Phương pháp giải toán hóa hữu cơ - Pdf 17


B. HIDROCACBON:
CT chung: C
x
H
y
(x

1, y

2x+2). Nếu là chất khí ở đk thường hoặc đk chuẩn: x

4.
Hoặc: C
n
H
2n+2-2k
, với k là số liên kết
π
, k

0.
I- DẠNG 1: Hỗn hợp gồm nhiều hidrocacbon thuộc cùng một dãy đồng đẳng.
PP1: Gọi CT chung của các hidrocacbon
k
n
n
HC
22
2
−+

hh
Ta có đk: n
1
<n
2


n
1
<
n
<n
2
.
Thí dụ : + Nếu hh là hai chất đồng đẳng liên tiếp và
n
=1,5
Thì n
1
<1,5<n
2
=n
1
+1

0,5<n
1
<1,5

n

HC,HC
2211
yxyx
Ta có: x
1
<
x
<x
2
, tương tự như trên

x
1
,x
2
.
y
1
<
y
<y
2
;
ĐK
: y
1
,y
2
là số chẳn.
nếu là đồng đẳng liên tiếp thì y

=y
1
+2 bằng đk y
2
=y
1
+2k (với k là hiệu số nguyên tử cacbon).
Cho vài thí dụ:
II. DẠNG 2: Tìm CTPT của hidrocacbon khi biết KL phân tử:
 Phương pháp: + Gọi CTTQ của hidrocacbon là C
x
H
y
;
Đk
: x

1, y

2x+2, y chẳn.
+ Ta có 12x+ y=M
+ Do y>0

12x<M

x<
12
M
(chặn trên) (1)
+ y


58-12x

2x+2

x

4

x=4 ; y=10

CTPT hydrocacbon là C4H10.
III. DẠNG 3 : GIẢI BÀI TOÁN HỖN HỢP
Khi giải bài toán hh nhiều hydrocacbon ta có thể có nhiều cách gọi :
- Cách 1 :
Gọi riêng lẻ, cách này giải ban đầu đơn giản nhưng về sau khó giải, dài, tốn thời gian.
- Cách 2:
Gọi chung thành một công thức
yx
HC
hoặc
k22n2n
HC
−+
(Do các hydrocacbon khác dãy đồng đẳng nên k
khác nhau)
Phương pháp: Gọi Ct chung của các hydrocacbon trong hh là
yx
HC
(nếu chỉ đốt cháy hh) hoặc

=
aa
ayay
y
21
2211
++
++
=
Nhớ ghi điều kiện của x
1
,y
1

+ x
1


1 nếu là ankan; x
1


2 nếu là anken, ankin; x
1


3 nếu là ankadien…


Chú ý

k
H
2

 →
o
t,Ni
2n2n
HC
+
hỗn hợp sau phản ứng có ankan và H
2

 Chú ý: Phản ứng với H
2
(Hs=100%) không biết H
2
dư hay hydrocacbon dư thì có thể dựa vào
M
của hh sau phản ứng.
Nếu
M
<26

hh sau phản ứng có H
2
dư và hydrocacbon chưa no phản ứng hết
b.Phản ứng với Br
2
dư:

Cl
2

→
HClxClHC
kk22n2n
+
−+
e.Phản ứng với AgNO
3
/NH
3
2
k22n2n
HC
−+
+xAg
2
O
 →
3
NH
x
OxHAgHC
2x
xk22n2n
+
−−+
2) Đối với ankan:
C

+ C
x
H
2x
ĐK: m+x=n; m

2, x

2, n

3.
3) Đối với anken:
+ Phản ứng với H
2
, Br
2
, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:1
+ Chú ý phản ứng thế với Cl
2
ở cacbon
α
CH
3
-CH=CH
2
+ Cl
2

 →
C500

2C
n
H
2n-2
+ xAg
2
O
→
2CnH
2n-2-x
Ag
x
+ xH
2
O
ĐK: 0

x

2
* Nếu x=0

hydrocacbon là ankin

ankin-1
* Nếu x=1

hydrocacbon là ankin-1
* Nếu x= 2


nhydrocacbo
H
n
n
2

* với
α
là số lk
π
nằm ngoài vòng benzen
*
β
là số lk
π
trong vòng benzen.
Ngoài ra còn có 1 lk
π
tạo vòng benzen

số lk
π
tổng là
α
+
β
+1.
VD: hydrocacbon có 5
π
trong đó có 1 lk

a)Công thức chung của dãy đồng đẳng là:
b) Công thức phân tử mỗi hiđrocacbon là:
Giải :Do chúng ở thể khí, số mol CO
2
> số mol H
2
O >là ankin hoặc ankadien
số mol 2 chất là :nCO
2
- n H
2
O = 0,3 > Số ntử cacbon trung bình là : nCO
2
:n 2HC=3
> n
1
=2 ,n
2
=4 > TCPT là C
2
H
2
và C
4
H
6
VD 3 :Cho 4,6 gam hỗn hợp 2 anken là đồng đẳng kế tiếp qua dung dịch brôm dư,thấy
α

có 16 brôm phản ứng.Hai anken là

2
> A là ankan
Số mol A= nH
2
O - nCO
2
=0,1 > n =(0,5 – 0,1.2): 0,1 =2 >CTPT của A là:C
2
H
6
VD 5:Khi đốt cháy 0,2 mol hh gồm: C
2
H
2
và 1 hydrocacbon A,thu được:
số mol CO
2
=số mol H
2
O =0,5 mol.CTPT của hydrocacbon A là ?
Giải:nH
2
O = nCO
2
> A là ankan > nC
2
H
2
=n A= 0,1 > số nguyên tử cacbon trong Alà:
(0,5 –0,1.2): 0,1 =3 > ctpt của A là: C


2
+ Số nguyên tử H là số chẳn

n=2

CTPT: C
4
H
10
VD2:
Biện luận xác định CTPT (CH
2
Cl)
n


CT có dạng: C
n
H
2n
Cl
n
Ta có ĐK: + Số nguyên tử H

2 số nguyên tử C + 2 - số nhóm chức

2n

2.2n+2-n


nó là ankan loại vì 5n<2.4n+2 hoặc aren.
ĐK aren: Số nguyên tử H =2số C -6

5n =2.4n-6

n=2. Vậy CTPT của aren là C
8
H
10
.

Chú ý các qui tắc:
+ Thế halogen vào ankan: ưu tiên thế vào H ở C bậc cao.
+ Cộng theo Maccôpnhicôp vào anken
+ Cộng H
2
, Br
2
, HX theo tỷ lệ 1:1 vào ankađien.
+ Phản ứng thế Ag
2
O/NH
3
vào ankin.
+ Quy luật thế vào vòng benzen
+ Phản ứng tách HX tuân theo quy tắc Zaixep.
C. NHÓM CHỨC
I- RƯỢU:
1) Khi đốt cháy rượu:

R-CO-R'
- Rượu bậc ba không phản ứng (do không có H)
5) Tách nước từ rượu no đơn chức tạo ra anken tuân theo quy tắc zaixep: Tách -OH và H ở C có bậc cao hơn
6) - Rượu no đa chức có nhóm -OH nằm ở cacbon kế cận mới có phản ứng với Cu(OH)2 tạo ra dd màu xanh
lam.
- 2,3 nhóm -OH liên kết trên cùng một C sẽkhông bền, dễ dàng tách nước tạo ra anđehit, xeton hoặc axit
cacboxylic.
- Nhóm -OH liên kết trên cacbon mang nối đôi sẽ không bền, nó đồng phân hóa tạo thành anđehit hoặc
xeton.
CH
2
=CHOH
→
CH
3
-CHO
CH
2
=COH-CH
3

→
CH
3
-CO-CH
3
.
CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN
Rượu no
a. Khi đốt cháy rượu :

cácbontử nguyên sốnnn
2
22
=⇒=−
Nếu là hổn hợp rượu cùng dãy đồng đẳng thì số ngun tử Cacbon trung bình.
VD :
n
= 1,6 ⇒ n
1
<
n
=1,6 ⇒ phải có 1 rượu là CH
3
OH
b.
2
x
=
rượu
H
n
n
2
⇒ x là số nhóm chức rượu ( tương tự với axít)
c. rượu đơn chức no (A) tách nước tạo chất (B) (xúc tác : H
2
SO
4
đđ)
. d

n
2
2
x
⇒ x là số ngun tử H linh động trong – OH hoặc -COOH.
b/ Hợp chất HC: A + Na → muối + H
2
O ⇒
y=
A
NaOH
n
ứng phảnn
⇒ y là số nhóm chức phản ứng với NaOH là –
OH liên kết trên nhân hoặc – COOH và cũng là số ngun tử H linh động phản ứng với NaOH.
VD : .
1
n
n
A
H
2
=
⇒ A có 2 ngun tử H linh động phản ứng Natri
.
1=
A
NaOH
n
n

NH
2
<(CH
3
)
2
NH
2
(tính bazơ tăng dần)
CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN

x=
+
amin
H
n
n
⇒ x là số nhóm chức amin
VD: n
H
+
: n
amin
= 1 :1 ⇒ amin này đơn chức
• CT của amin no đơn chức là C
n
H
2n+3
N (n ≥ 1)
. Khi đốt cháy n

 →
o
t,ddNH
3
R-COOH + 2Ag

R-CH=O + 2Cu(OH)
2

→
o
t
R-COOH + Cu
2
O

+2H
2
O

Nếu R là Hydro, Ag
2
O dư, Cu(OH)
2
dư:
H-CHO + 2Ag
2
O
 →
o

3
H
2
O + CO
2
+2Ag

HCOONa + Ag
2
O
 →
o
t,ddNH
3
NaHCO
3
+ 2Ag

H-COOR + Ag
2
O
 →
o
t,ddNH
3
ROH + CO
2
+ 2Ag



22
COOH
nn =
( và ngược lại)
+ andehyt A có 2 liên kết Π có 2 khả năng : andehyt no 2 chức ( 2Π ở C = O) hoặc andehyt khơng no có 1 liên
kết đơi ( 1Π trong C = O, 1 Π trong C = C).
b. +
andehyt chức nhóm sốlà
n
n
andehyt
OCu
2
xx ⇒=
+
andehyt chức nhóm sốlà
n
ứng phảnn
andehyt
Cu(OH)
2
xx ⇒= 2
+
C) C )đôi( kết liên số andehyt chức nhóm số (là x
n
ứng phảnn
2
H
=∏+⇒= x
andehyt

VD: CH
2
=CH-COOH + HCl
→
ClCH
2
-CH
2
-COOH
+ Khi giải tốn về muối của axit cacboxylic khi đốt cháy trong O
2
cho ra CO
2
, H
2
O và Na
2
CO
3
VD : C
x
H
y
O
z
Na
t
+ O
2


Ta có :
22nnCOOH
OHC:CT lại) ngượcvà ( chức. đơn no trênaxít nn
2
⇒⇒=
2


loại) kim ứng phản(axít chức nhóm sốlà x
n
n
axít
H
2
⇒=
2
sinh
x
ra
 Lưu ý khi giải tốn :
+ Số mol Na (trong muối hữu cơ) = số mol Na (trong Na
2
CO
3
) (bảo tồn ngun tố Na)
+ Số mol C (trong Muối hữu cơ) = số mol C (trong CO
2
) + Số mol C (trong Na
2
CO

1 muối + 1 anđehit

este này khi phản ứng với dd NaOH tạo ra rượu có nhóm
-OH liên kết trên cacbon mang nối đôi bậc 1, không bền đồng phân hóa tạo ra anđehit.
VD: R-COOCH=CH2 + NaOH
→
o
t
R-COONa + CH
2
=CH-OH
Este + NaOH
→
1 muối + 1 xeton

este này khi phản ứng tạo rượu có nhóm OH liên kết trên
cacbon mang nối đôi bậc 2 không bền đồng phân hóa tạo xeton.
+ NaOH
→
o
t
R-COONa + CH
2
=CHOH-CH
3
Este + NaOH
→
2muối +H
2
O

α=
Este
öùng)NaOH(phaûn
n
n

α
là số nhóm chức este (trừ trường hợp este của phenol và đồng đẳng của nó)
n
NaOH
cần <2n
este
(este phản ứng hết)

Este này đơn chứcvà NaOH còn dư.
 Este đơn chức có CTPT là : C
x
H
y
O
2


R-COOR’ ĐK : y

2x
Ta có 12x+y+32 = R + R’ + 44.
Khi giải bài toán về este ta thường sử dụng cả hai công thức trên.
+ Ct C
x




 Hỗn hợp este đơn chức khi phản ứng với NaOH tạo ra 3 muối + 1 rượu

3 este này cùng gốc rượu và do 3
axit tạo nên.
CT 3 este là
R
COOR’

CT 3este





'COORR
'COORR
'COORR
3
2
1

2
OHC
yx
Hỗn hợp este khi phản ứng với NaOH
→
3 muối + 2 rượu đều đơn chức

OH'R
RCOOH

CH
3
-CH=O
Đp hóa
RCOOC=CH
2
CH
3
CH
3
-CO-CH
3
Đp hóa
RCOO
R
C
O
O
R COONa
OH

+ TH2 : 1 axit + 1 este (cùng gốc axit)



'RCOOR
RCOOH



'RCOOR
OH'R
+ TH 2 : 2 este cùng gốc axit



2
1
RCOOR
RCOOR

 Lưu ý : Nếu giả thiết cho các hợp chất hữu cơ đồng chức thì mỗi phần trên chỉ có 1 trường hợp là hh 2 este
(cùng gốc rượu hoặc cùng gốc axit).
2. ESTE ĐA CHỨC :
a) - Do axit đa chức + rượu đơn chức : R(COOR’)
x
(x

2)
- Nếu este này do axit đa chức + rượu đơn chức (nhiều rượu) : R(COO
'R
)
x
- Nếu este đa chức + NaOH
→
1 muối+2rượu đơn chức

este này có tối thiểu hai chức.


2x)
vì vậy ta phải có phương pháp đổi từ CTCT sang CTPT để dễ giải.
VD : este 3 chức do rượu no 3 chức + 3 axit đơn chức (có 1 axit no, iaxit có 1 nối đôi, 1 axit có một nối ba) (este
này mạch hở)

Phương pháp giải
: + este này 3 chức

Pt có 6 nguyên tử Oxi
+ Số lkết
π
: có 3 nhóm –COO- mỗi nhóm có 1 lk
π


3
π
.
+ Số lk
π
trong gốc hydrocacbon không no là 3 ( 1
π
trong axit có 1 nối đôi, 2
π
trong axit có 1 nối ba)

CT có dạng : CnH2n+2-2kO6 với k=6

CT : CnH2n-10O6.

R(COOH)
n
+ xR’OH + xH
2
O
Điều kiện : 1

x

n
 Ngoài ra còn những este đăc biệt khác :
R
COOR
1
COOR
2
R
COOR
1
COOR
2
COOR
1
C
m
H
2m+1
COO
C
x

, R’COONa và R’’(OH)
3
Hoặc este + NaOH
→
muối của axit đa + rượu đa và rượu đơn
VD :
khi cho phản ứng với NaOH cho R(COONa)
3
+ R’(OH)
2
+ R’’OH
 Este do axit tạp chức tạo nên :
VD : R-COO-R’-COO-R’’ khi phản ứng NaOh tạo : R- COONa, và R’’OH
VD :
khi phản ứng với NaOH tạo :
CHÚ Ý KHI GIẢI TỐN :
• Este + NaOH
→
0
t
muối + nước

nó).cuả đẳng đồngvà (
phenolcủa este biệt đặc hợptrườngtrừ este chức nhóm sốlà
n
ứng phảnn
este
NaOH
xx ⇒=
VD: CH

x
với X là nhóm chức hóa học : -OH, -CHO, -COOH, -NH
2

 Giả thiết cho CT dạng phân tử và một số tính chất của hợp chất hữu cơ.
 Phương pháp :- Đưa CTPT về dạng CTCT có nhóm chức của nó.
- Đặt điều kiện theo cơng thức chung :
+ Nếu no : k=0 thì ta ln có số ngun tử H = 2 số ngun tử C + 2 – số nhóm chức.
+ Nếu khơng cho no thì ta có : số ngun tử H

2 số ngun tử C + 2 – số nhóm chức.
VD1 : Một rượu no có cơng thức là (C
2
H
5
O)
n
. Biện luận để xác định CTPTcủa rượu đó.
+ Đưa CT trên về dạng cấu tạo : (C
2
H
5
O)
n

C
2n
H
4n
(OH)

n


C
4n
H
3n
O
2n


C
3n
H
2n
(COOH)
n
+ Do axit hữu cơ này khơng làm mất màu nước brom nên có 2 trường hợp :
 Axit này no : (k=0) loại vì theo ĐK : H=2C+2-số nhóm chức

2n=6n+2-n

n<0.
 Axit này thơm : k=4 (do 3 lk
π
tạo 3 lk đơi C=C và một lk
π
tạo vòng benzen)
ĐK : H=2C+2-2k-số nhóm chức



Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status