Biên Soạn Và Tổng Hợp Theo Sách Giáo Khoa 11 Nâng Cao Một số đặc điểm hợp chất hữu cơ: 04 Gốc Hidrocacbon- Nhóm thế- Nhóm chức 04 2.1 Gốc hiđrocacbon 04 2.2 Nhóm 04 2.3 Cacboncation 04 2.4 Đồng đẳng 04 2.5 Đồng phân 04 Một số gốc hidrocacbon gọi tên cần ý: 06 Hiệu ứng cảm 07 4.1 Khái niệm 07 4.2 ứng dụng 08 4.2.1 Dùng hiệu ứng cảm để so sánh độ mạnh yếu axit hữu 08 4.2.2 Dùng hiệu ứng cảm để so sánh độ mạnh yếu bazơ hữu .09 4.2.3 Dự đoán sản phẩm phản ứng- khả phản ứng .09 Các loại phản ứng hóa hữu 09 5.1 Phản ứng .09 5.2 Phản ứng cộng 10 5.3 Phản ứng tách 10 5.4 Phản ứng oxi hóa 10 5.5 Bảng So sánh phân biệt số phản ứng thường gặp hữu ……………… 10 Hợp chất hữu có nhóm chức 11 6.1 Phân loại HCHC có nhóm chức 11 6.2 Bảng công thức tổng quát số HCHC quan trọng 12 6.3 Bảng dãy đồng đẳng thường gặp ứng với CTTQ ( công thức tổng qt ) 12 6.4 Hóa tính số chất hữu cần ý: .13 6.4.1 Rượu 13 6.4.2 Phenol 15 6.4.3 Andehit 16 6.4.4 Xeton 17 6.4.5 Axit Cacboxylic 17 6.5 Các phương pháp điều chế số chất hữu quan trọng: 19 6.5.1 Rượu 19 6.5.2 Phenol 20 6.5.3 Andehit 20 6.5.4 Xeton 20 6.5.5 Axit cacboxylic 21 7.0 Một số dạng tốn phương pháp giải hóa hữu cơ: 22 7.1 Phản ứng oxi hóa –khử hóa hữu cơ: 22 7.1.1 Tính số oxi hóa ngun tử cacbon (hay Nitơ) phân tử hữu cơ: 22 7.1.2 Cân phản ứng oxi hóa –khử hóa hữu 23 7.2 Biện luận tìm CTPT từ cơng thức ngun (cơng thức đơn giản nhất) 24 7.2.1 Phương pháp tách riêng nhóm chức: 24 7.2.2 Phương pháp dùng số liên kết π 24 7.3 Biện luận tìm CTPT từ kiện phản ứng .25 7.4 Ứng dụng định luật bảo tồn khối lượng để giải nhanh số tốn hóa học hữu 26 7.5 Các phản ứng xảy khí cho CO2 ( SO2) tác dụng với dung dịch bazơ 28 7.5.1 Các phản ứng xảy cho CO2 (hoặc SO2) tác dụng với dung dịch NaOH 29 7.5.2 Các phản ứng xảy cho CO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 Ba(OH)2 .29 7.5.3 Toán tăng, giảm khối lượng dung dịch: 30 7.5.4 Viết sơ đồ phản ứng, điều chế 32 BÀI TẬP 33 Một số đặc điểm hợp chất hữu cơ: -Đa số HCHC (hợp chất hữu cơ) có liên kết cộng hóa trị ( hợp chất vơ phần lớn liên kết ion) -Phần lớn HCHC không bền nhiệt, đễ bay hơi, dễ cháy, thường không tan nước -Tốc độ phản ứng HCHC thường chậm theo nhiều hướng khác nên tạo thành hỗn hợp sản phẩm thường phải dùng xúc tác *Bản chất góp chung electron liên kết cộng hóa trị HCHC: -Bản chất góp chung eltectron liên kết cộng hóa trị xen phủ obitan (xem sách giáo khoa lớp 10) hai nguyên tử để đạt cực tiểu Có hai kiểu xen phủ: +Kiểu xen phủ trục: Sự xen phủ xảy trục nối hai hạt nhân ngun tử.Liên kết cộng hóa trị hình thành cách xen phủ trục gọi liên kết σ (xích ma) +Kiểu xen phủ bên: sữ xen phủ thực hai bên trục nối hai hạt nhân ngun tử Liên kết cộng hóa trị hình thành cách xen phủ bên liên kết π +Thể tích xen phủ lớn, liên kết bền Xen phủ σ bền liên kết π Gốc Hidrocacbon- Nhóm thế- Nhóm chức 2.1 Gốc Hidrocacbon: Là phần lại phân tử hidrocacbon sau hay nhiều nguyên tử hydro Nếu H ta có gốc hóa trị I, H ta có gốc hóa trị II, …thơng thường kí hiệu R Ví dụ: Gốc no, hóa trị I như: Metyl:(CH3-); etyl:(C2H5-)…còn gọi gốc ankyl ( cơng thức tổng quát CnH2n+1- ) 2.2 Nhóm thế: Là nhóm nguyên tử định tính chất hóa học đặc trưng loại hợp chất Ví dụ: Nhóm chức rượu (-OH), axit (-COOH) 2.3 Cacbocation: Là ion hidrocacbon, có điện tích dương ngun tử cacbon ( tồn độc lập bền) Ví dụ: Cation metyl CH3- ( Nguyên tử cacbon thiếu electron nên mang điện tích dương) 2.4 Đồng đẳng: Hiện tượng HCHC có cấu tạo tính chất tương tự nhau, thành phần phân tử hay nhiều nhóm (-CH2) gọi chất đồng đẳng với nhau, chugn1 hợp thành dãy đồng đẳng 2.5 Đồng phân: Hiện tượng chất có cơng thức phân tử có cấu tạo khác nên có tính chất khác gọi đồng phân *Các loại đồng phân chính: -Đồng phân dạng mạch cacbon ( thay đổi dạng mạch hở khơng hở, có nhánh dạng mạch vòng): Ví dụ: -Đồng phân vị trí ( thay đổi vị trí nhóm thế, nhóm chức, nới đơi hay nối ba): Ví dụ: CH2=CH-CH2-CH3 CH3-CH=CH-CH3 (but-1-en) (but-2-en) -Đồng phân nhóm chức ( chất hữu có nhóm chức khác nhau) Ví dụ: CH3-CH2-OH CH3-O-CH3 ( Rượu etylic) (Dimetyl ete) -Đồng phân hình học ( hay lập thể: Cis – Trans): *Nguyên nhân: Do xắp xếp không gian khác nguyên tử hay nhóm nguyên tử gắn với cacbon mang nối đơi *Điều kiện để có đồng phân hình học: -Điều kiện cần: HCHC phải có chứa nối đơi -Điều kiện đủ: Các nhóm gắn cacbon mang nối đôi phải khác * Cách xác định đồng phân cis trans: -Bước 1: Ở C mang nối đơi, chọn nhóm lớn -Bước 2: Nếu hai nhóm lớn phía -> dạng cis Nếu hai nhóm lớn khác phía -> dạng trans Ví dụ: *Cách viết đồng phân ứng với công thức phân tử: -Bước 1: Xác định độ bất bão hòa (Δ) nhóm chức có Độ bất bão hòa (Δ): cho biết số liên kết π (nối đôi, nối ba) dạng mạch vòng, hai mà HCHC có Cách tính giá trị (Δ): Với HCHC dạng CxHyOzNtXu (X halogen) ta có: ∆= 2x + − ( y + u − t) Bảng giá trị Δ loại HCHC tương ứng ( có ) Δ CxHy CxHyO CxHyOz CxHyNt Ankan Rượu no, đơn chức, Ete no, đơn chức Rượu no, chức este + rượu Amin no Anken xicloanken Andehit, xeton, rượu, ete chưa no Axit Este, Andehit+Rượu, andehit+este Amin khơng no Ankin, ankadien, xicloanken Andehit, xeton có chứa ( C=C) Axit, este chưa no, andehit chức Benzen dẫn xuất halogen Benzen có liên kết (C=C) ngồi vòng Amin thơm Xác định nhóm chức (có thể có) : -Dựa vào cơng thức phân tử, giá trị Δ suy nhóm chức có Ví dụ: Với hợp chất CxHyOzNt Δ >0 thì: Δ= tổng số liên kết π dạng mạch vòng mà HCHC có Các liên kết π thuộc ( C=C); (-C ≡C-); (C=O); (C=N-); (-N=O), từ suy nhóm định chức số nối đa HCHC -Bước 2: Viết mạch cacbon có thề có, từ mạch dài ( mạch thẳng) đến mạch ngắn nhất, cách bớt dần số nguyên tử cacbon mạch để tạo nhánh ( gốc ankyl) -Bước 3: Thêm nói đa(đơi, ba), nhóm chức, nhóm vào vị trí thích hợp mạch cacbon -Bước 4: Bão hòa giá trị cacbon số nguyên tử Hidro cho đủ Một số gốc hidrocacbon gọi tên cần ý: Gốc No Không no Thơm Cấu tạo Gọi tên CH3CH2CH2- n-propyl CH3-CH| CH3 CH3CH2CH| CH3 CH3 | CH3 –C – | CH3 CH3 | CH3 –C –CH2 – | CH3 CH2=CH- Iso-propyl (iso: nhóm –CH3 gắn vào vị trí C thứ từ mạch đếm vào) Sec-butyl (Sec: -CH3 gắn vào vị trí C thứ từ ngồi mạch đếm vào ) Tert- Butyl CH3-CH=CHCH2=C – | CH3 C6H5- Propenyl Iso- propenyl C6H5 –CH2 – CH3 –C6H4 – Benzyl p-Tolyl Neo-pentyl Vinyl Phenyl Hiệu ứng cảm 4.1 Khái niệm Hiệu ứng cảm (I) phân cực liên kết σ gây nên sự chệnh lệch độ âm điện nguyên tử hay nhóm nguyên tử tạo nhóm liên kết ( nói cách khác hiệu ứng cảm dịch chuyển cặp electron nối đơn σ nhóm X hút hay đẩy cặp electron đó) Hiệu ứng cảm biểu diễn hướng theo chiều di chuyển đôi điện tử dùng chung Ví dụ: CH → OH C2 H → OH H → OH Cl ¬ CH − COOH ↓ Cl CH → NH C2 H → NH H → NH CH → NH ¬ CH CH → COOH Cl ¬ CH − COOH Nếu nhóm X đẩy electron, ta nói X gây hiệu ứng cảm dương (+I) Nếu nhóm X hút electron, ta nói X gây hiệu ứng cảm âm ( -I) Ví dụ: Nếu ta lấy liên kết đơn ( -C-H) làm chuẩn Nếu nguyên tử hay nhóm nguyên tử hút e mạnh H gây hiệu ứng cảm âm Nếu nguyên tử hay nhóm nguyên tử đẩy e mạnh H gây hiệu ứng cảm dương Sau nhóm X gây hiệu ứng cảm thường gặp: (-I): -NO2 > -F > -Cl > -Br> -I > -OH (+i): -C(CH3)3 > -CH(CH3)2 > -C2H5 > -CH3> -H 4.2 Ứng dụng Hiệu ứng cảm dùng để giải thích so sánh tính axit hay tính bazơ chất hữu dùng giải thích chế phản ứng… Ví dụ: So sánh tính linh động nguyên tử H nhóm (-OH) Phenol rượu? Trong nhóm Phenyl hút e gốc ankyl phân tử rựơu đẩy e phía nguyên tử O Do mật dộ e nguyên tử O tăng lên, phân cực liên kết nhóm (-OH) giảm đi, tính linh động ngun tử H giảm theo: R O H , C6H5 O H Hoặc theo sách giáo khoa Hóa Học11 nâng cao trang 231 có giải thích sau ( theo chương trình phân ban- Khoa học tự nhiên) Vì phenol có lực axit mạnh ancol? Vì phản ứng vào nhân thơm phenol dễ benzen? Đó ảnh hưởng qua lại gốc phenyl nhóm hydroxyl sau: Cặp electron chưa tham gia liên kết nguyên tử oxi cách electron π vòng benzen liên kết σ nên tham gia liên hợp với electron π vòng benzen làm cho mật độ electron dịch chuyển vào vòng benzen Điều dẫn đến hệ sau: +Liên kết O-H trở nên phân cực hơn, làm cho nguyên tử H linh động +Mật độ electron vòng benzen tăng lên, vị trí ortho para( vị trí ortho-vị trí cacbon thứ 2,para-cacbon thứ 4, meta -cacbon thứ … xem SGK Hóa học 11 nâng cao trang 187), làm cho phản ứng dễ dàng so với benzen đồng đẳng +Liên kết C-O trở nên bền vững so với ancol, nhóm OH phenol khơng bị gốc axit nhóm OH ancol 4.2.1 Dùng hiệu ứng cảm để so sánh độ mạnh yếu axit hữu cơ: Trong phân tử axit hữu −C − R −C −O − H P , có mặt nhóm cacbonyl || nên liên kết O- H O O vốn phân cực trở nên phân cực mạnh Kết phân tử RCOOH dễ dàng phóng thích H +, thể tính axit Axit hữu mạnh phóng thích H+ dễ Điều xảy R có nhóm gây hiệu ứng cảm âm Ví dụ: So sánh tính axit rượu etylic với nước: Trong phân tử rựơu etylic nước xảy hiệu ứng cảm C2H5 O –H H O –H Kết liên kết O –H nước linh động rượu nên nước có tính axit mạnh rượu Ví dụ 2: So sánh tính axit của: a) axit fomic; axit axetix; axit propionic b) axit axetic; axit monoclo axetic; axit điclo axetic a Trong phân tử axit xảy hiệu ứng cảm : H → C−O− H || O CH →→ C − O − H || O C2 H →→→ C − O − H || O Kết liên kết O –H axit formic linh động nhất, đến axit axetic axit propionic Vậy tính axit axit formic > axit axetix> axit propionic b Trong phân tử axit xảy hiệu ứng cảm: CH → C − O − H || O Cl ¬ CH − C − O − H || O Cl ¬ CH − C − O − H ↓ || Cl O Kết liên kết O –H axit điclo axetic linh động đến axit monoclo axetic đến axit axetic Do tính axit axit điclo axetic > axit monoclo axetic > axit axetic 4.2.2 Dùng hiệu ứng cảm để so sánh độ mạnh yếu bazơ hữu Các amin có tính bazơ Tính bazơ mạnh khả thâu nhận H+ dễ Điều xảy gốc R gắn nguyên tử N amin gốc gây hiệu ứng cảm dương mạnh Ví dụ: So sánh tính bazơ metylamin với amoniac đimetylamin Trong phân tử amin xảy hiệu ừng cảm: CH →→ NH (I) H → NH (II) CH →→ NH ¬ ¬ CH (III) Kết mật độ điện tích âm nguyên tử N (III) > (I)>(II) 4.2.3 Dự đoán sản phẩm phản ứng- khả phản ứng Dựa vào hút đẩy electron nhóm X, ta dự đốn sản phẩm phản ứng, khả phản ứng chất Ví dụ:Dự đốn sản phẩm phản ứng ( sản phẩm ) phản ứng: CH3 –CH =CH2+HCl Do CH3 – nhóm đẩy electron nên phân tử propen xảy phân cực: Kết phần cation tác nhân cơng vào nhóm CH2, phần anion tác nhân kết hợp vào nhóm CH sau: CH3 –CH =CH2 + HCl  CH3 –CHCl –CH3 Ví dụ 2: Dự đốn khả phản ứng benzen toluen với Br2 ( bột sắt xúc tác) Trong phân tử toluen, CH3 – nhóm đẩy electron làm tăng mật độ electron vòng thơm khiến phản ứng Brom xảy dễ so với benzen Các loại phản ứng hóa hữu 5.1 Phản ứng Là phản ứng một nhóm nguyên tử phân tử hữu bị thay một nhóm nguyên tử khác Tên Ankan CH4+Cl2 Aren CH3Cl +HCl Cơ chế gốc tự + Br2 +HBr Ankin HC ≡ CH + AgNO3+3 NH3 Ag –C ≡ C –Ag +2NH4NO3+NH3 Thế ion kim loại Cơ chế ion Các loại phản ứng thường gặp: Halogen hóa, nitro hóa.Ankyl hóa ankan, aren Thế H axit, andehit, xeton, este hóa, thủy phân, trùng ngưng 5.2 Phản ứng cộng Là phản ứng phân tử tác nhân tách thành phần, gắn vào phân tử phản ứng, phản ứng xảy chủ yếu liên kết π Độ bất bão hòa phân tử giảm ( Định nghĩa theo SGK11 Nâng cao trang 130: “Phân tử hữu kết hợp thêm với nguyên tử phân tử khác” ) HC ≡ CH + 2H2 H3C -CH3 Các phản ứng cộng thường gặp: Cộng H2 (khử H2), cộng H2O (hyđrat hóa), cộng halogen, cộng halogenua hiđro, trùng hợp… *Quy tắc cộng Mác- cốp-nhi cốp.(SGK 11 nâng cao trang 162) Khi cộng tác nhân bất đối xứng ( cộng axit nước –HA, H2O) vào liên kết C=C anken bất đối xứng, H ( phần mang điện tích dương) ưu tiên cộng vào C mang nhiều H (cacbon bậc thấp hơn), A (phần mang điện tích âm) ưu tiên cộng vào C mang H ( cacbon bậc cao hơn) CH − CH − CH | | Cl H ( sp Chính) CH2=CH –CH3 + HCl   CH − CH − CH | | Cl H (Sp Phu.)  OH H |  | CH − C − CH  |  CH3  CH = C − CH + HOH → ( Sp chính) | ;  H CH3 OH | CH − C| − CH  |  CH (sp phu )  10 − H 2O CH − CH − OH  → CH 3CHO | OH OH | − H 2O CH − C − OH  → CH − C − CH | || OH O OH | − H 2O CH − C − OH  → CH 3COOH | OH Ví dụ: A hợp chất có cơng thức C8H8 3,12g A phản ugn71 vừa đủ với 2,688 lít H2 (đktc) với 4,8g Br2 dung dịch Brom Xác định CTCT A Giải Số mol A= nH nBr2 Vì 3,12 = 0, 03 104 2, 688 = = 0,12 22, 4,8 = = 0, 03 160 n A : n H = 1: nên A có liên kết π phản ứng với H2 Vì nA: n Br2 = 1:1 nên A có liên kết π phản ứng dược với H2 =>A có liên kết π không phản ứng với dung dịch Brom, liên kết π phải nằm vòng benzen =>A có vòng benzen liên kết π ngồi vòng =>A có CTCT C6H5 –CH=CH2 7.4 Ứng dụng định luật bảo toàn khối lượng để giải nhanh số tốn hóa học hữu Có tốn hữu giải theo cách thơng thường xuất khó khăn như: +Có nhiều khả phản ứng, khiến phải chia thành trường hợp để giải, làm toán trở nên dài dòng ( ví dụ phản ứng crackinh butan tạo C4H8 H2; CH4 C3H6; C2H6 C2H4 Hoặc dẫn hỗn hợp C2H2 H2 qua bột Ni thu hỗn hợp X gồm C2H6 H2; C2H6, C2H4 H2; C2H6 C2H4…) +Được hệ phương trình tốn học có q nhiều ẩn số, khiến việc biện luận trở nên phức tạp, làm tốn trở nên rườm rà Những khó khăn có thề giải nhờ biết ứng dụng định luật bảo toàn khối lượng 27 Phát biểu định luật : “Khối lượng chất trước phản ứng phải tổng khối lượng chất sau phản ứng” Đôi định luật phát biểu dạng nguyên lý bảo toàn nguyên tố: “Khối lượng nguyên tố X trước phản ứng phải khối lượng nguyên tố X sau phản ứng” Ưu điểm việc ứng dụng định luật bảo tồn khối lượng hầu hết khơng đặt ẩn số mol cho chất dùng ban đầu Ví dụ: Tiến hành crackinh , gan n-butan hỗn hợp X Dẫn X qua bình nước Brom dư thấy khối lượng bình tăng 16,8g Khí khỏi bình đem đốt cháy hồn tồn 23,4g H2O 35,2 CO2 Tính m viết phản ứng xảy Giải Các phản ứng xảy ra: C4H10  C4H8 +H2 C4H10 C2H4 +C2H6 C4H10 C3H6 +CH4 C4H8 + Br2  C4H8Br2 C2H4+Br2  C2H4Br2 C3H6 + Br2  C3H6Br2  Khí gồm CH4; C2H6; H2 C4H10 dư Các phản ứng cháy: CH4 +2O2  CO2 + 2H2O 2H2 + O2  H2O 2C2H6 + 7O2  4CO2+ 6H2O C4H10 + 13O2  8CO2 +10H2O Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m = mx = mcác anken +mcác khí theo ngun lí bảo tồn ngun tố thì: mcác khí thóa = mC CO2 + mH H2O = 35.2 23, + 11 = 12, Vậy m= 16,8+12,2=29 (g) 28 7.5 Các phản ứng xảy khí cho CO2 ( SO2) tác dụng với dung dịch bazơ Đây vấn đề xảy bên vô lại gặp nhiều hữu cơ, hầu hết sản phẩm cháy thu đốt chất hữu hấp thụ vào dung dịch bazơ để xác định khối lượng kết tủa, khối lượng tặng giảm dung dịch… 7.5.1 Các phản ứng xảy cho CO2 (hoặc SO2) tác dụng với dung dịch NaOH Khi cho CO2(hoặc SO2) tác dụng với dung dịch NaOH xảy ba khả tạo muối Để biết khả n n NaOH NaOH k = k = xảy ra, ta tính tỷ lệ ( ), nếu: n n CO SO *k ≥ 2: tạo muối Na2CO3 *k ≤ 1: tạo muối NaHCO3 *1< k< 2: tạo muối NaHCO3 Na2CO3 Lưu ý: Nếu NaOH dùng dư hẳn nhiên k > tạo muối Na2CO3 Có tốn khơng thể tính k Khi dựa vào kiện phụ để tìm khả tạo muối Ví dụ: +Hấp thụ CO2 vào dung dịch NaOH dư =>chỉ tạo muối Na2CO3 +Hấp thụ CO2 vào dung dịch NaOH, sau thêm BaCl2 dư vào thấy kết tủa Thêm tiếp Ba(OH)2 dư vào, lại thấy xuất thêm kết tủa =>Có tạo Na2CO3 NaHCO3 Trong trường hợp khơng có kiện phụ trên, ta phải chia trường hợp để giải Ví dụ: Đốt cháy hồn toàn 0,1 mol C2H6 hấp thụ toàn sản phẩm cháy vào bình chứa 200ml dung dịch NaOH 2.5M Tính khối lượng muối sinh Giải C H + O → 2CO + 3H O 2 2 0,1mol 0,2mol NNaOH =0,2.2,5=0,5 k= n NaOH n CO = 0,5 = 2,5 => tạo muối Na2CO3 0,2 CO2+2NaOH  Na2CO3 +H2O 0,2mol 0,2mol Vậy m Na2CO3 = 0,2.106=21,2 (g) 29 7.5.2 Các phản ứng xảy cho CO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 Ba(OH)2 Tương tự CO2 tác dụng với NaOH; cho CO2 tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 xảy nCO k = ba khả tạo muối Để biết khả xảy ra, ta tính tỷ lệ , nếu: n Ca ( OH ) *k ≤ 1: tạo muối CaCO3 *k ≥ 2: tạo muối Ca(HCO3)2 *k < k < 2: tạo mưới CaCO3 Ca(HCO3)2 Chú ý: Khi tốn khơng thể tính k, ta dựa vào kiện phụ để tìm khả tạo muối Ví dụ: +Hấp thụ CO2 vào nước vôi dư =>chỉ tạo muối CaCO3 +Hấp thủ CO2 vào nước vơi thấy có kết tủa, thêm NaOH dư vào, lại thấy có kết tủa =>Có tạo CaCO3 Ca(HCO3)2 +Hấp thụ CO2 vào nước vơi thấy có kết tủa, lọc bỏ kết tủa đun nóng phần nước lọc lại thấy kết tủa =>có tạo CaCO3 Ca(HCO3)2 Nếu khơng có liệu phụ trên, ta phải chia trường hợp để giải Ví dụ: Đốt cháy hồn tồn 0,1 mol C2H5OH hấp thụ toàn sản phẩm cháy vào bình chứa 75 ml dung dịch Ba(OH)2 2M Tính khối lượng muối tạo Giải Ta có phản ứng cháy : C2H5OH +3O2  2CO2 + 3H2O 0.1mol 0.2mol = 0.075.2 = 0.15(mol ) n Ba ( OH ) ⇒k = n CO = n Ba ( OH ) 0.2 = 1.33 0.15 =>Có tạo BaCO3 Ba(HCO3)2 Giả sử tạo a mol BaCO3 b mol Ba(HCO3)2, ta có phản ứng: CO2 + Ba(OH)2BaCO3 ↓ +H2O a a a 2CO2 + Ba(OH)2 Ba(HCO3)2 2b b b 30 a + 2b = 0, a = 0,1   ⇒ ⇔ a + b = 0,15 b = 0,05   ⇒m BaCO = 197.0,1 = 19,7( g ) m Ba ( HCO ) = 259.0,05 = 12.59( g ) Chú ý : Trong trường hợp tạo BaCO3 Ba(HCO3)2, thiết CO2 Ba(OH)2 phải phản ứng hết 7.5.3 Toán tăng, giảm khối lượng dung dịch: Khi hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch bazơ, thiết phải xảy tăng, giảm khối lượng dung dịch Thường gặp hấp thụ sản phẩm cháy dung dịch Ca(OH) dung dịch Ba(OH)2 Khi đó: Khối lượng dung dịch tăng = mhấp thụ -mkết tủa Khối lượng dung dịch giảm = mkết tủa - mhấp thụ Ví dụ: Đốt cháy hồn toàn hỗn hợp A gồm hiđrocacbon liên tiếp dãy đồng đẳng Hấp thụ toàn sản phẩm cháy vào phit dung dịch Ca(OH)2 0,01M kết tủa khối lượng dung dịch tăng 2.46g Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào lại thấy kết tủa Tổng khối lượng kết tủa hai lần 6.94g a) Tìm CTPT hiđrocacbon b) Tính khối lượng hiđrocacbon dùng Giải a)Theo đề CO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 tạo muối(xem 7.5.2) Giả sử tạo a mol CaCO3 b mol Ca(HCO3)2, ta có phản ứng: CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 ↓ + H2O a a a 2CO2 + Ca(OH)2  Ca(HCO3)2 2b b b Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2  CaCO3 ↓ + BaCO3 ↓ +2H2O b b b a + b = 3.0,01 = 0,03 a = 0,01 ⇒ ⇔ 100a + 100b + 197b = 6,94 b = 0,02 Vậy n = a +2b =0,05 CO Mặc khác khối lượng dung dịch tăng 2,46g nên ta có: 31 +m (m CO H O ) − 100a = 2, 46 ⇔ (44.0,05 + m H O ) − 100.0,01 = 2, 46 ⇒m H O = 1, 26 ⇒n H O = 1, 26 = 0,07 18 n H O >n CO Do A hiđrocacbon đồng đẳng cháy cho Đặt cơng thức trung bình ankan Cn H n +2 Gọi x số mol ankan dùng, ta có phản ứng:  3n +  to C H + O  → nCO + (n + 1) H O ÷ n 2n +2 2   x xn x(n + 1) 2 nên A phải Ankan  xn = 0,05  x = 0,02 ⇒ ⇔  x(n + 1) = 0,07 n = 2,5 Do n =2,5 nên ankan liên tiếp C2H6 C3H8 b)Gọi b,c số mol ankan trên, ta có: b + c = 0,02 b = 0,01  ⇔  2b + 3c c = 0,01  0,02 = 2,5  Vậy: m C H = 30.0,01 = 0,3( g ) 2 m C H = 44.0,01 = 0, 44( g ) 32 7.5.4 Viết sơ đồ phản ứng, điều chế Ngồi việc phải nắm vững tính chất hóa học hợp chất hữu để viết sơ đồ phản ứng điều chế hợp chất hữucơ, học sinh phải nắm vững quy tắc phản ứng(để chọn sản phẩm phản ứng cho đúng), hiểu loại rượu khơng bền chuyển hóa thành hợp chất (để chọn phản ứng phù hợp với sơ đồ), nắm phản ứng điều chế loại hợp chất hữu hiệu ứng chuyển dịch electron phân tử hữu Nhắc lại quy tắc phản ứng: +Quy tắc Maccopnhicop: Dùng để xác định sản phẩm phản ứng cộng hiđrocacbon chưa no bất đối xứng với tác nhân bất đối xứng: “Khi cộng tác nhân bất đối xứng ( cộng axit nước –HA, H2O) vào liên kết C=C anken bất đối xứng, H ( phần mang điện tích dương) ưu tiên cộng vào C mang nhiều H (cacbon bậc thấp hơn), A (phần mang điện tích âm) ưu tiên cộng vào C mang H ( cacbon bậc cao hơn).” Ví dụ: CH − CH − CH | | Cl H ( sp Chính) CH2=CH –CH3 + HCl   CH − CH − CH | | Cl H (Sp Phu.)  OH H |  | CH − C − CH  |  CH3  CH = C − CH + HOH → ( Sp chính) | ;  H CH3 OH | CH − C| − CH  |  CH (sp phu )  +Quy tắc zai-xép: Dùng để xác định sản phẩm phản ứng tách H2O rượu tách HX dẫn xuất halogen: “Nhóm –OH ưu tiên tách với H nguyên tử C bậc cao bên cạnh để tạo thành liên kết đơi C=C” Ví dụ: +Quy tắc vào vòng benzen:Dùng để xác định hướng sau nhóm thứ nhất: “Khi vòng benzen có sẵn nhóm đẩy electron –OH ; -NH2; -CH3 hướng vào vị trí ortho para Khi vòng benzen có sẵn nhóm rút electron –NO2; -CHO hướng khó hơn, ưu tiên vị trí meta” Ví dụ: 33 Ví dụ: Hồn thành sơ đồ sau: 1500 C + HCl + NaOH CH  → A  → B  → D → E → F → HCHO l àm lanh nhanh ] Z +2 HCl + NaOH C Biết E muối natri Giải 1500 C 2CH  → C2 H Làm lanh nhanh CH ≡ CH + HCl → CH = CHCl t CH = CHCl + NaOH  → CH 3CHO + NaCl t CH 3CHO + 2Cu (OH )2 + NaOH  → CH 3COONa + Cu 2O ↓ +3H 2O t CH 3COONa + NaOH  → CH + Na2CO3 NO CH + O2 → HCHO + H 2O 600 C CH ≡ CH + HCl → CH 3CHCl2 t CH 3CHCl2 + NaOH  → CH 3CHO + NaCl + H 2O BÀI TẬP: 1) So sánh tính bazơ NH3 (I) ; CH3 –NH2 (II) C6H5 –CH2 –NH2 (III) (Đáp án: (II) > (I) > (III) ) 2) Cân phản ứng oxi hóa khử sau theo phương pháp thăng electron: a CH3 –CH=CH2+KMnO4+H2SO4  CH3COOH +CO2 + K2 SO4+MnSO4+H2O b CH3 –CH=C(CH3) –CH3 +KMnO4+H2SO4  CH3COOH +CH3COCH3+K2SO4+MnSO4+H2O (Đáp án: a 1:2:3:1:1:1:2:4 b 5:6:9:5:5:6:3:1 ) 3) Tính số oxi hóa ngun tử C có đánh dấu * hợp chất sau: * a )CH − C H 2OH * b)CH − O − C H = CH * c) H C OOH * d ) NH − C H − COOH (Đáp án: a= -1 ; b = 0; c= +2; d= -1 ) 4) Phân tích thành phẩn nguyên tố axit cacboxylic %C=34,61; %H=3,84.Tìm CTPT A (Đáp án C3H4O4) 5) Tiến hành Crackinh ( CnH2n+2 crackinh  CaH2a+2+CbH2b a+b = n) m gam hỗn hợp X gồm propan butan hỗn hợp Y Dẫn Y qua bình chứa Brom dư thấy khối lượng bình tăng 8,2 34 có 3,8g hỗn hợp Z khỏi bình Viết phản ứng xảy tính m (Đáp án: crackinh có phản ứng xảy ta thu anken khối lượng anken khối lượng bình Brom tăng Theo ĐL bảo tồn khối lượng ta tính m= 12 g) 6) Một hỗn hợp A gồm 0,12 mol C2H2 0,18 mol H2 Cho A qua Ni nung nóng, phản ứng khơng hồn tồn thu hỗn hợp B Cho B qua bình Brom dư thu hỗn hợp khí X Đốt cháy hoàn toàn X hấp thụ toàn sản phẩm cháy vào bình chứa dung dịch Ca(OH) dư thu 12g kết tủa khối lượng bình tăng 8,88g Tính độ tăng khối lượng bình Brom (ĐHQG TP.HCM 99) (Đáp án: B gồm C2H4; C2H6 C2H2; H2(vì phản ứng khơng hồn tồn) m Brom tăng = mA – mx =1,64 g ) 7) Đốt cháy hoàn toàn 5,2 hiđrocacbon A Sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch Ba(OH)2 thấ có 39,4g kết tủa Thêm NaOH dư vào phần nước lọc lại thấy xuất 19,7g kết tủa a)Tìm CTPT A Biết 96 < MA