Lý thuyết chương 1 và 2 lớp 12 môn Hoá ôn thi thpt quốc gia môn Hoá

Công thức tổng quát của este a/ Trường hợp đơn giản: là este không chứa nhóm chức nào khác, ta có các công thức như sau: − Tạo bởi axit cacboxylic đơn chức RCOOH và ancol đơn chức R'OH

 CHƯƠNG I: ESTE – LIPIT 

A ESTE:

I Khái niệm: Khi thay nhóm −OH ở nhóm cacboxyl của axit cacboxylic bằng nhóm −OR thì được este Công thức tổng quát của este

a/ Trường hợp đơn giản: là este không chứa nhóm chức nào khác, ta có các công thức như sau:

− Tạo bởi axit cacboxylic đơn chức RCOOH và ancol đơn chức R'OH: RCOOR'

− Tạo bởi axit cacboxylic đa chức R(COOH)a và ancol đơn chức R'OH: R(COOR')a

− Tạo bởi axit cacboxylic đơn chức RCOOH và ancol đa chức R'(OH)b: (RCOO)bR'

− Tạo bởi axit cacboxylic đa chức R(COOH)a và ancol đa chức R'(OH)b: Rb(COO)abR'a

Trong đó, R và R' là gốc hiđrocacbon (no, không no hoặc thơm); trường hợp đặc biệt, R có thể là H (đó

là este của axit fomic H-COOH)

b/ Trường hợp phức tạp: là trường hợp este còn chứa nhóm −OH (hiđroxi este) hoặc este còn chứa nhóm

−COOH (este - axit) hoặc các este vòng nội phân tử … Este trong trường hợp này sẽ phải xét cụ thể mà không thể có CTTQ chung được Ví dụ với glixerol và axit axetic có thể có các hiđroxi este như HOC3H5(OOCCH3)2 hoặc (HO)2C3H5OOCCH3; hoặc với axit oxalic và metanol có thể có este - axit là HOOC-COOCH3

c/ Công thức tổng quát dạng phân tử của este không chứa nhóm chức khác:

Nên sử dụng CTTQ dạng: C Hn 2n + 2 2 O2a

(trong đó n là số cacbon trong phân tử este n ≥ 2, nguyên;  là tổng số liên kết  và số vòng trong phân tử 

≥ 1, nguyên; a là số nhóm chức este a ≥ 1, nguyên), để viết phản ứng cháy hoặc thiết lập công thức theo phần trăm khối lượng của nguyên tố cụ thể

* Este đơn chức: RCOOR ,

Trong đó R là gốc hidrocacbon hay H; R’ là gốc hidrocacbon

* Este no đơn chức: C n H 2n O 2 ( với n2)

Tên của este : Tên gốc R’+ tên gốc axit RCOO (đuôi at)

Vd : CH3COOC2H5 : Etylaxetat

CH2=CH- COOCH3: metyl acrylat

II Đồng phân: Cách tính nhanh số đồng phân este:

1) Số đồng phân ancol đơn chức no CnH2n+2O : 2n-2 (n < 6)

2) Số đồng phân andehit đơn chức no CnH2nO: 2n-3 (n < 7)

3) Số đồng phân axit cacboxylict đơn chức no CnH2nO2: 2n-3 (n < 7)

4) Số đồng phân este đơn chức no CnH2nO2: 2n-2 (n < 5)

III Tính chất vật lý:

● Nhiệt độ sôi, độ tan trong nước thấp hơn axit và ancol có cùng số cacbon: axit > ancol > este (Giữa các phân tử este không có các liên kết hiđro)

● Thường là chất lỏng, nhẹ hơn nước, dễ bay hơi, rất ít tan trong nước, tan nhiều trong các dung môi hữu cơ khác Các este có khối lượng phân tử rất lớn có thể ở trạng thái rắn (như mỡ động vật, sáp ong,…)

● Các este có mùi đặc trưng:

− Isoamyl axetat : mùi chuối chín

− Etyl butiat, etyl propionat: có mùi dứa

Trang 2

− Etyl isovalerat: có mùi táo,…

IV Tính chất hóa học:

1 Phản ứng thủy phân:

Tính chất hoá học quan trọng nhất của este là phản ứng thuỷ phân Sơ đồ thuỷ phân este (về cơ bản, chưa xét các trường hợp đặc biệt) là:

(este) (nước) (axit) (ancol)

● Thuỷ phân chính là quá trình nghịch của của phản ứng este hoá

Phản ứng thuỷ phân có thể xảy ra trong môi trường axit hoặc môi trường bazơ

− Phản ứng thuỷ phân trong môi trường kiềm được gọi là phản ứng xà phòng hoá

● Đặc điểm của phản ứng thuỷ phân este:

− Phản ứng thuỷ phân este trong môi trường axit là phản ứng thuận nghịch Sản phẩm của phản ứng trong

điều kiện này luôn có axit cacboxylic Để chuyển dịch cân bằng về phía tạo axit và ancol, ta dùng lượng dư nước

− Phản ứng thuỷ phân este không những thuận nghịch mà còn rất chậm Để tăng tốc độ phản ứng thuỷ phân

ta đun nóng hỗn hợp phản ứng với với chất xúc tác axit (H2SO4, HCl…)

− Phản ứng xà phòng hoá chỉ xảy ra một chiều, sản phẩm thu được luôn có muối của axit cacboxylic

(este) (kiềm) (muối) (ancol, phenol, anđehit …)

a Thủy phân trong môi trường axit: tạo ra 2 lớp chất lỏng, là phản ứng thuận nghịch (2 chiều)

RCOOR, + H2O 2 4

o

H SO d t

 RCOOH + R,OH

b Thủy phân trong môi trường bazơ ( Phản ứng xà phòng hóa ): là phản ứng 1 chiều

RCOOR’ + NaOH t0

RCOONa + R’OH

2 Phản ứng của gốc hiđrocacbon:

Este không no (este của axit không no hoặc ancol không no) có khả năng tham gia phản ứng cộng và phản ứng trùng hợp – đây là tính chất do liên kết  quy định (tương tự như hiđrocacbon tương ứng) Một số phản ứng thuộc loại này có ứng dụng quan trọng là :

- Phản ứng chuyển hoá dầu (chất béo lỏng) thành mỡ (chất béo rắn)

(C17H33COO)3C3H5 + 3H2 Ni, t0, p (C17H35COO)3C3H5

- Phản ứng trùng hợp vinyl axetat thành poli(vinyl axetat)

CH2 CH OCOCH3 xt, t

o , p

CH CH2 OCOCH3

n n

- Trùng hợp metyl metacrylat thành poli(metyl metacrylat) – thuỷ tinh hữu cơ plexiglas

nCH2 CH COOCH3

CH3

xt, to, p

CH CH2

CH3

n

- Phản ứng tráng gương của este của axit fomic– (xem lại anđehit)

3 Phản ứng khử este bởi liti-nhôm hiđrua LiAlH 4 thành ancol bậc I:

3

1) LiAlH 2) H O

RCH2OH + R'OH (Chú ý: anhiđrit axit, halogenua axit cũng bị líti-nhôm hiđrua khử tương tự)

4 Một số phản ứng thủy phân đặc biệt của este:

Căn cứ vào sơ đồ phản ứng xà phòng hoá hay phản ứng thuỷ phân este ta có thể căn cứ vào sản phẩm tạo thành để suy đoán cấu tạo của este ban đầu

Không nhất thiết sản phẩm cuối cùng phải có ancol, tuỳ thuộc vào việc nhóm –OH đính vào gốc

hiđrocacbon có cấu tạo như thế nào mà sẽ có các phản ứng tiếp theo xảy ra để có sản phẩm cuối cùng hoàn toàn khác nhau, hoặc nữa là do cấu tạo bất thường của este gây nên

Một số trường hợp thuỷ phân đặc biệt của este (không chứa halogen) thường gặp trong bài toán định lượng là :

● Este + NaOH  1 muối + 1 anđehit

⟹ Este có dạng: R-COO-CH=CH-R’

VD: CH3COOCH=CH2 + NaOH → CH3COONa + CH2=CH−OH → CH3COONa + CH3CHO

(ancol không bền)

● Este + NaOH  1 muối + 1 xeton

⟹ Este có dạng: RCOOC(CH3)=CH-R’’

VD: CH3COOC(CH3)=CH2 + NaOH → CH3COONa + CH2=C(CH3)OH → CH3COONa + CH3-CO-CH3

(ancol không bền)

● Este + NaOH  2 muối + H2O (tỉ lệ neste : nNaOH = 1 : 2)

⟹ Este có dạng: R-COO-C6H4-R’ (este của phenol)

VD: CH3COOC6H5 + 2NaOH → CH3COONa + C6H5ONa + H2O

 Dựa vào tỉ lệ mol của este với NaOH, ta suy ra nhóm chức của este:

− Tỉ lệ mol este : NaOH là 1 : 1 ⟹ Este đơn chức R-COO-R’

− Tỉ lệ mol este : NaOH là 1 : 2 ⟹ Este 2 chức hoặc este đơn chức của phenol

− Tỉ lệ mol este : NaOH là 1 : 3 ⟹ Este 3 chức (este của glixerol)

5 Phản ứng đốt cháy: Este đốt cháy tạo thành CO2 và H2O

 ⟹ este đó là este no đơn chức, mạch hở (Cn H 2n O 2 )

→

V Điều chế

a/ Phản ứng của ancol với axit cacboxylic và dẫn xuất như clorua axit, anhiđrit axit, tạo ra este

axit + ancol

0

2 4 ,

H SO đ t

 este + H2O

RCOOH + R’OH

0

2 4 ,

H SO đ t

+ H2O

- Phản ứng của ancol với anhiđrit axit hoặc clorua axit thì phản ứng xảy ra nhanh hơn và một chiều (không thuận nghịch như khi tác dụng với axit)

Trang 4

(CH3CO)2O + C2H5OH CH3COOC2H5 + CH3COOH

CH3COCl + C2H5OH CH3COOC2H5 + HCl b/ Phản ứng của phenol với anhiđrit axit hoặc clorua axit (phenol không tác dụng với axit cacboxylic) tạo este của phenol

Ví dụ: phản ứng tạo phenyl axetat

(CH3CO)2O + C6H5OH CH3COOC6H5 + CH3COOH

CH3COCl + C6H5OH CH3COOC6H5 + HCl c/ Phản ứng cộng vào hiđrocacbon không no của axit cacboxylic

Ví dụ: phản ứng tạo vinyl axetat

CH3COOH + CHCH xt, t0CH3COOCH=CH2 d/ Phản ứng ankyl halogenua và muối bạc hay cacboxylat của kim loại kiềm

RCOOAg + R'I  RCOOR' + AgI RCOONa + RI  RCOOR' + NaI

B LIPIT:

I Khái niệm: Lipit là những hợp chất hữu cơ có trong tế bào sống,không hòa tan trong nước nhưng tan

nhiều trong dung môi hữu cơ không phân cực

II Chất béo:

1 Khái niệm: Chất béo là trieste của glixerol với axit béo gọi chung là triglixerit hay triaxylglixerol

● Axit béo: là những axit cacboxylic đơn chức, mạch dài không phân nhanh và số nguyên tử cacbon là số

chẵn

+ C17H35COOH (axit stearic), C15H31COOH (axit panmitic): là những axit no, đơn chức

+ C17H33COOH (axit oleic): là axit không no, 1 liên kết đôi C=C

+ C17H31COOH (axit linoleic): là axit không no, 2 liên kết đôi C=C

● Công thức chất béo:

R1COO-CH2 R1,R2,R3: là gốc hidrocacbon



R2COO-CH



R3COO-CH2

VD: [CH3(CH2)16COO]3C3H5: tristearin

2/ Tính chất vật lí:

− Chất béo động vật (mỡ): ở trạng thái rắn ở nhiệt độ phòng, do chứa phần lớn gốc axit béo no

− Chất béo thực vật (dầu): ở trạng thái lỏng ở nhiệt độ phòng, do chứa phần lớn gốc axit béo không no

− Chất béo nhẹ hơn nước, không tan trong nước, tan nhiều trong các dung môi hữu cơ

3/ Tính chất hóa học:

a Phản ứng thủy phân: Chất béo + H2O

o H t



 Axit béo + Glixerol

VD: [CH3(CH2)16COO]3C3H5+3H2O

o H t



 3CH3(CH2)16COOH+C3H5(OH)3

b Phản ứng cộng hidro của chất béo lỏng thành chất béo rắn (bơ nhân tạo)

(C17H33COO)3C3H5 + 3H2 0

175 195

Ni C



lỏng rắn

c Phản ứng xà phòng hóa:

[CH3(CH2)16COO]3C3H5 + 3NaOHt0 3[CH3(CH2)16COONa]

tristearin Natristearat → xà phòng

   

I KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI:

− Cacbohiđrat ( còn gọi là gluxit hay saccarit) là những hợp chất hữu cơ tạp chức và thường có công thức

chung là Cn(H2O)m

VD: glucozơ: C6H12O6 hay C6(H2O)6, saccarozơ: C12H22O11 hay C12(H2O)11

− Phân loại: Gồm 3 nhóm chủ yếu sau:

II MONOSACCRIT:

1 Glucozơ:

a) Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên:

− Là chất rắn, tinh thể không màu, dễ tan trong nước, vị ngọt

− Glucozơ có trong các bộ phận của cây như rễ, hoa, quả,…Đặc biệt là trong quả nho chín, mật ong

b) Cấu tạo phân tử:

− Công thức phân tử: C6H12O6 (M = 180)

− Công thức cấu tạo: CH2OH−CHOH−CHOH−CHOH−CHOH−CH=O

viết gọn: CH2OH[CHOH]4CHO (*)

− Các dữ kiện để xác định cấu tạo phân tử glucozơ là:

+ Glucozơ có phản ứng tráng bạc và bị oxi hóa bởi nước Br2 tạo thành axit gluconic→ Phân tử glucozơ có

Monosaccarit là nhóm cacbohiđrat đơn giản, không bị thủy phân: Glucozơ, fructozơ

Đisaccarit là nhóm cacbohiđrat khi bị thủy phân mỗi phân tử sinh ra hai phân tử monosaccarit: saccarozơ, mantozơ

Polisaccarit là nhóm cacbohiđrat khi bị thủy phân đến cùng mỗi phân tử sinh ra nhiều phân tử monosaccarit: tinh bột, xenlulozơ

CACBOHIĐRAT

Trang 6

nhóm −CHO

+ Glucozơ tác dụng với Cu(OH)2 cho dung dịch màu xanh lam→ Phân tử glucozơ có nhiều nhóm −OH kề nhau

+ Glucozơ tạo este chứa 5 gốc axit CH3COO− → PT có 5 nhóm −OH

+ Khử hoàn toàn glucozơ thu được hexan → PT glucozơ có 6 nguyên tử C và mạch C không phân nhánh

Vậy: Glucozo là hợp chất hữu cơ tạp chức, ở dạng mạch hở phân tử có cấu tạo của anđehit đơn chức và ancol 5 chức CTCT của glucozo là CT (*)

* Chú ý: Trong dung dịch glucozo tồn tại chủ yếu ở dạng vòng 6 cạnh

c) Tính chất hóa học: Có tính chất hóa học của anđehit đơn chức và ancol đa chức:

* Tính chất của ancol đa chức:

− Tác dụng với Cu(OH)2: 2C6H12O6 + Cu(OH)2 → (C6H11O6)2Cu + 2H2O

( dd màu xanh lam)

− Phản ứng tạo este với anhiđrit axetic (CH3CO)2O tạo este chứa 5 gốc axit

* Tính chất của anđehit đơn chức:

- Phản ứng tráng gương:

C6H11O5-CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O t0 C6H11O5-COONH4 + 2Ag↓ + 2NH4NO3

Amoni gluconat

- Oxi hóa bằng Cu(OH)2/OH−:

C6H11O5-CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH → C6H11O5-COONa + Cu2O↓ + 3H2O

(Natri gluconat) ( Đỏ gạch)

- Oxi hóa bởi dd Br2: Glucozơ làm mất màu dung dịch Br2:

C6H11O5-CHO + Br2 + H2O → C6H11O5−COOH + 2HBr

- Khử glucozo bằng H2: CH2OH[CHOH]4CHO + H2 → CH 2OH[CHOH]4CH2OH

Sobitol

* Phản ứng lên men:

C6H12O6 → 2C 2H5OH + 2CO2↑

d) Điều chế:

(C6H10O5)n + nH2O → nC 6H12O6

Tinh bột glucozơ

2 Fructozơ: Là đồng phân của glucozơ

CTPT: C6H12O6

CTCT: CH2OH–CHOH–CHOH–CHOH–CO−CH2OH

- Từ công thức cấu tạo ta thấy:

+ Fructozơ có tính chất của một ancol đa chức: Tác dụng với Cu(OH)2, phản ứng tạo este, cộng H2 tương

tự glucozơ

+ Fructozo cũng có phản ứng tráng gương với dd AgNO 3 /NH 3 , phản ứng với Cu(OH) 2 /OH − tạo Cu 2 O tương tự như glucozo vì trong môi trường kiềm fructozơ chuyển hóa thành glucozơ, tuy nhiên khác với glucozơ, fructozơ không làm mất màu dung dịch Br 2

III ĐISACCARIT:

1 Saccarozơ:

a) Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên:

− Saccarozơ là chất rắn, tinh thể không màu, tan nhiều trong H2O đặc biệt trong nước nóng

− Saccarozơ có nhiều trong cây mía, củ cải đường, và hoa thốt nốt

b) Cấu tạo phân tử:

− CTPT: C12H22O11 (M = 342)

− CTCT: Saccarozơ là một đisaccarit được cấu tạo từ một gốc glucozơ và một gốc fructozơ liên kết với nhau qua nguyên tử oxi

c) Tính chất hóa học: Saccarozơ không có nhóm chức −CHO nên saccarozơ không có tính chất của anđêhit

nhưng có tính chất của ancol đa chức và phản ứng thủy phân

− Phản ứng với Cu(OH)2

2C12H22O11 + Cu(OH)2 → (C12H21O11)2Cu + 2H2O

( dung dịch màu xanh lam)

- Phản ứng thủy phân: C12H22O11 + H2O → C 6H12O6 + C6H12O6

Saccarozơ glucozơ fructozơ

2 Mantozơ: Là đồng phân của saccarozơ

- CTPT: C12H22O11

- CTCT: gồm 2 gốc glucozơ liên kết với nhau qua nguyên tử oxi

- Mantozơ có tính chất tương tự saccarozo, tuy nhiên, phân tử mantozơ có nhóm -CHO nên có phản ứng tương tự anđehit: Phản ứng tráng gương, dd Br 2 , Cu(OH) 2 /OH -

IV POLISACCARIT

1 Tinh bột: (C 6 H 10 O 5 ) n ,M = 162n

a) Tính chất vật lí:

- Là chất rắn màu trắng, không tan trong nước lạnh, tan được trong nước nóng tạo dd hồ tinh bột

Trang 8

b) Cấu trúc phân tử

− CTPT: (C6H10O5)n

− Tinh bột thuộc loại polisaccarit, phân tử gồm nhiều mắc xích α-glucozơ liên kết với nhau

− Cấu tạo: Gồm 2 dạng:

+ Amilozơ: Chiếm từ 20-30% khối lượng tinh bột, có các gốc glucozơ liên kết với nhau bằng liên kết α-1,4-glicozit thành một chuỗi dài không phân nhanh Phân tử khối của amilozơ khoảng 150.000-160.000 (ứng với n khoảng 1000-4000), phân tử không duỗi thẳng mà xoắn lại thành hình lò xo

+ Amilopectin: Chiếm khoảng 70-80% khối lượng tinh bột, có cấu tạo mạch phân nhánh Phân tử khối khoảng từ 300.000-3.000.000 (ứng với n khoảng 2000-200.000) Gồm nhiều đoạn mạch liên kết với nhau bằng liên kết α-1,6-glicozit

c) Tính chất hóa học

− Phản ứng thủy phân:

(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6

Tinh bột glucozơ

− Phản ứng màu với I 2 : Tinh bột + dd I 2 → dd màu xanh tím

Do có cấu tạo dạng xoắn lò xo có lỗ rỗng, tinh bột hấp thụ iot cho màu xanh đặc trưng Khi đun nóng, iot bị giải phóng ra khỏi phân tử tinh bột làm mất màu xanh, khi để nguội thì iot bị hấp thụ trở lại tạo ra màu xanh

Phản ứng này dùng để nhận ra tinh bột

2 Xenlulozo: (C 6 H 10 O 5 ) n (không phải là đồng phân của tinh bột)

a) Tính chất vật lí: Là chất rắn dạng sợi, màu trắng, không tan trong nước, không mùi vị

b) Cấu trúc phân tử:

− CTPT: (C6H10O5)n hay [C6H7O2(OH)3]n (mỗi mắc xích có 3 nhóm OH tự do)

− Xenlulozơ là một polisaccarit, phân tử gồm nhiều mắc xích β-glucozơ liên kết với nhau bởi liên kết β-1,4-glicozit, thành mạch kéo dài, không phân nhanh, không xoắn, có phân tử khối rất lớn (vào khoảng

1.000.000-2.400.000)

− Xenlulozơ khác với tinh bột ở những điểm sau:

+ Xenlulozơ có cấu tạo không phân nhánh (tinh bột có mạch phân nhánh)

+ Xenlulozơ không có cấu tạo xoắn lò xo (tinh bột có cấu tạo xoắn lò xo)

+ Xenlulozơ có phân tử khối lớn hơn nhiều so với tinh bột

+ Xenlulozơ gồm nhiều mắc xích β-glucozơ (tinh bột gồm nhiều mắc xích α-glucozơ)

c) Tính chất hóa học:

− Phản ứng thủy phân: (C6H10O5)n + nH2O → nC 6H12O6

Xenlulozơ glucozơ

− Phản ứng với axit nitric:

[C6H7O2(OH)3]n + 3nHONO2 (đặc) → [C 6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O

Xenlulozơ trinitrat

− Xenlulozo không tác dụng với Cu(OH)2, nhưng tan được trong dd [Cu(NH3)4](OH)2 (nước Svayde)

V TỔNG KẾT VỀ CACBOHIĐRAT:

Chất

Phản ứng Glucozơ fructozơ Saccarozơ Mantozơ Tinh bột Xenlulozơ

Cu(OH) 2 /OH - ,

t o

dd AgNO 3 /NH 3 ,

t o

Ghi chú: Dấu X là có phản ứng

   

A AMIN

Phân tử amoniac Thế 1H bởi R 1 Thế 2H bới R 1 và R 2 Thế 3H bới R 1 , R 2 và R 3

N

H

H

H

H

R R

H

1

2

N

R R R

2 1 3

I KHÁI NIỆM – PHÂN LOẠI − TÊN

1 Khái niệm và bậc amin:

- Khi thay thế nguyên tử H trong phân tử NH 3 (amoniac) bới gốc hidrocacbon R sẽ được amin

- Thế 1H được amin bậc 1; thế 2H được amin bậc 2; thế 3H được amin bậc 3

2 Phân loại:

Dựa vào gốc R Gốc R Gốc R no Gốc R không no Gốc R thơm

Trang 10

Dựa vào nhóm

chức amin

Dựa vào bậc

amin

Công thức

Amin no, đơn chức, bậc 1

C n H 2n + 1 NH 2 ;

n1

Hoặc R ’ – NH 2

3 Tên amiN:

Công thức cấu tạo Tên gốc – chức

Tên gốc R ghép amin

Tên thay thế Tên ankan ghép amin

II CẤU TẠO - TÍNH CHẤT

1 Cấu tạo

N

H

H

R1

: - Trên nguyên tử N của phân tử amin còn 1 đôi e tự do, nên phân tử amin dễ dàng nhận proton H+

 amin có tính bazơ yếu

- Nếu gốc R là gốc không no hoặc gốc thơm thì amin còn có phản ứng trên gốc R

2- Tính chất:

Amin CH 3 NH 2 và C 2 H 5 NH 2 tan tốt trong nước

a) Tính bazơ

- dd amin là quì tím hóa xanh