Phương pháp giải nhanh dạng bài tập este đặc biệt và muối amoni của amin

MỤC LỤC 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 CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Tình hình thực tế biện pháp thực 2.1.1 Tình hình thực tế trước thực đề tài 2.1.2 Biện pháp thực đề tài 2.2 Nội dung 2.2.1 Este phenol 2.2.2 Este vòng 12 2.2.3 Muối amoni 14 2.2.4 Cơ sở thực nghiệm 20 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 22 3.1.Kết luận 22 3.2 Đề xuất, kiến nghị 22 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài - Hóa học mơn học có nhiều ứng dụng đời sống Trong trường phổ thơng Hóa học mơn học áp dụng vào kỳ thi chương trình phổ thơng Từ năm 2015 đến Bộ Giáo Dục Đào Tạo áp dụng kỳ thi THPT Quốc Gia để xét tốt nghiệp xét vào Đại học-Cao Đẳng-THCN, thành tựu năm 2015, 2016 mà kì thi để lại ấn tượng định nhân dân giáo viên, học sinh, phụ huynh toàn xã hội hưởng ứng tích cực trở thành kì thi quan trọng học sinh THPT Trong năm 2017 Bộ Giáo Dục tiếp tục sử dụng kì thi THPT quốc gia với mục đích thời gian làm môn thi tổ hợp rút ngắn lại (từ 90 phút với 50 câu hỏi m ôn xuống 50 phút với 40 câu hỏi) Để giải số lượng câu hỏi học sinh địi hỏi phải có kỹ mà em học hóa học từ lớp năm lớp 8, em học hời hợt cảm thấy khó khăn học hóa, khó hiểu sợ học hóa học đặc biệt hóa học hữu - Kể từ năm 2007, Bộ Giáo Dục Đào Tạo chuyển cấu trúc thi tuyển sinh đại học-cao đẳng, THPT Quốc Gia mơn hố học từ tự luận sang trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn 100% Điều đồng nghĩa thời gian ngắn, học sinh phải thật bình tĩnh để lựa chọn phương án trả lời tối ưu Nắm bắt điều đó, giảng viên đại học, cao đẳng, chuyên gia nhà giáo có nhiều kinh nghiệm xuất nhiều sách tài liệu tham khảo phương pháp giải nhanh trắc nghiệm, nhiên cập nhật thi cử năm trở lại chúng tơi thấy có nhiều câu hỏi vận dụng, vận dụng cao cao mới- lạ, học sinh chưa hiểu thấu đáo khơng thể giải kể số giáo viên mà tài liệu tham khảo chưa kịp cập nhật - Nắm bắt điều thơng qua đề thi đề THPT quốc gia năm 2015, 2016 đề tham khảo lần 1,2,3 năm 2017 nhận thấy đề thi phần vận dụng có nhiều tập hữu hay khó khơng nắm chất gần không giải giải lâu, để giúp học sinh có cách giải nhanh, hay chúng tơi mạnh dạn viết SKKN “Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin” - Trong đề tài chúng tơi đưa bốn phần este phenol, este vòng, muối amoni amin thực nghiệm sư phạm áp dụng 1.2 Mục đích nghiên cứu Đề tài nghiên cứu để giúp học sinh lớp 12 ơn thi THPT quốc gia mơn Hóa học tốt hơn, hiệu giúp bạn đồng nghiệp ơn thi có hệ thống, hiệu nâng cao chất lượng dạy học mơn Hóa học trường phổ thông Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang 1.3 Đối tượng nghiên cứu Sáng kiến kinh nghiệm nghiên cứu phần Hóa học hữu lớp 12THPT tổng kết kĩ giải tập este-muối amin phán đoán tình đặt thực tiễn 1.4 Phương pháp nghiên cứu Đề tài nghiên cứu chủ yếu phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lý thuyết tổng quát để suy vấn đề cụ thể Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang PHẦN NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Tình hình thực tế biện pháp thực 2.1.1 Tình hình thực tế trước thực đề tài - Qua 10 năm giảng dạy trường phổ thông nhiều năm nghiên cứu, nhận thấy nhiều học sinh làm tập este đặc biệt muối amoni thường hay lúng túng-khúc mắc Điều đó, nhiều thời gian làm không làm kết este muối amoni amin học lớp 12 chương trình ôn thi - Thực tế học sinh không nhận biết este đặc biệt muối amoni amin nên giải tập khó khăn - Vì để nâng cao hiệu giải tập giải nhanh tập este đặc biệt muối amoni amin phục vụ thi THPT Quốc Gia thi học sinh giỏi tỉnh chọn đề tài “Phương pháp giải nhanh tập este đặc biệt muối amoni amin” nhằm đưa học sinh tới hiểu thấu đáo giải vấn đề tốt 2.1.2 Biện pháp thực đề tài 2.1.2.1 Những kiến thức cần trang bị - Nắm vững phản ứng thủy phân este, tính chất muối amoni - Viết công thức cấu tạo este, muối amoni - Viết phương trình thủy phân este, muối amoni tác dụng với kiềm - Xử lí kiện toán: số mol, khối lượng, 2.1.2.2 Những điểm cần lưu ý - Phản ứng chung este, muối amoni - Phỏng đốn cơng thức viết phương trình từ kiện đề 2.2 Nội dung 2.2.1 Este phenol 2.2.1.1 Phương pháp giải Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang Khi thủy phân este mơi trường kiềm (phản ứng xà phịng hóa) phản ứng xảy tổng quát: -COO- + NaOH(KOH) -COONa(KOH) + -OH Từ phương trình ta thấy số mol NaOH (KOH) phản ứng = số mol nhóm COO nên biết tỉ lệ phản ứng ta suy số nhóm chức –COO- Tỉ lệ mol 1: este đơn chức - Tỉ lệ mol 1: este chức - Tỉ lệ mol 1: este chức Tuy nhiên thực tế giải tập este ta thấy có bất thường phải hướng dẫn học sinh nghĩ đến chắn có este phenol, ta đặt tình để học sinh giải vấn đề: - Este đơn chức mà phản ứng với NaOH(KOH) theo tỉ lệ mol 1:2 phải este đơn chức phenol - Este hai chức phản ứng với NaOH(KOH) theo tỉ lệ mol 1:3 phải este hai chức có nhóm chức gắn với vịng benzen (của phenol) Ví dụ: Cho hỗn hợp este đơn chức tác dụng với NaOH mà số mol NaOH > số mol este este có este phenol,… 2.2.1.2 Các ví dụ Ví dụ [8]: Cho 3,05 gam phenylfomat vào 600 ml dung dịch NaOH 0,1M Sau phản ứng hoàn toàn, cô cạn dung dịch thu m gam rắn khan Giá trị m là: A 4,6 PTHH: B 5,2 HCOOC6H5 C 5,0 Hướng dẫn giải + 2NaOH 3,05 =0,025 122 0,06 D 3,1 ⃗⃗ HCOONa + C6H5ONa + H2O 0,025 mol BTKL mchất rắn = 3,05 + 0,06.40 – 0,025.18 = 5,0 gam chọn C Ví dụ [8]: Đun nóng 14,64 gam este X (C7H6O2) cần dùng 120 gam dung dịch NaOH 8% Cô cạn dung dịch thu lượng muối khan A 22,08 gam B 28,08 gam C 24,24 gam D 25,82 gam Hướng dẫn giải: Ta có: neste X = 0,12 mol; nNaOH = 100 120.8 =0,24 40 mol Vì nNaOH = 2neste X nên X este phenol: HCOOC6H5 PTHH: HCOOC6H5 + 2NaOH ⃗⃗ HCOONa + C6H5ONa + H2O Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang 0,12 0,24 0,12 BTKL mchất rắn = 14,64 + 0,24.40 – 0,12.18 = 22,08 gam chọn A 2.2.1.3 Các ví dụ nâng cao Ví dụ (Trích đề thực nghiệm 2017-Bộ GD) [5] Hỗn hợp E gồm hai este đơn chức, đồng phân cấu tạo chứa vòng benzen Đốt cháy hoàn toàn m gam E cần vừa đủ 8,064 lít khí O (đktc), thu 14,08 gam CO2 2,88 gam H2O Mặt khác, cho m gam E phản ứng tối đa với dung dịch chứa 2,4 gam NaOH, thu dung dịch T chứa hai muối Khối lượng muối axit cacboxylic T A 1,64 gam B 2,72 gam C 3,28 gam D 2,46 gam Hướng dẫn giải: Ta có: nCO2 = 0,32 mol; nH2O = 0,16 mol; nO2 = 0,36 mol Bảo toàn nguyên tố O: nO(E) = 0,08 mol C:H:O=0,32:0,32:0,08 = 4:4:1 C8H8O2(0,04 mol); số mol NaOH=0,06 mol thủy phân E cho muối nên E HCOOC6H4CH3 HCOOCH2-C6H5 Dễ tính este có số mol = = 0,02 mol m=0,04.68=2,72 gam chọn B Ví dụ (Trích đề đại học khối A-2013)[4] Hợp chất X có thành phần gồm C, H, O, chứa vòng benzen Cho 6,9 gam X vào 360 ml dung dịch NaOH 0,5M (dư 20% so với lượng cần phản ứng) đến phản ứng hoàn toàn, thu dung dịch Y Cô cạn Y thu m gam chất rắn khan Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 6,9 gam X cần vừa đủ 7,84 lít O (đktc), thu 15,4 gam CO2 Biết X có cơng thức phân tử trùng với công thức đơn giản Giá trị m A 12,3 B 11,1 C 11,4 D 13,2 Hướng dẫn giải: 6,9+0,35.32−0,35.44 Ta có: nCO2 = 0,35 mol, nO2 = 0,35 mol BTKL: nH O = 18 = 0,15 mol BT nguyên tố O: nO(X) = 0,15 mol C:H:O = 0,35: 0,3: 0,15 = 7:6:3 nên CTPT X 100 120 C7H6O3 Ta có nNaOH = 0,18 mol nNaOHphản ứng = 0,18 = 0,15 mol = 3nX nên X este phenol có OH gắn với vòng benzen: HCOOC6H4OH ⃗ PTHH: HCOOC6H4OH + 3NaOH HCOONa + C6H4(ONa)2 + 2H2O 0,05 0,18 0,1 mol Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang BTKL: mchất rắn = 6,9 + 0,18.40 – 0,1.18 = 12,3 gam chọn A Ví dụ (Trích đề khối B-2011) [4] Khi cho 0,15 mol este đơn chức X tác dụng với dung dịch NaOH (dư), sau phản ứng kết thúc lượng NaOH phản ứng 12 gam tổng khối lượng sản phẩm hữu thu 29,7 gam Số đồng phân cấu tạo X thoả mãn tính chất A B C D Vì nNaOH = 0,3 mol = 2nX nên X este đơn chức phenol Gọi cơng thức X RCOOC6H5, ta có PTHH: ⃗ RCOOC6H5 RCOONa + C6H5ONa + H2O + 2NaOH 0,15 0,3 0,15 0,15 mol msản phẩm hữu = 0,15 (R + 67) + 0,15.116 = 29,7 R= 15 (CH3) Công thức X CH3-COO-C6H5, đồng phân khác thỏa mãn Ta có: HCOO-C6H4-CH3 (o, m, p) nên có đồng phân cấu tạo thỏa mãn chọn C Ví dụ (Trích đề thi THPT quốc gia trường THPT chuyên Hùng Vương Phú Thọ lần 2-2016) [6] Cho 2,76 gam chất hữu X gồm C, H, O tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ sau chưng khơ phần có nước cịn lại muối Na có khối lượng 4,44 gam Nung nóng muối oxi dư, phản ứng hồn tồn thu 2,464 lít CO2 (đktc); 3,18 gam Na2CO3 0,9 gam H 2O Biết công thức phân tử X trùng với công thức đơn giản Cho 2,76 gam X tác dung với 80 ml dung dịch KOH 1M, cô cạn dung dịch thu m gam chất rắn, m có giá trị A 6,88 B 6,52 C 7,24 D 6,16 Hướng dẫn giải: Ta có: nNa2CO3 = 0,03 mol; nCO2 = 0,11 mol; nH2O = 0,05 mol Sơ đồ toán: X: 2,76 gam + NaOH: 0,06 mol 4,44 gammuèi + H2O: 0,04 mol § èt Na2CO3: 0,03 mol CO2: 0,11 mol H2O: 0,05 mol Từ suy ra: nC(X) = 0,14 mol; nH(X) = 0,05.2+0,04.2-0,06.1 = 0,12 mol 16 2,76−0,14.12−0,12.1 =0,06 mol C:H:O = 0,14:0,12:0,06 = 7:6:3 nX= 0,02 mol nên X este phenol có nhóm OH gắn với vịng benzen: HCOO-C6H4-OH PTHH: HCOOC6H4OH + HCOOK + C6H4(OK)2 + 2H2O nO(X) = 3KOH 0,02 0,08 0,04 mol Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang BTKL: mchất rắn = 2,76 + 0,08.56 – 0,04.18 = 6,52 gam chọn A Ví dụ (Trích đề thi THPT Quốc Gia năm 2016-Bộ giáo dục) [5] Hợp chất hữu X (chứa C, H,O) có loại nhóm chức Cho 0,15 mol X phản ứng vừa đủ với 180 gam dung dịch NaOH, thu dung dịch Y Làm bay Y, thu được164,7gam nước 44,4 gam hỗn hợp chất rắn khan Z Đốt cháy hoàn toàn Z, thu 23,85 gam Na2CO3; 56,1 gam CO2 14,85 gam H2O Mặt khác, Z phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng (dư), thu hai axit cacboxylic đơn chức hợp chất T (chứa C, H, O MT < 126) Số nguyên tử H phân tử T D.10 A.6 B 12 C.8 Hướng dẫn giải: * mNaOH = 2nNa2CO3 = 0,45 mol Sơ đồ toán: + dd NaOH CxH yOz 0,15 mol R¾n khan + O2 44,4 gam +H + Na2CO3: 0,225 mol + CO2: 1,275 mol + H2O: 0,825 mol axit hữu +T (MT nM nên M có este 0,15 C(X,Y)= =3 0,05 phenol dạng R- COOC6H5 nC(M) = 0,15 mol nên nên X, Y có este có số nguyên tử C < phải C2H4O2 hay HCOO-CH3 ⃗ PTHH: R-COOC6H5 + 2NaOH RCOONa + C6H5ONa + H2O 0,01 0,02 0,01 0,01 0,01 ⃗ HCOO-CH3 + NaOH HCOONa + CH3OH 0,04 0,04 0,04 Dễ dàng tính số mol este: RCOOC6H5: 0,01 mol HCOOCH3: 0,04 mol Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang X + 2NaOHM(I) + M(II) + H2O (mol) x 2x x Y (mol) y + NaOHM(I) + Ancol y y x+y = 5,44 = 0,04 136 2x + y = 0,06 M ancol x x y x = 0,02 mol y = 0,02 mol = 5,44 + 0,06.40 5,32 0,02.18 = 108 C6H5 CH2 OH 0,02 Þ Y HCOOCH2C6H5 ; X HCOOC6H4CH3 Þ T gồm HCOONa : (x + y) mol NaO-C6H4-CH3 : x mol Þ m HCOONa = (x + y).68 = 0,04.68 = 2,72 (gam) Þ Đáp án B Ví dụ 12 (Trích đề thi học sinh giỏi lớp 12 tỉnh Thanh Hóa-THPT năm 2017) [7] Chất hữu X (chứa C,H,O) có loại nhóm chức Cho 0,05 mol X phản ứng vừa đủ với 150 gam dung dịch NaOH dung dịch Y Làm bay Y, thu 144,9 gam nước 15,4 gam hỗn hợp chất rắn Z Đốt cháy hoàn toàn Z, thu 7,95 gam Na2CO3; 20,9 gam CO2 4,95 gam H2O Mặt khác, cho Y phản ứng với lượng dư dung dịch AgNO3 NH3, thu m gam kết tủa Ag dung dịch có chứa 10,25 gam muối hữu Xác định công thức cấu tạo X Tính giá trị m Hướng dẫn giải: Ta có: nNa2CO3 = 0,075 mol; nCO2 =0,475 mol; nH2O= 0,275 mol Bảo toàn Na: nNaOH = 0,15 mol mNaOH = gam mH2O ban đầu = 144 gam nên mH2O tạo = 0,9 gam nH2O tạo = 0,05 mol Sơ đồ toán: X: 0,05 mol + NaOH: 0,15 mol 15,4 gam Z § èt + H2O: 0,05 mol Na2CO3: 0,075 mol CO2: 0,475 mol H2O: 0,275 mol Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4Trang 10 SốCX= nH =0,275.2+0,05.2−0,15 nC =10 nX = 11; số HX = nX 0,05 Bảo tồn khối lượng tìm mX = 10,3 gam MX = 206 gam/mol nên số OX =4 Công thức phân tử X: C11H10O4 (k= 7) Vì X tác dụng với NaOH theo tỉ lệ : có nguyên tử O phân tử, chứa loại nhóm chức nên X đieste có nhóm chức phenol Do Y tác dụng với AgNO3/NH3 tạo Ag dung dịch chứa 10,25 gam muối hữu nên xét trường hợp: - số mol muối = 0,05 mol Mmuối = 205 - số mol muối = 0,1 mol Mmuối =102,5 (loại) - số mol muối =0,15 mol Mmuối =68,33 (loại) Vậy muối có M = 205 phải có dạng: RCOONH 4=205 nên R = 143 (lẻ nên phải có Na) phải chứa vịng benzen, O, Na thỏa mãn R = C8H8ONa Hay R NaO-C6H4-C2H4Muối NaO-C6H4-C2H4-COONH4 chất tạo nên phải NaO-C6H4-C2H4-CHO → CTCT X : + dạng 1: H-COO-CH=CH-CH2-C6H4-OOCH (3 CTCT vị trí o-, m-, p- ) + dạng 2: H-COO-CH=C(CH3)-C6H4-OOC-H (có CTCT ) + dạng 3: H-COO-CH=CH-C6H3(CH3)-OOC-H (có 10 CTCT ) Vậy hỗn hợp rắn Z gồm HCOONa (0,1 mol) HOC-CH2-CH2-C6H4-ONa (0,05 mol) Khi Z tham gia phản ứng tráng bạc ta có : HCOONa → 2Ag 0,1 mol 0,2 mol HOC-CH2-CH2-C6H4-ONa → 2Ag 0,05 mol 0,1 mol →mAg=108*0,3 =32,4 gam Ví dụ 13 (Trích đề dự bị học sinh giỏi lớp 12 mơn Hóa học tỉnh Thanh Hóa năm 2017) [7] Cho 2,76 gam chất hữu A (chỉ chứa C, H, O có cơng thức phân tử Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang 11 trùng với với công thức đơn giản nhất) tác dụng với dung dịch NaOH (vừa đủ), sản phẩm thu đem làm bay hết nước, phần chất rắn khan lại hai muối natri có khối lượng 4,44 gam Nung nóng hai muối oxi (dư), sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 3,18 gam Na 2CO3 ; 2,464 lít khí CO2 (đktc) 0,9 gam H2O Tìm cơng thức phân tử viết cơng thức cấu tạo A thỏa mãn tính chất Chất B đồng phân A, cho B tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH với lượng dư dung dịch NaHCO tạo sản phẩm khác C7H4Na2O3 C7H5NaO3 Viết cơng thức cấu tạo B phương trình hóa học phản ứng xảy Hướng dẫn giải: Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Na, ta có:nNaOH=2nNa2CO3 = 0,06 mol mNaOH = 2,4 gam Sơ đồ toán: A: 2,76 gam + NaOH: 0,06 mol 4,44 gammuèi + H2O: 0,04 mol § èt Na2CO3: 0,03 mol CO2: 0,11 mol H2O: 0,05 mol Từ suy ra: nC(A) = 0,14 mol; nH(A) = 0,05.2+0,04.2-0,06.1 = 0,12 mol 2,76−0,14.12−0,12.1 =0,06 nO(A) = 16 mol C:H:O = 0,14:0,12:0,06 = 7:6:3 CTPT công thức đơn giản CTPT C7H6O3 Số mol A phản ứng 2, 76 0, 02mol 138 nA : nNaOH = : 3, mà A có nguyên tử oxi sau phản ứng ta muối nên A HCOO-C6H4-OH có đồng phân: OH HO HCOO HCOO HCOO OH Theo B HO-C6H4-COOH (o; m; p), ta có phương trình hóa học: Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4Trang 12 COOH COONa + NaOH + H2O OH ONa COONa COOH + NaHCO3 + H2O + CO2 OH OH 2.2.2 Este vòng 2.2.2.1 Cơ sở lý thuyết: Các este vịng thủy phân xảy theo phương trình tổng quát sau: O C R + NaOH COONa t0 R O OH Do este vịng xà phịng hóa cho sản phẩm Ta hướng dẫn học sinh nhận biết cách thấy mmuối (sản phẩm) = meste + mNaOH khẳng định phải este vòng.[1], [2], [3] 2.2.2.2 Các ví dụ Ví dụ 1[6] Este X đơn chức có tỉ khối so với CH 6,25 Cho 12,5 gam X phản ứng vừa đủ với dung dịch KOH, thu dung dịch Y Cô cạn Y, thu 19,5 gam chất rắn khan Z Phần trăm khối lượng hiđro Z A 3,21% B 5,77% C 5,13% D 6,41% Hướng dẫn giải: Ta có MX =16.6,25 = 100 gam/mol công thức phân tử X C5H8O2 , nX = 0,125 mol=nKOH mKOH=7 gam Thấy mZ = mX + mKOH nên X este vịng có dạng O C4H8 C O PTHH: Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang 13 O CH C t COOK + KOH CH O OH (Z) 156 Suy %mH (Z) = 100% = 5,77% chọn B Ví dụ Este đơn chức X khơng có nhánh, chứa C,H,O khơng chứa nhóm chức khác Biết tỉ khối X so với O 3,125 Khi cho 15 gam X tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH đun nóng, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 21 gam muối khan Tìm cơng thức cấu tạo X? Hướng dẫn giải: Ta có MX = 100 cơng thức phân tử X C5H8O2 nX= 0,15 mol = nNaOH mNaOH = gam Thấy mmuối = mX + mNaOH nên X este vịng X có mạch cacbon không phân nhánh nên X O O 2.2.3 Muối amoni 2.2.3.1 Cơ sở lý thuyết 2.2.3.1.1 Khái niệm tính chất vật lí - Muối amoni muối amoniac amin với axit vô hữu Như muối amoni chứa cation amoni NH4+; R-NH3+, R-NH2+-R’; R-NH+(R’’)-R’ liên kết với anion gốc axit Ví dụ : + Muối amoni axit vô : CH3NH3NO3, C6H5-NH3Cl , CH3NH3HCO3, (CH3NH3)2CO3, CH3NH3HSO4, (CH3NH3)2SO4, (NH4)2CO3, Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang 14 + Muối amoni axit hữu : HCOO-H3NCH3, CH3COO-H3NCH3 , CH3COOH3NC2H5, H4NCOO–COONH4, - Tất muối amoni dễ tan nước 2.2.3.1.2 Tính chất hóa học - Tác dụng với dung dịch kiềm: Tất muối amoni phản ứng với dung dịch kiềm tạo amoniac amin NH3 + H2O ⃗ NH4+ + OHR-NH3+ + OH- ⃗⃗ R-NH2 + H2O R-NH2+-R’ + OH- R-NH-R’ + H2O ⃗⃗ R-NH+(R’’)-R’ + OH- ⃗⃗ R-N(R”)-R’ + H2O Nếu muối amoni axit tác dụng với bazơ phản ứng xảy chỗ: cation amoni anion gốc axit cịn H, ví dụ: CH3NH3HCO3 + 2NaOH ⃗ CH3NH2 + 2H2O + Na2CO3 - Các muối amoni axit yếu tác dụng với axit mạnh để tạo axit khí ⃗ Ví dụ: CH3NH3HCO3 + HCl CH3NH3Cl + CO2 + H2O 2.2.3.1.3 Phương pháp giải Đây dạng tập khó Khó khăn lớn học sinh tìm cơng thức cấu tạo muối amoni Đứng trước dạng tập học sinh có thầy thường giải kinh nghiệm (tích lũy từ làm) Vì thế, gặp mới, lạ hay lúng túng, bị động Có nhiều thời gian mà khơng tìm điều muốn Vậy để tìm nhanh cơng thức cấu tạo muối amoni ta phải làm nào? Câu trả lời là: Cần có kỹ phân tích, biện luận dựa vào giả thiết công thức phân tử muối [8], [10] Cụ thể sau : ● Bước : Nhận định muối amoni: Bằng kinh nghiệm kỹ xin đưa với em học sinh bạn độc giả dấu hiệu sau: Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang 15  Khi thấy hợp chất chứa C, H, O, N tác dụng với dung dịch kiềm giải phóng khí dấu hiệu xác định chất cần tìm muối amoni  Khi thấy hợp chất hữu chứa C, H, O, N mà số H lớn nhiều số C phải nghĩ đến muối amoni ● Bước : Biện luận tìm cơng thức gốc axit muối amoni : Kinh nghiệm đưa với học sinh độc giả  Nếu phân tử có nguyên tử O, nguyên tử N thường muối axit cacboxylic đơn chức (RCOOH)  Nếu phân tử có nguyên tử O ta phân làm trường hợp + Trường hợp 1: nguyên tử N muối hiđrocacbonat (HCO3-) + Trường hợp 2: nguyên tử N muối cacbonat trung hòa (CO32-) (NO3-)  Nếu phân tử có ngun tử O ta nghĩ đến muối axit chức R(COOH)2 Ta xét trường hợp sau: + Trường hợp 1: Nếu có ngun tử N muối axit HOOC-R-COONH4 + Trường hợp 2: Nếu có nguyên tử N muối trung hịa R(COONH4)2  Nếu phân tử chứa nguyên tử O nguyên tử N vừa muối nitrat (NO3-) vừa muối hiđrocacbonat (HCO3-) R NH3NO3 NH3HCO3 ● Bước : Tìm gốc amoni từ suy cơng thức cấu tạo muối Dựa vào phân tích bước ta thử cơng thức cấu tạo Nếu khơng phù hợp thử với gốc axit khác 2.2.3.1.4 Các ví dụ Ví dụ 1: Chất hữu X có cơng thức C3H12O3N2 X tác dụng với dung dịch NaOH đun nóng thấy giải phóng khí làm xanh giấy quỳ tím ẩm Tìm cơng thức cấu tạo X Hướng dẫn giải : X có số H lớn nhiều số C X tác dụng với dung dịch NaOH giải phóng khí, suy X muối amoni Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang 16 X có nguyên tử O nguyên tử N nên X muối nitrat (NO3-) muối cacbonat trung hòa (CO32-) - Nếu muối nitrat có dạng: C3H7-NH3NO3 (loại thiếu H) - Nếu muối cacbonat trung hịa (CO32-) (CH3NH3)2CO3 (thỏa mãn), đồng phân khác NH4-O NH4-O C=O C=O C2H5NH3-O (CH3)2NH-O Ví dụ [6] Hỗn hợp E gồm chất X (C3H10N2O4) chất Y (C3 H12N2O3 ); đó, X muối axit hữu đa chức, Y muối axit vô Cho 3,86 gam E tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng, thu 0,06 mol hai khí dung dịch chứa m gam muối Giá trị m A 6,26 B 3,46 C 5,92 D 4,68 Hướng dẫn giải: Theo phân tích chất X H4NOOC-COONH3CH3 NH4OOC-CH2COONH4; Y (CH3NH3)2CO3 NH4-O NH4-O C=O C=O (CH3)2NH-O C2H5NH3-O Ta cần xét trường hợp sau: -Trường hợp 1: H4NOOC-COONH3CH3 + 2NaOH ® (COONa)2 + NH3 (mol) x (CH3NH3)2CO3 + 2NaOH Mol y ⃗ x x Na2CO3 + 2CH3NH2 + CH3NH2 + 2H2O x + 2H2O 2y Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang 17 Ta có hệ {138x+124y=3,86¿¿¿¿ x= 0,01 mol; y= 0,02 mol Þ m= 134.0,01 + 106.0,02 = 3,46 gam chọn B -Trường hợp 2: NH4OOC-CH2-COONH4 + 2NaOH ® (CH2COONa)2 + 2NH3 (CH3NH3)2CO3 + 2NaOH ⃗ Na2CO3 + 2CH3NH2 + 2H2O + 2H2O Ta lập hệ x= 0,01; y=0,02 m = 0,01.148 + 0,02.106 = 3,6 gam (khơng có đáp án thỏa mãn) Từ ví dụ ta thấy đề dạng tập giáo viên phải cẩn thận không có nhiều đáp án đúng! Dưới ví dụ Ví dụ (Trích đề tham khảo lần 3-2017-Bộ giáo dục đào tạo) [5] Hỗn hợp E gồm chất X (C3H10N2O4) chất Y (C 3H12N2O3) Chất X muối axit hữu đa chức, chất Y muối axit vô Cho 2,62 gam E tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng, thu 0,04 mol hỗn hợp hai khí (có tỉ lệ mol 1: 3) dung dịch chứa m gam muối Giá trị m A 2,40 B 2,54 C 3,46 D 2,26 Hướng dẫn giải: Từ phân tích suy chất X H4NOOC-COONH3CH3 NH4OOC-CH2COONH4 chất Y (CH3NH3)2CO3 NH4-O NH4-O C=O C2H5NH3-O C=O (CH3)2NH-O Trường hợp 1: X H4NOOC-COONH3CH3 ( x mol) Y phải (CH3NH3)2CO3 (y mol), lúc {138x+ 124y=2,62¿¿¿¿ ta có x= 0,01; y=0,01 (thỏa mãn số mol khí = 1:3) mmuối = 134.0,01 + 106.0,01 = 2,4 gam chọn A Trường hợp 2: X NH4OOC-CH2-COONH4 Y chất được, lúc dễ thấy trường hợp Y thỏa mãn Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4Trang 18 NH4-O NH4-O C=O C2H5NH3-O (CH3)2NH-O C=O ta có: mmuối = 148.0,01 + 106.0,01 = 2,54 gam chọn B Thiết nghĩ khâu đánh máy bị nhầm đáp án B giá trị 2,45 thành 2,54! Ví dụ (Trích đề khảo sát THPT Quốc gia liên trường Trần Phú- Yên Lạc tỉnh Vĩnh Phúc tháng 5/2017) [6] Cho 18,5 gam chất hữu A có công thức phân tử C3H11N3O6 tác dụng vừa đủ với 300 mol dung dịch NaOH M tạo thành nước, amin đa chức m gam hỗn hợp muối vô Giá trị m A 19,10 B 8,45 C 21,15 D 25,45 Hướng dẫn giải: Từ đề thu muối axit vơ có nguyên tử O nguyên tử N phản ứng với NaOH tỉ lệ mol 1:3 nên muối tạo amin chức với gốc nitrat (NO3-) hiđrocacbonat (HCO3-) có cơng thức NH3HCO3 C2H4 NH3NO3 PTHH: NH3HCO3 C 2H + 3NaOH C2H4(NH2)2 + Na2CO3 + NaNO3 + 3H2O NH3NO3 Từ dễ dàng tính mmuối = 0,1.106 + 0,1.85 = 19,1 gam Ví dụ [6] Cho 41,2 gam hỗn hợp hai chất hữu có cơng thức phân tử C3H12O3N2 CH7O3NS tác dụng với 400 ml dung dịch KOH 2M đun nóng, sau phản ứng xảy hồn tồn thu 11,2 lít (đktc) chất khí có khả làm xanh giấy quỳ ẩm dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu m gam chất rắn khan Giá trị m A 57,9 B 35,0 C 50,6 D 51,8 Hướng dẫn làm bài: Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang 19 Tác dụng với KOH mà thu khí hóa xanh quỳ tím ẩm thì: với cơng thức phân tử C3H12O3N2 suy cơng thức cấu tạo (CH 3NH3)2CO3 với công thức phân tử CH7O3NS suy công thức cấu tạo CH3NH3HSO3 (CH3NH3)2CO3 + 2KOHK2CO3 + 2CH3NH2 + 2H2O x x CH3NH3HSO3 + 2KOHK2SO3 y 41, 2x + CH3NH2 + 2H2O (mol) y (mol) 41, Ta có 113 = 0,365 > số mol hỗn hợp > 124 = 0,332 số mol KOH phản ứng = 2.số mol hỗn hợp < số mol KOH ban đầu = 0,8 KOH dư 2x y 0,5 124x 113y41, y x 0,15 0, m = 138.0,15 + 158.0,2 + 0,1.56 = 57,9 (gam) chọn A Ví dụ [6].Hỗn hợp X gồm chất có cơng thức phân tử C2H7O3N C2H10O3N2 Khi cho chất X tác dụng với dung dịch HCl dung dịch NaOH dư đun nóng nhẹ có khí Lấy 0,1 mol X cho vào dung dịch chứa 0,25 mol KOH Sau phản ứng cạn dung dịch chất rắn Y, nung nóng Y đến khối lượng không đổi m gam chất rắn Giá trị m A 16,60 B 16,90 C 18,85 Hướng dẫn giải: D 17,25 Ta có: C2H7O3N: CH3NH3HCO3 C2H10O3N2: CH3NH3OCOONH4 0,1mol C H O N C H ON 10 m KOH:0,25 mol K CO :0,1mol KOH :0, 25 0,1.2 0, 05 mol 0,1.138 0, 05.56 16, 60 (gam) 2.2.4 Cơ sở thực nghiệm Sáng kiến kinh nghiệm thử nghiệm áp dụng đối giảng dạy từ năm học 2013-2014 học sinh lớp 12 học sinh ôn thi THPT quốc gia Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang 20 trường THPT Hoằng Hóa 4, đạt chất lượng khả quan thi học sinh giỏi thi đại học, THPT quốc gia Kết áp dụng lớp 12 ôn thi năm học 2013-2014: - Thi học sinh giỏi tỉnh casio văn hóa đạt 80% đó: casio: ba, khuyến khích cịn văn hóa nhì, ba, khuyến khích đặc biệt có học sinh đạt giải ba quốc gia văn hóa mơn Hóa hoc - Thi đại học đạt kết tốt: thủ khoa (1 học viện tài chính, học viện hậu cần cơng an nhân dân), 20 em điểm từ trở lên có em đạt 9,8 điểm trung bình mơn hóa trường chúng tơi xếp thứ tồn tỉnh sau Lam Sơn, Hàm Rồng, Quẩng Xương Kết áp dụng lớp 12 ơn thi năm học 2015-2016: Có em đạt giải văn hóa học sinh giỏi mơn Hóa (2 ba, 1KK) Thi THPT quốc gia mơn Hóa học có em đạt 9,8; em đạt 9,6 điểm trung bình lớp 12B5 đạt 7,81 mơn Hóa học Hiện đưa vào áp dụng lớp 12A1, 12A2, 12A3 năm học 2016-2017 kết thu sau: Có 10 học sinh đạt giải HSG cấp tỉnh: 5/5 em đạt giải casio máy tính cầm tay (2 nhì, KK), 5/5 em đạt giải văn hóa (1 nhất, ba, 3KK) Chúng tơi khảo sát làm đối chứng thực nghiệm sư phạm nhận thấy kết sau: %Số học sinh giải tập tốt phần este, muối amoni % Số học sinh không giải tốt 12A1 98% 12A2 95% 12A3 90% 12A4 76% 12A5 30% 2% 5% 10% 24% 70% Trong bảng lớp 12A1, 12A2, 12A3 lớp mà chúng tơi triển khai đề tài, cịn lớp 12A4, 12A5 lớp mà không áp dụng để so sánh Từ bảng phân tích ta thấy học sinh học dạng toán este đặc biệt muối amoni theo chúng tơi trình bày kết nắm tốt hơn, phát vấn đề nhanh hơn, hầu hết làm tốt tập phần este muối amoni Chúng nhận thấy cho este muối amoni hữu học sinh áp dụng nhanh với trắc nghiệm có em cần 30 giây có kết Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang 21 PHẦN KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 3.1.Kết luận Sáng kiến kinh nghiệm đề tài khó chúng tơi cố gắng đưa phương pháp nhận diện giải nhanh ngắn gọn áp dụng cách linh hoạt mà gần học sinh hiểu học 3.2 Đề xuất, kiến nghị - Từ kết thực nghiệm sư phạm ta thấy hiệu sáng kiến “Phương pháp giải nhanh tập este đặc biệt muối amoni” sử dụng để ơn luyện thi THPT quốc gia, thi học sinh giỏi cấp trường, cấp tỉnh - Hi vọng với phần kiến thức kinh nghiệm nhỏ bé chúng tơi góp phần nâng cao chất lượng dạy học hố học trường phổ thơng Rất mong góp ý bạn đồng nghiệp em học sinh để lần sau có kinh nghiệm quý báu - Với thời gian ngắn ngủi trình độ có hạn mong thầy, cô đồng nghiệp góp ý kiến chuyên đề phát triển sang chuyên Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang 22 đề để học trò chun Hố ngày có nhiều tài liệu học tập cách hệ thống XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh hóa, ngày 30 tháng năm 2017 Tơi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Tác giả Hoàng Văn Tùng Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin – HVT -HH4-Trang 23 ... chung este, muối amoni - Phỏng đốn cơng thức viết phương trình từ kiện đề 2.2 Nội dung 2.2.1 Este phenol 2.2.1.1 Phương pháp giải Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin. .. este đặc biệt muối amoni amin nên giải tập khó khăn - Vì để nâng cao hiệu giải tập giải nhanh tập este đặc biệt muối amoni amin phục vụ thi THPT Quốc Gia thi học sinh giỏi tỉnh chọn đề tài ? ?Phương. .. có nhiều tập hữu hay khó khơng nắm chất gần khơng giải giải lâu, để giúp học sinh có cách giải nhanh, hay mạnh dạn viết SKKN ? ?Phương pháp giải nhanh dạng tập este đặc biệt muối amoni amin? ?? - Trong