Phương pháp giải toán Hóa hữu cơ và vô cơ và một số lưu ý về hợp chất hữu cơ

Nội dung text: Phương pháp giải toán Hóa hữu cơ và vô cơ và một số lưu ý về hợp chất hữu cơ

1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI TỐN HĨA HỮU CƠ và VƠ CƠ & MỘT SỐ LƯU Ý VỀ HỢP CHẤT HỮU CƠ  A-GIẢI NHANH BÀI TỐN TRẮC NGHIỆM VƠ CƠ + 2- 1/ H2SO4 2H + SO4 H2 HCl H+ + Cl- m muối = mKim Loại + mgốc axít 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: 2- + Giải: nH2SO4 =0,05 = n SO4 >nH = 0,1 + 2- 2H + O = 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 thốt 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 hồn tồn trong HCl dư thấy cĩ 8,96 lít khí thốt ra (đkc) v à dd X, cơ 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 2/ Axít + Ocid bazơ ( kể cả ocid bazơ khơng tan) + 2- 2H + O H2O VD1: Fe2O3 a mol Phản ứng dung dịch HCl FexOy b mol 2- + 2- nO = 3a+ by 2H + O H2O 6a+2yb  3a+yb VD2:Hồ tan 2,4 g một oxit sắt vừa đủ 90ml ddHCl 1M. Cơng thức của oxit sắt nĩi trên là: Gọi CTPT oxit sắt là:FexOy a mol nHCl =0,09mol + 2- 2H + O H2O 0,09 0,045 mol nO2- =ay = 0,045 (1) 56a + 16ya = 2,4 (2) xa =0,03 x:y =2:3 CTPT là Fe2O3 3/ Axít + Bazơ ( kể cả bazơ khơng tan) + - H + OH H2O VD: Dung dịch H2SO4 phản ứng với hổn hợp: Fe(OH)3 amol, Al(OH)3 bmol, Cu(OH)2 cmol - + nOH = 3a+3b+2c = nH 4/ Axít + Kim Loại Muối và giải phĩng khí H2 nH+ + M Mn+ + n/2 VD: Na H ½ H2 Al 3H 3/2 H2 VD1:Cho 8.3 g hỗn hợp Al,Fe tác dụng hết với dung dịch HCl. Sau phản ứng khối lượng HCl tăng thêm 7.8 g. Khối lượng mỗi muối tạo ra trong dung dịch và kl mỗi kim loại trong hh Giải;n H2 =(8,3-7,8 ):2 =0,25 1
2. 3/2a+b = 0,25 27a +56 b= 8,3 > a=b= 0,1 mol VD 2: Cho m gam nhơm,Magiê, sắt vào 250 ml dd X chứa hh axít HCl 1M,H2SO4 0,5 M, thu được 0,2375 mol khí H2 và dd Y.Tính pH của dd Y. Giải:n H+bđ=0,25 +0,25.0,5.2 = 0,5 nH+ pư = 0,2375.2=0,475 + + nH dư =0,025 mol CH =0,1 pH =1 5/ CO, H2 khử oxít kim loại sau Al tạo Kim loại + CO2 , H2O o CO + O ( trong oxít) t CO2 o H2 + O ( trong oxít) t H2O VD: Hổn hợp gồm CuO amol Fe2O3 bmol + CO nO(trong oxít) = a+3b CO + O CO2 a+3b  a+3b a+3b VD:Một hỗn hợp X gồm Fe2O3, FeO và MgO cĩ khối lượng là 4,24 g trong đĩ cĩ 1,2 g MgO. Khi cho X phản ứng với CO dư (phản ứng hồn tồn), ta được chất rắn A và hỗn hợp CO và CO2. Hỗn hợp này khi qua nước vơi trong cho ra 5 g kết tủa. Xác định khối lượng Fe2O3, FeO trong hỗn hợp X. Giải: m 2 oxit sắt là: 4,24 –1,2 =3,04 gam > 160 a +72 b =3,04 n CO2 = n O(trong 2 oxit sắt) = 0,05 > 3a +b = 0,05 > a=0,01 ; b= 0,02 6/ Phản ứng giữa 2 ion chỉ xảy ra khi sản phẩm cĩ chất kết tủa, dễ bay hơi, điện li yếu. 2+ 2- VD1: Ca + CO3 CaCO3 + 2- 2H + CO3 H2O + CO2 + 2- 2H + S H2S + - Na + NO3 x khơng xảy ra VD2 : Dung dịch chứa amol AlCl3, bmol CuCl2, cmol NaCl phản ứng dung dịch AgNO3 dư thu dmol kết tủa. Mối liên hệ a,b,c,d - nCl = 3a+2b+c - + nAgCl  = nCl = nAg phản ứng = 3a+2b+c = d Ag+ + Cl- AgCl 7/ Định luật bảo tồn khối lượng: mghổn hợp kim loại + m1 g dung dịch HCl thu được m2 g dung dịch A, m3 g khí B và m4 g rắn khơng tan. Ta cĩ : m + m1 = m2 + m3 + m4 m2 = m + m1 – m3 – m4 8/ Bảo tồn điện tích: Trong 1 dung dịch : Tổng điện tích dương = tổng điện tích âm 3+ 2+ 2- - VD1: Dung dịch chứa amol Al , bmol Ca , cmol SO4 , dmol Cl . Ta co: 3a + 2b = 2c + d VD2: mg hổn hợp Fe, Mg, Zn phản ứng dung dịch HCl dư thu (m+m1) gam muối. mg hổn hợp trên phản ứng dung dịch HCl thu bao nhiêu gam muối? - - - m1 . mmuối clorua = mkim loại + mCl mCl = m1g nCl = mol 35,5 - 2- 2- - . Bảo tồn điện tích: 2Cl SO4 ( 2.nSO4 = nCl ) m m 1 1 35,5 71 m . muối sunfat = m + 1 x 96 71 VD3:Cho m g hỗn hợp Cu, Zn, Fe tác dụng với dung dịch HNO3 lỗng, dư thu được dung dịch A. Cơ cạn dung dịch A thu được (m+62) gam muối khan. Nung hỗn hợp muối khan trên đến khối lượng khơng đổi thu được chất rắn cĩ khối lượng là: - - 2- 2- Giải: n NO3 =62:62 = 1mol > 2NO3 > O . n O =0,5 mol 2
3. 1 mol 0.5 mol m oxit = m kim loại + m O = m + 0,5.16 =( m + 8 ) gam Vídụ 4: Hồ tan hồn tồn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 và a mol Cu2S vào dung dịch HNO3 vừa đủ, thu được dung dịch X chỉ chứa 2 muối sunf và khí NO duy nhất. Giá trị a là: 3+ 2+ 2- Giải: dd gồm:0,12 mol Fe , 2a mol Cu ,(0,24+a) mol SO4 . áp dụng Đlbt điện tích: 3.0,12 +2.2a =2(0,24 +a) a=0,06 9/ Bảo tồn nguyên tố : VD1: Cho 1mol CO2 phản ứng 1,2mol NaOH thu mg muối. Tính m? n - . OH = 1,2 sản phẩm tạo 2 muối n CO2 . Gọi CT 2 muối NaHCO3 amol BT nguyên tố Cacbon: a+b = 1 a= 0,08mol Na2CO3 bmol BT nguyên tố Natri: a+2b = 1,2 b = 0,02mol 0 VD2 : Hổn hợp A gồm FeO a mol, Fe2O3 b mol phản ứng với CO ở t cao thu được hổn hợp B gồm: Fe cmol, FeO dmol, Fe2O3 e mol, Fe3O4 f mol. Mối quan hệ giữa a,b,c,d Ta cĩ : nFe (trong A) = nFe (trong B) a+3b = c + d + 3e + 4f VD 3: Hấp thụ hồn tồn 0,12 mol SO2 vào 2,5 lít dd Ba(OH)2 a mol/l thu được 0,08 mol kết tủa. gí trị của a là bao nhiêu. Giải:n BaCO3 =0,08 n C cịn lại tạo Ba(HCO3)2 = 0,04 nBa(HCO3)2 =0,02 n Ba =n Ba(OH)2 =0,08 + 0,02 =0,1 CM =0,1/2,5 =0,04 M VD 4:Hịa tan 5,6 gam Fe vào dd H2SO4 dư thu dược dd X.dd X phản ứng vừa đủ với V lít dd KMnO4 0,5 M giá trị của V là? Giải: nFe = nFe2+ =0,1 mol nMn2+ = 0,1.1/5=0,02(đlBT electron) V = 0,02:0.5 =0,04 lít 10/ Bảo tồn Electron : . Chỉ sử dụng đối với phản ứng oxi hĩa khử . Phương pháp: + Xác định chất khử + xác định chất oxi hĩa + Viết 2 quá trình + định luật bảo tồn Electron : ne cho = ne nhận VD : 0,3 mol FexOy phản ứng với dd HNO3 dư thu được 0,1mol khí NO. Xác định FexOy. 2y/x +3 2y/x Giải : xFe – ( 3x-2y) xFe nFexOy = 0,3 nFe = 0,3x x = 3 0,3x 0,3(3x-2y) y = 4 hoặc x=y=1 N+5 + 3e N+2 0,3.(3x – 2y) = 0,3 3x – 2y = 1 0,3 0,1 Vậy CTPT : Fe3O4 hoặc FeO 11/ Xác định CTPT chất : VD : 1 oxít của sắt cĩ % mFe chiếm 70%. Xác định CTPT của oxít. x 70/ 56 2 Gọi CT của oxít là: FexOy 0,666 Fe2O3 y 30/16 3 B. HIDROCACBON: CT chung: CxHy (x 1, y 2x+2). Nếu là chất khí ở đk thường hoặc đk chuẩn: x 4. Hoặc: CnH2n+2-2k, với k là số liên kết , k 0. I- DẠNG 1: Hỗn hợp gồm nhiều hidrocacbon thuộc cùng một dãy đồng đẳng.  PP1:Gọi CT chung của các hidrocacbon CnH2n 2 2k (cùng dãy đồng đẳng nên k giống nhau) - Viết phương trình phản ứng - Lập hệ PT giải n , k. - Gọi CTTQ của các hidrocacbon lần lượt là C H ,C H và số mol lần lần lượt là n1 2n1 2 k n2 2n2 2 k a1,a2 . 3
4. n a n a Ta cĩ: + n 1 1 2 2 a1 a2 + a1+a2+ =nhh Ta cĩ đk: n1 0 12x 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 TỐN HỖN HỢP Khi giải bài tốn hh nhiều hydrocacbon ta cĩ thể cĩ nhiều cách gọi : - Cách 1 : Gọi riêng lẻ, cách này giải ban đầu đơn giản nhưng về sau khĩ giải, dài, tốn thời gian. C H - Cách 2: Gọi chung thành một cơng thức x y hoặc CnH2n 2 2k (Do các hydrocacbon khác dãy đồng đẳng nên k khác nhau) Phương pháp: Gọi Ct chung của các hydrocacbon trong hh là (nếu chỉ đốt cháy hh) hoặc CxHy CnH2n 2 2k (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 x, y hoặc n,k + Nếu là x, y ta tách các hydrocacbon lần lượt là C H ,C H x1 y1 x 2 y 2 Ta cĩ: a1+a2+ =nhh x a x a x 1 1 2 2 a1 a 2 y a y a y 1 1 2 2 a1 a 2 Nhớ ghi điều kiện của x1,y1 + x1 1 nếu là ankan; x1 2 nếu là anken, ankin; x1 3 nếu là ankadien Chú ý: + Chỉ cĩ 1 hydrocacbon duy nhất cĩ số nguyên tử C=1 nĩ là CH4 (x1=1; y1=4) 4
5. + Chỉ cĩ 1 hydrocacbon duy nhất cĩ số nguyên tử H=2 nĩ là C2H2 (y2=4) (khơng học đối với C4H2). Các ví dụ: IV. CÁC PHẢN ỨNG DẠNG TỔNG QUÁT: 1. Gọi CT chung của các hydrocacbon là CnH2n 2 2k o a.Phản ứng với H2 dư (Ni,t ) (Hs=100%) o k Ni ,t CnH2n 2 2k + H2   CnH2n 2 hỗn hợp sau phản ứng cĩ ankan và H2 dư Chú ý: Phản ứng với H2 (Hs=100%) khơng biết H2 dư hay hydrocacbon dư thì cĩ thể dựa vào M của hh sau phản ứng. Nếu M <26 hh sau phản ứng cĩ H2 dư và hydrocacbon chưa no phản ứng hết b.Phản ứng với Br2 dư: CnH2n 2 2k + k Br2  CnH2n 2 kBr2k c. Phản ứng với HX CnH2n 2 2k + k HX  CnH2n 2 kXk d.Phản ứng với Cl2 (a's'k't') + k Cl C H Cl xHCl CnH2n 2 2k 2  n 2n 2 2k k e.Phản ứng với AgNO3/NH3 NH3 2 CnH2n 2 2k +xAg2O   x CnH2n 2 2k xAgx xH2O 2) Đối với ankan: ASKT CnH2n+2 + xCl2  CnH2n+2-xClx + xHCl ĐK: 1 x 2n+2 Crackinh CnH2n+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 500o C 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 Ni ,t o 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 ngồi vịng benzen. n Phản ứng với dd Br2 Br2 là số liên kết ngồi vịng benzen. nhydrocacbon + Cách xác định số lk trong vịng: n o H 2 Phản ứng với H2 (Ni,t ):  n hydrocacbon * với là số lk nằm ngồi vịng benzen *  là số lk trong vịng benzen. Ngồi ra cịn cĩ 1 lk tạo vịng benzen số lk tổng là + +1. VD: hydrocacbon cĩ 5 trong đĩ cĩ 1 lk tạo vịng benzen, 1lk ngồi vịng, 3 lk trong vịng. Vậy nĩ cĩ k=5 CTTQ là CnH2n+2-k với k=5 CTTQ là CnH2n-8 CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN 5
6. 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)Cơng thức chung của dãy đồng đẳng là: b) Cơng 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 brơm dư,thấy cĩ 16 brơm phản ứng.Hai anken là 4,6 Giải:n Br2= 0,1 =n 2anken >số nguyên tử cacbon trung bình = 0,1.14 =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 PHƯƠNG PHÁP: + Ban đầu đưa về dạng phân tử + Sau đĩ đưa về dạng tổng quát (cĩ nhĩm chức, nếu cĩ) + Dựa vào điều kiện để biện luận. VD1: Biện luận xác định CTPT của (C2H5)n CT cĩ dạng: C2nH5n Ta cĩ 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 cĩ dạng: CnH2nCln Ta cĩ ĐK: + Số nguyên tử H 2 số nguyên tử C + 2 - số nhĩm 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 nĩ khơng làm mất màu nước brom. CT cĩ dạng: C4nH5n, nĩ khơng làm mất màu nước brom nĩ 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.  Chú ý các qui tắc: + Thế halogen vào ankan: ưu tiên thế vào H ở C bậc cao. + Cộng theo Maccơpnhicơp vào anken + Cộng H2, Br2, HX theo tỷ lệ 1:1 vào ankađien. + Phản ứng thế Ag2O/NH3 vào ankin. + Quy luật thế vào vịng benzen + Phản ứng tách HX tuân theo quy tắc Zaixep. C. NHĨM CHỨC I- RƯỢU: 1) Khi đốt cháy rượu: n n rượu này no, mạch hở. H 2O CO 2 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. - d B / A 1 B là hydrocacbon chưa no (nếu là rượu no thì B là anken). - dB/ A 1 B là ete. 6
7. 4) - Oxi hĩa rượu bậc 1 tạo ra andehit hoặc axit mạch hở. R-CH2OH  [O] R-CH=O hoặc R-COOH - Oxi hĩa rượu bậc 2 thì tạo ra xeton: R-CHOH-R'  [O] R-CO-R' - Rượu bậc ba khơng phản ứng (do khơng cĩ H) 5) Tách nước từ rượu no đơn chức tạo ra anken tuân theo quy tắc zaixep: Tách -OH và H ở C cĩ bậc cao hơn 6) - Rượu no đa chức cĩ nhĩm -OH nằm ở cacbon kế cận mới cĩ phản ứng với Cu(OH)2 tạo ra dd màu xanh lam. - 2,3 nhĩm -OH liên kết trên cùng một C sẽkhơng bền, dễ dàng tách nước tạo ra anđehit, xeton hoặc axit cacboxylic. - Nhĩm -OH liên kết trên cacbon mang nối đơi sẽ khơng bền, nĩ đồng phân hĩa tạo thành anđehit hoặc xeton. CH2=CHOH  CH3-CHO CH2=COH-CH3  CH3-CO-CH3. CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN Rượu no a. Khi đốt cháy rượu :n n rượu này là rượu no H 2O CO2 nCO n n n số nguyên tử cácbon 2 H 2O CO2 rượu phản ứng n rượu Nếu là hổn hợp rượu cùng dãy đồng đẳng thì số nguyên tử Cacbon trung bình. VD : n = 1,6 n1 1 A là ete 0 d. + oxi hĩa rượu bậc 1 tạo anđehit : R-CHO Cu,t R- CH= O + oxi hĩa rượu bậc 2 tạo xeton : R- CH – R’ O R – C – R’ OH O + rượu bậc 3 khơng bị oxi hĩa. II. PHENOL: - Nhĩm 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) OH ONa + NaOH + H2O - Nhĩm -OH liên kết trên nhánh (khơng liên kết trực tiếp trên nhân benzen) khơng thể hiện tính axit. CH2OH + NaOH không phản ứng CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN nH 2 x a/ Hợp chất HC: A + Na H2 x là số nguyên tử H linh động trong – OH hoặc - nA 2 COOH. 7
8. nNaOH phản ứng b/ Hợp chất HC: A + Na muối + H2O y y là số nhĩm chức phản ứng với nA NaOH là – OH liên kết trên nhân hoặc – COOH và cũng là số nguyên tử H linh động phản ứng với NaOH. n VD : . H 2 1 A cĩ 2 nguyên tử H linh động phản ứng Natri n A n . NaOH 1 A cĩ 1 nguyên tử H linh động phản ứng NaOH nA . nếu A cĩ 2 nguyên tử Oxi A cĩ 2 nhĩm OH ( 2H linh động phản ứng Na) trong đĩ cĩ 1 nhĩm –OH nằm trên nhân thơm ( H linh động phản ứng NaOH) và 1 nhĩm OH liên kết trên nhánh như HO-C6H4-CH2-OH III. AMIN: - Nhĩm hút e làm giảm tính bazơ của amin. - Nhĩm đẩy e làm tăng tính bazơ của amin. VD: C6H5-NH2 nCO2 nH2O – nCO2 = 1,5 namin n CO 2 . số nguyên tử cacbon namin Bậc của amin : -NH2 bậc 1 ; -NH- bậc 2 ; -N - bậc 3 IV. ANĐEHIT : o 1. Phản ứng tráng gương và với Cu(OH)2 (t ) o ddNH3,t R-CH=O +Ag2O  R-COOH + 2Ag to R-CH=O + 2Cu(OH)2  R-COOH + Cu2O +2H2O  Nếu R là Hydro, Ag2O dư, Cu(OH)2 dư: o ddNH3,t H-CHO + 2Ag2O  H2O + CO2 + 4Ag to H-CH=O + 4Cu(OH)2  5H2O + CO2 + 2Cu2O  Các chất: H-COOH, muối của axit fomic, este của axit fomic cũng cho được phản ứng tráng gương. o ddNH3,t HCOOH + Ag2O  H2O + CO2+2Ag  o ddNH3,t HCOONa + Ag2O  NaHCO3 + 2Ag  o ddNH3,t H-COOR + Ag2O  ROH + CO2 + 2Ag   Anđehit vừa đĩng vai trị chất khử, vừa đĩng vai trị chất oxi hĩa: o + Chất khử: Khi phản ứng với O2, Ag2O/NH3, Cu(OH)2(t ) o + Chất oxi hĩa khi tác dụng với H2 (Ni, t ) CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN nAg a. 2x x là số nhóm chức andehyt. nanđehyt + Trường hợp đặc biệt : H-CH = O phản ứng Ag2O tạo 4mol Ag nhưng %O = 53,33% 8
9. + 1 nhĩm andehyt ( - CH = O ) cĩ 1 liên kết đơi C = O andehyt no đơn chức chỉ cĩ 1 liên kết  nên khi đốt cháy n n ( và ngược lại) H2 O CO2 + andehyt A cĩ 2 liên kết  cĩ 2 khả năng : andehyt no 2 chức ( 2 ở C = O) hoặc andehyt khơng no cĩ 1 liên kết đơi ( 1 trong C = O, 1  trong C = C). nCu O b. + 2 x x là số nhóm chức andehyt n andehyt nCu(OH) phản ứng + 2 2x x là số nhóm chức andehyt n andehyt n phản ứng + H2 x x là ( số nhóm chức andehyt số liên kết đôi() C C) nandehyt V. AXIT CACBOXYLIC: + Khi cân bằng phản ứng cháy nhớ tính cacbon trong nhĩm chức. 3n 1 VD: CnH2n+1COOH + ( ) O2  (n+1)CO2 + (n+1)H2O 2 + Riêng axit fomic tráng gương, phản ứng với Cu(OH)2 tạo  đỏ gạch. 2+  Chú ý axit phản ứng với Cu(OH)2 tạo ra dd màu xanh do cĩ ion Cu + Cộng HX của axit acrylic, axit metacrylic, andehit acrylic nĩ trái với quy tắc cộng Maccopnhicop: VD: CH2=CH-COOH + HCl  ClCH2-CH2-COOH + Khi giải tốn về muối của axit cacboxylic khi đốt cháy trong O2 cho ra CO2, H2O và Na2CO3 t y t VD : CxHyOzNat + O2  (x ) CO2 + H2O + Na2CO3 2 2 2 CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN n - phản ứng OH x x là số nhóm chức axít ( - COOH) naxít Chí cĩ axít fomic ( H-COOH) tham gia phản ứng tráng gương Đốt axít : Ta cĩ : n n axít trên no đơn chức. ( và ngược lại) CT : C H O H 2O CO2n 2n 2 nH sinh ra x 2 x là số nhóm chức axít ( phản ứng kim loại) naxít 2  Lưu ý khi giải tốn : + Số mol Na (trong muối hữu cơ) = số mol Na (trong Na2CO3) (bảo tồn nguyên tố Na) + Số mol C (trong Muối hữu cơ) = số mol C (trong CO2) + Số mol C (trong Na2CO3) (bảo tồn nguyên tố C)  So sánh tính axit : Gốc hút e làm tăng tính axit, gốc đẩy e làm giảm tính acit của axit cacboxylic. VI. ESTE :  cách viết CT của một este bất kì : x y Este do axit x chức và rưỡu y chức : Ry(COO)x.yR’x .  Nhân chéo x cho gốc hidrocacbon của rượu và y cho gốc hdrocacbon của axit.  x.y là số nhĩm chức este. VD : - Axit đơn chức + rượu 3 chức : (RCOO)3R’ - Axit 3 chức + rượu đơn chức : R(COO-R’)3 1. ESTE ĐƠN CHỨC : o Este + NaOH  t Muối + rượu Este + NaOH  1 muối + 1 anđehit este này khi phản ứng với dd NaOH tạo ra rượu cĩ nhĩm -OH liên kết trên cacbon mang nối đơi bậc 1, khơng bền đồng phân hĩa tạo ra anđehit. to VD: R-COOCH=CH2 + NaOH  R-COONa + CH2=CH-OH Đp hĩa CH3-CH=O 9
10. Este + NaOH  1 muối + 1 xeton este này khi phản ứng tạo rượu cĩ nhĩm OH liên kết trên cacbon mang nối đơi bậc 2 khơng bền đồng phân hĩa tạo xeton. to RCOOC=C H2 + NaOH  R-COONa + CH2=CHOH-CH3 CH3 Đp hĩa CH3-CO-CH3 Este + NaOH  2muối +H2O Este này cĩ gốc rượu là đồng đđẳng của phenol hoặc phenol VD : to RCOO + 2NaOH  RCOONa + C6H5ONa + H2O ( do phenol cĩ tính axit nên phản ứng tiếp với NaOH tạo ra muối và H2O) Este + NaOH  1 sản phẩm duy nhất Este đơn chức 1 vịng C O to R +NaOH  R COONa O OH CÁCH XÁC ĐỊNH SỐ NHĨM CHỨC ESTE : n  NaOH(phản ứng) là số nhĩm chức este (trừ trường hợp este của phenol và đồng đẳng nEste của nĩ) nNaOHcần <2neste(este phản ứng hết) Este này đơn chứcvà NaOH cịn dư.  Este đơn chức cĩ CTPT là : CxHyO2 R-COOR’ ĐK : y 2x Ta cĩ 12x+y+32 = R + R’ + 44. Khi giải bài tốn về este ta thường sử dụng cả hai cơng thức trên. + Ct CxHyO2 dùng để đốt cháy cho phù hợp. + CT R-COOR’ dùng để phản ứng với NaOH CT cấu tạo của este.  Hỗn hợp este đơn chức khi phản ứng với NaOH tạo 1 muối + 2 rượu đơn chức 2 este này cùng gốc axit và do hai rượu khác nhau tạo nên. R COOR Vậy cơng thức 2 este là R-COO R' giải R,R’ ; ĐK : R1< R'<R2 CT 1 CxHyO2 R COOR 2  Hỗn hợp este đơn chức khi phản ứng với NaOH tạo ra 3 muối + 1 rượu 3 este này cùng gốc rượu và do 3 axit tạo nên. R1COOR' CT 3 este là R COOR’ CT 3este R COOR' 2 CxH yO2 R 3COOR' Hỗn hợp este khi phản ứng với NaOH  3 muối + 2 rượu đều đơn chức CTCT của 3este là R COO R' (trong đĩ 2 este cùng gốc rượu) R1COOR1' CT 3este là: R 2COOR1' CxH yO2 R 3COOR 2 '  Hỗn hợp 2 chất hữu cơ đơn chức khi phản ứng với NaOH thu được 1 muối + 1 rượu : Cĩ 3 trường hợp xảy ra : RCOOH + TH1 : 1 axit + 1 rượu R'OH RCOOH + TH2 : 1 axit + 1 este (cùng gốc axit) RCOOR' R'OH + TH3 : 1 rượu + 1 este (cùng gốc rượu) RCOOR' 10
11.  Hỗn hợp hai chất hữu cơ khi phản ứng với dd NaOH thu được hai muối + 1 rượu (đều đơn chức). Cĩ hai trường hợp : RCOOH + TH1 : 1 axit + 1 este RCOOR' R1COOR' + TH2 : 2 este (cùng gốc rượu) : RCOO R'. R 2COOR' Hỗn hợp hai chất hữu cơ đơn chức khi phản ứng với dd NaOH thu được 1 muối + 2 rượu. Cĩ hai trường hợp : R'OH + TH1 : 1 rượu + 1 este RCOOR' RCOOR1 + TH 2 : 2 este cùng gốc axit RCOOR 2  Lưu ý : Nếu giả thiết cho các hợp chất hữu cơ đồng chức thì mỗi phần trên chỉ cĩ 1 trường hợp là hh 2 este (cùng gốc rượu hoặc cùng gốc axit). 2. ESTE ĐA CHỨC : a) - Do axit đa chức + rượu đơn chức : R(COOR’)x (x 2) - Nếu este này do axit đa chức + rượu đơn chức (nhiều rượu) : R(COO R')x - Nếu este đa chức + NaOH  1 muối+2rượu đơn chức este này cĩ tối thiểu hai chức. COOR VD : 1 COOR1 (3 chức este mà chỉ thu được 2 rượu) R R COOR1 COOR2 COOR2 - Nếu este này cĩ 5 nguyên tử oxi este này tối đa hai chức este (do 1 chức este cĩ tối đa hai nguyên tử oxi) b) - Do axit đơn + rượu đa : (RCOO)yR’ (y 2) + Tương tự như phần a. c) Este do axit đa + rượu đa : Ry(COO)x.yR’x (ĐK : x,y 2) nếu x=y CT : R(COO)xR’ Khi cho este phản ứng với dd NaOH ta gọi Ct este là RCOOR’ nhưng khi đốt ta nên gọi CTPT là CxHyO2 (y 2x) vì vậy ta phải cĩ phương pháp đổi từ CTCT sang CTPT để dễ giải. VD : este 3 chức do rượu no 3 chức + 3 axit đơn chức (cĩ 1 axit no, iaxit cĩ 1 nối đơi, 1 axit cĩ một nối ba) (este này mạch hở) Phương pháp giải : + este này 3 chức Pt cĩ 6 nguyên tử Oxi + Số lkết : cĩ 3 nhĩm –COO- mỗi nhĩm cĩ 1 lk 3 . + Số lk trong gốc hydrocacbon khơng no là 3 ( 1 trong axit cĩ 1 nối đơi, 2 trong axit cĩ 1 nối ba) CT cĩ dạng : CnH2n+2-2kO6 với k=6 CT : CnH2n-10O6. + Gọi CTCT là : CmH2m+1COO Cm+x+y+a+3H2m+2x+2y+2a-4O6 CxH2x-1COO CaH2a-1 CyH2y-3COO Đặt : n=m+x+y+a+3 CnH2n-10O6  Chú ý : Phản ứng este hĩa giữa axit và rượu : (phản ứng khơng hồn tồn) + Rượu đa chức + axit đơn chức : H+, to xRCOOH + R’(OH)n (RCOO)xR’(OH)(n-x) + xH2O Điều kiện : 1 x n + Rượu đơn + axit đa : + (COOR') R(COOH) + xR’OH H , t o x + xH O n R 2 Điều kiện : 1 x n (COOH)  Ngồi ra cịn những este đăc biệt khác : (n-x)  Este do rượu đa, axit đa và axit đơn : 11
12. VD : COO R" Khi phản ứng với NaOH tạo ra R(COONa) , R’COONa và R’’(OH) R COO 2 3 R' COO Hoặc este + NaOH  muối của axit đa + rượu đa và rượu đơn VD : COO R' R COO khi cho phản ứng với NaOH cho R(COONa)3 + R’(OH)2 + R’’OH COO R" Este do axit tạp chức tạo nên : VD : R-COO-R’-COO-R’’ khi phản ứng NaOh tạo : R-COONa, và R’’OH R' COONa VD : COO OH R R khi phản ứng với NaOH tạo : R' COONa OOC OH CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN : 0 Este + NaOH  t muối + nước n phản ứng NaOH x x là số nhóm chức este trừ trường hợp đặc biệt este của phenol neste ( và đồng đẳng cuả nó). t 0 VD: CH3 – COOC6H5 + NaOH  CH3 – COONa + C6H5ONa + H2O Đốt cháy este : n n este này no đơn chức CT là C H O H 2O CO2 n 2n 2 VII. BIỆN LUẬN XÁC ĐỊNH CƠNG THỨC CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ CĨ NHĨM CHỨC CT chung : CnH2n+2-x-2kXx với X là nhĩm chức hĩa học : -OH, -CHO, -COOH, -NH2  Giả thiết cho CT dạng phân tử và một số tính chất của hợp chất hữu cơ.  Phương pháp :- Đưa CTPT về dạng CTCT cĩ nhĩm chức của nĩ. - Đặt điều kiện theo cơng thức chung : + Nếu no : k=0 thì ta luơn cĩ số nguyên tử H = 2 số nguyên tử C + 2 – số nhĩm chức. + Nếu khơng cho no thì ta cĩ : số nguyên tử H 2 số nguyên tử C + 2 – số nhĩm chức. VD1 : Một rượu no cĩ cơng thức là (C2H5O)n. Biện luận để xác định CTPTcủa rượu đĩ. + Đưa CT trên về dạng cấu tạo : (C2H5O)n C2nH4n(OH)n + Đặt ĐK : số nguyên tử H = 2 số nguyên tử C + 2 – số nhĩm chức 4n=2.2n+2-n n=2 Ct rượu là C4H8(OH)2 VD2 : Một axit hữu cơ cĩ CTPT là (C4H3O2)n, biết rằng axit hữu cơ này khơng làm mất màu dd nước brom. Xác định CTCT của axit ? + Đưa về dạng cấu tạo : (C4H3O2)n C4nH3nO2n C3nH2n(COOH)n + Do axit hữu cơ này khơng làm mất màu nước brom nên cĩ 2 trường hợp :  Axit này no : (k=0) loại vì theo ĐK : H=2C+2-số nhĩm chức 2n=6n+2-n n<0.  Axit này thơm : k=4 (do 3 lk tạo 3 lk đơi C=C và một lk tạo vịng benzen) ĐK : H=2C+2-2k-số nhĩm chức 2n=6n+2-8-n n=2. Vậy Ct của axit là C6H4(COOH)2 (vẽ CTCT : cĩ 3 CT). 12