PHÂN DẠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI HOÀN THÀNH SƠ ĐỒ PHẢN ỨNG- ĐIỀU CHẾ CÁC CHẤT 2.1. Một số kỹ năng cần được trang bị cho học sinh 2.1.1. Với bài tập hoàn thành sơ đồ phản ứng - Học sinh cần nắm vững tính chất hóa học của các hiđrocacbon, nhớ các điều kiện của phản ứng, các quy tắc thế, cộng, tách - Mỗi mũi tên chỉ viết 1 phản ứng - Trong mỗi sơ đồ phản ứng cho ở dạng chữ thường có “ chìa khóa” để tìm ra các chất : đó là một CTCT, hoặc từ một điều kiện (t 0 ; p; xúc tác ) của phản ứng hoặc một tác nhân( chất tham gia) của phản ứng, chính vì vậy không nhất thiết phải đi từ đầu sơ đồ, “chìa khóa” đó có thể ở đầu, giữa hay cuối sơ đồ. - Phải xác định xem có phản ứng làm thay đổi mạch C không để từ đó dùng phương pháp thích hợp. Để học sinh nhớ được tính chất của các hợp chất hữu cơ và phát triển năng lực tư duy, năng lực nhận thức và tạo niềm ham mê trong học tập giáo viên cần biết hệ thống các bài tập về sơ đồ phản ứng, bài tập về điều chế theo một mức độ từ dễ đến khó, phải có sự lập đi lập lại nhiều lần về kiến thức và giáo viên phải định hướng tư duy cho học sinh khi làm bài tập. Kiểu 1: Sơ đồ cho sẵn ở dạng CTCT - Học thuộc lý thuyết để hoàn thành phản ứng (chú ý điều kiện phản ứng và nhất thiết phải lấy sản phẩm chính) Kiểu 2: Sơ đồ vừa cho ở dạng chất đã biết, vừa cho ở dạng có chữ (chưa biết rõ là chất nào) - Bắt đầu từ các phản ứng có CT cụ thể hoặc dựa vào chất tham gia để tìm chất có trong sơ đồ. Kiểu 3: Sơ đồ hoàn toàn bằng chữ - Dựa vào điều kiện đặc biệt của một phản ứng nào đó trong sơ đồ * Cả 3 kiểu đều lưu ý: - Một số sơ đồ bắt đầu từ phản ứng đầu tiên nếu cho rõ CTCT - Một số sơ đồ đi từ phản ứng có điều kiện đặc biệt để tìm ra chất. - Một số sơ đồ đi từ chất cuối cùng của sơ đồ. 2. Với bài tập điều chế các chất - Bài tập điều chế là một dạng tổng quát của chuỗi phản ứng, đề bài chỉ cho biết nguyên liệu ban đầu và yêu cầu điều chế một chất nào đó. Để làm được dạng bài này học sinh cần phải nhớ và viết các phản ứng trung gian có ghi kèm theo đầy đủ điều kiện phản ứng (nghĩa là tự xây dựng sơ đồ phản ứng). Như vậy đối với loại bài tập này nếu học sinh làm thành thạo loại sơ đồ phản ứng thì chuyển sang làm bài điều chế không có gì là khó khăn đối với các em đối với loại bài tập này thường phải sử dụng phản ứng thay đổi mạch C, tuy nhiên để học sinh làm tốt giáo viên phải hệ thống và định hướng tư duy cho các em khi nào cần sử dụng phản ứng thay đổi mạch C và học sinh phải nắm vững một số phản ứng thay đổi mạch C và các quy tắc sau: + Qui tắc thế vào ankan + Qui tắc cộng Maccopnhicop + Qui tắc tách Zaixep + Qui tắc thế vào bezen - Một số phản ứng làm tăng mạch C. + Từ 1C → 1C : 2CH 4 0 1500 c → C 2 H 2 + 3H 2 + Từ 2C → 4C : 2C 2 H 2 0 4 , ,CuCl NH Cl t → CH ≡ C-CH=CH 2 2C 2 H 5 OH 0 , ,MgO ZnO t c → CH 2 =CH-CH=CH 2 + 2H 2 O + H 2 + Từ 2C → 6C 3C 2 H 2 0 600 ,c C → C 6 H 6 + Nối 2 gốc ankyl : R-Cl + R ’ -Cl + 2Na → R-R ’ + 2NaCl - Tăng mạch C gắn vào nhân benzen Ar-R + R’-X AlCl 3 R-Ar-R’ ( orto , para ) - Chuyển hoá hợp chất có oxi R-OH CuO R’-CHO +O 2 R-COOH Este LiAl H 4 2Rượu +H 2 +H 2 O R-CH 2 OH+ R’-CH 2 OH - Tăng mạch C thêm 1 Cacbon tác dụng HCN ( thí dụ ) Ap dụng anhdêhyt và xêton R’ R’ - R-C-R’ ( H hay H,C ) + HCN R – C – CN +H 2 O , to R – C – COOH O OH OH - Tăng mạch C gắn vào nhân benzen Ar-R + R’-X AlCl 3 R-Ar-R’ ( orto , para ) R-X + KCN R-CN + KX Ar + anken xt Ar- R - Một số phản ứng làm giảm mạch C. + Phản ứng crăckinh  ankan + anken ) + CH 3 COONa + NaOH 0 ,CaO t c → CH 4 + Na 2 CO 3 - Một số phản ứng không làm thay đổi mạch C. + Hiđrocacbon không no → Hiđrocacbon no C n H 2n+2-2a + a H 2 0 ,Ni t → C n H 2n+2 + Hiđrocacbon no thành Hiđrocacbon không no ( vòng thơm ) - Đehiđro hoá (loại bỏ hydrô ) Chú ý : - Trong bài tập điều chế nếu dùng phản ứng tạo ra hỗn hợp sản phẩm thì chỉ lấy sản phẩm chính để điều chế, không lấy sản phẩm phụ. - Thành phần của khí thiên nhiên : CH 4 (90%), còn lại C 2 H 6 , C 3 H 8 , C 4 H 10 - Khí crăckinh: Hyđrocacbon chưa no ( C 2 h 4 , C 3 H 6 , C 4 H 8 ) , ankan (CH 4 , C 2 H 6 , C 4 H 10 và H 2 ) - Khí than đá: Chủ yếu là H 2 (60%), CH 4 (25%) còn lại là CO, CO 2 , N 2 - Khí lò cao : CO 2 , CO, O 2 , N 2 Bi tp cựng trao i Cõu 2 Hon thnh s bin hoỏ sau v vit cụng thc cu to ca cỏc cht A, B, C : Cõu 3 Xỏc nh cỏc cht A, B, C, D v vit cỏc phng trỡnh phn ng trong s chuyn hoỏ sau : A B C C 3 H 8 C 2 H 4 (OH) 2 C D Cõu 4 B tỳc chui phn ng sau : (X) C 0 600 (Y) + (Z) (Y) + Cl 2 aske (T) + (U) (Y) ln1500 lC o (V) + (X 1 ) (X 1 ) + Cl 2 o t (U) 2(T) + Na ? (K) + NaCl (K) + Cl 2 aske (L) + (U) 2(L) + Na ? (X) + NaCl Cõu 5: (ĐHTM - 2001) Biết rằng: A là đồng phân của C 8 H 10 có công thức: C 6 H 5 - C 2 H 5 A + Cl 2 theo tỷ lệ 1:1 Cõu 6 : thi HSG Tnh HB-2008 Vinyl axetilenỏ vụi Vụi sng Canxicacbua axetilen ivinyl 1 2 3 4 5 Propilen glicol Propen Butan Buten 6 78 9 Cõu 1 : Hon thnh s phn ng sau Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: CaC 2 A B C Cao su buna + H 2 O Trựng hp + H 2 , xt Trựng hp + NaOH + AgNO 3 A + Cl 2 ASKT A 1 B 1 + NaOH A 2 + CuO A 3 A 4 A 5 + H 2 SO 4 B 2 +H 2 SO 4 đ 170 0 C B 3 Trùng hợp Polyme Bài 7: Bài 8: thi HSG Tnh HB-2010 Bài 9: Thi GVG -2007 Biết: X chứa C, H, O D có 3 nguyên tố. Mỗi mũi tên là một phản ứng Bài 10: thi HSG Tnh HB-2009 Bài 11: Bài 12: (A) + H 2 O (B) + (C) (1) (B) + H 2 O 0 ,xt t (D) (2) (D) + O 2 0 ,xt t (E) (3) (E) + (B) 0 ,xt t (F) (4) (E) + (C) (G) + H 2 O (5) (G) + (C) (H) + (I) (6) Polyvinyl Axetat Trùng hợp X A C B CH 4 D E C 2 H 5 OH H A G Cao su Buna C 3 H 4 O 2 + X B C 1 D 1 + T E 1 C 2 D 2 E 2 + Z + Z + T C 3 H 4 O 2 - M - M CH 4 A B 1 +HCl + 2HCl D E F HCHO +NaOH +NaOH B 2 C 3 H 6 B C D + Br 2 1:1 + NaOH + CuO + O 2 E (E là axit hữu cơ 2 lần axit) A X B CH 4 D E C 2 H 5 OH C 3 H 6 O 2 +NaOH A 2 NaOH H 2 SO 4 A 3 AgNO 3 NH 3 A 4 A 5 A 6 + H 2 SO 4 + NaOH đơn chức, mạch hở C 2 H 2 (B) (D) CH 3 CHO CH 3 COOH CH 3 COO-CH=CH 2 PVA (E) (1) (2) (8) (9) (11) (10) (7) (5) (6) (4) (3) (H) 0 1500 C → (B) ↑ + (K) ↑ (7) (I) 0 t → (L) + (M)↑ (8) (L) + (N) 0 t cao → (A) + (Q) (9) n(F) 0 , ,xt t p → P. V. A (Poli vinyl axetat) (10) Bµi 13: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 0 2 2 4 1 3 4 52 H O A t cao NaOH CH A B C D BE O+ + +→ → → → → ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 4 10 9 8 7 H O C A T Z Y X CH + + + + ¬  ¬  ¬  ¬  Bµi 14: Bµi 15: Dạng 2: Điều chế Câu 1 Từ đá vôi, than đá, nước cùng các chất vô cơ và điều kiện cần thiết khác, viết các phương trình phản ứng điều chế: Cao su Buna, Polivinylclorua, polimetylacrylat. Câu 2: Từ CH 3 COONa cùng các chất vô cơ và điều kiện cần thiết khác điều chế các đồng phân của C 3 H 4 O 2 mà có thể tác dụng với NaOH. Câu 3 Từ Glucôzơ cùng các chất vô cơ và điều kiện cần thiết khác viết các phương trình phản ứng điều chế rượu etylic, etylenglycol, Anđehyt axetic, axit axetic, axit focmic. Câu 4 Từ CH 4 cùng các chất vô cơ và điều kiện cần thiết khác viết các phương trình phản ứng điều chế Phenol, Anilin, axit picric, m-brom nitro benzen, o-brom nitro benzen. lµm l¹nh nhanh xt xt xt (6) xt xtxtxt (A) (B) (C) Cao su buna (D) (E) (F) Poli metyl metacrylat (2) (3) (5) (4) (6) (1) NaOH (X) (A) CH 3 COONH 4 (D) (B) CH 4 (D) (2) (3) (7) (6) (8) (1: 1) NaOH (X) (4) NaOH, t 0 (E) (9) C 2 H 5 OH (5) Chuyờn : IN PHN Phõn dng: Loi 1 Trờng hợp điện phân dung dịch chứa một chất Loi 2 Trờng hợp điện phân dung dịch chứa hỗn Loi 3 Hỗn hợp muối cùng anion gốc axit Loi 4 Hỗn hợp muối khác cation kim loại và khác anion gốc axit: Câu 1: Điện phân dung dịch NaCl, điện cực trơ có màng ngăn xốp .Viết sơ đồ và pt điên phân xảy ra. Câu 2: Viết sơ đồ và phản ứng điện phân xảy ra khi điện phân dung dịch với điện cực trơ các trờng hợp sau : a. Dung dịch Cu(NO 3 ) 2 b. Dung dịch AgNO 3 c. Dung dịch NaOH d. Dung dịch KNO 3 Câu 3 : Viết phơng trình điện phân tổng quát trong các trờng hợp sau: - Điện phân dung dịch KCl với bình điện phân có màng ngăn, điện cực trơ. - Điện phân dung dịch KCl với bình điện phân không màng ngăn, điện cực trơ, nhiệt độ thờng. - Điện phân dung dịch KCl có lẫn CuSO 4 , bình điện phân có màng ngăn, điện cực trơ (chỉ viết 1 phơng trình đầu tiên). - Điện phân dung dịch AgNO 3 , anot bằng Cu. Câu 4: Tiến hành điện phân (trong những điều kiện thích hợp, dùng 2 điện cực trơ): (1) NaOH nóng chảy. (2) Dung dịch NaOH. Hãy viết các phơng trình phản ứng xảy ra trên các điện cực và phơng trình biểu diễn sự điện phân của các trờng hợp đó. Câu 5 Cho bột Fe vào dung dịch CuSO 4 thì màu xanh của dung dịch nhạt dần, ngợc lại khi cho bột Cu vào dung dịch Fe 2 (SO 4 ) 3 thì dung dịch từ không màu chuyển thành có màu xanh đậm dần. a) Giải thích các hiện tợng xảy ra. b) Nếu tiến hành điện phân (điện cực trơ, có màng ngăn) dung dịch chứa hỗn hợp các ion Fe 2+ , Fe 3+ , Cu 2+ thì thứ tự các ion bị điện phân ở catot nh thế nào? Tại sao? Câu 6 Trình bày nguyên tắc điện phân dung dịch muối để đợc dung dịch axit, dung dịch bazơ. Cho thí dụ Câu 7 : Viết sơ đồ và phơng trình điện phân nóng chảy NaOH, NaCl, MgCl 2 , CaBr 2 ; iện phân dung dịch KCl, CuCl 2 , CuSO 4 , AgNO 3 , Na 2 SO 4 . Câu 8 : Viết sơ đồ và ptđp khi: -Điện phân dd hỗn hợp gồm Cu(NO 3 ) 2 , NiCl 2 , KBr có tỉ lệ mol lầnlợt là 2: 1: 2. - Điện phân dd hỗn hợp gồm CuSO 4 , NaCl có tỷ lệ mol lần lợt 2:1 Câu 9 : Điện phân dung dịch hỗn hợp chứa 0,1 mol HCl và 0,2 mol CuSO 4 đến khi nớc bắt đầu điện phân ở cả hai điện cực thì dừng điện phân. Viết các phơng trình phản ứng xảy ra, giải thích. Câu 10 : Viết các quá trình điện phân lần lợt xảy ra ở các điện cực khi điện phân dung dịch ( điện cực trơ) chứa :FeCl 3 , CuCl 2 và HCl Câu 11 : Điện phân dd có chứa 37,6 g Cu(NO 3 ) 2 và 59,6 g KCl,có màng ngăn,điện cực trơ.Sau 1 thời gian thấy khối lợng dd giảm 34,3 g so với ban đầu,thể tích dd là là 0,8 lít.Tính nồng độ mol của các chất trong dung dịch sau khi điện phân ? Cõu 12 Điện phân dung dịch chứa 2 muối Cu(NO 3 ) 2 và NaCl với điện cực trơ. Đến khi pH của dung dịch bắt đầu không đổi thì dừng điện phân. Dung dịch sau điện phân có thể hoà tan vừa đủ 0,81 gam ZnO. a. Tính khối lợng 2 muối Cu(NO 3 ) 2 và NaCl ban đầu, biết rằng tai anot của bình điện phân có 2,24 lít khí thoát ra (đktc) b. Khối lợng dung dịch sau điện phân giảm bao nhiêu gam, bỏ qua sự bay hơi của nớc. c. Tính thời gian điện phân, biết cờng độ dòng điện là 4A. Câu 13 Tiến hành điện phân 200ml dung dịch gồm HCl 0,6M và CuSO 4 1M với cờng độ dòng điện 1,34 A trong thời gian 4 giờ. Biết hiệu suất điện phân là 100%. Thể tích khí (đktc) thoát ra trên anot là Câu 14 Điện phân 200ml dung dịch Y gồm KCl 0,1M và Cu(NO 3 ) 2 0,2M với cờng độ dòng điện 5A trong thời gian 1158 giây, điện cực trơ, màng ngăn xốp. Giả sử nớc bay hơi không đáng kể.Tính độ giảm khối lợng của dung dịch sau khi điện phân Câu 15 Điện phân 200ml dung dịch X gồm NiCl 2 0,1M; CuSO 4 0,05M và KCl 0,3M với cờng độ dòng điện 3A trong thời gian 1930 giây với điện cực trơ, có màng ngăn và hiệu suất điện phân là 100%. Thể tích dung dịch coi nh không đổi. a. TÝnh nång ®é mol/lÝt cña c¸c chÊt trong dung dÞch thu ®îc sau ®iÖn ph©n lµ b. TÝnh khèi lîng kim lo¹i tho¸t ra trªn cat«t lµ . đó. Câu 5 Cho bột Fe vào dung dịch CuSO 4 thì màu xanh của dung dịch nhạt dần, ngợc lại khi cho bột Cu vào dung dịch Fe 2 (SO 4 ) 3 thì dung dịch từ không màu. dịch với điện cực trơ các trờng hợp sau : a. Dung dịch Cu(NO 3 ) 2 b. Dung dịch AgNO 3 c. Dung dịch NaOH d. Dung dịch KNO 3 Câu 3 : Viết phơng trình điện