ôn tâph hữu cơ 11

Công thức phân tử Công thức tổng quát : CxHyOzNt x,y,z, t : số nguyên Công thức thực nghiệm : CaHbOcn a,b,c tối giản ; n≥1 Công thức phân tử : cho biết số lợng nguyên tử của mỗi loại ngu

Ôn tập hoá hữu cơ 11

1- Đại cơng hoá hữu cơ

2- Hợp chất Hydrocacbon

Tiết 1+2 : Đại cơng Hoá hữu cơ

Xác định định tính thành phần hợp chất hữu cơ

Nội dung Câu hỏi nêu vấn đề – Chú ý pháp P.

I/ Xác định định tính thành phần hợp chất hữu cơ

A Những vấn đề lý thuyết cơ bản

1 Công thức phân tử

Công thức tổng quát : CxHyOzNt (x,y,z, t : số nguyên)

Công thức thực nghiệm : (CaHbOc)n (a,b,c tối giản ;

n≥1)

Công thức phân tử : cho biết số lợng nguyên tử của

mỗi loại nguyên tố trong phân tử

2 Lập công thức phân tử : CxHyOzNt

* Dựa vào % các nguyên tố

100 100

14 16 12

%

14

%

16

%

%

N

t O

z H

y

C

* Tính trực tiếp từ sản phẩm đốt cháy

a

M mN

t O mH

y mCO

2 2

2

14 9

44

(2)

A Bài tập áp dụng

Bài 1 : Xác định CTPT cho chất hữu cơ có số liệu sau

51,3%C ; 9,4%H ; 12,0%N ; 27,3%O

Tỷ khối hơi sa với không khí là 4,05

*∑%C+%H +%N+%O=100%Hợp chất gồm

C,H,O,N

CTTQ : CxHyOzNt

100 100

14 16 12

0 , 12

14 3 , 27

16 4

,

9

3

,

51

12x = y = z = t = x+y+ z+ t = M (1)

8 , 28 05 , 4 05

, 4 05

,

4

KK

A KK

M

M

(1) (2) tìm đợc x,y,z,t

Bài 2 : Tìm công thức phân tử chất hữu cơ

a/ Đốt cháy hoàn toàn 10g hợp chất sinh ra 33,85g

CO2 và 6,94g H2O Tỷ khối hơi đối với không khí là

2,69

b/ Đốt cháy 0,282g hợp chất và cho các sản phẩm sinh

ra đi qua các bình đựng CaCl2 và KOH thấy bình

CaCl2 tăng thêm 0,194g, còn bình KOH tăng 0,80g

Mặt khác, đốt 0,186g chất đó sinh ra 22,4ml Nitơ

(đktc) Phân tử chất đó chỉ có 1 nguyên tử Nitơ

1- Có các loại công thức ? So sánh ý nghĩa của mỗi loại ?

Ví dụ áp dụng trong bài toán hoá học?

+ Thờng sử dụng 3 loại công thức trên trong các bài toán hoá học

+ CTTQ : thành phần định tính các nguyên tố CTTN

cho biết tỷ lệ đơn giản các

nguyên tử CTPT cho biết số lợng của mỗi nguyên tố.

+ Ví dụ : Biết trong phân tử có các nguyên tố gì có thể gọi

đ-ợc CTTQ ; biết tỷ lệ số nguyên tử sẽ viết đợc CTTN ; CTPT đợc tìm khi tính đợc n

2- Hợp chất trên gồm những nguyên tố nào ? Tại sao ?

+ Nếu tổng % các nguyên tố

đã cho không bằng 100% suy

ra hợp chất còn có nguyên tố khác

3- Tại sao công thức (2) không xuất hiện z ? Có thể xác định z nh thế nào ?

+ Vì Oxi xuất hiện trong

CO2 ; H2O và trong Oxi đem

đốt cháy ban đầu

+ Xác định z khi đã xác định

đợc x,y,t và dựa vào M

Nêu vấn

đề

So sánh

Diễn dịch

*

a/

Sản phẩm đốt cháy : CO2 ; H2O vậy hợp chất gồm C,

H, có thể có O

Tính theo công thức (2), tìm M theo công thức tỷ khối

đã trình bày ở bài (1)

a

M O mH

y

mCO

2

2

9

44

Sau khi tìm đợc x,y Giả sử có O thay vào biểu thức

tính M để khẳng định phân tử có nguyên tử O không

Yêu cầu học sinh tính chuyển về áp dụng (1)

b/

Bình đựng CaCl2 khan giữ lại H2O

Bình đựng KOH giữ CO2

Sản phẩm đốt cháy : CO2 ; H2O ; N2 suy ra thành

phần gồm C, H, N, có thể có O

Chú ý : Bài toán cần qui đổi khối lợng Nito tơng ứng

với a=0,282g hoặc qui đổi với CO2 ; H2O

Bài 3 : Đốt cháy hoàn toàn 0,9g một chất hữu cơ có

thành phần gồm các nguyên tố C, H, O ngời ta đợc

1,32g CO2 và 0,54g H2O Khối lợng phân tử chất đó là

180 Hãy xác định công thức phân tử của chất hữu cơ

trên

Bài 4 : Đốt cháy hoàn toàn một lợng chất hữu cơ chứa

C, H, Cl sinh ra 0,22g CO2 và 0,09g H2O Khi xác

định Clo trong lợng chất đó bằng dung dịch AgNO3

ngời ta thu đợc 1,435g AgCl

Hãy xác định công thức phân tử của chất hữu cơ trên,

biết tỷ khối hơi của nó so với Hidro bằng 42,5

* (C,H,Cl) - (Cl) -AgCl

Lợng Cl trong AgCl chính là lợng Cl trong hợp chất

hữu cơ ban đầu

Bài 5 : Hãy xác định công thức phân tử của một hợp

chất hữu cơ có khối lợng phân tử băng 26 ; biết rằng

sản phẩm của sự đốt cháy hợp chất đó là CO2 và H2O

* Sản phẩm cháy là CO2 ; H2O suy ra hợp chất gồm C,

H, có thể có Oxi CTTQ : CxHyOz

12x + y + 16z = 26 suy ra 16z<26 vậy z=0 hoặc z=1

Xét 2 trờng hợp :

z=1 : 12x+y+16=26 suy ra không có giá trị x, y (loại)

z=0 : 12x+y=26 suy ra x=2 ; y=4

CTPT : C2H4

4- Khai thác giả thiết áp dụng trực tiếp công thức (2)

Ôn lại cách xác định M thông qua tỷ khối Chú ý tỷ khối chỉ

áp dụng với chất khí

5- Có thể đa về áp dụng công thức (1) với bài toán 2 không ?

+ Từ mCO2 tính mC, suy ra

%C, tơng tự với H ; mO tính theo định luật BTKL

6- Các chất hút giữ H2O thờng gặp là H2SO4 đặc ; CaCl2

khan Chất giữ CO2 sản phẩm cháy của chất hữu cơ là dung dịch KOH ; NaOH ; Ca(OH)2 ; Ba(OH)2…

Chú ý rằng : Nếu cho sản phẩm qua dung dịch KOH

tr-ớc thì cả H2O và CO2 đều bị giữ lại trong dung dịch

7- Học sinh ôn lại cách xác

định thành phần khối lợng nguyên tố trong hợp chất Cụ thể tính m(Cl) trong AgCl

Ví dụ : AaBb : m(g)

m M b M a

M a mA

B A

A

+

=

8- Ngoài cách xác định CTPT

theo 2 công thức cơ bản trên, bài 5 là bài tập giải biện luận phơng trình nghiệm nguyên

Qui nạp

Tiết 3+4 : Đại cơng Hoá hữu cơ

Xác định định tính thành phần hợp chất hữu cơ (tiếp) Viết công thức cấu tạo, xác định đồng đẳng, đồng phân

Nội dung

Tiếp theo I/

Bài 6 : Đốt cháy hoàn toàn 0,4524g hợp chất A sinh

ra 0,3318g CO2 và 0,2714g H2O Đun nóng 0,3682g

chất A với vôi tôi xút để biến tất cả Nitơ trong A

thành NH3, dẫn khí NH3 vào 20ml dung dịch H2SO4

0,5M Để trung hoà axit d sau khi tác dụng với NH3

cần dùng 7,7ml dung dịch NaOH 1M

a/ Tính % khối lợng các nguyên tố trong A

b/ Xác định công thức phân tử của A ; biết rằng khối

lợng phân tử gần đúng của nó là 60

*

a/ Tính số mol các chất theo giá trị đề bài :

Số mol NaOH, H2SO4 : n=CM.V (V :lit)

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O (1)

2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 (2)

(Trong trờng hợp này không tạo muối axit

H 2 SO 4 = 2H + + SO 4 2- )

Từ (1) : tính số mol H2SO4 d suy ra số mol H2SO4

phản ứng (2) vậy tính đợc số mol NH3 Tính khối

l-ợng N trong A

b/ Tính áp dụng công thức (1)

Bài 7 : Đốt cháy hoàn toàn 10,4g hợp chất hữu cơ A

rồi cho sản phẩm lần lợt qua bình (1) chứa H2SO4

đặc, bình (2) chứa nớc vôi trong d, thấy khối lợng

bình (1) tăng 3,6g ; bình (2) thu đợc 30g kết tủa Khi

hoá hơi 5,2g A thu đợc một thể tích đúng bằng thể

tích của 1,6g Oxi ở cùng điều kiện và áp suất

Xác định CTPT của A

* Khối lợng tăng ở bình (1) là khối lợng H2O

Khối lợng kết tủa ở bình (2) là CaCO3

Cùng điều kiện t0, P tỷ lệ số mol bằng tỷ lệ thể tích

II/ Viết công thức cấu tạo –

Xác định đồng đẳng, đồng phân.

A Lý thuyết

1- Công thức cấu tạo biểu diễn cách thức, thứ tự

liên kết các nguyên tử trong phân tử Các nguyên tử

liên kết theo đúng hoá trị : C(IV) ; H(I) ; O(II) ;

N(III)…

2- Đồng đẳng : Cấu tạo và tính chất tơng tự nhau,

thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều

nhóm –CH2

3- Đồng phân : Các chất có cùng CTPT, khác nhau

về công thức cấu tạo

Câu hỏi nêu vấn đề-

Chú ý

1- Bài toán tăng tính phức tạp

của quá trình chuyển hoá, rèn luyện khả năng tính toán theo phơng trình phản ứng

Học sinh phân tích đề bài chi biết :

+ Hợp chất A gồm những nguyên tố nào? Tại sao?

+ Viết các PTPU xảy ra đối với sự chuyển hoá các chất?

+ Phân tích quá trình phản ứng lợng chất d hết?

2- Cần tìm những đại lợng

nào để xác định câu a/ ?

Chú ý : Các giá trị tính toán

phải qui về cùng một lợng chất A

3- Yêu cầu học sinh thực hiện

phân tích đề bài, áp dụng

ph-ơng pháp các bài toán trớc

Chú ý : Qui đổi cùng về một

lợng chất A với các sản phẩm

So sánh thể tích của khí A với Oxi để tìm MA

1- Cho biết ý nghĩa của công

thức cấu tạo ? Phân tích cấu tạo CH4 ; C2H4 ; C2H2 ảnh h-ởng đến tính chất nh thế nào?

+ Nêu các phản ứng đặc trng cho từng chất

2- Nêu ví dụ 2 chất có thành

phần phân tử hơn kém nhau 1 hay nhiều nhóm -CH2 nhng không phải là đồng đẳng?

+ Anken ; Xicloankan : CTCT khác nhau nên tính chất khác nhau

P.Pháp

Qui nạp

CH3

Tiết 5+6 : Hydrocacbon

Bài tập về tính chất hoá học của Hydrocacbon

Chú ý

P.Pháp

Phản ứng hoá học đặc trng của Hydrocacbon

+ Ankan : phản ứng thế (Cl2, askt)

+ Dãy đồng đẳng có liên kết bội : Cộng, trùng hợp,

OXH…

+ Hợp chất có vòng thơm : Dễ tham gia phản ứng

thế, khó tham gia phản ứng cộng

Bài 1 : Một hydrocacbon A có công thức (CH)n biết

1 mol A phản ứng đợc với 4 mol H2 và 1 mol A chỉ

phản ứng với 1 mol dung dịch Br2 Công thức cấu tạo

của A ?

*

+ 1 mol A phản ứng với 4 mol H2

suy ra A có 4 liên kết π

+ 1 mol A phản ứng với 1 mol dung dịch Br2

suy ra chỉ 1 liên kết π có khả năng phản ứng cộng

(liên kết π thuộc mạch hở)

Vậy phân tử có 3 liên kết π tạo vòng liên hợp

CT có dạng :

CH=CH CnH2n+1

Dạng CTPT tơng ứng : C8+nH8+2n

Mà A : (CH)n

Suy ra n=0 Vậy CTPT : C8H8

CTCT

CH=CH2

Styren

**Phản ứng cộng là phản ứng dặc trng cho liên

kết bội, chú ý với dãy đồng đẳng Aren không

phản ứng với dung dịch Brom.

Bài 2 : Anken A C6H12 có đồng phân hình học, tác

dụng với Br2 cho hợp chất dibrom B B tác dụng với

KOH trong rợu, đun nóng cho dien C và 1 ankin C’

C bị OXH trong KMnO4 đậm đặc và nóng cho axit

axetic D và CO2 Hãy cho biết cấu tạo của A?

*

DienC (6C)  2CO2 + 2CH3COOH

(Đảm bảo 6 nguyên tử C trớc và sau phản ứng)

CH3-CH= : tạo ra CH3COOH

=CH-CH= : tạo ra CO2

Vậy CTCT : CH3-CH=CH-CH=CH-CH3 (C)

1- Giáo viên yêu cầu học sinh

nhắc lại các tính chất trên đa bài tập áp dụng

2- Tại sao lại có tỷ lệ cộng

khác nhau giữa H2 và Br2? Hợp chất RH nào đã học có

đặc điểm đó?

+ Tỷ lệ mol X 2 tham gia phản ứng cộng phụ thuộc vào

số liên kết π trong phân tử của hợp chất

+ Trờng hợp liên kết π liên hợp vòng (Aren) khó cộng

(không phản ứng với dung dịch Brom)

2- Trong bài tập trên có

những phản ứng nào xảy ra ? + Phản ứng cộng Br2 vào nối

đôi

+ Tách HBr/KOH rợu theo qui tắc Zaicep : tách H ở Cβ

bậc thấp.

Yêu cầu hoc sinh nêu qui tắc cộng tác nhân bất đối xứng

để so sánh

+ OXH cắt mạch (phân tích

CH3-CH2- CHBr-CHBr-CH2 -CH3 (B)

CH3-CH2- CH=CH -CH2 -CH3 (A)

** Củng cố cho học sinh 2 qui tắc quan trọng :

Qui tắc Maccopnicop : H cộng vào C bậc thấp

Qui tắc tách Zaicep : H tách ở Cβ bậc thấp

Bài 3 : Đốt cháy một số mol nh nhau của 3

hydrocacbon K,L,M ta thu đợc lợng CO2 nh nhau và

tỷ lệ số mol H2O và CO2 đối với K, L, M tơng ứng

bằng 0,5 ; 1 ; 1,5 Xác định CTPT của K, L, M

*

CTTQ : C n H 2n+2-2k ( k : số liên kết π trong phân tử)

Số mol K, L, M bằng nhau tạo ra số mol CO2 nh

nhau suy ra K, L, M có số nguyên tử C nh nhau

(cùng giá trị n)

Với mỗi RH sẽ có giá trị k khác nhau.

Viết PTPU cháy, lập tỷ lệ số mol H2O/ CO2

Biện luận giải phơng trình nghiệm nguyên

n

k n

nCO

O

nH = +1−

2

2

** Chỉ khi xác định thuộc dãy đồng đẳng nào mới

gọi công thức có sự phụ thuộc nC và nH Khi bài

toán cho hỗn hợp RH cần gọi CTTQ là C n H 2n+2-2k

để giải phơng trình.

cấu tạo)

3- Phản ứng cháy (OXH hoàn

toàn) đối với tất cả các hydrocacbon sản phẩm sinh

ra đều là CO2 và H2O Cho biết tỷ lệ số mol H 2 O/CO 2

với mỗi dãy đồng đẳng có

đặc điểm gì?

+ Cách gọi CxHy không thể phân biệt đợc 3 RH

Tiết 7+8 : Hydrocacbon

Bài tập về xác định dãy đồng đẳng của Hydrocacbon

Chú ý

P.Pháp

Bài 1 : Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm 2

hidrocacbon mạch hở cùng dãy đồng đẳng, hấp thụ

hoàn toàn sản phẩm vào 1,8l dung dịch Ca(OH)2

0,05M thu đợc kết tủa và khối lợng dung dịch tăng

3,78g Cho Ba(OH)2 d vào dung dịch thu đợc kết tủa

và tổng khối lợng cả 2 lần là 18,85g Tỷ khối của X

với H2 nhỏ hơn 20 Xác định dãy đồng đẳng của

2RH

*

PTPU : Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O (1)

Ca(OH)2 + 2CO2 = Ca(HCO3)2 (2)

Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 = BaCO3 + CaCO3 + H2O (3)

Gọi a, 2b là số mol CO2 ở PT (1) và (2) ta có :

a+b = 1,8.0,05 =0,09

100a+297b=18,85

a=0,04 ; b = 0.05 Vậy nCO2 = 0,14 mol

mCO 2 + mH 2 O = m(kết tủa) + m(tăng)

Vậy nH2O = 0,09 mol

Tỷ lệ nH 2 O : nCO 2 >1  Ankin hoặc Ankadien

(Tỷ khối với H2 < 20  M<40 : Không là Aren)

Bài 2 : Hỗn hợp X gồm 2RH A, B mạch thẳng và

khối lợng phân tử của A nhỏ hơn khối lợng phân tử

của B Trong hỗn hợp X, A chiếm 75% theo thể tích

Đốt cháy hoàn toàn X cho sản phẩm cháy hấp thụ

qua bình chứa dung dịch Ba(OH)2 d, sau thí nghiệm

khối lợng dung dịch trong bình giảm 12,78g đồng

thời thu đợc 19,7g kết tủa Biết tỷ khối hơi của X đối

với H2 bằng 18,5 và A, B cùng dãy đồng đẳng

a/ Xác định dãy đồng đẳng của 2 RH

b/ Tìm CTPT của A, B

*

CTTQ : CxHy

CxHy + (x+y/4) O2  xCO2 + (y/2) H2O

CO2 + Ba(OH)2 = BaCO3 + H2O

nCO2 = nBaCO3 = ax =0,1

mCO 2 + mH 2 O = m(kết tủa) - m(giảm)

ax.44 + ay.18/2 = 19,7 –12,78

ay/2 = 0,14

Vậy Tỷ lệ nH 2 O : nCO 2 <1  Ankan

1- Tại sao lại có kết tủa khi

tiếp tục cho dung dịch Ba(OH)2 vào dung dịch sau phản ứng? Kết tủa trong cả 2 lần gồm những chất gì ? + Dung dịch sau phản ứng có Muối axit

+ Kết tủa CaCO3 ; BaCO3

2- Liên hệ giữa lợng CO2 và

H2O với khối lợng kết tủa và

sự tăng khối lợng dung dịch sau phản ứng?

+ Có sự tăng khối lợng dung dịch là do lợng H2O, CO2 giữ

lại trong dung dịch lớn hơn với lợng kết tủa tách ra

3- Tơng tự sự giảm khối lợng

dung dịch ?

A : CnH2n+2 (75%) ; B : CmH2m+2 (25%)

Mhh = 37  3n+m=10 (n<m)

Vậy n=2 ; m=4  C2H6 ; C4H10

Bài 3 : Một hợp chất X gồm 2 RH A, B (thuộc một

trong 3 dãy đồng đẳng Ankan, Anken, Ankin) số

nguyên tử C trong mỗi phân tử nhỏ hơn 7 và A, B

đ-ợc trộn theo tỷ lệ mol 1: 2.Đốt cháy hoàn toàn 14,8g

hỗn hợp X bằng Oxi rồi thu toàn bộ sản phẩm lần lợt

qua bình (1) chứa dung dịch H2SO4 đặc d, bình (2)

chứa 890 mldung dịch Ba(OH)2 1M thì khối lợng

bình (1) tăng 14,4g và ở bình (2) thu đợc 133,96 g

kết tủa trắng Xác định dãy đồng đẳng A, B

*

Bình 1 : nH2O = 0,8 mol

Bình 2 : nCO2 = 0,68 mol

PTPU : Ba(OH)2 + CO2 = BaCO3 + H2O (1)

Ba(OH)2 + 2CO2 = Ba(HCO3)2 (2)

+ Nếu không có phản ứng (2) :

nCO2 = nBaCO3 =0,68 mol

Tỷ lệ nH 2 O : nCO 2 <1  Ankan

Gọi CnH2n+2 : a mol ; CmH2m+2 : 2a mol

nH2O - nCO2 = 3a = 0,8- 0,68 = 0,12

 M = m/n = 14,8/0,12 = 123,33 = 14n +2

 n>7 (loại)

+ Xảy ra cả (1) và (2) Gọi nBa(OH)2 lần lợt ở (1) ;

(2) là x, y

nBa(OH)2 = x+y = 0,89

nBaCO3 = x = 0,68

Suy ra : y = 0,21 Tổng số mol CO2 = x+2y = 1,1

Tỷ lệ nH 2 O : nCO 2 >1  Ankin

Bài tập biện luận khác

Bài 4 : Đốt cháy hoàn toàn một RH X với một lợng

vừa đủ Oxi Hỗn hợp sản phẩm cháy qua bình H2SO4

đặc thì thể tích khí giảm một nửa Tìm dãy đồng

đẳng của X

Bài 5 : Cho 2 RH X và Y là đồng đẳng của nhau,

phân tử khối của X gấp đôi phân tử khối của Y

a/ Xác định CTTQ của 2 RH

b/ Xác định CTPT của X, Y biết tỷ khối của hỗn hợp

đồng thể tích của X và Y so với C2H6 bằng 2,1

4- Công thức tính M theo %

V ?

5- Biện luận để xác định qua

trình có tạo muối axit hay không?

6- Ngoài cách giải cơ bản

trên còn có thể gặp bài toán giải biện luận để xác định dãy đồng đẳng

+ Bài 4 : tìm đợc y>2x  Ankan

+ Bài 5 : Gọi CxH2x+k

CxH2x+knCH2

Dựa vào giả thiết tính đợc x=n  k=0