TÀI LIỆU bồi DƯỠNG HSG môn hóa 9

TÀI LIỆU bồi DƯỠNG HSG môn hóa 9 TÀI LIỆU bồi DƯỠNG HSG môn hóa 9 TÀI LIỆU bồi DƯỠNG HSG môn hóa 9 TÀI LIỆU bồi DƯỠNG HSG môn hóa 9 TÀI LIỆU bồi DƯỠNG HSG môn hóa 9 TÀI LIỆU bồi DƯỠNG HSG môn hóa 9 TÀI LIỆU bồi DƯỠNG HSG môn hóa 9TÀI LIỆU bồi DƯỠNG HSG môn hóa 9

§ CHUYÊN ĐỀ: ESTE I KIẾN THỨC CẦN NẮM Khái niệm ESTE Công thức phân tử ESTE no, hở, đơn chức; ESTE tạo ancol đa chức axit đơn chức (các axit béo); viết đồng phân cấu tạo số ESTE Đọc tên gốc chức este từ 1C đến 4C; chất béo Tính chất vật lý este Tính chất hóa học đặc trưng este (nhóm chức –COO – ): 5.1 Phản ứng thủy phân a Môi trường axit b Mơi trường kiềm (phản ứng xà phịng hóa) Lưu ý: Este axit H-COOH (gốc fomat H-COO-) phản ứng với dung dịch t → (NH4)2CO3 + AgNO3 /NH3 tạo kết tủa Ag H-COOR + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O ⎯⎯ 2Ag + NH4NO3 + ROH 5.3 Phản ứng cháy ESTE no, hở, đơn chức ESTE đa chức * Các phản ứng khác phụ thuộc vào cấu tạo gốc hydrocacbon: este khơng no có tính chất hydrocacbon không no (phản ứng cộng, trùng hợp …) Điều chế ESTE: Axit cacboxylic + Ancol II BÀI TẬP Lý thuyết 1.1 Phản ứng hóa học este no, hở, đơn chức; không no, hở, đơn chức; este, hở đa chức; 1.2 Phân biệt hợp chất hữu có este; 1.3 Sơ đồ phản ứng hóa học; 1.4 Thí nghiệm axit cacboxylic với ancol tạo este, thu este Bài toán 2.1 Tìm cơng thức este; Viết đồng phân cấu tạo este; hợp chất đơn chức có nguyên tử O 2.2 Định lượng: % khối lượng, loại nồng độ; 2.3 Bài toán tổng hợp o LÝ THUYẾT VỀ ESTE Cấu tạo, phân loại 1.1 Cấu tạo Khi thay nhóm –OH nhóm cacboxyl axit cacboxylic nhóm –OR este Este đơn giản có cơng thức cấu tạo sau: với R, R’ gốc hiđrocacbon no, không no thơm (trừ trường hợp este axit fomic: R Hydro) 1.2 Phân loại: a Este no, đơn chức: Công thức phân tử: CmH2mO2 hay CnH2n + 1COOCn'H2n' + Với m ≥ 2; m = n + n’ + 1; n ≥ 0, n’ ≥ hay R-COO-R’ (R H, gốc hydrocacbon no – R’: gốc Hydrocacbon no) b Este không no, đơn chức: Este đơn chức, mạch hở, không no có nối đơi: CmH2m - 2O2 + Este tạo từ axit không no, ancol no: CnH2n - 1COOCn'H2n' + Với n ≥ 2; n’ ≥ 1; m ≥ hay R-COO-R’ (R: gốc Hydrocacbon không no) + Este tạo từ axit no, ancol không no: CnH2n + 1COOCn'H2n' - Với n ≥ 0; n’ ≥ 2; m ≥ (n = ⇒ HCOOCn'H2n' + 1) hay R-COO-R’ (R: gốc Hydrocacbon no) c Este đa chức + Tạo axit đơn chức rượu đa chức có dạng: (RCOO)mR’ + Nếu chất béo: gốc R’ là gốc glixerol thì este có (RCOO)3C3H5 với R là gốc axit béo + Tạo axit đa chức rượu đơn chức có dạng: R(COOR’)n (n ≥ 2; R ≥ 0) TỔNG QUÁT: CTPT ESTE: CnH2n+2-2kO2m n ≥ 2; m: nhóm chức este với m≥ 1; k: độ bất bão hòa phân tử với k ≥ Danh pháp Tên este = Tên gốc hiđrocacbon R’ + tên gốc axit thông thường + at - Tên số gốc axit thường gặp: HCOOH: Axit Fomic ⇒ HCOO-: Fomat CH3COOH: Axit Axetic ⇒ CH3COO-: Axetat CH2=CHCOOH: Axit Acrylic ⇒ CH2=CHCOO-: Acrylat C6H5COOH: Axit Benzoic ⇒ C6H5COO-: Benzoat - Tên gốc R’: CH3-: metyl; C2H5-: etyl; CH2=CH-: Vinyl; C6H5-CH2-: Benzyl… Ví dụ a Với ancol đơn chức R’OH: Tên este = tên gốc hidrocacbon R’+ tên gốc axit (đổi ic thành at) Ví dụ: CH3COOC2H5: etyl axetat CH2=CH-COO-CH3: metyl acrylat b Với ancol đa chức: Tên este = tên ancol + tên gốc axit Ví dụ: (CH3COO)2C2H4: etylenglicol điaxetat c Chất béo: Chất béo là tri este glixerol và axit béo (còn gọi là tri glixerit) Công thức cấu tạo chất béo (triglixerit) (R1, R2, R3: gốc hydrocacbon axit béo) Gọi theo tên riêng chất béo (C15H31COO)3 C3H5: tripanmitin (C15H31COOH: axit panmitic) (C17H35COO)3 C3H5: tristearin (C17H35COOH: axit stearic) (C17H33COO)3 C3H5: triolein (C17H33COOH: axit oleic) (C17H31COO)3 C3H5: trilinolein (C17H31COOH: axit linoleic) Tính chất vật lý 3.1 Trạng thái: Đa số trạng thái lỏng Những este có KLPT lớn trạng thái rắn (như mỡ động vật, sáp ong …) 3.2 Nhiệt độ sôi: Thấp, dễ bay không tạo liên kết hidro phân tử 3.3 Tính tan: Ít tan khơng tan nước không tạo liên kết hidro phân tử với nước * Đa số este có mùi thơm đặc trưng: + isoamyl axetat (CH3COOCH2CH2(CH3)2): mùi thơm chuối (dầu chuối) + Etyl isovalerat ((CH3)2CHCH2COOC2H5): mùi táo + Etyl butirat (CH3CH2CH2COOC2H5): mùi thơm dứa + Geranyl axetat (CH3COOC10H17): mùi hoa hồng … + Benzyl propionat: CH3CH2COO-CH2C6H5: mùi hoa nhài Tính chất hóa học 4.1 Phản ứng nhóm chức ESTE ( - COO- ) 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: Ví dụ: o H SO ,t → nR-COOH + R’(OH)n (R-COO)nR’ + nH2O ⎯⎯⎯⎯ + Phản ứng thủy phân môi trường kiềm phản ứng chiều gọi phản ứng xà phịng hóa: Ví dụ: t → nR-COONa + R’(OH)n (R-COO)nR’ + nNaOH ⎯⎯ Chú ý: Nếu este dạng chất béo xà phịng hóa, ta thu glixerol C3H5(OH)3 Muối natri axit béo (gọi xà phòng) o Phản ứng gốc hiđrocacbon Este tham gia phản ứng thế, cộng, tách, trùng hợp, Sau xét gốc hydrocacbon khơng no: có phản ứng cộng, phản ứng oxi hóa phản ứng trùng hợp a Phản ứng cộng vào gốc không no: Gốc hiđrocacbon khơng no este có phản ứng cộng với H2, Br2, Cl2, giống hiđrocacbon khơng no Ví dụ: CH2=CH-COOCH3 + Br2 → CH2Br – CHBr – COOCH3 Este không no làm màu dung dịch brom b Phản ứng trùng hợp: Một số este đơn giản có liên kết C = C tham gia phản ứng trùng hợp giống anken c Phản ứng oxi hóa: làm màu dung dịch KMnO4 Phản ứng cháy: Este no, hở, đơn chức: CnH2nO2 + 3n - to → nCO2 + nH2O O2 ⎯⎯ TỔNG QUÁT CnH2n+2-2kO2m + 3n + 1- k - 2m to → nCO2 + (n+1- k) H2O O2 ⎯⎯ Cơng thức tính nhanh số mol hợp chất có O: nhợp chất hữu = n CO2 - n H2O k-1 ; k độ bất bão hòa phân tử (số LK pi phân tử) Điều chế - ứng dụng 5.1 Điều chế Phản ứng giữa axit rượu - Từ axit đơn chức và rượu đơn chức: Ví dụ: - Từ axit đơn chức và rượu đa chức: Ví dụ: - Từ axit đa chức và rượu đơn chức: Ví dụ: c Phản ứng giữa axit hiđrocacbon chưa no Ví dụ: 5.2 Ứng dụng Este có khả hòa tan tốt chất hữu cơ, kể hợp chất cao phân tử, nên dùng làm dung môi (ví dụ: butyl amyl axetat dùng để pha sơn tổng hợp): Poli (metyl acrylat) poli (metyl metacrylat) dùng làm thủy tinh hữu Poli (vinyl axetat) dùng làm chất dẻo, thủy phân thành poli (vinyl ancol) dùng làm keo dán Một số este axit phtalic dùng làm chất hóa dẻo, làm dược phẩm Một số este có mùi thơm hoa dùng công nghiệp thực phẩm (bánh kẹo, nước giải khát) mĩ phẩm (xà phòng, nước hoa, ) Nhận biết este - Este axit fomic có khả tráng gương - Các este ancol không bền bị thủy phân tạo anđehit có khả tráng gương - Este khơng no có phản ứng làm màu dung dịch Brom - Este glixerol chất béo thủy phân cho sản phẩm hòa tan Cu(OH)2 BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ ESTE Bài Viết công thức cấu tạo este có CTPT: C2H4O2, C3H6O2, C4H8O2, C3H4O2, C4H6O2 (hở) Bài Viết CTCT hợp chất hữu đơn chức, mạch hở: C2H4O2, C3H6O2, C4H8O2, C3H4O2, C4H6O2 Bài Hồn thành phương trình phản ứng hóa học sau (ghi rõ đk có) a CH3-COOC2H5 + KOH b CH3-COOH + CH3CH(CH3)CH2CH2OH c C17H35COOH + C3H5(OH)3 d (C17H31COO)3C3H5 + H2 e (C17H31COO)3C3H5 + NaOH g (C17H33COO)3C3H5 + Br2 t , P , xt h CH2=C(CH3)COOCH3 ⎯⎯⎯→ i CH3COO-CH=CH2 + NaOH Bài Phân biệt chất lỏng riêng biệt sau: a Etanol, Glixerol, etanal, axit axetic, axit fomic, metyl axetat b metyl fomat, metyl acrylat, axit acrylic, axit axetic, etanol, etanal Bài Từ khí thiên nhiên, chất vô cần thiết, viết phản ứng điều chế: Metyl fomat; Metyl axetat; Etyl axetat; poli(vinyl axetat) Bài Cho hợp chất X có CTCT: HO-CH2-CH=CH-COOC2H5 X tác dụng với chất sau đây: Na, NaOH, Br2, H2 (Ni,to); NaHCO3, CH3COOH Viết phương trình hóa học phản ứng xảy (nếu có) Bài Đốt cháy hồn toàn 7,4 gam hỗn hợp hai este đồng phân, thu 6,72 lít CO2 (đktc) 5,4 gam H2O CTPT hai este Bài Hợp chất X tác dụng với dd NaOH đun nóng với dd AgNO /NH3.Thể tích 3,7 gam chất X thể tích 1,6 gam O2 (cùng đk nhiệt độ áp suất) đốt cháy hoàn toàn gam X thể tích CO2 thu vượt q 0,7 lít (ở đktc) CTCT X Bài Đốt cháy hồn tồn 11,6 gam este X thu 13,44 lít CO2(đktc) 10,8 gam H2O Mặt khác Cho 11,6 gam este tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ thu 9,6 gam muối khan CTCT X Bài 10: Xà phịng hóa hồn tồn 23,8 gam hỗn hợp X gồm etyl axetat etyl acrylat với dung dịch NaOH vừa đủ, thu 22,3 gam muối Phần trăm khối lượng chất hỗn hợp X? Bài 11 Xà phịng hóa hồn tồn 66,6 gam hỗn hợp este HCOOC2H5 CH3COOCH3 dung dịch NaOH, thu hỗn hợp X gồm ancol Đun nóng hỗn hợp X với H2SO4 đặc 1400 C , sau phản ứng xảy hoàn toàn thu m gam nước Giá trị m? Bài 12 Xà phịng hố hoàn toàn 22,2 gam hỗn hợp gồm hai este HCOOC2H5 CH3COOCH3 dung dịch NaOH 2M (đun nóng) Thể tích dung dịch NaOH tối thiểu cần dùng? Bài 13 Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X (gồm glucozơ, anđehit fomic, axit axetic, metyl fomat) cần 2,24 lít O2 (đktc) Dẫn sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ca(OH)2 (dư), thấy khối lượng bình tăng m gam Giá trị m? Bài 11 Xà phịng hóa hịan tồn 14,55 gam hỗn hợp este đơn chức X,Y cần 150 ml dd NaOH 1,5M Cô cạn dd thu hỗn hợp ancol đồng đẳng muối Tìm CTCT este tính % khối lượng este Bài 12 Thực phản ứng xà phịng hố chất hữu X đơn chức với dung dịch NaOH thu muối Y ancol Z Đốt cháy hoàn toàn 2,07 gam Z cần 3,024 lít O2 (đktc) thu lượng CO2 nhiều khối lượng nước 1,53 gam Nung Y với vôi xút thu khí T có tỉ khối so với khơng khí 1,03 CTCT X Bài 13: Đun nóng 0,1 mol este no, đơn chức mạch hở X với 30 ml dung dịch 20% (D = 1,2 g/ml) hiđroxit kim loại kiềm A Sau kết thúc phản ứng xà phịng hố, o cạn dung dịch thu chất rắn Y 4,6 gam ancol Z, biết Z bị oxi hoá CuO thành sản phẩm có khả phản ứng tráng bạc Đốt cháy chất rắn Y thu 9,54 gam muối cacbonat, 8,26 gam hỗn hợp CO2 nước Công thức cấu tạo X Bài 14: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai este đồng phân cần dùng 27,44 lít khí O2, thu 23,52 lít khí CO2 18,9 gam H2O Nếu cho m gam X tác dụng hết với 400 ml dung dịch NaOH 1M, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 27,9 gam chất rắn khan, có a mol muối Y b mol muối Z (My< Mz) Các thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn Tỉ lệ a : b? Bài 15: Hỗn hợp X gồm este Y (C5H10O2) este Z (C4H6O4) mạch hở; phân tử chứa loại nhóm chức Cho 0,3 mol X tác dụng với dung dịch KOH vừa đủ, thu ancol T m gam muối Dẫn toàn T qua bình đựng Na dư, thấy khối lượng bình tăng 13,95 gam Giá trị m? Bài 16: Hỗn hợp X gồm este đơn chức (khơng chứa nhóm chức khác) Cho 0,08 mol X tác dụng hết với dung dịch AgNO3/NH3 thu 0,16 mol Ag Mặt khác thủy phân hoàn toàn 0,08 mol X dung dịch NaOH dư thu dung dịch chứa 9,34 gam hỗn hợp muối 1,6 gam CH3OH Phần trăm khối lượng este có X? Bài 17: Đun nóng m gam hỗn hợp X gồm chất có loại nhóm chức với 600 ml dung dịch NaOH 1,15M, thu dung dịch Y chứa muối axit cacboxylic đơn chức 15,4 gam Z gồm ancol Cho toàn Z tác dụng với Na dư, thu 5,04 lít khí H2 (đktc) Cơ cạn dung dịch Y, nung nóng chất rắn thu với CaO phản ứng xảy hoàn toàn, thu 7,2 gam chất khí Giá trị m? Bài 18: Hỗn hợp E gồm hai chất hữu X, Y mạch hở có chức hố học Khi đốt cháy hoàn toàn 21,8 gam hỗn hợp E thu 24,64 lít CO2 (ở đktc) 19,8 gam H2O Mặt khác, cho 21,8 gam E tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, thu 12 gam ancol đơn chức m gam hỗn hợp muối hai axit hữu đơn chức dãy đồng đẳng Giá trị m? Bài 19: Cho m gam chất béo tạo axit stearic axit oleic tác dụng hết với dung dịch NaOH vừa đủ thu dung dịch X chứa 109,68 gam hỗn hợp muối Biết 1/2 dung dịch X làm màu vừa đủ 0,12 mol Br2 CCl4 Giá trị m? Bài 20 : Xà phịng hố hồn tồn 0,1 mol este no đơn chức 26 gam dung dịch MOH 28% ( M kim loại kiềm) tiến hành chưng cất sản phẩm thu 26,12 gam chất lỏng 12,88 gam chất rắn khan Đốt cháy hoàn toàn chất rắn thu 8,97 gam muối Tên M công thức este ? BÀI TỐN NÂNG CAO Bài 21 Đốt cháy hồn toàn m gam chất béo X (chứa triglixerit axit stearic,axit panmitic axit béo tự đó) Sau phản ứng thu 13,44 lít CO2 (đktc) 10,44 gam nước Xà phịng hố m gam X với hiệu suất phản ứng 90% Tính khối lượng glixerol? Bài 22: Thủy phân hoàn toàn triglyxerit 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 Bài 23 Trieste E mạch hở, tạo glixerol axit cacboxylic đơn chức X, Y, Z Đốt cháy hoàn toàn x mol E thu y mol CO2 z mol H2O Biết y = z + 5x x mol E phản ứng vừa đủ với 72 gam Br2 nước, thu 110,1 gam sản phẩm hữu Cho x mol E phản ứng với dung dịch KOH dư thu m gam muối Giá trị m Bài 24: Axit cacboxylic X hai chức (có phần trăm khối lượng oxi nhỏ 70%), Y Z hai ancol đồng đẳng (MY < MZ) Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp gồm X, Y, Z cần vừa đủ 8,96 lít khí O2 (đktc), thu 7,84 lít khí CO2 (đktc) 8,1 gam H2O Phần trăm khối lượng Y hỗn hợp trên? Bài 25: Hỗn hợp E gồm este đơn chức X este hai chức Y (X, Y no, mạch hở) Xà phịng hóa hồn tồn 40,48 gam E cần vừa đủ 560 ml dung dịch NaOH 1M, thu hai muối có tổng khối lượng a gam hỗn hợp T gồm hai ancol có cùng số nguyên tử cacbon Đốt cháy toàn T, thu 16,128 lít khí CO2 (đktc) 19,44 gam H2O Giá trị a? Bài 26: Hỗn hợp E gồm ba este mạch hở, có bốn liên kết pi (π) phân tử, có este đơn chức este axit metacrylic hai este hai chức đồng phân Đốt cháy hoàn toàn 12,22 gam E O2, thu 0,37 mol H2O Mặt khác, cho 0,36 mol E phản ứng vừa đủ với 234 ml dung dịch NaOH 2,5M, thu đươc hỗn hợp X gồm muối axit cacboxylic không no, có cùng số nguyên tử cacbon phân tử; hai ancol khơng no, đơn chức có khối lượng m1 gam ancol no, đơn chức có khối lượng m2 gam Tỉ lệ m1 : m2? Bài 27 Este X hai chức, mạch hở, tạo ancol no với hai axit cacboxylic no, đơn chức Este Y ba chức, mạch hở, tạo glyxerol với axit cacboxylic không 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 O2 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 cùng số nguyên tử cacbon phân tử) hỗn hợp ba muối, tổng khối lượng muối hai axit no a gam Giá trị a Bài 28 Đun nóng glixerol với axit cacboxylic đơn chức, mạch hở với xúc tác H2SO4 ta thu hợp chất hữu X Đốt cháy hoàn toàn a mol X tạo b mol CO2 c mol H2O (biết b = c + 3a) Mặt khác, hiđro hóa hồn tồn a mol X cần 0,3 mol H2, thu chất hữu Y Cho toàn lượng Y phản ứng hết với 400 ml dung dịch NaOH 1M, cô cạn dung dịch sau phản ứng 32,8 gam chất rắn CTCT X? Bài 29: Hỗn hợp E gồm este mạch hở tạo từ axitcacboxylic ancol: X (no đơn chức), Y (khơng no, đơn chức, phân tử có hai liên kết pi) Z (no, hai chức) Cho 0,58 mol E phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH, thu 38,34 gam hỗn hợp ancol dãy đồng đẳng 73,22 gam hỗn hợp T gồm muối axit cacboxylic Đốt cháy hoàn toàn T cần vừa đủ 0,365 mol O2, thu Na2CO3, H2O 0,6 mol CO2 Phần trăm khối lượng Y E? Bài 30: Đốt chày hoàn toàn m gam hỗn hợp E gồm hai este mạch hở X Y (đều tạo từ axit cacboxylic ancol, MX < MY < 150), thu 4,48 lít khí CO2 (đktc) Cho m gam E tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH, thu muối 3,14 gam hỗn hợp ancol Z Cho toàn Z tác dụng với Na dư, thu 1,12 lít khí H2 (đktc) Phần trăm khối lượng X E? - HẾT § SƠ LƯỢC VỀ AMINO AXIT – PEPTIT – PROTEIN I KIẾN THỨC CẦN NẮM Amino axit hợp chất hữu tạp chức, phân tử có chứa đồng thời nhóm chức amin (-NH2) nhóm chức cacboxyl (-COOH) Peptit sản phẩm trùng ngưng amino axit II NỘI DUNG LÝ THUYẾT CƠ BẢN AMINO AXIT Các amino axit phân tử phải có nguyên tố: C, H, O, N Ví dụ: axit amino axetic (Glyxin) CH2(NH2)-COOH (C2H5O2N) Công thức phân tử amino axit: CxHyOzNt (x ≥ 2, z ≥ 2, t ≥ 1) Amino axit no, hở, có nhóm NH2 nhóm COOH: H2N-CmH2m-COOH CTPT: CnH2n+1O2N hay H2N-R – COOH Tính chất vật lý: Amino axit: dạng tinh thể khơng màu, vị ngọt, có nhiệt độ nóng chảy cao (khoảng 220 → 3000C), dễ tan nước Thí dụ: Glyxin nóng chảy 232 → 2360C, có độ tan 25,5g/100g nước 250C Tính chất hóa học Amino axit hợp chất có tính lưỡng tính: tính bazo có nhóm –NH2; tính axit có nhóm –COOH; ngồi có phản ứng este hóa nhóm –COOH phản ứng trùng ngưng nhóm –NH2 nhóm – COOH tạo peptit 2.1 Tính axit: (do nhóm COOH) a Tác dụng với bazơ: 2H2 N − CH2 − COOH + KOH ⎯⎯ → H2 N − CH2 − COOK + H2O R(NH2)x(COOH)y + yNaOH → R(NH2)x(COONa)y + yH2O R(NH2)x(COOH)y + y OH- → R(NH2)x(COO-)y + yH2O Ta có: n OH- = n H2O b Phản ứng este hóa: khí HCl ⎯⎯⎯→ H2 N − CH2 − COOH + C2 H − OH ⎯⎯⎯ H N − CH − COO − C2 H + H 2O khí HCl ⎯⎯⎯ → H N-R-COO-R'+ H O H N-R-COOH+ R'-OH ⎯⎯⎯ Tổng quát: 2 2.2 Tính Bazơ (do nhóm NH2): Tác dụng với axit vơ mạnh: H2 N − CH2 − COOH + HCl ⎯⎯ → Cl H3N − CH2 − COOH H2 N − CH2 − COOH + H 2SO4 ⎯⎯ → CH − COOH N H3 HSO4 H2 N − CH2 − COOH + H2 SO4 t ⎯⎯ → [NH3 − CH2 − COOH]2 SO4 2.3 Phản ứng trùng ngưng: + Phản ứng trùng ngưng: trình kết hợp monome (phân tử nhỏ) để tạo polime đồng thời có sản phẩm ngưng tụ H2O Đối với amino axit: có tương tác nhóm -COOH nhóm -NH2 tạo liên kết peptit (hoặc liên kết amit) −CO − NH − Ví dụ: t ,xt H2N-CH2-COOH + H2N-CH2-COOH ⎯⎯⎯ → H2N-CH2-CO-NH-CH2-COOH + H2O t ,xt Hay: H2N-CH2-COOH ⎯⎯⎯ → H2N-CH2-CO-NH-CH2-COOH + H2O o o Tổng quát t ,xt nH2N-CH2-COOH ⎯⎯⎯ → H-(HN-CH2-CO)n-OH + (n – 1) H2O III NỘI DUNG LÝ THUYẾT CƠ BẢN PEPTIT: Peptit có phản ứng thủy phân môi trường axit môi trường kiềm, sản phẩm tạo amino axit, sau tùy thuộc vào môi trường mà ta thu muối tương ứng Do liên kết –CO-NH- không bền nên chúng dễ phân cắt tạo nhóm chức: COOH –NH2 aminoaxit thành phần - Môi trường axit: o + t ,H H2N-CH2-CO-NH-CH2-COOH + H2O ⎯⎯⎯ → H2N-CH2-COOH + H2N-CH2-COOH t ,H → 2H2N-CH2-COOH Hay: H2N-CH2-CO-NH-CH2-COOH + H2O ⎯⎯⎯ Nếu axit dư (HCl) muối: ClH3N-CH2-COOH - Mơi trường kiềm: t ,OH → 2H2N-CH2-COOH H2N-CH2-CO-NH-CH2-COOH + H2O ⎯⎯⎯ Nếu kiềm dư (NaOH) muối: H2N-CH2-COONa IV NỘI DUNG LÝ THUYẾT CƠ BẢN PROTEIN Protein polipeptit cao phân tử có phân tử khối từ vài chục nghìn đến vài triệu Protein có phản ứng thủy phân (tương tự peptit) Tính chất vật lí a) Hình dạng: - Dạng sợi: keratin (trong tóc), miozin (trong cơ), fibroin (trong tơ tằm) - Dạng cầu: anbumin (trong lịng trắng trứng), hemoglobin (trong máu) b) Tính tan nước: Protein hình sợi khơng tan, protein hình cầu tan c) Sự đông tụ: Là đông lại protein tách khỏi dung dịch đun nóng thêm axit, bazơ, muối Ví dụ: Khi cho giấm chanh vào sữa bò sữa đậu nành Hiện tượng xảy ra: sữa bò sữa đậu nành bị vón cục có đơng tụ protein Tính chất hóa học Nếu thủy phân hồn tồn aminoaxit; thủy phân khơng hồn tồn (enzim xúc tác) peptit Tất hợp chất có chứa N (aminoaxit, peptit, protein) đốt cháy có sản phẩm cháy: CO2, H2O, N2 BÀI TẬP Câu Hồn thành phương trình hóa học sau a axit aminoaxetic + HCl b axit aminoaxetic + KOH c axit aminoaxetic + C2H5OH d 2CH2(NH2)(COOH) → e.H2N-CH2-CO-NH-CH(CH3)-COOH + H2O → Câu Đun nóng aminoaxit X có xúc tác peptit (Y) có CTPT: C6H11O4N3 Tìm CTCT X Viết phương trình phản ứng tổng hợp Y Câu Đun nóng chất hữu X có CTPT: C4H8O3N2 dung dịch HCl dư, sau phản ứng dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y chất rắn Z Xác định CTCT chất X, Z viết phương trình hóa học phản ứng Câu a Nấu bún riêu cua bề mặt nước bún có tượng giải thích? b Khi người bị ngộ độc kim loại nặng (Pb, Hg…) người ta thường cho bệnh nhân uống sữa Giải thích việc làm c Phân biệt tơ tằm sợi bơng vải cách nào? Giải thích? d Khi giặt quần áo dệt từ tơ tằm len lông cừu khơng nên giặt xà phịng có tính kiềm cao mà nên giặt xà phịng trung tính? Câu Khi phân tích chất X tách từ sản phẩm thuỷ phân protein, người ta thấy khối lượng mol phân tử X 75 gam/mol Đốt cháy 1,5 gam X thấy tạo 1,76 gam CO2, 0,9 gam H2O 0,28 gam N2 a) Hãy xác định công thức phân tử X b) Viết công thức cấu tạo X o o o 10 - + c) Đun nóng mol X có xúc tác, mol Y Xác định CTCT Y; viết phương trình hóa học - HẾT § CHUN ĐỀ: AXIT CACBOXYLIC (AXIT HỮU CƠ) I KIẾN THỨC CẦN NẮM Khái niệm axit cacboxylic Công thức phân tử axit cacboxylic no, hở, đơn chức; viết đồng phân cấu tạo số axit cacboxylic; Đọc tên thông thường, tên thay (IUPAC) axit cacboxylic từ 1C đến 4C; Tính chất vật lý axit cacboxylic Tính chất hóa học đặc trưng axit cacboxylic (nhóm chức axit cacboxylic –COOH): 5.1 Tính axit yếu Tính axit axit cacboxylic yếu HCl, H2SO4, HNO3, mạnh H2CO3, H2SO3 Các phản ứng hóa học tương tự HCl (tác dụng với oxit bazo, hydroxit; tác dụng với muối axit yếu, dễ bay hơi; tác dụng với kim loại trước H2 dãy hoạt động hóa học kim loại.) 5.2 Phản ứng este hóa H SO ,t → Este + H2O Axit cacboxylic + Ancol ⎯⎯⎯⎯ Lưu ý: Axxit fomic (H-COOH) phản ứng với dung dịch AgNO3 /NH3 tạo kết tủa t → (NH4)2CO3 + 2Ag + NH4NO3 Ag H-COOH + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O ⎯⎯ 5.3 Phản ứng cháy axit cacboxylic no, hở, đơn chức * Các phản ứng khác phụ thuộc vào cấu tạo gốc hydrocacbon: axit khơng no có tính chất hydrocacbon khơng no (phản ứng cộng, trùng hợp …) Điều chế axit cacboxylic: 6.1 Từ ancol bậc 6.2 Từ Andehyt 6.3 Từ muối axit cacboxylic II BÀI TẬP Lý thuyết 1.1 Phản ứng hóa học axit no, hở, đơn chức; không no, hở, đơn chức; axit cacboxylic no, hở đa chức; 1.2 Phân biệt hợp chất hữu có axit cacboxylic; 1.3 Sơ đồ phản ứng hóa học; 1.4 Thí nghiệm axit cacboxylic với ancol tạo este, thu este Bài toán 2.1 Tìm cơng thức axit cacboxylic đồng đẳng; khơng cùng đồng đẳng; đa chức no Viết đồng phân cấu tạo axit; 2.2 Định lượng: % khối lượng, loại nồng độ; 2.3 Bài toán tổng hợp o o 11 LÝ THUYẾT VỀ AXIT CACBOXYLIC Khái niệm, phân loại, đồng phân, danh pháp 1.1 Khái niệm a Nhóm chức axit cacboxylic có CTCT: -COOH (chức cacboxyl) b Axit cacboxylic hợp chất hữu có nhóm chức axit cacboxylic (-COOH) liên kết với nguyên tử H nguyên tử C CTCT: R: nguyên tử H, gốc hydrocacbon, nhóm ngun tử khác… Ví dụ: H-COOH; CH3-COOH, CH2=CH-COOH; HOOC – COOH… 1.2 Phân loại: a Axit cacboxylic no, mạch hở, đơn chức CTPT: CnH2nO2 (n ≥ 1) CTCT: CmH2m+1COOH (m ≥ 0) hay R-COOH (R nguyên tử H hay gốc hydrocacbon no, hở) b Axit cacboxylic không no, mạch hở, đơn chức CTPT: CnH2n-2kO2 (n ≥ 3, k ≥ 1) CTCT: CmH2m+1-2kCOOH (m ≥ 2, k≥1 ) hay R-COOH (R gốc hydrocacbon không no, hở) c Axit cacboxylic no, mạch hở, đa chức: CTPT: CnH2n+2-2ZO2z (2≤ z≤ n) (Mỗi nhóm chức –COOH có LK pi (π)) CTCT: R(COOH)n n ≥ R gốc Hydrocacbon Nếu R = với n = 2: COOH – COOH 1.3 Đồng phân cấu tạo - Viết đồng phân cấu tạo axit cacboxylic: có đồng phân mạch C (-COOH: khơng nên di chuyển, giữ ngun vị trí) Từ 4C trở lên có đồng phân mạch nhánh 1.4 Đọc tên a Thông thường H-COOH: axit fomic CH3 –COOH: axit axetic CH3-CH2-COOH: axit propionic C6H5-COOH: axit benzoic COOH – COOH: axit oxalic b Tên thay (IUPAC) Axit + Tên hydrocacbon mạch + ơic H-COOH: axit metanoic CH3 –COOH: axit etanoic CH3-CH2-COOH: axit propanoic Tính chất vật lý Ở điều kiện thường tất axit cacboxylic chất lỏng chất rắn - Tan nước, độ tan nước giảm dần theo chiều tăng số nguyên tử C - Nhiệt độ sôi cao ancol, anđehit, xeton có cùng số nguyên tử cacbon 12 Tính chất hóa học a.Tính axit - Dung dịch axit cacboxylic làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ - Tác dụng với bazơ, oxit bazơ tạo thành muối nước: CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O R(COOH)n + nNaOH → R(COONa)n + nH2O 2CH3COOH + ZnO → (CH3COO)2Zn + H2O - Tác dụng với muối axit dễ bay R-COOH +NaHCO3 → R-COONa + CO2 + H2O 2CH3COOH + CaCO3 → (CH3COO)2Ca + H2O + CO2 R(COOH)n + nNaHCO3 → R(COONa)n + nCO2 + nH2O * Phản ứng chứng minh hợp chất có nhóm chức –COOH - Tác dụng với kim loại trước hiđro: 2CH3COOH + Zn → (CH3COO)2Zn + H2 2R(COOH)n + 2nNa → 2R(COONa)n + nH2 b Phản ứng este hóa: Phản ứng axit ancol gọi phản ứng este hóa Chiều thuận phản ứng este hố, chiều nghịch phản ứng thuỷ phân este o t ,H SO → R(COOR’)n + nH2O R(COOH)n + nR’OH ⎯⎯⎯⎯ Phản ứng thuận nghịch, xúc tác H2SO4 đặc c Phản ứng xảy gốc hydrocacbon không no - Phản ứng cộng t , Ni → CH3CH2COOH CH2=CH-COOH + H2 ⎯⎯⎯ - Phản ứng với dung dịch Brom: làm màu dung dịch Br2 CH2=CH-COOH + Br2 → CH2Br-CHBr-COOH - Phản ứng trùng hợp t ,P,xt → -(CH2-CH-)nnCH2=CH-COOH ⎯⎯⎯ o o COOH Điều chế, ứng dụng a Điều chế - Phương pháp lên men giấm: C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O t ,xt → 2CH3COOH - Oxi hóa anđehit axetic: 2CH3CHO + O2 ⎯⎯⎯ t ,xt → CH3COOH - Từ metanol: CH3OH + CO ⎯⎯⎯ b Ứng dụng - Axit axetic Axit axetic dùng để điều chế chất có ứng dụng quan trọng : axit cloaxetic (dùng tổng hợp chất diệt cỏ 2,4-D ; 2,4,5-T ), muối axetat nhôm, crom, sắt (dùng làm chất cầm màu nhuộm vải, sợi), số este (làm dược liệu, hương liệu, dung môi, ), xenlulozơ axetat (chế tơ axetat), - Các axit khác o o 13 + Các axit béo axit panmitic (n-C15H31COOH), axit stearic (n-C17H35COOH), dùng để chế xà phòng Axit benzoic dùng tổng hợp phẩm nhuộm, nông dược Axit salixylic dùng để chế thuốc cảm, thuốc xoa bóp, giảm đau… + Các axit đicacboxylic (như axit ađipic, axit phtalic ) dùng sản xuất poliamit, polieste để chế tơ sợi tổng hợp BÀI TẬP VỀ AXIT CACBOXYLIC Câu : Bằng phương pháp hóa học, nhận biết chất lỏng riêng biệt sau: C 2H5OH, CH3CHO , CH3COOH, C2H3COOH, HCOOH, C6H5OH Cho chất lỏng sau: CH3CHO , C2H3COOH, C2H5OH, C6H5NH2, chất tác dụng với K, NaOH, Na2CO3, AgNO3/ NH3 , nước Br2 Viết phương trình phản ứng xảy Từ tinh bột, chất vô cần thiết, điều chế CH3CHO, CH3COOH, mêtyl axetat, êtylaxetat, poly buta-1,3-dien Câu : Ba chất hữu A, B, C chứa cùng nhóm chức, có Cơng thức phân tử tương ứng CH2O2, C2H4O2, C3H4O2 Viết CTCT gọi tên chất Tính khối lượng chất B dung dịch thu lên men (l) C2H5OH 9,20 Biết hiệu suất trình lên men 80% khối lượng riêng C2H5OH nguyên chất 0,8 g/ml Câu Từ axit mêtacrylic ( CH2= C(CH3)COOH ) CH3OH, viết phương trình phản ứng điều chế poly mêtylmêtacrylat.Để điều chế 120 kg poly mêtylmêtacrylat cần kg rượu, axit tương ứng ? Biết hiệu suất trình điều chế 75% Câu 4: Cho 2,96 g axit đơn chức vào 150 g dung dịch NaOH 4% Sau cạn dung dịch có 8,24 g chất rắn khan Tìm CTCT axit, % khối lượng chất rắn khan thu Câu 5: Ôxi hóa 9,2 g C2H5OH CuO, đun nóng, 13,2 g hỗn hợp A gồm anđêhyt, axit, ancol dư, H2O Cho hỗn hợp A tác dụng với Na dư 3,36 (lit) khí H2 ( đkc ) Tính % khối lượng C2H5OH chuyển hóa thành axit, thành anđêhyt Câu : Chất A có Cơng thức phân tử C3H4O2 , dễ trùng hợp Khi tác dụng với Ba(OH)2 tạo nên hợp chất có Cơng thức phân tử C6H6O4Ba, tác dụng với HBr tạo nên C3H5BrO2, tác dụng với C2H5OH có H2SO4 đặc, t0, tạo nên C5H8O2.Viết CTCT chất A, viết phương trình phản ứng Câu : Hợp chất B có Cơng thức phân tử C7H6O3 tác dụng với NaOH , hay NaHCO3 tạo nên sản phẩm có Cơng thức phân tử C7H4O3Na2 C7H5O3Na tương ứng Khi phản ứng với CH3OH có H2SO4 đặc, t0, B tạo hợp chất có Cơng thức phân tử C8H8O3 Tìm CTCT B Câu 8: Một axit hữu A đơn chức,phản ứng với Br2 theo tỷ lệ mol : Khi đốt cháy m (g) A 15,84 g CO2 6,12 g H2O Tìm CTCT A, biết A có mạch C khơng phân nhánh, mạch C có tính đối xứng, tên A Viết ptpư A với Ca(OH)2 , C3H5(OH)3 ( có axit H2SO4 đặc, t0 ) Câu : Một hỗn hợp chứa cùng số mol axit no đơn chức ancol bậc đơn chức, phân tử chứa cùng số nguyên tử cacbon, chế hóa với lượng NaHCO3, giải phóng CO2 tích bé gấp lần thể tích khí CO2 thu đốt cháy cùng lượng hỗn hợp Tìm CTCT chất Biết khí đo cùng điều kiện Câu 10 : Hỗn hợp X gồm axit hữu no đơn chức A ancol no đơn chức B có cùng khối lượng phân tử có khối lượng m (g) • Lấy 1/10 hỗn hợp X cho tác dụng với Na dư 168 ml khí H2 14 • Đốt cháy hồn toàn 1/10 hỗn hợp X cho toàn sản phẩm cháy hấp thụ hết NaOH dư, sau thêm tiếp dung dịch BaCl2 dư vào nhận 7,88 g kết tủa Viết cân phương trình phản ứng Tìm Cơng thức phân tử A, B Tính m Đun nóng m( g ) hỗn hợp X có H2SO4 đặc xt, t0 Tính khối lượng este tạo thành, biết hiệu suất phản ứng 100% Câu 11 : Hỗn hợp X có khối lượng m (g ) gồm axit no, đơn chức A ancol no đơn chức B có khối lượng phân tử Nếu đốt cháy hoàn toàn 1/2 hỗn hợp X cho hấp thụ toàn sản phẩm vào 440 ml NaOH 1M, sau cho thêm BaCl dư vào 39,4 g kết tủa Mặt khác, cho 1/2 hỗn hợp X tác dụng với Na dư 840 ml khí ( đkc ) Xác định Công thức phân tử A, B Tính khối lượng m , % khối lượng A, B X Đun nóng m (g) X với H2SO4 đặc Tính khối lượng este thu được, hiệu suất phản ứng este hóa 80 % Câu 12 : Hỗn hợp A gồm ancol no X axit hữu đơn chức Y mạch hở có cùng số nguyên tử cácbon phân tử Đem đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp A cần 22,68 l ôxi ( đkc ) Sản phẩm thu gồm CO2 H2O có tỷ lệ thể tích: V co2 : V H2O = : 8,25 ( thể tích đo cùng đk ) đồng thời hiệu số mol CO2 H2O 0,075 mol Tìm CTCT X, Y Thực phản ứng este hóa 1,6 mol hỗn hợp A (h = 75 % ) , tính khối lượng este tạo thành, biết este khơng có nhóm chức khác Câu 13 : Hỗn hợp A gồm axit, đơn chức, mạch hở có số nguyên tử cacbon phân tử không nguyên tử Chia m ( g ) hỗn hợp A làm phần nhau: • Phần : tác dụng hết với 100 ml NaOH M Để trung hòa lượng NaOH dư cần 150 ml H2SO4 0,5 M • Phần : phản ứng vừa đủ với lượng nước Br2 chứa 6,4 g Br2 • Phần : Đốt cháy hồn tồn 3,136 l CO2 ( đkc ) 1,8 g H2O Tìm CTCT axit ( biết gốc axit chứa khơng q liên kết đơi ) Tính m, thành phần % khối lượng axit A Câu 14: Hỗn hợp A gồm axit no đơn chức axit không no đơn chức chứa liên kết đôi, dãy đồng đẳng Cho A tác dụng hoàn toàn với 150 ml NaOH M Để trung hòa vừa hết lượng NaOH dư cần thêm vào 100 ml dung dịch HCl M, dung dịch D Cô cạn D 22,89 g chất rắn khan Mặt khác đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp A cho toàn sản phẩm cháy hấp thụ hết vào bình chứa dung dịch NaOH đặc dư, khối lượng bình tăng thêm 26,72 g Xác định CTCT có axit.Tính khối lượng axit A Câu 15: Hỗn hợp Z gồm axit cacboxylic no, đơn chức dãy đồng đẳng Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Z thu khối lượng H2O khối lượng CO2 5,46 gam Nếu lấy 1/2 lượng hỗn hợp Z cho tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ sau phản ứng thu 3,9 gam hỗn hợp muối khan Công thức phân tử % khối lượng axit Câu 16: Hỗn hợp M gồm ancol no, đơn chức X axit cacboxylic đơn chức Y, mạch hở có cùng số nguyên tử C, tổng số mol hai chất 0,5 mol (số mol Y lớn số mol X) Nếu đốt cháy hồn tồn M thu 3,36 lít khí CO2 (đktc) 15 25,2 gam H2O Mặt khác, đun nóng M với H2SO4 đặc để thực phản ứng este hố (hiệu suất 80%) số gam este thu được? Câu 17: Từ 180 gam glucozơ, phương pháp lên men rượu, thu a gam ancol etylic (hiệu suất 80%) Oxi hóa 0,1a gam ancol etylic phương pháp lên men giấm, thu hỗn hợp X Để trung hòa hỗn hợp X cần 720 ml dung dịch NaOH 0,2M Hiệu suất trình lên men giấm? Câu 18 Câu 19 Câu 20 Chia hỗn hợp X gồm axit hữu (công thức tổng quát CnH2n+1COOH) nhua carbon thành phần Phần 1: Tác dụng với dung dịch NaHCO3 dư thu 2,24 lít khí CO2 (đktc) Phần 2: Đốt cháy hồn tồn thu 5,824 lít CO2 (đktc) a Viết phương trình phản ứng xảy xác định công thức axit hữu hỗn hợp X b Nếu lấy phần tác dụng với etylen glycol (HO-CH2-CH2-OH) (dùng dư so với axit, có xúc tác H2SO4 đặc) thu gam hỗn hợp este khơng chứa nhóm chức khác Biết hiệu suất phản ứng 64% Câu 21 Cho hai hợp chất hữu X, Y (chứa C, H, O chứa loại nhóm chức học) phản ứng với có khối lượng mol 46 gam Xác định công thức cấu tạo chất X, Y Biết chất X, Y phản ứng với Na, dung dịch Y làm quỳ tím hố đỏ Viết phương trình phản ứng xảy Câu 22 Đốt cháy vừa hết 0,4 mol hỗn hợp N gồm ancol no X1 axit đơn chức Y1, mạch hở cần 1,35 mol O2, thu 1,2 mol CO2 1,1 mol nước Nếu đốt cháy lượng xác định N cho dù số mol X1, Y1 thay đổi ln thu lượng CO2 xác định Viết phương trình phản ứng xác định chất X1, Y1 - HẾT - 16 § CHUYÊN ĐỀ: GLUXIT (CACBOHYDRAT) I KIẾN THỨC CẦN NẮM Gluxit (cacbohydrat) hợp chất hữu có thiên nhiên Dựa vào khả phản ứng thủy phân hợp chất mà phân loại cacbohydrat Mono saccarit (đường đơn): khơng có phản ứng thủy phân Ví dụ: Glucozo, Fructozo Hai chất có CTPT: C6H12O6 Đi saccarit (đường đôi): thủy phân phân tử saccarit hai phân tử mono saccarit (đường đơn) Ví dụ: saccarozo: C12H22O11 Poli saccarit (polime thiên nhiên): thủy phân phân tử poli saccarit nhiều phân tử mono saccarit Ví dụ: Tinh bột (C6H10O5)n; Xenlulozo (C6H10O5)n II NỘI DUNG LÝ THUYẾT CƠ BẢN Khái niệm loại cacbohydrat Công thức phân tử cacbohydrat: Cn(H2O)m Tính chất vật lý loại cacbohydrat Tính chất hóa học đặc trưng loại cacbohydrat 4.1 Phản ứng thủy phân (saccarozo, tinh bột, polisaccarit) môi trường axit tạo mono saccarit 4.2 Đối với Glucozo: cần nắm phản ứng khử (hydro hóa), phản ứng tráng bạc (AgNO3/NH3,to); phản ứng lên men tạo C2H5OH, axit lactic: CH3-CH(OH)-COOH 4.3 Phản ứng cháy Khi đốt cháy cacbohydrat ý: nO2 = nCO2 Dựa vào tỷ lệ số mol CO2/số mol H2O để tìm loại saccarit Tổng hợp Glucozo, tinh bột thiên nhiên a.s → C6H12O6 + 6O2 - Phản ứng quang hợp: 6CO2 + 6H2O ⎯⎯ a.s 6nCO2 + 5nH2O ⎯⎯→ (C6H10O5)n + 6nO2 a.s → (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 ⎯⎯ II BÀI TẬP Lý thuyết 1.1 Phản ứng hóa học loại Gluxit (cacbohydrat) 1.2 Phân biệt hợp chất hữu có Glucozo; 1.3 Sơ đồ phản ứng hóa học; Bài tốn 2.1 Tìm cơng thức loại Gluxit (cacbohydrat); 2.2 Định lượng: % khối lượng, loại nồng độ; lượng Ag tạo thành; 2.3 Bài toán liên quan thực tiễn: Quang hợp tạo lượng O2; Sản xuất rượu etylic từ tinh bột ngược lại Bài toán liên quan đến độ rượu (đã học phần Ancol (Rượu))… 2.4 Bài toán tổng hợp LÝ THUYẾT VỀ GLUXIT (CACBOHYDRAT) 17 A Khái niệm – Phân loại Khái niệm: Cacbohydrat hợp chất hữu tạp chức phân tử có nhóm cacbonyl (-C=O) nhiều nhóm hydroxyl (-OH) Ví dụ: glucozo, saccarozo, tinh bột, xenlulozo … Phân loại Dựa vào sản phẩm thủy phân hợp chất cacbohydrat chia ba loại sau: + Mono saccarit: khơng có phản ứng thủy phân Ví dụ: Glucozo C6H12O6 + Đi saccarit: thủy phân phân tử saccarit sinh phân tử mono saccarit Ví dụ: Saccarozo: C12H22O11 + Poli saccarit: thủy phân phân tử poli saccarit sinh nhiều phân tử mono saccarit Ví dụ: Tinh bột (C6H10O5)n; Xenlulozo (C6H10O5)n B GLUCOZO Công thức phân tử - Công thức cấu tạo mạch hở 1.1 Công thức phân tử: C6H12O6 1.2 Công thức cấu tạo mạch hở: CH2(OH)-[CHOH]4-CH=O Glucozo: mạch C thẳng, có nhóm OH nhóm andehyt –CH=O Tính chất vật lý - Là chất rắn, khơng màu, tan tốt nước, độ tan nước tăng nhiệt độ tăng - Có vị đường mía - Có nhiều loại hoa quả: nho, mật ong (30%), máu người (0,1%): Tính chất hóa học Trong phân tử glucozơ có nhóm OH nằm liền kề nhóm -CHO nên glucozơ có phản ứng ancol đa chức anđehit 3.1 Các phản ứng ancol đa chức - Hòa tan Cu(OH)2 nhiệt độ thường tạo thành dung dịch màu xanh lam 2C6H12O6 + Cu(OH)2 → (C6H11O6)2Cu + 2H2O → Phản ứng chứng minh glucozo có nhiều nhóm OH - Tác dụng với anhiđrit axit tạo thành este chức: CH2OH(CHOH)4CHO + 5(CH3CO)2O → CH3COOCH2(CHOOCCH3)4CHO + 5CH3COOH → Phản ứng dùng để chứng minh phân tử glucozơ có nhóm OH 3.2 Các phản ứng anđehit - Tác dụng với H2 tạo thành ancol sobitol (sobit): CH2OH(CHOH)4CHO + H2 → CH2OH(CHOH)4CH2OH (Ni, t0) - Tác dụng với AgNO3/NH3 tạo thành Ag (phản ứng tráng gương) t → CH2OH(CHOH)4COONH4 + CH2OH(CHOH)4CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O ⎯⎯ 2Ag + 2NH4NO3 (Amonigluconat) Các hợp chất mono saccarit tham gia phản ứng tráng gương: AgNO / NH C6H12O6 ⎯⎯⎯⎯→ 2Ag - Phản ứng với Cu(OH)2 nhiệt độ cao: t → CH2OH(CHOH)4COONa + Cu2O CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH ⎯⎯ + 3H2O (Cu2O kết tủa có màu đỏ gạch) - Phản ứng làm màu dung dịch Brom: CH2OH(CHOH)4CHO + Br2 + H2O → CH2OH(CHOH)4COOH + 2HBr (Axit gluconic) o 3 o 18 → Các phản ứng chứng tỏ glucozơ có nhóm -CHO 3.3 Phản ứng lên men enzim → 2CO2 + 2C2H5OH - Lên men rượu: C6H12O6 ⎯⎯⎯ enzim → 2CH3CH(OH)COOH (axit lactic) C6H12O6 ⎯⎯⎯ Điều chế - Thủy phân Tinh bột xenlulozơ: t , Enzim → nC6H12O6 (C6H10O5)n + nH2O ⎯⎯⎯⎯ - Trùng hợp HCHO: 6HCHO → C6H12O6 (Ca(OH)2, t0) a.s → C6H12O6 + 6O2 - Quang hợp: 6CO2 + 6H2O ⎯⎯ C SACCAROZƠ - Công thức phân tử C12H22O11 - Cơng thức cấu tạo: dạng vịng Tính chất vật lí trạng thái tự nhiên - Là chất kết tinh, không màu, vị ngọt, dễ tan nước - Có nhiều tự nhiên mía, củ cải đường, hoa nốt Có nhiều dạng: đường phèn, đường phên, đường cát, đường tinh luyện… Tính chất hóa học Do gốc glucozơ liên kết với gốc fructozơ nhóm chức anđehit khơng cịn nên saccarozơ có tính chất ancol đa chức - Hịa tan Cu(OH)2 nhiệt độ thường tạo thành dung dịch màu xanh lam - Phản ứng thủy phân môi trường axit: sản phẩm mono saccarit H ,t → C6H12O6 (glucozơ) + C6H12O6 (fructozơ) C12H22O11 + H2O ⎯⎯⎯ Điều chế Trong công nghiệp người ta thường sản xuất saccarozơ từ mía D TINH BỘT - Cơng thức phân tử (C6H10O5)n - Công thức cấu tạo: tinh bột polysaccarit (polyme thiên nhiên) gốc glucozo kết hợp tạo thành Tinh bột gồm hai loại: Amilozo Amilopectin + Amilozo: mạch không phân nhánh + Amilopectin: mạch phân nhánh Tính chất vật lí trạng thái tự nhiên - Chất rắn vơ định hình, màu trắng, khơng tan nước lạnh, phồng lên vỡ nước nóng thành dung dịch keo gọi hồ tinh bột - Có nhiều loại hạt (gạo, mì, ngơ ), củ (khoai, sắn ) (táo, chuối ) Tính chất hóa học - Phản ứng hồ tinh bột với dung dịch I2 tạo thành dung dịch xanh tím (nếu đun nóng dung dịch bị màu, để nguội màu xuất trở lại) → Phản ứng thường dùng để nhận biết hồ tinh bột - Phản ứng thủy phân môi trường axit: (C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 (glucozơ) Khi có men thủy phân: Tinh bột → đextrin → mantozơ → glucozơ Điều chế Trong tự nhiên, tinh bột tổng hợp chủ yếu nhờ trình quang hợp xanh 6nCO2 + 5nH2O → (C6H10O5)n + 6nO2 (clorofin, ánh sáng) xt , as → (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 ⎯⎯⎯ o + o 19 E XENLULOZƠ - Công thức phân tử (C6H10O5)n - Công thức cấu tạo: gốc glucozơ liên kết với tạo thành mạch thẳng, gốc cịn lại nhóm OH tự nên viết công thức cấu tạo dạng [C6H7O2(OH)3]n Tính chất vật lí trạng thái tự nhiên - Là chất rắn, hình sợi, màu trắng, khơng mùi, khơng vị - Không tan nước đun nóng, khơng tan dung mơi hữu thơng thường ete, benzen Tính chất hóa học - Phản ứng thủy phân môi trường axit: H → nC6H12O6 (glucozơ) (C6H10O5)n + nH2O ⎯⎯ - Phản ứng este hóa với axit axetic, anhydrit axetic axit nitric: [C6H7O2(OH)3] + 3nCH3COOH → [C6H7O2(OOCCH3)3]n + 3nH2O [C6H7O2(OH)3] + 3nHNO3 → [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O Từ xenlulozơ cho phản ứng với CS2 NaOH phun qua dung dịch axit để sản xuất tơ visco, sản xuất tơ axetat, thuốc súng không khói * Lưu ý: Tinh bột xenlulozo những polime thiên nhiên, đồng phân hệ số polime hóa (n) khác Phân tử khối xenlulozo lớn nhiều so với tinh bột - HẾT + BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ GLUXIT (CACBOHYDRAT) 20 Câu Phân biệt chất lỏng riêng biệt sau: Etanol, Glixerol, Etanal, hồ tinh bột, Glucozo Câu Các dung dịch: saccarozơ, hồ tinh bột, glucozơ kí hiệu ngẫu nhiên X, Y, Z Một số kết thí nghiệm ghi bảng sau: Các dung dịch ban đầu tương ứng với kí hiệu X, Y, Z Câu Cho chất rắn: tristearin, glucozơ, saccarozơ, axit oxalic kí hiệu ngẫu nhiên X, Y, Z, T Một kết ghi lại bảng sau (Dấu – không phản ứng không tượng) Xác định chất tương ứng với ký hiệu Câu Các dung dịch: etanol, glucozơ, glixerol hồ tinh bột kí hiệu ngẫu nhiên E, T, G Q Một số kết thí nghiệm ghi lại bảng Xác định chất tương ứng với ký hiệu Câu Cho sơ đồ phản ứng sau t ,H SO → nT E + nH2O ⎯⎯⎯⎯ o Xác định công thức chất ứng với chữ Hoàn thành phương trình hóa học Câu 6: Đun nóng dung dịch chứa 18,0 gam glucozơ với lượng dư dung dịch AgNO3 NH3, đến phản ứng xảy hoàn toàn thu m gam Ag Giá trị m? Câu 7.Trong q trình sản xuất đường glucozơ thường cịn lẫn 10% tạp chất (không 21 tham gia phản ứng tráng bạc) Người ta lấy a gam đường glucozơ cho phản ứng hoàn toàn với dung dịch AgNO3/NH3 (dư) thấy tạo thành 10,8 gam bạc Giá trị a? Câu 8: Cho 50 ml dung dịch glucozơ chưa rõ nồng độ tác dụng với lượng dư AgNO3 dung dịch NH3 thu 2,16 gam Ag kết tủa Nồng độ mol/l dung dịch glucozơ dùng ? Câu 9: Cho m gam glucozơ tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3/NH3 thu 86,4 gam Ag Nếu lên men hồn tồn m gam glucozơ cho khí CO2 thu hấp thụ vào nước vơi dư lượng kết tủa thu được? Câu 10: Lên men m gam glucozơ với hiệu suất 90%, lượng khí CO2 sinh hấp thụ hết vào dung dịch nước vôi trong, thu 10 gam kết tủa Khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm 3,4 gam so với khối lượng dung dịch nước vôi ban đầu Giá trị m? Câu 11: Cho 75 gam tinh bột lên men thành ancol etylic Toàn lượng CO sinh hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ba(OH)2, thu 108,35 gam kết tủa dung dịch X Đun kỹ dung dịch X thu thêm 19,7 gam kết tủa Hiệu suất trình lên men ancol etylic từ tinh bột ? Câu 12: Phản ứng tổng hợp glucozơ xanh cần cung cấp lượng xt , as → C6H12O6 + 6O2 ∆H = 2813kJ Trong phút, cm2 xanh 6CO2 + 6H2O ⎯⎯⎯ nhận khoảng lượng 2,09J lượng Mặt trời, 10% sử dụng vào phản ứng tổng hợp glucozơ Với ngày nắng (từ đến 17 giờ), diện tích xanh 1m2 khối lượng glucozơ tổng hợp bao nhiêu? Câu 13 Hỗn hợp X gồm glucozơ, tinh bột xenlulozơ Đốt cháy hoàn toàn m gam X, thu 0,24 mol CO2 0,22 mol H2O Thủy phân hoàn hoàn m gam X môi trường axit, thu dung dịch Y; trung hòa Y kiềm cho tác dụng với AgNO3 / NH3, to, thu tối đa m gam Ag Tính m? Câu 14 Q trình quang hợp nguồn tạo lượng nuôi sống sinh vật Trái Đất, cân lượng khí O2 CO2 khí quyển.Giả thiết q trình quang hợp tạo tinh bột hạt gạo biểu diễn sau: Trên sào ruộng (360 m2), trung bình vụ tạo 162 kg gạo (chứa 80% tinh bột), đồng thời giải phóng V m3 khí O2 (quy đktc) Giá trị V? Câu 15 Giả thiết phản ứng tổng hợp glucozơ lương thực sau: Trung bình phút, 1,0 m2 mặt đất nhận từ Mặt Trời 60 kJ 1% hấp thụ trình quang hợp Khối lượng glucozơ tổng hợp sào (360 m2) trồng lương thực? Cây xanh tổng hợp glucozơ theo phương trình : Câu 16 Nếu phút, cm2 xanh nhận khoảng 0,5 cal lượng mặt trời, có 10% sử dụng vào phản ứng tổng hợp glucozơ cần thời gian non có 10 lá, diện tích 11 cm2 sản sinh 0,18 gam glucozơ 22 Câu 17 Xăng sinh học (xăng pha etanol), (etanol hay gọi rượu etylic) coi giải pháp thay cho xăng truyền thống Xăng pha etanol xăng pha lượng etanol theo tỷ lệ nghiên cứu như: xăng E85 (pha 85% etanol), E10 (pha10% etanol), E5 (pha 5% etanol), a Tại gọi xăng etanol xăng sinh học ? Viết phương trình hóa học để chứng minh b Tai xăng sinh học coi giải pháp thay xăng truyền thống ? Biết đốt cháy 1Kg xăng truyền thống cần 3,22Kg O2 Câu 18 Cần lấy 4,86 kg gạo chứa 80% tinh bột để điều chế 4,6 lít dung dịch rượu etylic Do Cho hiệu suất chung trình 50%, khối lượng riêng C2H5OH nguyên chất 0,8 gam/mL a Tính D b Rượu uống vào thể ngấm vào máu gan ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe người Trung bình thể người trưởng thành có khoảng lít máu Giả sử người trưởng thành uống 10,417 mL dung dịch rượu Do nồng độ cồn máu người a (mg)/100mL máu Tính a? (Giả sử rượu uống vào ngấm ln vào máu gan chưa đào thải lượng rượu khỏi máu) 23 ... chế 75% Câu 4: Cho 2 ,96 g axit đơn chức vào 150 g dung dịch NaOH 4% Sau cô cạn dung dịch có 8,24 g chất rắn khan Tìm CTCT axit, % khối lượng chất rắn khan thu Câu 5: Ôxi hóa 9, 2 g C2H5OH CuO, đun... trường kiềm phản ứng chiều gọi phản ứng xà phịng hóa: Ví dụ: t → nR-COONa + R’(OH)n (R-COO)nR’ + nNaOH ⎯⎯ Chú ý: Nếu este dạng chất béo xà phịng hóa, ta thu glixerol C3H5(OH)3 Muối natri axit... gam H2O Mặt khác Cho 11,6 gam este tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ thu 9, 6 gam muối khan CTCT X Bài 10: Xà phịng hóa hồn tồn 23,8 gam hỗn hợp X gồm etyl axetat etyl acrylat với dung dịch NaOH