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 cá[r]
Trang 1Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hay
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI
Trường THPT Nguyễn Hữu Cảnh
Có đính kèm:
1 Mô hình 1 Phần mềm 1 Phim ảnh 1 Hiện vật khác
Năm học: 2011-2012
Trang 2SƠ 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 đểnâng cao chất lượng giảng dạy bộ môn Thông qua việc giải bài tập giúp học sinh rènluyện 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 trọnghơn Mỗi bài tập có thể có nhiều phương pháp giải khác nhau Nếu biết lựa chọn phươngpháp 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 dụngcác định luật bảo toàn vào giải toán hóa học, trong khi để giải các đề thi thì học sinhphải nắm vững các dạng bài tập và phương pháp giải các dạng bài tập đó
TÓM TẮT :
Chuyên đề đưa ra phân loại và phương pháp giải bài tập ancol.
Trang 34- Việc phân loại các dạng bài tập và hướng dẫn học sinh vận dụng các định luật bảotoàn 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 emhọc sinh còn hạn chế, đặc biệt là giải toán Hóa học hữu cơ vì những phản ứng trong hoáhọc 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 gặpnhững khó khăn dẫn đến thường giải rất dài dòng, nặng nề về mặt toán học không cầnthiết thậm chí không giải được vì quá nhiều ẩn số Nguyên nhân là học sinh chưa tìmhiểu rõ, vững các định luật hoá học và các hệ số cân bằng trong phản ứng hoá học đểđưa ra phương pháp giải hợp lý
6- Xuất phát từ thực trạng trên, cùng một số kinh nghiệm sau những năm công tác, tôimạnh dạn nêu ra sáng kiến về “phân loại và phương pháp giải bài tập ancol”
II TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
- 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 dạngbài tập về ancol
- Vì vậy chuyên đề này trình bày một số dạng bài tập và phương pháp giải Chuyên đềnày cũng trình bày về các định luật, phân loại và chỉ rõ việc áp dụng các định luật vàogiải 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 dụngcủa 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, việcphân loại rất khó khăn và phức tạp Trong chuyên đề này, tôi chỉ đưa ra một số dạng bàitập cơ bản sau:
Trang 4- 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 khácnhau, ở đây tôi chỉ đề cập đến ba vấn đề:
Vấn đề 1: Nếu đề cho số mol ancol và số mol H2 để xác định công thức phân tử ta sử
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
Ví dụ 1: Cho 3,0 gam ancol no, đơn chức, mạch hở tác dụng vừa đủ Na thu được 560 ml
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
i2đ
Đỏ i1 r1 r2 i2t (n) Tím Trắng
B C
Trang 5Vậy công thức phân tử của ancol là C3H8O3.
Ví dụ 3: Cho 3,1 gam ancol no, mạch hở (có M = 62) tác dụng hết với Na, thu được
1,12 lít khí H2 (đktc) Xác định công thức phân tử của ancol
Phương pháp giải
nancol =
3,1 = 0,05 mol62
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
Theo đề bài khối lượng chất rắn tăng: Δm ↑=¿ 14,4 – 10 = 4,4 gam
Dựa vào phương trình phản ứng ta thấy kim loại Na đã thay thế H trong nhóm –OH củaancol, 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
Trang 6A CH3OH và C2H5OH B C2H5OH và C3H7OH.
C C3H5OH và C4H7OH D C3H7OH và C4H9OH
12,4
0,3
Vậy 2 ancol là: CH3OH và C2H5OH
Ví dụ 6: Cho 10,6 gam hỗn hợp 2 ancol no tác dụng với một lượng K vừa đủ tạo ra 18,2
gam chất rắn và V lít khí H2 ( đktc ) Giá trị của V là
Theo đề bài khối lượng chất rắn tăng: Δm ↑=¿ 18,2 - 10,6 = 7,6 gam
Dựa vào phương trình phản ứng ta thấy kim loại K đã thay thế H trong nhóm –OH củaancol, từ đó ta suy ra:
Cứ 1 mol ancol phản ứng khối lượng tăng 38n gam
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
m H2 15,6 9, 2 24,5 0,3 gam
Trang 7Ví 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
A CH3OH và C2H5OH B C2H5OH và C3H7OH
C C3H5OH và C4H7OH D C3H7OH và C4H9OH
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.
Ví dụ 10: Đun nóng 6,0 gam CH3COOH với 6,0 gam C2H5OH (có H2SO4 làm xúc tác, hiệu suất phản ứng este hoá bằng 50%) Khối lượng este tạo thành là
Trang 8100 = 4,4 gam.
Ví dụ 11: Đun 12 gam axit axetic với 13,8 gam etanol (có H2SO4 đặc làm xúc tác) đếnkhi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng, thu được 11 gam este Hiệu suất của phản ứngeste hoá là
7,5
12
m H
m
* Hỗn hợp hai axit cacboxylic tác dụng với một ancol hoặc hỗn hợp hai ancol tác dụng với một axit cacboxylic.
Trang 9Đối với trường hợp hỗn hợp ancol tác dụng với một axit và ngược lại hỗn hợp axit tác dụng với một ancol Trong hai trường hợp này ta đều vận dụng định luật tăng giảm khối lượng.
Ví dụ 12: Hỗn hợp X gồm HCOOH và CH3COOH trộn theo tỉ lệ mol 1 : 1 Lấy 5,3g
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
C H OH2 5
5,75
46
Lập tỉ lệ mol, ta thấy tính khối lượng este theo axit
Dựa vào phương trình phản ứng ta thấy gốc - C2H5 đã thay thế H trong nhóm –COOHcủa 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 Δm ↑=0,1 28=2,8 gam
Ví dụ 13: Hỗn hợp X gồm HCOOH và CH3COOH trộn theo tỉ lệ mol 1 : 2 Lấy 8,3 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
CH OH 3
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
Trang 10của 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 Δm ↑=0 , 15 14=2,1 gam
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
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 Δm ↑=0,3 28=8,4 gam
este
60
100
DẠNG 3 : ĐỐT CHÁY ANCOL
Trong dạng bài tập này chúng ta cần chú ý một số vấn đề sau:
- Nếu đốt cháy một ancol mà nH O 2 > nCO2
=> ancol no, mạch hở và nancol= nH O 2 - nCO2
- Số nguyên tử cacbon
2
CO ancol
nn
Trang 11Ví 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 :
A CH3OH và C2H5OH B C2H5OH và C3H7OH
C C3H7OH và C4H9OH D C4H9OH và C5H11OH
Vậy CTPT của ancol là: CH3OH và C2H5OH
Ví dụ 16: Đốt cháy hoàn toàn một ancol X, thu được 4,4 gam CO2 và 2,7 gam nước Số
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
Trang 12Đặt công thức của ancol là CnH2n + 2OZ
015
0,05
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, thuđược 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
2ROH ⃗H2SO4, đă ̣̣c ,1400c ROR + H2O
Từ phương trình phản ứng ta rút ra một số điều lưu ý sau:
A 0,025 mol B 0,015 mol C 0,02 mol D 0,03 mol
Trang 13Theo ĐLBTKL: mancol = mete + m H O2
A CH3OH và C2H5OH B CH3OH và C3H7OH
C C3H5OH và C4H7OH D C3H7OH và C4H9OH
Vậy có ancol là: CH3OH và C2H5OH
Ví dụ 21 Đun nóng một hỗn hợp gồm hai ancol no đơn chức với H2SO4 đặc ở 140oC
đã thu được 21,6 gam nước và 72 gam hỗn hợp ba ete Xác định công thức cấu tạo củahai ancol trên biết ba ete thu được có số mol bằng nhau và phản ứng xảy ra hoàn toàn
A CH3OH và C2H5OH B CH3OH và C3H7OH
C CH3OH và C3H5OH D C2H5OH và C3H7OH
Vậy có một ancol là CH3OH Ancol còn lại là ROH
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
Trang 14=> 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 được1,57g hỗn hợp 3 ete m (g) A có giá trị bằng:
H O ancol
mancol = mete + m H O2 = 1,57 + 0,025.18 = 2,02 gam
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 CO2 (đktc) và 11,7 gam H2O Mặt khác, nếu đunnóng m gam X với H2SO4 đặc thì tổng khối lượng ete tối đa thu được là
mete = mancol - m H O2 = 10,1 - 0,125.18 = 7,85 gam
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
Trang 15gam 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 ancoletylic thu được 0,15 mol CO2 thì đốt cháy etilen cũng được 0,15 mol CO2 Mặc khác đốtanken cho mol CO2 bằng mol H2O
Vậy m = 0,15.18 = 2,7 gam
Ví dụ 25: Đun nóng 12,9 gam hỗn hợp X gồm 2 ancol với H2SO4 đặc ở 1700c, thu 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
A Pentan-2-ol B Butan-1-ol
C 2-metylpopan-2-ol D Butan-2-ol
Trang 16Phương pháp giải
Gọi công thức của X là CxHyO
Theo đề ta có: 12x + y = 3,625.16 = 58
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)
Ví dụ 27:Một ancol đơn chức X mạch hở tác dụng với HBr được dẫn xuất Y chứa 58,4% brom về khối lượng Đun X với H2SO4 đặc ở 1700C thu được 2 đồng phân cấu tạoanken Tên X là
Vậy ancol là C4H9OH
Vì khi tách nước X thu được 2 đồng phân cấu tạo anken nên X là butan-2-ol (chú ýkhông tính đồng phân hình học)
DẠNG 6 : TÁCH NƯỚC TỪ ANCOL ĐƠN CHỨC NO KHÔNG CHO NHIỆT
ĐỘ CỤ THỂ.
Khi bài toán tách nước không có điều kiện nhiệt độ cụ thể thì có thể tách nước tạo etehoặc tạo anken Để biết được sản phẩm nào, chúng ta cần chú ý hai vấn đề:
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 bằng28/37 Xác định công thức phân tử của X
A C2H5OH B C3H7OH C C4H9OH D C5H11OH