Đang tải... (xem toàn văn)
giải quyết vấn đề đồng phân trong hoá hữu cơ giải quyết vấn đề đồng phân trong hoá hữu cơ giải quyết vấn đề đồng phân trong hoá hữu cơ giải quyết vấn đề đồng phân trong hoá hữu cơ giải quyết vấn đề đồng phân trong hoá hữu cơ giải quyết vấn đề đồng phân trong hoá hữu cơ giải quyết vấn đề đồng phân trong hoá hữu cơ giải quyết vấn đề đồng phân trong hoá hữu cơ giải quyết vấn đề đồng phân trong hoá hữu cơ giải quyết vấn đề đồng phân trong hoá hữu cơ giải quyết vấn đề đồng phân trong hoá hữu cơ giải quyết vấn đề đồng phân trong hoá hữu cơ giải quyết vấn đề đồng phân trong hoá hữu cơ giải quyết vấn đề đồng phân trong hoá hữu cơ
Trường THPT Số 2 Đức Phổ Giáo Viên: Nguyễn Chí Thanh Sáng Kiến Kinh Nghiệm Trang 1 PHẦN I: MỞ ĐẦU I. Lý Do Chọn Đề Tài: “Đồng Phân” là vấn đề khó, rộng và sun suốt chương trình hóa hữu cơvì nó liên quan đến “cấu tạo hóa học”, “tính chất của chất”, “sự biến đổi chất này thành chất khác” là những vấn đề then chốt của bộ mơn hóa học. Vấn đề đồng phân ln được quan tâm nhiều ở chương trình học, đề kiểm tra, đề thi tuyển sinh Đại học-Cao đẳng trong các năm qua. Mâu thuẫn giửa bài làm của học sinh với đáp án của đề thi. Sự lúng túng của học sinh khơng biết mình xác định đúng, đủ số lượng các chất hay chưa, làm thế nào để xác định đúng, đủ các chất đó một cách nhanh chóng. Để đáp ứng u cầu chạy đua thời gian với hình thức thi trắc nghiệm hiện nay, với nhưng trăn trở của học sinh nhưđã nêu, cùng với sự u mến nghề nghiệp tơi xin được đóng góp một phần nhỏ kinh nghiệm của mình để góp phần giải quyết các tồn tại nhưđã trình bày, đồng thời để hạn chế tối đa nhưng sai lầm về kiến thức khi giảng dạy bộ mơn hóa học của mình. Tơi đã chon đề tài: “Giải Quyết Vấn Đề Đồng Phân Trong Hóa Hữu Cơ” II. Phạm Vi Dề Tài: Chỉ nghiên cứu các vấn đề đồng ở bộ mơn hóa hữu cơcủa chương trình THPT. Đối tượng là các vấn đề đồng phân dễbị thiếu sót, nhầm lẩn, gây khó khăn đối với học sinh lớp 11, lớp 12, học sinh luyện thi đại học. III. Định Nghĩa Một Số Từ Viết Tắc Trong Đề Tài: - NTL : Ngun tố lạ ! (là ngun tố khác C và H ) - CTPT : Cơng thức phân tử. - CTCT : Cơng thức cấu tạo. - đp : Đồng phân. - mp : Mặt phẳng. - # hay : Khác. - hchc: Hợp chất hữ cơ - h/s Học sinh. - lk: Liên kết. - TH: Trường hợp. Nitro PDF Trial www.nitropdf.com Trường THPT Số 2 Đức Phổ Giáo Viên: Nguyễn Chí Thanh Sáng Kiến Kinh Nghiệm Trang 2 PHẦN II: NỘI DUNG I. CơSở Lý Thuyết Liên Quan Đến Vấn Đề Đồng Phân: I.1. Khái niệm “Đồng Đẳng” và ý nghĩa: I.1.a. Khái niệm chất đồng đẳng “Đồng đẳng” là những chất có thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhóm CH 2 (nhóm metilen) nhưng có tính chất hóa học tương tự nhau. Các chất đồng đẳng hợp thành một dãy gọi là dãy đồng đẳng của các chất đó. Lưu ý: Các chất cùng một dãy đồng đẳng thì phải tương tự về cấu tạo hóa học và tính chất hóa học. Phân tử khối các chất đồng đẳng liên tiếp nhau lập thành một cấp số cộng với cơng sai d = 14. Ví dụ: Các chất CH 3 OH, CH 3 CH 2 OH CH 3 (CH 2 ) x OH (x 0) đều thuộc một dãy đồng đẳng. I.1.b. Ý nghĩa đồng đẳng: ▬ Nếu biết được 1 chất cụ thể trong dãy đồng đẳng thì ta sẽ tìm được cơng thức chung cho dãy đồng đẳng của chúng. Ví dụ1: Tìm cơng thức chung cho dãy đồng đẳng của ancol metylic có cơng thức CH 3 OH Gợi ý: Ta có: CH 3 OH => các chất đồng đẳng có dạng CH 3 (CH 2 ) x OH hay C 1+x H 3+2x OH Đặt n = 1+x thì => C n H 2n+1 OH vì x 0 => n 1. Vậy C n H 2n+1 OH , n 1 là cơng thức chung cho dãy đồng đẳng của ancol metylic. ▬ Những chất trong cùng một dãy đồng đẳng có tính chất tương tự nhau, do đó bài tốn hỗn hợp các chất đồng đẳng được giải quyết bởi cơng thức chung. Ví dụ2: Cho 13,4 (g) hỗn hợp hai ancol X, Y cùng một dãy đồng đẳng phản ứng hết với Na thu được 2,24 lít H 2 (đktc). Hai ancol X, Y là A. CH 3 OH và C 2 H 5 OH B. C 2 H 5 OH và C 3 H 7 OH C. CH 3 OH và C 3 H 7 OH D. C 2 H 5 OH và C 4 H 9 OH Gợi ý: (đề khó là khơng cho biết thơng tin về 2 ancol, nhưng thơng tin đó lộ ra ở đáp án) Nhìn đáp án ta đặt cơng thức chung cho X, Y là OHHC nn 12 hay OHR , a mol Bảo tồn ngun tố hidro linh động ta có: a.1 = n H2 .2 = 0,2 mol => hh hh n m M = 2,0 4,13 = 67 => Đáp án đúng phải có ancol có M > 67 (C 5 ) => chọn D 32 46 74 8860 C n H 2n+1 OH , n > 1 ) CH 4 O C 2 C 3 C 4 C 5 ( Để ý: Đã thuộc phân tử khối: I.2. Khái niệm chất đồng phân “Đồng phân” là những chất khác nhau nhưng có cùng cơng thức phân tử. Lưu ý: Những chất là đồng phân của nhau tuy có cùng cơng thức phân tử nhưng có cấu tạo hóa học khác nhau. I.3. Phân loại đồng phân (khơng xét đồng phân quang học, đồng phân cấu dạng) Đồng Phân (cùng CTPT) đp cấu tạo đp lập thể khác CTCT khác Cấu trúc không gian Cùng CTCT đp mạch C ( do mạch C thay đổi: (không nhánh, có nhánh, mạch vòng) đpnhóm chức ( do sự thay đổi vềbản chất nhómchức) đp vò trí (do sự thaôi vò trí nhóm chức, vò trí (số lượng) liên kết pi trên mạch C) đphình học (các nhón thế lớn nằm khác phía đối với mp liên kết pi) (các nhón thế lớn nằm cùng phía đối với mp liênkết pi) đp cis- đp trans- C = C A B a b C = C A B a b A # a B # b A # a B # b ? Không xét Lưu ý: Điều kiện để có đồng phân hình học: Nitro PDF Trial www.nitropdf.com Trường THPT Số 2 Đức Phổ Giáo Viên: Nguyễn Chí Thanh Sáng Kiến Kinh Nghiệm Trang 3 + Phải có liên kết đơi giửa hai ngun tử C ( C = C ) + Mỗi ngun tử C mang liên kết đơi phải liên kết với hai nhóm thế khác nhau Ví dụ: Ở sơđồ trên để có đồng phân hình học thì A a và B b I.4. Khái niệm hóa trị của nhóm chức Nhóm chức hóa trị một ( hai, ba ) là nhóm chức có khả năng tạo được một (hai, ba) liên kết cộng hóa trị với ngun tử hay nhóm ngun tử khác. ▬ Nhóm chức hóa trị một gồm: -Cl; -OH; -CH=O; -COOH ; -NH 2 ; -C CH ; RCOO- ▬ Nhóm chức hóa trị hai gồm: -O- ; -CO- ; -NH- ▬ Nhóm chức hóa trị ba gồm: l N (amin bậc ba) I.5. Độ bất bảo hòa (tổng số liên kết trong một phân tử chất hữu cơ) kí hiệu: a I.5.a. Cách thành lập cơng thức tính a trong chất hữu cơ (A) C x H y O z N t Cl v Theo “thuyết cấu tạo hóa học” ta rút ra một số nhận xét sau: + Số electron hóa trị của ngun tử C, N, O, H, halogen lần lượt là 4, 3, 2, 1, 1 (Để ý : trên N vẫn còn 1 cặp e hóa trị chưa liên kết) => số e hóa trị = 4x+ y+ 2z+ 3t +1v + Mỗi liên kết cộng hóa trị (liên kết , ) được thực hiện bằng 2 electron hóa trị + Số liên kết giửa các ngun tử trong phân tử = số ngun tử - 1 => số e hóa trị tạo liên kết (trong A) = (x + y + z + t + v – 1).2 + Gọi a là tổng số liên kết trong phân tử => số e hóa trị tạo liên kết = 2.a Vì: số e hóa trị ban đâu = số e hóa trị tạo liên kết + số e hóa trịtạo liên kết nên ta có: 4x + y + 2z + 3t + v = (x + y + z + t + v – 1).2 + 2.a Hay: a = 2 )()22( vytx () Vậy là biểu thức tính số liên kết trong phân tử C x H y O z N t Cl v , với N có hóa trị 3 Nếu N sử dụng 5 e hóa trị thì N phải ở dạng hợp chất ion (NH 4 , R-NH 3 , NO 3 ) thì số liên kết trong hợp chất ion = a + 1 hay a (chất ion) = 2 )()2()22( vytx Để ý: Một liên kết tương ứng với một vòng no (sự khép vòng cũng cần 2 e hóa trị) Vậy có thể xem a = số liên kết + số vòng no. I.5.b. Ý nghĩa của a (tổng số liên kết ) ▬ Biết a , ta có thể suy đón được cấu tạo hóa học của hợp chất hữu cơ(liên kết đơn, liên kết đơi , liên kết ba, mạch hở , mạch vòng, vòng thơm ) Ví dụ1: C 3 H 6 (a =1) => C 3 H 6 có 1 hay 1 vòng no. Vậy C 3 H 6 có 2 đồng phân cấu tạo là propen và xiclo propan Ở đây học sinh dểqn trường hợp mạch vòng ! ▬ Biết a , ta có thể viết đúng , đủ số lượng các đồng phân cấu tạo, ví dụ (2x +2) +t - (y+v) 2 nếu a =0 <=> phântử A: no ( chỉ có liên kết đơn) nếua =1 <=> phân tử A: có 1liên kết pi (C=C,C=O …) có 1vòng no.(xiclo) nếu a =2 <=>phân tử A: có 1 lkba(C C, C N) có 2 lk đôi (C=C=C, C=C- C=O …) có 1 lk đôi +1 vòng no( , C =C ) có 2 vòng no( a= , , ) Tổngsố lk pi + Số vòngno ▬ Biết a , biết số ngun tố lạta có thể suy đón loại nhóm chức trong chất A Ví dụ2: Xét chất A mạch hở: C x H y O z , a= 2 22 yx , ngun tố lạ ở đây là ngun tố oxi => y = 2x+2- 2a, nếu đặt x = n thì A là C n H 2n+2-2a O z . Nitro PDF Trial www.nitropdf.com Trường THPT Số 2 Đức Phổ Giáo Viên: Nguyễn Chí Thanh Sáng Kiến Kinh Nghiệm Trang 4 Nếu a = 0, z = 1 (0 + 1 oxi) => A (C n H 2n+2 O) có 2 trường hợp là: (1) Ancol no, đơn chức, mạch hở (số C 1) ví dụ: CH 3 -OH (2) Ete no, đơn chức, mạch hở (số C 2) ví dụ: CH 3 -O-CH 3 Ví dụ3: C 4 H 10 O (0 +1oxi) có 7 đồng phân cấu tạo mạch hở: 4 ancol và 3 ete. C - C - C - C C - C - C C - OH C C C C C C C C -O - "Nhóm chư ùc hóa trò II" Ở đây học sinh thường qn 3 đồng phân ete ! Nếu a = 1, z = 1 (1 + 1 oxi) => A (C n H 2n O) có 4 trường hợp là: (1) Anđehit no, đơn chức, mạch hở (số C 1) ví dụ: HCH=O (2) Xeton no, đơn chức, mạch hở (số C 3) ví dụ: CH 3 -CO-CH 3 (3) Ancol khơng no (1 ), đơn chức, mạch hở (số C 3) ví dụ: HO-CH 2 -CH=CH 2 (4) Ete khơng no (1 ), đơn chức, mạch hở (số C 3) ví dụ: CH 3 -O-CH=CH 2 Ví dụ4: C 3 H 6 O (1 +1oxi) có 4 đồng phân cấu tạo mạch hở: 1 anđehit,1 xeton,1ancol khơng no(1 ), 1 ete khơng no (1 ). Anđehit: CH 3 -CH 2 -CH=O ; Xeton: CH 3 -CO-CH 3 Ancol khơng no: HO-CH 2 -CH=CH 2 ; Ete khơng no: CH 3 -O-CH=CH 2 Ở đây học sinh thường qn hai trường ancol, ete khơng no ! Nếu a = 1, z = 2 (1 + 2 oxi) => A (C n H 2n O 2 ) có 9 trường hợp là: (1) Axit no, đơn chức, mạch hở (số C 1) ví dụ: HCOOH (2) Este no, đơn chức, mạch hở (số C 2) ví dụ: HCOO-CH 3 (3) Tạp chức 1 anđehit + 1 ancol no, mạch hở(sốC 2) ví dụ: HO-CH 2 -CH=O (4) Tạp chức 1 anđehit + 1 ete no, mạch hở (số C 3) ví dụ: CH 3 -O-CH 2 -CH=O (5) Tạp chức 1 xeton + 1 ancol no, mạch hở (số C 3) ví dụ: HO-CH 2 -CO-CH 3 (6) Tạp chức 1 xeton + 1 ete no, mạch hở (số C 4) ví dụ: CH 3 -O-CH 2 -CO-CH 3 (7) Tạp chức 1 ancol +1 ete khơng no(1 ) (số C 3) ví dụ: HO-CH 2 -O-CH=CH 2 (8) Ancol 2 chức khơng no (1 ) (số C 4) ví dụ: HO-CH 2 -CH=CH-CH 2 -OH (9) Ete 2 chức khơng no (1 ) (số C 4) ví dụ: CH 3 -O-CH 2 -O-CH=CH 2 Ví dụ5: C 3 H 6 O 2 (1 +2oxi) có 8 đồng phân cấu tạo mạch hở: Axit: (1) CH 3 -CH 2 -COOH Este: (2) HCOO-CH 2 -CH 3 , CH 3 -COO-CH 3 Tạp chức 1 anđehit +1 ancol no, mạch hở(2) HO-CH 2 -CH 2 -CH=O, CH 3 -CH(OH)-CH=O Tạp chức 1 anđehit + 1 ete no, mạch hở (1) CH 3 -O-CH 2 -CH=O Tạp chức 1 xeton + 1 ancol no, mạch hở (1) HO-CH 2 -CO-CH 3 Tạp chức 1 ancol +1 ete khơng no, mạch hở (1) HO-CH 2 -O-CH=CH 2 Ancol 2 chức ; ete hai chức ; tạp chức xeton + ete khơng tồn tại vì số C < 4 Ở đây học sinh thường qn bốn trường hợp tạp chức ! ▬ Biết a ta có thể suy ra điều kiện tồn tại chất. Ví dụ6: (A) C x H y hay C x H y O z ta có a = 2 22 yx hay 2a = 2x +2-y ( M=12x+y+16z ) Vì a 0 nên => điều kiện là: y 2x+2 và y, M ln chẵn (vì 2a và 2x+2 chẵn) Ví dụ 7: (A) C x H y N t hay C x H y O z N t ta có a = 2 22 ytx hay 2a = 2x +2 + t –y Vì a 0 nên => điều kiện là: y 2x+2+t và y và t cùng chẵn (lẽ). Tương tự hợp chất là C x H y Cl y hay C x H y O z Cl v có điều kiện là: y+v 2x+2 và y và v cùng chẵn (lẽ) Ví dụ8: Hợp chất (A) có CTPT là (C 4 H 9 Cl) n có mấy đồng phân cấu tạo A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 Gợi ý: A: (C 4 H 9 Cl) n hay C 4n H 9n Cl n , điều kiện (n+9n) 2.4n+2 => n 1 => chọn n = 1 Vậy A là C 4 H 9 Cl (0 +1 Cl) => Đáp án đúng là C vì A có 4 đồng phân là Cl-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 , CH 3 -CHCl-CH 2 -CH 3 , Cl-CH 2 -CH(CH 3 )-CH 3 , CH 3 -CCl(CH 3 )-CH 3 . Ở đây học sinh thường khơng biết tìm giá trị n ! Nitro PDF Trial www.nitropdf.com Trường THPT Số 2 Đức Phổ Giáo Viên: Nguyễn Chí Thanh Sáng Kiến Kinh Nghiệm Trang 5 ▬ Biết a ta có thể tìm được cơng thức chung của một dãy đồng đẳng nào đó hay ta có thể xác định CTPT của một chất từ cơng thức chung. Ví dụ9: Tìm cơng thức chung của dãy đồng đẳng các axit đơn chức khơng no một liên kết đơi, mạch hở? Gợi ý: Theo đề => các axit cần tìm phải có 2 liên kết (1 trơng gốc + 1 trong chức) Đặt cơng thức các axit là : C x H y O z ( z = 2 vì axit đã cho là đơn chức) Với a = 2 <=> 2 22 yx = 2 => y = 2x-2. Vậy cơng thức chung của dãy axit cần tìm là C x H 2x-2 O 2 hay C n H 2n-2 O 2 , với n 3. ( 2C mang liên kết đơi + 1C trong nhóm chức) Ví dụ10: Axit cacboxylic (A) no, mạch hở có cơng thức (C 3 H 4 O 3 ) n . Tìm CTPT của A Gợi ý: (A) : (C 3 H 4 O 3 ) n hay C 3n H 4n O 3n . A có 3n Oxi => số nhóm axit là 2 3n => a = 2 3n (A no, mạch hở nên số liên kết chỉ ở nhóm chức axit) Vậy ta có: a = 2 423.2 nn = 2 3n => n = 2 => CTPT của A là C 6 H 8 O 6 hay C 3 H 5 (COOH) 3 I.6. Nhóm chức “Nhóm chức” là nhóm ngun tử gây ra những phản ứng đặc trưng của phân tử hợp chất hữu cơ. ▬ “Đơn chức” : Hợp chất chỉ có 1 nhóm chức trong phân tử. Ví dụ1: A là hợp chất đơn chức có cơng thức (CH 2 O) n . Số CTCT của A là A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 Gợi ý: Vì A đơn chức => số ngun tử oxi = 1(chức chứa 1 oxi) hoặc = 2. Với n =1 => CTPT CH 2 O có 1 đồng phân là: H-CH=O Với n = 2 => CTPT C 2 H 4 O 2 có 2 đồng phân ( 1 axit: CH 3 COOH , 1 este: HCOOCH 3 ) Ở đây học sinh nhầm: Đơn chức là 1 oxi chứ khơng nghĩ đơn chức là 1 nhóm chức. ▬ “Đa chức” : Hợp chất có từ 2 hay nhiều nhóm chức giống nhau trong phân tử. Ví dụ 2: Số CTCT của ancol đa chức ứng với cơng thức C 3 H 8 O x là A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 Gợi ý: Theo điều kiện tồn tại ancol, theo đề bài thì => 2 x 3 x = 2 => CTPT C 3 H 8 O 2 có 2 đồng phân ancol đa chức x = 3 => CTPT C 3 H 8 O 3 có 1 đồng phân ancol đa chức => Chọn B. ▬ “Tạp chức” : Hợp chất có 2 hay nhiều loại nhóm chức khác nhau. ▬ “Một loại nhóm chức” : Hợp chất có thể là đơn chức hoặc đa chức. Ví dụ 3: (A) là hợp chất có cơng thức C 3 H 8 O x . Biết A tác dụng được với Na và chỉ chứa một loại nhóm chức trong phân tử. Số CTCT của A là A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 Gợi ý: Theo đề bài thì A là ancol với 1 x 3 => Chọn D. HO-CH 2 -CH 2 -CH 3 , CH 3 -CH(OH)-CH 3 HO-CH 2 - CH(OH)-CH 3 , HO-CH 2 -CH 2 -CH 2 -OH , CH 2 (OH)-CH(OH)-CH 2 (OH) I.7. Các bước đề viết đồng phân cấu tạo ▬ Bước 1: Phải tính nhẩm nhanh số liên kết (liên tưởng tới số vòng no) ▬ Bước 2: Viết dạng mạch C , điền đúng số liên kết vào mạch C ▬ Bước 3: Bố trí nhóm chức vào mạch C ▬ Bước 4: Điền H vào sao cho đúng hóa trị của C Với hình thức thi trắc nghiệm hiện nay, khơng nhất thiết phải tiến hành theo trình tự các bước nhưtrên, mà ta cần để ý một số vấn đề kinh nghiệm sau: Với mạch C ta bắt đầu mạch thẳng mạch nhánh (1 nhánh 2 nhánh ….) Với liên kết trong gốc hiđrocacbon ta dùng mũi tên cho nó chạy vào các liên kết từ đầu mạch đến vị trí đối xứng thì dừng lại. Với mạch vòng ta bắt đầu từ vòng to vòng nhỏ, khơng nhánh có nhánh. Với nhóm chức hóa trị I ta cho nó chạy vào các ngun tử sao cho đúng hóa trị. Với nhóm chức hóa trị II ta cho nó chạy vào giửa các liên kết C-C trên mạch C. Nitro PDF Trial www.nitropdf.com Trường THPT Số 2 Đức Phổ Giáo Viên: Nguyễn Chí Thanh Sáng Kiến Kinh Nghiệm Trang 6 Với nhóm chức hóa trị III ta viết đủ ba C , các C còn lại cho chạy vào mạch C. Nếu có 2 nhóm chức thì cố định một nhóm trên mổi mạch và cho nhóm kia chạy. Ví dụ 1: Có bao nhiêu đồng phân cấu tạo ứng với cơng thức C 5 H 10 Gợi ý: C 5 H 10 có a = 1 => C 5 H 10 có 1 mạch hở hoặc có 1 vòng no Nếu mạch hở (anken) ta làm nhưsau: C - C - C - C - C C - C - C - C C C - C - C C C Đã đủ hóa trò C Pi => có 5 đồng phân mạch hở Nếu mạch vòng: (xicloankan): C C C => có 5 đồng phân mạch vòng I.8. Tính chất hóa học đặc trưng của nhóm chức. Cần nắm kỹ tính chất các nhóm chức sau: – OH; –O– ; – CH=O; – CO– ; –COOH ; – COO-R’ ; – NH 2 ; -Cl ; –C CH ; –CO–NH– (peptit) ; R-NH 3 (hợp chất ion) . . 1. hchc (A) + Na H 2 Muối => A phải có H linh động. Vậy A là: - OH (ancol ; phenol ) - COOH (axit , tạp chức ) 2. hchc (A) => A phải có các nhóm chức sau: +dd.NaOH (t o , t o ) Sản phẩm ++ - OH (phenol); R-X (dẫn xuất halogen) - COOH (axit , tạp chức ) - COO-R' (este) , ( t o ) - CO - NH - (hợp chất có lk peptit ) ( t o ) - NH 4 / R-NH 3 (hợpchất ion) ( t o ) 3. hchc (A) =>A phảicó nhóm-CH=O. VậyAlà: +ddAgNO 3 /NH 3 t o Sản phẩm - CH=O (anđehit) - HCOOH(axit fomic) - HCOO-R' (este củaaxitfomic) - HCOONH 4 , HCOONa (muốicủa HCOOH ) - glucozơ , fructozơ, mantozơ Ag +ddAgNO 3 /NH 3 Sảnphẩm Để ý:nếu hchc (A) Acó nhóm-CH=O như (3) Alà ankin đầumạch(HC CH; R-(C CH) x => 4. hchc (A) => A phải có nhóm -CH=O như (3) +Cu(OH) 2 / OH - t o Sản phẩm Cu 2 O 5. hchc (A) => A phải có: +Cu(OH) 2 Sản phẩm Để ý: - nếu A có nhiều nhóm -OH cạnh nhau => sẽ tạo phức màu xanh lam (ngay ở đkt) - nhiều nhóm OH cạnh nhau: (C 2 H 4 (OH) 2 , C 3 H 5 (OH) 3 , , glucozơ, fructozơ, mantzơ,sacarozơ ) - có nhóm axit (-COOH) - có chứa từ 2 liênkết peptit trở lên (pứ màu biure) - nếu A có nhóm -COOH sẽ hoà tan Cu(OH) 2 tạo dd màu xanh ( do ion Cu 2+ hiđrat hóa ) - nếu A có từ 2 lk peptit trở lên sẽ tạo phức màu tím (tripeptit, polipeptit , protein ) 6. hchc (A) =>A phải có: +dd Br 2 (nước brom) có nhạt màu ddBr 2 (đkt) - liên kết pi ở gốc HCkém bền (anken, ankien,ankin , h/c khong no: CH 2 =CH-COOH - có nhóm chức - CH=O như ở (3) (trừ fructozơ) - có cấutạo đặc biệt: NH 2 OH , , Để ý: một số chất bền có thể làm mất màu Br 2 khan khi có xt thích hợp (C x H y ,benzen, hợp chất cacbonyl có H , axit có H 7. hchc (A) =>A phải có liênkết pi (trừ lk pi trong -COOH; -COO-R' ) +H 2 (Ni, t o ) Sảnphẩmcộng Nitro PDF Trial www.nitropdf.com Trường THPT Số 2 Đức Phổ Giáo Viên: Nguyễn Chí Thanh Sáng Kiến Kinh Nghiệm Trang 7 II. Giải Quyết Vấn Đề Đồng Phân: II.1. Phân tích giải quyết một số bài tập đồng phân cơbản II.1.a. Số lượng chất đồng phân và hóa trị của các ngun tố lạ Ví dụa.1: Xác định số đồng phân cấu tạo của các chất ứng với CTPT lần lượt là C 4 H 10 ; C 4 H 9 Cl ; C 4 H 10 O ; C 4 H 11 N và rút ra nhận xét ? Hướng giải quyết: Với: C 4 H 10 (0 ) => chỉ có đồng phân mạch C (mạch hở) (có 2 đồng phân) C - C - C - C và C - C - C C Với: C 4 H 9 Cl (0 +1Cl) => có đồng phân mạch C và vị trí nhóm chức (4 đp) C - C - C - C C - C - C C - Cl "Cách tìm số đồng phân hợp chất chứa nhóm chức hóa trò I" Với: C 4 H 10 O (0 + 1 O) => có đồng phân mạch C, vị trí nhóm chức, loại chức (7đp) C - C - C - C C - C - C C - OH C C C C C C C C -O - "Nhóm chư ùc hóa trò II" Với: C 4 H 11 N (0 + 1 N) => có đồng phân mạch C, vị trí nhóm chức và bậc amin C - C - C - C C - C - C C - NH 2 C C C C C C C C -NH- C - N - C C C Nhận xét: Với cùng số C, cùng số thì số lượng đồng phân tỉ lệ thuận với hóa trị của ngun tố lạ ! Tức là số đồng phân hợp chất chứa N > O > Cl Ví dụ a.2: C14 M253 ĐHA 2010: Trong số các chất: C 3 H 8 , C 3 H 7 Cl, C 3 H 8 O và C 3 H 9 N; chất có nhiều đồng phân cấu tạo nhất là A. C 3 H 9 N. B. C 3 H 7 Cl. C. C 3 H 8 O. D. C 3 H 8 . Ví dụ a.3: Cho các cơng thức phân tử sau : C 3 H 7 Cl , C 3 H 8 O và C 3 H 9 N. Hãy cho biết sự sắp xếp nào sau đây theo chiều tăng dần số lượng đồng phân ứng với các cơng thức phân tử đó A. C 3 H 7 Cl < C 3 H 8 O < C 3 H 9 N B. C 3 H 8 O < C 3 H 9 N < C 3 H 7 Cl C. C 3 H 8 O < C 3 H 7 Cl < C 3 H 9 N D. C 3 H 7 Cl < C 3 H 9 N < C 3 H 8 O Ví dụ a.2 và a.3 bạn đọc tự giải quyết ! Ví dụ a.4: Có bao nhiêu Ankin có CTPT C 6 H 10 tác dụng với AgNO 3 /NH 3 A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 Hướng giải quyết: Theo đề => ankin C 6 H 10 (2 ) cần tìm phải có nhóm –C CH C - C - C - C C - C - C C -C CH => Đáp án C, học sinh lúng túng khi viết đp mạch C Ví dụ a.5: (A) là hợp chất đơn chức có cơng thức C 5 H 10 O 2 . Có bao nhiêu đồng phân cấu tạo của A tham gia được phản ứng tráng gương ? A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 Hướng giải quyết: C 5 H 10 O 2 có a = 1, 2 oxi , mà A đơn chức => A là axit hoặc este, vì A có phản ứng trang gương => A là este của axit formit (HCOO-R’) C - C - C - C C - C - C C HCOO- => Chọn đáp án B, học sinh lúng túng khi viết đp mạch C Nitro PDF Trial www.nitropdf.com Trường THPT Số 2 Đức Phổ Giáo Viên: Nguyễn Chí Thanh Sáng Kiến Kinh Nghiệm Trang 8 Ví dụ a.6: (A) là hiđrocacbon có cơng thức C 5 H 10 . Có bao nhiêu đồng phân cấu tạo của A làm nhạt màu dung dịch brom ở điều kiện thường ? A. 5 B. 6 C. 7 D. 8 Hướng giải quyết: C 5 H 10 có a = 1 => A có 1 hay 1 vòng no. Mà A làm mất màu dung dịch brom => A là anken hay dẫn xuất của xiclopropan (vòng ba cạnh). Anken: C - C - C - C - C C - C - C - C C C - C - C C C Đã đủ hóa trò C Pi => có 5 anken Vòng ba cạnh: C C => có 3 đồng phân chức vòng ba cạnh => Chọn đáp án D Ở đây học sinh qn trường hợp vòng 3 cạnh ! => chọn đáp án A Ví dụ a.7: (A) là dẫn xuất của benzen có cơng thức C 8 H 10 O. Gọi a là tổng số đồng phân cấu tạo của A ; b là tổng số đồng phân cấu tạo của A tác dụng được với Na nhưng khơng tác dụng được với NaOH ; c là tổng số đồng phân cấu tạo của A phản ứng được với NaOH ; d là tổng số đồng phân cấu tạo của A khơng tác dụng được với Na và NaOH. Vậy tổng a+b+c+d là A. 10 B. 20 C. 30 D. 40 Hướng giải quyết: C 8 H 10 O có a = 4, 1oxi. A là dẫn xuất của benzen (3 +1 vòng = 4) => Oxi khơng thể mang liên kết pi => nó ở nhóm –OH hoặc ete (-O-) (A) tác dụng được với NaOH => A là phenol ( c = 3 hay 10 ? ) C - C - OH và C C C C C C - OH h/s chọn 3 là sai lầm ! vì còn vòng có 2 nhánh. => có 10 đồng phân + NaOH (A) tác dụng được với Na mà khồng phản ứng với NaOH => A là ancol thơm C - C - OH Và - C H 2 -O H C => b = 5 . h/s thường chọn 2 (A) khơng tác dụng được với Na và khồng phản ứng với NaOH => A là ete - O- C - C và C C C C C C - O- => d = 5 Tóm lại A có 5 ete , 5 ancol thơm , 10 phenol. Vậy chọn đáp án D Ví dụ a.8: Có bao nhiêu đồng phân cấu tạo ứng với cơng thức phân tử C 4 H 8 O A. 3 B. 11 C. 15 D. 19 Hướng giải quyết: C 4 H 8 O có a =1 => có mạch hở hay có 1 vòng no. Nếu C 4 H 8 O ở dạng mạch hở, 1 + 1oxi có các trường hợp sau: TH1: Anđehit no, đơn chức mạch hở. (2 đồng phân) (có phản ứng tráng gương) TH2: Xeton no, đơn chức mạch hở. (1 đồng phân) TH3: Ancol khơng no 1 pi đơn chức. (4 đồng phân) (có phản ứng với Na) TH4: Ete khơng no 1 pi đơn chức. (4 đồng phân) TH5: Ancol mạch vòng no đơn chức. (4 đồng phân) (có phản ứng với Na) TH6: Ete mạch vòng no đơn chức. (4 đồng phân) Các đồng phân trên được xác định theo các sơđồ dưới đây. Nitro PDF Trial www.nitropdf.com Trường THPT Số 2 Đức Phổ Giáo Viên: Nguyễn Chí Thanh Sáng Kiến Kinh Nghiệm Trang 9 C - C - C - CH=O C C C - C - O C - C - C - C C - C - C C C - C - C - C - OH C C C C C C C C -O- C C C C C - OH C - O- II.1.b. Tổng hợp “gây nhớ” cho học sinh vềPhân tử khối, Số C, Số đồng phân Sau khi nghiên cứu cách viết đồng phân các chất chứa nhóm chức hóa trị I ; chứa nhóm chức hóa trị II , hóa trị III ta có thể tổng hợp số đồng phân của các dãy đồng đẳng như sau: (để ý quy luật biến đổi phân tử khối , số đồng phân C 1 C 4 và một số ngoại lệ C 5 ) C n H 2n+2 O(n >1) R-OH Số đp An col no, đ ơn ch ức, mạch hở CH 4 O 1 đp 32 46 60 74 88 C 2 H 6 O 1 đp C 3 H 8 O 2 đp C 4 H 10 O 4 đ p C 5 H 12 O 8 đp Rất ít thấy ơ û đe à th i C n H 2n+3 N(n >1) -NH 2 , -NH- , So á đp Amin n o, đơn chức, mạch h ở C H 5 N 1 đ p31 45 59 73 87 C 2 H 7 N 2 đp C 3 H 9 N 4 đp C 4 H 11 N 8 đp C 5 H 13 N 17 đ p R ất ít thấy ơ û đ ề thi -N- C n H 2n O (n >1) R-CH =O Số đp Anđ ehit no, đơn chức, m ạch hở CH 2 O 1 đ p30 4 4 58 72 86 C 2 H 4 O 1 đp C 3 H 6 O 1 đp C 4 H 8 O 2 đp C 5 H 10 O 4 đp R ất ít thấy ở đề thi C n H 2n O 2 (n >1) R-CO OH Số đp Ax it no, đơn chức, m ạch hở CH 2 O 1 đ p46 60 74 88 10 2 C 2 H 4 O 1 đp C 3 H 6 O 1 đp C 4 H 8 O 2 đp C 5 H 10 O 4 đp R ất ít thấy ở đề thi C n H 2n O 2 (n > 2) R-COO-R' Số đp Este no, đơn chức, mạch hở C 1 60 74 88 102 C 2 H 4 O 2 1 đp C 3 H 6 O 2 2 đp C 4 H 8 O 2 4 đp C 5 H 10 O 2 9 đp Rất ít thấy ở đề thi C n H 2n+1 O 2 N (n > 2) H 2 N-R-COOH Số đp aminoaxit (1pi) no, mạch hở C 1 75 89 103 C 2 H 5 O 2 N 1 đp C 3 H 7 O 2 N 2 đp C 4 H 9 O 2 N 5 đp Rất ít thấy ở đề thi CH 5 O 2 N 1 đp 63 77 91 105 C 2 H 7 O 2 N 2 đp C 3 H 9 O 2 N 4 đp C 4 H 11 O 2 N 9 đp Rất ít thấy ở đề thi CH 6 O 3 N 2 1 đp 46 60 74 88 C 2 H 8 O 3 N 2 2 đp C 3 H 10 O 3 N 2 4 đp C 4 H 8 O 3 N 2 8 đp Rất ít thấy ở đề thi C n H 2n+3 O 2 N (n > 1) R-COONH 3 -R ' Số đp hợp chất ion ,no, mạch hở C n H 2n+4 O 3 N 2 (n > 1) R-NH 3 NO 3 Số đp hợp chất ion (3O,2N) no, m.hở C 5 H 11 O 2 N 12 đp Nhận xét: Lấy M (CH 4 O) = 16+16 = 32 là chuẫn => các đồng đẳng liên tiếp thì + 14 đvC M (amin đơn, no, hở) = M (ancol) - 1 M (anđehit / xeton đơn, no hở) = M (ancol) - 2 (vì có 1 pi nên mất 2H ) M (axit / este đơn, no hởC n ) = M (ancol đơn, no, hở C n+1 ) Nitro PDF Trial www.nitropdf.com Trường THPT Số 2 Đức Phổ Giáo Viên: Nguyễn Chí Thanh Sáng Kiến Kinh Nghiệm Trang 10 Đối với hợp chất chứa N C x H y O 2 N thì lấy M = 75 là chuẫn (Glyxin) Số đồng phân các chất đồng đẳng dường nhưbiến đổi có tính qui luật từ C 1 C 5 (chỉ có một số ít ngoại lệ). Qui luật là: “ Khi có xuất hiện đồng phân thì ta lấy số đồng phân đó nhân 2 thì được số đồng phân của chất tiếp theo” Ngoại lệ: (có 3 ngoại lệ) Số đp amin C 5 = số đp amin C 4 x 2 – 1 = 17 Số đp este C 5 = số đp este C 4 x 2 + 1 = 9 Dãy aminoaxit và dãy hợp chất ion (O 2 N) bắt đầu C 4 đã có ngoại lệ vì có nhiều nhóm chức nên phức tạp hơn. Số đp C 4 = số đp C 3 x 2 + 1 (khơng xét C 5 , đề thi cũng né) II.2. Phân tích giải quyết một số bài tập đồng phân trong đề thi tuyển sinh Ví dụ 1: C6 M263 ĐHA 2008: Số đồng phân este ứng với cơng thức phân tử C 4 H 8 O 2 là A. 5. B. 2. C. 4. D. 6. Gợi ý: Este C 4 H 8 O 2 có a = 1 => có 4 đp (đã thuộc ở bảng tổng hợp) => chọn C Ví dụ 2: C29 M231 CĐA 2007 Số hợp chất đơn chức, đồng phân cấu tạo của nhau có cùng cơng thức phân tử C 4 H 8 O 2 , đều tác dụng được với dung dịch NaOH là A. 5. B. 3. C. 6. D. 4. Gợi ý: C 4 H 8 O 2 có a = 1, đơn chức, mạch hở , phản ứng với NaOH => nó là axit hoặc este: Vậy có 2 axit C 4 + 4 este C 4 => chọn C Ví dụ 3: C30 M182 CĐA 2009: Số hợp chất là đồng phân cấu tạo, có cùng cơng thức phân tử C 4 H 8 O 2 , tác dụng được với dung dịch NaOH nhưng khơng tác dụng được với Na là A. 3. B. 2. C. 4. D. 1. Gợi ý: C 4 H 8 O 2 có a = 1 , 2O , khơng tác dụng với Na, nhưng tác dụng được với NaOH => nó khơng là axit, ancol mà C 4 H 8 O 2 là este đơn chức no, mạch hở (khơng thể có mạch vòng). Vậy có 4 este C 4 => chọn C. Ví dụ 4: C32 M174 ĐHB 2010: Tổng số hợp chất hữu cơno, đơn chức, mạch hở, có cùng cơng thức phân tử C 5 H 10 O 2 , phản ứng được với dung dịch NaOH nhưng khơng có phản ứng tráng bạc là A. 4. B. 5. C. 8. D. 9. Gợi ý: Theo đề thì => C 5 H 10 O 2 ( a = 1, 2O) là axit hoặc este trừ este của axit formic. Vậy có 4 axtit C 4 + 9 este C 5 – 4 este HCOO-R’ ( nhưVí dụ a.5. / II.1a) = 9 => Chọn D Ví dụ 5: C18 M253 ĐHA 2010: Tổng số chất hữu cơ mạch hở, có cùng cơng thức phân tử C 2 H 4 O 2 là A. 1. B. 2. C. 4. D. 3. Gợi ý: C 2 H 4 O 2 có a = 1, 2O, C 2. NhưVí dụ 5 / I.5.b. => các trường hợp sau C 2 H 4 O 2 là axit C 2 có 1 đp C 2 H 4 O 2 là este C 2 có 1 đp C 2 H 4 O 2 là anđehit + ancol có 1 đp. Học sinh qun trường hợp này => chọn B (sai) Khơng có các trường hợp khác. Vậy chọn D Ví dụ 6: C20 M268 CĐA 2010: Ứng với cơng thức phân tử C 3 H 6 O có bao nhiêu hợp chất mạch hở bền khi tác dụng với khí H 2 (xúc tác Ni, t o ) sinh ra ancol ? A. 3. B. 4. C. 2. D. 1. Gợi ý: NhưVí dụ 4 / I.5.b. Ta dể dàng => C 3 H 6 O là anđehit, xeton và ancol khơng no => chọn A Ví dụ 7: C18 M175 ĐHA 2009: Cho 10 gam amin đơn chức X phản ứng hồn tồn với HCl (dư), thu được 15 gam muối. Số đồng phân cấu tạo của X là A. 4. B. 8. C. 5. D. 7. Gợi ý: Ta có M amin đơn = 5,36 1015 10 = 73. Amin = 73 là C 4 H 11 N có 8 đp => chọn B Nitro PDF Trial www.nitropdf.com [...]... II.4.13: C57 M268 CĐ 2010: Sốamin thơ bậ mộ ứ vớ cơng thứ phân tửC7H9 N A m c t ng i c là A 3 B 2 C 5 D 4 Bài II.4.14: Cho các đ ng phân ứ vớ cơng thứ phân tửC7 H7Cl tác dụ vớ dd NaOH ồ ng i c ng i lỗng, đ nóng thì tổ sốancol thơ và phenol thu đ ợ tố đ là un ng m ưc i a A 2 B 1 C 4 D 3 Bài II.4.15: Sốđ ng phân ứ vớ cơng thứ phân tử C4H8Br 2 khi thủ phân trong dd ồ ng i c y kiề cho sả phẩ ancol đ chứ... các đ ng phân tác dụ đ ợ vớ dung dị NaOH còn có các đ ng phân nào ồ ng ư c i ch ồ khác khơng ? Bài II.4.1: Đ ng phân nào củ C2 H3Cl3 khi tác dụ vớ dung dị NaOH dư thu đ ợ ồ a ng i ch ưc hợ chấ hữ cơcó phân tửkhố M = 82 Xác đnh CTCT củ đ ng phân đ và viế phả ứ p t u i ị a ồ ó t n ng xãy ra ? Gợ ý : Bạ đ c cùng suy ngẫ i n ọ m Bài II.4.2: C32 M231 CĐ 2007: Hợ chấ hữ cơX (phân tửcó vòng benzen) có cơng thứ... dụ8: C6 M182 CĐ 2009: Sốđ ng phân cấ tạ củ amin bậ mộ có cùng cơng thứ phân A ồ u o a c t c tửC4 H11N là A 4 B 2 C 5 D 3 Gợ ý: C4H11N có a =0, C4 => có 4 đ ng phân amin bậ 1 tư ng tự nhưancol C4 vì i ồ c ơ nhón –NH2 tư ng tựnhóm –OH Vậ chọ A ơ y n Nhậ xét Sốđ ng phân amin bậ 1 = sốđ ng phân ancol (đ u no, đ n chứ hở n ồ c ồ ề ơ c, ) Sốđ ng phân amin bậ 2 (-NH-) = sốđ ng phân ete (-O-) (nhóm hóa trị... thành lậ cơng thứ tính a trong chấ hữ cơ p c t u I.5.b Ý nghĩ củ a (tổ sốliên kế ) -a a ng t I.6 Nhóm chứ c I.7 Các bư c đ viế đ ng phân cấ tạ ớ ề t ồ u o I.8 Tính chấ hóa họ đ c trư củ nhóm chứ t c ặ ng a c. -II Giả Quyế Vấ Đ Đ ng Phân: -i t n ề ồ II.1 Phân tích giả quyếmộ số tậ đ ng phân cơbả... phân cơbả -i t t bài p ồ n II.1.a Số ợ chấ đ ng phân và hóa trị a các ngun tố lư ng t ồ củ lạ II.1.b Tổ hợ “ nhớ cho họ sinh về ng p gây ” c Phân tửkhố i, Số Số ồ phân C, đ ng II.2 Phân tích giả quyếmộ số tậ đ ng phân i t t bài p ồ trong đ thi tuyể sinh -ề n II.3 Phân tích giả quyếmộ số tậ đ ng phân i t t bài p ồ tổ hợ nâng cao ... phẩ A, B đ u có 1 đ ng phân cấ tạ duy u ồ u o n m ề ồ u o nhấ Vậ theo u cầ đ bài thì 2 sả phẩ đ ng phân đ phả là đ ng phân hình họ củ t y u ề n m ồ ó i ồ c a nhau Vậ A thỏ mả đ u kiệ có đ ng phân hình họ (Lư ý: ở I.3.) và 2 đ ng phân đ là y a n iề n ồ c u ồ ó H H Cl H C Cl C C Cl Đồng phân Cis- C Cl H Đồng phâ n Trans- Sáng Kiến Kinh Nghiệm (Cl là nhóm lớ hơ H vì ZCl = 17, Z H =1) n n Trang 11 Trường... mố liên hệ “ u tốđ ng đ ng” Khố lư ng phân tử SốC, , Số ã ng p ưc i : Yế ồ ẳ , i ợ , liên kế pi” Sốngun tốlạvà hóa trị a nó”Đ c biệ thơng qua phân tích các ví dụđ phát t , củ ặ t ã hiệ ra hai quy luậ mớ là: “ Sốđ ng phân tỉ vớ hóa trị a ngun tốlạ , “ Khi có xuấ hiệ n t i ồ lệ i củ ” t n đ ng phân thì ta lấ sốđ ng phân đ nhân 2 thì đ ợ sốđ ng phân củ chấ tiế theo trong ồ y ồ ó ưc ồ a t p mộ dãy đ ng... lớ q ít cũ nhưcơsở lí thuyế đ a ra trong sách giáo t n p p ng t ư khoa chư đ ợ đ y đ … nên tơi có mộ sốđ xuấ nhưsau: a ưc ầ ủ t ề t Mộ là: Nên đ a cách tính “Đ bấ bả hòa và ý nghĩ củ nó” t ư ộ t o a a vào trong mộ bài đ c t ọ thêm nào đ sau bài “Đ ng đ ng- Đ ng phân ó ồ ẳ ồ Hai là: Giáo viên nên tranh thủthờ gian chỉ các qui luậ mang tính bả chấ vềcách i ra t n t nh phân tửkhố sốđ ng phân đ các Em... dị AgNO3 trong NH3 tạ ra kế tủ là ng ư c i ch o t a A 3 B 4 C 5 D 2 Bài II.4.7: C21 M263 Đ 2008: Khi phân tích thành phầ mộ rư u (ancol) đ n chứ X thì HA n t ợ ơ c thu đ ợ kế quả tổ khố lư ng củ cacbon và hiđ gấ 3,625 lầ khố lư ng oxi Sốđ ng ưc t : ng i ợ a ro p n i ợ ồ phân rư u (ancol) ứ vớ cơng thứ phân tửcủ X là ợ ng i c a A 3 B 4 C 2 D 1 Bài II.4.8: C43 M174 Đ 2010: Có bao nhiêu chấ hữ cơmạ hở... Viên: Nguyễn Chí Thanh Bài II.4.10: C2 M285 Đ HB 2007: Các đ ng phân ứ vớ cơng thứ phân tửC8H10O (đ u là ồ ng i c ề Sáng Kiến Kinh Nghiệm m f.c pd ni w w N itr o w tro PD F Tr o ia l dẫ xuấ củ benzen) có tính chấ tách nư c thu đ ợ sả phẩ có thểtrùng hợ tạ polime, n t a t: ớ ưc n m p o khơng tác dụ đ ợ vớ NaOH Sốlư ng đ ng phân ứ vớ cơng thứ phân tử C8 H10O, ng ư c i ợ ồ ng i c thoảmãn tính chấ trên là