Kinh nghiệm giải bài tập về phản ứng cháy của este, chất béo giúp học sinh THPT giải nhanh bài tập hóa học

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT CẨM THỦY SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM KINH NGHIỆM GIẢI BÀI TẬP VỀ PHẢN ỨNG CHÁY CỦA ESTE, CHẤT BÉO GIÚP HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG GIẢI NHANH BÀI TẬP HOÁ HỌC Người thực hiện: Nguyễn Đức Hào Chức vụ: Tổ trưởng chun mơn SKKN thuộc mơn: Hóa học THANH HOÁ NĂM 2020 Mục lục Trang MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1 Cơ sở lí luận 2.2 Thực trạng vấn đề 2.3 Giải pháp tổ chức thực 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm 19 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 20 3.1 Kết luận 20 3.2 Kiến nghị 20 Tài liệu tham khảo MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Ở trường trung học phổ thơng, mơn hóa học môn học bản, bao gồm lí thuyết thực nghiệm Bài tập hố học phương tiện cần thiết giúp học sinh nắm vững, nhớ lâu kiến thức bản, mở rộng đào sâu nội dung học Nhờ đó, học sinh hồn thiện kiến thức, đồng thời phát triển trí thơng minh, sáng tạo, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, lực nhận thức tư phát triển Thơng qua tập hố học giúp giáo viên đánh giá kết học tập học sinh Từ đó, phân loại học sinh có kế hoạch ôn tập, củng cố kiến thức sát với đối tượng Trong dạng tập hóa học, este chất béo ln có đề thi đề thi học sinh giỏi, đề thi đại học (nay gọi đề thi trung học phổ thông Quốc gia) Đặc biệt phản ứng cháy este chất béo, đốt cháy chất đốt cháy hỗn hợp chất Do đó, phản ứng cháy este chất béo có nhiều dạng, nhiều tập khó, học sinh dễ bị nhầm lẫn thường bị lúng túng phân tích đề, đặc biệt phản ứng đốt cháy hỗn hợp chất phức tạp Mấu chốt phương pháp học sinh phải phát vấn đề tập kết hợp định luật bảo tồn để có phương pháp giải tập phù hợp Hiện tại, chưa có tài liệu nghiên cứu bàn sâu vào vấn đề này, đồng nghiệp học sinh trường chưa có kinh nghiệm để giải quyết, khắc phục nên chọn đề tài: “Kinh nghiệm giải tập phản ứng cháy este, chất béo giúp học sinh trung học phổ thơng giải nhanh tập hố học” 1.2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu đề tài để giúp học sinh phân tích, giải nhanh, gọn nhất, tiết kiệm thời gian, từ gây hứng thú học tập cho học sinh 1.3 Đối tượng nghiên cứu Lý thuyết trọng tâm tập phản ứng cháy este chất béo 1.4 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tôi nghiên cứu tài liệu sách, báo, đề thi trung học phổ thơng Quốc gia có liên quan, tổng hợp phân loại tập theo trình tự logic, phù hợp với trình nghiên cứu Phương pháp quan sát sư phạm: Nghiên cứu thực tiễn dạy học giáo viên học sinh trường THPT Cẩm Thủy nhằm tìm nhu cầu kiến thức cần thiết lĩnh vực hóa học hữu Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia: Tôi tham khảo ý kiến thầy, cô giáo mơn, người có kinh nghiệm lĩnh vực Phương pháp toán học: Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý kết thu NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm BÀI : ESTE I Khái niệm este dẫn xuất khác axit cacboxylic Cấu tạo phân tử Khi thay nhóm –OH nhóm cacboxyl axit cacboxylic nhóm –OR este Este đơn giản có cơng thức cấu tạo sau : R C O R' với R, R’ gốc hiđrocacbon no, không no thơm (trừ trường hợp este axit fomic có R H) O Công thức tổng quát este a Trường hợp đơn giản: - Tạo axit cacboxylic đơn chức RCOOH, ancol đơn chức R’OH: RCOOR’ - Tạo axit cacboxylic đa chức R(COOH)a, ancol đơn chức R’OH: R(COOR’)a - Tạo axit cacboxylic đơn chức RCOOH, ancol đa chức R’(OH)b: (RCOO)bR’ - Tạo axit đa chức R(COOH)a, ancol đa chức R’(OH)b: Rb(COO)abR’a Với R, R’ gốc hiđrocacbon R = 1là H R = este axit oxalic b Trường hợp phức tạp: Là trường hợp este cịn chứa nhóm OH (hiđroxi - este) este cịn chứa nhóm COOH (este - axit) este vòng nội phân tử … Cách gọi tên este Tên este = Tên gốc hiđrocacbon R’ + tên anion gốc axit (đuôi at) H C O C 2H O etyl fomat CH3 C O CH=CH2 O vinyl axetat C 6H C O CH3 O metyl benzoat CH3 C O CH2C6H5 O benzyl axetat 4 Tính chất vật lí este Este có nhiệt độ sôi thấp so với axit ancol có số nguyên tử C Các etse trạng thái chất lỏng rắn, thường có mùi thơm dễ chịu II Tính chất hóa học este Phản ứng nhóm chức a Phản ứng thủy phân Este bị thủy phân môi trường axit môi trường kiềm Thủy phân este môi trường axit phản ứng nghịch với phản ứng este hóa: o H 2SO , t  → ¬   R–COO–R’ + H–OH R–COOH + R’–OH Phản ứng thủy phân môi trường kiềm phản ứng chiều cịn gọi phản ứng xà phịng hóa: H O, t o R–COO–R’ + NaOH → R–COONa + R’–OH b Phản ứng khử Este bị khử liti nhơm hiđrua (LiAlH 4), nhóm RCO– (gọi nhóm axyl) trở thành ancol bậc I: LiAlH , t o R–COO–R’ → R–CH2–OH + R’–OH Phản ứng gốc hiđrocacbon a Phản ứng cộng vào gốc không no: o Ni, t → CH3[CH2]16COOCH3 CH3[CH2]7CH=CH[CH2]7COOCH3 + H2  metyl oleat metyl stearat b Phản ứng trùng hợp: CH2 =CH - C - O - CH3 o xt, t  → O ( CH - CH2 ) n COOCH3 metyl acrylat poli metyl acrylat Phản ứng đốt cháy: Ví dụ đốt cháy este no, đơn chức, mạch hở: o t CnH2nO2 + (1,5n – 1)O2 → nCO2 + nH2O III Điều chế ứng dụng Điều chế a Este ancol: Phương pháp thường dùng để điều chế este ancol đun hồi lưu ancol với axit hữu cơ, có H 2SO4 đặc xúc tác, phản ứng gọi phản ứng este hóa Ví dụ: o H 2SO , t  → ¬   CH3COOH + (CH3)2CHCH2CH2OH CH3COOCH2CH2CH(CH3)2 + H2O b Este phenol: Để điều chế este phenol, không dùng axit cacboxylic mà phải dùng anhiđrit axit clorua axit tác dụng với phenol Ví dụ: C6H5OH + to (CH3CO)2O → CH3COOC6H5 anhiđrit axetic phenyl axetat + CH3COOH Ứng dụng Este dùng làm dung môi, thủy tinh hữu cơ, chất dẻo, keo dán, dược phẩm, công nghiệp thực phẩm BÀI 2: LIPIT I Khái niệm, phân loại trạng thái tự nhiên Khái niệm phân loại Lipit gồm chất béo, sáp, steroit, … chúng este phức tạp Chất béo trieste glixerol với axit monocacboxylic có số chẵn nguyên tử cacbon (khoảng từ 12C đến 24C) không phân nhánh (axit béo), gọi chung triglixerit hay triaxylglixerol Chất béo có cơng thức chung là: CH2 - O - CO - R CH - O - CO - R CH2 - O - CO - R Trong đó: R1, R2, R3 gốc hiđrocacbon no khơng no, khơng phân nhánh, giống khác Trạng thái tự nhiên Chất béo thành phần dầu, mỡ động, thực vật II Tính chất chất béo Tính chất vật lí Ở nhiệt độ phòng, triglixerit thường chất rắn (như mỡ bò, mỡ lợn, …) chất lỏng (như dầu lạc, dầu vừng, …) từ động vật máu lạnh (dầu cá) Chất béo nhẹ nước, không tan nước, tan dung môi hữu Tính chất hóa học a Phản ứng thủy phân môi trường axit CH - O - CO - R + 3H2O H+ , to CH2 - O - CO - R triglixerit b Phản ứng xà phịng hóa CH2 - O - CO - R CH - O - CO - R R - COOH CH2 - OH CH2 - O - CO - R o t + 3NaOH  → CH - OH R - COOH glixerol axit béo CH2 - OH R - COONa CH - OH CH2 - OH triglixerit c Phản ứng hiđro hóa glixerol CH2 - O - CO - C17H33 CH2 - O - CO - C17H33 R - COOH CH2 - OH CH2 - O - CO - R CH - O - CO - C17H33 + + R - COONa R - COONa xà phòng CH2 - O - CO - C17H35 + 3H2 o Ni, t ,p  → CH - O - CO - C17H35 CH2 - O - CO - C17H35 triolein (trạng thái lỏng) tristearin (trạng thái rắn) d Phản ứng oxi hóa - Chất béo bị oxi hóa chậm oxi khơng khí tạo sản phẩm có mùi khó chịu - Chất béo bị oxi hóa hồn tồn (phản ứng đốt cháy) tạo CO2 H2O: x+ y y −3 to )O2 → xCO2 + H2O CxHyO6 + ( III Ứng dụng công nghiệp Chất béo dùng để điều chế xà phòng, glixerol chế biến thực phẩm, làm nhiên liệu cho động điezen, sản xuất số thực phẩm mì sợi, đồ hộp, … 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Qua theo dõi thực tế giảng dạy nhiều năm trường THPT Cẩm Thủy 2, nhiều đối tượng học sinh, kết hợp với việc tham khảo ý kiến đồng nghiệp giảng dạy môn, nhận thấy đa số học sinh dễ bị nhầm lẫn thường bị lúng túng phân tích đề khơng có hướng giải tập tính tốn phản ứng cháy este chất béo Trong trình làm tập học sinh, biểu dễ dàng nhận thấy như: Thứ nhất, chưa tự giác, chưa tích cực việc đào sâu nghiên cứu kiến thức, học cịn mang tính đối phó, việc tìm tài liệu tham khảo học sinh cịn hạn chế nên chưa hiểu sâu sắc kiến thức học Thứ hai, học sinh khơng tích cực học lớp với biểu cụ thể như: đóng góp ý kiến xây dựng bài, việc tham gia hoạt động học ghi cách thụ động, … Thứ ba, chưa có nhiều tài liệu hướng dẫn học sinh cách phát điểm mấu chốt tập để có hướng giải tập phù hợp Từ trạng dẫn tới kết là: Khi ôn thi học sinh giỏi, ôn thi THPT Quốc gia, trình làm tập phản ứng cháy este chất béo, học sinh thường trầm, tính tích cực tự giác học sinh khơng phát huy, học sinh làm kết quả, trí có học sinh khơng làm Nguyên nhân: Thực trạng tạo nên từ nhiều nguyên nhân khác như: Từ phía học sinh: Do ý thức tự giác học sinh chưa cao, trình độ học sinh cịn hạn chế, chưa làm nhiều dạng tập dạng tập tổng hợp hữu vận dụng cao nên kĩ giải tập hạn chế, … Từ phía giáo viên: Do cách hướng dẫn giải tập giáo viên chưa phù hợp, rườm rà, khó hiểu, khơng logic nên chưa khơi gợi hứng thú, tích cực cho học sinh Đơi có cách hướng dẫn giải tập giáo viên khó khiến học sinh lúng túng, khơng tự tin làm tập khác tương tự Từ phía xã hội: Do xu xã hội có nhiều vấn đề khiến học sinh bận tâm như: việc yêu sớm, quan tâm gia đình, trang mạng xã hội (như Facebook, Youtube, Instagram, Twitter, WhatApp, WeChat, Tumblr, …), tệ nạn xã hội, Từ xu khiến học sinh giảm bớt hứng thú, động lực học tập Ngồi ra, việc thi theo hình thức trắc nghiệm mơn Hóa học lí phần đông học sinh ngại giải tập đề dài khó Hơn nữa, hệ thống tập sách giáo khoa định hướng chung cho việc khai thác kiến thức bản, trình độ học sinh lại đa dạng, phân chia thành nhiều đối tượng khác nhau, nơi nào, lớp 2.3 Giải pháp tổ chức thực Khi giải tập phản ứng cháy este chất béo, ta có nhiều phương pháp để giải Tuy nhiên, đề tài trọng vào việc sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng mối liên hệ số mol CO2, H2O với este 2.3.1 Cơ sở lý thuyết 2.3.1.1 Phản ứng đốt cháy este a Este no, đơn chức, mạch hở - Công thức tổng quát: CnH2nO2, n ≥ o t - Phản ứng cháy: CnH2nO2 + (1,5n – 1)O2 → nCO2 + nH2O - Nhận xét: + Khi đốt cháy este no, đơn chức, mạch hở thu nCO = nH O nO = 1,5.nCO − neste 2 2 + Khi đốt cháy este mà thu số mol CO số mol H2O este este no, đơn chức, mạch hở - Áp dụng định luật bảo tồn để giải tốn: + Định luật bảo toàn khối lượng: meste + mO = mCO + mH O meste = mC + mH + mO 2 + Định luật bảo toàn nguyên tố O: 2.neste + 2.nO = 2.nCO + nH O 2 b Este không no, đơn chức, mạch hở có liên kết đơi C=C - Công thức tổng quát: CnH2n-2O2, n ≥ o t - Phản ứng cháy: CnH2n-2O2 + 1,5(n – 1)O2 → nCO2 + (n – 1)H2O - Nhận xét: Khi đốt cháy este không no, đơn chức, mạch hở có liên kết đơi C=C neste = nCO – nH O nO = 1,5.nH O 2 2 c Este không no, đơn chức, có k liên kết C=C phân tử - Cơng thức tổng quát: CnH2n-2kO2, n ≥ 3, k ≥ o t - Phản ứng cháy: CnH2n-2kO2 + (1,5n – 0,5k – 1)O2 → nCO2 + (n – k)H2O - Nhận xét: Khi đốt cháy este không no, đơn chức, mạch hở có k liên kết đơi C=C nCO – nH O = k neste 2 d Este - Cơng thức tổng qt: CxHyOz x, y, z nguyên dương, x ≥ 2, z ≥ 2, y chẵn - Phản ứng cháy: CxHyOz + ( x+ y z y − to → xCO2 + H2O )O2  - Áp dụng định luật bảo tồn để giải tốn: + Định luật bảo toàn khối lượng: meste + mO2 = mCO2 + mH 2O meste = mC + mH + mO + Định luật bảo toàn nguyên tố: z.neste + 2.nO = 2.nCO + nH O 2 + Khi đốt cháy este X ta có: nCO − nH O = (k − 1).nX , với k tổng số liên kết pi 2 phân tử este tính theo cơng thức k= 2x + − y 2.3.1.2 Phản ứng đốt cháy chất béo X: CxHyO6 - Phản ứng cháy: CxHyO6 + ( x+ y y −3 to )O2 → xCO2 + H2O 10 Cho toàn Z tác dụng với Na dư, thu 1,12 lít khí H Đốt cháy hoàn toàn T, thu H2O, Na2CO3 0,05 mol CO2 Phần trăm khối lượng X E A 81,74% B 40,33% C 30,25% D 35,97% Giải Nhận thấy: nancol Z = nH = 0,1 mol → nNaOH = nZ = 0,1 mol Bảo toàn khối lượng: mZ = mE + mNaOH – mT = 7,34 + 0,1.40 – 6,74 = 4,6 gam 4, → MZ = 0,1 = 46 → Z C2H5OH Bảo toàn nguyên tố Na: nNa2CO3 = nNaOH = 0,05 mol Bảo toàn nguyên tố C: nC (muối) = nCO + nNa CO = 0,05 + 0,05 = 0,1 mol Mặt khác: nNa (muối) = nNaOH = 0,1 mol = nC (muối) → Trong muối T, số nguyên tử C Na → Muối T phải gồm HCOONa (x mol) (COONa)2 (y mol) 2  nNa = x + y = 0,1  x = 0, 04    mmuoi = 68 x + 134 y = 6, 74 →  y = 0, 03 Vậy E gồm 0,04 mol X (HCOOC2H5) 0,03 mol Y (COOC2H5)2 0, 04.74.100 7,34 → %X = = 40,33% → Đáp án B Câu 4: (Trích đề thi minh họa Bộ năm 2020) Hỗn hợp T gồm ba este X, Y, Z mạch hở (MX < MY < MZ) Cho 48,28 gam T tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,47 mol NaOH, thu muối axit cacboxylic đơn chức hỗn hợp Q gồm ancol no, mạch hở, có số nguyên tử cacbon phân tử Đốt cháy hồn tồn Q, thu 13,44 lít khí CO 14,4 gam H2O Phần trăm khối lượng nguyên tố H Y A 9,38% B 8,93% C 6,52% D 7,55% Giải 13 o t Sơ đồ phản ứng: Q + O2 → CO2 + H2O Ta có: nO (trong ancol Q) = nNaOH = 0,47 mol; nCO = 0,6 mol; nH O = 0,8 mol 2 Do Q gồm ancol no, mạch hở nên nQ = nH O – nCO = 0,2 mol nCO2 → Số nguyên tử C = nQ = 2nH 2O 0, 0, = 3; số nguyên tử H = nQ = 2.0,8 0, =8 nO 0, 47 = nQ 0, Số nguyên tử O trung bình = = 2,35 → Q gồm ancol C3H7OH, C3H6(OH)2 C3H5(OH)3 mQ = mC + mH + mO = 0,6.12 + 0,8.2 + 0,47.16 = 16,32 gam o t Sơ đồ phản ứng: T + NaOH → muối RCOONa + Q Bảo toàn khối lượng: mRCOONa = mT + mNaOH – mQ = 48,28 + 0,47.40 – 16,32 = 50,76 gam 50, 76 = R + 67 = 0, 47 → MRCOONa → R = 41 (C3H5-) Theo ra: MX < MY < MZ nên T gồm X: C3H5COOC3H7, Y: (C3H5COO)2C3H6 Z: (C3H5COO)3C3H5 Phần trăm khối lượng nguyên tố H Y 16.100 %H Y = 212 = 7,55% → Đáp án D Câu 5: X, Y hai axit hữu mạch hở (M X < MY) Z ancol no, T este hai chức mạch hở không nhánh tạo X, Y, Z Đun 38,86 gam hỗn hợp E chứa X, Y, Z, T với 400ml dung dịch NaOH 1M vừa đủ thu ancol Z hỗn hợp F chứa hai muối có số mol Cho Z vào bình chứa Na dư thấy bình tăng 19,24 gam thu 5,824 lít H đktc Đốt hồn tồn hỗn hợp F cần 15,68 lít O (đktc) thu khí CO2, Na2CO3 7,2 gam H2O Phần trăm số mol T E gần với A 52,8% B 30,5% C 22,4% D 18,8% Giải 14 Nhận thấy: T este hai chức mạch hở không nhánh tạo X, Y, Z nên X, Y hai axit hữu mạch hở đơn chức Z ancol no hai chức mạch hở (R(OH)2) R(OH)2 + 2Na → R(ONa)2 + H2 nancol Z = nH = 0,26 mol; mZ = mbình tăng + mH = 19,24 + 0,26.2 = 19,76 gam 2 → MZ = 76 → Z C3H6(OH)2 Trong F: nNa = nNaOH = 0,4 mol (mỗi muối có 0,2 mol) nO = 2nNa = 0,8 mol F (gồm RCOONa R’COONa) + O2 → CO2 + Na2CO3 + H2O Bảo toàn nguyên tố Na: Bảo toàn nguyên tố O: nNa2CO3 nCO2 nNaOH = = 0,2 mol = (0,8 + 2.0,7 – 3.0,2 – 0,4) = 0,6 mol Bảo toàn nguyên tố C: nC (muối) = 0,6 + 0,2 = 0,8 mol → C= nC 0,8 = =2 nmuoi 0, → Trong F phải chứa HCOONa muối cịn lại có dạng CxHyO2Na Bảo toàn nguyên tố C muối: 0,2.1 + 0,2.x = 0,8 → x = Bảo toàn nguyên tố H muối: 0,2.1 + 0,2.y = 0,8 → y = →CH2=CH-COONa Sơ đồ phản ứng: E + NaOH → muối + C3H6(OH)2 + H2O Bảo toàn khối lượng: mH O = 38,86 + 0,4.40 – 0,2.68 – 0,2.94 – 19,76 = 2,7 gam → nH O = 0,15 mol → n2 axit E = nH O = 0,15 mol 2 Muối axit este E tạo nên neste T = (0,4 – 0,15) = 0,125 mol 0,125.100 → %T = 0,15 + 0, 26 = 30,49% → Đáp án B 15 Câu 6: (Trích đề thi THPT Quốc gia năm 2018) Este X hai chức, mạch hở, tạo ancol no với hai axit cacboxylic no, đơn chức Este Y ba chức, mạch hở, tạo glixerol với axit cacboxylic khơng no, đơn chức (phân tử có hai liên kết pi) Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp E gồm X Y cần vừa đủ 0,5 mol O thu 0,45 mol CO2 Mặt khác, thủy phân hoàn toàn 0,16 mol E cần vừa đủ 210 ml dung dịch NaOH 2M, thu hai ancol (có số nguyên tử cacbon phân tử) hỗn hợp ba muối, tổng khối lượng muối hai axit no a gam Giá trị a là: A 13,20 B 20,60 C 12,36 D 10,68 Giải Gọi số mol X Y có 0,16 mol E tương ứng x y Theo ta có: nE = x + y = 0,16 nNaOH = 2x + 3y = 0,42 → x = 0,06 y = 0,1 → x : y = 0,06 : 0,1 = : Trong m gam E: Gọi nX = 3a → nY = 5a CTPT X có dạng: CnH2n-2O4 (n ≥ 6); Y có dạng: CmH2m-10O6 (m ≥ 12) o t CnH2n-2O4 + (1,5n – 2,5)O2 → nCO2 + (n – 1)H2O 3a (4,5n – 7,5)a 3na (1) to CmH2m-10O6 + (1,5m – 5,5)O2 → mCO2 + (m – 5)H2O (2) 5a (7,5n – 27,5)a 5ma Theo ra: (4,5n – 7,5)a + (7,5n – 27,5)a = 0,5 (*) 3na + 5ma = 0,45 (**) Lấy (*) : (**) → 21n + 35m = 630; Kết hợp với điều kiện n ≥ m ≥ 12 có n = 10 m = 12 thỏa mãn Vậy CTPT X C10H18O4 (0,06 mol) Y C12H14O6 (0,1 mol) Khối lượng E: mE = 202.0,06 + 254.0,1 = 37,52 gam CTCT X: R1COO-C3H6-OOCR2; Y: (C2H3COO)3C3H5 (do ancol C) to R1COO-C3H6-OOCR2 + 2NaOH → C3H6(OH)2 + R1COONa + R2COONa 0,06 mol 0,12 mol 0,06 mol to (C2H3COO)3C3H5 + 3NaOH → C3H5(OH)3 + 3C2H3COONa 0,1 mol 0,3 mol 0,1 mol 0,3 mol 16 BTKL: a = 37,52 + 40.0,42 – 76.0,06 – 92.0,1 – 94.0,3 = 12,36 gam ⇒ Đáp án C Dạng 2: Bài tập phản ứng đốt cháy chất béo Câu 1: Thủy phân hoàn toàn a mol triglixerit X dung dịch NaOH vừa đủ, thu glixerol m gam hỗn hợp muối Đốt cháy hoàn toàn a mol X thu 1,375 mol CO2 1,275 mol H2O Mặt khác, a mol X tác dụng tối đa với 0,05 mol Br dung dịch Giá trị m A 20,15 B 20,60 C 23,35 D 22,15 Giải - Gọi CTPT chất béo X: CxHyO6; có tổng số liên kết π phân tử k - Phản ứng cháy: CxHyO6 + ( x+ y y −3 to )O2 → xCO2 + H2O - Phản ứng với dd Br2: CxHyO6 + (k – 3)Br2 → CxHyO6Br(2k-6) (1) (2) 0, 05 nBr2 = k − mol Theo phản ứng (2): nX = k − Mặt khác: (k – 1).nX = nCO − nH O = 1,375 – 1,275 = 0,1 mol 2 0, 05 ⇒ (k – 1) k − = 0,1 ⇒ k = ⇒ nX = 0,025 mol nO2 = (2.1,375 + 1,275 – 6.0,025) = 1,9375 mol Bảo toàn nguyên tố oxi cho (1): Bảo toàn khối lượng cho (1): mX = 44.1,375 + 18.1,275 -32.1,9375 = 21,45 gam to - Phản ứng NaOH: (RCOO)3C3H5 + 3NaOH → 3RCOONa + C3H5(OH)3 (3) 0,025 mol 0,075 mol 0,025 mol Bảo toàn khối lượng cho phản ứng (3): m = 21,45 + 40.0,075 – 92.0,025 = 22,15 gam ⇒ Đáp án D Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn a gam triglixerit X cần vừa đủ 18,125 mol O 2, thu 12,75 mol CO2 12,25 mol H2O Mặt khác, cho 2a gam X phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH, thu b gam muối Giá trị b 17 A 208,5 B 441 C 337 D 417 Giải - Gọi CTPT chất béo X: CxHyO6 - Phản ứng cháy: CxHyO6 + ( x+ y y −3 to )O2 → xCO2 + H2O (1) Bảo toàn nguyên tố oxi cho (1): nX = (2.12,75 + 12,25 – 2.18,125) = 0,25 mol Bảo toàn khối lượng cho (1): a = 44.12,75 + 18.12,25 – 32.18,125 = 201,5 gam - Phản ứng với NaOH (với 2a gam X số mol khối lượng gấp đôi): to (RCOO)3C3H5 + 3NaOH → 3RCOONa + C3H5(OH)3 (2) 0,5 mol 1,5 mol 0,5 mol Bảo toàn khối lượng: m = 201,5.2 + 40.1,5 – 92.0,5 = 417 gam ⇒ Đáp án D Câu 3: Thủy phân hoàn toàn triglixerit X dung dịch NaOH, thu glixerol, natri stearat natri oleat Đốt cháy hoàn toàn m gam X cần vừa đủ 3,22 mol O2, thu H2O 2,28 mol CO2 Mặt khác, m gam X tác dụng tối đa với a mol Br2 dung dịch Giá trị a A 0,04 B 0,08 C 0,20 D 0,16 Giải to Nhận thấy: X + 3NaOH → C3H5(OH)3 + C17H35COONa + C17H33COONa (1) Các muối tạo có 17C nên CTPT X C57HxO6 x x to C57HxO6 + (54 + )O2 → 57CO2 + H2O nO2 Theo phản ứng (2): nCO2 = nH 2O = (2) x = 3, 22 → x = 106 57 2, 28 54 + 106 106.2, 28 nCO2 = = 2,12 2.57 2.57 mol 18 nX = 2, 28 nCO2 = = 0, 04 57 57 mol 2.57 + − 106 CTPT X C57H106O6 nên số liên kết π X: k = =5 (hoặc (k – 1).nX = nCO − nH O ⇒ (k – 1).0,04 = 2,28 – 2,12 ⇒ k = 5) 2 ⇒ Hệ số phản ứng với Br2 k – = C57H106O6 + 2Br2 → C57H106O6Br4 (3) ⇒ Đáp án B Theo phản ứng (3): n Br = 2nX = 0,08 mol Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn m gam triglixerit X cần vừa đủ 3,08 mol O 2, thu CO2 mol H2O Cho m gam X tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, thu glixerol 35,36 gam muối Mặt khác, m gam X tác dụng tối đa với a mol Br2 dung dịch Giá trị a A 0,2 B 0,24 C 0,12 D 0,16 Giải - Phản ứng cháy: CxHyO6 + ( x+ y y −3 to )O2 → xCO2 + H2O (1) Gọi nX = a mol, nCO = b mol, k tổng số liên kết π phân tử X Bảo toàn nguyên tố O: 6a + 2.3,08 = 2b + → 3a – b = – 2,08 (I) Bảo toàn khối lượng: m + 32.3,08 = 44b + 18.2 → m = 44b – 62,56 to - Pư với NaOH: (RCOO)3C3H5 + 3NaOH → 3RCOONa + C3H5(OH)3 (2) Theo phản ứng (2): nglixerol = nX = a, nNaOH = 3nX = 3a Bảo toàn khối lượng cho phản ứng (2): 44b – 62,56 + 40.3a = 35,36 + 92a → 28a +44b = 97,92 (II) Từ (I) (II), ta có: a = 0,04; b = 2,2 Mặt khác: (k – 1).nX = nCO − nH O → (k – 1).0,04 = 2,2 – → k = 2 - Phản ứng với Br2: X + (k – 3)Br2 → XBr(2k – 6) (3) Theo phản ứng (3): nBr = (k – 3).nX = (6 – 3).0,04 = 0,12 ⇒ Đáp án C 19 Câu 5: (Trích đề thi minh họa Bộ năm 2019) Đốt cháy hoàn toàn 0,06 mol hỗn hợp X gồm ba triglixerit cần vừa đủ 4,77 mol O 2, thu 3,14 mol H 2O Mặt khác, hiđro hóa hoàn toàn 78,9 gam X (xúc tác Ni, t 0), thu hỗn hợp Y Đun nóng Y với dung dịch KOH vừa đủ, thu glixerol m gam muối Giá trị m là: A 86,10 B 57,40 C 83,82 D 57,16 Giải - Phản ứng cháy chất béo X: CxHyO6 + ( Bảo toàn nguyên tố oxi: nCO2 x+ y y −3 to )O2 → xCO2 + H2O (1) = (2.4,77 + 6.0,06 – 3,14) = 3,38 mol Ta có: nCO − nH O = (k − 1).nX ↔ 3,38 – 3,14 = (k – 1).0,06 → k = ⇒ Hệ số phản ứng X với H2 k – = 2 Bảo toàn khối lượng: mX = 44.3,38 + 18.3,14 – 32.4,77 = 52,6 gam ↔ 0,06 mol → 78,9 gam X tương ứng với số mol 0,09 mol - Phản ứng với H2: X + 2H2 → XH4 (2) n Theo phản ứng (2): H = 2nX = 0,18 mol nY = nX = 0,09 mol Bảo toàn khối lượng: mY = 78,9 + 2.0,18 = 79,26 gam to - Phản ứng với NaOH: (RCOO)3C3H5 + 3KOH → 3RCOOK + C3H5(OH)3 0,09 mol 0,27 mol 0,09 mol Bảo toàn khối lượng: m = 79,26 + 56.0,27 – 92.0,09 = 86,1 gam ⇒ Đáp án A Câu 6: (Trích đề thi THPT Quốc gia năm 2018) Thủy phân hoàn toàn a gam triglixerit X dung dịch NaOH, thu glixerol dd chứa m gam hỗn hợp muối (gồm natri stearat, natri panmitat C17HyCOONa) Đốt cháy hoàn toàn a gam X cần vừa đủ 1,55 mol O2, thu H2O 1,1 mol CO2 Giá trị m A 19,56 B 16,12 C 17,72 D 17,96 Giải o t X + 3NaOH → C3H5(OH)3 + C17H35COONa + C15H31COONa + C17HyCOONa 20 (1) Do CTPT X có dạng C55HxO6 x x to C55HxO6 + (52 + )O2 → 55CO2 + H2O nO2 Theo phản ứng (1): nCO2 = nH 2O = nX = (2) x = 1,55 → x = 102 55 1,1 52 + 102 102.1,1 nCO2 = = 1, 02 2.55 2.55 mol 1,1 nCO2 = = 0, 02 55 55 mol Bảo toàn khối lượng cho phản ứng (1): a = mX = 44.1,1 + 18.1,02 – 32.1,55 = 17,16 gam nglixerol = nX = 0,02 mol; nNaOH = 3nX = 0,06 mol Bảo toàn khối lượng cho phản ứng (2): m = 17,16 + 40.0,06 – 92.0,02 = 17,72 gam ⇒ Đáp án C 2.3.3 Bài tập tự rèn luyện Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn a gam triglixerit X cần vừa đủ 4,83 gam O2, thu 3,42 mol CO2 3,18 mol H2O Mặt khác, cho a gam X phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH, thu b gam muối Giá trị b A 60,36 B 57,12 C 53,15 D 54,84 Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn 22,9 gam hỗn hợp X gồm hai este đơn chức, mạch hở tạo ancol với hai axit cacboxylic dãy đồng đẳng, thu 1,1 mol CO2 15,3 gam H2O Mặt khác, toàn lượng X phản ứng hết với 300 ml dung dịch NaOH 1M thu dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y thu m gam chất rắn khan Giá trị m A 20,4 B 23,9 C 18,4 D 19,0 Câu 3: X, Y hai axit no, đơn chức, đồng đẳng kế tiếp; Z ancol hai chức; T este chức tạo X, Y, Z Đốt cháy 0,1 mol E gồm X, Y, Z, T cần dùng 0,47 mol O2, thu CO2 có khối lượng nhiều H 2O 10,84 gam Mặt khác, 0,1 21 mol E tác dụng vừa đủ với 0,11 mol NaOH, thu dung dịch G ancol có tỉ khối so với H2 31 Phần trăm khối lượng T E A 42,55% B 51,76% C 62,75% D 50,26% Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm anđehit malonic, anđehit acrylic este đơn chức mạch hở cần 2,128 lít khí (đktc) O 2, thu 2,016 lít CO2 (đktc) 1,08 gam H2O Mặt khác, m gam X tác dụng vừa đủ với 150 ml dung dịch NaOH 0,1M, thu dung dịch Y (giả thiết xảy phản ứng xà phòng hóa) Cho Y tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 NH3, khối lượng Ag tối đa thu A 4,32 B 10,80 C 8,10 D 7,56 Câu 5: Hỗn hợp E gồm axit cacboxylic X, ancol Y (đều no, đơn chức, mạch hở) este Z tạo X, Y Đốt cháy hoàn toàn m gam E cần 4,032 lít O (đktc), thu 3,136 lít CO2 (đktc) Đun nóng m gam E với 100 ml dung dịch NaOH 1M, sau phản ứng kết thúc, cô cạn dung dịch thu 5,68 gam chất rắn khan Công thức X A HCOOH B C2H5COOH C C3H7COOH D CH3COOH Câu 6: Hỗn hợp X gồm etyl axetat, đimetyl ađipat, vinyl axetat, anđehit acrylic ancol metylic (trong anđehit acrylic ancol metylic có số mol) Đốt cháy hoàn toàn 19,16 gam X cần dùng 1,05 mol O 2, sản phẩm cháy gồm CO 2, H2O dẫn qua nước vôi lấy dư, sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch có khối lượng giảm m gam so với ban đầu Giá trị m A 37,24 B 33,24 C 35,24 D 29,24 Câu 7: Hỗn hợp X gồm glyxin, alanin axit glutamic Hỗn hợp Y gồm tristearin tripanmitin Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp Z gồm m gam X m gam Y cần dùng 2,59 mol O2, sản phẩm cháy gồm N2, CO2 34,2 gam H2O Nếu đun nóng m gam Y với dung dịch NaOH dư, thu a gam glixerol Giá trị a A 9,20 B 7,36 C 11,04 D 12,88 22 Câu 8: Cho m gam hỗn hợp X gồm ba este đơn chức tác dụng tối đa với 350 ml dung dịch NaOH 1M, thu hỗn hợp Y gồm hai ancol dãy đồng đẳng 28,6 gam hỗn hợp muối Z Đốt cháy hồn tồn Y, thu 4,48 lít khí CO (đktc) 6,3 gam H2O Giá trị m A 21,9 B 22,8 C 30,4 D 20,1 Câu 9: (Trích đề thi minh họa Bộ năm 2019) Cho X, Y hai axit cacboxylic đơn chức (MX < MY); T este ba chức, mạch hở tạo X, Y với glixerol Cho 23,06 gam hỗn hợp E gồm X, Y, T glixerol (với số mol X lần số mol T) tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch NaOH 2M, thu hỗn hợp F gồm hai muối có tỉ lệ mol : 3,68 gam glixerol Đốt cháy hoàn toàn F cần vừa đủ 0,45 mol O2, thu Na2CO3, H2O 0,4 mol CO2 Phần trăm khối lượng T E có giá trị gần với giá trị sau đây? A 29 B 35 C 26 D 25 Đáp án tập tự rèn luyện Câu Đáp án D A C B B C B A C 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm Khi áp dụng đề tài qua khảo sát chất lượng ôn thi lớp 12 phản ứng đốt cháy este chất béo hai lớp 12A (lớp thực nghiệm) 12C (lớp đối chứng), thân nhận kết khả quan sau: Kết kiểm tra 15 phút: Lớp Sĩ số 12A 44 12C 42 Lớp Sĩ số Giỏi Điểm 9, 10 Khá Trung bình Điểm 7, Điểm 5, S S SL Tỉ lệ % Tỉ lệ % Tỉ lệ % L L 13 29,55 18 40,91 11 25,00 4,76 15 35,71 19 45,24 Kết kiểm tra 45 phút: Yếu Điểm 3, S Tỉ lệ % L 4,54 14,29 Kém Điểm 0, 1, S Tỉ lệ % L 0,00 0,00 Giỏi Điểm 9, 10 SL Tỉ lệ % Yếu Điểm 3, S Tỉ lệ % Kém Điểm 0, 1, S Tỉ lệ % Khá Điểm 7, S Tỉ lệ % Trung bình Điểm 5, S Tỉ lệ % 23 L L L 12A 44 14 31,82 17 38,64 10 22,73 6,81 12C 42 7,14 14 33,33 16 38,10 21,43 Kết KSCL ôn thi lớp 12 (bài kiểm tra 50 phút): L 0 0,00 0,00 Giỏi Điểm 9, 10 Khá Trung bình Yếu Kém Sĩ Điểm 7, Điểm 5, Điểm 3, Điểm 0, 1, Lớp S S S S số SL Tỉ lệ % Tỉ lệ % Tỉ lệ % Tỉ lệ % Tỉ lệ % L L L L 12A 44 12 27,27 18 40,91 10 22,73 9,09 0,00 12C 42 2,38 15 35,71 19 45,24 16,67 0,00 Qua bảng kết cho thấy đề tài góp phần nâng cao đáng kể chất lượng ôn thi học sinh lớp 12 trường THPT Cẩm Thủy Đề tài giúp em tích cực tự tin việc tìm kiếm hướng giải cho tập Từ chỗ lúng túng gặp tập, em biết vận dụng kiến thức, kĩ bồi dưỡng để giải thành thạo nhiều tập phức tạp KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Trong trình thực đề tài nhận thấy, vận dụng phương pháp tập phản ứng đốt cháy este, chất béo giúp cho trình giảng dạy học tập mơn hố học thuận lợi nhiều q trình giải tốn ta khơng cần phải lập phương trình tốn học (vốn điểm yếu học sinh) mà nhanh chóng tìm kết đúng, đặc biệt dạng tập trắc nghiệm Việc sử dụng phương pháp giải giúp học sinh vận dụng nhuần nhuyễn định luật hố học, biết phân tích kiện tập ứng dụng việc giải nhanh toán hoá học để đến kết cách ngắn gọn Khi việc kiểm tra, đánh giá học sinh chuyển sang hình thức câu hỏi trắc nghiệm khách quan, tơi nhận thấy, q trình tự học, học sinh tự tìm tịi, phát nhiều phương pháp khác giải tập hoá học Giúp cho niềm hứng thú, say mê học tập học sinh ngày phát huy Đề tài mở rộng nghiên cứu “phân dạng phương pháp giải tập phản ứng đốt cháy hợp chất hữu cơ” 3.2 Kiến nghị 24 Giáo viên mơn hóa học cần tích cực học tập, tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu để có thêm phương pháp giải cho dạng tập hóa học Cần vận dụng phương pháp giải nhanh cách linh hoạt cho tập cụ thể Trên kinh nghiệm mà thân rút trình giảng dạy Phương pháp có ưu điểm, nhược điểm, nên cần vận dụng sáng tạo phương pháp hay kết hợp đồng thời phương pháp giải cách hợp lý Vì tơi mong đóng góp ý kiến bổ sung quý thầy, cô XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 12 tháng 04 năm 2020 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Nguyễn Đức Hào 25 Tài liệu tham khảo Sách giáo khoa hóa học lớp 11, 12 Sách tập hóa học lớp 11, 12 Phát triển tư sáng tạo cho học sinh thông qua tập hoá học (tác giả Nguyễn Quang Vinh) Phương pháp giải nhanh toán hoá học THPT (tác giả TS Phùng Ngọc Trác) Phương pháp kĩ thuật giải nhanh tập trắc nghiệm hoá học (tác giả Lê Phạm Thành) Phương pháp giải nhanh toán hoá học THPT (tác giả Cao Thiên An) Phương pháp giải nhanh tập trắc nghiệm (tác giả Nguyễn Thị Khoa Phượng) 16 phương pháp kĩ thuật giải nhanh (Phạm Ngọc Bằng chủ biên) Đề thi THPT Quốc gia Bộ giáo dục năm 2018, 2019, 2020 đề thi minh họa Bộ giáo dục năm 2019, 2020 10 Đề thi thử THPT Quốc gia tỉnh, trường THPT trường Đại học Mẫu (2) DANH MỤC SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM NGÀNH GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN, TỈNH VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Nguyễn Đức Hào Chức vụ đơn vị công tác: Tổ trưởng chuyên môn, trường THPT Cẩm Thủy TT Tên đề tài SKKN Cấp đánh giá xếp loại (Ngành GD cấp huyện/tỉnh; Tỉnh ) Kết đánh giá xếp loại (A, B, C) Năm học đánh giá xếp loại Cấp tỉnh C 2016 Cấp tỉnh C 2018 Kinh nghiệm phát vấn đề giải vấn đề tập hay khó sắt giúp học sinh trung học phổ thông giải nhanh tập trắc nghiệm hoá học Kinh nghiệm giải tập phản ứng kim loại axit nitric tạo muối amoni giúp học sinh trung học phổ thông giải nhanh tập hoá học ... vấn đề giải vấn đề tập hay khó sắt giúp học sinh trung học phổ thông giải nhanh tập trắc nghiệm hoá học Kinh nghiệm giải tập phản ứng kim loại axit nitric tạo muối amoni giúp học sinh trung học. .. nghiệm giải tập phản ứng cháy este, chất béo giúp học sinh trung học phổ thông giải nhanh tập hố học? ?? 1.2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu đề tài để giúp học sinh phân tích, giải nhanh, gọn nhất,... đề thi học sinh giỏi, đề thi đại học (nay gọi đề thi trung học phổ thông Quốc gia) Đặc biệt phản ứng cháy este chất béo, đốt cháy chất đốt cháy hỗn hợp chất Do đó, phản ứng cháy este chất béo có