Phân tử metyl acrylat có bao nhiêu liên kết pi
|
Skip to content
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (163.47 KB, 27 trang ) A. ĐẶT VẤN ĐỀ I. LỜI MỞ ĐẦUCông nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước là vấn đề cấp bách. Giáo dục đóng vai trò quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá và thúc đẩy xã hội phát triển phồn vinh… Để nâng cao chất lượng giáo dục thì chất lượng mỗi môn học phải được nâng cao.Cũng như các môn khoa học khác, Hoá học là môn khoa học mang đầy tính tư duy, trừu tượng. Bình thường việc nhận thức và lĩnh hội nó đã khó, nếu không có phương pháp dạy học có hiệu quả của giáo viên và phương pháp học tập tốt của học sinh thì việc lĩnh hội và nhận thức nó càng khó hơn.Với sự đổi mới trong việc thi trắc nghiệm như hiện nay thì việc đổi mới phương pháp dạy của giáo viên và phương pháp học của học sinh là hết sức cần thiết, kinh nghiệm của thầy truyền cho trò cũng đóng vai trò đặc biệt quan trọng. II. THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨUCác bài tập liên quan đến hợp chất hữu cơ có liên kết pi (π) trong phân tử rất đa dạng và phong phú, trong khi chương trình phổ thông chỉ có một vài tiết luyện tập ở phần hiđrocacbon của hoá học lớp 11 đề cập đến. Như vậy kĩ năng tính số liên kết pi trong phân tử hợp chất hữu cơ để giải nhanh các bài tập hoá học liên quan của học sinh thường rất mơ hồ, học sinh chỉ có thể có được kĩ năng đó nhờ việc đọc nhiều sách tham khảo và đặc biệt là nhờ kinh nghiệm truyền đạt của người thầy.1Ví dụ: Cho hỗn hợp X gồm CH4, C 2 H2, C3H6, C4H6 (butin). Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp X thu được 0,25 mol CO2 và 0,225 mol H2O. Hỏi cho 0,1 mol hỗn hợp X tác dụng với dung dịch nước brom dư thì có bao nhiêu mol Br2 đã tham gia phản ứng?Nhận xét: trong ví dụ trên, các học sinh yếu và trung bình thường đặt số mol các chất lần lượt là x, y, z, t rồi lập hệ để giải, làm theo cách này mất rất nhiều thời gian và nếu không ghép được ẩn số thường không ra kết quả, nếu hỗn hợp có nhiều chất hơn nữa thì việc đặt ẩn số hết sức phức tạp. Một số học sinh giỏi tính theo cách sau:Gọi công thức chung của các hiđrocacbon: 2 2 2C Hn n a + − 3 1( 1 )2 2 2 2 2 22n aC H O nCO n a H On n a+ −+ → + + −+ − 0,1 0,1n 0,1( 1 )n a+ − (mol)0,1 0,25 2,50,1( 1 ) 0,225 1,25n nn a a⇒ = = ⇒ + − = = Phản ứng: 2 2 2 2 2 2 2 2C H aBr C H Brn n a n n a a+ →+ − + −0,1 mol 0,1amolVậy số mol Br2 phản ứng là 0,1amol = 0,125 molNhư vậy, chỉ số ít học sinh làm được theo cách giải trên trong khi cách giải đang còn dài, mất nhiều thời gian. Nếu gặp bài toán hóc búa hơn thì học sinh chỉ còn cách “Tô nhầm hơn bỏ sót”. Với việc thi trắc nghiệm như hiện nay nếu học sinh không có kĩ năng làm bài tốt thì ngay cả khi nắm được cách làm thì các em cũng đang mắc phải “Vấn đề tâm lí” chứ chưa nói là không có cách làm. Lúc này kinh nghiệm của người thầy dẫn dắt học sinh là cần thiết hơn bao giờ hết. 2Trước thực trạng trên để giúp các em học sinh giải quyết một số dạng bài tập liên quan đến hợp chất hữu cơ có liên kết πmột cách nhanh chóng mà không phải viết phương trình hoá học từ đó tiết kiệm được rất nhiều thời gian làm bài thi đại học, cao đẳng tôi mạnh dạn nghiên cứu đề tài SKKN: “Hướng dẫn học sinh giải nhanh một số dạng bài tập hoá học liên quan đến hợp chất hữu cơ có liên kết pi” 3B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I. CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆNĐể góp phần nâng cao chất lượng học Hoá học cho học sinh đặc biệt là phần giải nhanh một số dạng bài tập hoá học liên quan đến hợp chất hữu cơ có liên kết pi đồng thời nâng cao năng lực chuyên môn của bản thân, sau khi tìm hiểu thực trạng vì sao học sinh thường lúng túng khi gặp dạng bài tập này tôi đã đi dến một số giải pháp như sau:+ Tiến hành nghiên cứu, tìm tòi, để đúc rút kinh nghiệm tìm ra phương pháp giải mới có hiệu quả.+ Tìm hiểu kĩ sách giáo khoa, sách tham khảo, đọc tài liệu, sách báo, các đề thi đại học và cao đẳng để chắt lọc các bài tập liên quan.+ Trao đổi kinh nghiệm với đồng nghiệp về phương pháp làm dạng bài tập này.4+ Ngoài ra, tôi còn khảo sát chất lượng, phân loại từng đối tượng học sinh, đồng thời theo dõi phát hiện để tìm ra những nguyên nhân không nắm bắt được vấn đề của học sinh từ đó tìm ra giải pháp chung nhất cho từng đối tượng học sinh:– Với học sinh yếu: Trước hết giảng bài mẫu đối với từng dạng cụ thể sau đó đưa ra các bài tập cùng dạng và yêu cầu học sinh làm đi làm lại nhiều bài cùng dạng.– Đối với học sinh trung bình: Giảng bài mẫu sau đó đưa ra các bài tập từ dễ đến khó, yêu cầu học sinh so sánh bản chất hoá học giữa các bài tập đó và giải quyết từng bài một.– Đối với học sinh khá và giỏi: Nếu chỉ dừng lại ở việc hướng dẫn bài tập mẫu rồi yêu cầu học sinh giải các bài tập cùng dạng thì rất tầm thường. Với đối tượng học sinh này trong khi giảng dạy cần tạo lập tình huống có vấn đề để đòi hỏi sự sáng tạo của học sinh. Có thể đưa ra một loạt bài tập để học sinh khá giỏi tự phân loại các bài tập nào cùng dạng, để giải quyết được những bài tập đó các bước tiến hành như thế nào, có thể phát triển bài đó thành bài khác được không. II. CÁC BIỆN PHÁP TỔ CHỨC THỰC HIỆNQua nhiều năm dạy học tôi đã đúc rút được kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải nhanh một số dạng bài tập hoá học liên quan đến hợp chất hữu cơ có liên kết pi như sau:Phần 1. Cơ sở lí thuyết:5 1. Khi đốt cháy một hỗn hợp chất hữu cơ mạch hở chứa các nguyên tố C, H, O và có chứa a liên kết pi trong phân tử ta có phương trình đốt cháy như sau:3 1( 1 )2 2 2 2 2 22n aC H O nCO n a H On n a+ −+ → + + − + − n .n n ( 1 ).n a nhh+ − (mol)(nhh là số mol hỗn hợp đem đốt cháy)Ta có: . ( 1 ).22n n n n n a nCOhhH O hh− = − + − Hay ( 1).22n n a nCOH O hh− = −Suy ra: 2 21n n CO H O anhh−= + Lưu ý:+ Khi bài toán chỉ đốt cháy 1 chất hữu cơ thì thay abằng a (số liên kết pi trong chất hữu cơ) và thay nhhbằng n (số mol chất hữu cơ). Khi đó ta áp dụng các công thức: ( 1).22n n a nCOH O− = − hoặc 2 21n nCO H Oan− = + + Với hợp chất hữu cơ mạch hở là hiđrocacbon thì các công thức trên vẫn đúng. 2. Bài toán liên quan đến phản ứng cộng vào liên kết piMột liên kết pi có thể bị phá vỡ khi cộng vào đó 1 phân tử H2 hoặc 1 phân tử Br2, 1 phân thử HX…Như vậy, khi một chất chứa liên 6kết pi được thực hiện phản ứng qua nhiều giai đoạn: giai đoạn phản ứng với H2, giai đoạn phản ứng với Br2… thì: Số mol liên kết pi phản ứng = 2 2n nH Br+ + 3. Khi thực hiện phản ứng hiđro hoá thì số mol hỗn hợp sau phản ứng sẽ giảm so với hỗn hợp trước phản ứng, số mol hỗn hợp giảm bằng số mol H2 đã tham gia phản ứng: 2nH phản ứng = n hh trước phản ứng – nhh sau phản ứng.Phần 2. Hướng dẫn học sinh giải nhanh một số dạng bài tập hoá học liên quan đến hợp chất hữu cơ có liên kết pi. Dạng 1: Bài toán Hoá học có phản ứng đốt cháy hoàn toàn.+ Phạm vi áp dụng: Các bài toán Hoá học về hiđrocacbon, ancol, anđehit, axit cacboxylic, este, chất béo đều có mạch hở và có liên quan đến phản ứng đốt cháy hoàn toàn.+ Công thức áp dụng:( 1).22n n a nCOH O hh− = − hoặc 2 21n nCO H Oanhh−= + Trong đó: a: Số liên kết πtrung bình của hỗn hợp các chất đem đốt cháy.nhh: Số mol hỗn hợp các chất đem đốt cháy.2nCO: Số mol CO2 sinh ra từ phản ứng đốt cháy.2nH O: Số mol H2O sinh ra từ phản ứng đốt cháy. 1.1 Bài toán liên quan đến este, chất béo.7 Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 0,01 mol chất béo Y thu được 0,57 mol CO2 và 0,52 mol H2O. Hỏi cần bao nhiêu mol H2 để hiđro hoá hoàn toàn 17,68 gam Y? Nhận xét: Học sinh có thể giải theo cách gọi công thức của chất béo là CnH2n+2-2aO6 (a là tổng số liên kết pi trong phân tử chất béo), viết phương trình phản ứng đốt cháy và dựa vào dữ kiện bài toán để tìm a, làm theo cách này mất thời gian hơn. Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức: ( 1).22n n a nCOH O Y− = − Thay số: 0,57 0,52 ( 1).0,01 6a a− = − ⇒ = Vậy trong chất béo Y có 3 liên kết pi ở 3 nhóm chức -COO- và 3 liên kết pi ở gốc. 0,01 mol Y có khối lượng m = mC + mH + m O = 0,57.12 + 0,52.2 + 0,01.6.16 = 8,84 gam⇒17,68 gam Y ứng với 0,02 mol Y ⇒ 17,68 gam Y sẽ phản ứng với tối đa 0,02.3 = 0,06 mol H2. Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn m gam chất béo X cần dùng vừa đủ 0,79 mol O2. Toàn bộ sản phẩm cháy được hấp thụ hết vào dung dịch nước vôi trong dư thu được 57 gam kết tủa và khối lượng dung dịch giảm 22,92 gam so với dung dịch nước vôi trong ban đầu. Hỏi m gam hỗn hợp X phản ứng cộng vừa đủ với bao nhiêu mol I2? Nhận xét: Đây là bài tập tương đối khó với học sinh, học sinh phải tính được tổng số liên kết pi trong phân tử chất béo và chỉ những liên kết 8pi ngoài gốc mới phản ứng cộng với I2 (3 liên kết pi trong 3 nhóm chức -COO- của chất béo không phản ứng cộng với I2) Hướng dẫn giải: 570,571002 3n n molCO CaCO = = = 34,08 0,57.4457 22,92 34,08 0,51822 2m m gam n molHCO H OO−+ = − = ⇒ = = Theo định luật bảo toàn nguyên tố oxi: ( ) ( ) ( ) ( )22 2n n n nO X O O O CO O H Opu + = + 6 2.0,79 2.0,57 0,5 0,01nXn molX+ = +⇒ = Áp dụng công thức: ( 1).220,57 0,5 ( 1).0,01 8n n a nCOH O Xa a− = −− = − ⇒ = Trong chất béo X có 8 liên kết pi mà trong 3 nhóm chức este (-COO-) có 3 liên kết pi, do đó X còn 5 liên kết pi ở ngoài gốc. Vậy m gam X (0,01 mol) sẽ phản ứng với tối đa 0,05 mol I2. Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm: vinyl axetat, metyl axetat, etyl fomat, etyl axetat và propyl fomat. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp X thu được 15,84 gam CO2 và 6,12 gam H 2 O. Tính phần trăm khối lượng vinyl axetat trong hỗn hợp X? Nhận xét: Bài tập này có thể giải được theo cách khác, nhưng hướng làm nhanh và hay nhất vẫn là hướng tìm thấy số liên kết pi trong từng phân tử. Hướng dẫn giải:9 Trong X có: vinyl axetat: CH3COOCH=CH2 metyl axetat: CH3COOCH3 etyl fomat: HCOOCH2CH3 etyl axetat: CH3COOC2H5 propyl fomat: HCOOCH2 CH 2CH3 Dễ thấy trong phân tử vinyl axetat có 2 liên kết pi, các chất còn lại đều có 1 liên kết pi. Riêng đốt cháy vinyl axetat thu được nvinyl axetat = 2 2n nCO H O−, đốt các chất còn lại thu được 2 2n nCO H O= Vậy nvinyl axetat = 0,36 0,34 0,022 2n n molCO H O− = − = mhhX= mC + m H + mO = 0,36.12 + 0,34.2 + 0,1.2.16 = 8,2 gam %CH3COOC2H3 = 0,02.86.100% 20,98%8,2= 1.2 Bài toán liên quan đến axit cacboxylic. Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn x gam hỗn hợp gồm 2 axit cacboxylic hai chức mạch hở đều có một liên kết đôi C=C trong phân tử thu được V lít CO2 (đktc) và y mol H2O. Tính V theo x, y? Nhận xét: Học sinh có thể giải bằng cách khác: gọi công thức chung của các axit là CnH2n-4O 4 (vì trong mỗi phân tử axit 2 chức đều có 3 liên kết pi) sau đó viết phương trình phản ứng đốt cháy để giải. Hướng dẫn giải: Tổng số liên kết pi trong mỗi phân tử axit cacboxylic là 3 và mỗi phân tử axit cacboxylic có 4 nguyên tử oxi.10 Áp dụng công thức: ( 1).22n n a nCOH O hh− = − Thay số:2. ( ) 4 ( 2 )11,222,4 44,8 2V VVy n n mol n n y molhh hhO hhy− = ⇒ = − ⇒ = = − Mặt khác: 22,42 2 2 2Vn n molC COn n ymolHH O= == = Ta có: 11.12 2 ( 2 ).16 3022,4 11,2 5,65,6.( 30 )11V V Vx m m m y y yHC Ox yV= + + = + + − = −+⇒ = Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn x mol axit cacboxylic E thu được y mol CO2 và z mol H 2 O (biết y = x + z). Mặt khác cho x mol E tác dụng với dung dịch NaHCO3 dư thu được y mol CO2. Tìm tên của E? Nhận xét: Đây là bài tập hay, bài tập này có thể làm theo phương pháp suy luận. Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức: ( 1).22n n a nCOH O E− = − Thay số: y – z = (a – 1).x Do y = x + z ⇒y – z = x Như vậy x = (a – 1).x ⇒a = 2 ⇒ E là axit cacboxylic có tổng 2 liên kết pi trong phân tử. Mặt khác: 11 x mol E + NaHCO →y mol CO2 và đốt x mol E → y mol CO 2 ⇒E có số nguyên tử C trong nhóm chức bằng tổng số nguyên tử C trong phân tử. Vậy E là HOOC-COOH: axit oxalic. 1.3 Bài toán liên quan đến anđehit.Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn p mol một anđehit X mạch hở thu được q mol CO2 và t mol H2O. Biết 2p = q – t. Mặt khác khi cho p mol X tác dụng với dung dịch AgNO3 dư trong NH3 thu được 4p mol Ag. Tìm công thức chứa nhóm chức và công thức phân tử của X?Nhận xét: Học sinh thường gọi công thức của anđehit là C xHyO2, viết phương trình đốt cháy để tìm y theo x rồi giải tiếp. Làm theo cách này mất nhiều thời gian hơn.Hướng dẫn giải:Áp dụng công thức: ( 1).22n n a nCOH O− = −Với a là số liên kết pi trong phân tử Xn là số mol của X.Thay số ta có: q – t = (a – 1).pMà q – t = 2p (theo đề cho) Suy ra a = 3. Vậy trong phân tử X có tổng 3 liên kết pi. Mặt khác p mol X tạo ra 4p mol Ag khi phản ứng với dung dịch AgNO3 dư trong NH3 nên X là anđehit 2 chức. Như vậy ngoài gốc của X có 1 liên kết pi. Tóm lại X là C nH2n-2(CHO)2 (n≥2), CTPT của X là: CmH2m-4O2 (m≥4)12 Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm 4 anđehit cùng dãy đồng đẳng và có mạch hở. Biết a mol X phản ứng với tối đa 3a mol H2 và a mol X khi phản ứng với dung dịch AgNO3 dư trong NH3 sinh ra 2a mol Ag. Khi đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X thu được V lít CO2 (đktc) và x gam H 2O. Tính giá trị của m theo V và x? Nhận xét: Trong bài tập này, việc tính được số liên kết pi trong anđehit là bước đệm quan trọng để tìm ra số mol hỗn hợp X theo số mol CO2 và số mol H2O. Từ đó sẽ tìm nhanh được kết quả bài toán. Hướng dẫn giải: a mol X phản ứng với 3a mol H2 suy ra trong X gồm các anđehit đều có 3 liên kết pi trong phân tử. a mol X tác dụng với dung dịch AgNO3 dư trong NH3 thu được 2a mol Ag suy ra các anđehit trong X đơn chức. Áp dụng công thức: ( 1).22n n a nCOH O hh− = − Thay số: 2 ( )22,4 18 44,8 36V x V xn nhh hh− = ⇒ = − Ta có: m m m mHC O= + + Mà: 22,42229( )44,8 36Vn n molC COxn n molHH OV xn n mol O hh= == == = − Vậy 13 .12 ( ).1622,4 9 44,8 3610( )11,2 3V x V xm gamV xm gam= + + −= − 1.4 Bài toán liên quan đến hiđrocacbon.Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm một ankan, một anken, một ankin và một ankađien. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp X thu được 0,4 mol CO2 và 0,38 mol H2O. Hỏi khi cho 0,01 mol hỗn hợp X tác dụng với dung dịch Br2 dư thì có bao nhiêu mol Br 2
Xem thêm: Soạn bài Thành ngữ | Ngắn nhất Soạn văn 7 tham gia phản ứng?Nhận xét:Gặp bài tập này đa số học sinh thường lúng túng trong việc đi tìm phương pháp giải. Số ít học sinh giải được theo cách gọi công thức chung của các hiđrocacbon là 2 2 2C Hn n a+ − sau đó viết phương trình đốt cháy rồi dựa vào dữ kiện bài toán để giải.Hướng dẫn giảiÁp dụng công thức: 2 21n nCO H Oanhh−= +Ta được: 0,4 0,381 1,20,1a−= + = Vậy số mol Br 2 phản ứng với 0,01 mol hỗn hợp X là: 0,01a = 0,012 molVí dụ 2: Hỗn hợp X gồm etilen, xiclopropan, propen, propan và axetilen. Đốt cháy hoàn toàn 0,5 mol hỗn hợp X thu được 1,3 mol CO2 và 1,3 mol H2O. Hỏi 0,1 mol hỗn hợp X có thể phản ứng với tối đa bao nhiêu mol H2?14Nhận xét:Xiclopropan có mạch vòng nhưng tham gia phản ứng cộng mở vòng được với H2, dung dịch Br2, HX nên vẫn áp dụng được công thức trên.Hướng dẫn giảiÁp dụng công thức: 2 21n nCO H O a nhh−= +Ta được 1 11,3 1,30,5a = + =−.Vậy 0,1 mol hỗn hợp X tác dụng với tối đa 0,1 mol H2. 1.5. Bài toán có hỗn hợp nhiều chất khác dãy đồng đẳng. Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm axit linoleic, vinyl acrylat, anlyl metacrylat và tristearin. Đốt cháy hoàn toàn 0,04 mol hỗn hợp X, toàn bộ sản phẩm cháy được hấp thụ hết vào dung dịch nước vôi trong thu được 10 gam kết tủa và dung dịch Y. Đun nóng dung dịch Y đến khi lượng kết tủa không tăng thêm thu được 37 gam kết tủa nữa. Hỏi khối lượng dung dịch Y tăng hay giảm bao nhiêu gam so với dung dịch nước vôi trong ban đầu. Nhận xét: Việc phát hiện ra các chất đều có cùng số liên kết pi trong phân tử là chìa khoá giải bài tập trên và các bài tập cùng dạng khác. Hướng dẫn giải:15 Axit linoleic: C17 H 31COOH, vinyl acrylat: CH2=CH-COOCH=CH2, anlyl metacrylat: CH2=C(CH3)COOCH2-CH=CH2, tristearin: (C17H35COO)3C3H5. Cả 4 chất trên đều có 3 liên kết pi trong phân tử Áp dụng công thức: ( 1). 2 2n n a nCOH O hh − = − 2 0,08 (*)2 2n n n molCO H OhhX⇒ − = = CO2 + Ca(OH) 2 →CaCO3 + H2O (1) 2CO2 + Ca(OH) 2 → 3)2 (2) Ca(HCO3) 2 ot→CaCO3 + H2O + CO2 (3) 2 0,1 2.0,37 0,842 3(1) 3(3)n n n molCO CaCO CaCO= + = + = Thay số mol CO2 vào (*) ta tính được số mol H2 O bằng 0,76 mol Vậy khối lượng dung dịch Y tăng bằng: 0,84.44 0,76.18 10 40,642 3(1)2m m m gamCOH O CaCO+ − = + − = Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 3,42 gam hỗn hợp X gồm axit acrylic, vinyl axetat, metyl acrylat và axit oleic rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch nước vôi trong dư sau phản ứng thu được 18 gam kết tủa và dung dịch Y. Hỏi khối lượng dung dịch Y tăng hay giảm bao nhiêu gam so với dung dịch nước vôi trong ban đầu? Khi cho 3,42 gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch Br2 dư thì có bao nhiêu mol Br2 phản ứng? Nhận xét:16 Để giải nhanh bài tập này thì học sinh phải xác định được các chất trên có cùng số liên kết pi trong phân tử và đều phản ứng với Br2 theo tỉ lệ mol 1:1. Hướng dẫn giải: Axit acrylic: CH2 =CH-COOH, vinyl axetat: CH 3COOCH=CH2, metyl acrylat CH2=CH-COOCH3, axit oleic: C17H33COOH. Cả 4 chất trên đều có 2 liên kết pi trong phân tử và đều phản ứng với Br2 theo tỉ lệ mol 1:1 0,182 3n n molCO CaCO= = Gọi số mol hỗn hợp X là x mol, số mol H2O là y mol. Áp dụng công thức: ( 1).2 2 n n a nCOH O hhX − = − 0,18 (1)y x⇒ − = Mặt khác ta lại có: mC + mH + mO =3,42 Hay: 12.0,18 2 32 3,42(2)y x+ + = Từ (1) và (2) {0,030,15x moly mol=⇒ = 0,18.44 0,15.18 10,622218 3 m m gamCOH Om gamCaCO+ = + == Suy ra khối lượng dung dịch Y giảm 18 – 10,62 = 7,38 gam so với dung dịch nước vôi trong ban đầu. 3,42 gam hỗn hợp X (0,03 mol) tác dụng với tối đa 0,03 mol Br2. Dạng 2: Bài toán cộng H2 hoặc cộng Br2 vào liên kết pi.17 Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm 0,1 mol vinyl axetilen, 0,15 mol axetilen và 0,5 mol H2. Nung nóng hỗn hợp X (xt: Ni, to) một thời gian thu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với H2 bằng 10,1. Nếu dẫn hỗn hợp Y qua bình đựng dung dịch Br 2 dư thì sau phản ứng hoàn toàn có bao nhiêu mol Br2 đã tham gia phản ứng? Nhận xét: Việc xác định tổng số mol liên kết pi trong mỗi chất rồi áp dụng công thức 2 2n n nBr Hlkpu puπ= +để giải sẽ rất nhanh và phù hợp đối với dạng bài tập này. Hướng dẫn giải: Vinyl axetilen: CH≡C-CH=CH2 : 0,1 mol. Axetilen: CH≡CH : 0,15 mol. Theo định luật bảo toàn khối lượng: mhhY = m hhX = 0,1.52 + 0,15.26 + 0,5.2 = 10,1 gam 10,10,510,1.2n molhhY⇒ = = Mà nhhX = 0,75 mol. Suy ra số mol hỗn hợp khí giảm 0,75 – 0,5 = 0,25 mol chính là số mol H2 phản ứng. Ta có: 2 2n n nBr Hlkpu puπ = + (0,1.3 0,15.2) 0, 25 0,3522n n n molHlk Br pupuπ⇒ = − = + − = Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm C2H2 và H2 lấy cùng số mol. Cho một lượng hỗn hợp X qua xúc tác Ni đun nóng thu được hỗn hợp Y gồm 4 chất. Cho Y qua dung dịch Br2/CCl4 dư, sau phản ứng hoàn toàn khối 18lượng bình tăng 10,8 gam và thoát ra 4,48 lít hỗn hợp khí Z (đktc), tỉ khối của hỗn hợp Z so với H2 bằng 8. Tính số mol Br2 đã phản ứng? Nhận xét: Học sinh có thể viết các phương trình phản ứng rồi đặt ẩn số để giải bài tập trên. Hướng dẫn giải: Sơ đồ bài toán: Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: mhhX = mhhY = 10,8 + 0,2.16 = 14 gam Gọi 22 2n n xHCH= = mol ⇒26x + 2x = 14 ⇒ x = 0,5 mol. nlk π = 0,5.2 = 1molBây giờ đi tìm số mol H2 phản ứng sẽ tính ra số mol Br2 phản ứng ( 2 2n n nBr Hlkpu puπ= +)Trong 0,2 mol hỗn hợp Z gọi:,22 6n amol n bmolHCH= ={ {0,2 0,130 2 0,2.16 0,1a b a mola b b mol+ = =⇒ ⇒+ = = Do số mol H2 dư là 0,1 mol nên số mol H2 phản ứng là 0,4 mol. Vậy số mol Br2 phản ứng là 0,6 mol. Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm ancol anlylic, anđehit propionic, propen và axit acrylic. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X thu được 0,3 mol CO2. Cho m gam hỗn hợp X tác dụng với 0,03 mol H2 thu 19hhXhhY Hh Z thoát raBình tăng 10,8 gam Dd Br2 dưđược hỗn hợp Y. Cho Y qua dung dịch nước Br2 dư thì có tối đa a mol Br2 tham gia phản ứng.Tính giá trị của a? Nhận xét: Phản ứng giữa anđehit propionic với dung dịch nước brom không phải là phản ứng cộng tuy nhiên vẫn theo tỉ lệ mol 1:1. Hướng dẫn giải: Hỗn hợp X gồm các chất đều có 3 nguyên tử cacbon trong phân tử, các chất này phản ứng với H 2 và Br2 theo tỉ lệ mol 1:1. ⇒0,12 2n n n molBr HhhXpu pu + = = 0,1 0,03 0,072n molBrpu⇒ = − =⇒a = 0,07 mol Ví dụ 4: Cho butan qua chất xúc tác ở nhiệt độ cao thu được hỗn hợp X gồm C4H10, C4H 8 , C4H6 và H2, Tỉ khối của hỗn hợp X so với butan bằng 0,4. Nếu cho 0,6 mol hỗn hợp X vào dung dịch Br2 dư thì số mol Br2 phản ứng tối đa là bao nhiêu? Nhận xét: C4H10 tách H2 ra để cộng Br2 vào nên số mol Br2 cộng vào bằng số mol H2 tách ra. Hướng dẫn giải: C 4H10,oxt t→C4H8 + H2 C4H10,oxt t→C4H6 + 2H2 Dễ thấy số mol hỗn hợp khí tăng lên bằng số mol H2 sinh ra. C4H10 tách H2 ra để cộng Br2 vào nên số mol Br2 cộng vào bằng số mol H2 sinh ra và bằng số mol khí tăng lên.20 Giả sử ban đầu có 1 mol C4H10 (58 gam) thì số mol hỗn hợp X là 582,558.0,4mol=⇒tăng 1,5mol⇒ 2,5 mol hỗn hợp X phản ứng cộng được với tối đa 1,5 mol Br 2. Vậy 0,6 mol hỗn hợp X cộng với tối đa 0,6.1,50,362,5=mol Dạng 3: phản ứng cộng hiđro vào hiđrocacbon không no và anđehit. Nhận xét chung: Trong phản ứng hiđro hoá thì số mol hỗn hợp sau phản ứng sẽ giảm so với hỗn hợp trước phản ứng, số mol hỗn hợp giảm bằng số mol H2 đã tham gia phản ứng: 2nHphản ứng = nhh trước phản ứng – nhh sau phản ứng. Ví dụ 1: Hỗn hợp khí X gồm C2H4 và H2 , d X/He = 3,75. Đun nóng hỗn hợp X với xúc tác Ni thu được hỗn hợp Y, dY/He = 5. Tính hiệu suất của phản ứng hiđro hoá? Hướng dẫn giải: Xét hỗn hợp X (M X = 3,75.4 = 15). Theo quy tắc đường chéo ta có: C2H4 (28) 13 15422n nHC H⇒ = H2 (2) 13 21 Giả sử ban đầu có 1 mol hỗn hợp X. Khi đó số mol C2H4 = số mol H2 = 0,5 mol ⇒Hiệu suất phản ứng tính theo C2H4 hay H2 đều được. Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có mhh Y = mhh X = 15 gam.150,755.4n molhhY ⇒ = = 1 0,75 0,252n molHpu⇒ = − =. Vậy hiệu suất phản ứng: 0,25.100% 50%0,5= Ví dụ 2: Cho hỗn hợp X gồm H2 và 1 olefin có thể tích bằng nhau qua Ni đun nóng làm xúc tác thu được hỗn hợp Y, tỉ khối của Y so với H2 bằng 23,2. Hiệu suất phản ứng hiđro hoá bằng 75%. Tìm công thức của olefin? Hướng dẫn giải: Giả sử có 1 mol hỗn hợp X, khi đó 0,522n n molHC Hn n = = 750,5. 0,3751002n molHpu= = nhhY =1 – 0,375 = 0,625 mol Theo định luật bảo toàn khối lượng: mhhY = mhhX = 14n.0,5 + 2.0,5 = (7n + 1) gam 46,4 40,6257 1nn⇒ = ⇒ =+ Olefin là C4H 8 22 Ví dụ 3: Đun nóng hỗn hợp X gồm ankanal và H2 (Tỉ khối hơi của X so với H2 bằng 22) có xúc tác Ni sau một thời gian thì có 1/3 lượng ankanal phản ứng. Hỗn hợp Y thu được sau phản ứng có tỉ khối hơi so với H2 bằng 27,5. Tìm công thức của ankanal? Hướng dẫn giải: Giả sử có 1 mol hỗn hợp X. Theo định luật bảo toàn khối lượng thì mhhY = mhhX =44 gam440,827,5.2n molhhY⇒ = = Số mol anđehit phản ứng bằng số mol H2 phản ứng = số mol hỗn hợp giảm = 0,2 mol. ⇒Số mol anđehit ban đầu bằng 0,6 mol. Trong 1 mol hỗn hợp ban đầu có : 0,62 10,6.(14 30) 0,4.2 44 3: 0,42C H CHO molnnn nH mol+⇒ + + = ⇒ = Công thức của ankanal là: C3H7CHO Ví dụ 4: Đun nóng V lít hơi anđehit X với 3V lít H2 (xt: Ni, to) sau phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp Y có thể tích 2V lít (thể tích các khí đo ở cùng điều kiện). Ngưng tụ Y thu được chất Z, cho Z tác dụng với Na dư thu được số mol H2 bằng số mol Z phản ứng. Xác định công thức chung cho dãy đồng đẳng của X? Hướng dẫn giải: Thể tích hỗn hợp giảm (V + 3V) – 2V = 2V là thể tích H2 phản ứng ⇒X phản ứng với H2 theo tỉ lệ mol tương ứng 1:2 ⇒X có tổng 2 liên kết pi trong phân tử.23 Mặt khác, Z + Na dư thu được số mol H2 bằng số mol Z phản ứng ⇒ Z là ancol 2 chức ⇒ X là anđehit 2 chức. Vậy X là anđehit no 2 chức mạch hở. Công thức cho dãy đồng đẳng của X là: Cn H 2n(CHO)2 (n≥0) hay CTPT là: CmH2m-2O2 (m≥2).C. KẾT LUẬN24 Qua quá trình thực hiện trên lớp thông qua 4 tiết tổ chức dạy ôn tôi đã phân loại, hướng dẫn các bài tập mẫu, yêu cầu học sinh làm các bài tập cùng dạng và bài tập nâng cao sau đó làm phép so sánh (trước khi ôn cho học sinh làm 10 bài trắc nghiệm, sau khi ôn cho học sinh làm 15 bài trắc nghiệm khó hơn với đầy đủ các dạng như trong đề tài và với khoảng thời gian đều là 30 phút) tôi thu được kết quả như sau:Số HSMốc thời Điểm9-10 % 7-8 % 5-6 % 3-4 % 1-2 % 45Trước khi ôn6 13,3 1533,32044,43 6,7 1 2,3Sau khi ôn20 44,4 2044,4511,20 0,0 0 0,0 Để dạy phần bài tập liên quan đến hợp chất hữu cơ có liên kết pi đạt hiệu quả cao, đảm bảo tính chính xác, khoa học, phát huy tính chủ động, tích cực của học sinh thì người thầy cần phải không ngừng nâng cao trình độ chuyên môn cùng với việc rèn luyện nghiệp vụ sư phạm. Trong quá trình giảng dạy giáo viên cần rèn luyện cho các em học sinh làm việc khoa học, trong mỗi giờ dạy giáo viên cần linh hoạt đổi mới phương pháp để tạo hứng thú học tập cho học sinh. Để giải nhanh và chính xác các dạng bài tập liên quan đến hợp chất hữu cơ có liên kết pi cần phân biệt nhanh từng dạng bài tập và áp dụng phương pháp kịp thời, có kĩ năng, kĩ xảo nhạy bén (đã được nêu 25 , C, C ( butin ). Đốtcháy trọn vẹn 0,1 mol hỗn hợp X thu được 0,25 mol COvà 0,225 mol HO. Hỏi cho 0,1 mol hỗn hợp X tính năng với dung dịch nướcbrom dư thì có bao nhiêu mol Brđã tham gia phản ứng ? Nhận xét : trong ví dụ trên, những học viên yếu và trung bìnhthường đặt số mol những chất lần lượt là x, y, z, t rồi lập hệ để giải, làmtheo cách này mất rất nhiều thời hạn và nếu không ghép được ẩn sốthường không ra tác dụng, nếu hỗn hợp có nhiều chất hơn nữa thì việcđặt ẩn số rất là phức tạp. Một số học viên giỏi tính theo cách sau : Gọi công thức chung của những hiđrocacbon : 2 2 2C Hn n a + − 3 1 ( 1 ) 2 2 2 2 2 2 n aC H O nCO n a H On n a + − + → + + − + − 0,1 0,10,1 ( 1 ) n a + − ( mol ) 0,1 0,25 2,50,1 ( 1 ) 0,225 1,25 n nn a a = = + − = = Phản ứng : 2 2 2 2 2 2 2 2C H aBr C H Brn n a n n a a + → + − + − 0,1 mol 0,1 molVậy số mol Brphản ứng là 0,1 mol = 0,125 molNhư vậy, chỉ số ít học viên làm được theo cách giải trên trongkhi cách giải đang còn dài, mất nhiều thời hạn. Nếu gặp bài toán hócbúa hơn thì học viên chỉ còn cách “ Tô nhầm hơn bỏ sót ”. Với việc thitrắc nghiệm như lúc bấy giờ nếu học viên không có kĩ năng làm bài tốtthì ngay cả khi nắm được cách làm thì những em cũng đang mắc phải “ Vấn đề tâm lí ” chứ chưa nói là không có cách làm. Lúc này kinhnghiệm của người thầy dẫn dắt học viên là thiết yếu hơn khi nào hết. Trước tình hình trên để giúp những em học viên xử lý một sốdạng bài tập tương quan đến hợp chất hữu cơ có liên kếtmột cáchnhanh chóng mà không phải viết phương trình hoá học từ đó tiết kiệmđược rất nhiều thời hạn làm bài thi ĐH, cao đẳng tôi mạnh dạnnghiên cứu đề tài SKKN : “ Hướng dẫn học viên giải nhanh một sốdạng bài tập hoá học tương quan đến hợp chất hữu cơ có liên kết pi ” B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀI. CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆNĐể góp thêm phần nâng cao chất lượng học Hoá học cho học viên đặcbiệt là phần giải nhanh 1 số ít dạng bài tập hoá học tương quan đến hợpchất hữu cơ có liên kết pi đồng thời nâng cao năng lượng chuyên môncủa bản thân, sau khi khám phá tình hình vì sao học viên thường lúngtúng khi gặp dạng bài tập này tôi đã đi dến 1 số ít giải pháp như sau : + Tiến hành nghiên cứu và điều tra, tìm tòi, để đúc rút kinh nghiệm tay nghề tìm raphương pháp giải mới có hiệu suất cao. + Tìm hiểu kĩ sách giáo khoa, sách tìm hiểu thêm, đọc tài liệu, sáchbáo, những đề thi ĐH và cao đẳng để chắt lọc những bài tập tương quan. + Trao đổi kinh nghiệm tay nghề với đồng nghiệp về chiêu thức làmdạng bài tập này. + Ngoài ra, tôi còn khảo sát chất lượng, phân loại từng đối tượnghọc sinh, đồng thời theo dõi phát hiện để tìm ra những nguyên nhânkhông chớp lấy được yếu tố của học viên từ đó tìm ra giải pháp chungnhất cho từng đối tượng người tiêu dùng học viên : – Với học viên yếu : Trước hết giảng bài mẫu so với từng dạngcụ thể sau đó đưa ra những bài tập cùng dạng và nhu yếu học viên làm đilàm lại nhiều bài cùng dạng. – Đối với học viên trung bình : Giảng bài mẫu sau đó đưa ra cácbài tập từ dễ đến khó, nhu yếu học viên so sánh thực chất hoá học giữacác bài tập đó và xử lý từng bài một. – Đối với học viên khá và giỏi : Nếu chỉ dừng lại ở việc hướngdẫn bài tập mẫu rồi nhu yếu học viên giải những bài tập cùng dạng thì rấttầm thường. Với đối tượng người dùng học viên này trong khi giảng dạy cần tạolập trường hợp có yếu tố để yên cầu sự phát minh sáng tạo của học viên. Có thểđưa ra một loạt bài tập để học viên khá giỏi tự phân loại những bài tậpnào cùng dạng, để xử lý được những bài tập đó những bước tiếnhành như thế nào, hoàn toàn có thể tăng trưởng bài đó thành bài khác được không. II. CÁC BIỆN PHÁP TỔ CHỨC THỰC HIỆNQua nhiều năm dạy học tôi đã đúc rút được kinh nghiệm tay nghề hướngdẫn học viên giải nhanh 1 số ít dạng bài tập hoá học tương quan đếnhợp chất hữu cơ có liên kết pi như sau : Phần 1. Cơ sở lí thuyết : 1. Khi đốt cháy một hỗn hợp chất hữu cơ mạch hở chứa những nguyêntố C, H, O và có chứaliên kết pi trong phân tử ta có phương trìnhđốt cháy như sau : 3 1 ( 1 ) 2 2 2 2 2 2 n aC H O nCO n a H On n a + − + → + + − + − hh. n nhh ( 1 ). n a nhh + − ( mol ) hhlà số mol hỗn hợp đem đốt cháy ) Ta có :. ( 1 ). n n n n n a nCOhhH O hh − = − + − Hay ( 1 ). n n a nCOH O hh − = − Suy ra : 2 2 n nCO H Ohh = + Lưu ý : + Khi bài toán chỉ đốt cháy 1 chất hữu cơ thì thaybằng a ( sốliên kết pi trong chất hữu cơ ) và thayhhbằng n ( số mol chất hữu cơ ). Khi đó ta vận dụng những công thức : ( 1 ). n n a nCOH O − = − hoặc2 2 n nCO H O = + + Với hợp chất hữu cơ mạch hở là hiđrocacbon thì những công thứctrên vẫn đúng. 2. Bài toán tương quan đến phản ứng cộng vào liên kết piMột liên kết pi hoàn toàn có thể bị phá vỡ khi cộng vào đó 1 phân tử Hhoặc 1 phân tử Br, 1 phân thử HX … Như vậy, khi một chất chứa liênkết pi được triển khai phản ứng qua nhiều quy trình tiến độ : quy trình tiến độ phảnứng với H, quy trình tiến độ phản ứng với Br … thì : Số mol liên kết pi phản ứng = 2 2 n nH Br + + 3. Khi thực thi phản ứng hiđro hoá thì số mol hỗn hợp sau phảnứng sẽ giảm so với hỗn hợp trước phản ứng, số mol hỗn hợp giảmbằng số mol Hđã tham gia phản ứng : phản ứng = nhhtrước phảnứng – nhhsau phản ứng. Phần 2. Hướng dẫn học viên giải nhanh 1 số ít dạng bài tập hoáhọc tương quan đến hợp chất hữu cơ có liên kết pi. Dạng 1 : Bài toán Hoá học có phản ứng đốt cháy trọn vẹn. + Phạm vi vận dụng : Các bài toán Hoá học về hiđrocacbon, ancol, anđehit, axit cacboxylic, este, chất béo đều có mạch hở và có liênquan đến phản ứng đốt cháy trọn vẹn. + Công thức vận dụng : ( 1 ). n n a nCOH O hh − = − hoặc2 2 n nCO H Ohh = + Trong đó :: Số liên kếttrung bình của hỗn hợp những chất đem đốt cháy. hh : Số mol hỗn hợp những chất đem đốt cháy. CO : Số mol COsinh ra từ phản ứng đốt cháy. H O : Số mol HO sinh ra từ phản ứng đốt cháy. 1.1 Bài toán tương quan đến este, chất béo. Ví dụ 1 : Đốt cháy trọn vẹn 0,01 mol chất béo Y thu được 0,57 mol COvà 0,52 mol HO. Hỏi cần bao nhiêu mol Hđể hiđro hoáhoàn toàn 17,68 gam Y ? Nhận xét : Học sinh hoàn toàn có thể giải theo cách gọi công thức của chất béo là2n + 2-2 a ( a là tổng số liên kết pi trong phân tử chất béo ), viếtphương trình phản ứng đốt cháy và dựa vào dữ kiện bài toán để tìm a, làm theo cách này mất thời hạn hơn. Hướng dẫn giải : Áp dụng công thức : ( 1 ). n n a nCOH O Y − = − Thay số : 0,57 0,52 ( 1 ). 0,01 6 a a − = − ⇒ = Vậy trong chất béo Y có 3 liên kết pi ở 3 nhóm chức – COO – và3 liên kết pi ở gốc. 0,01 mol Y có khối lượng m = m + m + m = 0,57. 12 + 0,52. 2 + 0,01. 6.16 = 8,84 gam17, 68 gam Y ứng với 0,02 mol Y17, 68 gam Y sẽ phản ứng với tối đa 0,02. 3 = 0,06 mol HVí dụ 2 : Đốt cháy hoàn m gam chất béo X cần dùng vừa đủ0, 79 mol O. Toàn bộ mẫu sản phẩm cháy được hấp thụ hết vào dung dịchnước vôi trong dư thu được 57 gam kết tủa và khối lượng dung dịchgiảm 22,92 gam so với dung dịch nước vôi trong bắt đầu. Hỏi m gamhỗn hợp X phản ứng cộng vừa đủ với bao nhiêu mol INhận xét : Đây là bài tập tương đối khó với học viên, học viên phải tínhđược tổng số liên kết pi trong phân tử chất béo và chỉ những liên kếtpi ngoài gốc mới phản ứng cộng với I ( 3 liên kết pi trong 3 nhómchức – COO – của chất béo không phản ứng cộng với IHướng dẫn giải : 570,571002 3 n n molCO CaCO = = = 34,08 0,57. 4457 22,92 34,08 0,5182 2 m m gam n molCO H O + = − = ⇒ = = Theo định luật bảo toàn nguyên tố oxi : ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 n n n nO X O O O CO O H Opu + = + 6 2.0,79 2.0,57 0,50,01 n mol + = + ⇒ = Áp dụng công thức : ( 1 ). 0,57 0,5 ( 1 ). 0,01 8 n n a nCOH O Xa a − = − − = − ⇒ = Trong chất béo X có 8 liên kết pi mà trong 3 nhóm chức este ( – COO – ) có 3 liên kết pi, do đó X còn 5 liên kết pi ở ngoài gốc. Vậy m gam X ( 0,01 mol ) sẽ phản ứng với tối đa 0,05 mol IVí dụ 3 : Hỗn hợp X gồm : vinyl axetat, metyl axetat, etyl fomat, etyl axetat và propyl fomat. Đốt cháy trọn vẹn 0,1 mol hỗn hợp Xthu được 15,84 gam COvà 6,12 gam HO. Tính Xác Suất khốilượng vinyl axetat trong hỗn hợp X ? Nhận xét : Bài tập này hoàn toàn có thể giải được theo cách khác, nhưng hướng làmnhanh và hay nhất vẫn là hướng tìm thấy số liên kết pi trong từngphân tử. Hướng dẫn giải : Trong X có : vinyl axetat : CHCOOCH = CHmetyl axetat : CHCOOCHetyl fomat : HCOOCHCHetyl axetat : CHCOOCpropyl fomat : HCOOCHCHCHDễ thấy trong phân tử vinyl axetat có 2 liên kết pi, những chất cònlại đều có 1 liên kết pi. Riêng đốt cháy vinyl axetat thu được nvinyl axetat2 2 n nCO H O, đốt những chất còn lại thu được2 2 n nCO H OVậy nvinyl axetat0, 36 0,34 0,022 2 n n molCO H O − = − = hhX = m + m + m = 0,36. 12 + 0,34. 2 + 0,1. 2.16 = 8,2 gam % CHCOOC0, 02.86.100 % 20,98 % 8,21. 2 Bài toán tương quan đến axit cacboxylic. Ví dụ 1 : Đốt cháy trọn vẹn x gam hỗn hợp gồm 2 axitcacboxylic hai chức mạch hở đều có một liên kết đôi C = C trong phântử thu được V lít CO ( đktc ) và y mol HO. Tính V theo x, y ? Nhận xét : Học sinh hoàn toàn có thể giải bằng cách khác : gọi công thức chung củacác axit là C2n-4 ( vì trong mỗi phân tử axit 2 chức đều có 3 liênkết pi ) sau đó viết phương trình phản ứng đốt cháy để giải. Hướng dẫn giải : Tổng số liên kết pi trong mỗi phân tử axit cacboxylic là 3 vàmỗi phân tử axit cacboxylic có 4 nguyên tử oxi. 10 Áp dụng công thức : ( 1 ). n n a nCOH O hh − = − Thay số : 2. ( ) 4 ( 2 ) 11,222,4 44,8 2V Vy n n mol n n y molhh hhO hh − = ⇒ = − ⇒ = = − Mặt khác : 22,42 2 n n molC COn n ymolH O = = = = Ta có : 11.12 2 ( 2 ). 16 3022,4 11,2 5,65,6. ( 30 ) 11V V Vx m m m y y yC Ox y = + + = + + − = − ⇒ = Ví dụ 2 : Đốt cháy trọn vẹn x mol axit cacboxylic E thu được ymol COvà z mol HO ( biết y = x + z ). Mặt khác cho x mol E tácdụng với dung dịch NaHCOdư thu được y mol CO. Tìm tên của E ? Nhận xét : Đây là bài tập hay, bài tập này hoàn toàn có thể làm theo chiêu thức suyluận. Hướng dẫn giải : Áp dụng công thức : ( 1 ). n n a nCOH O E − = − Thay số : y – z = ( a – 1 ). xDo y = x + zy – z = xNhư vậy x = ( a – 1 ). xa = 2E là axit cacboxylic có tổng 2 liên kết pi trong phân tử. Mặt khác : 11 x mol E + NaHCOy mol COvà đốt x mol Ey mol COE có số nguyên tử C trong nhóm chức bằng tổng số nguyêntử C trong phân tử. Vậy E là HOOC-COOH : axit oxalic. 1.3 Bài toán tương quan đến anđehit. Ví dụ 1 : Đốt cháy trọn vẹn p mol một anđehit X mạch hở thuđược q mol COvà t mol HO. Biết 2 p = q – t. Mặt khác khi cho p molX công dụng với dung dịch AgNOdư trong NHthu được 4 p mol Ag. Tìm công thức chứa nhóm chức và công thức phân tử của X ? Nhận xét : Học sinh thường gọi công thức của anđehit là C, viếtphương trình đốt cháy để tìm y theo x rồi giải tiếp. Làm theo cách nàymất nhiều thời hạn hơn. Hướng dẫn giải : Áp dụng công thức : ( 1 ). n n a nCOH O − = − Với a là số liên kết pi trong phân tử Xn là số mol của X.Thay số ta có : q – t = ( a – 1 ). pMà q – t = 2 p ( theo đề cho ) Suy ra a = 3. Vậy trong phân tử X có tổng 3 liên kết pi. Mặt khác p mol X tạo ra 4 p mol Ag khi phản ứng với dung dịchAgNOdư trong NHnên X là anđehit 2 chức. Như vậy ngoài gốc củaX có 1 liên kết pi. Tóm lại X là C2n-2 ( CHO ) ( n2 ), CTPT của X là : C2m-4 ( m4 ) 12V í dụ 2 : Hỗn hợp X gồm 4 anđehit cùng dãy đồng đẳng và cómạch hở. Biết a mol X phản ứng với tối đa 3 a mol Hvà a mol X khiphản ứng với dung dịch AgNOdư trong NHsinh ra 2 a mol Ag. Khiđốt cháy trọn vẹn m gam hỗn hợp X thu được V lít CO ( đktc ) và xgam HO. Tính giá trị của m theo V và x ? Nhận xét : Trong bài tập này, việc tính được số liên kết pi trong anđehit làbước đệm quan trọng để tìm ra số mol hỗn hợp X theo số mol COvàsố mol HO. Từ đó sẽ tìm nhanh được tác dụng bài toán. Hướng dẫn giải : a mol X phản ứng với 3 a mol Hsuy ra trong X gồm những anđehitđều có 3 liên kết pi trong phân tử. a mol X tính năng với dung dịch AgNOdư trong NHthu được2a mol Ag suy ra những anđehit trong X đơn chức. Áp dụng công thức : ( 1 ). n n a nCOH O hh − = − Thay số : 2 ( ) 22,4 18 44,8 36V x V xn nhh hh − = ⇒ = − Ta có : m m m mC O = + + Mà : 22,4 ( ) 44,8 36 n n molC COn n molH OV xn n molhh = = = = = = − Vậy13. 12 ( ). 1622,4 9 44,8 3610 ( ) 11,2 3V x V xm gamV xm gam = + + − = − 1.4 Bài toán tương quan đến hiđrocacbon. Ví dụ 1 : Hỗn hợp X gồm một ankan, một anken, một ankin vàmột ankađien. Đốt cháy trọn vẹn 0,1 mol hỗn hợp X thu được 0,4 mol COvà 0,38 mol HO. Hỏi khi cho 0,01 mol hỗn hợp X tác dụngvới dung dịch Brdư thì có bao nhiêu mol Brtham gia phản ứng ? Nhận xét : Gặp bài tập này đa phần học viên thường lúng túng trong việc đitìm chiêu thức giải. Số ít học viên giải được theo cách gọi côngthức chung của những hiđrocacbon là2 2 2C Hn n a + − sau đó viết phươngtrình đốt cháy rồi dựa vào dữ kiện bài toán để giải. Hướng dẫn giảiÁp dụng công thức : 2 2 n nCO H Ohh = + Ta được : 0,4 0,381 1,20,1 = + = Vậy số mol Brphản ứng với 0,01 mol hỗn hợp X là : 0,010,012 molVí dụ 2 : Hỗn hợp X gồm etilen, xiclopropan, propen, propan vàaxetilen. Đốt cháy trọn vẹn 0,5 mol hỗn hợp X thu được 1,3 mol COvà 1,3 mol HO. Hỏi 0,1 mol hỗn hợp X hoàn toàn có thể phản ứng với tối đabao nhiêu mol H14Nhận xét : Xiclopropan có mạch vòng nhưng tham gia phản ứng cộng mởvòng được với H, dung dịch Br, HX nên vẫn vận dụng được côngthức trên. Hướng dẫn giảiÁp dụng công thức : 2 2 n nCO H Ohh = + Ta được1 11,3 1,30,5 a = + = Vậy 0,1 mol hỗn hợp X công dụng với tối đa 0,1 mol H1. 5. Bài toán có hỗn hợp nhiều chất khác dãy đồng đẳng. Ví dụ 1 : Hỗn hợp X gồm axit linoleic, vinyl acrylat, anlylmetacrylat và tristearin. Đốt cháy trọn vẹn 0,04 mol hỗn hợp X, toànbộ mẫu sản phẩm cháy được hấp thụ hết vào dung dịch nước vôi trong thuđược 10 gam kết tủa và dung dịch Y. Đun nóng dung dịch Y đến khilượng kết tủa không tăng thêm thu được 37 gam kết tủa nữa. Hỏi khốilượng dung dịch Y tăng hay giảm bao nhiêu gam so với dung dịchnước vôi trong bắt đầu. Nhận xét : Việc phát hiện ra những chất đều có cùng số liên kết pi trong phântử là chìa khoá giải bài tập trên và những bài tập cùng dạng khác. Hướng dẫn giải : 15A xit linoleic : C1731COOH, vinyl acrylat : CH = CH-COOCH = CH, anlyl metacrylat : CH = C ( CH ) COOCH-CH = CHtristearin : ( C1735COO ) Cả 4 chất trên đều có 3 liên kết pi trong phân tửÁp dụng công thức : ( 1 ). n n a nCOH O hh − = − 2 0,08 ( * ) 2 2 n n n molCO H OhhX ⇒ − = = CO + Ca ( OH ) CaCO + HO ( 1 ) 2CO + Ca ( OH ) Ca ( HCO ( 2 ) Ca ( HCO → CaCO + HO + CO ( 3 ) 2 0,1 2.0,37 0,842 3 ( 1 ) 3 ( 3 ) n n n molCO CaCO CaCO = + = + = Thay số mol COvào ( * ) ta tính được số mol HO bằng 0,76 molVậy khối lượng dung dịch Y tăng bằng : 0,84. 44 0,76. 18 10 40,642 3 ( 1 ) m m m gamCOH O CaCO + − = + − = Ví dụ 2 : Đốt cháy trọn vẹn 3,42 gam hỗn hợp X gồm axitacrylic, vinyl axetat, metyl acrylat và axit oleic rồi hấp thụ hàng loạt sảnphẩm cháy vào dung dịch nước vôi trong dư sau phản ứng thu được 18 gam kết tủa và dung dịch Y. Hỏi khối lượng dung dịch Y tăng haygiảm bao nhiêu gam so với dung dịch nước vôi trong khởi đầu ? Khicho 3,42 gam hỗn hợp X công dụng với dung dịch Brdư thì có baonhiêu mol Brphản ứng ? Nhận xét : 16 Để giải nhanh bài tập này thì học viên phải xác lập được cácchất trên có cùng số liên kết pi trong phân tử và đều phản ứng với Brtheo tỉ lệ mol 1 : 1. Hướng dẫn giải : Axit acrylic : CH = CH-COOH, vinyl axetat : CHCOOCH = CHmetyl acrylat CH = CH-COOCH, axit oleic : C1733COOH. Cả 4 chất trên đều có 2 liên kết pi trong phân tử và đều phảnứng với Brtheo tỉ lệ mol 1 : 10,182 3 n n molCO CaCO = = Gọi số mol hỗn hợp X là x mol, số mol HO là y mol. Áp dụng công thức : ( 1 ). n n a nCOH O hhX − = − 0,18 ( 1 ) y x ⇒ − = Mặt khác ta lại có : m + m + m = 3,42 Hay : 12.0,18 2 32 3,42 ( 2 ) y x + + = Từ ( 1 ) và ( 2 ) 0,030,15 x moly mol0, 18.44 0,15. 18 10,6218 m m gamCOH Om gamCaCO + = + = Suy ra khối lượng dung dịch Y giảm 18 – 10,62 = 7,38 gam sovới dung dịch nước vôi trong khởi đầu. 3,42 gam hỗn hợp X ( 0,03 mol ) công dụng với tối đa 0,03 molBrDạng 2 : Bài toán cộng Hhoặc cộng Brvào liên kết pi. 17V í dụ 1 : Hỗn hợp X gồm 0,1 mol vinyl axetilen, 0,15 molaxetilen và 0,5 mol H. Nung nóng hỗn hợp X ( xt : Ni, t ) một thời gianthu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với Hbằng 10,1. Nếu dẫn hỗn hợpY qua bình đựng dung dịch Brdư thì sau phản ứng trọn vẹn có baonhiêu mol Brđã tham gia phản ứng ? Nhận xét : Việc xác lập tổng số mol liên kết pi trong mỗi chất rồi áp dụngcông thức2 2 n n nBr Hlkpu pu = + để giải sẽ rất nhanh và phù hợpđối với dạng bài tập này. Hướng dẫn giải : Vinyl axetilen : CHC-CH = CH : 0,1 mol. Axetilen : CHCH : 0,15 mol. Theo định luật bảo toàn khối lượng : hhY = mhhX = 0,1. 52 + 0,15. 26 + 0,5. 2 = 10,1 gam10, 10,510,1. 2 n molhhY ⇒ = = Mà nhhX = 0,75 mol. Suy ra số mol hỗn hợp khí giảm 0,75 – 0,5 = 0,25 mol chính là số mol Hphản ứng. Ta có : 2 2 n n nBr Hlkpu pu = + ( 0,1. 3 0,15. 2 ) 0, 25 0,35 n n n mollkBrpupu ⇒ = − = + − = Ví dụ 2 : Hỗn hợp X gồm Cvà Hlấy cùng số mol. Cho mộtlượng hỗn hợp X qua xúc tác Ni đun nóng thu được hỗn hợp Y gồm 4 chất. Cho Y qua dung dịch Br / CCldư, sau phản ứng trọn vẹn khối18lượng bình tăng 10,8 gam và thoát ra 4,48 lít hỗn hợp khí Z ( đktc ), tỉkhối của hỗn hợp Z so với Hbằng 8. Tính số mol Brđã phản ứng ? Nhận xét : Học sinh hoàn toàn có thể viết những phương trình phản ứng rồi đặt ẩn số đểgiải bài tập trên. Hướng dẫn giải : Sơ đồ bài toán : Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có : hhX = mhhY = 10,8 + 0,2. 16 = 14 gamGọi2 2 n n x = = mol26x + 2 x = 14 x = 0,5 mol.lk = 0,5. 2 = 1 molBây giờ đi tìm số mol Hphản ứng sẽ tính ra số mol Brphảnứng ( 2 2 n n nBr Hlkpu pu = + Trong 0,2 mol hỗn hợp Z gọi : 2 6 n amol n bmol = = { { 0,2 0,130 2 0,2. 16 0,1 a b a mola b b mol + = = ⇒ ⇒ + = = Do số mol Hdư là 0,1 mol nên số mol Hphản ứng là 0,4 mol. Vậy số mol Brphản ứng là 0,6 mol. Ví dụ 3 : Hỗn hợp X gồm ancol anlylic, anđehit propionic, propen và axit acrylic. Đốt cháy trọn vẹn m gam hỗn hợp X thu được0, 3 mol CO. Cho m gam hỗn hợp X tính năng với 0,03 mol Hthu19hhXhhYHh Z thoát raBình tăng 10,8 gamDd Brdưđược hỗn hợp Y. Cho Y qua dung dịch nước Brdư thì có tối đa a molBrtham gia phản ứng. Tính giá trị của a ? Nhận xét : Phản ứng giữa anđehit propionic với dung dịch nước bromkhông phải là phản ứng cộng tuy nhiên vẫn theo tỉ lệ mol 1 : 1. Hướng dẫn giải : Hỗn hợp X gồm những chất đều có 3 nguyên tử cacbon trong phântử, những chất này phản ứng với Hvà Brtheo tỉ lệ mol 1 : 1.0,12 2 n n n molBr HhhXpu pu + = = 0,1 0,03 0,07 n molBrpu ⇒ = − = a = 0,07 molVí dụ 4 : Cho butan qua chất xúc tác ở nhiệt độ cao thu đượchỗn hợp X gồm C10, C, Cvà H, Tỉ khối của hỗn hợp X sovới butan bằng 0,4. Nếu cho 0,6 mol hỗn hợp X vào dung dịch Brdưthì số mol Brphản ứng tối đa là bao nhiêu ? Nhận xét : 10 tách Hra để cộng Brvào nên số mol Brcộng vào bằngsố mol Htách ra. Hướng dẫn giải : 10 xt t → + H10xt t → + 2HD ễ thấy số mol hỗn hợp khí tăng lên bằng số mol Hsinh ra. 10 tách Hra để cộng Brvào nên số mol Brcộng vào bằng số molsinh ra và bằng số mol khí tăng lên. 20G iả sử bắt đầu có 1 mol C10 ( 58 gam ) thì số mol hỗn hợp Xlà582, 558.0,4 mol = tăng 1,5 mol2, 5 mol hỗn hợp X phản ứng cộngđược với tối đa 1,5 mol BrVậy 0,6 mol hỗn hợp X cộng với tối đa0, 6.1,50, 362,5 molDạng 3 : phản ứng cộng hiđro vào hiđrocacbon không no vàanđehit. Nhận xét chung : Trong phản ứng hiđro hoá thì số mol hỗn hợpsau phản ứng sẽ giảm so với hỗn hợp trước phản ứng, số mol hỗn hợpgiảm bằng số mol Hđã tham gia phản ứng : phản ứng = nhhtrước phản ứng – nhhsau phản ứng. Ví dụ 1 : Hỗn hợp khí X gồm Cvà H, dX / He = 3,75. Đunnóng hỗn hợp X với xúc tác Ni thu được hỗn hợp Y, dY / He = 5. Tínhhiệu suất của phản ứng hiđro hoá ? Hướng dẫn giải : Xét hỗn hợp X ( = 3,75. 4 = 15 ). Theo quy tắc đường chéo tacó : ( 28 ) 1315 n nC H ⇒ = ( 2 ) 1321G iả sử bắt đầu có 1 mol hỗn hợp X. Khi đó số mol C = sốmol H = 0,5 molHiệu suất phản ứng tính theo Chay Hđềuđược. Theo định luật bảo toàn khối lượng ta cóhh Y = mhh X = 15 gam. 150,755. 4 n molhhY ⇒ = = 1 0,75 0,25 n molpu ⇒ = − =. Vậy hiệu suất phản ứng : 0,25. 100 % 50 % 0,5 Ví dụ 2 : Cho hỗn hợp X gồm Hvà 1 olefin có thể tích bằngnhau qua Ni đun nóng làm xúc tác thu được hỗn hợp Y, tỉ khối của Yso với Hbằng 23,2. Hiệu suất phản ứng hiđro hoá bằng 75 %. Tìmcông thức của olefin ? Hướng dẫn giải : Giả sử có 1 mol hỗn hợp X, khi đó0, 5 n n molC Hn n = = 750,5. 0,375100 n molpu = = hhY = 1 – 0,375 = 0,625 molTheo định luật bảo toàn khối lượng : hhY = mhhX = 14 n. 0,5 + 2.0,5 = ( 7 n + 1 ) gam46, 4 40,6257 1 ⇒ = ⇒ = Olefin là C22Ví dụ 3 : Đun nóng hỗn hợp X gồm ankanal và H ( Tỉ khối hơicủa X so với Hbằng 22 ) có xúc tác Ni sau một thời hạn thì có 1/3 lượng ankanal phản ứng. Hỗn hợp Y thu được sau phản ứng có tỉ khốihơi so với Hbằng 27,5. Tìm công thức của ankanal ? Hướng dẫn giải : Giả sử có 1 mol hỗn hợp X. Theo định luật bảo toàn khối lượngthìhhY = mhhX = 44 gam440, 827,5. 2 n molhhY ⇒ = = Số mol anđehit phản ứng bằng số mol Hphản ứng = số molhỗn hợp giảm = 0,2 mol. Số mol anđehit bắt đầu bằng 0,6 mol. Trong 1 mol hỗn hợp khởi đầu có : 0,62 10,6. ( 14 30 ) 0,4. 2 44 3 : 0,4 C H CHO moln nH mol ⇒ + + = ⇒ = Công thức của ankanal là : CCHOVí dụ 4 : Đun nóng V lít hơi anđehit X với 3V lít H ( xt : Ni, tsau phản ứng trọn vẹn thu được hỗn hợp Y có thể tích 2V lít ( thể tíchcác khí đo ở cùng điều kiện kèm theo ). Ngưng tụ Y thu được chất Z, cho Z tácdụng với Na dư thu được số mol Hbằng số mol Z phản ứng. Xácđịnh công thức chung cho dãy đồng đẳng của X ? Hướng dẫn giải : Thể tích hỗn hợp giảm ( V + 3V ) – 2V = 2V là thể tích HphảnứngX phản ứng với Htheo tỉ lệ mol tương ứng 1 : 2X có tổng 2 liên kết pi trong phân tử. 23M ặt khác, Z + Na dư thu được số mol Hbằng số mol Z phảnứngZ là ancol 2 chứcX là anđehit 2 chức. Vậy X là anđehit no 2 chức mạch hở. Công thức cho dãy đồngđẳng của X là : C2n ( CHO ) ( n0 ) hay CTPT là : C2m-2 ( mét vuông ). C. KẾT LUẬN24Qua quy trình thực thi trên lớp trải qua 4 tiết tổ chức triển khai dạy ôntôi đã phân loại, hướng dẫn những bài tập mẫu, nhu yếu học viên làm cácbài tập cùng dạng và bài tập nâng cao sau đó làm phép so sánh ( trướckhi ôn cho học viên làm 10 bài trắc nghiệm, sau khi ôn cho học sinhlàm 15 bài trắc nghiệm khó hơn với không thiếu những dạng như trong đề tàivà với khoảng chừng thời hạn đều là 30 phút ) tôi thu được hiệu quả như sau : SốHSMốcthờiĐiểm9-10 % 7-8 % 5-6 % 3-4 % 1-2 % 45T rước khiôn6 13,3 1533,2044,3 6,7 1 2,3 Saukhiôn20 44,4 2044,11,0 0,0 0 0,0 Để dạy phần bài tập tương quan đến hợp chất hữu cơ có liên kết piđạt hiệu suất cao cao, bảo vệ tính đúng chuẩn, khoa học, phát huy tính chủđộng, tích cực của học viên thì người thầy cần phải không ngừng nângcao trình độ trình độ cùng với việc rèn luyện nhiệm vụ sư phạm. Trong quy trình giảng dạy giáo viên cần rèn luyện cho những em họcsinh thao tác khoa học, trong mỗi giờ dạy giáo viên cần linh động đổimới chiêu thức để tạo hứng thú học tập cho học viên. Để giải nhanh và đúng chuẩn những dạng bài tập tương quan đến hợpchất hữu cơ có liên kết pi cần phân biệt nhanh từng dạng bài tập và ápdụng giải pháp kịp thời, có kĩ năng, kĩ xảo nhạy bén ( đã được nêu25
Source: https://veneto.vn
 |
