Phương pháp giải toán hóa hữu cơ và vô cơ & một số lưu ý về hợp chất hữu cơ

PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV NGUYỄN HỒNG NGUYÊN -THPT EAHLEO YM:cungcong 1 PHƯƠNG PHÁP GIẢI TỐN HĨA HỮU CƠ và VƠ CƠ & MỘT SỐ LƯU Ý VỀ HỢP CHẤT HỮU CƠ ------ A-GIẢI NHANH BÀI TỐN TRẮC NGHIỆM VƠ CƠ 1/ H2SO4  2H + + SO4 2-  H2 HCl  H+ + Cl- VD1:Cho 2,81 g hỗn hợp Fe2O3, ZnO, MgO tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch H2SO4 0,1M. Khối lượng muối sunfat tạo ra trong dung dịch là: Giải: nH2SO4 =0,05 = n SO4 2- --->nH += 0,1 2H+ + O2- = H2O 0,1 0,05 mol m muối = m oxit – m O(trong oxit) +m gốc axit =2,81 –0,05.16 +0,05.96 =6,81 gam VD2:Cho 8 g hỗn hợp bột kim lọai Mg va Fe tác dụng hết với dung dịch HCl thấy thốt ra 5,6 lit H2 ở đktc. Khối lượng muối tạo ra trong dung dịch là Giải: nH2 =0,25 ---> nHCl =nCl = 0,25.2 =0,5. m muối =8 + 0,5.35,5=25,75 gam VD3Cho 11 gam hỗn hợp 2 kim loại tan hồn tồn trong HCl dư thấy cĩ 8,96 lít khí thốt ra (đkc) v à dd X, cơ cạn dd X thì khối lượng hỗn hợp muối khan thu được là (gam): Giải: nH2 =0,4 ---> nHCl =nCl - = 0,4.2 =0,8. m muối =kl kim loại +kl ion Cl-=11+0,8.35,3=39,4 gam 2/ Axít + Ocid bazơ ( kể cả ocid bazơ khơng tan) VD1: Fe2O3  a mol Phản ứng dung dịch HCl FexOy  b mol nO 2- = 3a+ by  2H+ + O2-  H2O 6a+2yb  3a+yb VD2:Hồ tan 2,4 g một oxit sắt vừa đủ 90ml ddHCl 1M. Cơng thức của oxit sắt nĩi trên là: Gọi CTPT oxit sắt là:FexOy a mol nHCl =0,09mol 2H+ + O2-  H2O 0,09 0,045 mol nO2- =ay = 0,045 (1) 56a + 16ya = 2,4 (2) xa =0,03  x:y =2:3  CTPT là Fe2O3 3/ Axít + Bazơ ( kể cả bazơ khơng tan) VD: Dung dịch H2SO4 phản ứng với hổn hợp: Fe(OH)3 amol, Al(OH)3 bmol, Cu(OH)2 cmol nOH - = 3a+3b+2c = nH + 4/ Axít + Kim Loại  Muối và giải phĩng khí H2 VD: Na H  ½ H2 Al  3H 3/2 H2 VD1:Cho 8.3 g hỗn hợp Al,Fe tác dụng hết với dung dịch HCl. Sau phản ứng khối lượng HCl tăng thêm 7.8 g. Khối lượng mỗi muối tạo ra trong dung dịch và kl mỗi kim loại trong hh Giải;n H2 =(8,3-7,8 ):2 =0,25 m muối = mKim Loại + mgốc axít m 2H+ + O2- H2O H+ + OH-  H2O nH+ + M Mn+ + n/2 H PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV NGUYỄN HỒNG NGUYÊN -THPT EAHLEO YM:cungcong 2 3/2a+b = 0,25 27a +56 b= 8,3---> a=b= 0,1 mol VD 2: Cho m gam nhơm,Magiê, sắt vào 250 ml dd X chứa hh axít HCl 1M,H2SO4 0,5 M, thu được 0,2375 mol khí H2 và dd Y.Tính pH của dd Y. Giải:n H+bđ=0,25 +0,25.0,5.2 = 0,5 nH+ pư = 0,2375.2=0,475 nH+ dư =0,025 mol  CH +=0,1  pH =1 5/ CO, H2 khử oxít kim loại sau Al tạo Kim loại + CO2 , H2O VD: Hổn hợp gồm CuO  amol Fe2O3  bmol + CO  nO(trong oxít) = a+3b CO + O  CO2 a+3b  a+3b  a+3b VD:Một hỗn hợp X gồm Fe2O3, FeO và MgO cĩ khối lượng là 4,24 g trong đĩ cĩ 1,2 g MgO. Khi cho X phản ứng với CO dư (phản ứng hồn tồn), ta được chất rắn A và hỗn hợp CO và CO2. Hỗn hợp này khi qua nước vơi trong cho ra 5 g kết tủa. Xác định khối lượng Fe2O3, FeO trong hỗn hợp X. Giải: m 2 oxit sắt là: 4,24 –1,2 =3,04 gam---> 160 a +72 b =3,04 n CO2 = n O(trong 2 oxit sắt) = 0,05 ----> 3a +b = 0,05 ---> a=0,01 ; b= 0,02 6/ Phản ứng giữa 2 ion chỉ xảy ra khi sản phẩm cĩ chất kết tủa, dễ bay hơi, điện li yếu. VD1: Ca 2+ + CO3 2-  CaCO3 2H+ + CO3 2-  H2O + CO2 2H+ + S2-  H2S Na+ + NO3 - x khơng xảy ra VD2 : Dung dịch chứa amol AlCl3, bmol CuCl2, cmol NaCl phản ứng dung dịch AgNO3 dư thu dmol kết tủa. Mối liên hệ a,b,c,d nCl - = 3a+2b+c  nAgCl  = nCl - = nAg + phản ứng = 3a+2b+c = d Ag+ + Cl-  AgCl 7/ Định luật bảo tồn khối lượng: mghổn hợp kim loại + m1 g dung dịch HCl thu được m2 g dung dịch A, m3 g khí B và m4 g rắn khơng tan. Ta cĩ : m + m1 = m2 + m3 + m4  m2 = m + m1 – m3 – m4 8/ Bảo tồn điện tích: Trong 1 dung dịch : Tổng điện tích dương = tổng điện tích âm VD1: Dung dịch chứa amol Al 3+, bmol Ca2+, cmol SO4 2-, dmol Cl-. Ta co: 3a + 2b = 2c + d VD2: mg hổn hợp Fe, Mg, Zn phản ứng dung dịch HCl dư thu (m+m1) gam muối. mg hổn hợp trên phản ứng dung dịch HCl thu bao nhiêu gam muối? . mmuối clorua = mkim loại + mCl -  mCl - = m1g  nCl - = 5,35 1m mol . Bảo tồn điện tích: 2Cl- SO4 2- ( 2.nSO4 2- = nCl -) 5,35 1m  71 1m . muối sunfat = m + 71 1m x 96 VD3:Cho m g hỗn hợp Cu, Zn, Fe tác dụng với dung dịch HNO3 lỗng, dư thu được dung dịch A. Cơ cạn dung dịch A thu được (m+62) gam muối khan. Nung hỗn hợp muối khan trên đến khối lượng khơng đổi thu được chất rắn cĩ khối lượng là: Giải: n NO3 - =62:62 = 1mol ---> 2NO3 - -------> O2- . n O2- =0,5 mol CO + O ( trong oxít) t o CO2 H2 + O ( trong oxít) t o H2O PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV NGUYỄN HỒNG NGUYÊN -THPT EAHLEO YM:cungcong 3 1 mol 0.5 mol m oxit = m kim loại + m O = m + 0,5.16 =( m + 8 ) gam Vídụ 4: Hồ tan hồn tồn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 và a mol Cu2S vào dung dịch HNO3 vừa đủ, thu được dung dịch X chỉ chứa 2 muối sunf và khí NO duy nhất. Giá trị a là: Giải: dd gồm:0,12 mol Fe3+, 2a mol Cu2+ ,(0,24+a) mol SO4 2- . áp dụng Đlbt điện tích: 3.0,12 +2.2a =2(0,24 +a) a=0,06 9/ Bảo tồn nguyên tố : VD1: Cho 1mol CO2 phản ứng 1,2mol NaOH thu mg muối. Tính m? . 2 - CO OH n n = 1,2  sản phẩm tạo 2 muối . Gọi CT 2 muối NaHCO3  amol BT nguyên tố Cacbon: a+b = 1 a= 0,08mol Na2CO3  bmol BT nguyên tố Natri: a+2b = 1,2  b = 0,02mol VD2 : Hổn hợp A gồm FeO a mol, Fe2O3 b mol phản ứng với CO ở t 0 cao thu được hổn hợp B gồm: Fe cmol, FeO dmol, Fe2O3 e mol, Fe3O4 f mol. Mối quan hệ giữa a,b,c,d… Ta cĩ : nFe (trong A) = nFe (trong B)  VD 3: Hấp thụ hồn tồn 0,12 mol SO2 vào 2,5 lít dd Ba(OH)2 a mol/l thu được 0,08 mol kết tủa. gí trị của a là bao nhiêu. Giải:n BaCO3 =0,08  n C cịn lại tạo Ba(HCO3)2 = 0,04  nBa(HCO3)2 =0,02 n Ba =n Ba(OH)2 =0,08 + 0,02 =0,1  CM =0,1/2,5 =0,04 M VD 4:Hịa tan 5,6 gam Fe vào dd H2SO4 dư thu dược dd X.dd X phản ứng vừa đủ với V lít dd KMnO4 0,5 M giá trị của V là? Giải: nFe = nFe2+ =0,1 mol  nMn2+ = 0,1.1/5=0,02(đlBT electron)  V = 0,02:0.5 =0,04 lít 10/ Bảo tồn Electron : . Chỉ sử dụng đối với phản ứng oxi hĩa khử . Phương pháp: + Xác định chất khử + xác định chất oxi hĩa + Viết 2 quá trình + định luật bảo tồn Electron : ne cho = ne nhận VD : 0,3 mol FexOy phản ứng với dd HNO3 dư thu được 0,1mol khí NO. Xác định FexOy. Giải : xFe2y/x – ( 3x-2y)  xFe+3 nFexOy = 0,3  nFe 2y/x = 0,3x x = 3 0,3x  0,3(3x-2y)  y = 4 hoặc x=y=1 N+5 + 3e  N+2 0,3.(3x – 2y) = 0,3  3x – 2y = 1 0,3 0,1 Vậy CTPT : Fe3O4 hoặc FeO 11/ Xác định CTPT chất : VD : 1 oxít của sắt cĩ % mFe chiếm 70%. Xác định CTPT của oxít. Gọi CT của oxít là: FexOy   y x  666,0 16/30 56/70 3 2  Fe2O3 B. HIDROCACBON: CT chung: CxHy (x 1, y 2x+2). Nếu là chất khí ở đk thường hoặc đk chuẩn: x 4. Hoặc: CnH2n+2-2k, với k là số liên kết  , k  0. I- DẠNG 1: Hỗn hợp gồm nhiều hidrocacbon thuộc cùng một dãy đồng đẳng. PP1:Gọi CT chung của các hidrocacbon knn HC 222  (cùng dãy đồng đẳng nên k giống nhau) - Viết phương trình phản ứng - Lập hệ PT giải  n , k. - Gọi CTTQ của các hidrocacbon lần lượt là k2n2nk2n2n 2211 HC,HC  ... và số mol lần lần lượt là a1,a2…. a+3 b = c + d + 3e + 4 f PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV NGUYỄN HỒNG NGUYÊN -THPT EAHLEO YM:cungcong 4 Ta cĩ: + ...aa ...anan n 21 2211    + a1+a2+… =nhh Ta cĩ đk: n1<n2 n1< n <n2. Thí dụ : + Nếu hh là hai chất đồng đẳng liên tiếp và n =1,5 Thì n1<1,5<n2=n1+1 0,5<n1<1,5 n1=1, n2=2. + Nếu hh là đđ khơng liên tiếp, giả sử cĩ M cách nhau 28 đvC (2 nhĩm –CH2-) Thì n1< n =1,5<n2=n1+2 n1=1, n2=3. PP2 : - gọi CT chung của hai hidrocacbon là yx HC . - Tương tự như trên  y,x - Tách ra CTTQ mỗi hidrocacbon ...HC,HC 2211 yxyx Ta cĩ: x1< x <x2, tương tự như trên x1,x2. y1 < y <y2; ĐK: y1,y2 là số chẳn. nếu là đồng đẳng liên tiếp thì y2=y1+2. thí dụ y =3,5 y1<3,5<y2=y1+2 1,5<y1<3,5 ; y1 là số chẳn y1=2, y2=4 nếu là đđ khơng kế tiếp thì ta thay ĐK : y2=y1+2 bằng đk y2=y1+2k (với k là hiệu số nguyên tử cacbon). Cho vài thí dụ: II. DẠNG 2: Tìm CTPT của hidrocacbon khi biết KL phân tử:  Phương pháp: + Gọi CTTQ của hidrocacbon là CxHy; Đk: x1, y2x+2, y chẳn. + Ta cĩ 12x+ y=M + Do y>0 12x<M x< 12 M (chặn trên) (1) + y 2x+2 M-12x  2x+2 x 14 2M  (chặn dưới) (2) Kết hợp (1) và (2) x và từ đĩ y. Thí dụ : KLPT của hydrocacbon CxHy = 58 Ta cĩ 12x+y=58 + Do y>o 12x<58 x<4,8 và do y 2x+2 58-12x  2x+2 x 4 x=4 ; y=10 CTPT hydrocacbon là C4H10. III. DẠNG 3 : GIẢI BÀI TỐN HỖN HỢP Khi giải bài tốn hh nhiều hydrocacbon ta cĩ thể cĩ nhiều cách gọi : - Cách 1 : Gọi riêng lẻ, cách này giải ban đầu đơn giản nhưng về sau khĩ giải, dài, tốn thời gian. - Cách 2: Gọi chung thành một cơng thức yx HC hoặc k22n2n HC  (Do các hydrocacbon khác dãy đồng đẳng nên k khác nhau) Phương pháp: Gọi Ct chung của các hydrocacbon trong hh là yx HC (nếu chỉ đốt cháy hh) hoặc k22n2n HC  (nếu vừa đốt cháy vừa cộng hợp H2, Br2, HX…) - Gọi số mol hh. - Viết các ptpứ xảy ra, lập hệ phương trình, giải hệ phương trình  ...k,y,x n hoặc + Nếu là y,x ta tách các hydrocacbon lần lượt là .....HC,HC 2211 yxyx Ta cĩ: a1+a2+… =nhh ...aa ....axax x 21 2211    ...aa ...ayay y 21 2211    Nhớ ghi điều kiện của x1,y1… + x1 1 nếu là ankan; x1 2 nếu là anken, ankin; x1  3 nếu là ankadien… Chú ý: + Chỉ cĩ 1 hydrocacbon duy nhất cĩ số nguyên tử C=1 nĩ là CH4 (x1=1; y1=4) PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV NGUYỄN HỒNG NGUYÊN -THPT EAHLEO YM:cungcong 5 + Chỉ cĩ 1 hydrocacbon duy nhất cĩ số nguyên tử H=2 nĩ là C2H2 (y2=4) (khơng học đối với C4H2). Các ví dụ: IV. CÁC PHẢN ỨNG DẠNG TỔNG QUÁT: 1. Gọi CT chung của các hydrocacbon là k22n2n HC  a.Phản ứng với H2 dư (Ni,t o) (Hs=100%) k22n2n HC  +kH2   ot,Ni 2n2n HC  hỗn hợp sau phản ứng cĩ ankan và H2 dư Chú ý: Phản ứng với H2 (Hs=100%) khơng biết H2 dư hay hydrocacbon dư thì cĩ thể dựa vào M của hh sau phản ứng. Nếu M <26 hh sau phản ứng cĩ H2 dư và hydrocacbon chưa no phản ứng hết b.Phản ứng với Br2 dư: k22n2n HC  +kBr2  k2k2n2n BrHC  c. Phản ứng với HX k22n2n HC  +kHX  kk2n2n XHC  d.Phản ứng với Cl2 (a's'k't') k22n2n HC  +kCl2  HClxClHC kk22n2n  e.Phản ứng với AgNO3/NH3 2 k22n2n HC  +xAg2O  3 NH x OxHAgHC 2xxk22n2n  2) Đối với ankan: CnH2n+2 + xCl2   ASKT CnH2n+2-xClx + xHCl ĐK: 1  x  2n+2 CnH2n+2   Crackinh CmH2m+2 + CxH2x ĐK: m+x=n; m  2, x  2, n  3. 3) Đối với anken: + Phản ứng với H2, Br2, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:1 + Chú ý phản ứng thế với Cl2 ở cacbon  CH3-CH=CH2 + Cl2   C500o ClCH2-CH=CH2 + HCl 4) Đối với ankin: + Phản ứng với H2, Br2, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:2 VD: CnH2n-2 + 2H2   ot,Ni CnH2n+2 + Phản ứng với dd AgNO3/NH3 2CnH2n-2 + xAg2O  2CnH2n-2-xAgx + xH2O ĐK: 0 x  2 * Nếu x=0 hydrocacbon là ankin  ankin-1 * Nếu x=1 hydrocacbon là ankin-1 * Nếu x= 2 hydrocacbon là C2H2. 5) Đối với aren và đồng đẳng: + Cách xác định số liên kết  ngồi vịng benzen. Phản ứng với dd Br2  nhydrocacbo Br n n 2   là số liên kết  ngồi vịng benzen. + Cách xác định số lk  trong vịng: Phản ứng với H2 (Ni,t o):  nhydrocacbo H n n 2 * với  là số lk  nằm ngồi vịng benzen *  là số lk  trong vịng benzen. Ngồi ra cịn cĩ 1 lk  tạo vịng benzen  số lk  tổng là + +1. VD: hydrocacbon cĩ 5 trong đĩ cĩ 1 lk tạo vịng benzen, 1lk ngồi vịng, 3 lk trong vịng. Vậy nĩ cĩ k=5 CTTQ là CnH2n+2-k với k=5 CTTQ là CnH2n-8 CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN  PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV NGUYỄN HỒNG NGUYÊN -THPT EAHLEO YM:cungcong 6 VÍ DỤ 1 :Đốt cháy 0,1 mol hỗn hợp 2 ankan là đồng đẳng kế tiếp ,thu được 3,36 lít CO2(ĐKTC).Hai ankan trong hỗn hợp là: Giải : số nt cacbon trung bình= số mol CO2 : số mol 2 ankan ---> CTPT VD 2 :Đốt cháy 6,72 lít khí (ở đktc) hai hiđrocacbon cùng dãy đồng đẳng tạo thành 39,6 gam CO2 và 10,8 gam H2O. a)Cơng thức chung của dãy đồng đẳng là: b) Cơng thức phân tử mỗi hiđrocacbon là: Giải :Do chúng ở thể khí, số mol CO2> số mol H2O --->là ankin hoặc ankadien số mol 2 chất là :nCO2- n H2O = 0,3 ---> Số ntử cacbon trung bình là : nCO2 :n 2HC=3 ---> n1=2 ,n2 =4 ---> TCPT là C2H2 và C4H6 VD 3 :Cho 4,6 gam hỗn hợp 2 anken là đồng đẳng kế tiếp qua dung dịch brơm dư,thấy cĩ 16 brơm phản ứng.Hai anken là Giải:n Br2= 0,1 =n 2anken ---->số nguyên tử cacbon trung bình = 14.1,0 6,4 =3,3  CTPT 2anken là: C3H6 và C4H8 VD 4:Khi đốt cháy 1hh gồm:0,1 mol C2H4 và 1 hydrocacbon A,thu được 0,5 mol CO2 và 0,6 mol H2O.CTPT của hydrocacbon A là: Giải:nH2O > nCO2 ---> A là ankan Số mol A= nH2O - nCO2 =0,1---> n =(0,5 – 0,1.2): 0,1 =2--->CTPT của A là:C2H6 VD 5:Khi đốt cháy 0,2 mol hh gồm: C2H2 và 1 hydrocacbon A,thu được: số mol CO2 =số mol H2O =0,5 mol.CTPT của hydrocacbon A là ? Giải:nH2O = nCO2 ---> A là ankan --> nC2H2 =n A= 0,1---> số nguyên tử cacbon trong Alà: (0,5 –0,1.2): 0,1 =3 ---> ctpt của A là: C3H8 V- MỘT SỐ DẠNG BIỆN LUẬN KHI BIẾT MỘT SỐ TÍNH CHẤT PHƯƠNG PHÁP: + Ban đầu đưa về dạng phân tử + Sau đĩ đưa về dạng tổng quát (cĩ nhĩm chức, nếu cĩ) + Dựa vào điều kiện để biện luận. VD1: Biện luận xác định CTPT của (C2H5)n  CT cĩ dạng: C2nH5n Ta cĩ điều kiện: + Số nguyên tử H  2 số nguyên tử C +2 5n 2.2n+2 n  2 + Số nguyên tử H là số chẳn n=2 CTPT: C4H10 VD2: Biện luận xác định CTPT (CH2Cl)n  CT cĩ dạng: CnH2nCln Ta cĩ ĐK: + Số nguyên tử H  2 số nguyên tử C + 2 - số nhĩm chức 2n 2.2n+2-n n  2. + 2n+n là số chẳn n chẳn n=2 CTPT là: C2H4Cl2. VD3: Biện luận xác định CTPT (C4H5)n, biết nĩ khơng làm mất màu nước brom. CT cĩ dạng: C4nH5n, nĩ khơng làm mất màu nước brom nĩ là ankan loại vì 5n<2.4n+2 hoặc aren. ĐK aren: Số nguyên tử H =2số C -6 5n =2.4n-6 n=2. Vậy CTPT của aren là C8H10.  Chú ý các qui tắc: + Thế halogen vào ankan: ưu tiên thế vào H ở C bậc cao. + Cộng theo Maccơpnhicơp vào anken + Cộng H2, Br2, HX theo tỷ lệ 1:1 vào ankađien. + Phản ứng thế Ag2O/NH3 vào ankin. + Quy luật thế vào vịng benzen + Phản ứng tách HX tuân theo quy tắc Zaixep. C. NHĨM CHỨC I- RƯỢU: 1) Khi đốt cháy rượu: 22 COOH nn   rượu này no, mạch hở. 2) Khi tách nước rượu tạo ra olefin  rượu này no đơn chức, hở. 3) Khi tách nước rượu A đơn chức tạo ra chất B. - 1d A/B  B là hydrocacbon chưa no (nếu là rượu no thì B là anken). - 1d A/B  B là ete. PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV NGUYỄN HỒNG NGUYÊN -THPT EAHLEO YM:cungcong 7 OH + Na O H O N a + H 2O CH2OH + Na O H kh ôn g p hản ứn g 4) - Oxi hĩa rượu bậc 1 tạo ra andehit hoặc axit mạch hở. R-CH2OH  ]O[ R-CH=O hoặc R-COOH - Oxi hĩa rượu bậc 2 thì tạo ra xeton: R-CHOH-R'  ]O[ R-CO-R' - Rượu bậc ba khơng phản ứng (do khơng cĩ H) 5) Tách nước từ rượu no đơn chức tạo ra anken tuân theo quy tắc zaixep: Tách -OH và H ở C cĩ bậc cao hơn 6) - Rượu no đa chức cĩ nhĩm -OH nằm ở cacbon kế cận mới cĩ phản ứng với Cu(OH)2 tạo ra dd màu xanh lam. - 2,3 nhĩm -OH liên kết trên cùng một C sẽkhơng bền, dễ dàng tách nước tạo ra anđehit, xeton hoặc axit cacboxylic. - Nhĩm -OH liên kết trên cacbon mang nối đơi sẽ khơng bền, nĩ đồng phân hĩa tạo thành anđehit hoặc xeton. CH2=CHOH  CH3-CHO CH2=COH-CH3  CH3-CO-CH3. CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN Rượu no a. Khi đốt cháy rượu : no là rượu này rượunn 22 COOH  rượu CO ứ ng phảnrượuCOOH n n cácbontử nguyên sốnnn 2 22  Nếu là hổn hợp rượu cùng dãy đồng đẳng thì số nguyên tử Cacbon trung bình. VD : n = 1,6  n1< n =1,6  phải cĩ 1 rượu là CH3OH b. 2 x  rượu H n n 2  x là số nhĩm chức rượu ( tương tự với axít) c. rượu đơn chức no (A) tách nước tạo chất (B) (xúc tác : H2SO4 đđ) . dB/A < 1  B là olêfin . dB/A > 1  A là ete d. + oxi hĩa rượu bậc 1 tạo anđehit : R-CHO   0,tCu R- CH= O + oxi hĩa rượu bậc 2 tạo xeton : R- CH – R’ O R – C – R’ OH O + rượu bậc 3 khơng bị oxi hĩa. II. PHENOL: - Nhĩm OH liên kết trực tiếp trên nhân benzen, nên liên kết giữa O và H phân cực mạch vì vậy hợp chất của chúng thể hiện tính axit (phản ứng được với dd bazơ) - Nhĩm -OH liên kết trên nhánh (khơng liên kết trực tiếp trên nhân benzen) khơng thể hiện tính axit. CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN a/ Hợp chất HC: A + Na  H2  A H n n 2 2 x  x là số nguyên tử H linh động trong – OH hoặc - COOH. PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV NGUYỄN HỒNG NGUYÊN -THPT EAHLEO YM:cungcong 8 b/ Hợp chất HC: A + Na  muối + H2O  y A NaOH n ứng phảnn  y là số nhĩm chức phản ứng với NaOH là – OH liên kết trên nhân hoặc – COOH và cũng là số nguyên tử H linh động phản ứng với NaOH. VD : . 1 n n A H 2   A cĩ 2 nguyên tử H linh động phản ứng Natri . 1 A NaOH n n  A cĩ 1 nguyên tử H linh động phản ứng NaOH . nếu A cĩ 2 nguyên tử Oxi  A cĩ 2 nhĩm OH ( 2H linh động phản ứng Na) trong đĩ cĩ 1 nhĩm –OH nằm trên nhân thơm ( H linh động phản ứng NaOH) và 1 nhĩm OH liên kết trên nhánh như HO-C6H4-C H2-OH III. AMIN: - Nhĩm hút e làm giảm tính bazơ của amin. - Nhĩm đẩy e làm tăng tính bazơ của amin. VD: C6H5-NH2 <NH3<CH3-NH2<C2H5NH2<(CH3)2NH2 (tính bazơ tăng dần) CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN  x  amin H n n  x là số nhĩm chức amin VD: nH + : namin = 1 :1  amin này đơn chức  CT của amin no đơn chức là CnH2n+3N (n  1) . Khi đốt cháy nH2O > nCO2  nH2O – nCO2 = 1,5 namin .  amin CO n n 2 số nguyên tử cacbon  Bậc của amin : -NH2 bậc 1 ; -NH- bậc 2 ; -N - bậc 3 IV. ANĐEHIT : 1. Phản ứng tráng gương và với Cu(OH)2 (t o) R-CH=O +Ag2O   ot,ddNH3 R-COOH + 2Ag R-CH=O + 2Cu(OH)2  ot R-COOH + Cu2O +2H2O  Nếu R là Hydro, Ag2O dư, Cu(OH)2 dư: H-CHO + 2Ag2O   ot,ddNH3 H2O + CO2 + 4Ag H-CH=O + 4Cu(OH)2  ot 5H2O + CO2 + 2Cu2O  Các chất: H-COOH, muối của axit fomic, este của axit fomic cũng cho được phản ứng tráng gương. HCOOH + Ag2O   ot,ddNH3 H2O + CO2+2Ag  HCOONa + Ag2O   ot,ddNH3 NaHCO3 + 2Ag  H-COOR + Ag2O   ot,ddNH3 ROH + CO2 + 2Ag   Anđehit vừa đĩng vai trị chất khử, vừa đĩng vai trị chất oxi hĩa: + Chất khử: Khi phản ứng với O2, Ag2O/NH3, Cu(OH)2(t o) + Chất oxi hĩa khi tác dụng với H2 (Ni, t o) CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN a. andehyt. chức nhóm sốlà x n n anđehyt Ag  x2 + Trường hợp đặc biệt : H-CH = O phản ứng Ag2O tạo 4mol Ag nhưng %O = 53,33% PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV NGUYỄN HỒNG NGUYÊN -THPT EAHLEO YM:cungcong 9 + 1 nhĩm andehyt ( - CH = O ) cĩ 1 liên kết đơi C = O  andehyt no đơn chức chỉ cĩ 1 liên kết  nên khi đốt cháy 22 COOH nn  ( và ngược lại) + andehyt A cĩ 2 liên kết  cĩ 2 khả năng : andehyt no 2 chức ( 2 ở C = O) hoặc andehyt khơng no cĩ 1 liên kết đơi ( 1 trong C = O, 1  trong C = C). b. + andehyt chức nhóm sốlà n n andehyt OCu 2 xx + andehyt chức nhóm sốlà n ứng phảnn andehyt Cu(OH ) 2 xx 2 + C) C )đôi( kết liên số andehyt chức nhóm số (là x n ứng phảnn 2H  x andehyt V. AXIT CACBOXYLIC: + Khi cân bằng phản ứng cháy nhớ tính cacbon trong nhĩm chức. VD: CnH2n+1COOH + ) 2 1n3 (  O2  (n+1)CO2 + (n+1)H2O + Riêng axit fomic tráng gương, phản ứng với Cu(OH)2 tạo  đỏ gạch.  Chú ý axit phản ứng với Cu(OH)2 tạo ra dd màu xanh do cĩ ion Cu 2+ + Cộng HX của axit acrylic, axit metacrylic, andehit acrylic nĩ trái với quy tắc cộng Maccopnhicop: VD: CH2=CH-COOH + HCl  ClCH2-CH2-COOH + Khi giải tốn về muối của axit cacboxylic khi đốt cháy trong O2 cho ra CO2, H2O và Na2CO3 VD : CxHyOzNat + O2  ) 2 t x(  CO2 + 2 y H2O + 2 t Na2CO3 CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN  COOH) - (axít chức nhóm sốlà x n ứng phảnn axít OH -  x  Chí cĩ axít fomic ( H-COOH) tham gia phản ứng tráng gương  Đốt axít : Ta cĩ : 22nnCOOH OHC:CT lại) ngượcvà ( chức. đơn no trênaxít nn 2  2  loại) kim ứng phản(axít chức nhóm sốlà x n n axít H 2  2 sinh xra  Lưu ý khi giải tốn : + Số mol Na (trong muối hữu cơ) = số mol Na (trong Na2CO3) (bảo tồn nguyên tố Na) + Số mol C (trong Muối hữu cơ) = số mol C (trong CO2) + Số mol C (trong Na2CO3) (bảo tồn nguyên tố C)  So sánh tính axit : Gốc hút e làm tăng tính axit, gốc đẩy e làm giảm tính acit của axit cacboxylic. VI. ESTE :  cách viết CT của một este bất kì : Este do axit x chức và rưỡu y chức : Ry(COO)x.yR’x .  Nhân chéo x cho gốc hidrocacbon của rượu và y cho gốc hdrocacbon của axit.  x.y là số nhĩm chức este. VD : - Axit đơn chức + rượu 3 chức : (RCOO)3R’ - Axit 3 chức + rượu đơn chức : R(COO-R’)3 1. ESTE ĐƠN CHỨC : Este + NaOH  ot Muối + rượu Este + NaOH  1 muối + 1 anđehit  este này khi phản ứng với dd NaOH tạo ra rượu cĩ nhĩm -OH liên kết trên cacbon mang nối đơi bậc 1, khơng bền đồng phân hĩa tạo ra anđehit. VD: R-COOCH=CH2 + NaOH  ot R-COONa + CH2=CH-OH x y CH3-CH= O Đp hĩa PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV NGUYỄN HỒNG NGUYÊN -THPT EAHLEO YM:cungcong 10 Este + NaOH  1 muối + 1 xeton  este này khi phản ứng tạo rượu cĩ nhĩm --OH liên kết trên cacbon mang nối đơi bậc 2 khơng bền đồng phân hĩa tạo xeton. + NaOH  ot R-COONa + CH2=CHOH-CH3 Este + NaOH  2muối +H2O Este này cĩ gốc rượu là đồng đđẳng của phenol hoặc phenol.. VD : + 2NaOH  ot RCOONa + C6H5ONa + H2O ( do phenol cĩ tính axit nên phản ứng tiếp với NaOH tạo ra muối và H2O) Este + NaOH  1 sản phẩm duy nhất Este đơn chức 1 vịng +NaOH  ot CÁCH XÁC ĐỊNH SỐ NHĨM CHỨC ESTE :   Este ứng)NaOH(phản n n   là số nhĩm chức este (trừ trường hợp este của phenol và đồng đẳng của nĩ) nNaOHcần <2neste(este phản ứng hết) Este này đơn chứcvà NaOH cịn dư.  Este đơn chức cĩ CTPT là : CxHyO2  R-COOR’ ĐK : y 2x Ta cĩ 12x+y+32 = R + R’ + 44. Khi giải bài tốn về este ta thường sử dụng cả hai cơng thức trên. + Ct CxHyO2 dùng để đốt cháy cho phù hợp. + CT R-COOR’ dùng để phản ứng với NaOH CT cấu tạo của este.  Hỗn hợp este đơn chức khi phản ứng với NaOH tạo 1 muối + 2 rượu đơn chức  2 este này cùng gốc axit và do hai rượu khác nhau tạo nên. Vậy cơng thức 2 este là R-COO 'R giải R,R’ ; ĐK : R1< 'R <R2 CT 2 2 1 OHC COORR COORR yx        Hỗn hợp este đơn chức khi phản ứng với NaOH tạo ra 3 muối + 1 rượu  3 este này cùng gốc rượu và do 3 axit tạo nên. CT 3 este là R COOR’ CT 3este      'COORR 'COORR 'COORR 3 2 1  2OHC yx Hỗn hợp este khi phản ứng với NaOH  3 muối + 2 rượu đều đơn chức CTCT của 3este là R COO 'R (trong đĩ 2 este cùng gốc rượu) CT 3este là:      'COORR 'COORR 'COORR 23 12 11  2OHC yx  Hỗn hợp 2 chất hữu cơ đơn chức khi phản ứng với NaOH thu được 1 muối + 1 rượu : Cĩ 3 trường hợp xảy ra : + TH1 : 1 axit + 1 rượu    OH'R RCOOH + TH2 : 1 axit + 1 este (cùng gốc axit)    'RCOOR RCOOH + TH3 : 1 rượu + 1 este (cùng gốc rượu)    'RCOOR OH'R RCOOC=CH2 CH3 CH3-CO-CH3 Đp hĩa RCOO R C O O R COONa OH PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV NGUYỄN HỒNG NGUYÊN -THPT EAHLEO YM:cungcong 11  Hỗn hợp hai chất hữu cơ khi phản ứng với dd NaOH thu được hai muối + 1 rượu (đều đơn chức). Cĩ hai trường hợp : + TH1 : 1 axit + 1 este    'RCOOR RCOOH + TH2 : 2 este (cùng gốc rượu) :    'COORR 'COORR 2 1  RCOO 'R . Hỗn hợp hai chất hữu cơ đơn chức khi phản ứng với dd NaOH thu được 1 muối + 2 rượu. Cĩ hai trường hợp : + TH1 : 1 rượu + 1 este    'RCOOR OH'R + TH 2 : 2 este cùng gốc axit    2 1 RCOOR RCOOR  Lưu ý : Nếu giả thiết cho các hợp chất hữu cơ đồng chức thì mỗi phần trên chỉ cĩ 1 trường hợp là hh 2 este (cùng gốc rượu hoặc cùng gốc axit). 2. ESTE ĐA CHỨC : a) - Do axit đa chức + rượu đơn chức : R(COOR’)x (x  2) - Nếu este này do axit đa chức + rượu đơn chức (nhiều rượu) : R(COO 'R )x - Nếu este đa chức + NaOH  1 muối+2rượu đơn chức  este này cĩ tối thiểu hai chức. VD : (3 chức este mà chỉ thu được 2 rượu) - Nếu este này cĩ 5 nguyên tử oxi  este này tối đa hai chức este (do 1 chức este cĩ tối đa hai nguyên tử oxi) b) - Do axit đơn + rượu đa : (RCOO)yR’ (y  2) + Tương tự như phần a. c) Este do axit đa + rượu đa : Ry(COO)x.yR’x (ĐK : x,y  2) nếu x=y CT : R(COO)xR’ Khi cho este phản ứng với dd NaOH ta gọi Ct este là RCOOR’ nhưng khi đốt ta nên gọi CTPT là CxHyO2 (y  2x) vì vậy ta phải cĩ phương pháp đổi từ CTCT sang CTPT để dễ giải. VD : este 3 chức do rượu no 3 chức + 3 axit đơn chức (cĩ 1 axit no, iaxit cĩ 1 nối đơi, 1 axit cĩ một nối ba) (este này mạch hở) Phương pháp giải : + este này 3 chức Pt cĩ 6 nguyên tử Oxi + Số lkết  : cĩ 3 nhĩm –COO- mỗi nhĩm cĩ 1 lk  3  . + Số lk  trong gốc hydrocacbon khơng no là 3 ( 1  trong axit cĩ 1 nối đơi, 2  trong axit cĩ 1 nối ba) CT cĩ dạng : CnH2n+2-2kO6 với k=6 CT : CnH2n-10O6. + Gọi CTCT là :  Cm+x+y+a+3H2m+2x+2y+2a-4O6 Đặt : n=m+x+y+a+3  CnH2n-10O6  Chú ý : Phản ứng este hĩa giữa axit và rượu : (phản ứng khơng hồn tồn) + Rượu đa chức + axit đơn chức : xRCOOH + R’(OH)n (RCOO)xR’(OH)(n-x) + xH2O Điều kiện : 1  x n + Rượu đơn + axit đa : R(COOH)n + xR’OH + xH2O Điều kiện : 1  x  n  Ngồi ra cịn những este đăc biệt khác :  Este do rượu đa, axit đa và axit đơn : R COOR1 COOR2 R COOR1 COOR2 COOR1 CmH2m+1COO CxH2x-1COO CyH2y-3COO CaH2a-1 H + , to H + , to R (COOR')x (COOH)(n-x) PP GIẢI TỐN HĨA HỌC-GV NGUYỄN HỒNG NGUYÊN -THPT EAHLEO YM:cungcong 12 VD : Khi phản ứng với NaOH tạo ra R(COONa)2, R’COONa và R’’(OH)3 Hoặc este + NaOH  muối của axit đa + rượu đa và rượu đơn VD : khi cho phản ứng với NaOH cho R(COONa)3 + R’(OH)2 + R’’OH Este do axit tạp chức tạo nên : VD : R-COO-R’-COO-R’’ khi phản ứng NaOh tạo : R-COONa, và R’’OH VD : khi phản ứng với NaOH tạo : CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN :  Este + NaOH  0t muối + nước nó).cuả đẳng đồngvà ( phenolcủa este biệt đặc hợptrườngtrừ este chức nhóm sốlà n ứng phảnn este NaOH xx VD: CH3 – COOC6H5 + NaOH  0t CH3 – COONa + C6H5ONa + H2O  Đốt cháy este : 22nnCO OH OHClà CT chức đơn no này estenn 22  VII. BIỆN LUẬN XÁC ĐỊNH CƠNG THỨC CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ CĨ NHĨM CHỨC CT chung : CnH2n+2-x-2kXx với X là nhĩm chức hĩa học : -OH, -CHO, -COOH, -NH2…  Giả thiết cho CT dạng phân tử và một số tính chất của hợp chất hữu cơ.  Phương pháp :- Đưa CTPT về dạng CTCT cĩ nhĩm chức của nĩ. - Đặt điều kiện theo cơng thức chung : + Nếu no : k=0 thì ta luơn cĩ số nguyên tử H = 2 số nguyên tử C + 2 – số nhĩm chức. + Nếu khơng cho no thì ta cĩ : số nguyên tử H 2 số nguyên tử C + 2 – số nhĩm chức. VD1 : Một rượu no cĩ cơng thức là (C2H5O)n. Biện luận để xác định CTPTcủa rượu đĩ. + Đưa CT trên về dạng cấu tạo : (C2H5O)n  C2nH4n(OH)n + Đặt ĐK : số nguyên tử H = 2 số nguyên tử C + 2 – số nhĩm chức 4n=2.2n+2-n n=2 Ct rượu là C4H8(OH)2 VD2 : Một axit hữu cơ cĩ CTPT là (C4H3O2)n, biết rằng axit hữu cơ này khơng làm mất màu dd nước brom. Xác định CTCT của axit ? + Đưa về dạng cấu tạo : (C4H3O2)n  C4nH3nO2n  C3nH2n(COOH)n + Do axit hữu cơ này khơng làm mất màu nước brom nên cĩ 2 trường hợp :  Axit này no : (k=0) loại vì theo ĐK : H=2C+2-số nhĩm chức  2n=6n+2-n n<0.  Axit này thơm : k=4 (do 3 lk  tạo 3 lk đơi C=C và một lk  tạo vịng benzen) ĐK : H=2C+2-2k-số nhĩm chức  2n=6n+2-8-n  n=2. Vậy Ct của axit là C6H4(COOH)2 (vẽ CTCT : cĩ 3 CT). R COO COO R' COO R" R COO COO R" R' COO R' OH COONa R COO R OOC R' OH COONa