Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Lý thuyết trọng tâm về Andehit-Xeton L Ý TH UY ẾT T R Ọ N G T Â M V Ề ANĐ EH I T - X ETO N (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) Giáo viê n: VŨ KH ẮC N GỌ C Đây là tài liệu tóm lược các kiến thức đi kèm với bài giảng “L ý t hu y ết t rọn g t â m về a n đ ehit - xeton” thuộc Kh ó a h ọc L T Đ H KI T -1: M ôn H ó a họ c ( T hầy V ũ Khắc N gọ c ) tại website Hocmai.vn. Để có thể nắm vững kiến thức phần “Lý thuyết trọng tâm về anđehit - xeton”, Bạn cần kết hợp xem tài liệu cùng với b ài g i ản g n à y. I. KHÁI NIỆM CHUNG 1. Định nghĩa - Anđehit là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm –CH=O liên kết trực tiếp với nguyên tử C hoặc nguyên tử H (R-CH=O). V D : - Xeton là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm >C=O liên kết trực tiếp với 2 nguyên tử C (RCOR’). V D : 2. Danh pháp - Anđehit: + Tên thay thế: Tên Anđehit = Tên hiđrocacbon tương ứng theo mạch chính + al. + Tên thông thường: Tên Anđehit = Tên axit tương ứng + đuôi “anđehit” thay cho “ic”. V D : - Xeton: + Tên thay thế: Tên Xeton = Tên hiđrocacbon tương ứng theo mạch chính + số chỉ vị trí + on. + Tên gốc – chức: Tên Xeton = Tên 2 gốc hiđrocacbon gắn với nhóm >C=O + xeton. V D : + Tên thông thường: axeton, axetophenon. 3. Tính chất vật lý Ađehit và xeton không có liên kết H nên nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp hơn ancol tương ứng nhưng do liên kết –CO- tạo ra sự phân cực nên vẫn cao hơn hiđrocacbon có cùng C. II. ĐỒNG ĐẲNG ĐỒNG PHÂN 1. Đồng đẳng Tùy theo cấu tạo của anđehit và xeton (mạch C, số nhóm chức, ) mà ta có các dãy đồng đẳng khác nhau. Trong chương trình phổ thông, ta chủ yếu xét dãy đồng đẳng anđehit/xeton no, đơn chức, mạch hở, có các đặc điểm sau: - Công thức dãy đồng đẳng: C n H 2n O. - Khi đốt cháy: n H 2 O = n C O 2 Ngoài ra, cũng cần chú ý đến các dãy có công thức dạng C n H 2n-2 O x (no, mạch hở, 2 chức hoặc không no, một nối đôi, mạch hở, đơn chức) khi đốt cháy: n H 2 O < n C O 2 và n a n ® e h i t/ x e t o n = n C O 2 - n H 2 O 2. Đồng phân Ngoài đồng phân về mạch C, anđehit và xeton còn là đồng phân loại nhóm chức của nhau. V D 1 : X là một anđehit thơm có CTPT C 8 H 8 O. Số chất thoả mãn điều kiện của X là: A. 4. B. 5. C. 6. D. 7. V D 2 : Số anđehit mạch hở có công thức đơn giản nhất C 2 H 3 O là: A. 1. B . 2. C. 3. D. 4. III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC 1. Phản ứng cộng - Phản ứng cộng H 2 (phản ứng khử): Tổng qu á t: R C O R' + H 2 N i , t o R C H( O H) R' + Nếu R’ là H: + Nếu R’ là gốc hiđrocacbon: - Phản ứng cộng H 2 O, cộng HCN: H o cm a i. v n – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 - Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Lý thuyết trọng tâm về Andehit-Xeton Sản phẩm cộng nước có 2 nhóm –OH gắn vào cùng 1C nên không bền, chỉ tồn tại trong dung dịch. Sản phẩm cộng HCN có nhiều ứng dụng quan trọng trong các bài tập điều chế - chuỗi phản ứng: R C O + H C N R C O H R' R' C N Do khả năng thủy phân của hợp chất nitril tạo thành axit hữu cơ: R C O H R C O H R' C N R' C OO H Nên phản ứng này có thể dùng để điều chế hiđroxy axit và axit không no. (VD chuỗi phản ứng điều chế thủy tinh hữu cơ PMM). Chú ý: + Nếu R’ là H (anđehit) điều chế axit không phân nhánh (VD: a. acrylic). + Nếu R’ là gốc hiđrocacbon (xeton) điều chế axit có nhánh (VD: a. metacrylic). 2. Phản ứng oxh Nguyên tử C trong nhóm chức –CHO của anđehit vẫn còn H nên vẫn còn tính khử và có thể tham gia các phản ứng oxh không hoàn toàn, xeton không có tính chất này. - Phản ứng với dung dịch Br 2 hoặc KMnO 4 tạo axit cacboxylic. Tổng qu á t: R C H O + B r + H 2 O R C OO H + 2 H B r Chú ý: Anđehit no chỉ làm mất màu Br 2 khi có mặt H 2 O (phản ứng oxh – kh), chỉ anđehit không no mới làm mất màu dung dịch Br 2 /CCl 4 . Ứng dụng: Nhận biết anđehit, phân biệt anđehit no và không no. - Phản ứng với phức bạc hoặc đồng: R C H O + 2 A g [ ( N H 3 ) 2 ] O H R C OO N H 4 + 2 A g + 3 N H 3 + H 2 O R C H O + 2 C u ( O H) 2 + N a O H R C OO N a + C u 2 O + 3 H 2 O Chú ý: Trong các bài tập, ta chỉ quan tâm tới các tỷ lệ phản ứng, do đó, có thể viết gọn là R C H O + A g 2 O N H 3 R C OO H + 2 A g + H 2 O R C H O + 2 C u ( O H) 2 O H - R C OO H + C u 2 O + 2 H 2 O Ứng dụng: Nhận biết anđehit, tráng gương, tráng ruột phích (thực tế trong công nghiệp người ta dùng glucozơ) 3. Phản ứng ở gốc hiđrocacbon Do nhóm chức –CHO của anđehit dễ bị oxh nên thực tế, ta chỉ xét đến phản ứng thế halogen (cũng là tác nhân oxh) của xeton, trong đó, ưu tiên vào vị trí của nguyên tử H ở C α so với nhóm >C=O. C H 3 C O C H 3 + B r C H 3 C OO H C H 3 C O C H 2 B r + H B r V D 5 : Ba chất hữu cơ mạch hở X, Y, Z có cùng công thức phân tử C 3 H 6 O và có các tính chất : X, Z đều phản ứng với nước brom; X, Y, Z đều phản ứng với H 2 nhưng chỉ có Z không bị thay đổi nhóm chức; chất Y chỉ tác dụng với brom khi có mặt CH 3 COOH. Các chất X, Y, Z lần lượt là A. C 2 H 5 CHO, CH 2 =CH-O-CH 3 , (CH 3 ) 2 CO. B. (CH 3 ) 2 CO, C 2 H 5 CHO, CH 2 =CH-CH 2 OH. C. C 2 H 5 CHO, (CH 3 ) 2 CO, CH 2 =CH-CH 2 OH. D. CH 2 =CH-CH 2 OH, C 2 H 5 CHO, (CH 3 ) 2 CO. (Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối B – 2008) Nếu biện luận một cách đầy đủ và tuần tự thì: X tác dụng với nước brom Loại B. Chất Y chỉ tác dụng với brom khi có mặt CH 3 COOH Y có nhóm cacbonyl Loại A. Chỉ Z không bị thay đổi nhóm chức Z chỉ có liên kết ở mạch C Loại D. X, Y, Z lần lượt là : C 2 H 5 CHO, (CH 3 ) 2 CO, CH 2 =CH-CH 2 OH. Tuy nhiên, cũng có một cách biện luận rất thông minh như sau: Chất Y chỉ tác dụng với brom khi có mặt CH 3 COOH Y không thể là ete hay Aldehyde phải là đáp án C Đây sẽ là một câu hỏi khó nếu cứ biện luận tuần tự và đầy đủ như cách làm thứ nhất, trong đó có điều kiện xảy ra phản ứng thế Brom của xeton là điều mà rất ít thí sinh quan tâm. Nhưng nếu biện luận như cách làm thứ 2, thì ta thấy bài toán trở nên rất đơn giản và dễ dàng chọn được đáp án đúng mà không cần quan tâm đến các dữ kiện khác (^^ nếu quan tâm thì cũng có thể thử lại dễ dàng và cho kết quả ok) IV. ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG 1. Điều chế a. Phương pháp chung 2 2 Oxh ancol bậc I và bậc II tương ứng. H o cm a i. v n – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 - Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Lý thuyết trọng tâm về Andehit-Xeton b. Phương pháp riêng - Với fomanđehit: 2 C H 3 O H + O 2 x t , t o 2 H C H = O + 2 H 2 O C H 4 + O 2 x t , t o H C H = O + H 2 O - Với axetandehit: 2 C H 2 = C H 2 + O 2 P d C l 2 , C u C l 2 2 C H 3 C H = O - Với axeton: Điều chế cùng với phenol bằng cách oxh cumen. V D : Dãy gồm các chất đều điều chế trực tiếp (bằng một phản ứng) tạo ra anđehit axetic là: A. CH 3 COOH, C 2 H 2 , C 2 H 4 . B. C 2 H 5 OH, C 2 H 2 , CH 3 COOC 2 H 5 . C . C 2 H 5 OH, C 2 H 4 , C 2 H 2 . D. HCOOC 2 H 3 , C 2 H 2 , CH 3 COOH. (Trích đề thi tuyển sinh ĐH – CĐ khối A – 2009) Câu hỏi này vốn không khó nhưng có một số em đã không nhớ được phản ứng oxh C 2 H 4 : C 2 H 4 + 1 O 2 P d C l 2 , C u C l 2 C H 3 C H O nên loại đã loại trừ đáp án C. Trong câu hỏi này, đáp án B và D (este) bị loại trừ khá dễ dàng. 2. Ứng dụng Giáo viên: Vũ Khắc Ngọc Nguồn: H o c m ai. v n 2 H o cm a i. v n – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Lý thuyết trọng tâm về Anđehit-Xeton L Ý TH UY ẾT T R Ọ N G T Â M V Ề ANĐ EH I T - X ETO N (BÀI TẬP TỰ LUYỆN) Giáo viê n: VŨ KH ẮC N GỌ C Các bài tập trong tài liệu này được biên soạn kèm theo bài giảng “L ý t huyết t r ọ n g t â m về an đ e h it - xet o n” thuộc Khóa h ọ c L T Đ H K I T - 1: M ô n H ó a họ c ( T h ầ y Vũ Khắc N g ọc ) tại website Hocmai.vn để giúp các Bạn kiểm tra, củng cố lại các kiến thức được giáo viên truyền đạt trong bài giảng tương ứng. Để sử dụng hiệu quả, Bạn cần học trước bài giảng “Lý t hu y ết t r ọ ng t â m về an đ e h it - xeton” sau đó làm đầy đủ các bài tập trong tài liệu này. C â u 1 : X là một anđehit thơm có CT P T C 8 H 8 O . S ố chất thoả mãn điều kiện của X là: A . 4. B. 5. C . 6. D . 7. C â u 2 : S ố đồng phân ứng với CT P T C 4 H 8 O tác dụng được với dung dịch A g NO 3 / NH 3 là: A . 1 đồng phân. B. 2 đồng phân. C . 3 đồng phân. D . 4 đồng phân. C â u 3 : S ố đồng phân xeton ứng với công thức phân tử C 5 H 10 O là: A . 3. B. 5. C . 6. D . 4. (Tr ích đề thi tuyển s inh ĐH – C Đ khối A – 2008 ) C â u 4 : H iđ r o hoá anđehit oxalic (OH C - C HO) thu được s ố s ản phẩm hữu cơ tối đa là: A . 1. B. 2. C . 3. D . 4. C â u 5 : D ãy các c h ất đều có phản ứng t r áng gương khi cho tác dụng với A g 2 O t r ong NH 3 , t 0 là: A . Etanal , axit f omic, glixe r in t r i f omiat. B. A xetilen, anđehit axetic, axit f omic. C . Pr opanal, etyl f omiat, r ượu etylic. D . A xit oxalic, etyl f omiat, anđehit benzoic. C â u 6 : Cho dãy các chất: H C HO , C H 3 C OOH , C H 3 C OO C 2 H 5 , H C OOH , C 2 H 5 OH , H C OO C H 3 . S ố chất t r on g dãy tham gia phản ứng t r áng gương là: A . 3. B. 6. C . 4. D . 5. (Tr ích đề thi tuyển s inh Cao đẳng – 2008 ) C â u 7 : Chất X c ó CT P T là C 3 H 6 O 2 . X tác dụng được với N a và với dung dịch A g NO 3 / NH 3 , t 0 . Cho hơi của X tác dụng với Cu O , t thu được chất hữu cơ Y đa chức. CTCT của X là: A . C H 3 - C H 2 - C OOH . B. H C OO- C H 2 C H 3. C . HO- C H 2 - C H 2 - C HO . D . C H 3 - C H(OH)- C HO . C â u 8 : H ai hợp chất hữu cơ X , Y có cùng công thức phân tử C 3 H 6 O 2 . Cả X và Y đều tác dụng với N a; X tác d ụng được với N a H C O 3 còn Y có khả năng tham gia phản ứng t r áng bạc. Công thức cấu tạo của X và Y lần lượt là: A . C 2 H 5 C OOH và H C OO C 2 H 5. B. H C OO C 2 H 5 và HO C H 2 C O C H 3. C . H C OO C 2 H 5 và HO C H 2 C H 2 C HO . D . C 2 H 5 C OOH và C H 3 C H(OH) C HO . (Tr ích đề thi tuyển s inh Cao đẳng – 2009 ) C â u 9 : Cho s ơ đ ồ chuyển hóa s au: M Br C 3 H 6 B r 2 NaOH (du) N CuO,t 0 anđehit 2 chức K ết luận nào s au đ ây đ ún g: A . M là C 3 H 6 và N là C H 3 C H(OH) C H 2 OH . B. M là C 3 H 6 và N là C H 2 (OH) C H 2 C H 2 OH . C . M là xiclop r opan và N là C H 2 (OH) C H 2 C H 2 OH . D . M là C 3 H 8 , N là glixe r in ( glixe r ol ) C 3 H 5 (OH) 3. C â u 10 : Cho các chất: H C N , H 2 , dung dịch KM n O 4 , dung dịch B r 2 . S ố chất phản ứng được với ( C H 3 ) 2 C O là: A . 2. B. 4. C . 1. D . 3. (Tr ích đề thi tuyển s inh ĐH – C Đ khối A – 2007 ) C â u 11 : Ba chất hữu cơ mạch hở X , Y , Z có cùng công thức phân tử C 3 H 6 O và có các tính chất : X , Z đều phản ứng với nước b r om; X , Y , Z đều phản ứng với H 2 nhưng chỉ có Z không bị thay đổi nhóm chức; chất Y chỉ tác dụng với b r om khi có mặt C H 3 C OOH . Các chất X , Y , Z lần lượt là 0 2 A . C 2 H 5 C HO , C H 2 =C H-O- C H 3 , ( C H 3 ) 2 C O . B. ( C H 3 ) 2 C O , C 2 H 5 C HO , C H 2 =C H- C H 2 OH . C . C 2 H 5 C HO , ( C H 3 ) 2 C O , C H 2 =C H- C H 2 OH . H o cm a i. v n – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 4 - Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Lý thuyết trọng tâm về Anđehit-Xeton D . C H 2 =C H- C H 2 OH , C 2 H 5 C HO , ( C H 3 ) 2 C O . (Tr ích đề thi tuyển s inh ĐH – C Đ khối B – 2008 ) C â u 12 : D ãy gồm các chất đều điều chế t r ực tiếp ( bằng một phản ứng ) tạo r a anđehit axetic là: A . C H 3 C OOH , C 2 H 2 , C 2 H 4 . B. C 2 H 5 OH , C 2 H 2 , C H 3 C OO C 2 H 5 . C . C 2 H 5 OH , C 2 H 4 , C 2 H 2 . D . H C OO C 2 H 3 , C 2 H 2 , C H 3 C OOH . (Tr ích đề thi tuyển s inh ĐH – C Đ khối A – 2009 ) C â u 13 : Q uá t r ình nào s au đây k h ô n g tạo r a anđehit axetic: A . C H 2 =C H 2 + H 2 O ( t o , xúc tác H g SO 4 ) . B. C H 2 =C H 2 + O 2 ( t o , xúc tác ) . C . C H 3 −C H 2 OH + Cu O ( t ) . D . C H 3 −C OO C H =C H 2 + dung dịch N a OH ( t ) . (Tr ích đề thi tuyển s inh Cao đẳng – 2009 ) C â u 14 : T r ong c ô ng nghiệp, axeton được điều chế từ: A . cumen. B. p r opan - 1 - ol. C . X iclop r opan. D . p r opan - 2 - ol . (Tr ích đề thi tuyển s inh Cao đẳng – 2007 ) C â u 15 : S ố anđehit mạch hở có công thức đơn giản nhất C 2 H 3 O là: A . 1. B. 2. C . 3. D . 4. Giáo viên: Vũ Khắc Ngọc Nguồn: H o c m ai. v n L Ý TH UY ẾT T R Ọ N G T Â M V Ề ANĐ EH I T - X ETO N (ĐÁP ÁN BÀI TẬP TỰ LUYỆN) Giáo viê n: VŨ KH ẮC N GỌ C Các bài tập trong tài liệu này được biên soạn kèm theo bài giảng “Lý t huyết t rọn g t â m v ề an đ e hit - xet o n” thuộc Khóa h ọ c L T Đ H KI T -1: M ô n H ó a h ọ c ( T h ầ y Vũ Khắc N g ọ c) tại website Hocmai.vn để giúp các Bạn kiểm tra, củng cố lại các kiến thức được giáo viên truyền đạt trong bài giảng tương ứng. Để sử dụng hiệu quả, Bạn cần học trước bài giảng “Lý thu y ết t r ọ n g t â m về an đ e h it - xeton” sau đó làm đầy đủ các bài tập trong tài liệu này. 1. A 2. B 3. A 4. B 5. A 6. A 7. C 8. D 9. C 10. A 11. C 12. C 13. A 14. A 15. B Giáo viên: Vũ Khắc Ngọc Nguồn: Ho c ma i . vn H o cm a i. v n – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 5 o o – . X và Y lần lượt là: A . C 2 H 5 C OOH và H C OO C 2 H 5. B. H C OO C 2 H 5 và HO C H 2 C O C H 3. C . H C OO C 2 H 5 và HO C H 2 C H 2 C HO . D . C 2 H 5 C OOH và C H 3 C H(OH) C HO . (Tr ích. đài tư vấn: 1900 58 -58 -12 - Trang | 1 - Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Khắc Ngọc) Lý thuyết trọng tâm về Andehit- Xeton Sản phẩm cộng nước. lượt là A. C 2 H 5 CHO, CH 2 =CH-O-CH 3 , (CH 3 ) 2 CO. B. (CH 3 ) 2 CO, C 2 H 5 CHO, CH 2 =CH-CH 2 OH. C. C 2 H 5 CHO, (CH 3 ) 2 CO, CH 2 =CH-CH 2 OH. D. CH 2 =CH-CH 2 OH, C 2 H 5 CHO, (CH 3 ) 2 CO. (Trích