Các hướng quy đổi trong bài tập vận dụng cao

Định hướng đổi mới PPDH đã được cụ thể hóa trong chỉ thị của Bộ giáo dục và đào tạo đã nêu: “ Phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc trưng

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí do chọn đề tài

Do yêu cầu đổi mới về phương pháp dạy học (PPDH) và chương trình hóa học phổ thông Đổi mới chương trình sách giáo khoa (SGK) trong giáo dục phổ thông được đặt trọng tâm vào việc đổi mới PPDH Định hướng đổi mới PPDH

đã được cụ thể hóa trong chỉ thị của Bộ giáo dục và đào tạo đã nêu: “ Phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc trưng của môn học, đặc điểm đối tượng học sinh, điều kiện của từng lớp học; bồi dưỡng cho học sinh phương pháp tự học, khả năng hợp tác; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú và trách nhiệm học tập cho học sinh

Hóa học là bộ môn khoa học quan trọng trong nhà trường phổ thông Môn hóa học cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản và thiết thực Giáo viên bộ môn hóa học cần hình thành ở các em một kỹ năng và thói quen học tập khoa học để làm nền tảng cho việc giáo dục và phát triển năng lực nhận thức, năng lực tư duy Qua đó giáo dục cho học sinh những đức tính cần thiết như : tính cẩn thận, kiên trì trung thực, chính xác, yêu chân lí khoa học,

có ý thức trách nhiệm với bản thân, gia đình và xã hội

Trong dạy học hóa học, việc giải bài tập có một ý nghĩa rất quan trọng Ngoài việc rèn luyện kỹ năng vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học, bài tập hóa học còn là phương tiện cơ bản để rèn luyện các thao tác tư duy một

số kỹ năng về hóa học Thông qua giải bài tập, giúp học sinh rèn luyện tính tích cực, trí thông minh, sáng tạo, nâng cao hứng thú trong học tập

Hiện nay việc sử dụng thi trắc nghiệm khách quan (TNKQ) trong các kì thi THPT quốc gia đòi hỏi người giáo viên dạy hóa học cần có những phương pháp giải phù hợp với từng dạng toán để làm sao phát triển được tối đa tư duy của học sinh thông qua những bài tập rèn luyện khả năng suy luận giúp cho các

em đạt được kết quả tốt nhất trong các kì thi

Việc soạn - giải bài tập hóa học có thể ví như một cuộc đấu trí giữa người

ra đề và người giải đề Thông qua một chuỗi các tư duy sáng tạo đưa ra - giải quyết vấn đề mà làm cho tư duy người học phát triển Với các bài toán hóa học ở mức vận dụng cao thường tạo cảm giác hoang mang cho người học vì sự phức tạp mang tính đặc trưng của chúng Phải giải mã chúng ra sao? Không dễ để tìm

ra chìa khóa đó, và nhiều học sinh đã bỏ qua những bài toán như vậy

Với các lí do trên cùng với thực tế dạy học hóa học ở trường THPT tôi

chọn đề tài: “ Các hướng quy đổi trong bài tập vận dụng cao” làm đề tài sáng

kiến kinh nghiệm của mình

1.2 Mục đích nghiên cứu.

Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn một số dạng toán hữu cơ phức tạp hay gặp, từ đó đề xuất phương pháp giải phù hợp với tư duy để HS làm bài tập một cách có hiệu quả

Sử dụng một số kĩ thuật quy đổi trong quá trình dạy học một số dạng toán hữu cơ phức tạp theo hướng phát triển tư duy cho HS

Đánh giá tính khả thi thông qua khả năng nhận thức của HS và hiệu quả của việc quy đổi thông qua các bài tập hóa học

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.3.1.Đối tượng

Một số dạng bài tập hóa hữu cơ ở mức vận dụng cao trong chương trình hóa học hữu cơ lớp 11 và 12

1.3.2 Khách thể

Học sinh lớp 12 - THPT

1.3.3 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu và đổi mới một số dạng bài tập hữu cơ ở mức vận dụng cao

và đề xuất phương pháp giải nhằm phát triển khả năng tư duy đạt hiệu quả cao

1.4 Phương pháp nghiên cứu

1.4.1 Nghiên cứu lí thuyết

Đọc, nghiên cứu các dạng bài tập hóa học hữu cơ ở mức vận dụng cao Đọc, tìm hiểu và nghiên cứu các tài liệu viết về các kĩ thuật quy đổi để giải bài tập hữu cơ

1.4.2 Nghiên cứu thực tiễn

Tìm hiểu, quan sát quá trình học tập, giải BTHH của học sinh

Khảo sát các đề thi thi đại học, cao đẳng, THPT QG, đề minh họa của Bộ giáo dục và đề thi khảo sát chất lượng của tỉnh Thanh Hóa và các tỉnh khác trong nước

Chọn 02 lớp 12 trong đó có 01 lớp học ban cơ bản A, 01 lớp học ban cơ bản để triển khai đề tài Ban đầu tôi chưa áp dụng đề tài đối với cả 02 lớp, sau một thời gian tôi áp dụng đề tài cho cả 02 lớp Qua đó tôi so sánh, đối chiếu kết quả trước và sau khi thực hiện đề tài để rút ra kết luận

2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận

2.1.1 Cơ sở lí thuyết

Các phân tử hữu cơ thường phức tạp hơn nhiều so với vô cơ Tuy nhiên, hầu hết các phân tử hữu cơ thường được cấu tạo từ một số ít các nguyên tố cơ

bản (C, H, O, N, ), hay chứa các nhóm chức điển hình (-COOH, -OH, -CHO,

-NH2, ) và phần gốc hidrocacbon

2.1.2 Đổi mới PPDH theo hướng tích cực

2.1.2.1 Cơ sở của vấn đề đổi mới PPDH

- Thực trạng giáo dục Việt Nam

- Sự phát triển của nền kinh tế Việt Nam

2.1.2.2 Định hướng đổi mới PPDH

- Bám sát mục tiêu giáo dục trung học phổ thông

- Phù hợp với nội dung dạy học cụ thể

- Phù hợp với cơ sở vật chất và các điều kiện dạy học của nhà trường

- Phù hợp với việc đổi mới kiểm tra, đánh giá kết quả dạy và học

- Kết hợp việc tiếp thu và sử dụng có chọn lọc, có hiệu quả các PPDH tiên tiến với việc khai thác những yếu tố tích cực của PPDH truyền thống

- Tăng cường sử dụng các phương tiện, thiết bị dạy học

2.1.2.3 Phương hướng đổi mới PPDH hóa học

- Dạy học lấy học sinh làm trung tâm

- Dạy học theo hướng hoạt động hóa người học

- Quan điểm kiến tạo trong dạy học

- Quan điểm dạy học tương tác

2.1.2.4 PPDH tích cực

2.1.2.4.1 Đặc trưng của PPDH tích cực

- Dạy học tăng cường tính tự tin, tích cực, chủ động, sáng tạo của HS

- Dạy học chú trọng rèn luyện và phát huy năng lực tự học của HS

- Dạy học phân hóa kết hợp với học tập hợp tác

- Kết hợp đánh giá của GV với đánh giá của HS và tự đánh giá của HS

- Tăng cường khả năng, kỹ năng vận dụng vào thực tế

2.1.2.4.2 Một số PPDH tích cực

- Đặt vấn đề và giải quyết vấn đề

- Dạy học hợp tác

- Vấn đáp

- Đàm thoại

2.1.3 Tổng quan về bài tập hóa học

2.1.3.1 Khái niệm về bài tập hóa học

Theo các nhà lý luận dạy học của Liên Xô cũ : “Bài tập hóa học là một dạng bài làm gồm những bài toán, những câu hỏi hay đồng thời cả bài toán và câu hỏi, mà trong khi hoàn thành, học sinh nắm được một tri thức hay kỹ năng nhất định”

2.1.3.2 Phân loại bài tập hóa học

- Dựa vào nội dung có thể phân bài tập hóa học thành 4 loại : bài tập định tính; bài tập định lượng; bài tập thực nghiệm; bài tập tổng hợp

- Dựa vào hình thức thể hiện có thể phân bài tập hóa học thành 2 loại : bài tập trắc nghiệm khách quan; bài tập tự luận

- Phân theo mục tiêu sử dụng thì có 2 loại là bài tập dùng trong quá trình giáo viên trực tiếp giảng dạy và các bài tập cho HS tự luyện tập

- Phân loại theo mức độ bài tập thì có bốn loại : bài tập mức độ biết ; bài tập mức độ hiểu ; bài tập mức độ vận dụng thấp ; bài tập mức độ vận dụng cao

2.1.3.3 Những xu hướng phát triển của bài tập hóa học hiện nay

- Loại bỏ những bài tập có nội dung kiến thức nghèo nàn, mang tính đánh

đố HS

- Loại bỏ những bài tập lắt léo, giả định, xa rời hoặc sai với thực tiễn

- Tăng cường sử dụng các bài tập thực nghiệm hoặc bài tập có gắn liền với thực tế

- Tăng cường sử dụng các bài tập theo hình thức TNKQ

- Xây dựng hệ thống bài tập mới về hóa học với môi trường

- Xây dựng các bài tập rèn luyện cho học sinh năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề

- Sử dụng bài tập trong phát triển năng lực tự học của HS

2.2 Thực trạng của vấn đề

Qua thực tế trực tiếp giảng dạy ở trường THPT Lê Hoàn cho thấy rằng HS thường gặp lúng túng và không giải được các bài tập hữu cơ ở mức vận dụng cao Nguyên nhân của tình trạng trên xuất phát từ nhiều phía :

* Về phía HS : Nhiều HS chưa tự giác tích cực, chưa phát huy được khả năng tư duy sáng tạo

* Về phía GV : GV không thể cung cấp hết kiến thức, phương pháp giải bài tập cho HS được trong thời gian ngắn trên lớp

* Về phía phụ huynh : Sự quan tâm của một số phụ huynh đến việc học tập của con em mình còn hạn chế

2.3 Giải pháp và tổ chức thực hiện để giải quyết vấn đề

2.3.1 Nội dung phần hóa học hữu cơ trong chương trình THPT

Phần hóa học hữu cơ được sắp xếp trong chương trình hóa học lớp 11 và lớp 12

- Phần hóa học hữu cơ lớp 11 được sắp xếp thành 6 chương :

+ Chương 4 : Đại cương về hóa học hữu cơ

+ Chương 5 : Hiđrocacbon no

+ Chương 6 : Hiđrocacbon không no.

+ Chương 7 : Hiđrocacbon thơm Nguồn hiđrocacbon

+ Chương 8 : Dẫn xuất halogen - Ancol - Phenol

+ Chương 9 : Anđehit - Xeton - Axit cacboxylic

- Phần hóa học hữu cơ lớp 12 được sắp xếp thành 4 chương :

+ Chương 1 : Este - Lipit

+ Chương 2 : Cacbohiđrat

+ Chương 3 : Amin - Aminoaxit - Peptit và protein

+ Chương 4 : Polime và vật liệu polime

2.3.2 Sử dụng các hướng quy đổi trong bài tập vận dụng cao

Dạng 1 Nhận ra điểm giống nhau từ công thức cấu tạo

* Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Các bài tập ở trong dạng này thường là một nhóm các chất mà khi biểu diễn dạng công thức cấu tạo có thể phát hiện được điểm giống nhau trong thành phần phân tử của chúng Từ đó ta sẽ quy đổi hay “cắt” các chất về dạng đơn giản hơn

* Một số ví dụ minh họa

Ví dụ 1 Hỗn hợp X gồm : C2H4(OH)2, (COOH)2, HOOC-CH2-OH Cho m gam

X tác dụng với kali dư, sau phản ứng thấy có 0,3 mol khí thoát ra Nếu đốt cháy hết m gam X, rồi cho hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch chứa 0,5 mol Ca(OH)2, dung dịch sau phản ứng có khối lượng thay đổi như thế nào ?

C Giảm 11,4 gam D Tăng 22,8 gam

được cấu tạo bởi ba nhóm HO-CH2- và ba nhóm -COOH (nCH OH2 =nCOOH), do vậy quy đổi hỗn hợp như sau: X (-COOH và -CH2OH)

- Khi cho X tác dụng với Kali thu được 0,3 mol khí H2

⇒nCH OH2 =nCOOH=0,3mol⇒nCO2 =0,6mol; nH O2 =0,6mol

- Dẫn hỗn hợp CO2 và H2O qua dung dịch chứa 0,5 mol Ca(OH)2 thì dễ dàng tính được nkết tủa = 0,4 mol

⇒mdung dịch = (0,6.44 + 0,6.18) - 0,4.100 = -2,8 gam Chọn đáp án A

Ví dụ 2 Hỗn hợp X gồm C2H4(OH)2, (COOH)2, C3H5(OH)3, HOOC-CH2-OH.

Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X thu được 0,395 mol CO2 và 0,395 mol H2O Mặt khác, m gam X phản ứng vừa đủ với 0,185 mol NaOH Giá trị của m là

A 11,45 B 17,37 C 14,81 D 14,41

HD : Hỗn hợp ban đầu được cấu tạo bởi các nhóm CH2OH, COOH và CH-OH,

do vậy ta quy hỗn hợp X thành (CH2OH a mol; COOH 0,185 mol; CHOH b mol)

- BTNT (H) : 1/2.0,185 + 3/2.a + b = 0,395 (2)

- Giải hệ (1), (2) ta được : a = 0,185 ; b = 0,025

⇒m = 0,185.45 + 0,185.31 + 0,025.30 = 14,81 gam Chọn đáp án C

Ví dụ 3 X là hỗn hợp gồm HOOC-COOH, OHC-COOH, HOO-C≡C-COOH, OHC-C≡C-CHO, OHC-C≡C-COOH, Y là axit cacboxylic no, đơn chức, mạch

hở Đun nóng m gam X với lượng dư dung dịch AgNO3/NH3 thu được 6,08 gam

Ag Nếu cho m gam X tác dụng với NaHCO3 dư, thu được 0,08 mol CO2 Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp m gam X và a gam Y thu được 11 gam CO2 và 3,15 gam H2O Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?

gồm m gam X và a gam Y có thể được quy đổi thành (COOH 0,08 mol; HCO 0,03 mol; C2 x mol và CnH2nO2 y mol)

- BTNT (C) : 0,08 + 0,03 + 2x + ny = 0,25 (1)

- BTNT (H) : 0,08 + 0,03 + 2ny = 0,35 (2)

- Giải hệ (1), (2) ta được : x = 0,01 ; ny = 0,12

⇒m = 0,08.45 + 0,03.29 + 0,01.2.12 = 4,71 gam Chọn đáp án B

Ví dụ 4 Hỗn hợp X gồm HOCH2CH2(OH)CHO, CH3CHO, HO-CH2-CHO,

(CHO)2 (trong đó tỉ lệ số nhóm CHO/OH = 24/11) Cho m gam hỗn hợp X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3/NH3, sau phản ứng thu được 103,68 gam

Ag Mặt khác, đốt cháy 16,62 gam X cần 0,5925 mol O2 thu được 0,51 mol H2O Giá trị của m là

A 21,50 B 20,50 C 22,16 D 19,50

HD : + Xét quá trình đốt cháy 16,62 gam X :

- BTKL : mCO2 =26,5gam⇒nCO2=0,6mol n : nC H 0,6 10

0,51.2 17

+ Xét phản ứng của X với AgNO3/NH3 :

- Ta có : nCHO=0,48mol và CHO

OH

11.n

24

Ta thấy X được cấu tạo bởi các nhóm -CHO, -OH, C và H Vậy ta quy đổi m gam X thành (CHO 0,48 mol; OH 0,22 mol; C a mol; H b mol)

- BTNT (C) : nC = (0,48 + a) mol

- BTNT (H) : nH = (0,48 + 0,22 + b) mol

Vậy m = 0,48.29 + 0,22.17 + 12a + b = 17,66 + 12a + b

- Ta có : 0,48 a 100,7 b+ =17

17,66 12a b 0,48 a

(2)

- Giải hệ gồm (1), (2) ta được : a = 0,32 ; b = 0,66

Vậy m = 22,16 gam Chọn đáp án C

* Một số bài tập tự luyện

Bài 1 Hỗn hợp X gồm 2 ancol CH3OH, C2H5OH có cùng số mol và 2 axit

C2H5COOH và HOOC(CH2)4COOH Đốt cháy hoàn toàn 1,86 gam X cần dùng vừa đủ 10,08 lít không khí (đktc, 20% O2 và 80% N2 theo thể tích) thu được hỗn hợp Y gồm khí và hơi Dẫn Y qua nước vôi trong dư, sau khi các phản ứng xảy

ra hoàn toàn thấy khối lượng dung dịch giảm m gam Giá trị của m gần nhất với

giá trị nào sau đây ?

Bài 2.Hỗn hợp X gồm ancol metylic, ancol anlylic, glixerol, etylenglicol Cho

m gam hỗn hợp X tác dụng với Na dư, thu được 10,752 lít H2 (đktc) Đốt cháy m gam hỗn hợp X cần 37,856 lít O2 (đktc) thu được 30,6 gam H2O Phần trăm khối lượng ancol anlylic trong hỗn hợp X là

A 28,29% B 24,7% C 29,54% D 30,17%

Bài 3 Hỗn hợp X gồm etilen, etylen glicol, axit lactic (CH3CH(OH)COOH) và

axit propanoic (trong đó etilen glicol và axit propanoic có cùng số mol) Đốt cháy hoàn toàn m gam X cần 0,18 mol O2 thu được 2,97 gam hơi nước Mặt khác, cho m gam X tác dụng với dung dịch Br2 thì khối lượng Br2 tối đa phản ứng là

A 1,6 gam B 2,4 gam C 3,2 gam D 4,0 gam

Bài 4 Hỗn hợp X gồm CHO, HOOC-C≡C-COOH,

OHC-C≡C-COOH Cho m gam X tác dụng với dung dịch AgNO3 trong nước amoniac dư (đun nóng nhẹ) thu được 43,2 gam Ag Mặt khác m gam hỗn hợp X tác dụng với NaHCO3 dư thu được 11,648 lít CO2 (đktc) Thêm m’ gam glucozơ vào m gam hỗn hợp X sau đó đem đốt cần V lít O2 (đktc), sản phẩm sinh ra được hấp thụ vào bình đựng Ba(OH)2 dư thu được 614,64 gam kết tủa Giá trị của (m + m’) và giá trị V lần lượt là

A 94,28 và 60,032 B 96,14 và 60,928

C 88,24 và 60,032 D 86,42 và 60,928

Dạng 2 “Di chuyển” nguyên tố để hình thành điểm giống nhau trong công thức cấu tạo

* Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Ở dạng này chúng ta thường di chuyển nguyên tử H ở các nhóm chức về gốc hidrocacbon và ngược lại ta lại di chuyển nguyên tử H từ gốc hidrocacbon

về nhóm chức, khi đó gốc hidrocacbon của các chất sẽ cùng dạng, sau đó ta thực hiện quy đổi thì bài toán sẽ đơn giản hơn

1 Trong mục 2.3.2 dạng 1 : Ví dụ 1, ví dụ 2, ví dụ 3 được tham khảo từ TLTK số 1 ; Ví dụ 4 được tham khảo từ TLTK số 2.

* Một số ví dụ minh họa

Ví dụ 1 Hỗn hợp X gồm CnH2n-1CHO, CnH2n-2(CHO)2, CnH2n-2(COOH)2,

CnH2n-3(CHO)(COOH)2 Cho m gam X tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư, thu được 56,16 gam Ag Trung hòa m gam hỗn hợp X cần 30 gam dung dịch NaOH 12% và KOH 5,6% Đốt cháy m gam X cần (m + 7,92) gam O2 Giá trị

của m gần nhất với giá trị nào sau đây?

A 19,8 B 20,2 C 19,3 D 20,5

HD : Nếu để ý kỹ hỗn hợp X, chúng ta sẽ nhận ra điểm đặc biệt đó là nếu trả lại

H ở các nhóm chức cho gốc hidrocacbon của chất đó thì đều thu được gốc mới

là CnH2n hay (CH2)n Ta có thể quy đổi m gam X thành (CH2 x mol; CO 0,26 mol; COO 0,12 mol)

- BTNT (C) ta được (x + 0,38) mol CO2

- BTNT (H) ta được x mol H2O

- BTKL : m + (m + 7,92) = 44.(x + 0,38) + 18.x (1)

- BTNT (O) : 0,26 + 0,12.2 + 2.(m + 7,92)/32 = 2.(x + 0,38) + x (2)

- Giải hệ gồm (1), (2) ta được x = 0,48; m = 19,28 Chọn đáp án C

Ví dụ 2 Cho m gam hỗn hợp X gồm CH3COOH, CH2(COOH)2, CH3CHO,

CH2(CHO)2 trong đó oxi chiếm 56,82% về khối lượng, tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư, thu được 30,24 gam Ag Mặt khác, m gam X tác dụng với dung dịch NaHCO3 dư, thu được V lít CO2 Đốt cháy hoàn toàn lượng X trên thì cần dùng vừa đủ 1,705V lít O2 Biết thể tích các khí đều đo ở đktc Giá trị V gầnnhất với giá trị nào sau đây?

A 9,856 B 9,756 C 10,124 D 10,640

HD : nAg = 0,28 ⇒nCHO = 0,14

Ta chuyển H của nhóm chức vào gốc hidrocacbon (lúc này COOH trở thành COO, còn CHO thành CO) Bài toán sẽ trở nên dễ dàng Ta quy hỗn hợp thành : (CH4 x mol; COO y mol; CO 0,14 mol)

- Tác dụng với NaHCO3 ⇒ VCO2 =22,4y.

- Đốt cháy X ta được CO2 = (x + y + 0,14) mol ; H2O = 2x mol

- BTNT (O) : 2y + 0,14 + 2.1,705y = 2(x + y + 0,14) + 2x (1)

- Từ phần trăm khối lượng oxi ta được :

16(2y + 0,14) = 0,5682(16x + 44y + 0,14.28) (2)

- Giải hệ (1) và (2) ta được x = 0,34; y = 0,44 ⇒V = 9,856 Chọn đáp án A

Ví dụ 3 Hỗn hợp X gồm hai amino axit no (chỉ có nhóm chức -COOH và -NH2

trong phân tử), trong đó tỉ lệ mO : mN = 80 : 21 Để tác dụng vừa đủ với 3,83 gam hỗn hợp X cần dùng 30 ml dung dịch HCl 1M Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 3,83 gam hỗn hợp X cần dùng 3,192 lít O2 (đktc) Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy (CO2, H2O và N2) vào nước vôi trong dư thì khối lượng kết tủa thu được là

A 20 gam B 13 gam C 10 gam D 15 gam

2 Trong mục 2.3.2 dạng 1 : Bài tập tự luyện bài 1 được tham khảo từ TLTK số 1; Các bài tập tự luyện bài 2 và bài 3 được tham khảo từ TLTK số 2.

HD : Ta chuyển H của hai nhóm chức -NH2 và -COOH cho gốc hidrocacbon thì

X sẽ được quy đổi thành : (CnH2n+2 x mol; NH 0,03 mol; COO 0,05 mol)

- Đốt cháy X ta được CO2 = (nx + 0,05) mol; H2O = [x + (n + 1) + 0,015] mol

- Ta có : x(14n + 2) + 2,65 = 3,83

- BTNT (O) : 0,05.2 + 0,1425.2 = 2(nx + 0,05) + x + (n + 1) + 0,015

⇒nx = 0,08 ; x = 0,03 ⇒m = (0,08 + 0,05).100 = 13 gam Chọn đáp án B

Ví dụ 4 X là amino axit có công thức H2NCnH2nCOOH, Y là axit cacboxylic no,

đơn chức, mạch hở Cho hỗn hợp E gồm peptit Ala-X-X và Y tác dụng vừa đủ với 450 ml dung dịch NaOH 1M, thu được m gam muối Z Đốt cháy hoàn toàn

Z cần 25,2 lít O2 (đktc), thu được N2, Na2CO3 và 50,75 gam hỗn hợp gồm CO2

và H2O Số mol của peptit là

A 0,1 mol B 0,2 mol C 0,3 mol D 0,4 mol

thành (HCOOH; CH2; NH)

+ Đốt cháy Z gồm (HCOONa 0,45 mol; CH2 x mol; NH y mol) :

- BTNT (C) : nCO2=(0,225 x)mol+

- BTNT (H) : nH O2 =(0,225 0,5y x)mol+ +

- Ta có : 44.(0,225 + x) + 18.(0,225 + 0,5y + x) = 50,75 (1)

- BTNT (O) :

0,45.2 + 1,125.2 = 2.(0,225 + x) + 3.0,225 + (0,225 + 0,5y + x) (2)

- Giải hệ gồm (1), (2) ta được : x = 0,55 ; y = 0,3

Vậy peptit X có ba nhóm NH nên số mol của peptit là 0,1 Chọn đáp án A

* Một số bài tập tự luyện

Bài 1 Hỗn hợp E gồm ba peptit mạch hở : dipeptit X, tripeptit Y, tetrapeptit Z có

tỉ lệ mol tương ứng là 2 : 1 : 1 Cho một lượng E phản ứng hoàn toàn với dung dịch NaOH dư, thu được 0,25 mol muối của glyxin; 0,2 mol muối của alanin và 0,1 mol muối của valin Mặt khác đốt cháy hoàn toàn m gam E, thu được tổng khối lượng CO2 và H2O là 39,14 gam Giá trị của m là

A 16,78 B 25,08 C 20,17 D 22,64

Bài 2 Hỗn hợp X gồm etanol, propan-1-ol, butan-1-ol và pentan-1-ol Oxi hóa

hoàn toàn một lượng X bằng CuO nung nóng, sau một thời gian thu được H2O

và hỗn hợp Y gồm 4 andehit tương ứng và 4 ancol dư Đốt cháy hoàn toàn Y cần dùng vừa đủ 1,875 mol O2, thu được H2O và 1,35 mol CO2 Mặt khác, cho toàn

bộ lượng Y trên phản ứng với lượng dư dung dịch AgNO3/NH3 đun nóng Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được a gam kết tủa Giá trị của a là

Bài 3 Hỗn hợp X gồm glyxin, alanin, valin, axit glutamic, lysin, tripanmitin,

tristearin, metan, etan, metylamin và etylamin Đốt cháy hoàn toàn 0,34 mol X cần dùng vừa đủ 4,16 mol O2, thu được hỗn hợp gồm CO2; m gam H2O và 0,12 mol N2 Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây ?

3 Trong mục 2.3.2 dạng 2 : Ví dụ 1 và ví dụ 2 được tham khảo từ TLTK số 1; Ví dụ 3 và ví dụ 4 được tham khảo từ TLTK số 2.

A 55,3 B 55,4 C 55,5 D 55,6.

Bài 4 Hỗn hợp X chứa butan, đietylamin, etyl propionat và Val Đốt cháy hoàn

toàn 0,18 mol X cần dùng 1,2 mol O2, sản phẩm cháy thu được gồm CO2, N2 và H2O được dẫn qua bình đựng dung dịch H2SO4 đặc, thấy khối lượng bình tăng m gam; khí thoát ra khỏi bình gồm CO2 và N2 Giá trị của m là

A 17,28 B 19,01 C 21,42 D 24,29

Dạng 3 Dùng kĩ thuật “đồng đẳng hóa” để giải bài toán hữu cơ phức tạp

* Cơ sở lý thuyết và phương pháp

- Các chất thuộc cùng một dãy đồng đẳng hơn kém nhau một hoặc nhiều nhóm CH2 Vì vậy có thể thêm vào hoặc bớt đi CH2 từ một chất hữu cơ bất kì để được một chất chất khác đồng đẳng với nó Dựa vào ý tưởng này, ta có thể quy đổi hỗn hợp phức tạp về các chất đơn giản hơn (thường là các chất đầu dãy) kèm theo một lượng CH2 tương ứng Chẳng hạn như :

C3H8 ⇔ CH4 + 2CH2 ; C3H6(OH)2 ⇔ C2H4(OH)2 + CH2

C4H7COOH ⇔ C2H3COOH + 2CH2 ; C2H5COOC3H7 ⇔ HCOOCH3 + 4CH2

- Nhóm CH2 là thành phần khối lượng Vì vậy nó có mặt trong các phương trình liên quan tới khối lượng (khối lượng hỗn hợp ban đầu, khối lượng muối, khối lượng chất rắn, ), phản ứng đốt cháy (đốt cháy hỗn hợp ban đầu, đốt cháy muối hay chất rắn sinh ra, )

- Nhóm CH2 không phải là một chất Do đó, nó không được tính vào số mol hỗn hợp hoặc các dữ kiện khác liên quan tới số mol các chất

- Để chuyển (ghép) CH2 vào các chất đầu dãy thì chúng ta phải tính được

số mol của CH2 và số mol của các chất cần nghép CH2 vào Chẳng hạn như chúng ta tạo lại hỗn hợp 2 ancol đồng đẳng kế tiếp nhau từ hỗn hợp đã quy đổi gồm 0,5 mol CH3OH và 0,3 mol CH2 Ta làm như sau :

+ Gọi a và b lần lượt là số mol của hai ancol cần tìm ; n và m là số nhóm CH2 cần chuyển (ghép) vào hai ancol

+ Ta có hệ : a + b = 0,5 (1) và n.a + m.b = 0,3 (2)

Với m = (n + 1) ⇒ n.a + (n + 1).b = 0,3 ⇔ (a + b).n + b = 0,3 ⇔ 0,5n + b = 0,3 Đến đây ta thấy n chỉ có thể là 0 và b = 0,3 ⇒ a = 0,2

+ Vậy hai ancol là CH3OH 0,2 mol và C2H5OH 0,3 mol

* Một số ví dụ minh họa

Ví dụ 1 Cho m gam hỗn hợp M gồm đipeptit X, tripeptit Y, tetrapeptit Z và

pentapeptit T (đều mạch hở) tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được hỗn hợp Q gồm muối của Gly, Ala và Val Đốt cháy hoàn toàn Q bằng một lượng oxi vừa đủ, thu lấy toàn bộ khí và hơi đem hấp thụ vào bình đựng nước vôi trong dư, thấy khối lượng bình tăng 13,23 gam và có 0,84 lít khí (đktc) thoát

ra Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam M, thu được 4,095 gam H2O Giá trị

của m gần nhất với giá trị nào sau đây?

HD : Sử dụng kĩ thuật đồng đẳng hóa ta quy M thành (C2H3ON x mol, CH2 y mol, H2O z mol)

4 Trong mục 2.3.2 dạng 2 : Các bài tập tự luyện bài 1, bài 2 được tham khảo từ TLTK số 1; Các bài tập tự luyện bài 3 và bài 4 được tham khảo từ TLTK số 2.