Chuyên đề Ứng dụng độ bất bão hoà trong hoá học hữu cơ

MỤC LỤC Trang I. ĐẶT VẤN ĐỀ 2 1. Thực trạng 2 2. Giải pháp 2 3. Tóm tắt nội dung đề tài 3 4. Giới hạn áp dụng của đề tài 3 II. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 4 1. Những vấn đề lý luận chung 4 1.1. Khái niệm và công thức tính 4 1.1.1. Khái niệm 4 1.1.2. Công thức tính 4 1.2. Tính chất của độ bất bão hoà 5 1.3. Các thí dụ minh hoạ 5 2. Ứng dụng của độ bất bão hoà 8 2.1. Xác định công thức phân tử từ công thức đơn giản nhất 8 2.2. Dựa vào độ bất bão hoà để viết công thức cấu tạo 10 2.3. Biện luận để xác định công thức cấu tạo hoặc công thức phân tử 12 2.3.1. Biện luận để xác định công thức cấu tạo 12 2.3.2. Biện luận để xác định công thức phân tử 15 2.4. Sử dụng số liên kết pi trung bình 18 2.5. Phân tích hệ số trong phản ứng đốt cháy 20 3. Hiệu quả của đề tài 24 4. Bài tập áp dụng 25 III. KẾT LUẬN 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 PHỤ LỤC 35 Đáp án phần bài tập áp dụng 35 I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Thực trạng - Hoá học hữu cơ có rất nhiều vấn đề đặt ra yêu cầu học sinh phải giải quyết chính xác, nhanh chóng, nhất là khi sử dụng hình thức kiểm tra trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn, một trong các vấn đề đó là viết đồng phân, biện luận công thức phân tử hoặc làm các bài toán phức tạp. - Việc học sinh viết các đồng phân cấu tạo đa phần là mang tính chất mò mẫm, thiếu phương hướng. Với các trường hợp đơn giản của hiđrocacbon thì học sinh có thể làm tương đối đơn giản, nhưng để làm các bài tập của phần hợp chất hữu cơ có nhóm chức, đặc biệt là các bài toán este, aminoaxit, peptitcủa sách giáo khoa, sách bài tập hoá học lớp 12 thì đa số học sinh lúng túng hoặc không biết làm. Đơn cử như bài tập “viết tất cả các đồng phân cấu tạo mạch hở của hợp chất có công thức C4H8O” thì đa số học sinh chỉ viết được đồng phân cấu tạo của anđehit no mạch hở đơn chức và xeton no mạch hở đơn chức (vì có học trong chương trình) mà quên nó có thể có ancol không no có 1 liên kết đôi hoặc ete không no có 1 liên kết đôi. Hay xa hơn như câu 10 đề hoặc câu 41 trong đề thi đại học khối A-2014, mã 259 là 2 câu hỏi hữu cơ, việc giải quyết 2 câu này trong một khoảng thời gian hạn hẹp là một điều hết sức cần thiết. Để làm được các bài tập này nhanh chóng hiệu quả thì đòi hỏi phải có một phương pháp hỗ trợ khi làm bài tập. Phương pháp hỗ trợ này dựa trên khái niệm độ bất bão hoà. Đối với các học sinh không đi học bồi dưỡng kiến thức hay đi luyện ở các trung tâm luyện thi đại học thì khái niệm độ bất bão hoà là một khái niệm hoàn toàn mới chưa nghe bao giờ. Nội dung các bài tập trong sách giáo khoa cơ bản thì không đề cập tới độ bất bão hoà, ngay cả sách giáo khoa Hoá học ban tự nhiên lớp 11 thì cũng chỉ đề cập ở bài tập 1 trang 181, bài tập 1 trang 219. Do đó việc làm quen và sử dụng độ bất bão đối với học sinh là một vấn đề hết sức cần thiết. 2. Giải pháp - Thông qua thực tiễn giảng dạy, nhằm giúp học sinh định hướng tư duy, xử lý nhanh các bài tập hữu cơ đặc biệt là các bài tập hữu cơ trong đề thi đại học, cao đẳng khối A, B, tôi đã soạn chuyên đề "ứng dụng độ bất bão hoà trong hoá học hữu cơ”. 3. Tóm tắt nội dung đề tài - Nội dung chủ yếu của chuyên đề là hướng dẫn học sinh những khái niệm, quy tắc của độ bất bão hoà kèm theo một số thí dụ hướng dẫn minh hoạ để giúp học sinh làm quen với độ bất bão hoà, trên cơ sở đó giúp học sinh tiếp cận các phương pháp giải bài tập nhanh chóng, hiệu quả. 4. Giới hạn áp dụng của đề tài - Đối tượng áp dụng của đề tài là các học sinh có học lực môn hoá từ trung bình trở lên, các học sinh chọn tổ hợp môn xét tuyển tốt nghiệp THPT, đại học, cao đẳng có môn Hoá.  II. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 1. Những vấn đề lý luận chung 1.1. Khái niệm và công thức tính 1.1.1. Khái niệm - Độ bất bão hoà (k) là đại lượng đặc trưng cho mức độ chưa no của một hợp chất hữu cơ được tính bằng tổng số liên kết pi (π) và số vòng trong công thức cấu tạo. 1.1.2. Công thức tính Chứng minh công thức * Giả sử có hợp chất hữu cơ có công thức là CxHyOzNtXv (X là halogen) Nhận xét - Tất cả các liên kết đều là liên kết cộng hoá trị, mỗi liên kết đều do một cặp electron tạo nên. - Trong hợp chất: nguyên tử C có hoá trị IV (sử dụng 4 electron hoá trị) nguyên tử N có hoá trị III (sử dụng 3 electron hoá trị) nguyên tử O có hoá trị II (sử dụng 2 electron hoá trị) nguyên tử H và X hoá trị I (sử dụng 1 electron hoá trị) - Khi hợp chất đóng vòng tương đương với việc tạo thêm một liên kết cộng hoá trị (sử dụng 2 electron dùng chung) - Chỉ có các nguyên tử có hoá trị 2 mới có khả năng tạo liên kết π hoặc đóng vòng, các nguyên tử hoá trị 1 không có khả năng này. Chứng minh - Tổng số các nguyên tử có hoá trị ≥ 2 là z + t + x ð tổng số electron hoá trị là 2z + 3t + 4x - Tổng số liên kết σ giữa các nguyên tử có hoá trị ≥ 2 là (z + t + x) - 1 ð tổng số electron tham gia tạo liên kết là 2(z + t + x - 1) - Gọi k là độ bất bão hoà (số liên kết π + số mạch vòng) ð tổng số electron tham gia tạo liên kết là 2k - Số electron tham gia tạo liên kết σ với các nguyên tử hoá trị 1 chính bằng số nguyên tử H và X là y + v - Ta có: 2z + 3t + 4x = 2(z + t + x - 1) + 2k + y + v ó 2k = t + 2x - y - v +2 ð hay Trong đó: + S4 là tổng số các nguyên tử hoá trị IV + S3 là tổng số các nguyên tử hoá trị III + S1 là tổng số các nguyên tử hoá trị I 1.2. Tính chất của độ bất bão hoà + k N (k≥0) + k (phân tử) = k (gốc hiđrocacbon) + k (nhóm chức) Chú ý: Công thức tính k ở trên không đúng đối với muối amoni của axit cacboxylic. Nếu rơi vào trường hợp muối amoni thì cứ thêm vào 1 gốc muối amoni ta sẽ cộng thêm vào k tính theo công thức một đơn vị 1.3. Các thí dụ minh hoạ Câu 1: Tính độ bất bão hoà trong các hợp chất sau: C4H10, C4H8O, C5H12O, C5H7Cl, C4H11N, C4H10N2, C4H9NO2. + Với C4H10 ta có + Với C4H8 ta có + Với C5H12O ta có + Với C5H7Cl ta có (vì nguyên tử clo có hoá trị I nên ta gộp chung 7 nguyên tử H với 1 nguyên tử Cl là 8 nguyên tử có hoá trị I) + Với C4H11N ta có + Với C4H10N2 ta có + Với C4H9NO2 ta có * Nhận xét + trong hợp chất chứa C, H, oxi có thể có hoặc không (có thể có thêm halogen) ta có thể so sánh hiệu số nguyên tử hoá trị I với ankan tương ứng có cùng số cacbon rồi chia 2) Ví dụ: trong hợp chất C5H7Cl ta so sánh với ankan C5H12 lấy hiệu số nguyên tử hoá trị I (12-8)/2=2, như vậy k=2 + nếu có thêm nitơ thì cứ thêm một nguyên tử nitơ thì ta cộng thêm vào số nguyên tử hiđro ở ankan 1 nguyên tử hiđro và tính hiệu số nguyên tử hoá trị I như trên Ví dụ: trong hợp chất C4H11N ta so sánh với C4H10 nhưng do có thêm 1 nitơ nên số hiđro trong C4H10 là 10 ta cộng thêm 1 là 11 rồi tính hiệu số nguyên tử hoá trị I và được k = 0; hoặc trong hợp chất C4H10N2 ta có (10+2-10)/2=1 Nhận xét này là 1 thủ thuật giúp học sinh nhẩm nhanh. Câu 2: Tính độ bất bão hoà trong các hợp chất sau: CH3COOH, C3H5COOH, C6H5NO2. Nhận xét: ở đây ta có thể dùng công thức để tính tuy nhiên ta có thể dựa vào cấu tạo để nhẩm nhanh + Với CH3COOH ta có CH3 là gốc ankyl có k=0, nhóm cacboxyl (COOH) có k=1 nên tổng độ bất bão hoà của cả phân tử CH3COOH là 1 + Với C3H5COOH ta có C3H5 là gốc không no có 1 liên kết đôi nên có k=1, nhóm cacboxyl (COOH) có k=1 nên tổng độ bất bão hoà của cả phân tử C3H5COOH là 2 + Với C6H5NO2 ta có C6H5 là gốc phenyl có k=4 (3 liên kết π và 1 vòng), nhóm nitro (NO2) có k=1 nên tổng độ bất bão hoà của cả phân tử C6H5NO2 là 5. Câu 3: Tính độ bất bão hoà trong các chất sau: CH3-COONH4, CH2=CH-COONH3CH3, CH3NH3OOC-COONH3CH3. + Với CH3-COONH4 Theo công thức ta có ; thực tế cấu tạo có 1 nhóm COO nên k của cả phân tử phải là 1. + Với CH2=CH-COONH3CH3 Theo công thức ta có , thực tế cấu tạo gồm có 1 liên kết đôi ở gốc hiđrocacbon và có 1 nhóm COO nên k của cả phân tử phải là 2. + Với CH3NH3OOC-COONH3CH3 Theo công thức ta có , nhưng thực tế xét cấu tạo thì k=2 Nhận xét: Nếu rơi vào trường hợp muối amoni thì cứ thêm vào 1 gốc muối amoni ta sẽ cộng thêm vào k tính theo công thức một đơn vị. Câu 4: Dựa vào công thức cấu tạo của các chất sau đây hãy xác định độ bất hoà của chúng. a. 1-Metyl-4-(1-metyletenyl)-xiclohexen (limonen) - Nhìn công thức cấu tạo thấy có 2 liên kết đôi và 1 vòng như vậy limonen có độ bất bão hoà của cả phân tử là 3. b. 2,3,7,8-tetraclođibenzo-p-đioxin (đioxin) - Phân tử đioxin gồm có 2 nhân thơm và 1 vòng như vậy độ bất bão hoà của cả phân tử bằng 9. c. Axit 2-hiđroxipropan-1,2,3-tricacboxylic (axit xitric) - Phân tử axit xitric có 3 liên kết đôi ở 3 nhóm cacboxyl nên độ bất bão hoà của cả phân tử bằng 3. d. 1,1,1-Triclo-2,2-bis(4-clophenyl)etan (thuốc trừ sâu DDT) - Phân tử DDT có độ bất bão hoà bằng 8 (do có 2 nhân benzen) 2. Ứng dụng của độ bất bão hoà - Việc sử dụng độ bất bão hoà vào quá trình giải quyết các bài tập hoá học hữu cơ, đặc biệt là trong các đề thi đại học sẽ giúp học sinh tiết kiệm được thời gian. Dưới đây là một số các ứng dụng cơ bản của độ bất bão hoà kèm theo các ví dụ minh hoạ có hướng dẫn chi tiết để giúp hiểu sâu sắc hơn về độ bất bão hoà, đồng thời qua các ví dụ này cũng giúp học sinh biết cách định hướng và áp dụng độ bất bão hoà vào quá trình giải bài tập. 2.1. Xác định công thức phân tử từ công thức đơn giản nhất - Xác định công thức phân tử chất hữu cơ là yêu cầu phổ biến và cơ bản nhất của bài tập Hóa hữu cơ. Có nhiều phương pháp để xác định công thức phân tử chất hữu cơ (trung bình, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng, ), tùy thuộc vào đặc điểm số liệu của bài toán đưa ra. Trong chuyên đề này, ta xét trường hợp đề bài yêu cầu xác định công thức phân tử từ công thức đơn giản nhất mà không cho khối lượng mol phân tử của chất hữu cơ đó. + Bước 1: Từ công thức đơn giản nhất viết lại công thức phân tử theo n. + Bước 2: Tính k theo n. + Bước 3: So sánh giá trị k tìm được với đặc điểm Hóa học của chất hữu cơ đã cho hoặc tính chất của k. Câu 1: Công thức đơn giản nhất của 1 anđehit no, đa chức, mạch hở là C2H3O. Công thức phân tử của nó là A. C8H12O4. B. C4H6O. C. C12H18O6. D. C4H6O2. Giải: + Trước hết phải viết công thức phân tử của anđehit dạng (C2H3O)n hay C2nH3nOn. Độ bất bão hoà tính theo công thức phân tử là + Vì anđehit no, mạch hở nên gốc hiđrocacbon của anđehit có k=0, mặt khác cứ 1 nguyên tử oxi trong nhóm CHO thì có 1 liên kết π ð n nguyên tử oxi sẽ có n liên kết π, ð tổng k của cả phân tử là n. + Ta có độ bất bão hoà tính theo đề bài phải bằng độ bất bão hoà tính theo công thức. Như vậy ð n=2 ðcông thức phân tử là C4H6O4. Chọn đáp án D. Câu 2: Công thức đơn giản nhất của 1 axit hữu cơ no mạch hở là C2H3O2. Công thức phân tử của nó là A. C6H9O6. B. C2H3O2. C. C4H6O4. D. C8H12O8. Giải: + Trước hết phải viết công thức phân tử của axit dạng (C2H3O2)n hay C2nH3nO2n. Độ bất bão hoà tính theo công thức phân tử là + Vì anđehit no, mạch hở nên gốc hiđrocacbon của anđehit có k=0, mặt khác cứ 2 nguyên tử oxi trong nhóm COOH thì có 1 liên kết π ð 2n nguyên tử oxi sẽ có n liên kết π, ðtổng k của cả phân tử là n + Ta có độ bất bão hoà tính theo đề bài phải bằng độ bất bão hoà tính theo công thức. Như vậy ðn=2 ðcông thức phân tử là C4H6O4. Chọn đáp án C. Câu 3: Công thức đơn giản nhất của anđehit mạch hở chưa no chứa một liên kết ba trong phân tử là C4H4O. Công thức phân tử của nó là A. C4H4O. B. C8H8O2. C. C12H12O3. D. C16H16O4. Giải: + Trước hết phải viết công thức phân tử của anđehit dạng (C4H4O)n hay C4nH4nOn. Độ bất bão hoà tính theo công thức phân tử là + Vì anđehit chưa no, mạch hở chứa 1 liên kết ba nên gốc hiđrocacbon của anđehit có k=2, mặt khác cứ 1 nguyên tử oxi trong nhóm CHO thì có 1 liên kết π ð n nguyên tử oxi sẽ có n liên kết π, như vậy tổng k của cả phân tử là n+2 + Ta có độ bất bão hoà tính theo đề bài phải bằng độ bất bão hoà tính theo công thức là ðn=1 ðcông thức phân tử là C4H4O. Chọn đáp án A. Câu 4: Hãy xác định công thức phân tử chất có công thức đơn giản nhất là C4H11NO2? A. C4H11NO2. B. C8H22N2O4. C. C16H33N3O6. D. C8H20N2O3. Giải: + Trước hết phải viết công thức phân tử của hợp chất dạng (C4H11NO2)n hay C4nH11nNnO2n. Độ bất bão hoà tính theo công thức phân tử là ð vì k N và k≥0 nên n=0 (loại) hoặc n=1. Chọn đáp án A. 2.2. Dựa vào độ bất bão hoà để viết công thức cấu tạo - Để xác định được công thức cấu tạo của một chất hữu cơ, nhất thiết phải phân tích được đặc điểm của các thành phần cấu tạo nên chất hữu cơ đó (gốc, nhóm chức), trong đó có các đặc điểm về mạch C và loại nhóm chức. - Để xác định được các đặc điểm này, vai trò của k là rất quan trọng, thể hiện qua biểu thức đã nói trên: k (phân tử) = k (gốc hiđrocacbon) + k (nhóm chức) Câu 1: Ứng với công thức phân tử C3H5Br có bao nhiêu đồng phân cấu tạo? A. 5. B. 4. C. 3. D. 2. Giải: + Trước hết ta tính độ bất bão hoà ð như vậy có 2 khả năng: hợp chất có 1 liên kết đôi, hoặc hợp chất có 1 vòng. + Nếu có 1 liên kết đôi thì có 3 đồng phân + Nếu có 1 vòng thì được 1 đồng phân ð Như vậy có tất cả là 4 đồng phân. Chọn đáp án B. Câu 2: Ứng với công thức phân tử C3H6O có bao nhiêu đồng phân cấu tạo mạch hở? A. 5. B. 4. C. 3. D. 2. Giải: + Trước hết ta tính độ bất bão hoà ð như vậy có 2 khả năng: hợp chất có 1 liên kết đôi, hoặc hợp chất có 1 vòng. Do yêu cầu của đề bài là đồng phân cấu tạo mạch hở nên chỉ xét trường hợp có 1 liên kết đôi + Hợp chất trên có 1 nguyên tử oxi và có 1 liên kết đôi nên có thể là ancol không no có 1 liên kết đôi, có thể là anđehit no mạch hở hoặc có thể là xeton no mạch hở. - Nếu là ancol không no có 1 liên kết đôi thì có 1 đồng phân - Nếu là anđehit no mạch hở thì có 1 đồng phân - Nếu là xeton no mạch hở thì có 1 đồng phân ð Như vậy có tất cả là 3 đồng phân. Chọn đáp án C. Câu 3: Số đồng phân cấu tạo no mạch hở có công thức phân tử C3H6O3 là A. 6. B. 7. C. 9. D. 8. Giải: + Trước hết ta tính độ bất bão hoà ð như vậy có 2 khả năng: hợp chất có 1 liên kết đôi, hoặc hợp chất có 1 vòng. Do hợp chất là no mạch hở nên liên kết đôi phải nằm trong nhóm chức. Vì có 3 nguyên tử oxi nên có thể có các trường hợp sau: - Một chức ancol và một chức axit - Một chức ete và một chức axit - Một chức ancol và một chức este - Hai chức ancol và một chức anđehit - Hai chức ancol và một chức xeton - Một chức ancol và một chức ete và một chức anđehit ð Vậy có tổng cộng 9 đồng phân. Chọn đáp án C. 2.3. Biện luận để xác định công thức cấu tạo hoặc công thức phân tử 2.3.1. Biện luận để xác định công thức cấu tạo - Đối với loại bài tập này nó cũng là dạng bài tập viết công thức cấu tạo, tuy nhiên ở đây việc viết các công thức cấu tạo phải thoả mãn một số điều kiện nào đó theo yêu cầu của đề, để làm được bài tập này ta có thể làm như sau: + Bước 1: Phân tích các đặc điểm cấu tạo theo giả thiết đề cho. + Bước 2: Tính độ bất bão hoà của công thức phân tử đã cho và biện luận để tìm các cấu tạo thoả mãn yêu cầu Câu 1: Cho các công thức phân tử sau: (1) C10H12; (2) C9H12; (3) C8H8; (4) C10H8; (5) C6H7O2N; (6) C8H14; (7) C10H16; (8) C6H6Cl6. Số chất có thể chứa vòng benzen trong công thức cấu tạo là A. 5. B. 4. C. 6. D. 7. Giải: + Để có thể chứa vòng benzen trong công thức cấu tạo thì độ bất bão hoà tối thiểu phải bằng 4. + Lần lượt tính độ bất bão hoà của các chất theo thứ tự trên là 5, 4, 5, 7, 4, 3, 3, 1 + Như vậy chỉ có các chất (1), (2), (3), (4), (5) là phù hợp. Vậy chọn đáp án A. Câu 2: Công thức nào dưới đây không thể là đipeptit? (không chứa nhóm chức nào khác ngoài nhóm peptit -CONH-; nhóm amino -NH2; nhóm cacboxyl -COOH) A. C5H10N2O3. B. C8H14N2O5. C. C7H16N2O3. D. C6H13N3O3. Giải: + Do đipeptit nên phải có 1 nhóm -CONH-, tối thiểu phải có 1 nhóm -COOH và 1 nhóm -NH2. + Với chất C5H10N2O3 thì có 2 nguyên nitơ, 3 nguyên tử oxi và k = 2 nên có thể có 1 nhóm peptit, 1 nhóm cacboxyl, 1 nhóm amino. + Với chất C8H14N2O5 thì có 2 nguyên nitơ, 5 nguyên tử oxi và k = 3 nên có thể có 1 nhóm peptit, 2 nhóm cacboxyl, 1 nhóm amino. + Với chất C7H16N2O3 thì có 2 nguyên nitơ, 3 nguyên tử oxi và k = 1 nên chỉ có thể có 1 nhóm peptit hoặc 1 nhóm cacboxyl và 1 nhóm amino ð không thể tạo ra đipetit + Với chất C6H13N3O3 thì có 3 nguyên nitơ, 3 nguyên tử oxi và k = 2 nên có thể có 1 nhóm peptit, 1 nhóm cacboxyl, 1 hoặc 2 nhóm amino. Chỉ có chất C7H16N2O3 không có khả năng tạo ra đipeptit. Chọn đáp án C. Câu 3: (câu 13 đề đại học khối A-2011, mã 273) Cho 13,8 gam chất hữu cơ X có công thức phân tử C7H8 tác dụng với một lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, thu được 45,9 gam kết tủa. X có bao nhiêu đồng phân cấu tạo thỏa mãn tính chất trên? A. 4. B. 5. C. 6. D. 2. Giải: C7H8 + xAgNO3 + xNH3 C7H8-xAgx + xNH4NO3 ðð x = 2 ð Vậy X phải có 2 liên kết ba ở đầu mạch (độ bất bão hoà của 2 liên kết ba là 4) + Tính ; Vì X có 2 liên kết ba ở đầu mạch nên gốc hiđrocacbon còn lại không chứa liên kết pi. Có 4 đồng phân thoả mãn yêu cầu: HC≡C-CH2CH2CH2-C≡CH; HC≡C-CH2CH(CH3)-C≡CH; HC≡C-C(CH3)2-C≡CH; HC≡C-CH(C2H5)-C≡CH ð Chọn đáp án A. Câu 4: Hợp chất hữu cơ X ứng với công thức phân tử C3H10O2N2. Cho X vào dung dịch NaOH đun nóng thấy tạo ra NH3. Mặt khác khi X tác dụng với dung dịch HCl tạo ra hỗn hợp sản phẩm trong đó có muối của aminoaxit. Số công thức cấu tạo thỏa mãn với điều kiện của X là A. 3. B. 4. C. 1. D. 2. Giải: + Chất X tác dụng với NaOH tạo ra NH3 như vậy X phải là muối amoni của axit cacboxylic no đơn chức mạch hở vì X có 2 oxi nên chỉ có 1 nhóm cacboxyl và theo nhận xét trên cứ thêm 1 gốc muối amoni ta sẽ cộng thêm vào k 1 đơn vị, do đó k của X sẽ là 1. X có 2 nguyên tử nitơ nên 1 nguyên tử nitơ tạo muối amoni, 1 nguyên tử nitơ còn lại sẽ nằm trong gốc hiđrocacbon của axit cacboxylic (nhóm amino NH2) + Độ bất bão hoà + Các đồng phân đó là và ð Chọn đáp án D. Câu 5: (câu 40 đề đại học khối A-2009, mã 175) Xà phòng hóa một hợp chất có công thức phân tử C10H14O6 trong dung dịch NaOH dư, thu được glixerol và hỗn hợp gồm 3 muối (không có đồng phân hình học). Công thức của ba muối đó là A. CH2=CH-COONa, HCOONa và CH≡C-COONa. B. CH3-COONa, HCOONa và CH3-CH=CH-COONa. C. HCOONa, CH≡C-COONa và CH3-CH2-COONa. D. CH2=CH-COONa, CH3-CH2-COONa và HCOONa. Giải: + Sản phẩm gồm 3 muối và glixerol nên đó phải là trieste của glixerol. + Độ bất bão hoà ; Do glixerol có k = 1 nên trong 3 gốc hiđrocacbon của axit phải có 1 gốc axit có chứa liên kết đôi. (loại đáp án A và C vì có liên kết 3); Trong glixerol và 3 nhóm COO có 6 nguyên tử cacbon, như vậy tổng số nguyên tử cacbon trong 3 gốc hiđrocacbon của axit là 4 nguyên tử. + Ba muối không có đồng phân hình học nên loại đáp án B, vậy chọn D. 2.3.2. Biện luận để xác định công thức phân tử - Trong các bài toán thì việc xác định công thức chung của chất đã cho thoả mãn các yêu cầu của đề bài là một việc rất quan trọng, vì trên cơ sở đó học sinh mới có thể làm được các bước tiếp theo. - Với loại bài tập này thì chỉ cần xác định công thức phân tử hoặc tìm quan hệ giữa các nguyên tử trong phân tử nhằm thoả mãn một số đặc điểm nào đó theo yêu cầu của đề. Ta có thề làm tương tự như trên: + Bước 1: Phân tích các đặc điểm cấu tạo theo giả thiết đề cho. + Bước 2: Tính độ bất bão hoà của công thức phân tử đã cho và biện luận để tìm công thức phân tử thoả mãn yêu cầu. - Có thể sử dụng 2 dạng công thức thường gặp: + Công thức chung của hợp chất chứa C, H, N, O là CnH2n+2+b-2kOaNb với: + n, a, b lần lượt là số nguyên tử cacbon, oxi, nitơ. + k là độ bất bão hoà của cả phân tử. + Nếu viết ở dạng nhóm chức thì hợp chất hữu cơ có dạng CnH2n+2-2k-aXa. Ở đây X là nhóm chức, a là số nhóm chức. Giá trị k ở đây là độ bất bão hoà của riêng gốc hiđrocacbon, không tính nhóm chức vào. + Để xác định số nguyên tử cacbon tối thiểu ta dựa vào đặc điểm cấu tạo gốc hiđrocacbon và nhóm chức (điều kiện tồn tại nhóm chức đó) Câu 1. Thiết lập công thức chung của các chất có đặc điểm sau: Hiđrocacbon thơm chứa 1 nhân benzen và 1 liên kết 3 ở nhánh. Ancol không no 2 chức có 1 liên đôi. Hợp chất tạp chức có 2 nhóm cacboxyl (-COOH), 1 nhóm OH và có 1 liên kết đôi. Este 2 chức mạch hở được tạo ra từ một ancol no 2 chức và 2 axit cacboxylic không no 1 chức chứa 1 liên kết đôi. Aminoaxit có 2 nhóm cacboxyl (-COOH), 1 nhóm NH2 và có 1 nhân thơm. Tripeptit mạch hở Y được tạo nên từ một aminoaxit (no, mạch hở, trong phân tử chứa một nhóm -NH2 và một nhóm -COOH). (trích 1 ý trong câu 9 đề thi đại học khối B-2010, mã 174) Giải: a. Hiđrocacbon thơm chứa 1 nhân benzen và 1 liên kết 3 ở nhánh. + Vì nhân thơm có độ bất bão hoà bằng 4, 1 liên kết 3 có độ bất bão hoà bằng 2. Như vậy phân tử đó có độ bất bão hoà là 6. + Từ công thức tổng quát của hiđrocacbon CnH2n+2-2k. Thay k = 6 ta được công thức CnH2n-10. + Do nhân thơm tối thiểu 6 nguyên tửcacbon, 1 liên kết 3 cần tối thiểu 2 nguyên tử cacbon nên số nguyên tử cacbon tối thiểu là 8 nên n≥8. ð Như vậy công thức chung CnH2n-10 với n≥8. b. Ancol không no 2 chức có 1 liên đôi. + Hợp chất hữu cơ có nhóm chức ta có thể đại diện bằng công thức CnH2n+2-2k-aXa. + Theo yêu cầu của đề là ancol 2 chức nên X ở đây là nhóm OH, giá trị của a là 2. + Có 1 liên kết đôi nên k = 1. + Thay vào ta được CnH2n-2(OH)2 (1) + Hoặc ta có thể lập luận theo cách khác là hợp chất chứa C, H, O nên có công thức CnH2n+2-2kO2 (2 nguyên tử oxi là vì ancol 2 chức) thay k = 1 ta được CnH2nO2 (2) + Từ công thức (1) ta có thể chuyển thành công thức (2) bằng cách nhập 2 nguyên tử hiđro trong nhóm OH vào trong số nguyên tử hiđro chung. Ở đây hai công thức (1) và (2) đều có thể đại diện nhưng ý nghĩa hoàn toàn khác nhau. Trong công thức (1) chỉ đại diện cho loại hợp chất ancol, còn công thức (2) có thể đại diện cho các loại hợp chất khác có cùng số nguyên tử oxi và độ bất bão hoà. + Vì có 2 nhóm OH nên tối thiểu 2 nguyên tử cacbon, 1 liên kết đôi cần có 2 nguyên tử cacbon, nhưng do điều kiện để ancol tồn tại nên số cacbon tối thiểu cần có là 4. ð Như vậy công thức chung CnH2n-2(OH)2 hoặc CnH2nO2 với n≥4. c. Hợp chất tạp chức có 2 nhóm cacboxyl (-COOH), 1 nhóm OH và có 1 liên kết đôi. + Tương tự câu b ta thay vào CnH2n+2-2k-aXa thì được công thức CnH2n-3(COOH)2(OH). + Hoặc từ công thức CnH2n+2+b-2kOaNb ta suy ra được CnH2n-4O5 (do 2 nhóm COOH là 4 oxi, thêm 1 oxi của 1 nhóm OH nữa là 5. Độ bất bão hoà của cả phân tử là 3, gồm 2 liên kết đôi trong nhóm COOH và 1 liên kết đôi trong gốc hiđrocacbon) + Số nguyên tử cacbon tối thiểu là 3 nếu sử dụng công thức CnH2n-3(COOH)2(OH). + Số nguyên tử cacbon tối thiểu là 5 nếu sử dụng công thức CnH2n-4O5 ð Như vậy công thức chung CnH2n-3(COOH)2(OH) với n≥3 hoặc CnH2n-4O5 với n≥5 d. Este 2 chức mạch hở được tạo ra từ một ancol no 2 chức và 2 axit cacboxylic không no 1 chức chứa 1 liên kết đôi. + Vì este mạch hở nên ancol và axit phải mạch hở. Độ bất bão hoà của ancol là 0, của axit là 1 (không tính trong nhóm chức COOH). Cả phân tử có độ bất bão hoà bằng 4 + Dựa trên các đặc điểm đó ta thiết lập được (CnH2n-1COO)2CmH2m với n≥2 và m≥2 với n, m là số nguyên tử cacbon tối thiểu của axit và ancol hoặc công thức CnH2n-6O4 với n≥8. + Trong các trường hợp nhóm chức phức tạp thì người ta chủ yếu là sử dụng công thức chung ở dạng phân tử chứ không dùng công thức chung ở dạng nhóm chức vì nó rườm rà phức tạp. e. Tripeptit mạch hở Y được tạo nên từ một aminoaxit (no, mạch hở, trong phân tử chứa một nhóm -NH2 và một nhóm -COOH). Trong vấn đề này thì ta chỉ cần thiết lập công thức phân tử chung + Nhận thấy aminoaxit (no, mạch hở, trong phân tử chứa một nhóm -NH2 và một nhóm -COOH) độ bất bão hoà bằng 1 như vậy trippetit Y sẽ có độ bất bão hoà bằng 3, kết hợp với quy tắc loại nước peptit ta có công thức của Y sẽ là CnH2n+2+3-2.3N3O6-2. Số nguyên tử hiđro 2n + 2 + 3 (vì 3 nguyên tử nitơ) - 2.3 (vì k=3); Số nguyên tử oxi 6 - 2 (vì loại hai phân tử nước) ð Kết quả ta có công thức của Y là CnH2n-1N3O4 với n≥6 (do Y là tripeptit) Câu 2: (Câu 10, Đề đại học khối A-2014, mã 259) Cho anđehit no, mạch hở, có công thức CnHmO2. Mối quan hệ giữa n và m là A. m = 2n + 1. B. m = 2n. C. m = 2n - 2. D. m = 2n + 2. Giải: + Vì anđehit no, mạch hở, nên gốc hiđrocacbon của anđehit có k = 0, mặt khác anđehit có 2 nguyên tử oxi suy ra phải có 2 nhóm anđehit nghĩa là tổng k của nhóm chức bằng 2. Như vậy tổng độ bất bão hoà của cả phân tử chất trên là 2. + Ta có m = 2n + 2 - 2k; thay k = 2 ta được m = 2n - 2. ð Chọn đáp án C. 2.4. Sử dụng số liên kết pi trung bình - Áp dụng cho các bài toán Hóa hữu cơ mà các chất trong hỗn hợp: khác nhau về số liên kết π, có thể xác định được số liên kết π trung bình thông qua tỉ lệ số mol của hỗn hợp trong các phản ứng định lượng số liên kết π (phản ứng cộng H2, Br2, ...), hoặc bài toán cộng nhiều giai đoạn: cộng hiđro rồi cộng dung dịch brom (bảo toàn liên kết pi) - Công thức bảo toàn số mol liên kết pi: giả sử hỗn hợp X gồm x mol hiđrocacbon không no A, có số liên kết pi là kA; y mol hiđrocacbon không no B, có số liên kết pi là kB; z mol hiđrocacbon không no C, có số liên kết pi là kC...Hỗn hợp X phản ứng với a mol H2 được hỗn hợp Y, hỗn Y phản ứng với b mol brom. Nếu các phản ứng xảy ra cho đến khi hỗn hợp không còn liên kết pi thì ta có: x.kA + y.kB + z.kC = a + b Câu 1: (câu 21 đề đại học khối B-2008, mã 195) Dẫn 1,68 lít hỗn hợp khí X gồm hai hiđrocacbon vào bình đựng dung dịch brom dư. Sau khi phản ứng hoàn toàn, có 4 gam brom đã phản ứng và còn lại 1,12 lít khí. Nếu đốt cháy hoàn toàn 1,68 lít X thì sinh ra 2,8 lít khí CO2 (đktc). Công thức phân tử của hai hiđrocacbon là A. CH4 và C2H4. B. CH4 và C3H4. C. CH4 và C3H6. D. C2H6 và C3H6. Giải: + khí thoát ra sau khi phản ứng với brom dư là ankan, khí phản ứng với dung dịch brom là một hiđrocacbon không no. + số mol hiđrocacbon không no = số mol brom = 0,025 mol (k=1). Như vậy hiđrocacbon không no thuộc dãy anken. + Tính số nguyên tử cacbon trung bình = 1,67 suy ra có metan. + Như vậy hỗn hợp gồm CH4 (0,05 mol) và CnH2n (0,025 mol) + bảo toàn nguyên tố cacbon ta có 0,05.1+0,025.n=0,125 ð n=3, chọn đáp án C. Câu 2: Cho 4,48 lít hỗn hợp X (ở đktc) gồm hai hiđrocacbon mạch hở lội từ từ qua bình chứa 1,4 lít dung dịch Br2 0,5M. Sau khi phản ứng hoàn toàn, số mol Br2 giảm đi một nửa và khối lượng bình tăng thêm 6,7 gam. Công thức phân tử của hai hiđrocacbon là A. C3H4 và C4H8. B. C2H2 và C3H8. C. C2H2 và C4H8. D. C2H2 và C4H6. Giải: + Số mol brom phản ứng =1/2.1,4.0,5= 0,35 mol; số mol hỗn hợp hiđrocacbon = 0,2 mol ð số liên kết pi trung bình + Có các khả năng sau: hỗn hợp gồm 1 ankan và 1 ankin (loại) hoặc hỗn hợp gồm 1 anken và 1 ankin. + Hỗn hợp gồm anken CnH2n x mol và ankin CmH2m-2 y mol, công thức chung của 2 chất là 0,2 mol. Ta có (14+2 -2).0,2=6,7. Thay k vào ta được =2,5 Và có x+ y = 0,2 và x+2y=0,35. Tìm được x = 0,05 mol và y=0,15 mol + Sử dụng đường chéo ta được n =4 và m=2 chọn đáp án C. Câu 3: (câu 24, đề khối đại học khối B-2012, mã 359) Hỗn hợp khí X gồm 0,15 mol vinylaxetilen và 0,6 mol H2. Nung X một thời gian với (xúc tác Ni) sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 10. Dẫn hỗn hợp Y qua dung dịch brom dư, sau khi phản ứng hoàn toàn, khối lượng brom tham gia phản ứng là A. 0 gam. B. 24 gam. C. 8 gam. D. 16 gam. Giải: + Ban đầu vinylaxetilen phản ứng với H2, sau đó phản ứng với brom cho đến khi không còn liên kết pi (trở thành hợp chất bão hoà). Vậy muốn tính được số mol brom phản ứng ta chỉ cần tính được số mol hiđro đã phản ứng là xong + Bài toán tính theo vinylaxetilen, ở đây ta không biết vinylaxetilen đã phản ứng là bao nhiêu nên tạm gọi số mol phản ứng là x mol + H2 Ban đầu 0,15 0,6 Phản ứng x Số mol hỗn hợp giảm đúng bằng số mol H2 phản ứng, khối lượng hỗn hợp X và Y bằng nhau số mol ð=0,3 mol + Bảo toàn số mol liên kết pi ta có 0,15.3=0,3+ð=0,15 mol + Tính được khối lượng brom phản ứng là 24 gam, chọn đáp án B. Câu 4: (câu 28 đề đại học khối A-2014, mã 259) Hỗn hợp khí X gồm 0,1 mol C2H2; 0,2 mol C2H4 và 0,3 mol H2. Đun nóng X với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 11. Hỗn hợp Y phản ứng tối đa với a mol Br2 trong dung dịch. Giá trị của a là A. 0,1. B. 0,3. C. 0,4. D. 0,2. Giải: + Nhận dạng bài toán thì đây là kiểu bài bảo toàn số mol liên kết pi như câu trên. + Ta tính số mol hiđro phản ứng ð x = 0,2 mol (x là số mol H2 đã phản ứng) + Bảo toàn số mol liên kết pi ta có 0,1.2 + 0,2.1 = 0,2 +ð=0,2 mol, chọn đáp án D. 2.5. Phân tích hệ số trong phản ứng đốt cháy - Ta đã biết một chất hữu cơ bất kỳ chứa 4 nguyên tố C, H, O và N có công thức phân tử là CnH2n+2- 2kNaOb với k là độ bất bão hòa (bằng tổng số vòng và số liên kết π trong C). Xét phản ứng cháy của hợp chất này, ta có: CnH2n+2-2k NaOb + O2nCO2 + (n+1-k)H2O + N2 Phân tích hệ số phản ứng này, ta có một kết quả rất quan trọng Nếu hợp chất chỉ chứa C, H, oxi có thể có hoặc không thì ta có (k≠1). Với nX là số mol chất hữu cơ bị đốt cháy. Các trường hợp riêng hay gặp trong các bài tập là k = 0 (hợp chất no, mạch hở CnH2n+2Ox, như ankan, ancol no mạch hở, ete no mạch hở,...) có k = 2 (ankin, ankađien, axit cacboxylic không no 1 nối đôi, anđehit không no 1 nối đôi, xeton không no 1 nối đôi, ...) có Nếu hợp chất chứa C, H, N, oxi có thể có hoặc không thì ta có (k≠1). Với nX là số mol chất hữu cơ bị đốt cháy. Nếu k = 1 thì + (hợp chất chứa C, H, O có thể có hoặc không) + (hợp chất chứa C, H, N, oxi có thể có hoặc không) Câu 1: Đốt cháy hết V lít (đktc) hiđrocacbon X rồi dẫn sản phẩm qua bình chứa dung dịch Ba(OH)2 dư. Sau thí nghiệm thu được 7,88g kết tủa, đồng thời khối lượng dung dịch giảm 5,22g. Giá trị của V là A. 1,12. B. 0,224. C. 0,896. D. 0,112. Giải: + ; mdd giảm =ð= 0,9 gam ð=0,05 mol + sản phẩm cháy của X có ðX là ankan ð + Từ đó tính được Vankan=22,4.(0,05-0,04) = 0,224 lít. Chọn đáp án B. Câu 2: (câu 3, đề đại học khối A-2011, mã 273) Đốt cháy hoàn toàn x gam hỗn hợp gồm hai axit cacboxylic hai chức, mạch hở và đều có một liên kết đôi C=C trong phân tử, thu được V lít khí CO2 (đktc) và y mol H2O. Biểu thức liên hệ giữa các giá trị x, y và V là A. B. C. D. Giải: + Bài toán đốt cháy hợp chất chứa có công thức CnH2n-4O4 (do độ bất bão hoà của cả phân tử là 3) và tìm quan hệ giữa CO2 và H2O. Đơn giản nhất là dùng kết quả liên hệ giữa độ bất bão hoà và số mol giữa CO2 và H2O. + Số mol hỗn hợp 2 axit, CO2 và nước lần lượt là ; và k =3 ð + Bảo toàn khối lượng các nguyên tố mhh = mC+ mH + mO = 12nC+ nH + 16nO ðmhh =12+2+16.4ðmhh = 12+2+ ð mhh =44+30 Thay các giá trị vào ta có hay Chọn đáp án A Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn x mol axit cacboxylic E, thu được y mol CO2 và z mol H2O (với z = y - x). Cho x mol E tác dụng với NaHCO3 (dư) thu được y mol CO2. Tên của E là A. axit oxalic. B. axit acrylic. C. axit ađipic. D. axit fomic. Giải: + = - như vậy E có độ bất bão hoà bằng 2. + sinh ra khi đốt cháy = sinh ra khi tác dụng với NaHCO3 = y ð Số nhóm chức axit = số nguyên tử cacbon của phân tử. Chỉ có axit oxalic phù hợp. Chọn đáp án A. Câu 4: (câu 41 đề đại học khối A-2014, mã 259) Cho X, Y là hai chất thuộc dãy đồng đẳng của axit acrylic và MX < MY; Z là ancol có cùng số nguyên tử cacbon với X; T là este hai chức tạo bởi X, Y và Z. Đốt cháy hoàn toàn 11,16 gam hỗn hợp E gồm X, Y, Z, T cần vừa đủ 13,216 lít khí O2 (đktc), thu được khí CO2 và 9,36 gam nước. Mặt khác 11,16 gam E tác dụng tối đa với dung dịch chứa 0,04 mol Br2. Khối lượng muối thu được khi cho cùng lượng E trên tác dụng hết với dung dịch KOH dư là A. 4,68 gam. B. 5,04 gam. C. 5,44 gam. D. 5,80 gam. Giải: + Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ðgamð= 0,47 mol + X, Y thuộc dãy đồng đẳng của axit acrylic nên có độ bất bão hoà = 2, T có ít nhất 4 liên kết pi (este 2 chức) mà = 0,47 mol < = 0,52 mol nên ancol Z phải no mạch hở (k=0) + Đặt ẩn ancol Z (k=0) x mol ; axit X, Y (k=2) y mol ; este T (k=4) Với ancol x = -(1) (nước và CO2 do ancol sinh ra) Với 2 axit y = -(2) (nước và CO2 do 2 axit sinh ra) Với ancol ð(3) (nước và CO2 do este axit sinh ra) (1)-(2)-(3)ðx-y-3z = -= 0,52-0,47=0,05 + Bảo toàn nguyên tố oxi 2x+2y+4z = 0,47.2 + 0,52 - 0,59.2 = 0,28 + Số mol brom phản ứng y + 2z = 0,04 + Giải ra được x = 0,1 mol; y = 0,02 mol; z = 0,01 mol + + Vì axit không no tối thiểu là 3 C và ancol Z có cùng số C với X nên ancol no, mạch hở 2 chức Z có công thức C3H6(OH)2 + == = và = Áp dụng dụng bảo toàn khối lượng mE + mKOH = mmuối + mancol + mnước 11,16 + 56(0,02+0,01.2) = mmuối + 0,02.18 + (0,01+0,1).76 ðmmuối = 4,68 gam. Chọn đáp án A. 3. Hiệu quả của đề tài Việc đánh giá kết quả đề tài qua chỉ mang tính chất tương đối vì nó phụ thuộc vào từng lứa học sinh, sự phân hoá các khối A, B, C, D trong lớp, sự chênh lệch học lực giữa lớp cơ bản và ban tự nhiên. Do đó bảng số liệu so sánh ở dưới đây tôi lấy ở 2 lớp 11 đều học theo ban tự nhiên, học lực 2 lớp tương đối gần nhau nên kết so sánh có độ chính xác khá tin cậy. + lớp 11/9 (năm học 2010-2011) là lớp 11 ban tự nhiên đầu tiên tôi dạy lúc chưa áp dụng đề tài. + lớp 11A1 (năm học 2012-2013) là lớp 11 ban tự nhiên lúc áp dụng đề tài. (có gián đoạn năm 2011-2012 do không dạy lớp 11) + Số liệu được lấy trong học kỳ II lớp 11 vì lúc đó học sinh bắt đầu học hữu cơ và chưa có sự phân hoá các khối A, B, C, D trong lớp học. Năm học Số HS Lớp Điểm TB Học kỳ II Giỏi Khá TB Yếu SL TL SL TL SL TL SL TL 2010-2011 48 11/9 (chưa áp dụng đề tài) 7 14,58 17 35,42 22 45,83 2 4,17 2012-2013 39 11A1 (áp dụng đề tài) 6 15,38 17 43,59 16 41,03 0 0 4. Bài tập áp dụng Câu 1: Axit hữu cơ no mạch hở có công thức (C3H4O3)n. Giá trị của n là A. 4. B. 3. C. 2. D. 1. Câu 2: Axit hữu cơ no mạch hở có công thức (C3H5O2)n. Giá trị của n là A. 4. B. 3. C. 2. D. 1. Câu 3: X là axit hữu cơ no, mạch hở có công thức phân tử CxHyOz. Mối quan hệ của x, y, z là A. y=2x-z/2+2. B. y=2x+z-2. C. y=2x-z+2. D. y=2x+2. Câu 4: Cho anđehit X mạch hở có công thức phân tử là CxHy(CHO)z. Cho 0,15 mol X phản ứng với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 thì thu được 64,8 gam Ag. Cho 0,125a mol X phản ứng với H2 dư (xúc tác Ni, đun nóng) thì thể tích H2 phản ứng là 8,4a lít (đktc). Mối liên hệ x, y là A. 2x – y – 2 = 0. B. 2x – y – 4 = 0. C. 2x – y + 2 = 0. D. 2x – y + 4 = 0. Câu 5: A là axit no mạch hở, công thức CxHyOz. Chỉ ra mối liên hệ đúng A. y = 2x-z +2. B. y = 2x + z-2. C. y = 2x. D. y = 2x-z. Câu 6: A là axit cacboxylic mạch hở, chưa no (1 nối đôi C=C), công thức CxHyOz. Chỉ ra mối liên hệ đúng A. y = 2x. B. y = 2x + 2-z. C. y = 2x-z. D. y = 2x + z-2. Câu 7: X là axit hữu cơ có chứa 2 liên kết pi trong phân tử. X tác dụng NaHCO3 dư thu được số mol CO2 bằng số mol của X phản ứng. Công thức phân tử tổng quát của X là A. CnH2n-2O2 (n≥3). B. CnH2nO4 (n≥2). C. CnH2n-4O4 (n≥2). D. CnH2nO2 (n≥1). Câu 8: Công thức tổng quát của các aminoaxit no, mạch hở, phân tử chứa một nhóm chức amino và hai nhóm cacboxyl là A. Cn+1H2n+3O4N. B. CnH2n+3O4N. C. CnH2n – 1O4N. D. CnH2n+1O4N. Câu 9: Đốt cháy hết V lít (đktc) hiđrocacbon X rồi dẫn sản phẩm qua bình chứa nước vôi trong dư. Sau thí nghiệm thu được 15 g kết tủa, đồng thời khối lượng bình tăng 10,2 g. Giá trị của V là A. 1,12. B. 2,24. C. 3,36. D. 4,48. Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon X thu được 0,11 mol CO2 và 0,132 mol H2O. Khi X tác dụng với khí clo thu được 4 sản phẩm monoclo. Tên gọi của X là A. 2-metylbutan. B. etan. C. 2,2-đimetylpropan. D. 2-metylpropan. Câu 11: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai ankan kế tiếp trong dãy đồng đẳng được 24,2 gam CO2 và 12,6 gam H2O. Công thức phân tử 2 ankan là A. CH4 và C2H6. B. C2H6 và C3H8. C. C3H8 và C4H10. D. C4H10 và C5H12. Câu 12: Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít hỗn hợp X (đktc) gồm CH4, C2H6 và C3H8 thu được V lít khí CO2 (đktc) và 7,2 gam H2O. Giá trị của V là A. 5,60. B. 6,72. C. 4,48. D. 2,24. Câu 13: Đốt cháy hoàn toàn 6,72 lít hỗn hợp X (đktc) gồm CH4, C2H6, C3H8, C2H4 và C3H6, thu được 11,2 lít khí CO2 (đktc) và 12,6 gam H2O. Tổng thể tích của C2H4 và C3H6 (đktc) trong hỗn hợp X là A. 5,60. B. 3,36. C. 4,48. D. 2,24. Câu 14: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm CH4, C2H2, C3H4, C4H6 thu được x mol CO2 và 18x gam H2O. Phần trăm thể tích của CH4 trong X là A. 30%. B. 40%. C. 50%. D. 60%. Câu 15: Khi đốt cháy hoàn toàn V lít hỗn hợp khí gồm CH4, C2H6, C3H8 (đktc) thu được 44 gam CO2 và 28,8 gam H2O. Giá trị của V là A. 8,96. B. 11,20. C. 13,44. D. 15,68. Câu 16: Khi đốt cháy hoàn toàn 7,84 lít hỗn hợp khí gồm CH4, C2H6, C3H8 (đktc) thu được 16,8 lít khí CO2 (đktc) và x gam H2O. Giá trị của x là A. 6,3. B. 13,5. C. 18,0. D. 19,8. Câu 17: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp khí X gồm 2 hiđrocacbon là đồng đẳng kế tiếp thu được 96,8 gam CO2 và 57,6 gam H2O. Công thức phân tử của 2 hiđrocacbon là A. CH4 và C2H6. B. C2H6 và C3H8. C. C3H8 và C4H10. D. C4H10 và C5H12. Câu 18: Hỗn hợp khí X gồm 2 hiđrocacbon là đồng đẳng kế tiếp. Đốt cháy X với 64 gam O2 (dư) rồi dẫn sản phẩm thu được qua bình đựng Ca(OH)2 dư thu được 100 gam kết tủa. Khí ra khỏi bình có thể tích 11,2 lít ở 0oC và 0,4 atm. Công thức phân tử của 2 hiđrocacbon là A. CH4 và C2H6. B. C2H6 và C3H8. C. C3H8 và C4H10. D. C4H10 và C5H12. Câu 19: Khi đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 ankan là đồng đẳng kế tiếp thu được 7,84 lít khí CO2 (đktc) và 9,0 gam H2O. Công thức phân tử của 2 ankan là A. CH4 và C2H6. B. C2H6 và C3H8. C. C3H8 và C4H10. D. C4H10 và C5H12. Câu 20: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm 2 hiđrocacbon là đồng đẳng liên tiếp, sau phản ứng thu được VCO2:VH2O =1:1,6 (đo cùng đk). X gồm A. CH4 và C2H6. B. C2H4 và C3H6. C. C2H2 và C3H6. D. C3H8 và C4H10. Câu 21: Dẫn 0,784 lít hỗn hợp X gồm 2 hiđrocacbon mạch hở qua dung dịch brom dư. Sau phản ứng hoàn toàn thấy có 4 gam brom phản ứng và còn 0,224 lít khí thoát ra. Đốt cháy 1,568 lít hỗn hợp X rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy bằng 500 gam dung dịch Ca(OH)2 thì có 15 gam kết tủa, đun nóng lại thấy có thêm 2 gam kết tủa nữa. Công thức phân tử 2 hiđrocacbon là A. C2H6 và C3H6. B. C2H4 và C3H8. C. CH4 và C3H6. D. C2H4 và C3H6. Câu 22: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol CxHy thu được 20,16 lít CO2 (đktc) và 10,8 gam H2O (lỏng). Công thức của CxHy là A. C9H10. B. C8H10. C. C9H14. D. C9H12. Câu 23: Đốt cháy hết 9,18 gam hỗn hợp 2 đồng đẳng của ankylbenzen X, Y thu được 8,1 gam H2O. Số mol hỗn hợp X, Y là A. 0,12 mol. B. 0,06 mol. C. 0,24 mol. D. 0,08 mol. Câu 24: Có bao nhiêu ancol thơm, công thức C8H10O? A. 5. B. 6. C. 7. D. 8. Câu 25: Có bao nhiêu ancol thơm, công thức C8H10O khi tác dụng với CuO đun nóng cho ra anđehit? A. 2. B. 3. C. 4. D. 5. Câu 26: Đun nóng hỗn hợp X gồm 2 ancol đơn chức (có H2SO4 đặc làm xúc tác) ở 140oC. Sau khi phản ứng được hỗn hợp Y gồm 21,6 gam nước và 72 gam ba ete có số mol bằng nhau. Công thức 2 ancol nói trên là A. CH3OH và C2H5OH. B. CH3OH và C3H7OH. C. C2H5OH và C3H7OH. D. CH3OH và C4H9OH. Câu 27: Đốt cháy một ancol X được nH2O> nCO2. Kết luận nào sau đây là đúng nhất? A. X là ancol no, mạch hở. B. X là ankanđiol. C. X là ankanol đơn chức. D. X là ancol đơn chức mạch hở. Câu 28: Khi đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp hai ancol no, đơn chức, mạch hở thu được V lít khí CO2(ở đktc) và a gam H2O. Biểu thức liên hệ giữa m, a và V là A. m = 2a - V/22,4. B. m = 2a - V/11,2. C. m = a + V/5,6. D. m = a - V/5,6. Câu 29: Đốt cháy hoàn toàn một axit A thu được 0,2 mol CO2 và 0,15 mol H2O. A có công thức phân tử là A. C3H4O4. B. C4H8O2. C. C4H6O4. D. C5H8O4. Câu 30: Khi thủy phân este C4H6O2 trong môi trường axit, ta thu được hỗn hợp 2 chất đều có phản ứng tráng gương. Vậy công thức cấu tạo của C4H6O2 là A. CH2=CH-COOCH3. B. CH3COOCH=CH2. C. HCOOCH=CH-CH3. D. HCOOCH2CH=CH2. Câu 31: Hỗn hợp khí X gồm đimetylamin và hai hiđrocacbon đồng đẳng liên tiếp. Đốt cháy hoàn toàn 100 ml hỗn hợp X bằng một lượng oxi vừa đủ, thu được 550 ml hỗn hợp Y gồm khí và hơi nước. Nếu cho Y đi qua dung dịch axit sunfuric đặc (dư) thì còn lại 250 ml khí (các thể tích khí và hơi đo ở cùng điều kiện). Công thức phân tử của hai hiđrocacbon là A. CH4 và C2H6. B. C2H4 và C3H6. C. C2H6 và C3H8. D. C3H6 và C4H8. Câu 32: Đốt cháy hoàn toàn 50 ml hỗn hợp X gồm trimetylamin và hai hiđrocacbon đồng đẳng liên tiếp nhau bằng oxi vừa đủ, thu được 375 ml hỗn hợp Y gồm khí và hơi. Dẫn toàn bộ Y qua dung dịch H2SO4 đặc, dư thì thể tích khí còn lại là 175 ml. Các khí đo ở cùng điều kiện. Hai hiđrocacbon đó là A. C2H4 và C3H6. B. C3H6 và C4H8. C. C2H6 và C3H8. D. C3H8 và C4H10. Câu 33: Đốt cháy hoàn toàn 100ml hỗn hợp gồm đimetylamin và 2 hiđrocacbon là đồng đẳng kế tiếp thu được 140ml CO2 và 250ml hơi nước (các khí đo ở cùng điều kiện). CTPT của 2 hiđrocacbon là A. C2H4 và C3H6. B. C2H2 và C3H4. C. CH4 và C2H6. D. C2H6 và C3H8. Câu 34: X và Y lần lượt là các tripeptit và tetrapeptit được tạo thành từ cùng một aminoaxit (no, mạch hở, có dạng H2N-R-COOH). Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol Y thu được sản phẩm gồm CO2, H2O, N2, trong đó tổng khối lượng của CO2 và H2O là 47,8 gam. Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol X cần bao nhiêu mol O2? A. 2,8 mol. B. 2,025 mol. C. 3,375 mol. D. 1,875 mol. Câu 35: Tripeptit mạch hở X và tetrapeptit mạch hở Y đều được tạo ra từ một aminoaxit (no, mạch hở, có dạng H2N-R-COOH). Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X thu được sản phẩm gồm CO2, H2O, N2 trong đó tổng khối lượng CO2, H2O là 36,3 gam. Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol Y cần số mol O2 là A. 1,875 mol. B. 1,8 mol. C. 2,8 mol. D. 3,375 mol. Câu 36: Cho 0,1 mol hợp chất hữa cơ có công thức phân tử CH6O3N2 tác dụng với dung dịch chứa 0,2 mol NaOH đun nóng, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất khí làm xanh giấy quì tím ẩm và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được m gam rắn khan. Giá trị của m là A. 21,8. B. 15,0. C. 12,5. D. 8,5. Câu 37: Cho 0,1 mol chất X có công thức phân tử là C2H8O3N2 tác dụng với dung dịch chứa 0,2 mol NaOH đun nóng thu được khí X làm xanh giấy quỳ tím ẩm và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là A. 5,7. B. 12,5. C. 15,0. D. 21,8. Câu 38: Cho 1,86 gam hợp chất có công thức phân tử C3H12O3N2 phản ứng hoàn toàn với 200 ml dung dịch NaOH 0,2 M thu được một hợp chất hữu cơ bậc một đơn chức và dung dịch X chỉ chứa các chất vô cơ. Cô cạn X được a gam chất rắn khan. Giá trị của a là A. 2,050. B. 2,275. C. 1,990. D. 1,590. Câu 39: Hợp chất X C3H7O2N tác dụng được với NaOH, H2SO4 và làm mất màu dung dịch Br2. Khi X tác dụng vừa đủ với 0,1 mol NaOH thì khối lượng muối thu được là A. 9,4g. B. 6,8g. C. 8g. D. 10,8g. Câu 40: Hợp chất hữu cơ X ứng với công thức phân tử C3H10O2N2. Cho X vào dung dịch NaOH đun nóng thấy tạo ra NH3. Mặt khác khi X tác dụng với dung dịch HCl tạo ra hỗn hợp sản phẩm trong đó có muối của amino axit. Số công thức cấu tạo thỏa mãn với điều kiện của X là A. 3. B. 4. C. 1. D. 2. Câu 41: Cho 18,2 gam hỗn hợp các chất hữu cơ có cùng công thức C3H9O2N tác dụng với 300ml NaOH 1M, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn cô cạn thu được m gam chất rắn và hỗn hợp khí X gồm 4 chất đều làm quỳ tím chuyển sang màu xanh, dX/H2=17,6. Giá trị của m là A. 15,56. B. đáp án khác. C. 17,32. D. 19,56. Câu 42: Cho 4,48 lít hỗn hợp X (đktc) gồm hai hiđrocacbon mạch hở tác dụng vừa đủ với 700 ml dung dịch Br2 0,5M. Sau khi toàn bộ lượng khí bị hấp thụ hết thì khối lượng bình tăng thêm 5,3 gam. Công thức phân tử của hai hiđrocacbon là A. C2H2 và C2H4. B. C2H2 và C3H8. C. C3H4 và C4H8. D. C2H2 và C4H6. Câu 43: Hỗn hợp X gồm metan, propan, etilen, buten có tổng số mol là 0,57 mol tổng khối lượng là m. Đốt cháy hoàn toàn m gam X cần vừa đủ 54,88 lít O2 (đktc). Mặt khác cho m gam X qua dung dịch Br2 dư thì thấy số mol Br2 phản ứng là 0,35 mol. Giá trị của m là A. 22,28. B. 22,68. C. 24,24. D. 24,42. Câu 44: Hỗn hợp X gồm hiđro, propen, propanal, ancol alylic (CH2=CH-CH2OH). Đốt 1 mol hỗn hợp X thu được 40,32 lít CO2 (đktc). Đun X với bột Ni một thời gian thu được hỗn hợp Y có dY/X= 1,25. Nếu lấy 0,1 mol hỗn hợp Y thì tác dụng vừa đủ với V lít dung dịch Br2 0,2M. Giá trị của V là A. 0,15. B. 0,20. C. 0,25. D. 0,30. Câu 45: Nung nóng hỗn hợp X gồm 0,1 mol vinylaxetilen và 0,3 mol H2 với xúc tác Ni thu được hỗn hợp Y có tỉ khối hơi so với không khí là 1. Hỗn hợp Y làm mất màu tối đa m gam brom trong CCl4. Giá trị của m là A. 32. B. 8. C. 16. D. 3,2. Câu 46: Dẫn 3,36 lít hỗn hợp khí X gồm C2H2 và C3H6 qua dung dịch brom dư thấy có 32 gam brom tham gia phản ứng. Trộn hỗn hợp X trên với 5,6 lít H2 (các khí đo ở đktc) sau đó đun nóng hỗn hợp với xúc tác Ni, sau một thời gian được hỗn hợp khí Y. Tỉ khối của Y so với H2 là 12. Cho hỗn hợp Y qua dung dịch brom dư, số gam brom tham gia phản ứng là A. 8 gam. B. 4 gam. C. 12 gam. D. 24 gam. Câu 47: Hỗn hợp X gồm 0,15 mol C2H2; 0,2 mol C2H4 và 0,4 mol H2. Đun nóng X với xúc tác Ni, sau một thời gian được hỗn Y có dY/H2=12,875. Cho Y qua dung dịch brom dư, sau khi phản ứng hoàn toàn, số gam brom phản ứng tham gia phản ứng là A. 32 gam. B. 40 gam. C. 24 gam. D. 16 gam. Câu 48: Cho hỗn hợp X gồm 0,5 mol C2H2; 0,8mol C3H6;0,2 mol C2H4 và 1,4 mol H2 vào một bình kín chứa Ni (xúc tác). Nung bình đến nhiệt độ cao để phản ứng xảy ra. Sau phản ứng thu được hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H2 bằng 14,474. Hỏi 1/10 hỗn hợp Z làm mất màu vừa đủ bao nhiêu lít dung dịch Br2 0,1M? A. 0,1 lít. B. 0,6 lít. C. 0,8 lít. D. 1 lít. Câu 49: Trong một bình kín chứa 0,35 mol C2H2; 0,65 mol H2 và một ít bột Ni. Nung nóng bình một thời gian, thu được hỗn hợp khí X có tỉ khối so với H2 bằng 8. Sục X vào lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 đến phản ứng hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Y và 24 gam kết tủa. Hỗn hợp khí Y phản ứng vừa đủ với bao nhiêu mol Br2 trong dung dịch? A. 0,20 mol. B. 0,10 mol. C. 0,25 mol. D. 0,15 mol. Câu 50: Hỗn hợp X gồm axit panmitic, axit stearic và axit linoleic. Để trung hoà m gam hỗn hợp X cần 40ml NaOH 1M. Mặt khác, nếu đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X thì thu được 15,232 lít CO2 (đktc) và 11,7 gam nước. Số mol của axit linoleic trong m gam hỗn X là A. 0,01. B. 0,015. C. 0,02. D. 0,005. Câu 51: Cho m gam hỗn hợp gồm hai chất X và Y đều thuộc dãy đồng đẳng của axit metacrylic tác dụng với 300 ml dung dịch Na2CO3 0,5M. Thêm tiếp vào đó dung dịch HCl 1M cho đến khi khí CO2 ngừng thoát ra thì thấy tiêu tốn hết 100 ml. Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp A rồi dẫn sản phẩm cháy qua bình I chứa dung dịch H2SO4 đặc, sau đó qua bình II chứa dung dịch NaOH đặc thì thấy độ tăng khối lượng của bình II nhiều hơn bình I là 20,5 gam. Giá trị của m là A. 12,15. B. 15,1. C. 15,5. D. 12,05. Câu 52: Hỗn hợp X gồm một axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở và một ancol đơn chức, mạch hở. Đốt cháy hoàn toàn 21,7 gam X, thu được 20,16 lít CO2 (đktc) và 18,9 gam H2O. Thực hiện phản ứng este hóa X với hiệu suất 60%, thu được m gam este. Giá trị của m là A. 12,24. B. 9,18. C. 15,30. D. 10,80. Câu 53: Hỗn hợp X chứa ba axit cacboxylic đều đơn chức, mạch hở gồm một axit no và hai axit không no đều có một liên kết đôi C=C. Cho m gam X tác dụng vừa đủ với 150 ml dung dịch NaOH 2M thu được 25,56 gam hỗn hợp muối. Đốt cháy hoàn toàn m gam X, rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch NaOH dư thấy khối lượng dung dịch tăng thêm 40,08 gam. Tổng khối lượng của 2 axit không no trong m gam X là A. 12,06 gam. B. 18,96 gam. C. 9,96 gam. D. 15,36 gam. Câu 54: Hỗn hợp X có khối lượng 33,2 chứa C3H4 (mạch hở) và H2. Đun nóng hỗn hợp X trong bình kín chứa Ni tới khi phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp Y chỉ chứa các hiđrocacbon. Cho hỗn hợp Y phản ứng hoàn toàn với dung dịch brom dư thu được hỗn hợp hợp sản phẩm có tổng khối lượng 193,2 gam. Phần trăm số mol của H2 trong hỗn hợp X là A. 42,86%. B. 3,61%. C. 36,14%. D. 41,63%. Câu 55: Đốt cháy m gam hỗn hợp X gồm etyl axetat, axit acrylic và anđehit axetic rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ hết vào bình đựng nước vôi trong dư thu được 45 gam kết tủa và khối lượng bình nước vôi trong tăng 27 gam. Số mol axit acrylic có trong m gam hỗn hợp X là A. 0,150. B. 0,100. C. 0,025. D. 0,050. III. KẾT LUẬN - Đề tài đã giúp học sinh dễ dàng hơn trong việc tiếp thu kiến thức và vận dụng các kiến thức để làm bài tập, qua đó hình thành các kỹ năng giải nhanh các bài tập hữu cơ, tạo hứng thú động lực cho học sinh đối với bộ môn Hoá. - Tuy nhiên việc áp dụng đề tài cho tất cả các đối tượng học sinh gặp nhiều khó khăn. Do đề tài chỉ áp trong phần hoá học hữu cơ ở lớp 11 và 12, mà một số học sinh khi đã mất căn bản môn hoá 10 và 11 ở phần vô cơ thì ít quan tâm tới môn Hoá, việc học chỉ mang tính chất đối phó. Phần kiến thức lý thuyết Hoá học hữu cơ thì rất dài, số tiết bài tập hạn chế, việc nắm vững các kiến thức lý thuyết đã là một gánh nặng đối với học sinh chứ chưa nói đến làm các bài tập. Vì vậy việc phân bố thêm tiết tự chọn môn Hoá đối với lớp 11 và lớp 12 là rất cần thiết, nhất là đối với các lớp phần đông học sinh theo ban tự nhiên. - Nội dung đề tài trải dài trong hai năm học 11 và 12 nên cần phải được bố trí giảng dạy theo lớp mới thực sự có hiệu quả. TÀI LIỆU THAM KHẢO - Đề thi đại học của Bộ giáo dục từ 2007-2014 - Đề thi thử Đại học của các trường Đại học và trường chuyên. - Các chuyên đề luyện thi trực tuyến trên www.youtube.com PHỤ LỤC ĐÁP ÁN PHẦN BÀI TẬP ÁP DỤNG 1C 2C 3C 4A 5A 6C 7A 8C 9A 10A 11C 12B 13B 14C 15C 16D 17B 18A 19B 20A 21A 22D 23D 24A 25C 26A 27A 28D 29C 30C 31B 32B 33C 34B 35B 36C 37B 38C 39A 40D 41D 42A 43A 44C 45C 46A 47C 48D 49D 50B 51B 52B 53A 54A 55D