Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp THPT tuyển sinh Đại học – Cao đẳng mơn Hóa học HĨA HỌC HỮU CƠ LUYỆN THI ĐẠI HỌC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC PHÂN TỬ - CÔNG THỨC CẤU TẠO CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ ♣ Kiến thức cần nắm vững Bài toán 1: Đốt cháy a mol hợp chất hữu A (C, H, O, N) thu x mol CO2, y mol H2O z mol N2 Số nguyên tử C = Tỷ lệ C/H = n CO2 2n H2O n CO2 nA = = 2n H2O 2y 2n N2 2z x ; Số nguyên tử H = = ; Số nguyên tử N = = a nA a nA a n CO2 nH O x x x = ; Tỷ lệ C/N = ; Tỷ lệ H/N = = 2y 2n N2 2z n N2 y Ví dụ: Đốt cháy hồn tồn amin đơn chức chưa no có liên kết π mạch carbon ta thu CO2 H2O theo tỉ lệ mol n H O : n CO = : Vậy công thức phân tử amin là: 2 A C3H6N B C4H9N Hướng dẫn n CO2 C 8 = = = = suy chọn câu B Tỷ lệ H × n H2O × 18 C C4H8N D C3H7N Trong toán cần lưu ý điểm sau: Khi đốt cháy a mol hợp chất hữu A: CO2 sinh hấp thụ oxyd base hay base mạnh (NaOH, CaO, Ba(OH)2, Ca(OH)2 ) từ suy số mol CO2 (chú ý toán tăng giảm khối lượng hay toán quy 100) H2O hấp thụ chất hút nước H2SO4 đặc, CaCl2 khan, P2O5 từ suy số mol H2O Người ta thường đưa kiện xác định số mol nguyên tố N phương pháp phương pháp Dumas Kjeldahl Phương pháp Dumas: Dẫn dung dịch qua KOH đặc CO2, H2O bị giữ lại dung dịch, N2 bay đo thể tích Nitơ kế, từ tính số mol N Phương pháp Kjeldahl: Chuyển N A thành NH3, sau dẫn qua H2SO4 dư (biết trước số mol), sau trung hịa lượng H2SO4 dư NaOH vừa đủ (dùng chuẩn độ acid – base để xác định điểm cuối), biết số mol NaOH dùng tính số mol H2SO4 Từ tính số mol H2SO4 phản ứng với NH3 suy số mol nguyên tố N Đã cho kiện số mol nguyên tố C, H, N, số mol nguyên tố O xác định sau m − (m C + m H + m N ) nO = A 16 Trong toán tổng quát 1, cần lưu ý dạng sau: Dạng 1: Nếu A có dạng CxHyOzNt mà đề cho % nguyên tố C, H, O, N (hoặc cho nguyên tố lấy 100% trừ % nguyên tố để xác định % nguyên tố lại) áp dụng định luật thành phần khối lượng không đổi để xác định hệ số tỷ lệ x: y: z: t Dựa vào phân tử khối A để xác định CTPT A %C %H %O %N x:y:z:t = : : : 12 16 14 Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl Tài liệu ơn thi Tốt nghiệp THPT tuyển sinh Đại học – Cao đẳng mơn Hóa học Dạng 2: Xác định trực tiếp x, y, z, t dựa vào tỷ lệ (trong a số mol A) 12x y 16z 14t = = = = mC mH mO m N a Ví dụ: Đốt cháy hồn tồn 1,5 gam hợp chất hữu X thu 1,76 gam CO2, 0,9 gam nước 112 ml N2 (0oC, atm) Nếu hóa 1,5 gam chất X (127oC, 1,64 atm) thu 0,4 lít khí Xác định CTPT X Hướng dẫn: BÀI GIẢI CHI TIẾT (Chú ý: Hằng số khí tưởng R = 0,082 lit.atm.mol-1.K-1 = 8,314 J.mol-1.K-1, 0oC = 273K, K độ kenvin, tất kiện nhiệt độ đổi độ kenvin) PV × 0,112 Theo đề ta có: n N2 = = = 0, 01(mol) → m N = 0, 01× ×14 = 0, 28(gam) RT 0, 082 × 273 1, 76 0, mC = × 12 = 0, 48(gam) m H = × = 0,1(gam) 44 18 Suy ra: mO = 1,5 – (0,48 + 0,1 + 0,28) = 0,64 (gam) (Trong trường hợp mO = gam X chí chứa C, H, N) Gọi công thức X CxHyOzNt 0, 48 0,1 0, 64 0, 28 → x:y:z:t = : : : = : : :1 12 16 14 suy công thức nguyên X là: C2H5O2N Để xác định CTPT ta phải xác định khối lượng mol X 1, 64 × 0, 1,5 Theo đề ta có: n X = = 0, 02(mol) → M X = = 75(gam / mol) 0, 082 × (273 + 127) 0, 02 Ta có (C2H5O2N)n = 75 ⇒ 75n = 75 ⇒ n =1 Vậy CTPT X là: C2H5O2N BÀI GIẢI TÓM TẮT Khi hiểu rõ phương pháp làm bài, nắm dạng toán ta giải nhanh tốn sau: 14 × × PV 14 × × × 0,112 m N2 = = = 0, 28(gam) RT 0, 082 × 273 Gọi cơng thức X CxHyOzNt ta có:  1, 76 0,9 × 0, 28  1,5 −  + +  1, 76 0,9 × 18 14  0, 28  44 = : : :1 x:y:z:t = : : : 44 ×12 18 ×1 16 14 Tương tự tính Mx = 75 gam/mol suy cơng thức phân tử C2H5O2N Dạng 3: Xác định CTPT thông qua phản ứng cháy Nếu biết khối lượng sản phẩm cháy, ta suy CTPT MA = 12x + y + 16z + 14t Do biết số mol nguyên tố suy số mol nguyên tố lại, tìm CTPT dựa vào tỷ lệ x: y: z: t Ví dụ: Đốt cháy hồn tồn 0,46 gam hợp chất hữu A 448 ml CO2 (d0ktc) 0,54 gam H2O Xác định CTPT A biết tỷ khối A so với khơng khí 1,58 Hướng dẫn Dựa vào kiện ta tính được: mC = 0,24 gam ; mH = 0,06 gam ; mO = 0,16 gam MA = 46 gam/mol suy CTPT A C2H6O Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp THPT tuyển sinh Đại học – Cao đẳng mơn Hóa học PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TỐN THƯỜNG GẶP TRONG HĨA HỌC HỮU CƠ A CÁC BÀI TOÁN VỀ HYDROCARBON Tổng quát: ♣ Hydrocarbon có cơng thức chung là: CxHy (trong đó: x ≥ 1, y ≤ 2x + 2, x y số nguyên, y chẵn) ♣ Hoặc công thức chung là: CnH2n+2-2k, với k số liên kết π hay số vịng no, (trong đó: k ≥ 0, n ≥ 1, n k số nguyên) Chú ý: Nếu chất khí điều thường điều kiện chuẩn: x ≤ Bài tốn 1: Xác định cơng thức phân tử hydrocarbon A biết khối lượng phân tử Phương pháp: Gọi công thức tổng quát hydrocarbon CxHy ; đó: x ≥ 1, y ≤ 2x + 2, y chẵn Ta có 12x + y = MA ⇒ y = M – 12x M (chặn trên) (1) - Do y > ⇒ M – 12x > ⇒ 12x < M ⇒ x < 12 M−2 (chặn dưới) (2) - Do y ≤ 2x+2 ⇒ M – 12x ≤ 2x + ⇒ x ≥ 14 M−2 M ≤ x< Kết hợp (1) (2) ⇒ 14 12 Xác định giá trị phù hợp x, từ suy y Ví dụ: Một Hydrocarbon A có khối lượng phân tử 30 Xác định công thức phân tử A Hướng dẫn: Theo đề: Gọi công thức tổng quát A CxHy ta áp dụng: 30 − 30 M−2 M ≤ x< ⇒ ≤x< ⇒ ≤ x < 2,5 14 12 14 12 Do x nguyên dương nên chọn x = 2, mà 12x + y = 30 suy y = Vậy công thức phân tử A C2H6 Bài tốn 2: Xác định cơng thức phân tử hỗn hợp gồm nhiều hydrocarbon thuộc dãy đồng đẳng Đối với toán vận dụng hai cách sau để giải: Phương pháp 1: Gọi công thức chung hydrocarbon C n H 2n+2-2k (cùng dãy đồng đẳng nên k giống nhau) - Viết phương trình phản ứng Lập hệ PT giải ⇒ n , k Gọi công thức tổng quát hydrocarbon C n1 H 2n1 +2-k , C n H 2n +2-k , , C n i H 2n i +2-k số mol lần a1, a2,…, Ta có: n a + n a + + n i a i a1 + a2 + …+ = nhh n= 1 a1 + a + + a i Ta có điều kiện: n1 < ni ⇒ n1< n < ni Ví dụ 1: Nếu hỗn hợp gồm hai chất đồng đẳng liên tiếp n =1,5 Thì n1 < 1,5 < n2 = n1+1 ⇒ 0,5 0) Ta có phương trình: (14n + 2)a + (14m − 2)b = 0, 42 (1) a + b = 0,02 (2) Lại có: n CO2 = n × a + m × b số mol CO2 xác định sau: → CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O 0,02 0,02 0,02 (mol) → CO2 + CaCO3 + H2O  Ca(HCO3)2 0,01 (0,02 – 0,01) Vậy n CO2 = n × a + m × b = 0, 02 + 0, 01 = 0, 03(mol) (3) Từ (1), (2) (3) ta có: (14n + 2)a + (14m − 2)b = 0, 42 14(an + bm) + 2(a − b) = 0, 42 a = b = 0, 01   ⇒ an + bm = 0, 03 ⇒ n × a + m × b = 0, 03 n + m = a + b = 0, 02 a + b = 0, 02   Do A alkan B alkin nên n ≥ 1, m ≥ n + m ≥ mà theo đề n + m =3 Do có trường hợp thỏa n = m = hay A CH4, B C2H2 Phương pháp 2: Gọi chung thành công thức Cx H y C n H n + − k (Do hydrocarbon khác dãy đồng đẳng nên k khác nhau) Cách giải: Gọi Công thức chung hydrocarbon hh Cx H y (nếu đốt cháy hỗn hợp) C n H n + − k (nếu vừa đốt cháy vừa cộng hợp H2, Br2, HX…) - Gọi số mol hỗn hợp nhỗn hợp - Viết phương trình phản ứng xảy ra, lập hệ phương trình, giải hệ phương trình ⇒ x, y hay n, k Nếu x , y ta tách hydrocarbon C x1 H y1 , C x H y2 ., C x i H yi Ta có: a1 + a2 + … + = nhỗn hợp x a + x a + + x i a i x= 1 a1 + a + + a i y= y1a1 + y a + + yi a i a1 + a + + a i Chú ý: - x1 ≥ alkan ; x1 ≥ alken, alkin ; x1 ≥ alkadien… - Chỉ có hydrocarbon có số nguyên tử C = 1, CH4 (x1= 1; y1 = 4) Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp THPT tuyển sinh Đại học – Cao đẳng mơn Hóa học Ví dụ: Đốt cháy hồn tồn 0,42 gam hỗn hợp khí X gồm alkan A alkin B Sản phẩm cháy cho hấp thụ hoàn toàn vào 200 ml dung dịch Ca(OH)2 0,1M, lọc tách kết tủa cân nặng gam Xác định A, B biết thể tích hỗn hợp X ban đầu 0,448 lit (đktc) Hướng dẫn: Ta giải tốn khơng sử dụng phương pháp mà dùng phương pháp 0, 448 = 0, 02(mol) có khối lượng 0,42 gam Đặt công thức hỗn hợp X Cx H y có số mol n X = 22, Suy M X = 12x + y = 0, 42 = 21(gam / mol) 0, 02 Lại có n CO2 = 0, 03(mol) suy 0, 02x = 0, 03 ⇒ x = 1,5 ⇒ y = Do x = 1,5 nên X chắn có CH4 (hydrocarbon có số carbon 1) Từ dựa vào kiện suy chất lại C2H2 BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI Bài 1: (Đề TSĐH – KA 2009) Hỗn hợp khí X gồm alken M alkin N có số nguyên tử carbon phân tử Hỗn hợp X có khối lượng 12,4 gam thể tích 6,72 lít (ở đktc) Số mol, công thức phân tử M N A 0,1 mol C2H4 0,2 mol C2H2 B 0,1 mol C3H6 0,2 mol C3H4 C 0,2 mol C2H4 0,1 mol C2H2 D 0,2 mol C3H6 0,1 mol C3H4 Hướng dẫn nX = 0,3 mol MX = 41,3 Đặt cơng thức trung bình X là: C x H y Ta có: 12x + y = 41,3 Chọn: x = 3, y = 5,3 => C3H6 C3H4 Gọi a, b số mol C3H6 C3H4 ta có hệ:  42a + 40b = 12, a = 0, => Chọn câu D ⇒   a + b = 0,3 b = 0,1 Bài 2: (Đề TSĐH – KA 2010) Đun nóng hỗn hợp khí X gồm 0,02 mol C2H2 0,03 mol H2 bình kín (xúc tác Ni), thu hỗn hợp khí Y Cho Y lội từ từ vào bình nước brom (dư), sau kết thúc phản ứng, khối lượng bình tăng m gam có 280 ml hỗn hợp khí Z (đktc) Tỉ khối Z so với H2 10,08 Giá trị m A 0,585 B 0,620 C 0,205 D 0,328 Hướng dẫn m X = 0,58(gam) ⇒ m = m X − m Z = 0,58 − 0, 252 = 0,328(gam)  m Z = 0, 252(gam) Chọn câu D Bài 3: (Đề TSĐH – KA 2007) Cho 4,48 lít hỗn hợp X (ở đktc) gồm hydrocarbon mạch hở lội từ từ qua bình chứa 1,4 lít dung dịch Br2 0,5M Sau phản ứng hồn toàn, số mol Br2 giảm nửa khối lượng bình tăng thêm 6,7 gam Cơng thức phân tử hydrocarbon là: A C2H2 C4H6 B C2H2 C4H8 C C3H4 C4H8 D C2H2 C3H8 Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl Tài liệu ơn thi Tốt nghiệp THPT tuyển sinh Đại học – Cao đẳng mơn Hóa học Hướng dẫn nX = 0,2 mol, nbrom phản ứng = 0,35 mol Cách 1: Phương pháp tính biện luận Đặt công thức chung hydrocarbon Cn H 2n+2-2k ta có khối lượng bình tăng khối lượng X => M X = 6, = 33,5(g / mol) ⇒ 14n + − 2k = 33,5 (gam/mol) 0, Lại có: nbrom phản ứng = 0,35 mol = n X × k = 0, 2k ⇒ k = 0,35 = 1, 75 0, Suy ra: 14n = 33,5 − + 2k = 31,5 + × 1, 75 = 35 ⇒ n = 2,5 Lý luận: Ta thấy X phản ứng hết nên loại D Do k = 1,75 nên X có hydrocarbon có k = nên loại A Do n = 2, nên X có hydrocarbon có n < 2,5 nên loại C Vậy chọn B Cách 2: Loại trừ Ta thấy X phản ứng hết nên loại D Do 2.nX > nbrom phản ứng > nX nên X có hydrocarbon có k = nên loại A Tính khối lượng mol trung bình X 33,5 nên loại C Vậy B => Chọn câu B Nhận xét: Đối với câu hỏi dùng cách rút ngắn nhiều thời gian làm mà chọn đáp án xác Cịn dùng cách địi hỏi lượng thời gian nhiều dành cho câu trắc nghiệm Bài 4: (Đề TSĐH – KA 2007) Một hydrocarbon X cộng hợp với acid HCl theo tỉ lệ mol 1:1 tạo sản phẩm có thành phần khối lượng clo 45,223% Cơng thức phân tử X là: A C3H6 B C3H4 C C2H4 D C4H8 Hướng dẫn: Đặt công thức X CxHy ta suy ra: 35,5 %Cl = × 100% = 45, 233% 12x + y + 36,5 ⇒ 12x + y + 36,5 = 78,5 ⇒ 12x + y = 42 Chọn x = 3, y = => Chọn câu A _BÀI TẬP KHÔNG LỜI GIẢI _ Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 19,2 gam hỗn hợp X gồm alkan kế tiếp, thu 14,56 lít CO2 (0oC atm) Xác định công thức phân tử X tính % khối lượng alkan X Bài 2: Một hỗn hợp A gồm alkan có khối lượng 10,2 g Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp A cần 36,8 gam O2 Xác định công thức phân tử tính khối lượng alkan Bài 3: Hỗn hợp X gồm hai hydrocarbon đồng đẳng nguyên tử carbon Đốt cháy hoàn toàn 2,72 gam X thu 8,36 gam CO2 Xác định cơng thức phân tử tính % khối lượng chất có X Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn 29,2 gam hỗn hợp alkan Hấp thụ toàn sản phẩm vào dung dịch Ba(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng lên 134,8 gam Xác định cơng thức phân tử, biết hai alkan Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp THPT tuyển sinh Đại học – Cao đẳng mơn Hóa học Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp alkan nguyên tử carbon thu 14,08 gam CO2 9,36 gam H2O Tính m Xác định công thức phân tử alkan Bài 6: X hỗn hợp alkan khí nguyên tử carbon Đốt cháy 9,5 gam A cần V lít O2 (đktc) thu m gam CO2 15,3 gam H2O Xác định công thức phân tử alkan tính m,V Bài 7: Hỗn hợp X gồm hydrocarbon A B có khối lượng a gam Nếu đem đốt cháy hoàn toàn X 132a 45a g CO2 g H2O Nếu thêm vào X nửa lượng A có X đốt cháy hoàn thu 41 41 165a 60, 75a g CO2 g H2O toàn thu 41 41 Tìm CTPT A B, biết X khơng làm màu dung dịch brôm A, B thuộc loại hydrocarbon học Tính % khối lượng A, B X 143a 49,5a Đem trộn b g hydrocarbon D với X đốt cháy hoàn toàn thu g CO2 g H2O 41 41 D thuộc dãy đồng đẳng nào? Tính b, biết a = B CÁC BÀI TOÁN VỀ DẪN XUẤT HYDROCARBON I ANCOL ♣ Một số lưu ý: Khi đốt cháy ancol: n H O > n CO ⇒ ancol no, mạch hở Khi tách nước ancol tạo olefin ⇒ ancol no đơn chức, hở Khi tách nước ancol A đơn chức tạo chất B - d B / A < ⇒ B hydrocarbon chưa no (nếu ancol no B alken) - d B / A > ⇒ B ete Các phản ứng oxy hóa ancol : - Oxy hóa ancol bậc tạo aldehyd acid mạch hở O] R-CH2OH [→ R-CH=O R-COOH - Oxy hóa ancol bậc tạo ceton: O] R-CHOH-R' [→ R-CO-R' - Ancol bậc ba khơng phản ứng (do khơng có H) Tách nước từ ancol no đơn chức tạo alken tuân theo quy tắc zaixep: Tách nhóm -OH H nguyên tử C có bậc cao Ancol no đa chức có nhóm -OH nằm carbon kế cận có phản ứng với Cu(OH)2 tạo dd phức màu xanh lam - 2,3 nhóm -OH liên kết C không bền, dễ dàng tách nước tạo aldehyd, ceton acid carboxylic R CH OH R CH O + H2O OH OH R C OH OH - R C O + H2O OH Nhóm -OH liên kết carbon mang nối đơi khơng bền, đồng phân hóa tạo thành aldehyd ceton Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp THPT tuyển sinh Đại học – Cao đẳng mơn Hóa học CH2=CHOH  CH3-CHO → → CH2=COH-CH3  CH3-CO-CH3 ♣ Một số lưu ý giải toán: Ancol no a Khi đốt cháy ancol: n H2O > n CO2 ⇒ ancol ancol no b n H2O − n CO2 = nancol => số nguyên tử carbon = n CO2 n ancol Ví dụ: n = 1,6 ⇒ n1 < n =1,6 ⇒ phải có ancol CH3OH nH x c ⇒ x số nhóm chức ancol ( tương tự với acid) = n rượu d ancol đơn chức no (A) tách nước tạo chất (B) (xúc tác: H2SO4 đđ) - dB/A < ⇒ B olefin - dB/A > ⇒ A ete e Oxy hóa: - Cu,t → oxy hóa ancol bậc tạo aldehyd: R-CHO  R- CH= O oxy hóa ancol bậc tạo ceton: H [O] R C R' R C R' OH - O ancol bậc khơng bị oxy hóa MỘT SỐ BÀI TOÁN VỀ ANCOL Bài 1: (Đề TSĐH – KA 2009) Đun nóng hỗn hợp hai ancol đơn chức, mạch hở với H2SO4 đặc, thu hỗn hợp gồm ete Lấy 7,2 gam ete đem đốt cháy hồn tồn, thu 8,96 lít khí CO2 (ở đktc) 7,2 gam H2O Hai ancol A CH3OH CH2=CH-CH2-OH B C2H5OH CH2=CH-CH2-OH C CH3OH C3H7OH D C2H5OH CH3OH Hướng dẫn: n CO2 = 0, mol, n H2 O = 0, mol => ete có liên kết đôi ancol phải có ancol có liên kết đơi Đặt cơng thức ete đem đốt là: CnH2nO 0, Từ số mol CO2 ta tính số mol ete n Mete = 18n => 14n + 16 = 18n => n = Tổng số nguyên tử C ancol nhận xét có ancol có liên kết đơi => Chọn câu A Bài 2: (TSĐH – KA 2009) Cho hỗn hợp X gồm hai ancol đa chức, mạch hở, thuộc dãy đồng đẳng Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X, thu CO2 H2O có tỉ lệ mol tương ứng 3: Hai ancol A C2H4(OH)2 C3H6(OH)2 B C2H5OH C4H9OH Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp THPT tuyển sinh Đại học – Cao đẳng mơn Hóa học C C2H4(OH)2 C4H8(OH)2 Hướng dẫn: Ta có: n H2O > n CO2 ⇒ ancol no D C3H5(OH)3 C4H7(OH)3 Đặt cơng thức trung bình ancol Cn H 2n +2 O z ⇒ n = 3( n + 1) ⇒ n =3 Có ancol phải C2H4(OH)2, ancol cịn lại có nhóm OH có số nguyên tử C lớn Vậy Chọn câu C Bài 3: (TSĐH – KA 2009) Khi đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp hai ancol no, đơn chức, mạch hở thu V lít khí CO2 (ở đktc) a gam H2O Biểu thức liên hệ m, a V là: V V V V A m = a − B m = 2a − C m = 2a − D m = a + 5,6 11,2 22, 5,6 Hướng dẫn: Theo phương trình chung phản ứng đốt cháy ancol no đơn chức ta có: a V n ancol = n H2O – n CO2 = − 18 22, a V − 18 22, Mà m ancol = mC + mH + mO V a a V V => m = 12 + + ( − )16 => m = a − Chọn câu A 22, 18 18 22, 5,6 Bài 4: (TSĐH – KA 2009) Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol ancol X no, mạch hở, cần vừa đủ 17,92 lít khí O2 (ở đktc) Mặt khác, cho 0,1 mol X tác dụng vừa đủ với m gam Cu(OH)2 tạo thành dung dịch có màu xanh lam Giá trị m tên gọi X tương ứng A 4,9 propan-1,2-diol B 9,8 propan-1,2-diol C 4,9 glycerol D 4,9 propan-1,3-diol Hướng dẫn Đặt cơng thức X là: CnH2n + 2Ox Ta có: nO2 = 0,8 mol 3n + − x O2  nCO2 + (n + 1)H2O → CnH2n + 2Ox + 0,2 0,8 mol 3n + − x 0,8 Vậy ta suy ra: = 0, nO (ancol) = n ancol = 7+ x Chọn x = 2, n = 3 => X C3H6(OH)2 Để phản ứng với Cu(OH)2 X phải propan-1,2-diol nCu(OH)2 = nX = 0,05 mol => m = 4,9g Chọn câu A => n = Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 10 Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp THPT tuyển sinh Đại học – Cao đẳng mơn Hóa học MỘT SỐ LƯU Ý KHI GIẢI TOÁN - n Ag n aldehyd = 2x ⇒ x số nhóm chức -CHO Trường hợp đặc biệt: H-CH=O phản ứng Ag2O tạo mol Ag %O = 53,33% nhóm anldehyd ( -CH=O) có liên kết đơi C=O ⇒ aldehyd no đơn chức có liên kết π nên đốt cháy n H2O = n CO2 ( ngược lại) aldehyd A có liên kết π có khả năng: aldehyd no chức (2 π C=O) aldehyd khơng no có liên kết đôi (1 π C=O, π C=C) - n Cu 2O n = x ⇒ x số nhóm chức -CHO aldehyd n Cu(OH)2 (PU) n = 2x ⇒ x số nhóm chức -CHO andehyt n H2 (PU) n aldehyd = x ⇒ x số (nhóm chức –CHO + số liên kết đôi C=C) _VÍ DỤ MỘT SỐ BÀI TOÁN VỀ ALDEHYD Bài 1: (TSĐH – KA 2009) Cho hỗn hợp khí X gồm HCHO H2 qua ống sứ đựng bột Ni nung nóng Sau phản ứng xảy hồn tồn, thu hỗn hợp khí Y gồm hai chất hữu Đốt cháy hết Y thu 11,7 gam H2O 7,84 lít khí CO2 (ở đktc) Phần trăm theo thể tích H2 X A 65,00% B 46,15% C 35,00% D 53,85% Hướng dẫn: Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, ta thấy: Số mol H2 nước số mol H2 Y X; số mol C CO2 số mol C Y X nHCHO = nCO2 = 0,35 mol nH2O (HCHO, H2) = 0,65 mol nH2O (HCHO) = nHCHO = 0,35 mol nH2 = 0,65 – 0,35 = 0,3 mol => %V (H2) = 46,15% Chọn câu B Bài 2: (TSĐH – KA 2009) Cho 0,25 mol aldehyd mạch hở X phản ứng với lượng dư dung dịch AgNO3 NH3 thu 54 gam Ag Mặt khác, cho X phản ứng với H2 dư (xúc tác Ni, t0) 0,125 mol X phản ứng hết với 0,25 mol H2 Chất X có cơng thức ứng với công thức chung A CnH2n-1CHO (n ≥ 2) B CnH2n-3CHO (n ≥ 2) C CnH2n(CHO)2 (n ≥ 0) D CnH2n+1CHO (n ≥ 0) Hướng dẫn: nAg = 0,5 mol, gấp lần số mol aldehyd suy aldehyd đơn chức nH2 gấp lần số mol aldehyd suy gốc hydrocarbon aldehyd có liên kết đơi Suy aldehyd CnH2n-1CHO (n ≥ 2) Chọn câu A Bài 3: (TSĐH – KA 2010) Cho m gam hỗn hợp etanal propanal phản ứng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO3 NH3, thu 43,2 gam kết tủa dung dịch chứa 17,5 gam muối amoni hai acid hữu Giá trị m A 9,5 B 10,9 C 14,3 D 10,2 Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 16 Tài liệu ơn thi Tốt nghiệp THPT tuyển sinh Đại học – Cao đẳng mơn Hóa học Hướng dẫn: a mol CH3CHO → CH3COONH4 + 2Ag b mol CH3CH2CHO → CH3CH2COONH4 + 2Ag 77a + 91b = 17,5 a = 0, 05 ⇔  2a + 2b = 0, b = 0,15 m = 10,9 gam Chọn câu B BÀI TẬP KHÔNG HƯỚNG DẪN _ Bài 4: (TSĐH – KA 2007) Cho 6,6 gam aldehyd X đơn chức, mạch hở phản ứng với lượng dư AgNO3 (hoặc Ag2O) dung dịch NH3, đun nóng Lượng Ag sinh cho phản ứng hết với acid HNO3 lỗng, 2,24 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đo đktc) Công thức cấu tạo thu gọn X là: A CH3CHO B HCHO C CH3CH2CHO D CH2=CHCHO Bài 5: (TSĐH – KA 2007) Cho 0,1 mol aldehyd X tác dụng với lượng dư AgNO3 (hoặc Ag2O) dung dịch NH3, đun nóng thu 43,2 gam Ag Hydro hố X thu Y, biết 0,1 mol Y phản ứng vừa đủ với 4,6 gam Na Công thức cấu tạo thu gọn X là: A HCHO B CH3CHO C OHC-CHO D CH3CH(OH)CHO Bài 6: (TSĐH – KA 2008) Đun nóng V lít aldehyd X với 3V lít khí H2 (xúc tác Ni) đến phản ứng xảy hoàn tồn thu hỗn hợp khí Y tích 2V lít (các thể tích khí đo điều kiện nhiệt độ, áp suất) Ngưng tụ Y thu chất Z; cho Z tác dụng với Na sinh H2 có số mol số mol Z phản ứng Chất X aldehyd A không no (chứa nối đôi C=C), hai chức B no, hai chức C no, đơn chức D không no (chứa nối đôi C=C), đơn chức Bài 7: (TSĐH – KA 2008) Cho 3,6 gam aldehyd đơn chức X phản ứng hoàn toàn với lượng dư Ag2O (hoặc AgNO3) dung dịch NH3 đun nóng, thu m gam Ag Hoà tan hoàn toàn m gam Ag dung dịch HNO3 đặc, sinh 2,24 lít NO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) Công thức X A C3H7CHO B HCHO C C4H9CHO D C2H5CHO V ACID CARBOXYLIC + Khi cân phản ứng cháy nhớ tính carbon nhóm chức 3n + Ví dụ: CnH2n+1COOH + ( → ) O2  (n+1)CO2 + (n+1)H2O + Riêng acid fomic tráng gương, phản ứng với Cu(OH)2 tạo ↓ đỏ gạch Chú ý acid phản ứng với Cu(OH)2 tạo dd màu xanh có ion Cu2+ + Cộng HX acid acrylic, acid metacrylic, aldehyd acrylic trái với quy tắc cộng Maccopnhicop: Ví dụ: CH2=CH-COOH + HCl  → ClCH2-CH2-COOH + Khi giải toán muối acid carboxylic đốt cháy O2 cho CO2, H2O Na2CO3 t y t Ví dụ: CxHyOzNat + O2  ( x + ) CO2 + H2O + Na2CO3 → 2 MỘT SỐ CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 17 Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp THPT tuyển sinh Đại học – Cao đẳng mơn Hóa học - n OH- (PU) n acid = x ⇒ x số nhóm -COOH - Chỉ có acid fomic ( H-COOH) tham gia phản ứng tráng gương Đốt acid: Ta có: n H2O = n CO ⇒ acid no, đơn chức ngược lại, suy CT:Cn H 2n O - • n H sinh n acid = x ⇒ x số nhóm chức acid phản ứng với kim loại Lưu ý giải toán : + Số mol Na (trong muối hữu cơ) = số mol Na (trong Na2CO3) (bảo toàn nguyên tố Na) + Số mol C (trong Muối hữu cơ) = số mol C (trong CO2) + Số mol C (trong Na2CO3) (bảo toàn nguyên tố C) So sánh tính acid: Gốc hút e làm tăng tính acid, gốc đẩy e làm giảm tính acit acid carboxylic _VÍ DỤ MỘT SỐ BÀI TỐN VỀ ACID CARBOCYLIC _ Bài 1: (TSĐH – KA 2009) Cho hỗn hợp X gồm hai acid carboxylic no, mạch không phân nhánh Đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp X, thu dược 11,2 lit khí CO2 (ở đktc) Nếu trung hịa 0,3 mol X cần dùng 500 ml dung dịch NaOH 1M Hai acid là: A HCOOH, HOOC-CH2-COOH B HCOOH, CH3COOH C HCOOH, C2H5COOH D HCOOH, HOOC-COOH Hướng dẫn: nX = 0,3, nCO2 = 0,5, nNaOH = 0,5 mol Đặt cơng thức trung bình acid là: Cx H y O z Cx H y O z  x CO2 → 0,3 0,5 mol x = 1,67 => Phải có acid có số nguyên tử C nhỏ 1,67 Acid HCOOH nNaOH > nX => acid cịn lại đa chức Đặt lại cơng thức trung bình acid R(COOH) y R(COOH) y + y NaOH 0,3 0,5 => y = 1,67 Acid lại có số nhóm chức số nguyên tử C phân tử Chọn câu D Bài 2: (TSĐH – KB 2010) Hỗn hợp Z gồm hai acid carboxylic đơn chức X Y (MX > MY) có tổng khối lượng 8,2 gam Cho Z tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH, thu dung dịch chứa 11,5 gam muối Mặt khác, cho Z tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 NH3, thu 21,6 gam Ag Công thức phần trăm khối lượng X Z A C3H5COOH 54,88% B C2H3COOH 43,90% C C2H5COOH 56,10% D HCOOH 45,12% Hướng dẫn: Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 18 Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp THPT tuyển sinh Đại học – Cao đẳng mơn Hóa học Z tác dụng với AgNO3/NH3 suy Z có HCOOH nHCOOH = ½ nAg = 0,1 mol RCOOH  RCOONa → mol tăng 22 0,15 mol ← 11,5 – 8,2 = 3,3g 8,2 − 0,1.46 = 72 MX = 0,15 − 0,1 Đặt công thức X RCOOH Suy ra: R + 45 = 72 ⇒ R = 27 suy R C2H3 ⇒ X: C2H3COOH ⇒ %X = 0,05.72.100/8,2 = 43,9% Chọn câu B Bài 3: (TSĐH – KB 2010) Hỗn hợp M gồm acid carboxylic X, ancol Y (đều đơn chức, số mol X gấp hai lần số mol Y) este Z tạo từ X Y Cho lượng M tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,2 mol NaOH, tạo 16,4 gam muối 8,05 gam ancol Công thức X Y A HCOOH CH3OH B CH3COOH CH3OH C HCOOH C3H7OH D CH3COOH C2H5OH Hướng dẫn nRCOONa = nNaOH = 0,2 mol ⇒ R + 67 = 16,4/0,2 = 82 ⇒ R = 15 ⇒ X CH3COOH Gọi số mol Y a số mol X 2a, Z b Số mol muối: 2a + b = 0,2 Số mol Y sau phản ứng với NaOH: a + b a + b < 0,2 ⇒ MY > 8,05/0,2 = 40,25 ⇒ Y CH3OH Chọn câu D VI ESTE cách viết CT este : Este acid x chức rưỡu y chức: Ry(COO)x.yR’x Nhân chéo x cho gốc hydrocarbon ancol y cho gốc hydrocarbon acid x.y số nhóm chức este Ví dụ: - Acid đơn chức + ancol chức: (RCOO)3R’ - Acid chức + ancol đơn chức: R(COO-R’)3 ESTE ĐƠN CHỨC: - o Este + NaOH t → Muối + ancol Este + NaOH  muối + aldehyd → ⇒ este phản ứng với dd NaOH tạo ancol có nhóm -OH liên kết carbon mang nối đơi bậc 1, khơng bền đồng phân hóa tạo aldehyd o Ví dụ: R-COOCH=CH2 + NaOH t → R-COONa + CH2=CH-OH (khơng bền) Sau đó: CH2=CH-OH tự đồng phân hóa thành CH3CHO - Este + NaOH  muối + ceton → Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 19 Tài liệu ôn thi Tốt nghiệp THPT tuyển sinh Đại học – Cao đẳng mơn Hóa học ⇒ este phản ứng tạo ancol có nhóm -OH liên kết carbon mang nối đôi bậc không bền đồng phân hóa tạo ceton Ví dụ: R COO C CH2 + NaOH R-COONa + CH2=CHOH-CH3 CH3 Sau đó: CH2=CHOH-CH3 khơng bền tự đồng phân hóa thành CH3COCH3 - Este + NaOH  2muối +H2O → ⇒ Este có gốc ancol phenol đồng đẳng phenol o Ví dụ: RCOOC6H5 + 2NaOH t → RCOONa + C6H5ONa + H2O phenol có tính acid nên phản ứng tiếp với NaOH tạo muối H2O - Este + NaOH  sản phẩm ⇒ Este đơn chức vòng → C O R O o +NaOH t → R COONa OH CÁCH XÁC ĐỊNH SỐ NHÓM CHỨC ESTE: - - - n NaOH(PU) n Este = α ⇒ α số nhóm chức este (trừ trường hợp este phenol đồng đẳng nó) nNaOH cần dùng < 2neste (este phản ứng hết) ⇒ Este đơn chứcvà NaOH cịn dư Este đơn chức có CTPT là: CxHyO2 ⇔ R-COOR’ (ĐK: y ≤ 2x) Ta có: 12x + y + 32 = R + R’ + 44 Khi giải toán este ta thường sử dụng hai công thức + Công thức CxHyO2 dùng để đốt cháy cho phù hợp + Công thức R-COOR’ dùng để phản ứng với NaOH ⇒ Công thức cấu tạo este Hỗn hợp este đơn chức phản ứng với NaOH tạo muối + ancol đơn chức ⇒ este gốc acid hai ancol khác tạo nên  R − COOR1 ⇔ C x H yO2 Vậy công thức este R-COO R ' giải ⇒ R,R’ ; ĐK: R1< R '