Một số Chuyên đề Hóa học – Hóa học hữu cơ

<span class='text_page_counter'>(1)</span>MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ BÀI 1. ĐẠI CƯƠNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN TRONG HỮU CƠ. A.LÝ THUYẾT Hầu hết dạng bài toán liên quan đến hợp chất hữu cơ thường là dạng bài toán đốt cháy, và xác định công thức cấu tạo, công thức hóa học trong một hợp chất A. Chúng ta cùng điểm qua một số lý thuyết, và các dạng toán của hợp chất hữu cơ. 1. CÁC PHƯƠNG PHÁP BIỆN LUẬN XÁC ĐỊNH CÔNG CÔNG THỨC HỢP HỢP CHẤT HỮU CƠ 1.1. Biện luận khi chỉ biết công thức nguyên của hợp chất Bài toán: Cho một công thức hữu cơ A có dạng tổng quát CxHyOzNtXv (X = halogen). Xác định công thức công thức cấu tạo của A. Giải Độ bất bão hòa (số lượng liên kết π, số vòng trong công thức cấu tạo của A) a=. (. ). (1). Dựa vào tính chất hóa học chuyển về các dạng công thức tổng quát của các nhóm chức có chứa trong A. (chẳng hạn như: Rượu, ete, Xeton, aldehid, acid....) Chuyển A có dạng công thức phân tử về dạng nếu trong A có chứa X: CnH2n+2-2a-zXz. n là số nguyê tử C trong A A: CnH2n +2-2a-zXz ⇔ a số liên kết π trong A z số nhóm chức của X Ta luôn có: yH của gốc ≤ 2xC gốc + 2 – z (2) Dấu “ =” xảy ra khi A là một chất no Ví dụ 1: Biện luận xác định công thức A của một acid hữu cơ no mạch hở có công thức nguyên là (C2H3O2)n 1 Lop1.net. DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(2)</span> MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ Giải Cách 1: Để xác định CTPT của A ta dựa vào độ bất bão hòa Vì trong A là một acid hữu cơ no mạch hở ⇔ A có n liên kết π n=. .. = ⇔ n = 2 ⇔ CTPT A: C4H6O4. Cách 2: Áp dụng công thức (2) vì A là chất no nên: A có dạng tổng quát CnH2n(COO)n ⇔ C2nH3nO2n 2n = 2n + 2 – n ⇔ n = 2 ⇒ CTPT của A: C4H6O4 Ví dụ 2 CTPT của rượu no A là CnHmOx. Hỏi m và n có giá trị như thế nào để A là rượu no: Giải Vì A rượu no nên dựa vào công thức tổng quát xây dựng ở mục lý thuyết ta định dạng được: CTTQ của A là CnHm– x (OH)x trong đó: m – x = 2n + 2 – x ⇔ m = 2n+2 Vậy để A là rượu no thì m = 2n+2 Kết luận:. CxHyOz là một rượu no thì phải thỏa mãn. y = 2x+2. 1.2. Biện luận khi chỉ biết MA Bài toán Cho một công thức phân tử có dạng tổng quát: CxHyOzNtClv, biết được khối lượng phân tử của hợp chất A là MA. Xác định công thức A. Giải  Nếu A là hợp chất hydrocarbon: CxHy thì ta luôn có: = + + ẵ ≤ Từ đó ta lựa chọn giá trị nguyên phù hợp. Nếu cần thiết dựa vào dữ kiện đề bài ta có thể biết giới hạn của C (nếu là khí x≤4).  Nếu A là hợp chất CxHyOz thì ta biện luận theo oxy. Và dựa vào dữ kiện của y với x thông qua đó xác định được A. Ví dụ 1 Xác định công thức của hydrocarbon mạch hở của A, có khối tỉ khối so với H2 là 28. Xác định A. Biết rằng ở điều kiện thường A ở thể khí Giải Gọi công thức phân tử tổng quát của A là: CxHy MA = 28.2 = 56 g/mol = 12x+y(1). 2 Lop1.net. DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ y ≤ 2x + 2 (2) x≤4 Từ (1) và (2) ta nhận thấy: 56 ≤ 14x+2 ⇔ x≥ 3,86 (3) Từ (3) và (2) ta suy ra x = 4 ⇒ y = 8 ⇔ A là C4H8 Ví dụ 2 Một hợp chất của A có công thức phân tử chứa các nguyên tố C, H, O có khối lượng phân tử là 60g/mol. Xác định A. Giải Gọi công thức hợp chất của A có dạng CxHyOz. MA = 12x+y+16z = 60 ⇔z=. (. ). (1) biện luận theo z ta được: (1 ≤ z ≤2).  z=1 (1) trở thành: 12x+y = 44 (1≤x≤3) ⇒ x = 3, y = 8 là nghiệm phù hợp  z =2 (1) trở thành: 12x+y = 28 ⇒ x = 2, y = 4 là nghiệm phù hợp Vậy A có thể là: C3H8O hoặc A có thể là: C2H4O2 1.3. Xác định công thức phân tử trong cùng một dãy đồng đẳng Đồng đẳng: là hiện tượng các chất có cấu tạo và tính chất tương tự nhau, nhưng về thành phần phân tử khác nhau một hay nhiều nhóm CH2. Những chất đó được gọi là những chất đồng đẳng với nhau, chúng hợp thành một dãy đồng đẳng. Theo định nghĩa: Hợp chất hữu cơ là đồng đẳng của nhau, thì chúng sẽ hợp thành một cấp số cộng có công sai d = 14 ( trong đó a1 là số hạng đầu tiên) Số hạng cuối. an = a1 + (n-1)d. (3). Tổng các số hạng: Sn = (. ).n. (4). Ví dụ: Một hợp chất A có chứa một số chất hydrocarbon là dãy đồng đẳng của nhau. Khối lượng phân tử hydrocarbon lớn nhất gấp 2,4 lần khối lượng phân tử hydrocarbon nhỏ nhất. Tổng khối lượng phân tử của hydrocarbon trong A là 204g/mol. Xác định CTPT có trong A. Giải Gọi Mmax là khối lượng phân tử của hydrocarbon lớn nhất có trong A, Mmin là khối lượng phân tử nhỏ nhất có trong A. ⇒ Các hydrocarbon trong A lập thành cấp số cộng có công sai là 14. 3 Lop1.net. DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(4)</span> MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ Vì trong A có chứa các hydrocarbon là đồng đẳng của nhau. Áp dụng các công thức 3, 4 ta luôn có: Mmax = Mmin + (n -1).14 (1) = 2,4Mmin (1) Sn = Từ (2) ta có:. ,. ∗ n = 204 (2). *n = 204 (3) lập tỉ số (3) cho (2) ta được: n2 – n – 12 = 0. Giải ra ta được n = 4, và n = -3 (loại) ⇒ ta được n= 4 ta được Mmin = 30g/mol Vậy trong A bao gồm có công thức phân tử hydrocarbon sau: C2H4, C3H6, C4H8, C5H10. 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CPTPT HỢP CHẤT HỮU CƠ 2.1. Phương pháp 1 Nếu một hợp chất A có công thức phân tử tổng quát CxHyOzNt để xác định công thức phân tử của A ta có công thức: =. =. =. =. a = m C + mH + m O + mN %. =. %. =. %. =. %. (5). =. 2.2. Phương pháp 2: Xác định công thức phân tử qua phản ứng cháy. Đây là một phương pháp phổ biến nhất, dựa vào phản ứng cháy để xác định công thức phân tử. CxHyOzNt + (x+. - ) O2. a(mol). xCO2 + 44xa (g). H2O + 9ya (g). N2 14ta (g). Đề bài sẽ cho biết các dữ kiện từ dữ kiện ta xác định được công thức phân tử của A. Sau đây xin giới thiệu một số công thức tính nhanh rút ra từ phản ứng cháy, để xác định công thức A Nếu đốt cháy 1 chất:. Số C : Số H: Số N =. Số nguyên tử Carbon trong A. x=. 4 Lop1.net. :2 =. =. :2 , .. (6) (7). DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(5)</span> MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ Số nguyên tử Hydro trong A y= Bảo toàn nguyên tố trong A. .. =. (8). .. mA = m C + m H + m O + m N. (9). Những hệ quả rút ra từ phản ứng đốt cháy: = nA.Số C (10) ố. =. *nA (11). Từ hai công thức trên ta rút ra một hệ quả quan trọng: ố. =. ố. (12). ∗. Đối với đốt cháy một hỗn hợp ta sẽ có: ố. ∑. =. ố. (13). ∗∑. Ví dụ 1 [Khối A - 2007] Khi đốt 1 amin đơn chức X, thu được 8,4 lít khí CO2, 1,4 lít khí N2 (các khí đo ở đktc) và 10,125gam nước. Xác định CTPT của X. Giải Vì A là amin đơn chức gọi CTPT: CxHyNt Áp dụng công thức (6): x:y:t =. , ,. :2∗. , ,. :2∗. .. = 3:9:1 → CTPT X: C3H9N. Ví dụ 2 Hỗn hợp A gồm 2 hydrocarbon có số mol bằng nhau. Đốt cháy hỗn hợp A thấy tỉ lệ số mol của CO2 với H2O là 2:3. Xác định các hydrocarbon trong A. A.CH4, C2H6 B. C2H6, C3H8 C. C3H8, C4H10 D. CH4, C3H8. Giải Áp dụng công thức (12) ta có:. ố ố. ∑ ố. =. =. ∑ ố. 5 Lop1.net. ∑ ∗∑. =. .. =. DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(6)</span> MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ Vì hỗn hợp A gồm hai hydrocarbon có chỉ số mol là bằng nhau, nên số CTB luôn bằng trung bình cộng các số C trong hydrocarbon trong A. ⇒ Đáp án D Ví dụ 3 [Dự bị ĐH – 2009] Đốt cháy 1.6 gam một este E đơn chức được 3.52 gam CO2 và 1.152 gam H2O. Nếu cho 10 gam E tác dụng với 150ml dung dịch NaOH 1M , cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 16 gam chất rắn khan . Vậy công thức của axit tạo nên este trên có thể là : A. CH2=CH-COOH B. CH2=C(CH3)-COOH C. HOOC(CH2)3CH2OH D. HOOC-CH2-CH(OH)-CH3 Giải Ta tính n. =. ,. = 0,08 mol; n. =. ,. = 0,064 mol. Áp dụng công thức (12) ta có:. Trong hợp chất este có tỉ lệ: ố ố. =. =. ∗. , ∗ ,. =. ⇒ Công thức phân tử của este có dạng C5H8O2. Trong 10 gam este tương ứng với nE =. = 0,1 mol. Như vậy sau phản ứng NaOH. còn dư nNaOH dư = 0,15 – 0,1 = 0,05mol ⇒mNaOHdư = 0,05.40 = 2 gam. ⇒ mmuối = 14gam Mmuối =. ố. =. ,. = 140 g/mol → Macid = 140 – (23 – 1) = 118 g/mol ⇒ Đáp án C. Công thức cấu tạo của của acid có dạng: HOOC(CH2)3CH2OH. Dạng este của E là một este dạng vòng.. Xử lý số liệu của phản ứng CO2 tác dụng với dung dịch kiềm.  CO2 là khí sinh ra từ phản ứng đốt cháy phản ứng  CO2 + dd kiềm dư ⇒Muối trung hòa  CO2 + dd kiềm ⇔. → Dùng phương pháp bảo toàn nguyên tố C (CO2) =. (. ). +. (. ).  Khối lượng của bình đựng dung dịch kiềm tăng lên: Mọi hợp chất hữu cơ khi đốt cháy: CnH2n+2-2aOx. 6 Lop1.net. DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(7)</span> MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ nhchc = mb ↑ = +  Khối lượng của dung dịch sau phản ứng trong bình tăng lên: mdd↑ =. +. - m↓.  Khối lượng dung dịch sau phản ứng trong bình giảm xuống: mdd↓= m↓ – ( + ) B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI 1. Phương pháp viết các dạng đồng phân của hợp chất hữu cơ Hiện tượng các chất có cùng công thức phân tử nhưng do cấu tạo khác nhau nên có tính chất khác nhau, được gọi là các chất đồng phân của nhau. Ví dụ: Với công thức C3H8O sẽ có hai đồng phân khác nhau, đó là rượu và eter.  Đồng phân của rượu. (2 đồng phân) CH3 – CH2 – CH – OH (n-propanol). CH3 – CH – CH3 (propan – 2 – ol) OH  Đồng phân ete (1 đồng phân): CH3 – O – CH2 – CH3 Để viết được đồng phân CxHyOzNtXz (X – halogen) của hợp chất hữu cơ ta cần thực hiện các bước sau:  Bước 1 Xác định độ bất bão hòa qua công thức (. a=. ).  Bước 2 Xác định các nhóm chức có trong phân tử tổng quát và dựa vào độ bất bão hòa trong mạch. Xác định công thức cấu tạo trong mạch: mạch hở, mạch vòng.  Bước 3 Viết các dạng đồng phân mà ta đã định hướng theo bước 2. Ví dụ Viết công thức cấu tạo có thể có của C3H6O Giải Độ bất bão hòa: a =. .. = 1 → trong cấu tạo của hợp chất này có 1 liên kết π. hoặc 1 vòng trong mạch.. 7 Lop1.net. DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(8)</span> MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ  Trong mạch mang nhóm chức – OH CH2 = CH – CH2 – OH  Mạch mang nhóm chức ceton:  Mạch mang nhóm chức aldehid: CH3 – CH2 – CHO  Mạch mang nhóm chức ete Ete không no: CH2 = CH – O – CH3 (thường không tồn tại) Ete vòng no:. Giới thiệu một số công thức tính nhanh số đồng phân: 1. Công thức tính số đồng phân ancol đơn chức no, mạch hở : Cn H2n+2O2 Số đồng phân Cn H2n+2O2 = 2n- 2 ( 1 < n < 6 ) Ví dụ : Số đồng phân của ancol có công thức phân tử là : a. C3H8O = 23-2 = 2 b. C4H10O = 24-2 = 4 c. C5H12O = 25-2 = 8 2. Công thức tính số đồng phân anđehit đơn chức no, mạch hở : Cn H2nO Số đồng phân. Cn H2nO = 2n- 3 ( 2 < n < 7 ). Ví dụ : Số đồng phân của anđehit đơn chức no, mạch hở có công thức phân tử là : a. C4H8O. = 24-3 = 2. b. C5H10O = 25-3 = 4 c. C6H12O = 26-3 = 8 3. Công thức tính số đồng phân axit cacboxylic đơn chức no, mạch hở : Cn H2nO2 Số đồng phân. Cn H2nO2 = 2n- 3 (2 < n < 7). Ví dụ : Số đồng phân của axit cacboxylic đơn chức no, mạch hở có công thức phân tử là. 8 Lop1.net. DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(9)</span> MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ a. C4H8O2. = 24-3 = 2. b. C5H10O2 = 25-3 = 4 c. C6H12O2 = 26-3 = 8 4. Công thức tính số đồng phân este đơn chức no, mạch hở : Cn H2nO2 Số đồng phân. Cn H2nO2 = 2n- 2 (1 < n < 5). Ví dụ : Số đồng phân của este đơn chức no, mạch hở có công thức phân tử là : a. C2H4O2. = 22-2 = 1. b. C3H6O2 = 23-2 = 2 c. C4H8O2 = 24-2 = 4 5. Công thức tính số đồng phân ete đơn chức no, mạch hở : Cn H2n+2O Số đồng phân. Cn H2n+2O =. ( n  1).(n  2) ( 2< n<5) 2. Ví dụ : Số đồng phân của ete đơn chức no, mạch hở có công thức phân tử là : a. C3H8O. =. ( 3  1).(3  2) =1 2. b. C4H10O =. ( 4  1).( 4  2) = 3 2. c. C5H12O =. (5  1).(5  2) = 6 2. 6. Công thức tính số đồng phân xeton đơn chức no, mạch hở : Cn H2nO Số đồng phân. Cn H2nO =. ( n  2).( n  3) ( 3< n<7) 2. Ví dụ : Số đồng phân của xeton đơn chức no, mạch hở có công thức phân tử là : a. C4H8O. =. ( 4  2).( 4  3) =1 2. 9 Lop1.net. DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(10)</span> MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ b. C5H10O =. (5  2).(5  3) = 3 2. c. C6H12O =. ( 6  2).(6  3) = 6 2. 7. Công thức tính số đồng phân amin đơn chức no, mạch hở : Cn H2n+3N Số đồng phân. Cn H2n+3N = 2n-1 ( n < 5 ). Ví dụ : Số đồng phân của anin đơn chức no, mạch hở có công thức phân tử là : a. C2H7N. = 22-1. =1. b. C3H9N. = 23-1. = 3. c. C4H12N = 24-1. = 6. 8. Công thức tính số trieste ( triglixerit ) tạo bởi glixerol và hỗn hợp n axít béo : n 2 (n  1) Số tri este = 2. Ví dụ : Đun nóng hỗn hợp gồm glixerol với 2 axit béo là axit panmitic và axit stearic ( xúc tác H2SO4 đặc) thì thu được bao nhiêu trieste ? Số trieste. 2 2 (2  1) = =6 2. 9. Công thức tính số đồng phân ete tạo bởi hỗn hợp n ancol đơn chức: Số ete =. n (n  1) 2. Ví dụ : Đun nóng hỗn hợp gồm 2 ancol đơn chức no với H2SO4 đặc ở 1400C được hỗn hợp bao nhiêu ete?. Số ete. =. 2 (2  1) =3 2. 2.Phương pháp bảo toàn nguyên tố Nguyên tắc phương pháp Trong các phản ứng hóa học thông thường các nguyên tố được bảo toàn.. 10 Lop1.net. DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(11)</span> MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ Hệ quả: Từ định nghĩa ta nhận thấy rằng tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố Z bất kỳ nào trước và sau phản ứng đều bằng nhau. Một số lưu ý  Để áp dụng tốt phương pháp này ta hạn chế viết phương trình phản ứng, ta nên viết dạng sơ đồ tóm tắt, trong đó chúng ta sẽ biểu diễn các tóm tắt đề bài đã cho.  Nên quy về hệ số mol nguyên tử của từng nguyên tố trong hợp chất hoặc hỗn hợp  Chú ý về hệ số, và hiệu suất phản ứng. Ví dụ: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp Y gồn CH4, C3H6, và C4H10 thu được 4,4 gam CO2 và 2,52 gam nước. m có giá trị là bao nhiêu? Giải CH Sơ đồ biến đổi: C H C H. +O2. CO2 + H2O. Từ sơ đồ phản ứng ta có: mY = mC(CO2) + mH(H2O) = 12*. ,. + 2*. ,. = 1,48gam. 3.Phương pháp bảo toàn khối lượng Trong một phản ứng hóa học tổng khối lượng chất tham gia bằng tổng khối lượng sản phẩm tạo thành. ∑m = ∑m Hệ quả: Cho phản ứng dạng tổng quát A + B C+D  mA+ mB = mC + mD từ mối liên hệ này ta đi tìm với yêu cầu đề bài đã cho. Ví dụ Đun132,8 gam hỗn hợp 3 rượu no, đơn chức với H2SO4 đặc ở140oC thu được hỗn hợp các ete có số mol bằng nhau và có khối lượng là 111,2 gam. Số mol của mỗi ete trong hỗn hợp là bao nhiêu? Giải Gọi công thức chung cho 3 rượu no đơn chức là: R – OH Phản ứng tách nước:. R – OH + R – OH. 11 Lop1.net. : R – O - R + H2O. DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(12)</span> MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ Số ete tạo thành =. (. ). = 6 ete (n=3). Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: m. = mrượu -. Theo phản ứng trên nete = n. mete = 132,8 – 111,2 = 21,6 gam ,. =. = 1,2mol ⇒ nmỗi ete =. ,. = 0,2 mol. C. BÀI TOÁN Bài 1 [Khối A – 2011] Đốt cháy hoàn toàn 3,42 gam hỗn hợp gồm axit acrylic, vinyl axetat, metyl acrylat và axit oleic, rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 (dư). Sau phản ứng thu được 18 gam kết tủa và dung dịch X. Khối lượng X so với khối lượng dung dịch Ca(OH)2 ban đầu đã thay đổi như thế nào? A. Tăng 2,70 gam. B. Giảm 7,74 gam. C. Tăng 7,92 gam. D. Giảm 7,38 gam. Giải PP: Bài toán này đòi hỏi học sinh cần phải nhớ các công thức của các chất mà đề đã cho. CH2=CH – COOH : acid acrylic;. CH3COOCH2CH=CH2: Vinylaxetat. CH3 - ( CH2)7 - CH = CH -(CH2)7 – COOH : vinylacetat; CH2=CH – COOCH3: metylacrylat Nhận xét: Các acid và este đều là dạng đơn chức và có hai liên kết π. Do vậy công thức tổng quát trung bình của hỗn hợp trên có dạng C H O2. Phản ứng đốt cháy:. C H. O2 +. O2. a Theo bài ra ta có: n. n CO2 + (n – 1)H2O na. (n – 1)a. = 0,18 mol = na → mhh = (14n + 30)a = 3,42 → a = 0,03 mol. →n = 0,15mol. Khi đốt cháy toàn bộ lượng sản phẩm cháy được dẫn vào bình đựng Ca(OH)2 làm cho bình nước vôi tăng lên. msp cháy = m ∆m = m. +m. +m. = 0,18*44 + 0,15*18 = 10,62 gam. - m↓= 10,62 – 18 = -7,38gam → Đáp án D. 12 Lop1.net. DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(13)</span> MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ Bài 2 [Khối A – 2011] Đốt cháy hoàn toàn x mol axit cacboxylic E, thu được y mol CO2 và z mol H2O (với z = y – x). Cho x mol E tác dụng với NaHCO3 (dư) thu được y mol CO2. Tên của E là A. axit acrylic.. B. axit oxalic.. C. axit ađipic.. D. axit fomic. Giải Khi đốt cháy x mol E thu được y mol CO2 ⇒ số CE = (1) Khi cho x mol E tác dụng với NaHCO3 thu được y mol CO2 ⇒ Số Cnhóm chức = (2) Từ (1) và (2) ta nhận thấy số CE = số Cnhóm chức = ⇒acid oxalic thỏa mãn bài toán Bài 3 [Khối A – 2011] Đốt cháy hoàn toàn x gam hỗn hợp gồm hai axit cacboxylic hai chức, mạch hở và đều có một liên kết đôi C=C trong phân tử, thu được V lít khí CO2 (đktc) và y mol H2O. Biểu thức liên hệ giữa các giá trị x, y và V là A. V =. 28 ( x  30 y ) . 55. B. V =. 28 ( x  62 y ) 95. C. V =. 28 28 ( x  30 y ) . D. V = ( x  62 y ) . 55 95. Giải Luôn nhớ dạng công thức tổng quát của hợp chất hữu cơ có chứa C,H,O là A: CnH2n +2-2aOz ⇔. n là số nguyê tử C trong A a số liên kết π trong A z số nhóm chức của O. ở đây bài toán cho a = 3(vì có 1 nối đôi C=C, và 2 liên kết π trong nhóm chức –COOH) → Dạng tổng quát của hỗn hợp là CnH2n -4O4 → nCO2 + (n-2)H2O Gọi a là số mol của acid ⇒a =. ở đây k = 3 ⇒ a =. ,. (1). Khối lượng của các acid trong hỗn hợp: (14n + 60)a = x (2) Từ (1) và (2) ta có: 14na + 60a = x ⇔14* ⇒V=. ,. + 60*. ,. = x ⇔x =. V -30y. (x + 30y) ⇒ đáp án C. 13 Lop1.net. DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(14)</span> MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ Bài 4 [Khối A – 2011] Hỗn hợp X gồm C2H2 và H2 có cùng số mol. Lấy một lượng hh X cho qua chất xúc tác nung nóng, thu được hh Y gồm C2H4, C2H6, C2H2 và H2. Sục Y vào dd brom (dư) thì khối lượng bình brom tăng 10,8 gam và thoát ra 4,48 lít hh khí (đktc) có tỉ khối so với H2 là 8. Thể tích O2 (đktc) cần để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y là A. 22,4 lít.. B. 44,8 lít.. C. 26,88 lít.. D. 33,6 lít.. Giải Tóm tắt: C2H2 + H2. hhY: C2H4, C2H6, C2H2, H2. V1. +Br2. m = 10,8g. V2. Khí T: 4,48 lít. V3. Phương pháp: Bảo toàn khối lượng. mX = m Y = m z + m T. Khối lượng bình brom tăng lên: chính là mz mZ = mdd brom↑ Giờ ta đi tính khối lượng mT lúc đó ta sẽ tìm được mX và mY. Cụ thể ta có lời giả như sau: M = 8.2 = 16g/mol→ mz = 16*. , ,. = 3,2gam. mY = mX = 10,8 + 3,2 = 14 gam ↔ 26a + 2a = 14 → a = 0,5mol Đốt cháy hỗn hợp Y cũng như đốt cháy hỗn hợp X. C2H2 + O2 H2 + O2. 2CO2 + H2O (1) H2O. Tổng số mol oxy tham gia phản ứng đốt cháy là: a + a = 3a = 1,5 mol ⇒V = 22,4*1,5 = 33,6 lít ⇒ Đáp án D. 14 Lop1.net. DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(15)</span> MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ Bài 5 [Khối A – 2011] Đốt cháy hoàn toàn 0,11 gam một este X ( tạo nên từ một axit cacboxylic đơn chức và một ancol đơn chức) thu được 0,22 gam CO2 và 0,09 gam H2O. Số este đồng phân của X là: A. 2. B. 5. C. 6. D.4. Giải n. =. ,. = 0,005mol; n. =. ,. = 0,005 mol ⇒n. =n. ⇒ este đem đốt là no đơn chức: CnH2nO2. Bảo toàn nguyên tố ta sẽ có mO trong este = 0,11 – 0,005*12 – 0,005*2 = 0,04gam ⇒ neste = Số CX =. , ,. ,. = 0,00125 mol. = 4 ⇒ Số HX = 4 ⇒ CTPT của X là C4H4O2. Este no đơn chức n=4. Áp dụng công thức tính số đồng phân nhanh ta sẽ có: số đồng phân = 2n-2 = 4 ⇒Đáp án D. 15 Lop1.net. DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(16)</span> MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ BÀI 2. ALKAN (PARAFIN) CnH2n+2 ( n ≥ 1). A.KIẾN THỨC CƠ BẢN I. TÍNH CHẤT VẬT LÝ Dạng tồn tại của alkan  Alkan tồng tại ở thể khí với n = 1 → 4  Alkan tồn tại ở thể lỏng với n = 5 → 16  Alkan tồn tại ở thể rắn với n ≥ 17 Alkan không tan trong nước, trong mạch của chúng chỉ có tương tác van der Waals, nhiệt độ sôi tăng nếu phân tử lượng của chúng tăng. Alkan tan rất tốt trong dung môi không phân cực. II.TÍNH CHẤT HÓA HỌC 1. Phản ứng đốt cháy (oxy hóa hoàn toàn) Alkan đốt cháy sinh ra lượng nhiệt rất lớn, sản phẩm thu được là nước và khí CO2 CnH2n+2 +. O2. nCO2 + (n+1)H2O + Q. Nhận xét: Khi đốt cháy alkan ta có: n <n nalkan = n. n. 2. Phản ứng dehydro hóa Phản ứng dehydro hóa alkan là một phản ứng phức tạp, tùy theo nhiệt độ, áp suất, chất xúc tác mà có những sản phẩm khác nhau. CnH2n + H2 (alken). CnH2n+2. CnH2n + H2 (cyclo alkan) CnH2n-2 + 2H2 (alkin). t0, P, xt. CnH2n -6 + 4H2 (aren) Đặc biệt:. 2CH4. 15000C. CH ≡ CH + 3H2. làm lạnh nhanh. 3. Phản ứng thế halogen. 16 Lop1.net. DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(17)</span> MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ Phản ứng thế của alkan với halogen là một phản ứng không chọn lọc, cơ chế xảy ra theo cơ chế gốc. CnH2n+2 + αCl2 as CnH2n+2-αXα + αHX Khả năng thế của halogen: Flo> Clo> Brom > Iod Đặc điểm của phản ứng thế: Phản ứng ưu tiên cho carbon bậc cao.  Ví dụ:. (51%) CH3CH2CH3. + Cl2 CH3CH2CH2Cl (49%). 4. Phản ứng crackinh Phản ứng crackinh là phản ứng bẻ gãy phân tử có số C lớn thành những alken và alkan có số C nhỏ hơn. CnH2n+2 CmH2m + CvH2v+2 Ta luôn có: n= m +v. mT = ms. n ≥3. nT <nS. III. ĐIỀU CHẾ 1. Cộng hydro từ alken,alkin với chất xúc tác thích hợp Phản ứng cộng hydro với chất xúc tác Ni, ở nhiệt độ cao sinh ra alkan CnH2n + H2 CnH2n-2 + 2H2. CnH2n+2. Ni Ni. CnH2n+2. 2. Phương pháp tăng mạch carbon Phản ứng làm tăng mạch carbon dạng mạch đối xứng dựa vào phản ứng Wurtz RX + Na R – R + NaX Phản ứng này không dùng để điều chế những alkan bất đối xứng. 3. Từ hợp chất dialkyl đồng litium Người ta sẽ khắc phục phản ứng Wurtz bằng phản ứng này để điều chế những alkan bất đối xứng. Phản ứng này được hai nhà hóa học E.J.Corey và Herbert. 17 Lop1.net. DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(18)</span> MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ House phát hiện độc lập với nhau. Phản ứng này được thực hiện giữa dialkyl đồng litium, R2CuLi, và halogen R’X (R’ có thể giống hoặc khác R). R2CuLi + R’X R – R’ + RCu + LiX Hiệu suất phản ứng đạt tốt nhất khi R’ là một alkyl nhất cấp, còn R có thể là nhất, nhị hay tam cấp đều được. 4. Hoàn nguyên halogenur alkyl Halogenur RX có thể bị khử halogen ở trong môi trường acid proton và xúc tác là kẽm. R–X. ,. ⎯⎯. R–H. 5. Từ tác chất Grignard Cho tác chất Grignard RMgX tác dụng với nước người ta thu được một alkan tương ứng. RMgX ⎯ R – H 6. Phương pháp giảm mạch carbon Người ta đi từ muối acid và các kim loại kiềm: RCOONa trộn với xút và chất CaO mục đích làm khô hỗn hợp phản ứng và ngăn không cho không cho NaOH ăn mòn thủy tính. ô ô, ú RCOONa + NaOH ⎯⎯⎯⎯⎯ Na2CO3 + RH Một số phương pháp điều chế khí Metan Al4C3 + H2O ⇒ Al(OH)3 + CH4↑ C. +. CH3COONa +. ,. H2. ⎯⎯⎯⎯. NaOH. ô ô, ú. ⎯⎯⎯⎯⎯. CH4 CH4 + Na2CO3. Trường hợp đặc biết của phản ứng: 2HCOOK 7. Phản ứng crakinh. +. 2NaOH. CnH2n+2. vôi tôi,xút. ⎯⎯⎯. H2↑ + Na2CO3 + K2CO3. CmH2m + CvH2v+2. IV.VẤN ĐỀ CẦN BIẾT Sự hỏa giải alkan trong kỹ nghệ dầu hỏa còn được gọi bằng thuật ngữ chuyên môn là crackinh. Có nhiều dạng crackinh tùy theo quy trình sản xuất của các công ty hóa dầu trên thế giới. Trong nhiệt – crackinh, alkan được cho đi ngang qua một phòng đun nóng ở nhiệt độ rất cao. Những alkan kích thước lớn được chuyển sang những alkan có số Carbon nhỏ hơn, alken và hydro. Trong hơi 18 Lop1.net. DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(19)</span> MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ nước – cracking hydrocarbon được hòa tan vào trong hơi nước đun nóng nhanh ở nhiệt độ 700 – 9000C /giây rồi làm nguội cũng thật nhanh. Trong hydrocrackinh, phản ứng được thực hiện dưới sự hiện diện của của hydrogen và xúc tác ở áp suất cao, nhưng nhiệt độ thấp hơn (250 – 4000C). Trong tất cả các loại crackinh thì xúc tác – crackinh là quan trọng nhất trong kỹ nghệ chế biến dầu mỏ vì không chỉ làm tăng thêm khối lượng xăng từ sự cắt đứt những hydrocarbon dây dài thành dây ngắng hơn mà còn làm gia tăng chất lượng của xăng. Sự crackinh này được thực hiện bằng cách dẫn hơi hydrocarbon (đun dầu mỏ ở nhiệt độ cao) ngang qua xúc tác silic – alumin mịn ở nhiệt độ 4500C và dưới áp suất nhẹ. Dưới ảnh hưởng của ánh sáng tử ngoại (hῡ) hoặc ở nhiệt độ 200 – 4000C, clor và brom tác dụng với alkan cho ra cloroalkan và bromo alkan và một lượng HCl và HBr tương ứng. Sự clor hóa cho hỗn hợp sản phẩm không có đồng phân nào trội hẳn, trong khi đó brom sẽ cho một sản phẩm chính. Do đó sự clor hóa chỉ dùng trong kỹ nghệ để điều chế dung môi không tinh khiết. Trái lại sự brom hóa sẽ dùng trong phòng thí nghiệm để điều chế các bromur alkyl tinh khiết với hiệu suất cao. Phản ứng clor hóa xảy ra theo cơ chế gốc tự do gồm ba giai đoạn chính: giai đoạn khơi mào, giai đoạn truyền, giai đoạn kết thúc. Với alkan vì có những đặc điểm về cơ cấu nên có những phản ứng biểu tính sau:  Không tan trong nước, dung dịch baz, acid loãng. Đó là đặc tính của tất cả các hydrocarbon  Không tan trong acid sulfuric đậm đặc, lạnh. Những hợp chất có chứa một số nhóm định chức có oxygen hay nitrogen hoặc bất bão hòa đều tan được trong acid sulfuric đậm đặc lạnh. Ngoại trừ alkan, halogenur alkyl, aren. B.PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN VẤN ĐỀ 1 DẠNG TOÁN ĐỐT CHÁY ALKAN CnH2n+2 +. O2. nCO2 + (n+1)H2O + Q.  Khi đốt cháy alkan ta luôn luôn có: < nalkan = n n. 19 Lop1.net. DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(20)</span> MỘT SỐ CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC – HÓA HỌC HỮU CƠ Số C trong alkan =. Số H trong alkan =.  Nếu đốt cháy hydrocarbon mà có < hydrocarbon đem đốt cháy là Alkan. VẤN ĐỀ 2 DẠNG CRACKINH ALKAN. CnH2n+2 CmH2m + CvH2v+2 (X) (Y). M =. =. =M *. =. kết luận ngay. nalkan pư = nalken = nAlkan sp. mX = m Y. n≥ 3 n= m +v. ∗. *M. Đây là dạng công thức tính toán cho mọi bài toán crackinh, nên việc tính toán cho phản ứng rất đơn giản và hiệu quả. Dạng bài toán quen thuộc trong phản ứng crackinh. Alkansp. Alkan V (l). crackinh. Alken Alkan dư. V1. Alkandư. V2. n Dựa vào phản ứng ta có:. Alkansp. Alken + dd Br2. +Br2. ứ. n. = n =n = n ư+n đ. H=. ư đ. ∗ 100%. ư. V3 V=V V ư = V −V H=. ∗ 100%. Đây là công thức quan trọng mặc dù nó đi từ những nhận xét hết sức thuần túy, nhưng việc giải toán rất hiệu quả, được ứng dụng rất nhiều trong đề thi đại học.. 20 Lop1.net. DƯƠNG THẾ.

<span class='text_page_counter'>(21)</span>