Iái niệm đồng đẳng “Những hợp chất có thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhóm CH 2 nhưng có tính chất hóa học tương tự nhau là những chất đồng đẳng, chúng hợp thành dãy đồng đẳng”. Ví dụ: Dãy đồng đẳng ankan CH 4 , C 2 H 6 , C 3 H 8 , C 4 H 10 ,. ; dãy đồng đẳng của anđehit no, đơn chức, mạch hở CH 2 O, C 2 H 4 O, C 3 H 6 O, C 4 H 8 O, ...
Chuỗi các dãy ĐỒNG ĐẲNG đơn giản Phân tích sơ bộ ĐỒNG ĐẲNG HÓA
4 2 6 4 10 6 14 2 2
, , ,
,... n n+
CH C H C H
C H C H Ankan 4
CH,CH
2 4 3 6 6 12,... n 2n
C H , C H ,
C H C H Anken C H ,CH 2 4 2 CH 2
C H ,C H ,.. H 3 4 4 6 n 2n − 2
Ankin (Không chứa C 2 H 2 ) 3 4
C H ,CH
(n 2) (m 3) n 2n m 2m 2 (k 1) k 2k 2
C H ;C H ;
C H
− +
Ankan,Anken,Ankin (không chứa C 2 H 2 ) 4 2 4 3 4
CH ,C H ,C H ,CH
3 n 2n 1
HCOOH, CH COOH,
.. H +COOH
Axit no, đơn chức, mạch hở CH 2
HCOOH
3 2 1 2 1
, ... n n m m
HCOOCH C H + COOC H +
Este no, đơn chức, mạch hở 2
3 CH
HCOOCH
3 2 1
, , ... n n
HCHO CH CHO C H +CHO
Andehit no, đơn chức, mạch hở, có chứa HCHO CH 3 CHO,CH 2
HCHO
2 2
, , , ... n n
Gly Ala Val NH C H COOH
Amino axxit no, đơn chức, mạch hở, 1-COOH;1-NH 2
CH 2
Gly
2 2 1 ( 4)
,
,... t t k k k t
Gly Gly Ala Ala Ala Ala Val C H + − N O +
− − − − −
Peptit tạo bởi các mắt xích amino axxit no, đơn chức, mạch hở, 1-COOH;1-NH 2 2
k CH
(Gly −Gly−....−Gly)
*Vẫn còn nhiều trường hợp khác trong mà có thể nhìn nhận được vấn đề bằng Đ-Đ-H. Tuy nhiên mình xin Lưu ý với các bạn rằng muốn sử dụng có hiệu quả Đ-Đ-H, ta nên hiểu bản chất bài toán và áp dụng các cách giải thật hiệu quả, không nhất thiết bài này chúng ta giải một cách thì bài sau chúng ta cũng có thể áp dụng tương tư! Không! Nhất quyết các bạn phải linh hoạt, nhanh nhẹn trong việc tư duy giải Hóa.
- Ngoài ra, trong việc xử lí các bài tập hữu cơ chức nhóm chức, ta có thể xử lí chúng theo các cách thức đặc biệt tương tự như Đ-Đ-H +Cắt nhóm chức ( -COO; -COOH; -CHO;... ) +Cắt các nhóm đặc biệt trong bài toán đốt cháy ( H-O-H [H 2 O] ; -COO[CO 2 ] ,.) +Cắt thành phần nguyên tố(CH, C, H, H 2 O, CO 2 , CO,.) IIĨ THUẬT ÁP DỤNG ĐỒNG ĐẲNG HÓA
- Phân tách nhóm CH 2 trong giải toán Như vậy khi biết một chất hữu cơ thuộc dãy đồng đẳng nào hoặc biết được đặc điểm của một chất hữu cơ, ta phân tách chất hữu cơ đó về chất hữu cơ đầu dãy đồng đẳng và nhóm CH 2.
- Gộp CH 2 trong xác định chất Sau khi đã tách CH 2 và thực hiện các phép tính. Muốn tái tạo lại chất ban đầu để xác định khối lượng, số mol, thể tích,. thì ta phải ghép CH 2 vào các chất đầu dãy (được quy đổi từ các chất ban đầu) để tạo lại các chất ban đầu. Ví dụ 1: Tạo lại hỗn hợp 2 ancol đồng đẳng kế tiếp gồm 0,5 mol CH 3 OH và 0,3 mol CH 2 GIẢI
2
C 3 hh 2 5 CH
n 0,8 CH OH: a a +b = 0,5 a = 0, C = = = 1,6 2ancol n = b = 0, n 0,5 C H OH:b b = 0,
Ví dụ 2: Tạo lại hỗn hợp 2 ancol đồng đẳng kế tiếp gồm 0,4 mol CH 3 OH và 0,7 mol CH 2 GIẢI
C 2 hh 3 7
n 0,4+0,7 C H OH: 0, C = = = 2,75 2ancol C H OH:0, n 0,
Ví dụ 3: Tái tạo lại hỗn hợp gồm 1 axit không no, đơn, hở, có 1 liên kết đôi C=C với 2 axit no, đơn, hở là đồng đẳng liên tiếp từ hỗn hợp gồm C 2 H 3 COOH: 0,05 mol; HCOOH: 0,41 mol và CH 2 : 0, mol. GIẢI
2 3 2 3
2 3
gheùp 1axit khoâng no vaø 2 axit no lieân tieáp
C H COOH: 0,05 C H COOH: 0,
HCOOH: 0,41 E HCOOH: 0,
CH : 0,04 CH COOH: 0,
→
⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→
- Peptit
Trong đề ĐH cũng như các đề thi thử, hầu như các bài toán về PEPTIT đều khai thác vào 3 chất chủ yếu là Glyxin, Alanin và Valin.
+Điểm chung của 3 chất trên là: Đều cùng thuộc 1 dãy đồng đẳng của Gly( α-aminoaxit no, mạch hở, 1 nhóm –NH 2 , 1 nhóm – COOH)
→Dựa vào điểm chung đó, ta có các phép tách sau:
→Với chuỗi peptit tạo từ Gly, Ala, Val,... ( các α-aminoaxit no, mạch hở, 1 nhóm –NH 2 , 1 nhóm – COOH) thì ta hoàn toàn có thể cắt nhóm CH 2 ra khỏi mạch để tạo ra chuỗi peptit chỉ có mắt xích Gly.
\= +
\= +
\=
2
2 Val Gly 3 CH
Ala Gly 1 CH
Gly Gly
B. BÀI TẬP MINH HỌA
IÂN TÁCH HIĐROCACBON
3 8 4 2 4 4 10 4 2 2 3 6 2 4 2 2 4 4 8 2 4 2
C H : a(mol) CH .2CH CH : a +b C H : b(mol) CH .3CH HoãnhôïpX Hoãnhôïp HoãnhôïpY CH : 2a +3b + c + 2d C H : c(mol) C H .CH C H : c + d C H : d(mol) C H .2CH
Câu 1. Đốt cháy 4,28 gam hh M gồm ankan X và anken Y (tỉ lệ mol tương ứng là 2 : 3) thu được 6,72 lít CO 2 ở đktc. Tên gọi của Y là A. propan. B. propen. C. isobutilen. D. etilen. Giải
- Ta có:
n 2n 2 4 2 4 2 m 2m 2
O 2
4,28 gam 4,28 gam
C H : 2x mol CH : 2x mol C H : 3x mol CO : 0,3 mol C H : 3x mol CH : y mol
+ +
⎯⎯⎯→
- Theo giả thiết ta có hệ: 116x + 14y = 4,28 x 0, 02 mol 8x + y = 0,3 y 0,14 mol
=
=
- Từ kết quả trên ta có 2 cách tìm ankan và anken ban đầu như sau: Cách 1:
4 1 2 4 2 4 2 2 2 2 4
CH : 0,04 mol n sè nhãm CH ghÐp vμo CH C H : 0,06 mol CH : 0,14 mol n sè nhãm CH ghÐp vμo C H
=
=
1 1 2 2
n 2 0,04n + 0,06n = 0, n 1
=
=
3 8
3 6
2
Ghep CH
C H : 0,04 mol
C H : 0,06 mol
⎯⎯⎯⎯→
Cách 2: Dễ thấy 0,14 = 0,04 + 0,06 CH 4 và C 2 H 4 tương ứng được ghép 2 và 1 nhóm CH 2
hai chất bau đầu là: C 3 H 8 và C 3 H 6. => Vậy chọn đáp án B.
Câu 2. Đốt cháy 7,6 gam hh hai ankan liên tiếp X, Y (MX < MY) thu được 11,2 lít CO 2 ở đktc. Phần trăm khối lượng ankan nhỏ hơn gần nhất với A. 21%. B. 25%. C. 42%. D. 51%. Giải
- Ta có: 4 2 2 2 2 7,6 gam
CH : x mol CO : 0,5 mol 16x 14y 7,6 x 0,3 mol + O CH : y mol H O : x y 0,5 y = 0,2 mol
+ = =
⎯⎯→
+ =
T = CH 24 2 0
hh 4 2 1 2
n 0,2 ankan 1 = CH (CH ) CH : 0,1 mol 0, n 0,3 ankan 2 = CH (CH ) C H : 0,2 mol
+ =
\= =
+ = CH 4
%m 0,1.16% 21% 7, 6
\=
- Vậy chọn đáp ánA.
Câu 3. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm 2 hiđrocacbon A, B (MA < MB) thuộc cùng dãy đồng đẳng liên tiếp hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch nước vôi trong
dư thấy có 85g kết tủa xuất hiện và thu được dung dịch có khối lượng giảm 27,8g so với khối lượng dung dịch nước vôi trong ban đầu. Phần trăm số mol của A trong hỗn hợp X là A. 40% B. 60% C. 50% D. 30% II. HỢP CHẤT HỮU CƠ THUẦN CHỨC
- Ancol
- Quy đổi hỗn hợp X gồm các ancol no, đơn chức, mạch hở 3 2
CH OH
CH
Câu 4. Hỗn hợp X gồm 2 ancol no, đơn chức, mạch hở. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X thu được 11,2 lít CO 2 (đktc). Mặt khác, m gam hỗn hợp X trên tác dụng với Na dư thu được 3, lít H 2. Giá trị của m là A. 10,45. B. 12,4. C. 12,6. D. 10,6. GIẢI Cách 1: ĐĐH
3 2
BTNTC BTHOH
CH OH:a(mol) a +b = 0,5 a = 0, QuyX m = 0,3+0,2 = CH : b(mol) a = 2,1 b = 0, 12,4g 5 = 0,
⎯⎯⎯⎯ →
⎯⎯⎯⎯→
Cách 2 2 2 2 2 n 2n+1 2
BBH BTKL H
CO H O CO H O C H O/X C H OH
n = 0,5(mol) 0,3(1 0) = n n n = 0,8 m = m +m +m = 12,4g n = 2n = 0,
⎯⎯⎯→ − − ⎯⎯⎯→
Câu 5. Hỗn hợp X gồm một ancol, no, đơn chức mạch hở và một ancol no, 2 chức, mạch hở. Cho a gam X tác dụng với Na dư thu được 0,616 lít khí đktc. Mặt khác, nếu đốt cháy hoàn toàn a gam X thu được 3,96 gam CO 2 và 2,25 gam H 2 O. Phần trăm khối lượng ancol đơn chức gần nhất với A. 28%. B. 72%. C. 32%. D. 68%. Giải
- Ta có: 2
Na 2 n 2n 1 3 0,0275 mol 2 4 2 m 2m 2 2 O 2 2 a gam a gam 0,09 mol 0,125 mol
H
C H OH : x mol CH OH : x mol C H (OH) : y mol C H (OH) : y mol CH : z mol CO + H O
⎯⎯⎯→
⎯⎯→
⎯⎯⎯→
- Theo giả thiết ta có hệ:
x + y = 0, 2 x 0,015 mol x + 2y + z = 0,09 y 0,02 mol 2x 3y z 0,125 z 0,035 mol
=
=
+ + = =
- Từ kết quả trên ta có:
⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→
3 2 5 2 4 2 2 3 6 2
0,035 = 0,015 + 0,02.
CH OH : 0,015 mol C H OH : 0,015 mol C H (OH) : 0,02 mol CH : 0,035 mol C H (OH) : 0,02 mol
Đun nóng 27,2 gam T với H2SO 4 đặc, thu được hỗn hợp các chất hữu cơ Z gồm: 0,08 mol ba ete (có khối lượng 6,76 gam) và một lượng ancol dư. Đốt cháy hoàn toàn Z cần vừa đủ 43,68 lít O 2 (đktc). Hiệu suất phản ứng tạo ete của X và Y lần lượt là A. 20% và 40%. B. 40% và 30%. C. 30% và 30%. D. 50% và 20%. (THPT Quốc Gia 2015) 2. Andehit
Câu 12. Hỗn hợp E gồm một anđehit no, đơn chức, mạch hở và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn m gam E cần vừa đủ 3,136 lít khí O 2 (đktc), thu được 5,28 gam CO 2 và 1,80 gam H 2 O. Cho m gam E tác dụng hoàn toàn với AgNO 3 dư (trong dung dịch NH 3 ), thu được a gam kết tủa. Giá trị của a là A. 15,90. B. 30,72. C. 17,76. D. 28, Giải
- Ta có:
= + + = =
⎯⎯→ = + + = =
= + = =
2 2 t 0 2 2 2 2 2 0,14 mol 2 2
C H : x mol CO 2x y z 0,12 x 0, 02 mol CO : 0,12 mol CH O : y mol + O H O x y z 0,1 y 0, 06 mol H O : 0,1 mol z 0, 02 mol CH : z mol BT oxi y 0, 28 0,
- Ghép CH 2 vào ta được:
3 4 t 03 3 3 2
C H : 0,02 mol C H Ag : 0,02 mol + AgNO / NH a 28,86 gam CH O : 0,06 mol Ag : 0,24 mol
⎯⎯→ =
- Vậy chọn đáp án D.
Câu 13. Hiđro hóa hoàn toàn 5,72 gam hỗn hợp X chứa anđehit đơn chức và anđehit hai chức đều mạch hở cần vừa đủ 0,29 mol H 2 (xúc tác Ni, t 0 ), thu được hỗn hợp Y. Dẫn toàn bộ Y qua bình đựng Na dư, thấy khối lượng bình tăng 6,17 gam. Mặt khác đốt cháy hoàn toàn Y cần dùng 0,41 mol O 2. Nếu đun nóng 0,12 mol X với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là A. 33,9. B. 50,85. C. 42,12. D. 34,65. 3. Axit cacboxylic
- Quy đổi hỗn hợp X gồm các axit no, đơn chức, mạch hở 2
HCOOH
CH
- Quy đổi hỗn hợp X gồm các axit không no, đơn chức, mạch hở có 1 liên kết đôi C=C
2 2
CH = CH- COOH
CH
- Quy đổi hỗn hợp X gồm các axit no, 2 chức, mạch hở 2
HOOC - COOH
CH
Câu 14. Đun nóng 26,5 gam hh X chứa một axit không no (có 1 liên kết đôi C=C trong phân tử) đơn chức, mạch hở và một ancol no đơn chức, mạch hở với H 2 SO 4 đặc làm xúc tác thu được m gam hỗn hợp Y gồm este, axit và ancol. Đốt cháy hoàn toàn m gam Y cần dùng 1,65 mol O 2 , thu được 55,0 gam CO 2. Cho m gam Y tác dụng với dd chứa 0,2 mol NaOH rồi cô cạn dd được
bao nhiêu gam chất rắn khan? A. 16,1. B. 18,2. C. 20,3. D. 18,5. Giải
- Vì đốt cháy X và Y thì số mol O 2 và CO 2 là như nhau nên ta có sơ đồ:
- Sơ đồ:
2 2 3 1,65 mol 2 2
O 2
26,5 gam
CH CH COOH : x mol CO :1, 25 mol CH OH : y mol CH : z mol H O :1,35 mol (BTKL)
= −
⎯⎯⎯→
- Tính được x = 0,15; y = 0,25 và z = 0,55 mol X gồm:
4 7 4 7 0,2 mol 3 2
NaOH
26,5 gam 20,3 gam
C H COOH : 0,15 mol C H COONa : 0,15 mol CH CH OH : 0,25 mol NaOH : 0,05 mol
⎯⎯⎯⎯ + →
chọn đáp ánC.
Chú ý: Với 2 chất liên tiếp ta đặt
T = CH 2
X
0 < T < 1 ghep 0 & 1 Cacbon n 1 < T < 2 ghep 1 & 2 Cacbon n 2 < T < 3 ghep 2 & 3 Cacbon ....................
•
•
•
Câu 15. Đốt cháy hoàn toàn 7,6 gam hỗn hợp X gồm một axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở và một ancol đơn chức (có số nguyên tử cacbon trong phân tử khác nhau) thu được 0,3 mol CO 2 và 0,4 mol H 2 O. Thực hiện phản ứng este hóa 7,6 gam hỗn hợp trên có xt H 2 SO 4 đặc với hiệu suất 80% thu được m gam este. Giá trị của m là A. 8,16. B. 4,08. C. 2,04. D. 6,12. Giải
- Vì số mol H 2 O > CO 2 nên ancol đã cho no, đơn chức, mạch hở.
- Sơ đồ:
2 3 2 2
O 2
7,6 gam
HCOOH : x mol CO : 0,3 mol CH OH : y mol CH : z mol H O : 0, 4 mol
⎯⎯⎯→
3 7
3
Sè cacbon ancol kh ̧c axit
46x 32y 14z 7,6 x 0,05 mol C H COOH : 0,05 mol x y z 0,3 y 0,10 mol x 2y z 0, 4 z 0,15 mol CH OH : 0,1 mol
+ + = =
+ + = = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯→
+ + = =
Este là C 3 H 7 COOCH 3 meste = 0,05.102% = 4,08 gam chọn đáp ánB.
Câu 16. Hỗn hợp X gồm một axit cacboxylic no, đơn chức mạch hở và 1 ancol no, đơn chức mạch hở có tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 2. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X thu được 16,2g H 2 O. Mặt khác, khi cho m gam X tác dụng với Na dư, thu được 3,36 lít H 2. Giá trị của m là A. 15,6. B. 14,3. C. 16,6. D. 14,8. GIẢI
GIẢI
⎯⎯⎯⎯→
⎯⎯⎯→
Caùch 1: ÑÑH
+0,3 mol 2 3 NaOH muoái 2 m
HCOOH: a(mol) a +b = 0, mgamX C H COOH:b(mol) 25,56gmuoái m = 68a + 94b +14c = 25, CH :c(mol) 44(a +3b + c)+18(a + 2b + c) = 40,
2 3 2 axitkhoângno
a = 0,15 Axitno :HCOOH:0, b = 0,15 C H COOH:0,15(mol) Axitkhoângno m = 72,15+14,09 = c 12,06g = 0,09 CH :0,09(mol)
NaOH 2
2 2 C H O
TGKL
n = 0,15 = 0, - COOH + NaOH -COONa + H O 1mol 1mol 1mol, 0,3 22,3 = 6,6g m = 25,56 6,6 = 18,96g CO : x 44x +18y = 40,08 x = 0, m = m +m +m 12x + 2y + 0,
khoái löôïng taêng 22
.32 = 18,
g 0
H O 6 y
ol
: y
,3m
⎯⎯→
→
⎯⎯⎯→ −
Caùch 2
n 2n 2 2 BBH m 2m-
khoâng
BTNTC
axit no
n 1,m >
\= 0,
C H O (k = 1) : a a +b = 0,3 a = 0, hhX C H O (k = 2) : b a(1 1) +b(2 1) = 0,69 0,54 b = 0, n = 1 0,15n+ 0,15m = 0,96 n+m = 4, m = 3, m = (14m +30).0,15 = (14,6 +
⎯⎯⎯→ − − −
⎯⎯⎯→ ⎯⎯⎯⎯⎯→
2
- Giaûi thích theâm vì sao Ta bieát axit khoâng no, ñôn, hôû coù1noái ñoâi C = C ñôn giaûn nhaát laø axit acrylic CH = CH- COOH, neân soá nguyeân töû cacbon trung bình
12,
cuû
).0,15 =
m> 3 a hai axi
6g :
0
t khoâng no, ñôn, hôû coù1noái ñoâi C = C phaûi lôùn hôn 3.
Câu 20. Hoá hơi 15,52 gam hỗn hợp A gồm một axit no đơn chức X và một axit no đa chức Y (số mol X lớn hơn số mol Y), thu được một thể tích hơi bằng thể tích của 5,6 gam N 2 (đo cùng trong điều kiện nhiệt độ, áp suất). Nếu đốt cháy toàn bộ hỗn hợp hai axit trên thì thu được 10,752 lít CO 2. Công thức cấu tạo của X, Y lần lượt là: (KA-2011) A. CH 3 CH 2 COOH và HOOC-COOH. B. CH 3 COOH và HOOC-CH 2 -CH 2 -COOH. C. HCOOH và HOOC-COOH. D. CH 3 COOH và HOOC-CH 2 -COOH. GIẢI
⎯⎯⎯→
A 2 BTC
HCOOH: a(mol) 46a + 90b +14c = 15,52 a = 0, 15,52g HOOC - COOH:b(mol) n = a +b = 0,2 b = 0, CH :c(mol) a + 2b + c = 10,752= 0,48 c = 0, 22,
- Ghép gốc CH 2 vào
3
2 2 2
2
HCOOH: 0,12(mol) HCOOH : 0,12(mol) HOOC - COOH:0,08(mol) 0,12n+ 0,08m = 0, HOOC - COOH :0,08(mol) CH :0,2(mol) 3n+ 2m = 5 n = m = 1 CH COOH vaø HOOC - CH - COOH
Câu 21. Hoá hơi 8,64 gam hỗn hợp gồm một axit no, đơn chức, mạch hở X và một axit no, đa chức Y (có mạch cacbon hở, không phân nhánh) thu được một thể tích hơi bằng thể tích của 2, gam N 2 (đo trong cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). Đốt cháy hoàn toàn 8,64 gam hỗn hợp hai axit trên thu được 11,44 gam CO 2. Phần trăm khối lượng của X trong hỗn hợp ban đầu là (KA2012) A. 72,22%. B. 27,78%. C. 35,25%. D. 65,15%. GIẢI Dễ thấy Y là không phân nhánh nên Y là axit no, hai chức mạch hở.
⎯⎯⎯→
A 2 BTC
3 2 2
HCOOH: a(mol) 46a + 90b +14c = 8,64 a = 0, 8,64g HOOC - COOH:b(mol) n = a +b = 0,1 b = 0, CH :c(mol) a + 2b + c = 11,44= 0,26 c = 0, 44 HCOOH: 0, CH COOH: 0, HOOC - COOH: 0, HOOC - CH - COOH: 0, CH :0,
%CH COOH = 3 27,78%
Câu 22. Hỗn hợp X gồm 2 axit A và B được trộn theo tỉ lệ mol 1:1, trong đó A là axit no, đơn chức mạch hở, B là axit không no, đơn chức, mạch hở, có một nối đôi C=C, có số nguyên tử cacbon hơn kém nhau 2 đơn vị. Trung hòa m gam hỗn hợp X bằng lượng vừa đủ dung dịch NaOH, thu được dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y rồi đem đốt cháy toàn bộ lượng muối thu được 2,12 gam chất rắn và hỗn hợp Z gồm CO 2 và H 2 O. Biết khối lượng CO 2 và H 2 O hơn kém nhau 2,96 gam. Khối lượng của A có trong m gam hỗn hợp X là A. 0,92. B. 1,48. C. 1,72. D. 1,2. GIẢI
2 3
2 2
BTNa Na CO NaOH 2 3 3 3 2 2 2 2 CO H O
BTNa BTC BTH
+O
n = 2,12= 0,02 n = 0,04 Soá molmoãiaxit =0, 106 HCOONa : 0,02 Na CO : 0, X C H O Na : 0,02 CO : 0,02+ 0,02+ x 0,02 = 0,06 + x CH : x H O : 0,01+ 0,03+ x m +m = 44(0,
⎯⎯⎯→
⎯⎯⎯→
⎯⎯→ ⎯⎯⎯→ −
⎯⎯⎯→
6 + x − 18(0,01+ 0,03+ x) = 2,96 x = 0,
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 Br 2. 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. (ĐH Khối A 2014 4. Hỗn hợp: Ancol, axit Ví dụ 2: Quy đổi hỗn hợp X gồm các axit no, đơn chức mạch hở và các ancol no đơn chức, mạch hở.
n 2n+ 3 m 2m+1 2
C H COOH HCOOH
HoãnhôïpX HoãnhôïpY CH OH C H OH CH
Ví dụ 3: Quy đổi hỗn hợp X gồm các axit no, không no, đơn chức mạch hở có một liên kết đôi C=C và các ancol no 2 chức, mạch hở.
2 3 n 2n 1 2 4 2 m 2m 2 2
C H COOH
C H COOH
HoãnhôïpX HoãnhôïpY C H (OH) C H (OH) CH
−
CHÚ Ý
- CH 2 là thành phần khối lượng. Vì vậy, nó có mặt trong các phương trình liên quan tới khối lượng, phản ứng đốt cháy (số mol O 2 phản ứng, số mol CO 2 , số mol H 2 O),...
- CH 2 không phải là một chất, nó không được tính vào số mol hỗn hợp (hoặc các dữ kiện khác liên quan tới số mol các chất).
⎯⎯ ⎯→
⎯⎯⎯→ ⎯⎯⎯→
⎯⎯→
⎯⎯⎯⎯→
Ví du
2
BTC 2 5 2 2 BTH 3 X 2 3 5 BTE O
3 3 5 muoái
X+O
X+NaOH
ï
C H OH: a CO : 2a + 2b +3c Hoãn hôïp X CH COOH: b n = a +b + c H O : 3a + 2b +3c C H COOH: c n = 12a + 8b +18c 4 CH COONa : b Muoái n = b + c C H COONa : c ⎯⎯ ⎯→ ⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→ ⎯⎯→ ⎯⎯ ⎯→ ⎯⎯⎯ → ⎯⎯→
2
3 BTC 2 2 BTH X 2 2 3 BTE 2 O BTC 2 BTH 2 BTE
Y+O
CH OH: a CO : 2a + 2b +3c HCOOH: b H O : 3a + 2b +3c Quy X thaønh Y n = a +b + c C H COOH: c 6a + 2b +12c + 6(a +b + c) CH : a +b + c n = 4 CO : 2a + 2b +3c H O : 3a + 2b +3c n
⎯⎯⎯⎯→ 2
2 3 muoái O 2
Y+NaOH
HCOONa : b Muoái C H COONa : c n = b + c = 12a + 8b +18c CH : b + c 4
Câu 27. Hỗn hợp X gồm một axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở và một ancol đơn chức. Đốt cháy hoàn toàn 21,7 gam X thu được 20,16 lít khí CO 2 (đktc) và 18,9 gam H 2 O. Este hóa 21,7 gam
trên với hiệu suất 60%, thu được m gam este. Giá trị của m là A. 9,18. B. 15,30. C. 12,24. D. 10,80. Giải
- Vì số mol H 2 O > CO 2 nên ancol đã cho no, đơn chức, mạch hở.
- Sơ đồ:
2 3 2 2
O 2
21,7 gam
HCOOH : x mol CO : 0,9 mol CH OH : y mol CH : z mol H O :1,05 mol
⎯⎯⎯→
=
= ⎯⎯⎯⎯⎯→
=
2
2 5
2 5
Ghep CH
x 0, 20 mol C H COOH : 0,20 mol y 0,15 mol z 0,55 mol C H OH : 0,15 mol
Este là C 2 H 5 COOC 2 H 5 meste = 0,15.102% = 9,18 gam chọn đáp ánA.
Câu 28. Hỗn hợp X gồmC 2 H 4 (OH) 2 ,(COOH) 2 ,CH 2 (OH)(COOH ).Cho m gam X phản ứng với K
dư tạo 0,3 mol khí. Biết m gam X phản ứng vừa hết với 0,3 mol NaOH. Đốt cháy hết m gam X rồi cho hấp thụ hết toàn bộ sản phẩm cháy vào 500ml dung dịch Ca(OH) 2 1M thấy khối lượng dung dịch thay đổi a gam. Giá trị thay đổi là: A. Giảm 11,4 gam B. Tăng 11,4 gam C. Giảm 5,5 gam D. Giảm 2,8 gam Câu 29. Hỗn hợp X gồmOHC − CC−CHO,HOOC−CC−COOH,OHC−CC−COOH .Cho m gam X tác dụng với dung dịch AgNO 3 trong nước amoniac dư (Đun nóng nhẹ) thu được 43,2 gam Ag. Mặt khác m gam hỗn hợp X tác dụng với NaHCO 3 dư thu được 11,648 lít CO 2 (đktc). Thêm m’ gam glucozo vào m gam hỗn hợp X sau đó đem đốt cần V lít O 2 (đktc), sản phẩm sinh ra được hấph tụ vào bình đựng Ba(OH) 2 dư thu được 614,64 gam kết tủa. Giá trị của (m+m’) và giá trị V là A. 94,28gam-60,032 B. 96,14gam-60, C. 88,24gam-60,032 D. 86,42gam-60, Câu 30. Hỗn hợp X gồm CH CHO, OHCH 3 2 − CHO, (CHO) , OHCH 2 2 − CHOH − CHOtrong đó tỉ lệ số nhóm − CHO −OH= 2411 .Cho m gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch AgNO 3 /NH 3 dư thu được 103,68 gam Ag. Đốt cháy hết 16,62 gam X cần 13,272 lít O 2 (đktc) thu được 9, gam H 2 O. Giá trị của m là A,06 gam B,56 gam C,16 gam D,39 gam Câu 31. Hỗn hợp A gồm HCOOH và axit Y 1 ; Y 2 đều no, đơn chức, mạch hở (MY1 < MY2). Hỗn hợp B gồm axit Z và T đều không no, đơn chức, mạch hở, có một liên kết đôi C=C trong phân tử (MZ<MT). Thực hiện phản ứng este hóa hoàn toàn giữa a mol A và b mol B ( 1 2 nY +Y + n Z +T= 0,25 mol )với 0,175 mol glixerol thu được hỗn hợp E. Đem hỗn hợp E thủy phân hoàn toàn trong 600 ml KOH 1M rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được hỗn hợp rắn khan F. Chia F làm 2 phần bằng nhau:
Câu 34. Xà phòng hoá hoàn toàn m gam một este no, đơn chức, mạch hở E bằng 28 gam dung dịch KOH 28%. Cô cạn hỗn hợp sau phản ứng thu được 25,68 gam chất lỏng X và chất rắn khan Y. Đốt cháy hoàn toàn Y, thu được sản phẩm gồm CO 2 , H 2 O và K 2 CO 3 , trong đó tổng khối lượng của CO 2 và H 2 O là 18,34 gam. Mặt khác, cho X tác dụng với Na dư, thu được 13,888 lít khí H 2 (đktc). Giá trị m gần nhất với A. 11. B. 12. C. 10. D. 14. (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Diễn Châu 5 – Nghệ An - 2015)
Hướng dẫn giải: Sơ đồ.
⎯⎯→
- ⎯⎯→ ⎯⎯ 2 → + +
Na 2 O 2 3 2 2
láng(X) H : 0, 62 E KOH r¾n(Y) K CO CO H O
Ta có: 28 gam dung dịch KOH 28% ⎯⎯→
= ⎯⎯→ =
= ⎯⎯→ =
2 2
KOH KOH H O H O
m 7,84(gam) n 0, m 20,16(gam) n 1,
*Xét chất lỏng X:
⎯⎯→ = + = ⎯⎯→ = ⎯⎯→ = − = 2
Na H ancol 2
ancol : a a 1,12 25, 68 1,12. 25, 68(gam) n 0, 62 a 0,12 M 46 H O :1,12 2 0, ⎯⎯→ ancol là C 2 H 5 OH
*Xét chất rắn Y: Ta có: nE = nancol = nHCOOK= a=0,
⎯⎯ĐĐH⎯→
⎯⎯→ +
+
2
2 3 2 O 2 2
HCOOK: 0,12 K CO : 0, 07
Y CH : b CO : b 0, 05 KOH : 0, 02 H O : b 0, 07
⎯⎯→ 44(b+0,05) + 18(a+0,07)=18,34 ⎯⎯→a =
0,
Do đó muối trong
=
2
HCOOK: 0,
Y
CH : 0, 24 0,12.
⎯⎯→muối là C 2 H 5 COOK ⎯⎯→este E là C 2 H 5 COOC 2 H 5 :
0, ⎯⎯→m = 12,24 gam ⎯⎯→ Đáp án B.
Bình luận: Đây là bài toán khá hay về cách xác định công thức của một este đơn chức. Sự nhầm lẫn của học sinh đó là hiểu sai chất lỏng X chỉ có ancol mà không đề cập đến nước của dung dịch KOH ban đầu dẫn đến cách xử lý sai.
Câu 35. Hỗn hợp X gồm 3 este đơn chức, tạo thành từ cùng một ancol Y với 3 axit cacboxylic (phân tử chỉ có nhóm -COOH); trong đó, có hai axit no là đồng đẳng kế tiếp nhau và một axit không no (có đồng phân hình học, chứa một liên kết đôi C=C trong phân tử). Thủy phân hoàn toàn 5,88 gam X bằng dung dịch NaOH, thu được hỗn hợp muối và m gam ancol Y. Cho m gam Y vào bình đựng Na dư, sau phản ứng thu được 896 ml khí (đktc) và khối lượng bình tăng 2,48 gam. Mặt khác, nếu đốt cháy hoàn toàn 5,88 gam X thì thu được CO 2 và 3,96 gam H 2 O. Phần trăm khối lượng của este có phân tử khối bé nhất trong X là A. 38,76% B. 40,82% C. 34,01% D. 29,25%
Trích đề thi THPT Quốc gia – 2015
Hướng dẫn giải:
*Ban đầu ta đi xử lý Y.
= = ⎯⎯→ = + =
Y H 2
Y
n 2n 0, 08
M 2, 48 0, 08 32 0, 08
⎯⎯→ Y là CH 3 OH
*Ta sử dụng ĐĐH quy hỗn hợp X về:
= + + = − = − ⎯⎯→ ⎯⎯⎯⎯→ + + = ⎯⎯⎯⎯→ + = 3
3 x BTNT 3 3 2 BT OH
HCOOCH : a m 60a 100b 14c 5, X CH CH CH COOCH : b 2a 4b c 0, 22 CH : c a b 0, 08 = ⎯⎯→ = ⎯⎯→ =
3 3 5 3 2
a 0, 06 HCOOCH : 0, 06 b 0, 02 C H COOCH : 0, 02 c 0, 02 CH : 0, 02
Tiến hành ghép X.
X
3 3 5 3 2
HCOOCH : 0, 06
C H COOCH : 0, 02
CH : 0, 02
⎯⎯→
3 3 3 3 5 3
HCOOCH : 0, 04
CH COOCH : 0, 02
C H COOCH : 0, 02
⎯⎯→% m (este không no) = 0, 02 =34, 01% 5, ⎯⎯→Đáp án D.
Lưu ý:
- Este đơn chức tạo bởi axít có đồng phân hình học thì tối thiểu C 5. Do đó tôi mới lấy este đó là C 3 H 5 COOCH 3 , tuy nhiên nếu các bạn sử dụng ĐĐH bằng este ban đầu là C 2 H 3 COOCH 3 thì cuối cùng vẫn ra kết quả.
- Bài toán còn một kiểu ghép nữa tạo 2 este gồm HCOOCH 3 :0,06 mol và C 4 H 7 COOCH 3 :0,02 mol, nhưng là kiểu ghép sai vì hỗn hợp X có 3 este.
⎯⎯→ 2 2 3 5 ghÐp 2 2 3 3 5 2
(CH CH COO) (HCOO)C H : 0, 02
X (CH CH COO) (CH COO)C H : 0, 02
CH : 0, 02
= −
⎯⎯⎯→ = −
⎯⎯→ Tổng số nguyên tử của X = 31 ⎯⎯→ Đáp án A.
Câu 38. Cho hỗn hợp X gồm axít ( X 1 ) và este(X 2 ) đều đơn chức, mạch hở. Đem đốt cháy hết m gam X thu được 15,84 gam CO 2. Mặt khác, đun nóng X bằng một lượng vừa đủ dung dịch NaOH rồi cô cạn thu được hỗn hợp muối Y ( là hai muối của hai axit cacboxylic kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng của axit acrylic), và phần hơi Z có chứa ancol no. Đem đốt cháy hết Y thì được 4,24 gam Na 2 CO 3 ; 5,152 lít CO 2 (đktc), còn lại là nước. Phần trăm khối lượng của X 2 trong hỗn hợp X là A. 51,61%. B. 33,45%. C. 18,68%. D. 67,56%.
Hướng dẫn giải:
*Phân tích:
- Do X 1 , X 2 thủy phân trong dung dịch NaOH, tạo ra 2 muối của 2 axit thuộc dãy đồng đẳng của
axit acrylic ⎯⎯→X 1 và X 2 tạo bởi axit không no, có một liên kết đôi C=C.
- X 2 là este được tạo bởi từ ancol no ⎯⎯→ X 2 không no, có một liên kết đôi C=C. *Ta bắt đầu xét từ Y.
2
2 3 §§H 2 3 O BTNT 2 2 2
Na CO : 0, 04 C H COONa : 0, 08 Y CO : 0, 23 0, 08 x 0, 04 0, 23 CH : x H O :
⎯⎯⎯→ ⎯⎯→ ⎯⎯⎯→ + = +
⎯⎯→ x =
0,
ghÐp 2 3 2 2 3 5
C H COONa : 0, 08 0, 08 0, 03 C H COONa : 0, 05 Y C 3,375 Y CH : 0, 03 0, 08 C H COONa : 0, 03
− +
⎯⎯⎯→ ⎯⎯→ = = ⎯⎯→
*Khi đốt cháy X thu được 0,36 mol CO 2 , xảy ra 2 trường hợp sau:
Trường hợp 1.
Thành phần của X 2 3 BTNT R R 3 5
C H COOH : 0, 05
0, 05 0, 03(4 C ) 0,36 C 3
C H COOR : 0, 03
⎯⎯⎯→ + + = ⎯⎯→ =
⎯⎯→X 1 2 3 X 2
2 3 5 3 7
(X ) : C H COOH : 0, 05
%m 51, 61% (X ) : C H COOC H : 0, 03
⎯⎯→ = ⎯⎯→
Đáp án A.
Trường hợp 2. Thành phần của X 3 5 BTNT R R 2 3
C H COOH : 0, 05
0, 05 0, 03(3 C ) 0,36 C 2,
C H COOR : 0, 03
⎯⎯⎯→ + + = ⎯⎯→ =
( loại)
Câu 39. Hỗn hợp X gồm metyl fomat, đimetyl oxalat và este Y đơn chức, có hai liên kết trong
phân tử, mạch hở. Đốt cháy hoàn toàn 0,5 mol X cần dùng 1,25 mol O 2 thu được 1,3 mol CO 2 và 1,1 mol H 2 O. Mặt khác, cho 14,8 gam X tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH, thu được dung
dịch Z (giả thiết chỉ xảy ra phản ứng xà phòng hóa). Cho toàn bộ Z tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO 3 trong NH 3 , đun nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, số mol Ag thu được là A. 0,4. B. 0,5. C. 0,2. D. 0,8. Giải
- Ta có:
3 2 3 2 2 2 2 2
37 gam (BTKL)
0,5 mol
HCOOCH : x mol x y z 0, CO : 1,3 mol (COOCH ) : y mol 60x 118y 72z 14t 37 + O : 1,25 mol HCOOCH=CH : z mol 2x 4y 3z t 1, H O : 1,1 mol CH : t mol 2
+ + =
⎯⎯→ + + + =
+ + + =
x 3y 2z t 1,
+ + + =
x = 0,3 mol: y = 0,1 mol: z = 0,1 mol: t = 0,0 mol. Từ đó ta có:
3 3 2 2
AgNO 3 /NH 3
HCOOCH : 0,3 mol (COOCH ) : 0,1 mol Ag 0,3 0,1.4,8 0,4 mol 37 HCOOCH=CH : 0,1 mol
⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ = + =
- Vậy chọn đáp ánA.
Câu 40. Chia m gam hh X gồm một ancol và một axit thành 3 phần bằng nhau. Phần 1 tác dụng hết với Na dư thu được 0,15 mol H 2. Đốt cháy hoàn toàn phần 2 thu được 0,9 mol CO 2. Đun phần 3 với dung dịch H 2 SO 4 đặc thì thu được 10,2 gam este Y có công thức phân tử C 5 H 10 O 2 không có khả năng tham gia phản ứng tráng bạc (hiệu suất phản ứng este hóa là 100%). Giá trị của m là A. 62,4. B. 72,0. C. 58,2 D. 20,8. Giải Cách 1: