SKKN PHÂN LOẠI và PHƯƠNG PHÁP GIẢI bài tập ANCOL

1- Trong quá trình dạy học môn Hóa học, bài tập được xếp trong hệ thống phương pháp giảng dạy, phương pháp này được coi là một trong các phương pháp quan trọng nhất để nâng cao chất lượ

CHỌN LỌC-ĐẦY ĐỦ-CHẤT LƯỢNG

http://HOAHOC.edu.vn ─ http://LUUHUYNHVANLONG.com

“Học Hóa bằng sự đam mê”

Thầy LƯU HUỲNH VẠN LONG (Giảng viên Trường ĐH Thủ Dầu Một – Bình Dương)

TUYỂN CHỌN VÀ GIỚI THIỆU

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐẠT GIẢI CÁC CẤP MÔN

HÓA HỌC THPT

KHÔNG tức giận vì muốn biết thì KHÔNG gợi mở cho

KHÔNG bực vì KHÔNG hiểu rõ được thì KHÔNG bày vẽ cho

Khổng Tử

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI

Trường THPT Nguyễn Hữu Cảnh

Mã số:

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Có đính kèm:

 Mô hình  Phần mềm  Phim ảnh  Hiện vật khác

Năm học: 2011-2012

SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC

I THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN:

1 Họ và tên : Hồ Xuân Hiếu

2 Ngày tháng năm sinh: 02 tháng 02 năm 1982

3 Nam, nữ: Nam

4 Địa chỉ: 17/7 khu phố 4, Tân Hiệp, Biên Hòa, Đồng Nai

5 Điện thoại: CQ: 0613.834289; ĐTDĐ:0983309130

6 Chức vụ: Giáo viên tổ Hóa Học

7 Đơn vị công tác: Trường THPT Nguyễn Hữu Cảnh- Biên Hoà- Tỉnh Đồng Nai

II TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO:

- Học vị: Đại học

- Chuyên ngành đào tạo: Hóa Học

III KINH NGHIỆM KHOA HỌC

* Năm 2007: chuyên đề “ Phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử”

* Năm 2010 : chuyên đề “Phân loại và một số phương pháp giải bài tập hóa”

* Năm 2011 : chuyên đề “Phân loại và phương pháp giải bài tập ancol”

Chuyên đề :

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

“PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ANCOL’’

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

1- Trong quá trình dạy học môn Hóa học, bài tập được xếp trong hệ thống phương pháp

giảng dạy, phương pháp này được coi là một trong các phương pháp quan trọng nhất để nâng cao chất lượng giảng dạy bộ môn Thông qua việc giải bài tập giúp học sinh rèn

luyện tính tích cực, trí thông minh, sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú trong học tập

2- Việc lựa chọn phương pháp thích hợp để giải bài tập lại càng có ý nghĩa quan trọng hơn Mỗi bài tập có thể có nhiều phương pháp giải khác nhau Nếu biết lựa chọn phương pháp hợp lý, sẽ giúp học sinh nắm vững hơn bản chất của các hiện tượng hoá học

3- Trong chương trình hóa học phổ thông không đề cập sâu cách phân loại, ứng dụng các định luật bảo toàn vào giải toán hóa học, trong khi để giải các đề thi thì học sinh phải nắm vững các dạng bài tập và phương pháp giải các dạng bài tập đó

4- Việc phân loại các dạng bài tập và hướng dẫn học sinh vận dụng các định luật bảo toàn là việc làm rất cần thiết Việc làm này rất có lợi cho học sinh trong thời gian ngắn

để nắm được các dạng bài tập, nắm được phương pháp giải

5- Qua những năm giảng dạy tôi nhận thấy rằng, khả năng giải toán Hóa học của các

em học sinh còn hạn chế, đặc biệt là giải toán Hóa học hữu cơ vì những phản ứng trong hoá học hữu cơ thường xảy ra không theo một hướng nhất định và không hoàn toàn Trong đó các dạng bài tập về ancol là ví dụ Khi giải các bài tập dạng này học sinh thường gặp những khó khăn dẫn đến thường giải rất dài dòng, nặng nề về mặt toán học không cần thiết thậm chí không giải được vì quá nhiều ẩn số Nguyên nhân là học sinh chưa tìm hiểu rõ, vững các định luật hoá học và các hệ số cân bằng trong phản ứng hoá học để đưa ra phương pháp giải hợp lý

6- Xuất phát từ thực trạng trên, cùng một số kinh nghiệm sau những năm công tác, tôi mạnh dạn nêu ra sáng kiến về “phân loại và phương pháp giải bài tập ancol”

TÓM TẮT :

Chuyên đề đưa ra phân loại và phương pháp giải bài tập ancol

- Hiện tại cũng có nhiều sách tham khảo, mạng internet có trình bày các định luật ở

các góc độ khác nhau nhưng chưa chỉ rõ những vấn đề cần lưu ý trong khi giải các dạng bài tập về ancol

- Vì vậy chuyên đề này trình bày một số dạng bài tập và phương pháp giải Chuyên

đề này cũng trình bày về các định luật, phân loại và chỉ rõ việc áp dụng các định luật vào giải toán hóa học

2 Nội dung, biện pháp thực hiện các giải pháp của đề tài

Chuyên đề đặt ra yêu cầu phân loại các dạng bài tập, đưa ra các định luật, ứng dụng của mỗi định luật để giải cho từng dạng bài tập và đưa ra những nhận xét và những chú ý giúp phát triển hướng tìm tòi khác

Trong chương trình hóa học phổ thông có rất nhiều dạng bài tập hóa học ancol, việc phân loại rất khó khăn và phức tạp Trong chuyên đề này, tôi chỉ đưa ra một số dạng bài tập cơ bản sau:

- ANCOL THAM GIA PHẢN ỨNG VỚI KIM LOẠI KIỀM

- ANCOL THAM GIA PHẢN ỨNG VỚI AXIT HỮU CƠ

- ANCOL THAM GIA PHẢN ỨNG TÁCH NƯỚC

- ANCOL THAM GIA PHẢN ỨNG OXI HOÁ – KHỬ VỚI ĐỒNG (II) OXIT

DẠNG 1: ANCOL TÁC DỤNG VỚI KIM LOẠI KIỀM

Đối với dạng bài tập ancol tác dụng với kim loại kiềm có rất nhiều cách ra đề khác nhau, ở đây tôi chỉ đề cập đến ba vấn đề:

dụng công thức tính số nhóm –OH

Số nhóm –OH = H 2

a n c o l

2 nn

Vấn đề 2: Nếu đề cho khối lượng của ancol và khối lượng của ancolat, ta vận dụng

định luật tăng giảm khối lượng

Vấn đề 3: Nếu đề cho khối lượng của ancol, khối lượng kim loại kiềm và khối lượng

chất rắn sau phản ứng, ta vận dụng định luật bảo toàn khối lượng

CnH2n+1OH + Na → CnH2n+1ONa + ½H2

0,05   0,025 (mol)

Ta có: 14n + 18 = 3 => n = 3

0,05 Vậy công thức của ancol là C3H7OH

Ví dụ 2: Cho 4,6 gam ancol no, mạch hở (có M = 92) tác dụng hết với Na, thu được

1,68 lít khí H2 (đktc) Xác định công thức phân tử của ancol

Phương pháp giải

nancol = 4,6

= 0,05 mol92

Ta có 14n + 50 = 92 => n = 3

Vậy công thức phân tử của ancol là C3H8O3

1,12 lít khí H2 (đktc) Xác định công thức phân tử của ancol

Ta có 14n + 34 = 62 => n = 2

Vậy công thức phân tử của ancol là C2H6O2

Ví dụ 4: Cho 10 gam hỗn hợp hai ancol đơn chức tác dụng vừa đủ với Na kim loại tạo

ra 14,4 gam chất rắn và V lít khí H2 (đktc) Giá trị của V là

A 1,12 lít B 2,24 lít C 3,36 lít D 4,48 lít

Phương pháp giải

R OH + Na → R ONa + 1

2H2Theo đề bài khối lượng chất rắn tăng: m 14,4 – 10 = 4,4 gam

Dựa vào phương trình phản ứng ta thấy kim loại Na đã thay thế H trong nhóm –OH của ancol, từ đó ta suy ra:

Cứ 1 mol ancol phản ứng khối lượng tăng 22 gam

Ví dụ 5: Hỗn hợp X gồm 2 ancol đơn chức, đồng đẳng kế tiếp Cho 12,4 gam X tác

dụng với Na dư, thu được 19 gam ancolat X là hỗn hợp

Dựa vào phương trình phản ứng ta thấy kim loại K đã thay thế H trong nhóm –OH của ancol, từ đó ta suy ra:

Cứ 1 mol ancol phản ứng khối lượng tăng 38n gam

Ví dụ 7: Cho 15,6 gam hỗn hợp hai ancol đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác

dụng hết với 9,2 gam Na, thu được 24,5 gam chất rắn Hai ancol đó là:

A C3H5OH và C4H7OH B C2H5OH và C3H7OH

C C3H7OH và C4H9OH D CH3OH và C2H5OH

Phương pháp giải

Trong bài này, đề cho khối lượng của ancol, khối lượng kim loại kiềm và khối lượng

chất rắn sau phản ứng, vì vậy ta vận dụng định luật bảo toàn khối lượng

Ví dụ 8: Cho 7,8 gam hỗn hợp 2 ancol đơn chức kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác

dụng hết với 4,6 gam Na được 12,25 gam chất rắn Đó là 2 ancol

Mancol = 7,8

0,15 = 52 => 2 ancol là C2H5OH và C3H7OH

Ví dụ 9: Cho Na tác dụng vừa đủ với 1,24 gam hỗn hợp 3 ancol đơn chức X, Y, Z thấy

thoát ra 0,336 lít khí H2 (đkc) Khối lượng muối natri ancolat thu được là

* Một axit cacboxylic tác dụng với một ancol

hiệu suất phản ứng este hoá bằng 50%) Khối lượng este tạo thành là

m este thực tế = 50

8,8

100 = 4,4 gam

khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng, thu được 11 gam este Hiệu suất của phản ứng este hoá là

hỗn hợp X tác dụng với 5,75g C2H5OH có H2SO4 đặc làm xúc tác thu được m gam este ( H = 80%) Giá trị của m là

A 6,98 gam B 6,48 gam C 8,1 gam D 7,04 gam

Phương pháp giải

HCOOH + C2H5OH t H SO0, 2 4

 

  HCOOC2H5 + H2O

CH3COOH + C2H5OH t H SO0, 2 4

 

  CH3COOC2H5 + H2O Theo đề ta có: 46x + 60x = 5,3 => x = 0,05 mol => n hỗn hợp axit = 0,1 mol

Dựa vào phương trình phản ứng ta thấy gốc - C2H5 đã thay thế H trong nhóm –COOH của axit, từ đó ta suy ra:

Cứ 1 mol hỗn hợp axit phản ứng khối lượng tăng 28 gam

Theo đề: 0,1 mol   khối lượng tăng là m0,1.28 2,8gam

e s te

8 0(5 , 3 2 , 8 ) 6 , 4 8

1 0 0

gam hỗn hợp X tác dụng với 6,4g CH3OH có H2SO4 đặc xúc tác thu được m gam este (H = 75%) Giá trị của m là:

A 13,87 gam B 10,4 gam C 6,375 gam D 7,8 gam

Phương pháp giải

HCOOH + CH3OH t H SO0, 2 4

 

  HCOOCH3 + H2O

CH3COOH + CH3OH 0,H SO 2 4

 

  CH3COOCH3 + H2O Theo đề ta có: 46x + 60.2x = 8,3 => x = 0,05 mol => n hỗn hợp axit = 0,15 mol

CH OH3

6,4

n = = 0,2 mol

32

Lập tỉ lệ mol, ta thấy tính khối lượng este theo axit

Dựa vào phương trình phản ứng ta thấy gốc – CH3 đã thay thế H trong nhóm –COOH của axit, từ đó ta suy ra:

Cứ 1 mol hỗn hợp axit phản ứng khối lượng tăng 14 gam

Theo đề: 0,15 mol   khối lượng tăng là m 0,15.14  2,1gam

e s te

7 5(8 , 3 2 ,1) 7 , 8

1 0 0

Ví dụ 14: Hỗn hợp X gồm 1 ancol no, đơn chức và 1 ancol không no, đơn chức Khi

hóa hơi 1,5 gam X thu được thể tích bằng thể tích của 0,96 gam oxy trong cùng điều kiện Cho 15 gam X tác dụng với 23 gam axit fomic (H2SO4 đặc xúc tác), thu được m gam este (hiệu suất 60%) Giá trị của m là:

A 15,66 gam B 20,1 gam C 23,4 gam D 14,04 gam

Phương pháp giải

nX(1,5gam)= nO2= 0,96 = 0,03 m ol

32

Lập tỉ lệ mol, ta thấy tính khối lượng este theo ancol

Dựa vào phương trình phản ứng ta thấy gốc HCOO- đã thay thế nhóm –OH của ancol,

từ đó ta suy ra:

Cứ 1 mol hỗn hợp ancol phản ứng khối lượng tăng 28 gam

Theo đề: 0,3 mol   khối lượng tăng là m0,3.288,4gam

Trong dạng bài tập này chúng ta cần chú ý một số vấn đề sau:

- Nếu đốt cháy một ancol mà

- Số nguyên tử cacbon CO 2

ancol

nn

Ví dụ 15: Đốt cháy hoàn toàn hai ancol đơn chức kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng thu

được 6,72 lít CO2 (đktc) và 9 gam nước Công thức phân tử của hai ancol là :

n = n - n = 0,2 mol

0,3

n = = 1,5

0,2 Vậy CTPT của ancol là: CH3OH và C2H5OH

n = n - n = 0,05 mol

Đặt công thức của ancol là CnH2n+ 2OZ ( z ≤ n )

n = 0,1 = 2

0,05 Vậy công thức của ancol là: C2H6OZ ( z ≤ 1)

- z = 1 => Công thức của ancol là C2H6O, có 1 đồng phân ancol là CH3CH2OH

- z = 2 => Công thức của ancol là C2H6O2, có 1 đồng phân ancol là CH2OHCH2OH Vậy có 2 chất thoả mản điều kiện bài toán

Ví dụ 17: X là một ancol no, mạch hở Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol X cần 5,6 gam

oxi, thu được hơi nước và 6,6 gam CO2 Công thức của X là

A C2H4(OH)2 B C3H7OH C C3H5(OH)3 D C3H6(OH)2

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố oxi ta có:

nO(ancol)+ nO(O )2 = nO(CO )2 + nO(H O)2

 0,05.z + 0,175.2 = 0,15.2 + 0,2.1 => z = 3

Vậy công thức phân tử của ancol là: C3H5(OH)3

Ví dụ 18 Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm 2 ancol cùng dãy đồng đẳng thu

được 6,72 lít CO2 và 5,4 gam H2O Mặc khác cho m gam X phản ứng với Na dư, thu được 2,8 lít H2 Các thể tích đo ở đktc Giá trị của m là

A 4,25 gam B 8,45 gam C 7,65 gam` D 8,2 gam

phản ứng, thu được hỗn hợp các ete có số mol bằng nhau và có khối lượng là 11,1g Số mol mỗi ete là:

A 0,025 mol B 0,015 mol C 0,02 mol D 0,03 mol

Phương pháp giải

Ta có: số ete = n(n+1) = 3(3+1) = 6

Đun hỗn hợp 3 ancol tạo ra 6 ete

Theo ĐLBTKL: mancol = mete +

Ví dụ 20 Đun nóng hỗn hợp gồm hai ancol đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong

dãy đồng đẳng với H2SO4 đặc ở 140oC Sau khi các phản ứng kết thúc, thu được 6 gam hỗn hợp gồm ba ete và 1,8 gam nước Công thức phân tử của hai ancol trên là

đã thu được 21,6 gam nước và 72 gam hỗn hợp ba ete Xác định công thức cấu tạo của hai ancol trên biết ba ete thu được có số mol bằng nhau và phản ứng xảy ra hoàn toàn

Vì số mol các ete bằng nhau nên số mol 2 ancol bằng nhau

nCH3OH = nROH = 1,2 mol

mCH3OH = 1,2.32 = 38,4 gam

=> m ROH = 93,6 – 38,4 = 55,2 gam

=> MROH = 55,2

= 46 g/mol1,2

Vậy ancol còn lại là C2H5OH

Ví dụ 22 Cho m (g) hỗn hợp A gồm hai ancol đơn chức tác dụng với Na dư sinh ra

0,025 mol H2 Mặt khác khi đun m (g) A với H2SO4 đặc 1400C tới hoàn toàn thì thu

được 1,57g hỗn hợp 3 ete m (g) A có giá trị bằng:

A 2,02g B 3,12g C 4,5g D 5,04g

Phương pháp giải

ROH + Na → RONa + 1

2H2 0,05   0,025 mol

2

1

0, 0252

Ví dụ 23 Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm ba ancol (đơn chức, thuộc cùng

dãy đồng đẳng), thu được 8,96 lít khí CO

2 (đktc) và 11,7 gam H

2O Mặt khác, nếu đun nóng m gam X với H

DẠNG 5: ANCOL THAM GIA PHẢN ỨNG TÁCH NƯỚC TẠO ANKEN

Trong dạng bài tập này chúng cần lưu ý một số vấn đề sau:

- Nếu ancol tách nước tạo anken ta suy ra ancol đó là no, đơn chức, mạch hở

- Khi tách nước thì số nguyên tử cacbon không thay đổi Vì vậy khi đốt cháy ancol hay anken (cùng số mol) thì số mol CO2 thu được luôn bằng nhau

Ví dụ 24: Chia m gam ancol etylic thành 2 phần đều nhau

Phần 1: Đốt cháy hoàn toàn, thu được 3,36 lít CO2 (đktc)

Phần 2: Tách nước hoàn toàn thành etilen, Đốt cháy hoàn toàn lượng etilen, thu được a gam H2O Giá trị của a là

A 2,7g B 1,8g C 3,6g D 5,4g

Phương pháp giải

Ví khi thực hiện phản ứng tách nước số nguyên tử cacbon không đổi nên đốt cháy ancol etylic thu được 0,15 mol CO2 thì đốt cháy etilen cũng được 0,15 mol CO2 Mặc khác đốt anken cho mol CO2 bằng mol H2O

Vậy m = 0,15.18 = 2,7 gam

được hỗn hợp Y gồm 2 olefin đồng đẳng kế tiếp nhau Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y rồi dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được 118,2 gam kết tủa Hỗn hợp X gồm:

A C2H5OH và C3H7OH B CH3OH và C2H5OH

C C3H7OH và C4H9OH D C4H9OH và C5H11OH

Ví dụ 26: Khi phân tích thành phần một ancol đơn chức X thì thu được kết quả: tổng

khối lượng của cacbon và hiđro gấp 3,625 lần khối lượng oxi Đun X với H2SO4 đặc ở

1700C thu được 3 anken X là

Mancol = 58 + 16 = 74 Vậy ancol là C4H10O

Vì khi tách nước X thu được 3 anken nên X là butan-2-ol (chú ý đồng phân hình học)

58,4% brom về khối lượng Đun X với H2SO4 đặc ở 1700C thu được 2 đồng phân cấu tạo anken Tên X là

A pentan-2-ol B butan-1-ol

C butan-2-ol D 2-metylpropan-2-ol

Phương pháp giải

Vấn đề 1: Nếu tách nước một ancol no, đơn chức X ở điều kiện thích hợp thu

đượcmột sản phẩm hữu cơ Y Biết My < Mx thì Y phải là anken

Vấn đề 2: Nếu tách nước một ancol đơn chức X ở điều kiện thích hợp thu được một

sản phẩm hữu cơ Y Biết My > Mx thì Y phải là ete

Ví dụ 28: Khi đun nóng một ancol no, đơn chức, mạch hở X với H2SO4 đặc trong điều kiện nhiệt độ thích hợp thu được chất hữu cơ Y Biết tỉ khối hơi của Y đối với X bằng 28/37 Xác định công thức phân tử của X

Y d



37

2818

Mx = 74 => ancol là C4H9OH

Chú ý: Dạng toán này ta có thể mở rộng đối với các ancol đơn chức

nhiệt độ thích hợp thu được chất hữu cơ Y Biết tỉ khối hơi của Y đối với X bằng 37/23 Xác định công thức phân tử của X

A C2H5OH B C3H7OH C C4H9OH D C5H11OH

Phương pháp giải