CHUYÊN đề ANCOL HAY

Hoàn cảnh nảy sinh Trong quá trình dạy học môn Hóa học, bài tập được xếp trong hệ thống phương pháp giảng dạy phương pháp luyện tập, phương pháp này được coi là một trong các phương pháp

MỤC LỤC Trang

A Mở đầu 2

B Nội dung 4

I Cơ sở lý thuyết 4

II Một số lưu ý khi giải toán ancol và bài tập áp dụng 5

III Bài tập tự giải 10

C Kết luận 15

A MỞ ĐẦU

1 Hoàn cảnh nảy sinh

Trong quá trình dạy học môn Hóa học, bài tập được xếp trong hệ thống phương pháp giảng dạy (phương pháp luyện tập), 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

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

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 dạng bài tập về phản ứng cộng hiđro vào liên kết pi của các hợp chất hữu cơ là một 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

Xuất phát từ suy nghĩ muốn giúp học sinh không gặp phải khó khăn và nhanh chóng tìm được đáp án đúng trong quá trình học tập mà dạng toán này đặt ra

Chính vì vậy tôi đưa ra đề tài: “Ancol”.

2 Điều kiện, thời gian, đối tượng áp dụng

Áp dụng các dạng bài toán này khi làm toán về ancol Từ đây, có thể phát triển áp dụng tương tự cho những hợp chất hữu cơ có nhóm chức khác

Có thể áp dụng phương pháp này đề hướng dẫn học sinh khi làm bài trên lớp, hoặc trong các buổi ôn luyện phục vụ các kì thi như kì thi THPT quốc gia

3 Nội dung

Các dạng bài toán không được phân dạng trong sách giáo khoa, học sinh làm bài hoặc là tự mò mẫm cách giải, nếu không phải có khả năng tư duy rất tốt Tuy nhiên không phải học sinh nào cũng có khả năng tự tìm tòi phát hiện ra vấn đề Vì vậy chuyên đề này nghiên cứu lí thuyết về bài toán phản ứng cộng hidro vào

hidrocacbon không no, từ đây đưa ra phương pháp giải phù hợp cho dạng bài toán này Bên cạnh đó, học sinh có thể tự áp dụng để giải một số bài tập tương tự

4 Kết quả đạt được

Học sinh được học cách phân dạng bài tập, rèn luyện sử dụng các phương pháp giải toán sẽ làm bài nhanh hơn, tốt hơn, từ đó tự tin hơn trong các kì thi, kết quả đạt được sẽ cao hơn

B NỘI DUNG

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1 Định nghĩa

Ancol là hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm hiđroxyl –OH liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon no

2 Một số ancol thường gặp:

 Ancol no, đơn chức mạch hở: CnH2n+1OH (n>=1)

 Ancol không no có k liên kết đôi, đơn chức mạch hở: CnH2n+1-2kOH (n, k >=1)

 Ancol thơm, đơn chức: CnH2n-7OH (n>=6)

 Ancol vòng no, đơn chức: CnH2n-3OH (n>=3)

 Ancol đa chức: R(OH)x (x>=2).

3 Đồng phân – danh pháp

Đồng phân:

 Đồng phân mạch cacbon

 Đồng phân vị trí nhóm chức –OH

 Đồng phân hình học nếu có

Danh pháp:

Tên thông thường: Ancol + tên gốc ankyl + ic.

Tên thay thế:

Tên hiđrocacbon tương ứng với mạch chính + số chỉ vị trí nhóm OH + ol

4 Tính chất vật lý

 Điều kiện thường ancol là chất lỏng, rắn

 Nhiệt độ sôi, khối lượng riêng tăng theo phân tử khối

 Độ tan ngược lại giảm dần theo chiều tăng phân tử khối

 Có liên kết hiđro

5 Tính chất hóa học:

5.1 Phản ứng thế H của nhóm OH:

+ Tác dụng với kim loại kiềm M: giải phóng khí H2

R – O – H + M R – OM + H2

+ Tính chất đặc trưng của glixerol C3H5(OH)3: tạo dung dịch màu xanh lam của muối đồng (II) glixerat

C3H5(OH)3 + Cu(OH)2 [C3H5(OH)2O]2Cu + H2O

5.2 Phản ứng thế nhóm OH:

+ Phản ứng thế với axit vô cơ:

R – OH + H – X R – X + H2O

+ Phản ứng tạo thành ete:

R – OH + H – O – R �����H SO ,140 2 4 o C� R – O – R + H2O

5.3 Phản ứng tách nước:

H – CH2 – CH2 – OH �����H SO ,170 2 4 o C� CH2=CH2 + H2O

5.4 Phản ứng oxi hóa:

+ không hoàn toàn:

Ancol bậc 1: R – CH 2 OH + CuO ��t o� R – CHO + Cu + H2O

Ancol bậc 2: R – CHOH – R + CuO ��t o� R – C(=O) – R + Cu + H2O

+ hoàn toàn: CH3OH + 2O2 t o

�� � CO2 + 2H2O

II MỘT SỐ LƯU Ý KHI GIẢI TOÁN ANCOL VÀ BÀI TẬP ÁP DỤNG

1 Dạng 1: Biện luận tìm công thức phân tử ancol.

- Trong ancol (đơn hoặc đa) CxHyOz thì bao giờ chúng ta cũng có:

y � 2x + 2 (y luôn là số chẵn)

- Đặc biệt trong ancol đa chức: số nhóm – OH � số nguyên tử C.

- CTTQ của ancol no, đơn chức, mạch hở là: CnH2n+2O (n≥1)

Ví dụ: Ancol no, đa chức mạch hở X có công thức thực nghiệm (CH3O)n CTPT của X là:

A CH4O B C3H8O3 C C2H6O2 D C4H12O4

Hướng dẫn giải:

Công thức thực nghiệm X (CH3O)n hay CnH3nOn

Theo điều kiện hóa trị ta có: 3n ≤ 2n +2 �n ≤ 2

Mà n nguyên dương � n = 1 hoặc 2

+) Nếu n = 1 �CTPT cùa X là: CH3O (số nguyên tử H lẻ: loại)

+) Nếu n = 2 � CTPT cùa X là: C2H6O2 (nhận)

2 Dạng 2: Giải toán dựa vào phản ứng thế nguyên tử H trong nhóm – OH

- Cho ancol hoặc hỗn hợp ancol tác dụng với Na, K thu được muối ancolat và H2

R(OH)a + aNa � R(OH)a +

2

a

H2 (1) Dựa vào tỉ lệ số mol giữa ancol và H2 để xác định số lượng nhóm chức

+) Nếu 2 1

2

H

ancol

n

n  � ancol đơn chức

+) Nếu H2 1

ancol

n

n  � ancol 2 chức

+) Nếu 2 3

2

H

ancol

n

n  � ancol 3 chức

Nếu đa chức

Lưu ý:

+) Nếu cho hỗn hợp 2 ancol tác dụng với Na, K mà 2 1

2

H ancol

n

n  � trong hỗn hợp 2 ancol có 1 ancol đa chức

+) Trong phản ứng thế của ancol với Na, K ta luôn có: n Na 2n H2

+) Để giải nhanh bài tập dạng này nên áp dụng các phương pháp như: Định

luật bảo toàn khối lượng, phương pháp tăng giảm khối lượng, phương pháp trung bình

Ví dụ: Cho 15,6 gam hỗn hợp 2 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 CH3OH và C2H5OH B C2H5OH và C3H7OH

C C3H5OH và C4H7OH D C3H7OH và C4H9OH

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH khối A năm 2007)

Hướng dẫn giải:

Áp dụng định luật bảo toàn khối lương ta có:

mancol + mNa = mchất rắn + m H2 �

2

H

m = 15,6 + 9,2 – 24,5 = 0,3 (g) �

2

0,3

0,15 2

H

Phương trình phản ứng: 2ROH 2Na �2ROH H 2

0,3 mol 0,15 mol

15,6

0,3

� 2 ancol kế tiếp là C2H5OH (MR = 29 < 35) và C3H7OH (MR = 34 > 35)

3 Dạng 3: Giải toán dựa vào phản ứng Phản ứng cháy của ancol

* Đốt cháy ancol no, mạch hở:

CnH2n+2Ox + (3 1

2

) O2�nCO2 + (n+1) H2O

Ta luôn có:

n  n và nancol  nH O2  nCO2

* Đốt cháy ancol no, đơn chức, mạch hở

CnH2n+2O + 3

2

n

O2�nCO2 + (n+1) H2O

Ta luôn có:

2 2

H O CO

n  n và n ancol n H O2 n CO2

2

O

2

3

2n CO

* Lưu ý: Khi đốt chỏy một ancol (A):

- Nếu: n H O2  n CO2 � (A) là ancol no: CnH2n+2Ox và n ancol n H O2 n CO2

- Nếu: n H O2 n CO2 � (A) là ancol chưa no (cú một liờn kết π): CnH2nOx

- Nếu: n H O2 n CO2 � (A) là ancol chưa no cú ớt nhất 2 liờn kết π trở lờn: CTTQ: CnH2n+2-2kOx (với k≥2)

Bài 1 X là một ancol no, mạch hở Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol X

cần 5,6 gam oxi, thu đợc hơi nớc và 6,6 gam CO2 Công thức của X là

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

C3H7OH

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH 2007, khối B)

Đáp án C

Hớng dẫn

2

5, 6

0,175

32

O

n   mol; 2 6,6 1,5

44

CO

( 1) 2

n n x

C H  O    O �nCO  n H O

0,05 mol 0,175 mol 1,5 mol

n = 3;

 3 1 3,5

2

n  x  x= 3.

Bài 2 Đốt cháy 1 mol ancol no X mạch hở cần 56 lít O2 (đktc).

Công thức cấu tạo của X là

A C3H5(OH)3 B C2H4(OH)2 C C3H6(OH)2 D C2H5OH

Đáp án B

2

56

22.4

O

n  = 2,5 mol;

( 1) 2

n n x

C H  O    O �nCO  n H O

1 mol 2, 5 mol

 3 1 2.5

2

Bài 3 Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp ancol A và B thuộc loại

ancol no, đơn chức, kế tiếp nhau trong cùng dãy đồng đẳng thu

đợc 5,6 lít CO2 (đktc) và 6,3 gam nớc Mặt khác oxi hóa hoàn toàn hai ancol A và B bằng CuO (t0) thì thu đợc một anđehit và một xeton A, B lần lợt là:

A CH3OH và C2H5OH

B CH3CH2CH2OH và CH3CH2CHOHCH3

C C2H5OH và CH3CH2CH2OH

D CH3CHOHCH3 và CH3CH2OH

Đáp án D

Hướng dẫn

Gọi n là số nguyên tử C trung bình trong 2 ancol

CnH 2n +1OH + 32n O2  n CO2 + (n+1) H2O

Ta có: Số mol CO2: 22, 45,6 = 0,25 mol ; số mol H2O: 6,3

18 = 0,35 mol Theo phơng trình: n / (n +1) = 0,25/0,35 → n = 2,5

Do hai ancol là đồng đẳng kế tiếp nhau trong dãy ancol no,

đơn chức nên hai ancol có CTPT là C2H5OH và C3H7OH

Mà oxi hóa hoàn toàn hai ancol A và B bằng CuO (t0) thì thu đợc một anđehit và một xeton nên A, B có CTCT là CH3CH2OH và CH3CHOHCH3 (chọn D)

4 Dạng 4: Giải toỏn dựa vào phản ứng tỏch H 2 O

a Tỏch nước tạo anken: xỳc tỏc H 2 SO 4 đặc ở t o ≥ 170 o C

- Nếu một ancol tỏch nước cho ra 1 anken duy nhất � ancol đú là ancol no đơn chức cú số C ≥ 2

- Nếu một hỗn hợp 2 ancol tỏch nước cho ra một anken duy nhất � trong hỗn hợp 2 ancol phải cú ancol metylic (CH3OH) hoặc 2 ancol là đồng phõn của nhau

- Ancol bậc bao nhiờu, tỏch nước cho ra tối đa bấy nhiờu anken �khi tỏch nước một ancol cho một anken duy nhất thỡ ancol đú là ancol bậc 1 hoặc ancol cú cấu tạo đối xứng cao

- Trong phản ứng tỏch nước tạo anken ta luụn cú:

2

2

ancol anken H O

Vớ dụ: Khi thực hiện phản ứng tách nớc đối với rợu (ancol) X, chỉ thu đợc một anken duy nhất Oxi hoá hoàn toàn một lợng chất X

thu đợc 5,6 lít CO2 (ở đktc) và 5,4 gam nớc Có bao nhiêu công thức cấu tạo phù hợp với X?

A 5 B 4 C 3 D 2.

(Trích đề thi tuyển sinh CĐ khối A- năm 2007)

Đáp án B

Hớng dẫn

Vì loại nớc thu đợc anken nên X là ancol no, đơn chức

Đặt CTPT của X là CnH2n+2O

Đốt cháy 1 mol X thu đợc n mol CO2 và (n+1) mol H2O

Theo đề : Số mol CO2 là 5,6 : 22,4 = 0,25 mol

Số mol H2O là 5,4 : 18 = 0,3 mol

Ta có  n = 5

Vậy CTPT là C5H12O

X có 4 CTCT phù hợp là CH3-CH2-CH2-CH2-CH2OH

CH3-CH(CH3)-CH2-CH2OH

CH3-CH2-CHOH-CH2-CH3

CH3-CH2-CH(CH3)-CH2OH

b Tỏch nước tạo ete: xỳc tỏc H 2 SO 4 đặc ở t o = 140 o C

- Tỏch nước từ n phõn tử ancol cho ra ( 1)

2

n n

ete, trong đú cú n phần tử ete đối xứng

- Trong phản ứng tỏch nước tạo ete ta luụn cú:

2

2

ancol ete H O

- Nếu hỗn hợp cỏc ete sinh ra cú số mol bằng nhau thỡ hỗn hợp cỏc ancol ban đầu cũng cú sồ mol bằng nhau

* Lưu ý: Trong phản ứng tỏch nước của ancol X, nếu sau phản ứng thu được chất

hữu cơ Y mà:

dY/X < 1 hay Y 1

X

M

M  �chất hữu cơ Y là anken.

dY/X > 1 hay Y 1

X

M

M  �chất hữu cơ Y là ete.

5 Độ rượu (ancol).

- Độ rượu (ancol) là thể tớch (cm3, ml) của ancol nguyờn chất trong 100 thể tớch (cm3, ml) dung dịch ancol

Độ rựou = Vancol

Vdd ancol

nguy�n ch�t

.100

- Muốn tăng độ rượu: thờm ancol nguyờn chất vào dung dịch; muốn giảm độ rượu: thờm nước vào dung dịch ancol

Bài 1 Cho 7,872 lít khí C2H4 đo ở 27oC; 1 atm hấp thụ nớc có xúc tác, hiệu suất 80% thu đợc rợu X Hoà tan X vào nớc thành 245,3

ml dung dịch Y Độ rợu trong dung dịch Y là:

A 40 B 120 C 60 D.

80

Đáp án C

Giải

2 4

1.7,872

0,082.(273+27)

C H

Phản ứng: C2H4 + H2O ���H SO2 � C2H5OH

2 5

46.0,32

.80 100

C H OH

11,776 0,8

C H OH

Độ rợu 14,72

245,3

Bài 2 Cho 1 lít cồn 92o tác dụng với Na d Cho khối lợng riêng của

r-ợu etylic nguyên chất là 0,8 g/ml thể tích khí H2 đợc ở đktc là

A 224,24 lít B 224 lít

C 280 lít D 228,98 lít

Đáp án D

1 lít cồn 92o chứa 920 ml C2H5OH và 80 ml nớc

Số mol C2H5OH là 920.0,8

46 = 16 mol

Số mol H2O là 80

18 = 4,444 mol Khi tác dụng với Na xảy ra các phản ứng

C2H5OH + Na  C2H5ONa + 1/2 H2

16 mol 8 mol

H2O + Na  NaOH + 1/2 H2

4,444 mol 2,222 mol

Thể tích khí H2 thu đợc (đktc) : (8 + 2,222) 22,4 = 228,98 lít

III BÀI TẬP TỰ GIẢI

1 Theo danh pháp IUPAC, hợp chất CH3CHOHCH2CH2C(CH3)3 có tên

gọi

A 5,5-đimetylhexan-2-ol B 5,5-đimetylpentan-2-ol

C 2,2-đimetylhexan-5-ol D 2,2-đimetylpentan-5-ol

2 Công thức nào dới đây ứng với tên gọi ancol isobutylic?

A CH3CH2CH2CH2OH B (CH3)2CHCH2OH

C CH3CH2CH(OH)CH3 D (CH3)3COH

3 Đun nóng 1,91gam hỗn hợp A gồm propyl clorua và phenylclorua

với dung dịch NaOH đặc, vừa đủ, sau đó thêm tiếp dung dịch AgNO3 đến d vào hỗn hợp sau phản ứng thu đợc 2,87g kết tủA Khối lợng phenylclorua có trong hỗn hợp A là:

A 0,77g B 1,125g C 1,54g D 2,25g

4 Một dẫn xuất hiđrocacbon mạch hở chứa 56,8 % clo Biết

rằng 0,01 mol chất này làm mất màu dung dịch có 1,6 gam brom trong bóng tối Công thức đơn giản nhất của dẫn xuất là

A C2H3Cl B C3H5Cl C C4H7Cl D C4H6Cl2

5 Đốt cháy một ancol đợc số mol nớc gấp đôi số mol CO2 Ancol

đã cho là

A Ancol no, đơn chức C Ancol cha no

B Ancol đa chức D CH3OH

6 Cho các chất:CH2=CHCl (1), CH3CH2Cl (2),CH2=CHCH2Cl

(3),CH3CHClCH3 (4)

Khả năng phản ứng với AgNO3 /NH3 tăng dần theo thứ tự

A (1) < (2) < (3) < (4) B (1) < (2) < (4) < (3)

C (4) < (2) < (3) < (1) D (1) < (3) < (2) < (4)

7 So sánh độ linh động của nguyên tử H trong các chất:

CH3OH; C2H5OH; H2O; C6H5OH; C6H5 (NO2)3OH

A CH3OH < C2H5OH < H2O < C6H5OH <C6H5 (NO2)3OH

B CH3OH < C2H5OH <C6H5 (NO2)3OH< H2O < C6H5OH

C C2H5OH <CH3OH < H2O < C6H5OH< C6H5 (NO2)3OH

D C6H5 (NO2)3OH< C6H5OH < H2O < CH3OH < C2H5OH

8 Cho hỗn hợp Z gồm 2 rợu CxH2x+2O và CyH2yO biết x+y = 6 và x

 y 1, CTPT của 2 rợu là:

A C3H8O và C5H10O B CH4O và C3H6O

C C2H6O và C4H8O D C4H10O và C6H12O

9 Khi đun 1 ancol với H2SO4 đặc ở 170oC thu đợc 3 anken có cùng CTPT là C6H12 Hiđro hóa 3 anken đều thu 2-metylpentan CTCT của ancol:

(CH3)2CH CH2 CH

3

CH

OH

A

(CH3)2CH CH CH2 CH3

OH B

C (CH3)2CHCH2 CH2 CH2OH

D A hoặc B

10 Một hợp chất hữu cơ X chứa vòng benzen có M=236 Biết X

là sản phẩm chính trong phản ứng giữa benzen và brom với xúc tác Fe X là:

A o- hoặc p-đibrombenzen B o- hoặc

m-đibrombenzen

C m-đibrombenzen D 1,3,5-tribrombenzen

11 X là đồng phân ứng với CTPT là C6H13Br Biết khi đun nóng X

với dung dịch kiềm/etanol thì thu đợc 3 anken (tính cả đồng phân hình học) và các anken cộng nớc (xúc tác axit) thu đợc sản phẩm chính không bị oxi hóa bởi CuO Tên gọi của X là:

A 1-bromhexan B 3-brom-3-metylpentan

C 2-bromhexan D

2-brom-2,3-đimetylbutan

12 Trong các chất sau, chất nào tác dụng đợc với Cu(OH)2 tạo

dung dịch màu xanh lam

A Butan-1-ol B Glixerol

C Propan-1,3-điol D Cả B và C

13 A, B là hợp chất thơm có cùng công thức phân tử C7H8O A tác

dụng đợc với Na, NaOH, B không tác dụng đợc với Na và NaOH Công thức cấu tạo của A, B lần lợt là:

A C6H5CH2OH và C6H5OCH3 B HOC6H4CH3 và C6H5OCH3

C C6H5OCH3 và C6H5CH2OH D HOC6H4CH3 và C6H5CH2OH

14 Khi tách nớc từ một chất X có công thức phân tử C4H10O tạo

thành 3 anken là đồng phân của nhau (tính cả đồng phân hình học) Công thức cấu tạo thu gọn của X là

A (CH3)3COH B CH3CH(CH3)CH2OH

C CH3OCH2CH2CH3 D

CH3CH(OH)CH2CH3

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH 2007, khối A)

15 B là một ancol có chứa một liên kết đôi trong phân tử, khối

lợng phân tử của B nhỏ hơn 60 u B là:

A CH2=CH – CH2– OH B CH2=CH-OH

C CH2=CH(OH) – CH3 D CH2(OH)=CH – CH3

16 Có bao nhiêu đồng phân C5H12O bị oxi hóa thành anđehit?

A 2 B 3 C 4 D 5

17 Cho sơ đồ biến hóa sau:

H2SO4đặc

170 o C

butan-1-ol A + HBr B +NaOH D H2SO4đặc E F

170 o C

dd KMnO4 lạnh

Cho biết B, E là sản phẩm chính A, B, D, E lần lợt là:

CH2 CH CH2 CH

3 CH3 CH CH2 CH

3

Br

CH3 CH CH2 CH3

OH

CH3 CH CH CH3

A.

;

;

;

CH2 CH CH2 CH

3

Br

CH3 CH CH2 CH3

OH

CH3 CH CH CH3

;

;

; B

CH2 CH CH2 CH

3 Br

CH2 CH2 CH2 CH3

OH

CH3 CH CH CH3

;

;

; C

CH3 CH CH CH3 CH3 CH CH

2 CH3 Br

CH3 CH CH2 CH3

OH

CH3 CH CH CH3

D.

;

;

;

18 Dùng 1 hóa chất duy nhất hãy phân biệt dung dịch phenol và

rợu benzylic