Phương pháp giải toán Hóa hữu cơ và vô cơ & một số lưu ý về hợp chất hữu cơ
VD1:Cho 2,81 g hỗn hợp Fe2O3, ZnO, MgO tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch H2SO4 0,1M.
Khối lượng muối sunfat tạo ra trong dung dịch là:
Giải: nH2SO4 =0,05 = n SO42- --->nH += 0,1
2H+ + O2- = H2O
0,1 0,05 mol
m muối = m oxit – m O(trong oxit) +m gốc axit =2,81 –0,05.16 +0,05.96 =6,81 gam
VD2:Cho 8 g hỗn hợp bột kim lọai Mg va Fe tác dụng hết với dung dịch HCl thấy thoát ra 5,6 lit H2 ở đktc. Khối lượng muối tạo ra trong dung dịch là
Giải: nH2 =0,25 ---> nHCl =nCl = 0,25.2 =0,5. m muối =8 + 0,5.35,5=25,75 gam
VD3Cho 11 gam hỗn hợp 2 kim loại tan hoàn toàn trong HCl dư thấy có 8,96 lít khí thoát ra (đkc) v à dd X, cô cạn dd X thì khối lượng hỗn hợp muối khan thu được là (gam):
Giải: nH2 =0,4 ---> nHCl =nCl- = 0,4.2 =0,8. m muối =kl kim loại +kl ion Cl-=11+0,8.35,3=39,4 gam
a có: + + a1+a2+ =nhh Ta có đk: n1<n2 n1<<n2. Thí dụ : + Nếu hh là hai chất đồng đẳng liên tiếp và =1,5 Thì n1<1,5<n2=n1+1 0,5<n1<1,5 n1=1, n2=2. + Nếu hh là đđ không liên tiếp, giả sử có M cách nhau 28 đvC (2 nhóm –CH2-) Thì n1<=1,5<n2=n1+2 n1=1, n2=3. vPP2 : - gọi CT chung của hai hidrocacbon là . - Tương tự như trên - Tách ra CTTQ mỗi hidrocacbon Ta có: x1<<x2, tương tự như trên x1,x2. y1 < <y2; ĐK: y1,y2 là số chẳn. nếu là đồng đẳng liên tiếp thì y2=y1+2. thí dụ=3,5 y1<3,5<y2=y1+2 1,5<y1<3,5 ; y1 là số chẳn y1=2, y2=4 nếu là đđ không kế tiếp thì ta thay ĐK : y2=y1+2 bằng đk y2=y1+2k (với k là hiệu số nguyên tử cacbon). Cho vài thí dụ: II. DẠNG 2: Tìm CTPT của hidrocacbon khi biết KL phân tử: v Phương pháp: + Gọi CTTQ của hidrocacbon là CxHy; Đk: x1, y2x+2, y chẳn. + Ta có 12x+ y=M + Do y>0 12x<M x< (chặn trên) (1) + y2x+2 M-12x 2x+2 x(chặn dưới) (2) Kết hợp (1) và (2) x và từ đó y. Thí dụ : KLPT của hydrocacbon CxHy = 58 Ta có 12x+y=58 + Do y>o 12x<58 x<4,8 và do y 2x+2 58-12x 2x+2 x 4 x=4 ; y=10 CTPT hydrocacbon là C4H10. III. DẠNG 3 : GIẢI BÀI TOÁN HỖN HỢP Khi giải bài toán hh nhiều hydrocacbon ta có thể có nhiều cách gọi : - Cách 1 : Gọi riêng lẻ, cách này giải ban đầu đơn giản nhưng về sau khó giải, dài, tốn thời gian. - Cách 2: Gọi chung thành một công thức hoặc (Do các hydrocacbon khác dãy đồng đẳng nên k khác nhau) vPhương pháp: Gọi Ct chung của các hydrocacbon trong hh là (nếu chỉ đốt cháy hh) hoặc (nếu vừa đốt cháy vừa cộng hợp H2, Br2, HX) - Gọi số mol hh. - Viết các ptpứ xảy ra, lập hệ phương trình, giải hệ phương trình + Nếu là ta tách các hydrocacbon lần lượt là Ta có: a1+a2+ =nhh Nhớ ghi điều kiện của x1,y1 + x1 1 nếu là ankan; x1 2 nếu là anken, ankin; x1 3 nếu là ankadien RChú ý: + Chỉ có 1 hydrocacbon duy nhất có số nguyên tử C=1 nó là CH4 (x1=1; y1=4) + Chỉ có 1 hydrocacbon duy nhất có số nguyên tử H=2 nó là C2H2 (y2=4) (không học đối với C4H2). Các ví dụ: IV. CÁC PHẢN ỨNG DẠNG TỔNG QUÁT: 1. Gọi CT chung của các hydrocacbon là a.Phản ứng với H2 dư (Ni,to) (Hs=100%) +H2 hỗn hợp sau phản ứng có ankan và H2 dư RChú ý: Phản ứng với H2 (Hs=100%) không biết H2 dư hay hydrocacbon dư thì có thể dựa vào của hh sau phản ứng. Nếu <26 hh sau phản ứng có H2 dư và hydrocacbon chưa no phản ứng hết b.Phản ứng với Br2 dư: +Br2 c. Phản ứng với HX +HX d.Phản ứng với Cl2 (a's'k't') +Cl2 e.Phản ứng với AgNO3/NH3 2+xAg2O x 2) Đối với ankan: CnH2n+2 + xCl2 CnH2n+2-xClx + xHCl ĐK: 1 x 2n+2 CnH2n+2 CmH2m+2 + CxH2x ĐK: m+x=n; m 2, x 2, n 3. 3) Đối với anken: + Phản ứng với H2, Br2, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:1 + Chú ý phản ứng thế với Cl2 ở cacbon CH3-CH=CH2 + Cl2 ClCH2-CH=CH2 + HCl 4) Đối với ankin: + Phản ứng với H2, Br2, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:2 VD: CnH2n-2 + 2H2 CnH2n+2 + Phản ứng với dd AgNO3/NH3 2CnH2n-2 + xAg2O 2CnH2n-2-xAgx + xH2O ĐK: 0 x 2 * Nếu x=0 hydrocacbon là ankin ankin-1 * Nếu x=1 hydrocacbon là ankin-1 * Nếu x= 2 hydrocacbon là C2H2. 5) Đối với aren và đồng đẳng: + Cách xác định số liên kết ngoài vòng benzen. Phản ứng với dd Br2 là số liên kết ngoài vòng benzen. + Cách xác định số lk trong vòng: Phản ứng với H2 (Ni,to): * với là số lk nằm ngoài vòng benzen * là số lk trong vòng benzen. Ngoài ra còn có 1 lk tạo vòng benzen số lk tổng là ++1. VD: hydrocacbon có 5 trong đó có 1 lk tạo vòng benzen, 1lk ngoài vòng, 3 lk trong vòng. Vậy nó có k=5 CTTQ là CnH2n+2-k với k=5 CTTQ là CnH2n-8 CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN VÍ DỤ 1 :Đốt cháy 0,1 mol hỗn hợp 2 ankan là đồng đẳng kế tiếp ,thu được 3,36 lít CO2(ĐKTC).Hai ankan trong hỗn hợp là: Giải : số nt cacbon trung bình= số mol CO2 : số mol 2 ankan ---> CTPT VD 2 :Đốt cháy 6,72 lít khí (ở đktc) hai hiđrocacbon cùng dãy đồng đẳng tạo thành 39,6 gam CO2 và 10,8 gam H2O. a)Công thức chung của dãy đồng đẳng là: b) Công thức phân tử mỗi hiđrocacbon là: Giải :Do chúng ở thể khí, số mol CO2> số mol H2O --->là ankin hoặc ankadien số mol 2 chất là :nCO2- n H2O = 0,3 ---> Số ntử cacbon trung bình là : nCO2 :n 2HC=3 ---> n1=2 ,n2 =4 ---> TCPT là C2H2 và C4H6 VD 3 :Cho 4,6 gam hỗn hợp 2 anken là đồng đẳng kế tiếp qua dung dịch brôm dư,thấy có 16 brôm phản ứng.Hai anken là Giải:n Br2= 0,1 =n 2anken ---->số nguyên tử cacbon trung bình = =3,3 CTPT 2anken là: C3H6 và C4H8 VD 4:Khi đốt cháy 1hh gồm:0,1 mol C2H4 và 1 hydrocacbon A,thu được 0,5 mol CO2 và 0,6 mol H2O.CTPT của hydrocacbon A là: Giải:nH2O > nCO2 ---> A là ankan Số mol A= nH2O - nCO2 =0,1---> n =(0,5 – 0,1.2): 0,1 =2--->CTPT của A là:C2H6 VD 5:Khi đốt cháy 0,2 mol hh gồm: C2H2 và 1 hydrocacbon A,thu được: số mol CO2 =số mol H2O =0,5 mol.CTPT của hydrocacbon A là ? Giải:nH2O = nCO2 ---> A là ankan --> nC2H2 =n A= 0,1---> số nguyên tử cacbon trong Alà: (0,5 –0,1.2): 0,1 =3 ---> ctpt của A là: C3H8 V- MỘT SỐ DẠNG BIỆN LUẬN KHI BIẾT MỘT SỐ TÍNH CHẤT vPHƯƠNG PHÁP: + Ban đầu đưa về dạng phân tử + Sau đó đưa về dạng tổng quát (có nhóm chức, nếu có) + Dựa vào điều kiện để biện luận. VD1: Biện luận xác định CTPT của (C2H5)n CT có dạng: C2nH5n Ta có điều kiện: + Số nguyên tử H 2 số nguyên tử C +2 5n 2.2n+2 n 2 + Số nguyên tử H là số chẳn n=2 CTPT: C4H10 VD2: Biện luận xác định CTPT (CH2Cl)n CT có dạng: CnH2nCln Ta có ĐK: + Số nguyên tử H 2 số nguyên tử C + 2 - số nhóm chức 2n 2.2n+2-n n 2. + 2n+n là số chẳn n chẳn n=2 CTPT là: C2H4Cl2. VD3: Biện luận xác định CTPT (C4H5)n, biết nó không làm mất màu nước brom. CT có dạng: C4nH5n, nó không làm mất màu nước brom nó là ankan loại vì 5n<2.4n+2 hoặc aren. ĐK aren: Số nguyên tử H =2số C -6 5n =2.4n-6 n=2. Vậy CTPT của aren là C8H10. R Chú ý các qui tắc: + Thế halogen vào ankan: ưu tiên thế vào H ở C bậc cao. + Cộng theo Maccôpnhicôp vào anken + Cộng H2, Br2, HX theo tỷ lệ 1:1 vào ankađien. + Phản ứng thế Ag2O/NH3 vào ankin. + Quy luật thế vào vòng benzen + Phản ứng tách HX tuân theo quy tắc Zaixep. C. NHÓM CHỨC I- RƯỢU: 1) Khi đốt cháy rượu: rượu này no, mạch hở. 2) Khi tách nước rượu tạo ra olefin rượu này no đơn chức, hở. 3) Khi tách nước rượu A đơn chức tạo ra chất B. - B là hydrocacbon chưa no (nếu là rượu no thì B là anken). - B là ete. 4) - Oxi hóa rượu bậc 1 tạo ra andehit hoặc axit mạch hở. R-CH2OH R-CH=O hoặc R-COOH - Oxi hóa rượu bậc 2 thì tạo ra xeton: R-CHOH-R' R-CO-R' - Rượu bậc ba không phản ứng (do không có H) 5) Tách nước từ rượu no đơn chức tạo ra anken tuân theo quy tắc zaixep: Tách -OH và H ở C có bậc cao hơn 6) - Rượu no đa chức có nhóm -OH nằm ở cacbon kế cận mới có phản ứng với Cu(OH)2 tạo ra dd màu xanh lam. - 2,3 nhóm -OH liên kết trên cùng một C sẽkhông bền, dễ dàng tách nước tạo ra anđehit, xeton hoặc axit cacboxylic. - Nhóm -OH liên kết trên cacbon mang nối đôi sẽ không bền, nó đồng phân hóa tạo thành anđehit hoặc xeton. CH2=CHOH CH3-CHO CH2=COH-CH3 CH3-CO-CH3. CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN Rượu no Khi đốt cháy rượu : Nếu là hổn hợp rượu cùng dãy đồng đẳng thì số nguyên tử Cacbon trung bình. VD : = 1,6 Þ n1<=1,6 Þ phải có 1 rượu là CH3OH b. Þ x là số nhóm chức rượu ( tương tự với axít) rượu đơn chức no (A) tách nước tạo chất (B) (xúc tác : H2SO4 đđ) . dB/A < 1 Þ B là olêfin . dB/A > 1 Þ A là ete + oxi hóa rượu bậc 1 tạo anđehit : R-CHO R- CH= O + oxi hóa rượu bậc 2 tạo xeton : R- CH – R’ [O] R – C – R’ OH O + rượu bậc 3 không bị oxi hóa. II. PHENOL: - Nhóm OH liên kết trực tiếp trên nhân benzen, nên liên kết giữa O và H phân cực mạch vì vậy hợp chất của chúng thể hiện tính axit (phản ứng được với dd bazơ) - Nhóm -OH liên kết trên nhánh (không liên kết trực tiếp trên nhân benzen) không thể hiện tính axit. CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN a/ Hợp chất HC: A + Na ® H2 Þ x là số nguyên tử H linh động trong – OH hoặc -COOH. b/ Hợp chất HC: A + Na ® muối + H2O Þ Þ y là số nhóm chức phản ứng với NaOH là – OH liên kết trên nhân hoặc – COOH và cũng là số nguyên tử H linh động phản ứng với NaOH. VD : . Þ A có 2 nguyên tử H linh động phản ứng Natri . Þ A có 1 nguyên tử H linh động phản ứng NaOH . nếu A có 2 nguyên tử Oxi Þ A có 2 nhóm OH ( 2H linh động phản ứng Na) trong đó có 1 nhóm –OH nằm trên nhân thơm ( H linh động phản ứng NaOH) và 1 nhóm OH liên kết trên nhánh như HO-C6H4-CH2-OH III. AMIN: - Nhóm hút e làm giảm tính bazơ của amin. - Nhóm đẩy e làm tăng tính bazơ của amin. VD: C6H5-NH2 <NH3<CH3-NH2<C2H5NH2<(CH3)2NH2 (tính bazơ tăng dần) CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN · Þ x là số nhóm chức amin VD: nH+ : namin = 1 :1 Þ amin này đơn chức · CT của amin no đơn chức là CnH2n+3N (n ³ 1) . Khi đốt cháy nH2O > nCO2 Þ nH2O – nCO2 = 1,5 namin . số nguyên tử cacbon Bậc của amin : -NH2 bậc 1 ; -NH- bậc 2 ; -N - bậc 3 IV. ANĐEHIT : 1. Phản ứng tráng gương và với Cu(OH)2 (to) R-CH=O +Ag2O R-COOH + 2Ag R-CH=O + 2Cu(OH)2 R-COOH + Cu2O+2H2O R Nếu R là Hydro, Ag2O dư, Cu(OH)2 dư: H-CHO + 2Ag2O H2O + CO2 + 4Ag H-CH=O + 4Cu(OH)2 5H2O + CO2 + 2Cu2O R Các chất: H-COOH, muối của axit fomic, este của axit fomic cũng cho được phản ứng tráng gương. HCOOH + Ag2O H2O + CO2+2Ag HCOONa + Ag2O NaHCO3 + 2Ag H-COOR + Ag2O ROH + CO2 + 2Ag R Anđehit vừa đóng vai trò chất khử, vừa đóng vai trò chất oxi hóa: + Chất khử: Khi phản ứng với O2, Ag2O/NH3, Cu(OH)2(to) + Chất oxi hóa khi tác dụng với H2 (Ni, to) CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN a. + Trường hợp đặc biệt : H-CH = O phản ứng Ag2O tạo 4mol Ag nhưng %O = 53,33% + 1 nhóm andehyt ( - CH = O ) có 1 liên kết đôi C = O Þ andehyt no đơn chức chỉ có 1 liên kết P nên khi đốt cháy ( và ngược lại) + andehyt A có 2 liên kết P có 2 khả năng : andehyt no 2 chức ( 2P ở C = O) hoặc andehyt không no có 1 liên kết đôi ( 1P trong C = O, 1 P trong C = C). + + + V. AXIT CACBOXYLIC: + Khi cân bằng phản ứng cháy nhớ tính cacbon trong nhóm chức. VD: CnH2n+1COOH + O2(n+1)CO2 + (n+1)H2O + Riêng axit fomic tráng gương, phản ứng với Cu(OH)2 tạo đỏ gạch. R Chú ý axit phản ứng với Cu(OH)2 tạo ra dd màu xanh do có
File đính kèm:
- mot so phuong phap giai hoa hay.doc