Hệ thống lý thuyết hóa học THPT phục vụ ôn thi THPT QG, ôn thi học sinh giỏi

30 368 1
Hệ thống lý thuyết hóa học THPT  phục vụ ôn thi THPT QG, ôn thi học sinh giỏi

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Hệ thống toàn bộ lý thuyết hóa học trong chương trình phổ thông, bao gồm cả vô cơ và hữu cơ. Hệ thống theo từng chủ đề, chương học, một cách ngắn gọn, dễ nhớ, phục vụ việc ôn tập thi THPT Quốc gia, ôn thi học sinh giỏi.

GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An HÓA VÔ CƠ NGUYÊN TỬ I Thành phần cấu tạo nguyên tử Hạt nhân: đ.tích proton (p): 1+ nơtron (n): k/lượng 1u (đvC) 1u (đvC) Lớp vỏ: electron (e): 15,5.10-4u - Do me tổng hố trị = Chú ý: Các nguyên tố nhóm IA, IIA, IIIA tạo hợp chất với hidro (hidrua kim loại – chất rắn) có cơng thức tương ứng: RH, RH2, RH3 Trong hợp chất này, số oxi hoá H -1 VD: NaH: natri hidrua CaH2: canxi hidrua Tính bazơ oxit cao hidroxit tương ứng giảm Tính axit oxit cao hidroxit tương ứng tăng Tính bazơ oxit cao hidroxit tương ứng tăng Tính axit oxit cao hidroxit tương ứng giảm GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT ng An phản ứng oxi hoá khử Phn ng oxi hố khử phản ứng có thay đổi số oxi hoá số nguyên tố - Chất oxi hố chất nhận e: chất có số oxi hoá giảm sau phản ứng - Chất khử chất nhường e: chất có số oxi hố tăng sau phản ứng - Sự oxi hoá nhường e - Sự khử nhận e Điều kiện xảy phản ứng oxi hoá khử: Chất oxi hoá mạnh + chất khử mạnh → chất oxi hoá yếu + chất khử yếu * Một số ý: - Các chất có số oxi hố thấp dãy: có tính khử - Các chất có số oxi hố cao dãy: có tính oxi hố - Các chất có số oxi hố trung gian: có tính oxi hố tính khử * Số oxi hoá số nguyên tố: - Nitơ: -3; 0; +1; +2; +3; +4; +5 - Lưu huỳnh: -2; 0; +4; +6 - Cl, Br, I: -1; 0; +1; +3; +5; +7 - Flo: -1; - Cacbon: -4; 0; +2; +4 - Photpho: -3; +3; +5 - Mangan: 0; +2; +4; +6;+7 - Crom: 0; +2; +3;+6 - Kim loại: 0; +(hố trị) * Một số chất có sản phẩm phụ thuộc vào môi trường KMnO4 : - môi trường axit, bị khử thành Mn+2 : muối Mn2+ - mơi trường trung tính, bị khử thành Mn+4: oxit MnO2 - môi trường bazơ, bị khử thành Mn+6: oxit K2MnO4 K2Cr2O7: - môi trường axit, bị khử thành Cr+3 : muối Cr3+ - môi trường trung tính, bị khử thành Cr+3 : Cr(OH)3 ↓ - môi trường bazơ, bị khử thành Cr+2 : Cr(OH)2 ↓ Cr+3: - môi trường axit, bị oxi hoá thành Cr+6 : Cr2O72- (màu da cam) - mơi trường bazơ, bị oxi hố thành Cr+6 : CrO42- (màu vàng) NO3-: - mơi trường axit, có khả oxi hố HNO3 - mơi trường trung tính, khơng có khả oxi hố - mơi trường bazơ, bị Al, Zn khử thành đến NH3 * Một số muối quặng: FeS, FeS2, CuS, Cu2S, CuFeS2 + HNO3/H2SO4 đn → Fe+3, Cu+2, S+6; VD: CuS + 4H2SO4 (đn) → CuSO4 + 4SO2 + 4H2O FeS + HNO3 → Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO + H2O GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An Dung dÞch Chất điện li: chất tan nước phân li thành ion - Chất điện li mạnh: chất tan nước phân li hoàn toàn thành ion Vd: axit mạnh, bazơ mạnh, muối tan Phương trình điện li biểu diễn mũi tên chiều - Chất điện li yếu: chất tan nước phân li phần thành ion, phần tồn dạng phân tử dung dịch Vd: axit yếu, bazơ trung bình Phương trình điện li biểu diễn hai mũi tên ngược chiều * Điều kiện xảy phản ứng trao đổi ion dung dịch chất điện li Phản ứng trao đổi ion dung dịch chất điện li xảy ion kết hợp với tạo thành chất sau: o chất kết tủa o chất điện li yếu (nước, ion phức axit yếu) o chất khí Chú ý viết phương trình ion: chất khí, chất không tan, chất điện li yếu giữ nguyên dạng phân tử, chất điện li mạnh viết thành ion * Tính tan số muối - Muối kim loại kiềm, muối amoni: tan - Muối axit (HCO3-, HSO4-, H2PO4-): tan, trừ NaHCO3 tan - Muối nitrat (NO3-): tan - Muối clorua (Cl-): đa số tan, trừ AgCl ↓ - Muối sunfat (SO42-): đa số tan, trừ BaSO4 ↓, Ag2SO4 ↓, CaSO4 tan - Muối cacbonat (CO32-): đa số không tan, trừ muối kim loại kiềm, muối amoni - Muối photphat (PO43-): đa số không tan, trừ muối Na, K, muối amoni Sự điện li nước H2O  H+ + OH* Tích số ion nước: KH2O = [H+].[OH-] = 10-14 * Khái niệm pH [H+] = 10-pH ↔ pH = -lg[H+] pOH = -lg[OH-] [H+].[OH-] = 10-14 => pH + pOH = 14 + * Mối quan hệ pH, [H ] mơi trường - Mơi trường trung tính: [H+] = [OH-] = 10-7 => pH = - Môi trường axit: [H+] > [OH-] => [H+] > 10-7 => pH < - Môi trường bazơ: [H+] < [OH-] => [H+] < 10-7 => pH > pH dung dịch muối Phản ứng trao đổi ion muối hoà tan nước làm cho pH biến đổi gọi phản ứng thuỷ phân muối - Muối axit tạo axit mạnh bazơ mạnh có mơi trường axit pH < - Muối trung hoà tạo gốc axit mạnh bazơ mạnh (như NaCl, Na2SO4, KNO3 ) khơng bị thuỷ phân dung dịch có mơi trường trung tính pH = - Muối trung hồ tạo gốc axit yếu bazơ mạnh (như CH3COONa, Na2CO3, K2S ) bị thuỷ phân dung dịch có mơi trường kiềm pH > - Muối trung hoà tạo gốc axit mạnh bazơ yếu (như NH4Cl, Fe(NO3)3, FeCl3, Al2(SO4)3 ) bị thuỷ phân dung dịch có mơi trường axit pH < - Muối trung hoà tạo gốc axit yếu gốc bazơ yếu (CH3COONH4, (NH4)2CO3) => bị thuỷ phân cho axit yếu bazơ yếu Môi trường dung dịch phụ thuộc vào axit yếu bazơ yếu Nếu số phân li axit bazơ gần nhau, dung dịch có mơi trường trung tính GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An NHĨM HALOGEN Ngun tố halogen: nhóm VIIA: Flo (F) M = 19: Clo (Cl) M = 35,5: Brom (Br) M = 80: Iot (I) M = 127: Từ F đến I: Tính phi kim giảm dần Độ âm điện giảm dần Bán kính nguyên tử tăng dần Số oxi hóa: F: -1, Cl, Br, I: -1, -, +1, +3, +5, +7 Đơn chất halogen * Tính chất vật lí: F2: chất khí màu lục nhạt Cl2: chất khí màu vàng lục Br2: chất lỏng màu đỏ nâu I2: chất rắn màu đen tím, dễ thăng hoa * Tính chất hố học Tính oxi hố: F2 > Cl2 > Br2 > I2 - tác dụng với kim loại → muối (kim loại lên hoá trị cao nhất) - tác dụng với hidro → khí hidrohalogenua (HX) → tan nước thành axit halogenhidric - tác dụng với nước: F2 bị phân huỷ: 2F2 + H2O → 4HF + O2 Cl2, Br2: phản ứng chiều (brom phản ứng chậm clo) Cl2 + H2O  HCl + HClO Br2 + H2O  HBr + HBrO I2: không phản ứng - tác dụng với dung dịch bazơ (tính tự oxi hoá khử) Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O (nước Gia ven) t0 3Cl2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO3 + 3H2O - tác dụng với chất khử khác: NH3, H2S, SO2, Cl2 + SO2 + H2O → 2HCl + H2SO4 - tác dụng với muối halogenua: halogen mạnh đẩy halogen yếu khỏi muối Tính chất riêng: I2 phản ứng với hồ tinh bột cho màu xanh Điều chế clo: Trong CN: điện phân dung dịch NaCl bão hịa có màng ngăn 2NaCl + 2H2O đpdd  → 2NaOH + Cl2 + H2 Trong PTN: cho axit HX + chất oxi hoá mạnh Axit halogenhidric (HX) + Tính axit: HF < HCl < HBr < HI + Tính khử: F- < Cl- < Br- < I- : tác dụng chất oxi hoá mạnh: KMnO4, MnO2, K2Cr2O7 t0 MnO2 + 4HCl(đ) → MnCl2 + Cl2 + 2H2O 16HCl(đ) + 2KMnO4 → 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O KClO3 + 6HCl(đ) → KCl + 3Cl2↑ + 3H2O K2Cr2O7 + 14HCl(đ) → 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O + Tính chất riêng: HF có khả ăn mịn thuỷ tinh: 4HF + SiO2 → SiF4↑ + H2O Điều chế: Trong CN: phương pháp tổng hợp: H2 + X2 → 2HX Trong PTN: phương pháp sunfat: điều chế HF, HCl GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An t CaF2 + H2SO4 (đặc) → CaSO4 + 2HF t0 NaCl(r) + H2SO4 (đ) → NaHSO4 + HCl t0 2NaCl(r) + H2SO4 (đ) → Na2SO4 + 2HCl Chú ý: phương pháp sunfat khơng dùng để điều chế HBr, HI H 2SO4 đặc chất oxi hố mạnh, cịn HBr, HI chất khử mạnh - Điều chế HBr, HI cách: + Thủy phân photpho halogenua: PX3 + 3H2O → 3HX + H3PO3 PX5 + 4H2O → 5HX + H3PO4 + Cho halogen tác dụng với hợp chất chứa hidro: X2 + RH → RX + HX I2 + H2S → 2HI + S↓ Muối halogenua Đa số muối halogenua tan, trừ muối Ag (AgCl, AgBr, AgI) Nhận biết: Thuốc thử: dung dịch AgNO3 AgF: tan nước AgCl: không tan, màu trắng AgBr: không tan, màu vàng nhạt AgI: không tan, màu vàng cam as Tất muối bị hoá đen chiếu sáng: AgX → Ag → Ag2O (đen) Hợp chất có oxi Tên gọi: HClO: axit hipoclorơ → muối ClO-: muối hipoclorit HClO2: axit clorơ → muối ClO2-: muối clorit HClO3: axit cloric → muối ClO3-: muối clorat HClO4: axit pecloric → muối ClO4-: muối peclorat + Tính oxi hố mạnh: Từ HClO → HClO4: tính axit tăng tính oxi hố giảm - Muối hipoclorit có khả oxi hóa tương tự Cl2 dễ bị nhiệt phân NaClO + 2HCl → NaCl + Cl2 + H2O t0 3NaClO → NaClO3 + 2NaCl Điều chế: Cl2 + 2NaOH (dd) → NaCl + NaClO + H2O - Muối clorit có tính oxi hóa dễ bị nhiệt phân t0 3NaClO2 → 2NaClO3 + NaCl - Muối clorat bền hơn, bị nhiệt phân t0 4KClO3 → 3KClO4 + KCl MnO2 ,t 2KClO3   → 2KCl + 3O2 t0 Điều chế: 3Cl2 + 6KOH → 5KCl + KClO3 + 3H2O - Muối peclorat bền t0 KClO4 → KCl + 2O2 - Nước Gia-ven dung dịch hỗn hợp NaCl NaClO Cl2 + 2NaOH (dd) → NaCl + NaClO + H2O NaClO + CO2 + H2O → NaHCO3 + HClO - Clorua vôi muối hỗn tạp Cl2 + Ca(OH)2 (bột) → CaOCl2 + H2O 2CaOCl2 + CO2 + H2O → CaCO3 + CaCl2 + 2HClO GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An OXI – LƯU HUỲNH Oxi: Tính oxi hố mạnh: Tác dụng với hầu hết kim loại (trừ Au, Pt), Tác dụng với hầu hết phi kim (trừ halogen) Tác dụng với nhiều hợp chất, kể vô hữu Điều chế: Trong PTN: Phân huỷ hợp chất giàu oxi KMnO4, KClO3 t0 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 t0 2KClO3 → 2KCl + 3O2 Trong cơng nghiệp: - Chưng cất phân đoạn khơng khí lỏng - Điện phân nước Ozon: dạng thù hình oxi có tính oxi hóa mạnh O2 O3 + 2KI + H2O  → I2 + 2KOH + O2 (oxi khơng có) Do tạo KOH nên O3 làm xanh quì tẩm dung dịch KI, sản phẩm có I2 nên tạo màu xanh với hồ tinh bột => Nhận biết ozon quỳ tím tẩm dung dịch KI dung dịch KI + hồ tinh bột Lưu huỳnh: Các mức oxi hóa: -2; 0; +4; +6 - Tính oxi hố: - Tác dụng với kim loại nhiệt độ cao → muối sunfua, riêng phản ứng với thuỷ ngân nhiệt độ thường => ứng dụng: dùng lưu huỳnh để loại bỏ thuỷ ngân nhiệt kế vỡ - Tác dụng với hidro → hidrosunfua - Tính khử: tác dụng với phi kim Hidrosunfua - Hidro sunfua (H2S) chất khí, khơng màu, mùi trứng thối độc + Tính axit yếu: - Dung dịch axit H2S khơng làm đỏ giấy quỳ tím - tác dụng với bazơ => tạo loại muối: muối sunfua (S2-) muối hidrosunfua (HS-) - Là oxit axit: tác dụng với bazơ => tạo loại muối: muối sunfua(S2-) muối hidrosunfua (HS-) nOH − nH 2S HS1 muối S22 muối muối H2S + O2 (thiếu) → H2O + S t0 H2S + O2 (dư) → H2O + SO2 H2S + SO2  3S + 2H2O H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4  5S + 2MnSO4 + K2SO4+ 8H2O to H2S + 3CuO  → 3Cu + H2O + SO2 * Điều chế: muối sunfua + axit Muối sunfua - Muối sunfua tan nước, trừ sunfua kim loại kiềm, kiềm thổ, amoni - Một số muối sunfua có màu: MnS (hồng), PbS (đen), CdS (vàng), CuS (nâu đậm), ZnS (trắng) - Muối sunfua muối axit yếu nên dễ tan axit, trừ muối kim loại nặng như: PbS, CuS, HgS, ZnS,Ag2S kết tủa bền với axit Chú ý tính tan muối sunfua: Muối sunfua kim loại: K, Na, Ca, Ba Al Mn, Zn, Fe Sn, Pb, Cu, Hg, Ag, Pt, Au Tan nước không tan nước không tan nước, tan axit không tan axit - Tất ion S2- có tính khử mạnh: ZnS + 3O2  2ZnO + SO2 - Ion HS- có tính lưỡng tính: HS- + H+  → H2S HS + OH  → S2- + H2O + Tính khử mạnh: GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An Lưu huỳnh đioxit - Lưu huỳnh đioxit (SO2) (khí sunfurơ) chất khí, khơng màu, mùi hắc, độc - Là oxit axit: tác dụng với bazơ => tạo loại muối: muối sunfit (SO32-) muối hidrosunfit (HSO3-) nOH − n SO2 HSO3- SO32- muối muối muối - Tính oxi hố: tác dụng với chất có tính khử mạnh: SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O - Tính khử: tác dụng với chất có tính oxi hố mạnh Br2 + SO2 + H2O → HBr + H2SO4 => SO2 có khả làm màu dung dịch brom => nhận SO2 dung dịch Br2 * Điều chế SO2 - Trong PTN: Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2SO3 t0 - Trong công nghiệp: đốt S quặng pirit sắt: 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 Muối sunfit hiđrosufit: - Các muối sunfit tan trừ muối kim loại kiềm amoni - Tác dụng với axit giải phóng SO2: Na2 SO3 + H SO4 → Na2 SO4 + SO2 + H 2O NaHSO3 + H SO4 → NaHSO4 + SO2 + H 2O - Tác dụng với bazơ: NaHSO3 + NaOH → Na2SO3 + H2O 2− − - SO3 HSO3 chất khử mạnh: Na2 SO3 + O2 → Na2 SO4 Na2 SO3 + Br2 + H 2O → Na2 SO4 + HBr NaHSO3 + Cl2 + H 2O → NaHSO4 + HCl Na2 SO3 + KMnO4 + H 2O → 3Na2 SO4 + 2MnO2 + KOH - Đều bị nhiệt phân: to K SO3  → 3K SO4 + K S o t NaHSO3  → Na2 S 2O5 + H 2O Axit sunfuric * Tính chất vật lí: Axit H2SO4 tan vơ hạn nước, q trình toả nhiều nhiệt => Khi pha lỗng H2SO4 đặc phải rót từ từ axit vào nước * Tính chất hố học - Tính chất chung dung dịch H2SO4 lỗng: Tính axit - Tính chất H2SO4 đặc: + Tính oxi hố: - Tác dụng với hầu hết kim loại (trừ Au.Pt): KL (trừ Au.Pt) + H2SO4 đn’ → muối + SO2 + 2H2O Chú ý: Một số kim loại (Al, Fe ) bị thụ động H2SO4 đặc nguội - Tác dụng với nhiều phi kim: C, S, P t0 2H2SO4 đn + C → CO2 + 2SO2 + 2H2O - Tác dụng với nhiều hợp chất có tính khử: + Tính háo nước: - Hút ẩm, làm khơ khí - Hố than hợp chất hữu cơ: (C5H10O5)n → 5nC + 5nH2O * Sản xuất axit sunfuric : FeS2, S → SO2 → SO3 → H2SO4.nSO3 → H2SO4 (oleum) GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An NITƠ I NITƠ: N2 Tính chất hố học Các mức oxi hoá: -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5 Ở nhiệt độ thường, N2 tương đối trơ mặt hố học có liên kết ba bền vững Ở nhiệt độ cao, N2 thể tính oxi hố tính khử * TÝnh oxi ho¸ a) Tác dụng với kim loại taùo kim loaùi nitrua: N2 + Mg→ Mg3N2 b) t¸c dơng víi hidro: N2 + H2 ↔ NH3 * TÝnh khư Tác dụng với oxi: Ở 3000oC (hồ quang điện) : N2 + O2 ↔ NO 2NO + O2 → NO2 Các oxit khác nitơ N2O, N2O3, N2O5 không điều chế từ phản ứng trực tiếp nitơ oxi Điều chế * Trong CN: Phương pháp chưng cất phân đoạn khơng khí lỏng * Trong PTN: - Nhiệt phân muối amoni nitrit: NH4NO2 → N2 + H2O - Đun nóng dung dịch bão hịa amoni nitrit dung dịch hỗn hợp NaNO2 NH4Cl NH4Cl + NaNO2 → NaCl + N2 + H2O II – AMONIAC: NH3 - Tính bazơ yếu => lµm q tÝm chun sang mµu xanh Tác dụng với axit NH3 + HCl → NH4Cl Tác dụng với dung dịch muối : Al3+ + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4+ - Tính khử a) Tác dụng với oxi 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O Ở 850-9000C có xúc tác Pt: 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O b) Tác dụng với clo: 2NH3 + 3Cl2 → N2 + HCl Có tạo thành “khói” trắng HCl kết hợp với NH3 c) Tác dụng với số oxit kim loại : to NH3 + CuO  → Cu + N2 + H2O - Khả tạo phức: Dung dịch amoniac có khả hịa tan hidroxit hay muối tan số kim loại tạo thành dd phức chất: Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2 Màu xanh thẫm * Điều chế - Trong PTN: Cho muối amoni tác dụng với kiềm, đun nhẹ NH4+ + OH- → NH3↑ + H2O - Trong CN: Tổng hợp từ H2 N2 : N2 (k) + H2(k) ↔ NH3(k) III- MUỐI AMONI * Tác dụng với dung dịch kiềm : NH4+ + OH- → NH3↑ + H2O - Phản ứng nhiệt phân to a) Muối amoni chứa gốc axit khơng có tính oxi hoá  → NH3 to NH4Cl (r)  → NH3(k) + HCl (k) Muối amoni cacbonat hidrocacbonat bị phân huỷ nhiệt độ thường (NH4)2CO3 → NH3 + NH4HCO3 NH4HCO3 → NH3 + CO2 + H2O  NH4HCO3 dùng làm bột nở bánh to b) Muối amoni chứa gốc axit có tính oxi hóa (NO2-, NO3-)  → N2, N2O NH4NO2 → N2 + H2O NH4NO3 → N2O + H2O GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An IV- AXIT NITRIC: HNO3 - Tính axit - Tính oxi hóa mạnh a) Tác dụng với kim loại KL (trừ Pt, Au) + HNO3 → muối + sp khử + H2O * Kim loại mạnh, axit loãng, N+5 bị khử thấp Sản phẩm khử: NO2: khí màu nâu đỏ NO: khí khơng màu hố nâu khơng khí N2O: khí khơng màu, gây cười (khí cười) N2: khí khơng màu, nhẹ khơng khí NH4NO3: khơng tạo khí, cho kiềm vào có khí thoát Chú ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa dung dịch HNO3 đặc nguội b) Tác dụng với phi kim: C, S, P… Phi kim bị oxi hóa đến mức cao nhất, phi kim bị khử đến NO2 NO tùy theo nồng độ axit C + HNO3 → CO2 + NO2 + 2H2O S + HNO3 → H2SO4 + NO2 + H2O c) Tác dụng với hợp chất: H2S, HI, SO2, FeO, muối sắt (II): Nguyên tố bị oxi hóa lên mức cao FeO + 10 HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O H2S + HNO3 → S + NO + H2O * Điều chế 1- Trong PTN: Cho kali nitrat natri nitrat tác dụng với H2SO4 đậm đặc đun nóng NaNO3(r) + H2SO4(đ) → HNO3 + NaHSO4 2- Trong công nghiệp : HNO3 sản xuất từ amoniac NH3 + 5O2 → 4NO + H2O NO + O2 → NO2 NO2 + O2 + H2O → HNO3 V- MUỐI NITRAT Phản ứng nhiệt phân muối nitrat Muối nitrat bền với nhiệt * Muối nitrat kim loại hoạt động mạnh phân huỷ thành muối nitrit to KNO3  → KNO2 + O2 * Muối nitrat kim loại hoạt động mạnh phân huỷ thành oxit kim loại to Cu(NO3)2  → 2CuO + 4NO2 + O2 * Muối nitrat kim loại hoạt động phân huỷ thành kim loại to AgNO3  → 2Ag + 2NO2 + O2 Kim loại: K, N, Ca, Ba, Mg, Al, Cu, Hg, Ag, Pt, Au sản phẩm: muối nitrit + O2 oxit + NO2 + O2 KL + NO2 + O2 * Nhận biết ion nitrat Cho dung dịch tác dụng với đồng H2SO4 Cu + 8H+ + NO3- → Cu2+ +2 NO↑ + H2O 2NO + O2 → 2NO2 (nâu đỏ) GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An BÀI TOÁN KIM LOẠI TAN TRONG NƯỚC (KIM LOẠI KIỀM, KIM LOẠI KIỀM THỔ) Kim loại tan nước nhiệt độ thường: Kim loại nhóm IA kim loại nhóm IIA (trừ Be, Mg) KL + H2O → bazơ + H2 VD: Na + H2O → NaOH + ½ H2 Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2 Ln có: nOH- = 2nH2 Kim loại tan nước tác dụng với dung dịch muối: => Kim loại tác dụng với nước trước, sau sản phẩm tác dụng với muối xảy KL + H2O → bazơ + H2 Bazơ + muối → muối + bazơ VD: cho Na vào dung dịch CuSO4: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 2NaOH + CuSO4 → Na2SO4 + Cu(OH)2↓ Kim loại tan nước (Na, K, Ba, Ca,…) tác dụng với axit: => kim loại tác dụng với axit, KL + axit → muối + H2 Nếu axit hết: KL + H2O → bazơ + H2 BÀI TOÁN KIM LOẠI TAN TRONG KIỀM Cần ý đến kim loại Al, Zn Phương trình phản ứng tác dụng với bazơ: Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + H2  Zn + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2  Phương trình ion: Al + OH- + H2O → AlO2- + H2S Zn + 2OH- → ZnO22- + H2  Tuy nhiên: Viết theo cách n H = n Al ; n H = n Zn - Oxit kim loại đóng vai trị oxit axit tác dụng với bazơ sau: Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O ZnO + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2O - Hidroxit (bazơ) kim loại đóng vai trị axit tác dụng với bazơ sau: Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2O - Kết tủa Al(OH)3 tan dung dịch kiềm mạnh axit mạnh không tan dung dịch kiềm yếu dung dịch NH3 axit yếu CO2 + H2O Kết tủa Zn(OH)2 tan lại dung dịch NH3 tạo phức chất tan - Nếu cho hỗn hợp Al kim loại kiềm vào nước => kim loại kiềm tan nước tạo thành dung dịch kiềm, sau Al tan kiềm tạo thành GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An BÀI TỐN MUỐI NHƠM VỚI DUNG DỊCH KIỀM Cho dung dịch OH vào dung dịch chứa Al3+ thu kết tủa Al(OH)3 Nếu số mol Al(OH)3 < số mol Al3+ => xảy phản ứng: Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 ↓ (1) Al(OH)3 + OH → AlO2 + 2H2O (2) TH1: Chỉ xảy phản ứng (1) => kết tủa tính theo OH TH2: Xảy phản ứng (1) (2) => kết tủa tạo tối đa p.ứ (1) bị hoà tan phần p.ứ (2) Cho dung dịch H+ tác dụng với dung dịch AlO2- tạo kết tủa Al(OH)3 Nếu số mol Al(OH)3 < số mol AlO2- => xảy phản ứng: AlO2- + H+ + H2O → Al(OH)3 ↓ (1) Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O (2) + TH1: Chỉ xảy phản ứng (1) => kết tủa tính theo H TH2: Xảy phản ứng (1) (2) => kết tủa tạo tối đa p.ứ (1) bị hoà tan phần p.ứ (2) - SẮT 2+ 3+ Sắt: Fe (Z = 26) : [Ar]3d 4s => cấu hình Fe , Fe - Tính khử trung bình - Chú ý: Fe → Fe2+ → Fe3+ o Sắt tác dụng chất oxi hoá mạnh → Fe3+ o Sắt tác dụng chất oxi hoá yếu → Fe2+ Hợp chất sắt: - Hợp chất sắt II: tính khử tính oxi hố - Hợp chất sắt III: tính oxi hố Bài tốn tìm cơng thức oxit sắt - Phương pháp bảo tồn ngun tố Gọi công thức oxit sắt FexOy => x : y = nFe : nO Chú ý: phản ứng khử oxit sắt CO, H2, ta ln có: nO (trong oxit) = nCO = nCO2 = nH2 = nH2O Toán oxit sắt - Phương pháp quy hỗn hợp chất Ta có cơng thức: Fe3O4 = FeO.Fe2O3  Fe3O4 coi hỗn hợp gồm FeO Fe2O3 có số mol  hoặc: hỗn hợp gồm FeO Fe2O3 có số mol coi Fe3O4 Nếu tốn có Fe3O4, ta coi Fe3O4 hỗn hợp Fe2O3 FeO, có FeO tác dụng với chất oxi hoá với số mol FeO = số mol Fe3O4 Bài toán nung bột sắt không khí cho sản phẩm tác dụng chất oxi hoá mạnh - Khi cho hỗn hợp Fe oxit sắt tác dụng với chất oxi hố, sử dụng phương pháp quy đổi hỗn hợp hỗn hợp gồm nguyên tố sắt oxi - Sử dụng phương pháp bảo toàn electron m Fe m − m Fe = hh + nsp khử số e nhận 56 16 Bài toán nhiệt phân hỗn hợp hidroxit sắt - Khi nhiệt phân hỗn hợp hidroxit sắt không khí đến khối lượng khơng đổi sản phẩm cuối Fe2O3 GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An HIDROCACBON Công thức tổng quát: CnH2n+2-2k k: số liên kết pi vòng Chú ý: - Các hidrocacbon có số nguyên tử C n ≤ thể khí điều kiện thường - Hai hidrocacbon đồng đẳng: hay nhiều nhóm CH2 => phân tử khối hay nhiều lần 14 đvC + hai đồng đẳng liên tiếp: n’ = n + => số nguyên tử H: m’ = m + + a nguyên tử C: n’ = n + a => số nguyên tử H: m’ = m + 2a + cách a chất: n’ = n + a + HIDROACBON NO Ankan (parafin) : CnH2n+2 (n ≥ 1) Cách gọi tên ankan: Số vị trí nhánh-tên nhánh + tên mạch + an I Tính chất hố học Phản ứng với halogen ,t CnH2n+2 + xCl2 Xt   → CnH2n+2-xClx + xHCl Quy tắc thế: nguyên tử hidro nguyên tử cacbon bậc cao dễ bị halogen Số sản phẩm số nguyên tử H không tương đương phân tử Sản phẩm sản phẩm tuân theo quy tắc Phản ứng tách Xt ,t - Tách hidro : CnH2n+2  → CnH2n + H2 Xt ,t - Phản ứng cracking: CnH2n+2  → CmH2m+2 + CqH2q (n ≥ 3; m ≥ 1; q ≥ 2; m + q = n)  sau phản ứng, số mol khí tăng khối lượng hỗn hợp khơng đổi => tỉ khối giảm nY  dX/Y = => tính nY => tính % ankan bị nhiệt phân nX Đốt cháy hỗn hợp sản phẩm đốt cháy hỗn hợp ankan ban đầu (cần lượng O2 đốt cháy, thu lượng CO2 H2O) Phản ứng cháy 3n + CnH2n+2 + O2 → nCO2 + (n+1)H2O nCO2 n = => nCO < nH O nankan = nH O - nCO => n n +1 H 2O 2 2 - Đối với hidrocacbon: + BT nguyên tố O: nO2 phản ứng = nCO2 + nH2O + BT nguyên tố C, H: mhidrocacbon = mC (trong CO2) + mH (trong H2O) BT nguyên tố O hợp chất CxHyOz: z.nhc + 2.nO2 = 2.nCO2 + nH2O * Phương pháp đại lượng trung bình: CnHm ∑ nCO2 = nx + n' y với ≤ n ≤ n ≤ n’; Ta có: n = x+ y ∑ nX m= 2∑ n H O ∑n X = mx + m' y với ≤ m ≤ m ≤ m’ x+ y II Điều chế Phương pháp Duma Xt ,t RCOONa + NaOH  → R-H + Na2CO3 Phương pháp cracking Xt ,t CnH2n+2  → CmH2m+2 + CqH2q Phương pháp cộng hidro vào hidrocacbon chưa no Xt ,t R-CH=CH-R’ + H2  → R-CH2-CH2-R’ Xt ,t R-C≡C-R’ + 2H2  → R-CH2-CH2-R’ GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An HIDROACBON KHÔNG NO Anken (olefin) : CnH2n (n ≥ 2) Ankadien : CnH2n-2 (n ≥ 3) Ankin : CnH2n-2 (n ≥ 2) Cách gọi tên anken: Số vị trí nhánh-tên nhánh + tên mạch chính-số vị trí lk đơi + en Cách gọi tên ankadien: Số vị trí nhánh-tên nhánh + tên mạch chính-số vị trí lk đơi + đien Cách gọi tên ankin: Số vị trí nhánh-tên nhánh + tên mạch chính-số vị trí lk ba + in Tên thường: ankyl + axetilen Đồng phân hình học: Điều kiện có đồng phân hình học: - Có liên kết đơi - C(a,b) = C(c,d) => a ≠ b c ≠ d Giả thiết: a > b c > d: - Nếu a, c phía (mạch phía): đồng phân cis- Nếu a, c khác phía (mạch khác phía): đồng phân transI Tính chất hố học Phản ứng cộng + Phản ứng cộng H2 Xt ,t CnH2n+2-2k + kH2  → CnH2n+2 => Số mol khí giảm sau phản ứng = số mol H2 phản ứng Trong phản ứng, số mol khí giảm khối lượng hỗn hợp bảo toàn => M tăng nY dX/Y = nX - Số mol hidrocacbon hỗn trước phản ứng sau phản ứng - Đốt cháy hỗn hợp trước sau phản ứng tạo thành số mol CO 2, H2O nhau, số mol O2 cần để đốt cháy + phản ứng cộng Br2 CnH2n+2-2k + kBr2 → CnH2n+2-2kBr2k - dung dịch nhạt màu => Br2 dư - dung dịch màu => Br2 hết  khối lượng bình nước brom tăng lên tổng khối lượng chất tham gia phản ứng với dung dịch brom (anken, ankadien, ankin )  bảo toàn khối lượng: mA + mBr2 phản ứng = msản phẩm • nBr2 = nX => X CnH2n • nBr2 = 2nX => X CnH2n-2 • nBr2 = knX => X CnH2n-2k + phản ứng cộng HX + Cộng HX (HCl, HCN, CH3COOH ) Xt ,t CnH2n + HX  → CnH2n+1X Từ C3H6 trở đi, phản ứng cộng tuân theo Quy tắc cộng Mac-cop-nhi-cop - anken + HX cho sản phẩm => anken đối xứng Etilen có phản ứng: CH2=CH2 + Cl2 + H2O → CH2Cl-CH2OH + HCl CH2=CH2 + C6H6 → C6H5-CH2-CH3 + Cộng HX (HCl, HCN, CH3COOH ) - Cộng nước: ,t CnH2n + H2O Xt   → CnH2n+1OH HgSO 04 → 80 C HC ≡ CH + HOH [CH2 =CH−OH] → CH3 - CH=O Andehit axetic ,t Xt   → [CH2=CHOH-CH3] → CH3-CO-CH3 đimetylxeton Lưu ý: phản ứng cộng tuân theo Quy tắc cộng Mac-cop-nhi-cop Đối với ankadien, có sản phẩm cộng 1,2; cộng 1,4 CH≡C-CH3 + H2O GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An Phản ứng trùng hợp a) Phản ứng đime hoá ,t 2C2H2 Xt   → CH2=CH-C≡CH (vinylaxetilen) 600 C b) phản ứng trime hoá: 2CH≡CH > C6H6 (benzen) C Phản ứng với AgNO3/NH3 CH ≡ CH + 2AgNO3 + 2NH3 → AgC≡CAg ↓+ 2NH4NO3 Bạc axetilenua (màu vàng) CH≡C-R + AgNO3 + NH3 → AgC≡C-R ↓+ NH4NO3 (màu vàng) => phản ứng dùng nhận biết hợp chất có liên kết ba đầu mạch - Khối lượng bình tăng tổng khối lượng ank-1-in - Kết tủa + HCl → ankin ban đầu AgC≡C-R + HCl → CH≡C-R + AgCl Phản ứng cháy 3n - Anken: CnH2n + O2 → nCO2 + nH2O => nCO = nH O 3n − - Ankin, Ankadien: CnH2n-2 + O2 → nCO2 + (n-1)H2O => nCO Phản ứng oxi hố khơng hồn tồn - Làm màu dung dịch KMnO4 II Điều chế Từ ankan Xt ,t - phản ứng tách hidro: CnH2n+2  → CnH2n + H2 Xt ,t - phản ứng cracking: CnH2n+2  → CmH2m+2 + CqH2q Từ ankin: cộng hidro t0, Pd/PbCO3CnH2n CnH2n-2 + H2 Từ dẫn xuất monohalogen: phản ứng tách hidrohalogenua ,t R-CH2 – CHX-R’ + KOH ancol  → R-CH=CH-R’ + KBr + H2O Từ ancol: phản ứng tách nước H SO4 → CnH2n + H2O CnH2n+1OH  o 2 170 C * Điều chế buta-1,3-dien - Đehidro buten butan ,t CH3-CH2-CH2-CH3 Xt   → CH2=CH-CH=CH2 + 2H2 - Từ axetilen Xt ,t 2CH≡CH  → CH≡C−CH=CH2 Xt ,t CH≡C−CH=CH2 + H2  → CH2=CH−CH=CH2 * Điều chế axetilen t0 - Từ metan: Nhiệt phân metan 15000C: 2CH4 → CH ≡ CH + H2↑ - Từ đá vôi: Thuỷ phân CaC2: CaC2 + H2O → C2H2 + Ca(OH)2 - Tổng hợp trực tiếp: 30000C 2C + H2 C2H2 > nH O GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An ANCOL - CTTQ: CnH2n+2-2k-x(OH)x CnH2n+2-2kOx (x ≤ n, k: số liên kết π) - Ancol no, đơn chức, mạch hở: CnH2n+1OH CnH2n+2O - Ancol no, đa chức, mạch hở: CnH2n+2-x(OH)x CnH2n+2Ox - Ancol khơng no, phân tử có liên kết đơi: CnH2n-x(OH)x CnH2nOx • Lưu ý: - Nếu nhóm OH liên kết với nguyên tử C có liên kết đơi => khơng bền, chuyển thành andehit - Nếu phân tử ancol có nhóm OH liên kết với nguyên tử C => không bền, chuyển thành andehit xeton - Nếu phân tử ancol có nhóm OH liên kết với ng.tử C => khơng bền, chuyển thành axit => ancol bền có n nguyên tử C có tối đa n nhóm OH * Danh pháp - Tên thay thế: tên hidrocacbon tương ứng - số vị trí nhóm OH - ol - Tên thường: (ancol đơn chức) Ancol + tên gốc ankyl + ic * Tính chất hố học Tác dụng với kim loại kiềm CnH2n+1OH + Na → CnH2n+1ONa + ½ H2 -OH + Na → -ONa + ½ H2 + Nếu nH = nancol => ancol đơn chức + Nếu nH = nancol => ancol hai chức + Nếu nH ≥ nancol => ancol đa chức n H => số nhóm chức = n ancol Độ rượu: thể tích (ml) ancol ngun chất có 100 thể tích (ml) dung dịch ancol Vancol nguyªn chÊt Độ rượu = 100 Vdd ancol 2 2 Phản ứng tách nước từ phân tử ancol → anken H SO4 → CnH2n + H2O CnH2n+1OH  o 170 C Lưu ý: metanol khơng có phản ứng tách nước từ phân tử ancol  Nếu hỗn hợp ancol tách nước cho anken => hỗn hợp có ancol metylic ancol đồng phân  Ancol bậc bao nhiêu, tách nước cho tối đa nhiêu anken => tách nước cho anken => ancol ancol bậc có tính đối xứng cao  Trong phản ứng tách nước, ta ln có: ∑nancol = ∑nanken = ∑nH2O ∑mancol = ∑manken + ∑mH2O Phản ứng tách nước từ phân tử ancol → ete H SO4 → R-O-R + H2O 2ROH  o 170 C n(n + 1) => Tách nước từ n phân tử ancol cho ete, có n phân tử ete đối xứng  Trong phản ứng tách nước, ta ln có: ∑nancol bị ete hố = 2∑nete = 2∑nH2O ∑mancol = ∑manken + ∑mH2O Nếu hỗn hợp sinh ete có số mol hỗn hợp ban đầu, ancol có số mol Lưu ý: phản ứng tách nước ancol X, sau phản ứng thu chất hữu Y mà: MY dY/X < hay < => chất hữu Y anken MX GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An MY > => chất hữu Y ete MX Phản ứng oxi hố khơng hồn tồn - oxi hố nhẹ CuO, t0 t0 Ancol bậc + CuO → anđehit t Ancol bậc + CuO → xeton Ancol bậc khơng bị oxi hố nhẹ CuO  khối lượng CuO giảm khối lượng O CuO phản ứng  Trong phản ứng oxi hoá ancol no đơn chức: CnH2n+2O + CuO → CnH2nO + Cu + H2O  Ta ln có: mol ancol → mol anđehit xeton khối lượng giảm g Tính chất riêng ancol đa chức có nhóm OH kề - Phản ứng với Cu(OH)2 → dung dịch màu xanh lam 2R(OH)2 + Cu(OH)2 → 2[R(OH)O]2Cu + H2O Phản ứng cháy ancol Khi đốt cháy ancol A: + Nếu nH O > nCO => A ancol no mạch hở CnH2n+2Ox nancol = nH O - nCO Nếu nO pư = nCO A ancol no đơn chức mạch hở + Nếu nH O = nCO => A ancol chưa no có liên kết π vòng: CnH2nOx + Nếu nH O < nCO => A ancol chưa no có liên kết π vịng: CnH2n+2-2kOx Bảo tồn ngun tố O ancol CxHyOz z.nancol + 2.nO2 phản ứng = 2nCO2 + nH2O dY/X > hay 2 2 2 2 2 PHENOL Phản ứng nguyên tử H nhóm OH ∗ Tác dụng với kim loại kiềm: C6H5OH + Na → C6H5ONa + 1/2H2 * Tác dụng với dung dịch kiềm: C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O => Nếu nhóm -OH tác dụng với dd NaOH => -OH phenol Cho hợp chất thơm A (khơng chứa nhóm chức axit este) tác dụng với NaOH Na Nếu A có n nhóm OH vịng benzen m nhóm OH nhánh: 2R(OH)n+m + 2(n+m)Na → 2R(ONa)n+m + (n+m)H2 nH2 n + m = Ta có: => n + m = số nhóm OH nA n NaOH Ta có: n = => suy m từ tổng số số nhóm OH: n + m nA Phản ứng nguyên tử H vòng benzen C6H5OH + 3Br2(dd) → C6H2Br3OH↓ + 3H2O 2,4,6-tribromphenol (kết tủa trắng) C6H5OH + 3HNO3 → C6H2(NO2)3OH↓ + 3H2O 2,4,6-trinitrophenol (kết tủa vàng)  Nếu hợp chất thơm có nhóm –OH phản ứng với dung dịch Br2 => nhóm –OH liên kết vào vòng benzen GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An ANĐEHIT CTTQ: CnH2n+2-2k-x(CHO)x (x ≤ n, k: số liên kết π) + Anđehit no, đơn chức: CnH2n+1CHO hay CmH2mO + Anđehit no, hai chức: CnH2n(CHO)2 hay CmH2m-2O2 + Anđehit no, đa chức: CnH2n+2-x(CHO)x + Anđehit chưa no, đơn chức (có liên kết đơi C=C): CnH2n-1CHO hay CmH2m-2O Danh pháp Anđehit + tên axit tương ứng Hoặc: Tên hidrocacbon tương ứng + al Tính chất hóa học Cộng H2 → ancol bậc I ,t CnH2n+2-2k-x(CHO)x + (k+x)H2 Xt   → CnH2n+1CH2OH  Nếu nH2 phản ứng = nanđehit => A anđehit no đơn chức mạch hở  Nếu nH2 phản ứng > nanđehit => A anđehit no đa chức không no đơn chức khơng no đa chức Phản ứng oxi hố khơng hồn tồn + Phản ứng tráng bạc R-CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → R-COONH4 + 2Ag↓ + 2NH4NO3 R-(CHO)a + 2aAgNO3 + 3aNH3 + aH2O→ R-(COONH4)a + 2aAg↓ + 2aNH4NO3 Riêng anđehit fomic HCHO H-CHO + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O→ (NH4)2CO3 + 4Ag↓ + 4NH4NO3  Dựa vào tỉ lệ số mol Ag với số mol anđehit A ta có: - Nếu nAg = 2nanđehit => A anđehit đơn chức R-CHO - Nếu nAg = 4nanđehit => A HCHO anđehit hai chức R-(CHO)2 - Nếu hỗn hợp anđehit đơn chức cho nAg > 2nanđehit => có chất HCHO - Nếu hỗn hợp anđehit cho 2n anđehit < nAg < 4nanđehit => có chất anđehit đơn chức, chất HCHO anđehit chức Chú ý: tốn tìm CTPT anđehit đơn chức thì: - TH1: Anđehit HCHO - TH2: Anđehit HCHO Lưu ý: phản ứng với AgNO3/NH3, anđehit cịn có ank-1-in + phản ứng với Cu(OH)2/OH-, t0 cho kết tủa đỏ gạch Cu2O R-CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH → R-COONa + Cu2O↓ + 3H2O + làm màu dung dịch brom R-CHO+ Br2 + H2O→R-COOH+2HBr Phản ứng cháy Phản ứng cháy anđehit no đơn chức mạch hở 3m − CnH2nO + O2 → nCO2 + nH2O Phản ứng cháy anđehit chưa no đơn chức mạch hở 3m − CnH2n-2O + O2 → nCO2 + (n-1)H2O + Nếu nCO2 = nH2O => anđehit ban đầu anđehit no, đơn chức, mạch hở + Nếu nCO2 > nH2O => anđehit ban đầu anđehit no, đơn chức, mạch hở + Nếu anđehit ban đầu anđehit không no, đơn chức (có liên kết π): CmH2m-2O no, hai chức CmH2m-2O2 => nanđehit = nCO2 – nH2O Bảo toàn nguyên tố O anđehit CxHyOz z.nanđehit + 2.nO2 phản ứng = 2nCO2 + nH2O GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An AXIT CACBOXYLIC - CTTQ: CnH2n+2-2k-x(COOH)x (k: số liên kết π vòng) + Axit cacboxylic no, đơn chức: CnH2n+1COOH hay CmH2mO2 + Axit cacboxylic no, đa chức: CnH2n+2-a(COOH)a hay Cm+1H2m+2Oa + Axit cacboxylic chưa no, đơn chức (có liên kết đơi C=C): CnH2n-1COOH hay CmH2m-2O2 * Danh pháp: Tên hidrocacbon tương ứng + oic Tính chất hóa học : Tính axit Tác dụng với kim loại kiềm R(COOH)x + xNa → R(COONa)x + x/2H2 -COOH + Na → -COONa + ½ H2 nH => x = 2 => x: số nhóm chức n axit nH2 = => axit đơn chức Nếu hỗn hợp axit tác dụng với Na có: n axit Trung hoà NaOH R(COOH)x + xNaOH → R(COONa)x + xH2O -COOH + NaOH → -COONa + H2O n NaOH  số nhóm chức axit: x = n axit n NaOH  Hỗn hợp axit mạch thẳng có tỉ lệ: < < => có axit đơn chức axit đa chức n axit  Hiệu khối lượng muối axit: ∆m = mmuối – maxit = 22a.x (x: số mol axit) (=> phương pháp tăng giảm khối lượng) Phản ứng este hoá Đối với este đơn chức: Meste = Maxit + Mancol – 18 Hiệu suất phản ứng: tính theo sản phẩm (este), tính theo chất phản ứng hết chất axit ancol Phản ứng gốc R + Nếu R H => axit HCOOH có phản ứng nhóm chức -CHO - Phản ứng tráng bạc HCOOH + 2AgNO3 + 4NH3 + H2O → (NH4)2CO3 + 2Ag↓ + 2NH4NO3 - Phản ứng với Cu(OH)2 mơi trường kiềm đun nóng HCOOH + 2Cu(OH)2 + 2NaOH → Na2CO3 + Cu2O↓ đỏ gạch + H2O + Nếu R gốc no: phản ứng vào Cα CH3COOH + Cl2 → CH2Cl-COOH + HCl  Độ mạnh axit Cl3C-COOH > Cl2CH-COOH > ClCH2-COOH > CH3-COOH + Nếu R gốc không no - làm màu dung dịch brom - phản ứng trùng hợp nCH2=CH-COOH → -(CH2-CH(COOH))n4 Phản ứng cháy 3n + − k CnH2n+2-2k-x(COOH)x + O2 → (n+x)CO2 + (n+1-k)H2O + Nếu nCO2 = nH2O => axit ban đầu axit no, đơn chức, mạch hở + Nếu nCO2 > nH2O => axit ban đầu axit no, đơn chức, mạch hở + Nếu axit ban đầu axit khơng no, đơn chức (có liên kết π) axit no, chức: CnH2n-2Ox => naxit = nCO2 – nH2O Bảo toàn nguyên tố O axit CxHyOz: znaxit + 2nO2 phản ứng = 2nCO2 + nH2O GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An ESTE - Este mạch hở: CnH2n+2-2k-x(COOH)x (k: số liên kết π) + Este no, đơn chức, mạch hở: CnH2n+1COOCmH2m+1 hay CnH2nO2 (n ≥ 2) + Este no, hai chức, mạch hở: CnH2n-2O4 (n ≥ 2) + Este không no, đơn chức, mạch hở (có liên kết đơi C=C): CnH2n-2O2 * Danh pháp: Tên gốc hidrocacbon ancol + tên gốc axit (ic→ at) Tính chất vật lí: Este khơng tạo liên kết hidro nên không tan nước có nhiệt độ sơi thấp axit ancol tương ứng Các este thường có mùi thơm đặc trưng: VD: Isoamyl axetat CH3COOCH2CH2CH(CH3)2 có mùi chuối chín Etyl butirat CH3CH2CH2COOC2H5 etyl propionat CH3CH2COOC2H5 có mùi dứa Benzyl axetat CH3COOCH2C6H5 có mùi hoa nhài Geranyl axetat CH3COOC10H17 có mùi hoa hồng… I Tính chất hố học Phản ứng nhóm chức: Phản ứng thuỷ phân - mơi trường axit: RCOOR’ + H2O  RCOOH + R’OH - mơi trường bazơ (phản ứng xà phịng hố): RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH Lưu ý: số este đặc biệt - Nếu este + NaOH → muối + anđehit => este dạng RCOOCH=CH-R’ RCOOCH=CH-R’ + NaOH → RCOONa + R’-CH2-CHO - Nếu este + NaOH → muối + xeton => este dạng RCOOC(R’’)=CH-R’ RCOOC(R’)=CH2 + NaOH → RCOONa + R’-CO-CH3 - Nếu este + NaOH → muối => este có gốc R’ phenol đồng đẳng phenol) RCOOC6H5 + NaOH → RCOONa + C6H5OH RCOOC6H5 + 2NaOH → RCOONa + C6H5ONa + H2O - Este + NaOH → sản phẩm => este đơn chức vòng R – C = O + NaOH → R – COONa O OH R(COOR’)m + mNaOH → R(COONa)m + mR’OH (RCOO)mR’ + mNaOH → mRCOONa + R’(OH)m - Este chức + NaOH → muối + ancol => Este có CTTQ: R1-COO-R’-OOC-R2 muối + ancol => Este có CTTQ: R’1-OOC-R-COO-R’2 Phản ứng gốc R, R’ + Nếu R H => axit HCOOR’ có phản ứng nhóm chức -CHO - Phản ứng tráng bạc: HCOOR’ → 2Ag↓ + Nếu R gốc no: - phản ứng vào Cα + Nếu R, R’ gốc không no: - phản ứng cộng với dung dịch brom - phản ứng trùng hợp + Nếu R gốc thơm: - phản ứng vào vịng thơm: nhóm COOR’ hút e => định hướng vào vị trí meta Phản ứng cháy + Nếu nCO2 = nH2O => este ban đầu este no, đơn chức, mạch hở + Nếu nCO2 > nH2O => este ban đầu este no, đơn chức, mạch hở + Nếu este ban đầu este no, hai chức, mạch hở khơng no, đơn chức (có liên kết π) CnH2n2Ox => neste = nCO2 – nH2O II Điều chế Este ancol: Phản ứng este hoá RCOOH + R’OH RCOOR’ + H2O - Este phenol: phenol + anhidrit axit (hoặc clorua axit) (RCO)2O + 2C6H5OH 2RCOOC6H5 + H2O - Este có gốc R’ chưa no: axit + ankin CH3COOH + CH≡CH → CH3COO-CH=CH2 (Vinyl axetat) HCOOH + CH≡CH → HCOO-CH=CH2 (Vinyl fomat) Este đa chức: GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An CACBOHIDRAT Cacbohidrat hợp chất hữu tạp chức mà đa số chúng có CTPT dạng Cn(H2O)m + Có loại: - monosaccarit: glucozơ, fructozơ (C6H12O6) - đisaccarit: saccarozơ, mantozơ (C12H22O11) - polisaccarit: tinh bột, xenlulozơ (C6H10O5)n Glucozơ CTPT: C6H12O6 CTCT: CH2OH-(CHOH)4-CH=O + Tính chất hố học: - khơng bị thuỷ phân - t/c ancol đa chức: td với Cu(OH)2 tạo dd xanh lam, td với axit tạo este - t/c andehit: pư với AgNO3/NH3, pư với Cu(OH)2/OH-, t0 tạo kết tủa Cu2O đỏ gạch - bị khử H2 thành sobitol - Lên men tạo thành ancol etylic CO2 + C2H5OH Fructozơ CTPT: C6H12O6 CTCT: CH2OH-(CHOH)3-CO-CH2OH + Tính chất hố học - khơng bị thủy phân - tính chất ancol đa chức: td với Cu(OH)2 tạo dd xanh lam - tính chất andehit - bị khử H2 tạo thành sobitol Saccarozơ CTPT: C12H22O11 CTCT: α-glucozơ-β- fructozơ + Tính chất hố học - thuỷ phân môi trường axit thành glucozơ fructozơ - t/c ancol đa chức: td với Cu(OH)2 tạo dd xanh lam Mantozơ CTPT: C12H22O11 CTCT: α-glucozơ-α-(β-) glucozơ + Tính chất hố học - thuỷ phân mơi trường axit thành glucozơ - t/c ancol đa chức - t/c andehit Tinh bột CTPT: (C6H10O5)n CTCT: Mắt xích: α-glucozơ - mạch khơng nhánh: amilozơ - mạch có nhánh: amilopectin + Tính chất hố học - thuỷ phân dung dịch axit vơ lỗng thành glucozơ - có pư màu với iot (tinh bột hấp phụ iot cho màu xanh tím) Xenlulozơ CTPT: (C6H10O5)n CTCT: Mắt xích: β-glucozơ + Tính chất hố học - thuỷ phân dung dịch axit vô đặc thành glucozơ - pư với HNO3 đặc (xt:H2SO4đ) thu đựơc xenlulozơ trinitrat [C6H7O2(OH)3] + 3nHNO3 → [C6H7O2(ONO2)3] + 3nH2O - phản ứng este hoá [C6H7O2(OH)3] + 3n(CH3CO)2O → [C6H7O2(OOCCH3)3] + 3nCH3COOH Anhidrit axetic Xenlulozơ triaxetat (tơ axetat) GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An AMIN - Amin đơn chức: CxHyN (y ≤ 2x + 3) - Amin đơn chức no: CnH2n + 1NH2 hay CnH2n + 3N - Amin đa chức: CxHyNt (y ≤ 2x + + t) - Amin đa chức no: CnH2n + – z(NH2)z hay CnH2n + + zNz - Amin thơm (đồng đẳng anilin): CnH2n – 5N (n ≥ 6) Danh pháp gốc chức: tên gốc hidrocacbon + amin Tên thay thế: vị trí-tên nhánh + tên hidrocacbon + vị trí NH2+ amin I Tính chất hố học Tính bazơ: - tác dụng với axit: RNH2 + HCl → RNH3Cl gốc R đẩy e => tính bazơ mạnh So sánh tính bazơ: R-NH-R > R-NH2 > NH3 > Ar-NH2 > Ar-NH-Ar Quỳ tím → xanh quỳ tím khơng đổi màu phản ứng nhân thơm anilin: C6H5NH2 + 3Br2 → C6H2Br3NH2 ↓ + 3HBr 2,4,6 tribromanilin (trắng) => phản ứng dùng để nhận biết anilin AMINO AXIT Khả làm đổi màu quỳ tím (H2N)x-R-(COOH)y - Nếu x = y: quỳ tím khơng đổi màu - Nếu x > y: quỳ tím chuyển sang màu xanh - Nếu x < y: quỳ tím chuyển sang màu đỏ Phản ứng amino axit với axit bazơ (H2N)x-R-(COOH)y + xHCl → (ClH3N)x-R-(COOH)y => xác định số nhóm NH2 theo tỉ lệ phản ứng HCl với amino axit (H2N)x-R-(COOH)y + yNaOH → (H2N)x-R-(COONa)y + yH2O => xác định số nhóm COOH theo tỉ lệ phản ứng NaOH với amino axit Cho amino axit phản ứng với axit lấy sản phẩm cho tác dụng với bazơ H2N-R-COOH + HCl → ClH3N-R-COOH ClH3N-R-COOH + 2NaOH → H2N-R-COONa + NaCl + H2O Cho amino axit tác dụng với bazơ lấy sản phẩm tác dụng với axit H2N-R-COOH + NaOH → H2N-R-COONa + H2O H2N-R-COONa + 2HCl → ClH3N-R-COOH + NaCl ĐỒNG PHÂN CỦA AMINO AXIT Amino axit: H2N-R-COOH + NaOH → H2N-R-COONa + H2O Amino este: H2N-R-COOH + R’OH → H2N-R-COOR’ + H2O H2N-R-COOR’ + NaOH → H2N-R-COONa + R’OH Muối amoni: RCOOH + NH3 → RCOONH4 R-COONH4 + NaOH → R-COONa + NH3 ↑ + H2O Muối tạo từ axit hữu amin RCOOH + R’NH2 → RCOONH3R’ R-COONH3R’ + NaOH → R-COONa + R’NH2 ↑ + H2O Nếu R, R’ gốc no CTPT muối dạng CnH2n+3O2N RCOONH3R’ có tính lưỡng tính RCOONH3R’ + HCl → RCOOH + R’NH3Cl RCOONH3R’ + NaOH → RCOONa + R’NH2 + H2O Muối tạo từ axit vô amin: RNH2 + HNO3 → RNH3NO3 RNH3NO3 + NaOH → RNH2 + NaNO3 + H2O GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An SƠ ĐỒ PHẢN ỨNG Phương pháp tăng mạch cacbon - Tỉng hỵp trùc tiÕp 30000C 2C + H2 C2H2 - Tõ metan: NhiƯt ph©n metan ë 15000C t0 2CH4 → CH ≡ CH + H2↑ - Từ axetilen: , xt Nhị hợp: 2CH≡CH t CH≡C−CH=CH2  → 600 C Tam hợp: 2CH≡CH > C6H6 (benzen) C - Từ andehit fomic: Lục hợp: 6HCHO C6H12O6 (glucozơ) - Từ dẫn xuất halogen: 2R-X + 2Na → R-R + 2NaX Ar-X + 2Na + X-R→ Ar-R + 2NaX AlCl3 Ar-H + R-X → Ar-R + HX - Từ ancol 2CH3-CH2-OH MgO, Zn, 5000C CH2=CH-CH=CH2 + H2O + H2 Phương pháp giảm mạch cacbon - Phương pháp Duma: ,t RCOONa + NaOH CaO  → R-H + Na2CO3 ,t (RCOO)2Ca + NaOH CaO  → 2R-H + Na2CO3 + CaCO3 - Cracking , xt CnH2n+2 t  → CmH2m+2 + CqH2q - Oxi hoá cắt mạch 2+ , khơngkhí , Mn R-CH2-CH2-R’ O   → RCOOH + R’COOH C6H5CH2-CH2-R + 4KMnO4 → C6H5COOK + RCOOK + 4MnO2 + 2KOH + 2H2O NHẬN BIẾT I) NHẬN BIẾT CÁC KHÍ HỮU CƠ : Chất cần Loại thuốc thử Hiện tượng nhận Metan Khí Clo Mất màu vàng lục khí (CH4 ) Clo Etilen dd Brom Mất màu da cam d.d Br2 (C2H4 ) Axetilen dd Br2 , sau - Mất màu vàng nước (C2H2 ) dd AgNO3 / NH3 Br2 - Có kết tửa màu vàng II) NHẬN BIẾT CÁC CHẤT HỮU CƠ : Chất cần Loại thuốc Hiện tượng nhận thử Phương trình hoá học CH4 + Cl2  CH3Cl + HCl ( vàng lục) ( không màu) C2H4 + Br2 dd C2H4Br2 Da cam không màu C2H2 + Br2 Ag – C = C – Ag + H2O ( vàng ) Phương trình hố học GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An Toluen dd KMnO4, t0 Mất màu COOK CH3 + 2MnO2 +KOH+H2O HO + 2KMnO4 → 80-100 C CH = CH2 Stiren dd KMnO4 Mất màu Ancol Na, K ↑ không màu CHOH = CH2OH + 2MnO2 + 2H2O + 2KMnO + 4H2O  → 2R − OH + 2Na → 2R − ONa + H2↑ Ancol bậc I CuO (đen) t0 Cu (đỏ), Sp cho pứ tráng gương t R − CH2 − OH + CuO  → R − CH = O + Cu + H2O R − CH = O + 2Ag[(NH3)2]OH → R− COONH4 + 2Ag↓ + H2O + 3NH3 Ancol bậc II CuO (đen) t0 Cu (đỏ), Sp không pứ tráng gương t R − CH2OH − R′ + CuO  → R − CO − R′ + Cu + H2O Cu(OH)2 dung dịch màu xanh lam Ancol đa chức CH2 − OH HO − CH2 CH2 − OH nước Brom Tạo kết tủa trắng AgNO3 NH3 ↓ Ag trắng ^ CH2 − OH HO − CH2 NH2 + 3Br2  → Br Br Br Anđehit ] HO − CH2 NH2 Anilin CH2 − OH HO − CH2 CH − OH + Cu(OH)2 + HO − CH → CH − O − Cu − O − CH + 2H2 O + 3HBr (kết tủa trắng) R − CH = O + 2Ag[(NH3)2]OH → R − COONH4 + 2Ag↓ + H2O + 3NH3↑ Cu(OH)2 t0 RCHO + 2Cu(OH)2 + NaOH  ↓ đỏ gạch → RCOONa + Cu2O↓ + 3H2O NaOH, t0 dd Brom Mất màu RCHO + Br2 + H2O → RCOOH + 2HBr Andehit no hay ko no làm màu nước Br2 phản ứng oxi hóa khử Muốn phân biệt andehit no không no dùng dd Br2 CCl4, môi trường CCl4 Br2 khơng thể tính oxi hóa nên phản ứng với andehit khơng no Axit cacboxylic Q tím Hóa đỏ CO32 − ↑ CO2 2R − COOH + Na2CO3 → 2R − COONa + CO2↑ + H2O Hóa xanh Hóa đỏ Khơng đổi Số nhóm − NH2 > số nhóm − COOH Số nhóm − NH2 < số nhóm − COOH Số nhóm − NH2 = số nhóm − COOH CO32 − ↑ CO2 2H2N−R−COOH + Na2CO3 → 2H2N−R−COONa + CO2↑ + H2O Q tím Cu(OH)2 Hóa xanh dd xanh lam Cu(OH)2 NaOH, t0 ↓ đỏ gạch AgNO3 / NH3 ↓ Ag trắng dd Br2 Mất màu Aminoaxit Amin Glucozơ Saccarozơ Thuỷ phân Vôi sữa sản phẩm tham gia pứ tráng gương Vẩn đục 2C6H12O6 + Cu(OH)2 → (C6H11O6)2Cu + 2H2O CH2OH − (CHOH)4 − CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH t  → CH2OH − (CHOH)4 − COONa + Cu2O↓ + 3H2O CH2OH − (CHOH)4 − CHO + 2Ag[(NH3)2]OH → CH2OH−(CHOH)4−COONH4 + 2Ag↓ + H2O + 3NH3↑ CH2OH−(CHOH)4−CHO + Br2→ CH2OH−(CHOH)4−COOH+2HBr → C6H12O6 + Glucozơ Fructozơ C12H22O11 + H2O C12H22O11 + Ca(OH)2 → C6H12O6 C12H22O11.CaO.2H2O GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An C12H22O11 Cu(OH)2 Thuỷ phân Tinh bột (C6H10O5)n ddịch iot dd xanh lam sản phẩm tham gia pứ tráng gương Tạo dung dịch màu xanh tím, đun nóng màu xanh tím biến mất, để ngi màu xanh tím lại xuất C12H22O11 + Cu(OH)2 → (C12H22O11)2Cu + 2H2O (C6H10O11)n + nH2O → nC6H12O6 (Glucozơ) CH2OH − (CHOH)4 − CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH t  → CH2OH − (CHOH)4 − COONa + Cu2O↓ + 3H2O TÁCH RIÊNG CÁC CHẤT HỮU CƠ a) Phương pháp vật lí - Chiết : dùng để tách chất lỏng không tan vào benzen ancol - Chưng cất : dùng để tách chất có nhiệt độ sơi khác nhau, thường dùng để tách chất thuộc nhóm : + Có nhiệt độ sôi thấp : anđehit, xeton, ete, este + Có nhiệt độ sơi cao : ancol, axit, amin + Không bay : muối RONa, RCOONa, RCOONH4, aminoaxit b) Phương pháp hóa học tách số chất : Tách ankan, anken ank-1-in khỏi hỗn hợp Ank-1-in AgNO /NH dư 3 Anken Ankan Chất hữu Ancol Phenol Anilin Axit tan nước Anđehit ↓ vàng ank-1-in anken dd Br2 dư ankan dd HCl ank-1-in ankan ↑ CnH2nBr2 + Zn CnH2n Phản ứng tách phản ứng tái tạo Phương pháp tách riêng R-OH + Na → R-ONa + ½ H2 R-ONa + H2O → ROH + NaOH C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O C6H5ONa + H2O + CO2 → C6H5OH + NaHCO3 C6H5NH2 + HCl → C6H5NH3Cl C6H5NH3Cl + NaOH → C6H5NH2 + NaCl + H2O 2RCOOH + CaCO3 → (RCOO)2Ca + H2O + CO2↑ (RCOO)2Ca + H2SO4 → 2RCOOH + CaSO4↓ CH3-CHO + NaHSO3 → CH3-CH OH-OSO2Na↓ CH3-CHOH-OSO2Na + NaOH → CH3-CHO + Na2SO3 +H2O Chiết, chưng cất Phenol không tan dd chiết riêng Anilin không tan dd, chiết riêng Lọc, chưng cất Chưng cất để lấy riêng

Ngày đăng: 11/09/2016, 21:39

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • TÁCH RIÊNG CÁC CHẤT HỮU CƠ

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan