Phương pháp giải toán hoá hữu cơ lớp 11

PP GIẢI TOÁN HÓA HỌC-GV TRƯƠNG CHÂU THÀNH-THPT CHUYEN-TIỀN GIANG

PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN HÓA HỮU CƠ và VÔ CƠ& MỘT SỐ LƯU Ý VỀ HỢP CHẤT HỮU CƠ

(GV: Trương Châu Thành-Trường THPT Chuyên TG)------

A-GIẢI NHANH BÀI TOÁN TRẮC NGHIỆM VÔ CƠ1/ 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 += 0,12H+ + O2- = H2O 0,1 0,05 molm muối = m oxit – m O(trong oxit) +m gốc axit =2,81 –0,05.16 +0,05.96 =6,81 gamVD2:Cho 8 g hỗn hợp bột kim lọai Mg va Fe tác dụng hết với dung dịch HCl thấy thoát 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 gamVD3Cho 11 gam hỗn hợp 2 kim loại tan hoàn toàn trong HCl dư thấy có 8,96 lít khí thoát ra (đkc) v à dd X, cô 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 gam2/ Axít + Ocid bazơ ( kể cả ocid bazơ không tan)

VD1: Fe2O3 a mol Phản ứng dung dịch HCl FexOy b mol nO

2- = 3a+ by 2H+ + O2- H2O 6a+2yb 3a+ybVD2:Hoà tan 2,4 g một oxit sắt vừa đủ 90ml ddHCl 1M. Công thức của oxit sắt nói trên là:Gọi CTPT oxit sắt là:FexOy a molnHCl =0,09mol2H+ + O2- H2O0,09 0,045 molnO2- =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 không 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 phóng khí H2

VD: Na H ½ H2

Al 3H 3/2 H2

1

m muối = mKim Loại + mgốc axít

mM

2H+ + O2- H2O

H+ + OH- H2O

nH+ + M Mn+ + n/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 hhGiải;n H2 =(8,3-7,8 ):2 =0,253/2a+b = 0,2527a +56 b= 8,3---> a=b= 0,1 molVD 2: Cho m gam nhôm,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=0,475nH+ dư =0,025 mol CH

+=0,1 pH =15/ 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+3bVD:Một hỗn hợp X gồm Fe2O3, FeO và MgO có khối lượng là 4,24 g trong đó có 1,2 g MgO. Khi cho X phản ứng với CO dư (phản ứng hoàn toàn), ta được chất rắn A và hỗn hợp CO và CO2. Hỗn hợp này khi qua nước vôi 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 =3,04n 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 có chất kết tủa, dễ bay hơi, điện li yếu.VD1: Ca2+ + CO3

2- CaCO3 2H+ + CO3

2- H2O + CO2 2H+ + S2- H2S Na+ + NO3

- x không xảy raVD2 : 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- AgCl7/ Định luật bảo toàn 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 không tan. Ta có : m + m1 = m2 + m3 + m4 m2 = m + m1 – m3 – m4 8/ Bảo toàn điện tích: Trong 1 dung dịch : Tổng điện tích dương = tổng điện tích âmVD1: Dung dịch chứa amol Al3+, 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- = mol

. Bảo toàn điện tích: 2Cl- SO42- ( 2.nSO4

2- = nCl-)

2

CO + O ( trong oxít) to

CO2 H2 + O ( trong oxít) to


. muối sunfat = m + x 96

VD3:Cho m g hỗn hợp Cu, Zn, Fe tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dư thu được dung dịch A. Cô cạn dung dịch A thu được (m+62) gam muối khan. Nung hỗn hợp muối khan trên đến khối lượng không đổi thu được chất rắn có khối lượng là:Giải: n NO3

- =62:62 = 1mol ---> 2NO3- -------> O2- . n O2- =0,5 mol

1 mol 0.5 molm oxit = m kim loại + m O = m + 0,5.16 =( m + 8 ) gamVídụ 4: Hoà tan hoàn toàn 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=0,069/ Bảo toàn nguyên tố :VD1: Cho 1mol CO2 phản ứng 1,2mol NaOH thu mg muối. Tính m?

. = 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 t0 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 có : nFe (trong A) = nFe (trong B)

VD 3:Hấp thụ hoàn toàn 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 còn lại tạo Ba(HCO3)2 = 0,04 nBa(HCO3)2 =0,02n Ba =n Ba(OH)2 =0,08 + 0,02 =0,1 CM =0,1/2,5 =0,04 MVD 4:Hòa 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 lít10/ Bảo toàn Electron : . Chỉ sử dụng đối với phản ứng oxi hóa khử . Phương pháp: + Xác định chất khử + xác định chất oxi hóa + Viết 2 quá trình + định luật bảo toàn 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 = 10,3 0,1

Vậy CTPT : Fe3O4 hoặc FeO11/ Xác định CTPT chất :VD : 1 oxít của sắt có % mFe chiếm 70%. Xác định CTPT của oxít.

Gọi CT của oxít là: FexOy 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.

3

a+3b = c + d + 3e + 4f


I- DẠNG 1: Hỗn hợp gồm nhiều hidrocacbon thuộc cùng một dãy đồng đẳng. PP1:Gọi CT chung của các hidrocacbon (cùng dãy đồng đẳng nên k giống nhau)

- Viết phương trình phản ứng- Lập hệ PT giải , k.- Gọi CTTQ của các hidrocacbon lần lượt là ... và số mol lần lần lượt là a1,a2….

Ta có: +

+ a1+a2+… =nhh

Ta có đk: n1<n2 n1< <n2. Thí dụ : + Nếu hh là hai chất đồng đẳng liên tiếp và =1,5

Thì n1<1,5<n2=n1+1 0,5<n1<1,5 n1=1, n2=2.+ Nếu hh là đđ không liên tiếp, giả sử có M cách nhau 28 đvC (2 nhóm –CH2-)

Thì n1< =1,5<n2=n1+2 n1=1, n2=3.PP2 : - gọi CT chung của hai hidrocacbon là .- Tương tự như trên - Tách ra CTTQ mỗi hidrocacbon

Ta có: x1< <x2, tương tự như trên x1,x2.y1 < <y2; ĐK: y1,y2 là số chẳn.

nếu là đồng đẳng liên tiếp thì y2=y1+2. thí dụ =3,5 y1<3,5<y2=y1+2 1,5<y1<3,5 ; y1 là số chẳn y1=2, y2=4

nếu là đđ không 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 có 12x+ y=M

+ Do y>0 12x<M x< (chặn trên) (1)

+ y 2x+2 M-12x 2x+2 x (chặn dưới) (2)

Kết hợp (1) và (2) x và từ đó y.Thí dụ : KLPT của hydrocacbon CxHy = 58Ta có 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 TOÁN HỖN HỢP

Khi giải bài toán hh nhiều hydrocacbon ta có thể có nhiều cách gọi :- Cách 1 : Gọi riêng lẻ, cách này giải ban đầu đơn giản nhưng về sau khó giải, dài, tốn thời gian.- Cách 2: Gọi chung thành một công thức hoặc (Do các hydrocacbon khác dãy đồng đẳng nên k khác nhau)

Phương pháp: Gọi Ct chung của các hydrocacbon trong hh là (nếu chỉ đốt cháy hh) hoặc (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 + Nếu là ta tách các hydrocacbon lần lượt là Ta có: a1+a2+… =nhh

4


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 có 1 hydrocacbon duy nhất có số nguyên tử C=1 nó là CH4 (x1=1; y1=4)+ Chỉ có 1 hydrocacbon duy nhất có số nguyên tử H=2 nó là C2H2 (y2=4) (không học đối với

C4H2).Các ví dụ:

IV. CÁC PHẢN ỨNG DẠNG TỔNG QUÁT: 1. Gọi CT chung của các hydrocacbon là

a.Phản ứng với H2 dư (Ni,t o ) (Hs=100%) + H2 hỗn hợp sau phản ứng có ankan và H2 dư

Chú ý: Phản ứng với H2 (Hs=100%) không biết H2 dư hay hydrocacbon dư thì có thể dựa vào của hh sau phản ứng. Nếu <26 hh sau phản ứng có H2 dư và hydrocacbon chưa no phản

ứng hếtb.Phản ứng với Br2 dư:

+ Br2

c. Phản ứng với HX+ HX

d.Phản ứng với Cl2 (a's'k't')+ Cl2

e.Phản ứng với AgNO3/NH3

2 +xAg2O x2) Đối với ankan:

CnH2n+2 + xCl2 CnH2n+2-xClx + xHCl ĐK: 1 x 2n+2CnH2n+2 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 ClCH2-CH=CH2 + HCl

4) Đối với ankin:+ Phản ứng với H2, Br2, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:2VD: CnH2n-2 + 2H2 CnH2n+2

+ Phản ứng với dd AgNO3/NH3

2CnH2n-2 + xAg2O 2CnH2n-2-xAgx + xH2OĐK: 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 ngoài vòng benzen.

Phản ứng với dd Br2 là số liên kết ngoài vòng benzen.

+ Cách xác định số lk trong vòng:

Phản ứng với H2 (Ni,to):

* với là số lk nằm ngoài vòng benzen* là số lk trong vòng benzen.

Ngoài ra còn có 1 lk tạo vòng benzen số lk tổng là + +1.

5


VD: hydrocacbon có 5 trong đó có 1 lk tạo vòng benzen, 1lk ngoài vòng, 3 lk trong vòng. Vậy nó có k=5 CTTQ là CnH2n+2-k với k=5 CTTQ là CnH2n-8

CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN 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 ---> CTPTVD 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)Công thức chung của dãy đồng đẳng là:b) Công thức phân tử mỗi hiđrocacbon là:Giải :Do chúng ở thể khí, số mol CO2> số mol H2O --->là ankin hoặc ankadiensố 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 brôm dư,thấy có 16 brôm phản ứng.Hai anken là

Giải:n Br2= 0,1 =n 2anken ---->số nguyên tử cacbon trung bình = =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 ankanSố 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 CHẤTPHƯƠNG PHÁP:

+ Ban đầu đưa về dạng phân tử+ Sau đó đưa về dạng tổng quát (có nhóm chức, nếu có)+ Dựa vào điều kiện để biện luận.

VD1: Biện luận xác định CTPT của (C2H5)n CT có dạng: C2nH5n

Ta có điều kiện: + Số nguyên tử H 2 số nguyên tử C +25n 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 có dạng: CnH2nCln

Ta có ĐK: + Số nguyên tử H 2 số nguyên tử C + 2 - số nhóm chức2n 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 nó không làm mất màu nước brom.

CT có dạng: C4nH5n, nó không làm mất màu nước brom nó 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 Maccôpnhicôp vào anken+ Cộng H2, Br2, HX theo tỷ lệ 1:1 vào ankađien.+ Phản ứng thế Ag2O/NH3 vào ankin.+ Quy luật thế vào vòng benzen+ Phản ứng tách HX tuân theo quy tắc Zaixep.

C. NHÓM CHỨC

6

OH

+ NaOH

ONa

+ H2O

CH2OH

+ NaOH khoâng phaûn öùng


I- RƯỢU: 1) Khi đốt cháy rượu: 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.

- B là hydrocacbon chưa no (nếu là rượu no thì B là anken).- B là ete.

4) - Oxi hóa rượu bậc 1 tạo ra andehit hoặc axit mạch hở.R-CH2OH R-CH=O hoặc R-COOH- Oxi hóa rượu bậc 2 thì tạo ra xeton:R-CHOH-R' R-CO-R'- Rượu bậc ba không phản ứng (do không có H)

5) Tách nước từ rượu no đơn chức tạo ra anken tuân theo quy tắc zaixep: Tách -OH và H ở C có bậc cao hơn

6) - Rượu no đa chức có nhóm -OH nằm ở cacbon kế cận mới có phản ứng với Cu(OH)2 tạo ra dd màu xanh lam.

- 2,3 nhóm -OH liên kết trên cùng một C sẽkhông bền, dễ dàng tách nước tạo ra anđehit, xeton hoặc axit cacboxylic.

- Nhóm -OH liên kết trên cacbon mang nối đôi sẽ không bền, nó đồng phân hóa tạo thành anđehit hoặc xeton.

CH2=CHOH CH3-CHOCH2=COH-CH3 CH3-CO-CH3.

CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN Rượu no

a. Khi đốt cháy rượu :

Nếu là hổn hợp rượu cùng dãy đồng đẳng thì số nguyên tử Cacbon trung bình.VD : = 1,6 n1< =1,6 phải có 1 rượu là CH3OH

b. x là số nhóm 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 hóa rượu bậc 1 tạo anđehit : R-CHO R- CH= O+ oxi hóa rượu bậc 2 tạo xeton : R- CH – R’ O R – C – R’

OH O + rượu bậc 3 không bị oxi hóa.

II. PHENOL:

- Nhóm 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)

- Nhóm -OH liên kết trên nhánh (không liên kết trực tiếp trên nhân benzen) không thể hiện tính axit.

7


CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN

a/ Hợp chất HC: A + Na H2 x là số nguyên tử H linh động trong – OH hoặc -

COOH.

b/ Hợp chất HC: A + Na muối + H2O y là số nhóm 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 : . A có 2 nguyên tử H linh động phản ứng Natri

. A có 1 nguyên tử H linh động phản ứng NaOH

. nếu A có 2 nguyên tử Oxi A có 2 nhóm OH ( 2H linh động phản ứng Na) trong đó có 1 nhóm –OH nằm trên nhân thơm ( H linh động phản ứng NaOH) và 1 nhóm OH liên kết trên nhánh như HO-C6H4-CH2-OH

III. AMIN:- Nhóm hút e làm giảm tính bazơ của amin.- Nhóm 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 TOÁN

x là số nhóm 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

. 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 (to)R-CH=O +Ag2O R-COOH + 2AgR-CH=O + 2Cu(OH)2 R-COOH + Cu2O +2H2O Nếu R là Hydro, Ag2O dư, Cu(OH)2 dư:

H-CHO + 2Ag2O H2O + CO2 + 4AgH-CH=O + 4Cu(OH)2 5H2O + CO2 + 2Cu2O

Các chất: H-COOH, muối của axit fomic, este của axit fomic cũng cho được phản ứng tráng gương.

HCOOH + Ag2O H2O + CO2+2Ag HCOONa + Ag2O NaHCO3 + 2Ag H-COOR + Ag2O ROH + CO2 + 2Ag

Anđehit vừa đóng vai trò chất khử, vừa đóng vai trò chất oxi hóa:+ Chất khử: Khi phản ứng với O2, Ag2O/NH3, Cu(OH)2(to)+ Chất oxi hóa khi tác dụng với H2 (Ni, to)


8


a.

+ Trường hợp đặc biệt : H-CH = O phản ứng Ag2O tạo 4mol Ag nhưng %O = 53,33% + 1 nhóm andehyt ( - CH = O ) có 1 liên kết đôi C = O andehyt no đơn chức chỉ có 1 liên kết nên khi đốt cháy ( và ngược lại)

+ andehyt A có 2 liên kết có 2 khả năng : andehyt no 2 chức ( 2 ở C = O) hoặc andehyt không no có 1 liên kết đôi ( 1 trong C = O, 1 trong C = C).

b. +

+

+

V. AXIT CACBOXYLIC:+ Khi cân bằng phản ứng cháy nhớ tính cacbon trong nhóm chức.

VD: CnH2n+1COOH + 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 có ion Cu2+

+ Cộng HX của axit acrylic, axit metacrylic, andehit acrylic nó trái với quy tắc cộng Maccopnhicop:

VD: CH2=CH-COOH + HCl ClCH2-CH2-COOH+ Khi giải toán về muối của axit cacboxylic khi đốt cháy trong O2 cho ra CO2, H2O và Na2CO3

VD : CxHyOzNat + O2 CO2 + H2O + Na2CO3


Chí có axít fomic ( H-COOH) tham gia phản ứng tráng gương Đốt axít : Ta có :

Lưu ý khi giải toán :+ Số mol Na (trong muối hữu cơ) = số mol Na (trong Na2CO3) (bảo toàn nguyên tố Na)+ Số mol C (trong Muối hữu cơ) = số mol C (trong CO2) + Số mol C (trong Na2CO3) (bảo toàn

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 nhóm chức este.

VD : - Axit đơn chức + rượu 3 chức : (RCOO)3R’- Axit 3 chức + rượu đơn chức : R(COO-R’)3

9

x y


1. ESTE ĐƠN CHỨC : Este + NaOH Muối + rượu

Este + NaOH 1 muối + 1 anđehit este này khi phản ứng với dd NaOH tạo ra rượu có nhóm -OH liên kết trên cacbon mang nối đôi bậc 1, không bền đồng phân hóa tạo ra anđehit.VD: R-COOCH=CH2 + NaOH R-COONa + CH2=CH-OH

Este + NaOH 1 muối + 1 xeton este này khi phản ứng tạo rượu có nhóm --OH liên kết trên cacbon mang nối đôi bậc 2 không bền đồng phân hóa tạo xeton.

+ NaOH R-COONa + CH2=CHOH-CH3

Este + NaOH 2muối +H2O Este này có gốc rượu là đồng đđẳng của phenol hoặc phenol..

VD : + 2NaOH RCOONa + C6H5ONa + H2O ( do phenol có tính axit nên phản ứng tiếp với NaOH tạo ra muối và H2O) Este + NaOH 1 sản phẩm duy nhất Este đơn chức 1 vòng

+NaOH

CÁCH XÁC ĐỊNH SỐ NHÓM CHỨC ESTE :

là số nhóm chức este (trừ trường hợp este của phenol và đồng

đẳng của nó)nNaOHcần <2neste(este phản ứng hết) Este này đơn chứcvà NaOH còn dư.

Este đơn chức có CTPT là : CxHyO2 R-COOR’ ĐK : y 2xTa có 12x+y+32 = R + R’ + 44.

Khi giải bài toán về este ta thường sử dụng cả hai công 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 công thức 2 este là R-COO giải R,R’ ; ĐK : R1< <R2 CT

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 COOR’ CT 3este

Hỗn hợp este khi phản ứng với NaOH 3 muối + 2 rượu đều đơn chứcCTCT của 3este là COO (trong đó 2 este cùng gốc rượu)

CT 3este là:

Hỗn hợp 2 chất hữu cơ đơn chức khi phản ứng với NaOH thu được 1 muối + 1 rượu : Có 3 trường hợp xảy ra :

10

CH3-CH=O

Đp hóa

RCOOC=CH2

CH3 CH3-CO-CH3Đp hóa

RCOO

R C

O

O R COONa

OH


+ TH1 : 1 axit + 1 rượu

+ TH2 : 1 axit + 1 este (cùng gốc axit)

+ TH3 : 1 rượu + 1 este (cùng gốc rượu)

Hỗn hợp hai chất hữu cơ khi phản ứng với dd NaOH thu được hai muối + 1 rượu (đều đơn chức). Có hai trường hợp :

+ TH1 : 1 axit + 1 este

+ TH2 : 2 este (cùng gốc rượu) : RCOO .

Hỗn hợp hai chất hữu cơ đơn chức khi phản ứng với dd NaOH thu được 1 muối + 2 rượu. Có hai trường hợp :

+ TH1 : 1 rượu + 1 este

+ TH 2 : 2 este cùng gốc axit

Lưu ý : Nếu giả thiết cho các hợp chất hữu cơ đồng chức thì mỗi phần trên chỉ có 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 )x

- Nếu este đa chức + NaOH 1 muối+2rượu đơn chức este này có tối thiểu hai chức.

VD : (3 chức este mà chỉ thu được 2 rượu)

- Nếu este này có 5 nguyên tử oxi este này tối đa hai chức este (do 1 chức este có 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 có phương pháp đổi từ CTCT sang CTPT để dễ giải.VD : este 3 chức do rượu no 3 chức + 3 axit đơn chức (có 1 axit no, iaxit có 1 nối đôi, 1 axit có

một nối ba) (este này mạch hở)Phương pháp giải : + este này 3 chức Pt có 6 nguyên tử Oxi

+ Số lkết : có 3 nhóm –COO- mỗi nhóm có 1 lk 3 .+ Số lk trong gốc hydrocacbon không no là 3 ( 1 trong axit có 1 nối đôi, 2 trong axit

có 1 nối ba)CT có 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+3CnH2n- 10O6

Chú ý : Phản ứng este hóa giữa axit và rượu : (phản ứng không hoàn toàn) + Rượu đa chức + axit đơn chức :

11

RCOOR1

COOR2

R COOR1

COOR2

COOR1

CmH2m+1COO CxH2x-1COO CyH2y-3COO

CaH2a-1


xRCOOH + R’(OH)n (RCOO)xR’(OH)(n-x) + xH2O Điều kiện : 1 x n + Rượu đơn + axit đa :

R(COOH)n + xR’OH + xH2OĐiều kiện : 1 x n Ngoài ra còn những este đăc biệt khác :

Este do rượu đa, axit đa và axit đơn :

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’’OHVD :

khi phản ứng với NaOH tạo :

CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN : Este + NaOH muối + nước

VD: CH3 – COOC6H5 + NaOH CH3 – COONa + C6H5ONa + H2O Đốt cháy este :

VII. BIỆN LUẬN XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ CÓ NHÓM CHỨC CT chung : CnH2n+2-x-2kXx với X là nhóm chức hóa 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 có nhóm chức của nó.

- Đặt điều kiện theo công thức chung :+ Nếu no : k=0 thì ta luôn có số nguyên tử H = 2 số nguyên tử C + 2 – số nhóm chức.+ Nếu không cho no thì ta có : số nguyên tử H 2 số nguyên tử C + 2 – số nhóm chức.

VD1 : Một rượu no có công thức là (C2H5O)n. Biện luận để xác định CTPTcủa rượu đó.+ 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 nhóm chức4n=2.2n+2-n n=2 Ct rượu là C4H8(OH)2

VD2 : Một axit hữu cơ có CTPT là (C4H3O2)n, biết rằng axit hữu cơ này không 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 không làm mất màu nước brom nên có 2 trường hợp : Axit này no : (k=0) loại vì theo ĐK : H=2C+2-số nhóm chức 2n=6n+2-n n<0. Axit này thơm : k=4 (do 3 lk tạo 3 lk đôi C=C và một lk tạo vòng benzen)

12

H+, to

H+, to

R (COOR')x

(COOH)(n-x)

R

COO

COOR'

COO R"

R

COO

COOR"

R' COO

R'

OH

COONa

R COO

R OOC

R'

OH

COONa


ĐK : H=2C+2-2k-số nhóm chức 2n=6n+2-8-n n=2. Vậy Ct của axit là C6H4(COOH)2 (vẽ CTCT : có 3 CT).

13

Education

Phương pháp giải toán hoá hữu cơ lớp 11