tìm quy luật trong các dạng bài tập hóa học

Tài liệu là kho tàng phong phú đặc biệt tại địa chỉ 123.doc các bạn có thể tự chọn cho mình sao cho phù hợp với nhu cầu phục vụ . Trong những năm tháng học tập ở hà nội may mắn được các anh chị đã từng đi làm chia sẻ một một chút tài liệu tôi xin đươc chia sẻ với các bạn . trong quá trình upload vẫn còn chưa chỉnh sửa hết nhưng khi các bạn tải về vẫn có thể chỉnh sửa lại theo ý muốn của mình tùy theo mục đích và yêu cầu sử dụng. Xin được chia sẻ lên trang 123.doc và các bạn thường xuyên chọn 123.doc là địa chỉ tin cậy trong việc tải cũng như sử dụng tài liệu tại đây.

Trang 1

CHUYÊN ĐỀ 08: TÌM QUY LUẬT CHUNG CỦA

CÁC CHẤT HỮU CƠ TRONG HỖN HỢP

I QUY LUẬT CHUNG VỀ THÀNH PHẦN NGUYÊN TỐ VÀ CẤU TẠO

1 Các chất trong hỗn hợp có cùng công thức phân tử

Ví dụ 1: Cho 28,8 gam hỗn hợp X gồm propinal, glucozơ, fructozơ tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3

trong NH3 thì thu được 103,6 gam chất rắn Phần trăm khối lượng của propinal trong X là

(Đề thi thử ĐH lần 2 – THPT Chuyên – Đại học Vinh, năm học 2012 – 2013)

Hướng dẫn giải

Hỗn hợp X gồm propinal ( CH C CHO≡ − ), glucozơ (CH2OH(CHOH)4CHO) và fructozơ (CH2OH(CHOH)3COCH2OH)

Trong một trường kiềm (NaOH, KOH, NH3, ) thì OH

fructozô ¬ →− glucozô

Quy luật chung : Glucozơ và fructozơ đều có công thức phân tử là C 6 H 12 O 6 và khi tham gia phản ứng tráng gương thì nAg=2nC H O6 12 6.

Sơ đồ phản ứng:

{

4 o

x mol AgNO /NH , t3 3 x mol

6 12 6

CAg C COONH

CH C CHO

+



↓

1 4 4 2 4 43 1 4 4 44 2 4 4 4 43

14 2 43

1 4 4 2 4 4 3 1 4 4 44 2 4 4 4 43

Ta có: 54x 180y 28,8 54x 180y 28,8 x 0,2

2(x y).108 194x 103,6 410x 216y 103,6 y 0,1

Suy ra : CH C CHO 0,2.54

28,8

Ví dụ 2*: Hỗn hợp X gồm axit oxalic, axetilen, propanđial và vinyl fomat (trong đó số mol của axit oxalic và

axetilen bằng nhau) Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X cần dùng vừa đủ 1,125 mol O2, thu được H2O

và 55 gam CO2 Nếu cho m gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch NaHCO3 dư thì thu được tối đa bao nhiêu lít CO2 (ở đktc) ?

A 2,8 lít B 8,6 lít C 5,6 lít D 11,2 lít.

(Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT Chuyên – Đại học Vinh, năm học 2012 – 2013)

Các chất trong X gồm : HOOC–COOH, CH CH≡ , OHC–CH2–CHO và HCOOCH = CH2

Quy luật chung: propanđial, vinyl fomat có cùng công thức phân tử là C 3 H 4 O 2

Đặt nHOOC COOH− =nCH CH≡ =x mol; n(OHC CH− 2−CHO, HCOOCH CH )= 2 =y mol

Theo bảo toàn nguyên tố C, H, O, ta có :

n =2n ⇒2x 2x 4y 2n+ + = ⇒n =(2x 2y) mol.+

O trong X O2 CO2 H O2

4x 2y 1,125 1,25 2x 2y

14 2 43

Khi cho X phản ứng với NaOH, chỉ có HOOC–COOH phản ứng:

HOOC COOH 2NaHCO NaOOC COONa 2CO 2H O

→

Suy ra : CO (ñktc)

2

V =0,25.22,4 5,6 lít=

2 Các chất trong hỗn hợp có cùng công thức tổng quát

Trang 2

Ví dụ 3: Đốt cháy hồn tồn 80,08 gam hỗn hợp X gồm C3H7OH, C2H5OH và CH3OC3H7 thu được 95,76 gam H2O và V lít khí CO2 (đktc) Giá trị của V là?

A 129,6 lít B 87,808 lít C 119,168 lít D 112 lít.

(Đề thi thử Đại học lần 4 – THPT chuyên Nguyễn Huệ – Hà Nội,

năm học 2010 – 2011)

Quy luật chung : Các chất trong X đều cĩ cơng thức phân tử tổng quát là C n H 2n+2 O (k = 0)

Suy ra : Khi đốt cháy X cho nC Hn 2n 2O nH O2 nCO2

+ = − .

Theo giả thiết : H O

2

95,76

18

Theo bảo tồn khối lượng và bảo tồn nguyên tố C, H, O, ta cĩ :

O trong X C Hn 2n 2O H O2 CO2

O trong X C H C Hn 2n 2O

2n

nCO H O 80,08

2 2

+





O trong X CO2 O trong X

CO

n 3,92 16n 12n 69,44

=



CO (đktc)2

V 3,92.22,4 87,708 lít

Ví dụ 4: Đốt cháy hồn tồn 4,02 gam hỗn hợp gồm axit acrylic, vinyl axetat và metyl metacrylat rồi cho tồn

bộ sản phẩm cháy vào bình 1 đựng dung dịch H2SO4 đặc, bình 2 đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thấy khối lượng bình 1 tăng m gam, bình 2 xuất hiện 35,46 gam kết tủa Giá trị của m là

(Đề thi chọn HSG tỉnh Thái Bình, năm học 2012 – 2013)

Axit acrylic, vinyl axetat và metyl metacrylat cĩ cơng thức cấu tạo lần lượt là CH2=CHCOOH,

CH3COOCH=CH2, CH2=C(CH3)COOCH3

Quy luật chung : Các chất trên đều cĩ cơng thức phân tử tổng quát là

C n H 2n-2 O 2 (k = 2).

Theo giả thiết ta thấy : Kết tủa ở bình 2 là BaCO3, khối lượng bình 1 tăng là khối lượng của H2O

Gọi tổng số mol của các chất là x mol Theo giả thiết và bảo tồn nguyên tố C, ta cĩ :

C trongC Hn 2n 2 2O CO2 BaCO3

C Hn 2n 2 2O

(14n 30)x 4,02 x 0,05

−



Sử dụng cơng thức (k 1).n− hợp chấthữu cơ=nCO2−nH O2 suy ra :

{

H O2 CO2 C Hn 2n 2 2O H O2

0,18 0,05

n n n 0,13 mol m 0,13.18 2,34 gam

−

1 4 2 4 3

3 Các chất cĩ những đặc điểm cấu tạo giống nhau

Ví dụ 5: Đốt cháy hồn tồn 29,6 gam hỗn hợp các axit gồm CH3COOH, CxHyCOOH, (COOH)2, thu được 14,4 gam nước và m gam CO2 Mặt khác, cho 29,6 gam hỗn hợp các axit đĩ tác dụng với NaHCO3 dư thì thu được 11,2 lít khí CO2 (đktc) Giá trị của m là :

A 44 gam B 22 gam C 35,2 gam D 66 gam.

(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ,

năm học 2010 – 2011)

Quy luật chung : nO trong X =nO trong nhóm COOH− =2n−COOH

Bản chất phản ứng của X với NaHCO3 :

Trang 3

3 2 2 COOH NaHCO COONa + CO H O (1)

¬

Theo (1) và bảo tồn O trong hỗn hợp X, ta cĩ : n−COOH=nCO2=0,5 mol

O trong X O trong nhó m COOH COOH

Áp dụng bảo tồn nguyên tố H trong phản ứng đốt cháy hỗn hợp X, ta cĩ :

H trong X H O2

14,4

18

CO2 C trong X

29,6 16 1,6

12

Ví dụ 6: Hỗn hợp khí và hơi X gồm C2H4, CH3CHO, CH3COOH Trộn X với V lít H2 (đktc) rồi cho qua Ni nung nĩng, thu được hỗn hợp Y (gồm khí và hơi) Đốt cháy hồn tồn Y thu được 0,15 mol CO2 và 0,2 mol H2O Giá trị của V là

(Thi thử Đại học lần 1 – THPT Chuyên – Đại học Vinh,

năm học 2011 – 2012)

Sơ đồ phản ứng:

{

2

3 3

0,15 mol

O , t

2

CO

CH CH (k 0)

CH CH

CH CH O CH CH OH (k 0)

H O

CH COOH CH COOH (k 1)





1 44 2 4 43 1 4 4 4 2 4 4 4 3 

Quy luật chung : C2H4 và CH3CHO đều cĩ 1 liên kết π cĩ khả năng phản ứng với H2.

Trong phản ứng đốt cháy Y, ta cĩ:

(C H , C H OH)2 6 2 5 H O2 CO2

n =n −n =0,2 0,15 0,05 mol (1).− =

Trong phản ứng của X với H2, ta cĩ :

H phả2 n ứ ng (C H , CH CHO)2 4 3 (C H , C H OH)2 6 2 5

Từ (1) và (2), suy ra :

H phả2 n ứ ng (C H , C H OH)2 6 2 5 H (đktc)2

n =n =0,05 mol⇒V =0,05.22,4 1,12 lít=

Ví dụ 7: Hỗn hợp X gồm hiđro, propen, axit acrylic, ancol anlylic (C3H5OH) Đốt cháy hồn tồn 0,75 mol X, thu được 30,24 lít khí CO2 (đktc) Đun nĩng X với bột Ni một thời gian, thu được hỗn hợp Y Tỉ khối hơi của

Y so với X bằng 1,25 Cho 0,1 mol Y phản ứng vừa đủ với V lít dung dịch Br2 0,1M Giá trị của V là

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2013)

Quy luật chung: Các chất propen (CH2=CH–CH3), axit acrylic (CH2=CH–COOH), ancol anlylic (CH2=CH–CH2OH) đều cĩ 3 nguyên tử C và cĩ 1 liên kết π tham gia phản ứng với H 2 và dung dịch Br 2 Đặt cơng thức của 3 chất propen, axit acrylic, ancol anlylic là C3HyOz

Trong 0,75 mol X, ta cĩ :

CO2

C H O3 y z

C H O3 y z H2

n

n 0,45 mol %n 0,45.100% 60%.

3

0,75

n 0,75 0,45 0,3 mol







Theo bảo tồn khối lượng, ta cĩ:

Y X

X Y

Trang 4

Với nY =0,1mol⇒nX =0,1.1,25 0,125 mol=

C H O3 y z

H phả2 n ứ ng

nX nY

n 0,125.60% 0,075

n 0,125 0,1 0,025





Vì C3HyOz cĩ 1 liên kết π phản ứng nên:

C H O3 x y H phả2 n ứ ng Br phả2 n ứ ng

0,075

1 4 2 4 3 1 44 2 4 43

14 2 43

Br phả2 n ứ ng dd Br 0,1M2

0,05

0,1

II QUY LUẬT CHUNG VỀ TÍNH CHẤT HĨA HỌC

1 Quy luật thứ nhất: Trong phản ứng của n – peptit (đipeptit, tripeptit, tetrapeptit, ) mạch hở, tạo bởi các α

- amino axit cĩ chứa 1 nhĩm – COOH và 1 nhĩm – NH2 với dung dịch HCl, ta thấy :

Phân tử n – peptit cĩ (n – 1) liên kết peptit và cĩ n gốc α- amino axit Khi phản ứng với dung dịch HCl sẽ xảy ra hai phản ứng: (1) Thủy phân (n – 1) liên kết peptit, phản ứng này cần (n – 1) phân tử H2O và tạo ra n phân tử amino axit; (2) Phản ứng của n phân tử amino axit với HCl tạo ra muối, phản ứng này cần n phân tử HCl (vì mỗi amino axit cĩ 1 nhĩm – NH2) Tổng hợp các phản ứng (1) và (2), ta cĩ :

2 ( 1)

Ví dụ 1: Lấy 8,76 gam một đipeptit tạo ra từ glyxin và alanin cho tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl 1M.

Thể tích dung dịch HCl tham gia phản ứng là:

A 0,12 lít B 0,24 lít C 0,06 lít D 0,1 lít.

(Đề thi thử Đại học lần 4 – THPT chuyên Nguyễn Huệ – Hà Nội,

năm học 2010 – 2011)

Đipeptit tạo bởi glyxin (H2NCH2COOH) và alanin (H2NCH(CH3)COOH) cĩ thể là Gly – Ala hoặc Ala – Gly Chúng đều cĩ khối lượng phân tử M = 75 + 89 – 18 =146

Quy luật phản ứng : đipeptit + H2O + 2HCl → muối (1)

Suy ra : nHCl 2nđipeptit 2.8,76 0,12 mol Vdd HCl 1M 0,12 lít

146

Ví dụ 2: Thủy phân hồn tồn 60 gam hỗn hợp hai đipetit thu được 63,6 gam hỗn hợp X gồm các amino axit

(các amino axit chỉ cĩ một nhĩm amino và một nhĩm cacboxyl trong phân tử) Nếu cho 1

10 hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl (dư), cơ cạn cẩn thận dung dịch, thì lượng muối khan thu được là :

A 7,09 gam B 16,30 gam C 8,15 gam D 7,82 gam.

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2011)

Quy luật phản ứng : đipeptit + H2O + 2HCl → muối (1)

Theo bảo tồn khối lượng trong phản ứng thủy phân peptit và (1), ta cĩ :

{

đipeptit H O2 amino axit H O2 H O2

3,6

18

14 2 43 1 4 2 43

⇒nHCl =2nH O2 =2.0,2 0,4 mol.=

Theo bảo tồn khối lượng trong phản ứng của hỗn hợp các amino axit với HCl, ta cĩ :

{ muối

mamino axit mHCl

1

m ( 63,6 0,4.36,5) 7,82 gam

10

= +14 2 43 =

Trang 5

2 Quy luật thứ hai: Trong phản ứng của n-peptit (đipeptit, tripeptit, tetrapeptit, ) mạch hở, tạo bởi các α -amino axit có chứa 1 nhóm – COOH và 1 nhóm – NH2 với dung dịch NaOH, ta thấy :

Phân tử n – peptit có (n – 1) liên kết peptit và có n gốc α- amino axit Khi phản ứng với dung dịch NaOH

sẽ xảy ra hai phản ứng : (1) Thủy phân (n – 1) liên kết peptit, phản ứng này cần (n – 1) phân tử H2O và tạo

ra n phân tử amino axit; (2) Phản ứng của n phân tử amino axit với NaOH tạo thành muối và H2O, phản ứng này cần n phân tử NaOH (vì mỗi amino axit có 1 nhóm – COOH) và giải phóng ra n phân tử H2O Tổng

hợp các phản ứng (1) và (2), ta có :

2

Ví dụ 3: Thủy phân hoàn toàn 4,34 gam tripeptit mạch hở X (được tạo nên từ hai a -amino axit có công thức

dạng H NC H COOH ) bằng dung dịch NaOH dư, thu được 6,38 gam muối Mặt khác, thủy phân hoàn2 x y toàn 4,34 gam X bằng dung dịch HCl dư, thu được m gam muối Giá trị của m là

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2014)

Sử dụng các quy luật chung trong phản ứng của peptit với dung dịch NaOH; dung dịch HCl và áp dụng bảo toàn khối lượng, ta có :

{

2

X NaOH muoái H O2

4,34 40.3x 6,38 18x

2 0,06 0,02 0,04

muoái X H O2 HCl

4,34 0,04.18 0,06.36,5

tripeptit X 3NaOH muoái H O

x 0,02

tripeptit X 2H O 3HCl muoái

ïï

ïïî

1442443

1442443 1442443

14444244443

am

ìïï

ïï

íï

ïï

ïïïî

Ví dụ 4: Tripeptit X có công thức sau C8H15O4N3 Thủy phân hoàn toàn 0,1 mol X trong 400 ml dung dịch NaOH 1M Khối lượng chất rắn thu được khi cô cạn dung dịch sau phản ứng là

(Đề thi thử ĐH lần 1 – THPT Quỳnh Lưu 1 – Nghệ An, năm học 2012 – 2013)

Quy luật phản ứng :

2 Tripeptit 3NaOH muoái H O (1)

Từ (1) và giả thiết ta thấy NaOH có dư Áp dụng bảo toàn khối lượng, ta có :

peptit NaOH muoái H O2

muoái

mpeptit mNaOH mH O

2

m 0,1.217 0,4.40 0,1.18 35,9 gam

⇒ =14 2 43 +1 2 3 −123 =

Ví dụ 5: Đun nóng m gam hỗn hợp gồm a mol tetrapeptit mạch hở X và 2a mol tripeptit mạch hở Y với 600

ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ) Sau khi các phản ứng kết thúc, cô cạn dung dịch thu được 72,48 gam

muối khan của các amino axit đều có một nhóm –COOH và một nhóm –NH2 trong phân tử Giá trị của m

là

Trang 6

2 Tripeptit 3NaOH muoái H O (1)

2 Tetrapeptit 4NaOH muoái H O (2)

Theo (1), (2) và giả thiết, ta có :

n =10a 0,6= ⇒ =a 0,06 mol⇒n =3a 0,18 mol.=

Áp dụng bảo toàn khối lượng cho phản ứng (1) và (2), ta có :

{

(X, Y ) NaOH muoái H O2

(X, Y )

mmuoái mH O mNaOH

2

m 72,48 0,18.18 0,6.40 51,72 gam

⇒ = +14 2 43 −1 2 3 =

3 Quy luật thứ ba: Phản ứng của amino axit với dung dịch axit, dung dịch bazơ

a Quy luật phản ứng của dạng bài tập“Cho amino axit phản ứng với dung dịch axit (HCl, H 2 SO 4 , ), thu được dung dịch X Cho dung dịch X phản ứng hết với dung dịch bazơ (NaOH, KOH, ) là :

2

Ví dụ 6: Cho hỗn hợp 2 amino axit no chứa 1 chức –COOH và 1 chức –NH2 tác dụng với 110 ml dung dịch HCl 2M được dung dịch X Để tác dụng hết với các chất trong X, cần dùng 140 ml dung dịch KOH 3M Tổng số mol 2 aminoaxit là :

2

Theo (1), (2) ta thấy : nOH− =n−COOH+nH+

{KOH H H R COOH2 {HCl H H R COOH2

?

1 44 2 4 43

Ví dụ 7: Cho 0,3 mol hỗn hợp axit glutamic và glyxin vào dung dịch 400 ml HCl 1M, thu được dung dịch Y.

Y tác dụng vừa đủ 800 ml dung dịch NaOH 1M, thu được dung dịch Z Làm bay hơi Z thu được m gam rắn khan Giá trị của m là :

(Đề thi thử ĐH lần 3 – THPT Quỳnh Lưu 1 – Nghệ An, năm học 2010 – 2011)

2

mol : 0,4 0,4 0,4

mol : 0,4 (0,8 0,4) 0,4 0,4

Theo (1), (2) và giả thiết suy ra số mol nhóm –COOH là 0,4 mol

Gọi số mol của H2NC3H5(COOH)2 và H2NCH2COOH là x và y, ta có :

amino axit

COOH

n x y 0,3 x 0,1

y 0,2

n− 2x y 0,4



Theo bảo toàn khối lượng, ta có :

Trang 7

amino axit HCl NaOH chấtrắn H O2

chấtrắn

mamino axit mHCl mNaOH mH O

2

m 147.0,1 75.0,2 0,4.36,5 0,8.40 0,8.18 61,9 gam

⇒ =1 4 4 2 4 4 3+ +14 2 43 +1 2 3 −1 2 3 =

Ví dụ 8: Amino axit X cĩ cơng thức H2NCxHy(COOH)2 Cho 0,1 mol X vào 0,2 lít dung dịch H2SO4 0,5M, thu được dung dịch Y Cho Y phản ứng vừa đủ với dung dịch gồm NaOH 1M và KOH 3M, thu được dung dịch chứa 36,7 gam muối Phần trăm khối lượng của nitơ trong X là

A 9,524% B 10,687% C 10,526% D 11,966%

2

Theo giả thiết: (KOH, NaOH) OH {H COOH

NaOH 0,2

0,2

KOH NaOH KOH

n 0,3

− + −





14 2 43

Theo bảo tồn khối lượng, ta cĩ :

H NR(COO )2 2 K Na SO4

0,3.39 0,1.23

m +m ++m + +m − =36,7

1 44 2 4 43 14 2 43

-H NR(COO )2 2 H NR(COO )2 2

13,1

0,1

H NR(COOH) N trong X

14

133

b Quy luật phản ứng của dạng bài tập“Cho amino axit phản ứng với dung dịch bazơ (NaOH, KOH, ) thu được dung dịch X Cho dung dịch X phản ứng hết với dung dịch axit (HCl, H 2 SO 4 , ” là :

2

− +

Ví dụ 9: Hỗn hợp X gồm H2NCH2CH2COOH và CH3CH(NH2)COOH Cho 13,35 gam X tác dụng với V ml dung dịch NaOH 1M, thu được dung dịch Y Để trung hồ hết Y cần vừa đủ 250 ml dung dịch HCl 1M Giá trị của V là :

Hướng dẫn giải Hỗn hợp X chứa hai chất là đồng phân của nhau

NH hỗn hợp amino axit HCl

13,35

n n 0,15 mol, n n 0,25.1 0,25 mol

89

2

− +

Theo (1), (2) và giả thiết, ta cĩ :

{

0,25 0,15

n − +n− =n + ⇒n =n − =n + −n− =0,1mol

1 2 3

dd NaOH 1M

Trang 8

Ví dụ 10: Cho hỗn hợp X gồm 0,15 mol H2NC3H5(COOH)2 (axit glutamic) và 0,1 mol

H2N(CH2)4CH(NH2)COOH (lysin) vào 250 ml dung dịch NaOH 2M, thu được dung dịch Y Cho HCl dư vào dung dịch Y Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, số mol HCl đã phản ứng là :

A 0,75 B 0,65 C 0,70 D 0,85.

Theo giả thiết, suy ra :

NH2 {lysin axit glutamic OH NaOH

0,1 0,15

n− =2n +n =0,35 mol, n − =n =2.0,25 0,5 mol.=

1 4 2 4 3

2

− +

Theo (1), (2) và giả thiết, ta có:

n =n + =n − +n− =0,5 0,35 0,85 mol+ =

Định dạng
Số trang	8
Dung lượng	307 KB
File đính kèm	tổng hợp hóa học.rar (138 KB)