Một số kinh nghiệm giải bài tập este – lipit ôn thi THPT

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT HOẰNG HÓA 4 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI Một số kinh nghiệm giải bài tập Este – Lipit ôn thi THPT Người thực hiện: Lê Quang Đông Chức vụ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT HOẰNG HÓA 4

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TÊN ĐỀ TÀI Một số kinh nghiệm giải bài tập Este – Lipit ôn thi THPT

Người thực hiện: Lê Quang Đông Chức vụ: Giáo viên

SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Hóa học

THANH HOÁ NĂM 2021

2.3.2 Các phương pháp áp dụng để giải bài tập 4

2.3.2.1 Phương pháp áp dụng định luật bảo toàn khối lượng 4

2.3.2.3 Phương pháp sử dụng các giá trị trung bình 4

2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động

giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường

19

1 MỞ ĐẦU.

1.1 Lí do chọn đề tài

Môn hoá học trong trường phổ thông giữ một vai trò quan trọng trong

việc hình thành và phát triển trí dục của học sinh Xuất phát từ yêu cầu đổi mớiphương pháp dạy học, đáp ứng các mục tiêu, nhiệm vụ của Bộ Giáo Dục – ĐàoTạo mà nghị quyết 29 đã đề ra Người giáo viên và học sinh phải có nhữngphương pháp dạy và học như thế nào để nâng cao chất lượng dạy và học môn

hóa học Bài tập Este - Lipit là một dạng bài tập mới thuộc chương trình lớp 12,

là phần kiến thức được sử dụng trong các đề thi kiểm tra phần Este - Lipit và đề

thi THPT quốc gia Vì vậy khi lĩnh hội kiến thức này các em phải tìm hiểu bằng

cách tự tìm tòi, khám phá cũng cố kiến thức của mình giúp các em phát huy toàndiện trí óc, khả năng của bản thân

Đối với phần chương trình này, học sinh mới bước đầu làm quen thì cònrất lúng túng, để giải được dạng toán này quả thật không phải là dễ đối với nhiềuhọc sinh, đặt biệt là những học sinh yếu kém và nhiều học sinh trung bình Đôikhi một số bài tập nó đòi hỏi nhiều yếu tố, tâm lí, kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo vàphản xạ nhanh của các em học sinh Do vậy việc hình thành tư duy cho học sinhcần được chú trọng

Có những ý tưởng tuyệt vời nhiều người đều biết, nhưng chuyển ý tưởngthành hiện thực sẽ có ý nghĩa hơn nhiều lần, không phải ai cũng thể hiện được

Xuất phát từ những lí do trên tôi chọn chuyên đề “Một số kinh nghiệm giải bài tập Este – Lipit ôn thi THPT” để làm sáng kiến kinh nghiệm của mình để giúp

các em hiểu kĩ hơn về bản chất của dạng bài tập này, làm thành thạo các bài tập

cơ bản, và từ đó các em nắm vững kiến thức để giải quyết các bài tập có liênquan

1.2 Mục đích nghiên cứu

Giúp các em học sinh làm bài tập nhanh, dễ hiểu, gây hứng thú cho học

sinh trong quá trình giải bài tập hóa học

1.3 Đối tượng nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Học sinh lớp 12A4 năm học 2019-2020, học sinhlớp 12A2 năm học 2020-2021 của trường THPTHoằng Hóa 4

- Khách thể nghiên cứu: Quá trình giảng dạy hóa học ở trường THPT

1.4 Phương pháp nghiên cứu đề tài

- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết từ đó địnhhướng cách giải bài toán

- Phương pháp khảo sát điều tra

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

- Phương pháp so sánh

2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm

2.1 Cơ sở lý luận

Hóa học có những nét tư duy đặc thù của nó Phạm trù tư duy của hóa họcmang tính chất thực nghiệm pha lẫn trừu tượng Luyện tập tư duy cho học sinhdần dần tạo cho các em phương pháp để giải các dạng toán nhất định, từ đơngiản đến phức tạp;

Thực tế trong các bài toán hóa học khi học sinh làm bài thường không sửdụng hết các dữ kiện và chưa có tư duy thích hợp cho mỗi loại bài toán nên tìm

ra kết quả rất lâu

Cơ sở lý thuyết quan trọng cho việc giải bài tập hoá học phần Este - Lipit

là những kiến thức hoá học đại cương , hóa hữu cơ và hoá vô cơ (cần nắm đượccác định luật, khái niệm cơ bản của hoá học Những kiến thức này sẽ theo họcsinh trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu hoá học như: Định luật thànhphần không đổi, Định luật bảo toàn khối lượng, Công thức hoá học, phản ứnghoá học, Phương trình hóa học, Dung dịch - nồng độ dung dịch - độ tan, cácphản ứng trong dung dịch )

Để giải được các bài tập Este - Lipit học sinh cần phải có những kiến thức

về toán học: giải hệ phương trình ẩn, phương trình bậc nhất, giải phương trìnhbậc 2, giải bài toán bằng phương pháp biện luận

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm

Môn hoá học trong trường phổ thông là một trong môn học khó, nếu

không có những bài giảng và phương pháp hợp lý phù hợp với thế hệ học trò dễ

làm cho học sinh thụ động trong việc tiếp thu, cảm nhận

Trong mỗi năm học khi dạy bài tập về phần này, tôi thường cho học sinhlàm một số bài tập nhỏ để đánh giá mức độ nắm vững kiến thức và kỹ năng làmbài tập dạng này Khi khảo sát ở các lớp khác nhau với những đối tượng khácnhau, tôi nhận thấy một số đặc điểm chung như sau:

- Nhiều em không hiểu bài, không biết cách làm bài tập dạng này

- Phần lớn các em chưa làm xong bài hoặc giải sai, giải nhầm, không rađược kết quả

- Điểm khá, giỏi ít (20%), phần lớn chỉ đạt điểm trung bình hoặc yếu

+ Nắm tính chất của các chất và viết phương trình chưa thật vững

2.3 Các giải pháp đã thực hiện để giải quyết vấn đề

Việc làm của giáo viên:

- Ôn tập cho học sinh những tính chất của Este - Lipit và các phản ứngxảy ra

- Tổng hợp các bài tập dạng này trong các tài liệu: SGK, SBT, sách thamkhảo, các đề thi học sinh giỏi, đề thi đại học và cao đẳng, đề thi minh họa, thiTHPTQG hàng năm

- Phân loại bài tập

+ Theo yêu cầu của đề bài

+ Theo mức độ từ dễ đến khó

- Với mỗi bài tập trước khi giải tôi đều hướng dẫn học sinh cách phân tíchyêu cầu của đề bài, định hướng cách giải

- Lưu ý sau khi giải bài tập

+ Khắc sâu những vấn đề trọng tâm, những điểm khác biệt

+ Nhắc lại, giảng lại một số phần mà học sinh hay nhầm, khó hiểu

+ Mở rộng tổng quát hóa bài tập

Việc làm của học sinh

- Phải nắm vững kiến thức đã học, ôn tập bổ sung kiến thức còn thiếu

- Đọc thêm tài liệu, làm hết bài tập trong SGK, SBT, làm thêm bài tập trongsách nâng cao

- Phải hiểu kĩ các bài tập từ đơn giản đến phức tạp

Nội dung nghiên cứu.

Áp dụng ở các lớp: Học sinh lớp 12A4 năm học 2019-2020, học sinh lớp12A2 năm học 2020-2021 của trường THPTHoằng Hóa 4

Giáo viên chọn lọc, nhóm các bài tập thành từng dạng, nêu đặc điểm củatừng dạng và xây dựng hướng giải cho mỗi dạng đó Đây là khâu có ý nghĩaquyết định trong công tác giảng dạy vì nó là chìa khóa giúp học sinh tìm ra đượchướng giải một cách dễ dàng, hạn chế tối đa những sai lầm trong quá trình giảibài tập, đồng thời phát triển được tiềm lực trí tuệ và tính sáng tạo của học sinh(thông qua bài tập tương tự và phát triển bài tập khó)

Khi thực hiện đề tài này vào giảng dạy, tôi tiến ôn tập theo dạng Mức độrèn luyện từ minh họa đến khó, nhằm bồi dưỡng học sinh phát triển kỹ năng từhiểu vấn đề đến vận dụng linh hoạt và sáng tạo Để bồi dưỡng mỗi dạng tôithường thực hiện theo các bước sau:

Bước 1: Nêu nguyên tắc và phương pháp áp dụng

Bước 2: Giới thiệu từ các bài tập mẫu và hướng dẫn giải

Bước 3: Học sinh tự luyện và nâng cao từ 3 đến 5 bài tập mỗi dạng

Tuỳ độ khó mỗi dạng tôi có thể hoán đổi thứ tự của bước 1 và 2

Sau đây là một số dạng “ Bài tập Este - Lipit ” Kinh nghiệm giải quyết đã

được tôi thực hiện và đúc kết từ thực tế Trong giới hạn của đề tài này, tôi chỉnêu 4 dạng bài tập thường gặp, đây là 4 dạng bài toán tôi đã thử nghiệm và thấy

có hiệu quả

Dạng 1: Bài toán về phản ứng este hoá

Dạng 2: Bài toán về phản ứng thuỷ phân este

Dạng 3: Bài toán về phản ứng đốt cháy este

Dạng 4: Bài toán hỗn hợp este và các chất hữu cơ khác ( ancol, axit cacboxylic, )

2.3.1 Lý thuyết cơ bản.

Este được tạo bởi axit cacboxylic no, đơn chức mạch hở và ancol no, đơn

chức, mạch hở (este no, đơn chức, mạch hở): CmH2m+1COOCm’H2m’+1 hay CnH2nO2

Tóm lại, có thể đặt CTTQ của este : CxHyOz (x, z ≥ 2; y là số chẵn, y ≤ 2x)

2.3.2 Các phương pháp áp dụng để giải bài tập.

2.3.2.1 Phương pháp áp dụng định luật bảo toàn khối lượng

Nội dung định luật bảo toàn khối lượng:

Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng cácchất tạo thành sau phản ứng

Chú ý

∑m(muối dung dich) = ∑mcation + ∑manion

- mdung dịch sau phản ứng = ∑mcác chất ban đầu - ∑mchất kết tủa - ∑mchất bay hơi

- Khối lượng của các nguyên tố trong 1 phản ứng được bảo toàn

2.3.2.2 Phương pháp tăng giảm khối lượng

- Tìm sự thay đổi khối lượng (A→B) theo bài ở z mol các chất tham giaphản ứng chuyển thành sản phẩm.Từ đó tính số mol các chất tham gia phản ứng

và ngược lại

Lưu ý:

Phương pháp này thường được áp dụng giải bài toán vô cơ và hữu cơ, tránhđược việc lập nhiều phương trình, từ đó sẽ không phải giải những hệ phươngtrình phức tạp

2.3.2.3 Phương pháp sử dụng các giá trị trung bình

Đây là một trong một số phương pháp hiện đại nhất cho phép giải nhanhchóng và đơn giản nhiều bài toán hóa học và hỗn hợp các chất rắn, lỏng cũng nhưkhí(chuyển bài toán hỗn hợp nhiều chất thành bài toán một chất tương đương)

Nguyên tắc

-Khối lượng phân tử trung bình (KLPTTB) (kí hiệu M) cũng như khốilượng nguyên tử trung bình (KLNTTB) chính là khối lượng của một mol hỗnhợp, nên nó được tính theo công thức:

hh

m M n

= với M1 < M < M2

- Giá trị trung bình dùng để biện luận tìm ra nguyên tử khối hoặc phân tửkhối hay số nguyên tử trong phân tử hợp chất.

- Tính lượng este tạo thành hoặc axit cacboxylic cần dùng, lượng ancol …

Chú ý: Nếu tiến hành phản ứng este hóa giữa một ancol n chức với m axit cacboxylic đơn chức thì số este tối đa có thể thu được là:

m

m

n m n

n n

n

n

, ) 1 )(

1 (

2

, 2

) 1 ( 2

) 1 (

(Có thể chứng minh các công thức này về mặt toán học)

Bài 1: Hỗn hợp A gồm axit axetic và etanol Chia A thành ba phần bằng

nhau

+ Phần 1 tác dụng với Kali dư thấy có 3,36 lít khí thoát ra

+ Phần 2 tác dụng với Na2CO3 dư thấy có 1,12 lít khí CO2 thoát ra Các thểtích khí đo ở đktc

+ Phần 3 được thêm vào vài giọt dung dịch H2SO4, sau đó đun sôi hỗn hợpmột thời gian Biết hiệu suất của phản ứng este hoá bằng 60% Khối lượng estetạo thành là bao nhiêu?

A 8,80 gam B 5,20 gam C 10,56 gam D 5,28 gam

:OHHC

mola

:COOHCH

5 2

=

mol1

,0n

2a

mol3

,0n

2ban

2

2

CO

H A

,

0

b

mol 1

mol O2 Trộn 7,4 gam X với lượng đủ ancol no Y (biết tỉ khối hơi của Y so với

O2 nhỏ hơn 2) Đun nóng hỗn hợp với H2SO4 làm xúc tác Sau khi phản ứng

hoàn toàn thu được 8,7 gam este Z (trong Z không còn nhóm chức nào khác).Công thức cấu tạo của Z là:

A C2H5COOCH2CH2OCOC2H5 B C2H3COOCH2CH2OCOC2H3

C CH3COOCH2CH2OCOCH3 D HCOOCH2CH2OCOH

Hướng dẫn giải:

Phản ứng cháy: CXHyO2 + (x +

4

y-1)O2→ xCO2 +

2

y

H2O (1)Theo (1), ta có : x +

4

y-1= 3,5  x +

4

y = 4,5 ⇒yx==36 ⇒ X : C2H5COOHAncol no Y : CnH2n+2-m (OH)m (1 ≤ m ≤ n) ⇒ este Z : (C2H5COO)mCnH2n+2-m

⇒ Meste = 73m + 14n + 2 – m = .m

1 , 0

7 , 8 hay 14n + 2 = 15m (2) Mặt khác d Y O2< 2 hay 14n + 2 + 16m < 64 ⇒ 30m + 2 < 64 (vì m ≤ n)

2 n

→ ancol Y : C2H4(OH)2

⇒ Z : C2H5COOCH2CH2OCOC2H5 → đáp án A.

Dạng 2: Bài toán về phản ứng thuỷ phân este

a Thuỷ phân một este đơn chức

- Trong môi trường axit: Phản ứng xảy ra thuận nghịch

- Nếu n NaOH phản ứng = n Este ⇒ Este đơn chức.

- Nếu RCOOR’ (este đơn chức), trong đó R’ là C6 H 5 - hoặc vòng benzen có nhóm thế

⇒ n NaOH phản ứng = 2n este và sản phẩm cho 2 muối, trong đó có phenolat: VD: RCOOC6H5 + 2NaOH → RCOONa + C6H5ONa + H2O

- Nếu n NaOH phản ứng = α.n este (α > 1 và R’ không phải C6 H 5 - hoặc vòng benzen có nhóm thế) ⇒ Este đa chức

- Nếu phản ứng thuỷ phân este cho 1 anđehit (hoặc xeton), ta coi như ancol (đồng phân với andehit) có nhóm –OH gắn trực tiếp vào liên kết C=C vẫn tồn tai để giải và từ đó ⇒ CTCT của este

- Nếu sau khi thủy phân thu được muối (hoặc khi cô cạn thu được chất rắn

khan) mà m muối = m este + m NaOH thì este phải có cấu tạo mạch vòng (lacton):

VD: C2H5COOCHClCH3 + NaOH →t C2H5COONa + CH3CHO

CH3-COO

CH3-COO CH + NaOH CH3-COO Na + HCHO

- Bài toán về hỗn hợp các este thì nên sử dụng phương pháp trung bình Bài 3: Đun nóng 5,18 gam metyl axetat với 100ml dung dich NaOH 1M

đến phản ứng hoàn toàn Cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu được m gamchất rắn khan Giá trị của m là:

A 8,20 B 6,94 C 5,74 D 6,28

Hướng dẫn giải:

0,1mol 0,07mol 0,07mol

⇒ mr¾n­khan= 40nNaOH(d­ )+ 82nCH COONa3 = 6,94(g) → đáp án B

Bài 4: Thủy phân 8,8 gam etyl axetat bằng 200 ml dung dịch NaOH

0,2M Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch, thu được m gamchất rắn khan Gía trị của m là:

b Thuỷ phân hỗn hợp các este

Bài 5: (Đề THPT – 2020) Khi thủy phân hết 3,35 gam hỗn hợp X gồm hai

este đơn chức, mạch hở thì cần vừa đủ 0,05 mol NaOH, thu được một muối vàhỗn hợp Y gồm hai ancol cùng dãy đồng đẳng Đốt cháy hết Y trong O2 dư, thuđược CO2 và m gam H2O Giá trị của m là

Câu 6: Thủy phân hoàn toàn hỗn hợp gồm hai este đơn chức X, Y là đồng

phân cấu tạo của nhau cần 100 ml dd NaOH 1M, thu được 7,85 g hỗn hợp muốicủa hai axit là đồng đẳng kế tiếp nhau và 4,95 g hai ancol bậc I CTCT và %khốilượng của 2 este là

A HCOOC2H5, 45%; CH3COOCH3, 55%

B HCOOCH2CH2CH3, 75%; CH3COOC2H5, 25%

C HCOOCH2CH2CH3, 25%; CH3COOC2H5, 75%

D HCOOC H , 55%; CH COOCH , 45%

Hướng dẫn giải:

Bảo toàn khối lượng: meste = mmuối + mancol - mNaOH = 8,8g

nNaOH = neste = naxit = 0,1 mol (vì este đơn chức)

→ Meste = 88g (C4H8O2)

Mtb(muối) = 78,5g → 2 axit đồng đẳng kế tiếp là: HCOOH và CH3COOH

→ 2 este là HCOOCH2CH2CH3 và CH3COOCH2CH3 với số mol là x và y

→ x + y = 0,1 mol; mmuối = 68x + 74y = 7,85g

→ x = 0,025; y = 0,075 mol

→ %mHCOOC3H7 = 25%; %mCH3COOC2H5 = 75% → đáp án C.

Câu 7: Thủy phân hoàn toàn hỗn hợp E gồm 2 este X, Y đơn chức, đồng

phân, mạch hở, bằng một lượng dung dịch NaOH vừa đủ thu được 13,2 gam hỗnhợp 2 muối (Z) và 7,8 gam hỗn hợp 2 ancol (chỉ hơn kém nhau 1 nguyên tử Ctrong phân tử) Nung Z thu 0,075 mol Na2CO3 Xác định CTCT thu gọn của X

ancol este NaOH

Ta có m este=m muèi +m ancol −m NaOH =15g (bảo toàn khối lượng)

Đặt công thức este là RCOOC2H5 và R'COOC3H5

( )

0,075 R+67 0,075 ' 67 13,+ (R+ )= 2R R+ ' 42=

Thử đáp án C và D, ta thấy đáp án D thỏa mãn với R' là gốc CH3-(M=15)

và R là gốc CH2=CH(M=27) → đáp án D

Câu 8: Hỗn hợp X gồm 3 este đơn chức, tạo thành từ cùng một ancol Y với

3 axit cacboxylic (phân tử chỉ có nhóm -COOH); trong đó, có hai axit no là đồngđẳng kế tiếp nhau và một axit không no (có đồng phân hình học, chứa một liênkết đôi C=C trong phân tử) Thủy phân hoàn toàn 5,88 gam X bằng dung dịchNaOH, thu được hỗn hợp muối và m gam ancol Y Cho m gam Y vào bình đựng

Na dư, sau phản ứng thu được 896 ml khí (đktc) và khối lượng bình tăng 2,48

gam Mặt khác, nếu đốt cháy hoàn toàn 5,88 gam X thì thu được CO2 và 3,96gam H2O Phần trăm khối lượng của este không no trong X là:

A 38,76% B 40,82% C 34,01% D 29,25%.

Hướng dẫn giải:

Phân tích: Đối với các dạng bài toán này, ta có cách tính từ dưới tính lên Ta

sẽ xuất phát từ ancol Y Vì các este đều đơn chức nên khi thủy phân ta cũng thuđược ancol Y đơn chức

→ 2 este no là HCOOCH3 (a mol) và CH3COOCH3 (b mol),

còn este không no là CnH2n−2O2 0,02 mol

Áp dụng định luật bảo toàn C ta có:

2a+ +3b 0,02n =0, 24­ ­và a b+ =0,06­→ +­b ­0,02n­ ­= 0,12­→­ ­ ­n < 6

Để axit không no có đồng phần hình học thì số C trong axit không no ítnhất phải bằng 4

Vậy trong este của axit với CH3OH số C ít nhất là 5 vậy n=5

Với n = → =5 b 0, 02,­a=0, 04­→­m HCOOCH3 +­m CH COOCH3 3 = ­3,88g

c Thuỷ phân este đa chức

+ R(COOR’)n + nNaOH → R(COONa)n + nR’OH ,