Chuyên đề bồi dỡng hoá học lớp 12
Chuyên đề bồi dỡng hoá học khối 12.
Vấn đề 1: rợu phênol- amin
1.1: Rợu:
1.1.1: Khái niệm: Rợu là hợp chất hữu cơ trong phân tử có một hay nhiều nhóm
hiđroxyl (-OH) liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon no của gốc hiđrocacbon.
Công thức phân tử tổng quát của rợu: R(OH)
x
, x
1 nguyên. Hay
C
n
H
2n+2-2a-x
(OH)
x
trong đó a là số liên kết pi và vòng (a
0, x
1 nguyên).
1- Nếu a = 0 ta đợc rợu no:
- x = 1 có rợu no đơn chức: C
n
H
2n+1
-OH ( gọi là Ankanol).
- x > 1 có rợu no đa chức: C
n
H
chứa 34,7826% Oxi về khối lợng. Hãy xác định CTCT của A và B biết T
0
sôi của A
là 78,3
0
C, của B là -46
0
C.
2- Đốt cháy hoàn toàn 6 gam một rợu A cần 10,08 lít oxi (đktc) và thu đợc 7,2
gam H
2
O. Hãy xác định CTPT của rợu trên?
H ớng dẫn : dễ tìm đợc CTĐGN là (C
3
H
8
O)
n
vì 8n
3n.2+2 => n
1 => CTPT
của rợu là C
3
H
8
O => C
3
H
Theo bài ra y= 2x+z => 2n+2 = 2n+x => x=2 => A là C
n
H
2n+2
O
2
. M
A
= 3.29 =
87 => n < 3,7
- n=2 => C
2
H
6
O
2
=> CH
2
(OH)-CH
2
(OH).
- n=3 => C
3
H
8
O
2
=> CH
2
(OH)-CH(OH)-CH
1
Chuyên đề bồi dỡng hoá học lớp 12
Ví dụ 5: Một rợu no đa chức có số nguyên tử cacbon bằng số nguyên tử oxi trong
phân tử. Hãy xác định CTPT của rợu trên? Biết d
Rợu/KK
< 3,2.
Ví dụ 6: 1- Đốt cháy hoàn toàn V thể tích rợu no X cần 2,5V thể tích oxi trong cùng
điều kiện.
2- Đốt cháy hoàn toàn 1 mol hơi rợu no A cần vừa đúng 3,5 mol oxi trong
cùng điều kiện. Hãy xác định CTPT, CTCT của A?
H ớng dẫn : Gọi X là C
n
H
2n+2
O
x
trong đó n
x, n và x nguyên dơng.
Phơng trình phản ứng C
n
H
2n+2
O
x
+ (3n+1-x)/2 O
2
----> nCO
2
+ (n+1)H
2
+ (n+1-a)H
2
O.
Theo ptp ta có:
- Nếu nH
2
O/nCO
2
>1 <=> (n-a+1)/n > 1 <=> a=0 => rợu đem đốt là rợu no.
- Nếu nH
2
O/nCO
2
= 1 <=> (n-a+1)/n = 1 <=> a=1 => rợu đem đốt là rợu không no
chứa 1 liên kết pi hoặc rợu no chứa 1 vòng.
Theo ptp ta luôn có: nO
2
/nCO
2
= (3n+1-x-a)/n
1,5 với mọi n
x
1 nguuyên, a
0.
- Nếu nO
i
x
i
.
a
tb
= a
1
x
1
+ a
2
x
2
+ ... n
i
x
i
.
z
tb
= z
1
x
1
+ z
2
x
2
+ ... z
i
là thành phần % số mol hay thể tích của các rợu tơng ứng 1,2...i.
Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 23 gam rợu A đợc 44 gam CO
2
và 27 gam H
2
O. xác
định CTCT của A?
H ớng dẫn : nH
2
O/nCO
2
> 1 => A là rợu no.
2
Chuyên đề bồi dỡng hoá học lớp 12
mC=12.nCO
2
= 12(g); mH=2nH
2
O = 3(g); mO= 23-12-3 = 8(g). Gọi CTPT của A
là C
x
H
y
O
z
=> x:y:z = 12/12:3/1:8/16 = 2:6:1 => A là (C
2
H
6
+ (3n+1-a-x)/2O
2
----> nCO
2
+ (n+1-a)H
2
O.
Theo bài ra có: nO
2
/nCO
2
= 4,5/3 = 1,5 => X gồm 2 rợu no đơn chức (a=0, x=1)
=> nCO
2
/nX = V
CO2
/V
X
= n
tb
/1 = 3/2 = 1,5 => n
tb
= 1,5 => có một rợu là CH
3
OH.
Gọi rợu kia là C
m
H
2m+1
OH (m
-CH
2
-OH; CH
3
-CH=CH-CH
2
-OH;
CH
2
=CH-CH(OH)-CH
3
; CH
2
CH
2
CH
2
CH-CH
2
-OH
CH
2
-----CH---OH CH
2
...
b- Đồng phân cấu tạo:
- Dạng anđehit CH
3
-CH
O,
so sánh số đồng phân của chúng và giải thích?
Ví dụ 3: Khi đốt cháy hết 9 gam HCHC A chứa (C,H,O) cho toàn bộ sản phẩm vào
dung dịch nớc vôi trong d thấy khối lợng bình tăng lên 26,6 gam và xuất hiện 40
gam kết tủa.
- Xác định CTPT của A?
- Viết các đồng phân của A, biết A là rợu?
3
Chuyên đề bồi dỡng hoá học lớp 12
H ớng dẫn : Dễ dàng tìm đợc CTN của A là (C
2
H
5
O)n => 5n
2.2n + 2 vì số
nguyên tử H trong A phải chẵn => n=2 => CTPT của A là C
4
H
10
O
2
.
1.1.3: Tên gọi:
a- Danh pháp thông thờng: Tên rợu =rợu+Tên gốc hiđro cacbon tơng ứng + ic.
Ví dụ: C
2
H
5
CH
3
- CH
2
-CH
2
-OH : Propanol -1;
CH
3
-CH
2
(OH)-CH
2
-CH
3
: Butanol-2;
CH
2
=CH-CH
2
-OH : 2-Propenol-1
CH
2
- CH(OH)-C(CH
3
)
(CH
3
)-CH
-OH...
- Rợu bậc 2: CH
3
-CH(OH)-CH
3
; CH
3
-CH(CH
3
)-CH(OH)-CH
3
.
- Rợu bậc 3: CH
3
- C(CH
3
)(CH
3
)-OH; CH
2
=CH-C(CH
3
)(CH
3
)-OH...
d- Các trờng hợp rợu không bền:
- Rợu có nhóm chức OH gắn với nguyên tử C không no (nguyên tử C liên kết bội) ở
điều kiện thờng chúng không tồn tại, mà chuyển thành anđhit hoặc xeton.
Ví dụ: CH
2
2
+ H
2
O.
R
2
1.1.4- Tính chất hoá học của rợu:
1- Tác dụng với kim loại kiềm:
2R-(OH)
x
+ 2xM ----> 2R-(OM)
x
+ xH
2
.
Nếu dung dịch rợu thì có thêm phản ứng: 2M + 2H
2
O ---> 2M(OH) + H
2
.
Hoặc 2C
n
H
2n+2-2a-x
(OH)
x
+ 2xM ---> 2C
n
H
2n+2-2a-x
=> 14n+2+16x = 92 đk n
x.
- x=1 ---> n=74/14 loại.
- x= 2 ---> n=58/14 loại
- x= 3 ---> n=3 => C
3
H
5
(OH)
3
=> CH
2
(OH)-CH(OH)-CH
2
(OH).
Tơng tự B là C
3
H
5
(OH) => CH
2
=CH-CH
2
-OH.
Ví dụ 2: Chia 22 gam hỗn hợp 2 rợu no đơn chức kế tiếp nhau thành 2 phần bằng
nhau. phần 1 tác dụng vừa đủ với kim loại natri thu đợc 3,36 lít khí (đktc). Hãy xác
định CTPT 2 rợu và thành phần % khối lợng của hỗn hợp ban đầu?
Phần 2 đốt cháy hoàn toàn thu đợc V lít CO
3
OH và C
2
H
5
OH.
Tính thành phần %:
Cách 1: Gọi x là số mol của CH
3
OH có trong 1 mol hỗn hợp => số mol của
C
2
H
5
OH là (1-x) mol, có n
tb
= x.1 + 2(1-x) = 4/3. => x=2/3. => % CH
3
OH =
2/3.32/M
tb
= 0,5818 => % C
2
H
5
OH = 0,418.
Cách 2: Gọi số mol của CH
3
OH có trong hỗn hợp là x => nC
2
2
. Xác định
CTCT của 2 rợu biết rằng khi đốt V thể tích của A hoặc B đều thu đợc không quá
3V thể tích CO
2
ở cùng đk.
H ớng dẫn : Gọi A và B bằng CTTĐ C
n
H
2n+2
O
x
. Theo bài ra và pt ta có (n
tb
+1)/n
tb
=
nH
2
O/nCO
2
= 0,17/0,12 = > n
tb
= 2,4. Theo ptp n
Rợu
= nCO
2
/n
tb
= 0,12/2,4 = 0,05
OH và C
3
H
8
O
a
. n
tb
=1y + 3(1-y)=2,4 => y=0,3 => x
tb
= 1,6
= 1.0,3 + a.0,7 => a = 13/7 loại.
- Nếu hỗn hợp C
2
H
5
OH và C
3
H
8
O
a
. n
tb
= 2z + 3(1-z) = 2,4 => z =0,6 => x
tb
=
1,6 = 1.0,6 + a.0,4 => a=2,5 loại.
- Nếu hỗn hợp là C
2
chức đồng đẳng liên tiếp nhau. Chia X thành hai phần bằng nhau.
Phần 1: Cho tác dụng hết với Na thu đợc 4,48 lít khí H
2
.
Phần 2: Đốt cháy hoàn toàn rồi cho sản phẩm cháy lần lợt qua hai bình kín: Bình 1
đựng P
2
O
5
, bình 2 đựng dung dịch Ba(OH)
2
d. Phản ứng kết thúc nhận thấy bình 1
nặng thêm a gam, bình 2 nặng thêm (a+22,7) gam.
1- Viết phơng trình phản ứng.
2- Xác định CTPT của 2 rợu. Viết CTCT các đồng phân là rợu của hai rợu nói trên?
Gọi tên?
3- Tính % khối lợng các chất trong hỗn hợp X?
(ĐH Thơng Mại 2001).
2- Phản ứng đềhiđrat hoá (loại nớc):
a- Loại nớc từ một phân tử rợu: Sản phẩm là anken.
H2SO4 đđ, T >170C
C
n
H
2n+1
OH -----------------> C
n
H
2n
Chuyên đề bồi dỡng hoá học lớp 12
CH
3
-CH(OH)-CH
2
-CH
3
-------
CH
3
-CH=CH-CH
3
(spc)+ H
2
O
(Sp trans là chủ yếu)
Qui tắc Zaixep: Khi loại nớc của rợu thì nhóm (-OH) u tiên tách cùng với nguyên
tử H của cacbon bậc cao.
Chú ý: Phản ứng tách loại nớc theo qui tắc Zaixep rồi cộng hợp nớc theo qui tắc
Maskopnhikop là nguyên tắc chuyển rợu bậc 1 thành rợu bậc 2 và rợu bậc1, bậc 2
thành rợu bậc bậc 3.
XT, T
Ví dụ 1: CH
3
-CH
2
-CH
2
-OH -------> CH
Ví dụ 2: CH
3
-CH-OH -------> CH
3
- C=CH
2
+ H
2
O. CH
3
CH
3
XT, T
CH
3
- C=CH
2
+ H
2
O -------> CH
3
- C(OH)- CH
3
-O-R
1
+ H
2
O
R
1
-OH +HO-R
2
--------------------- R
1
-O-R
2
+ H
2
O
R
2
-O-R
2
+ H
2
O.
Ví dụ: Loại nớc hỗn hợp 2 rợu CH
3
-OH và C
2
H
5
OH bằng H
2C
2
H
5
-OH --------> C
2
H
5
-O-C
2
H
5
+ H
2
O.
Nhận xét: - Phản ứng loại nớc H
2
O của rợu tạo anken ở nhiệt độ T > 170
0
C
- Phản ứng loại nớc của rợu tạo ete ở nhiệt độ T = 140
0
C.
- Đều dùng H
2
SO
4
đđ làm chất xúc tác và hút nớc.
- Nếu có x rợu khác nhau thì số mol ete tạo ra tối đa là x(x+1)/2 trong đó có x ete
đối xứng. Khi đó cần chọn số mol các ete làm ẩn số :