tác cần thiết khác có đủ, viết các phương trình phản ứng hóa học điều chế :

(a) meta-clonitrobenzen

(b) ortho-clonitrobenzen

(c) axit meta-brombenzoic

(d) axit ortho-brombenzoic

Điều chế :

NO2

Fe

NO2

Cl

(a)

Cl

+ Cl2 Fe

Cl

SO3H

Cl

SO3H

t

Cl

NO2

NO2

CH3

Fe

COOH

COOH

Br

0,25

0,50

0,25

Fe

CH3

SO3H

CH3

SO3H

t

CH3

Br

Br

COOH Br

0,50

Dạng 2: Điều chế

Câu 1

Từ đá vôi, than đá, nước cùng các chất vô cơ và điều kiện cần thiết khác, viết các phương trình phản ứng điều chế: Cao su Buna, Polivinylclorua, polimetylacrylat

Câu 2: Từ CH3COONa cùng các chất vô cơ và điều kiện cần thiết khác điều chế các đồng phân của C3H4O2

mà có thể tác dụng với NaOH

Câu 3

Từ Glucôzơ cùng các chất vô cơ và điều kiện cần thiết khác viết các phương trình phản ứng điều chế rượu etylic, etylenglycol, Anđehyt axetic, axit axetic, axit focmic

Câu 4 Từ CH4 cùng các chất vô cơ và điều kiện cần thiết khác viết các phương trình phản ứng điều chế Phenol, Anilin, axit picric, m-brom nitro benzen, o-brom nitro benzen