Tai Lieu Boi Duong Hoc Sinh Gioi Hoa Lop 9 Phan Huu Co - Tài Liệu Text

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.pdf) (47 trang)

Trang chủ

Lớp 9

Hóa học

tai lieu boi duong hoc sinh gioi hoa lop 9 phan huu co

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (575.68 KB, 47 trang )

Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa lớp 9 phần hữu cơ1. Đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ.- Thành phần các nguyên tố tạo nên hợp chất hữu cơ rất ít, chủ yếu là các nguyên tố: C, H,O, N (và một số nguyên tố khác S, P, Cl, một số ít kim loại …) Nhưng số lượng các hợp chất hữucơ rất nhiều.- Liên kết hoá học trong hợp chất hữu cơ chủ yếu là liên kết cộng hoá trị.- Phần lớn hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, dễ cháy, kém bền với nhiệt.- Một số hợp chất hữu cơ không tan trong nước nhưng tan được trong dung môi hữu cơ.- Các phản ứng trong hoá học hữu cơ thường xảy ra chậm, khơng hồn tồn và theo nhiều hướngkhác nhau tạo nên hỗn hợp sản phẩm.2. Phân loại hợp chất hữu cơ.Hợp chất hữu cơ chia làm 2 loại:- Hiđrocacbon: là hợp chất mà trong phân tử chỉ có C và H.HIĐRO CACBONHiđrocacbon mạch hởAnkanHiđrocacbon mạch vịngCnH2n+2Anken(Hiđrocacbon khơng nocó 1 nối đơi)CnH2nAnkađien(Hiđrocacbonkhơng no có 2liên kết đơi)CnH2n-2Ankin(Hiđrocacbon khơng nocó 1 liên kếtba) CnH2n-2(n  1)(n  2)(n  3)(n  3)(Hiđrocacbon non)Xicloankan(Hiđrocacbon vòng no)CnH2nAren(Hiđrocacbonthơm)CnH2n-6(n  3)(n  6)- Dẫn xuất của hiđrocacbon: ngồi C, H cịn có các ngun tố khác như O, N,halogen …Dẫn xuất của hiđrocacbon gồm:- Dẫn xuất halogen:Khi thay thế một hoặc nhiều nguyên tử hiđro trong phân tử hiđrocacbonbằng một hoặc nhiều nguyên tử halogen ta được dẫn xuất halogen: CxHyClz, CxHyBrz, CxHyIz….+ Dẫn xuất có oxi: Ancol, axit cacboxylic, este, chất béo, tinh bột, gluxic:II. CẤU TẠO HOÁ HỌC.1. Một số lưu ý khi viết CTCT. Giả sử hợp chất có CTPT: CxHyOzNtXvXác định độ bất bão hoà  =2x+2-(y+v)+t2- Nếu  = 0 => chỉ có cấu tạo mạch hở, liên kết đơn.- Nếu  = 1 => Có 1 liên kết  hoặc 1 vịng.- Nếu  = 2 => Có 2 liên kết  hoặc 1 vòng + 1 liên kết .1 III. DANH PHÁP HỢP CHẤT HỮU CƠ.1. Tên thông thường.Thường đặt tên theo nguồn gốc tìm ra chúng, đơi khi có phần đi để chỉ rõ hợp chất thuộc loại nào?VD:Axit fomic HCOOH (formica: kiến)Axit axetic CH3COOH (axetus: giấm)Mentol C10H20O (metha piperita: bac hà)2. Tên IUPAC.a) Tên gốc chức:Tên phần gốc + tên phần địnhchức.VD:etyl cloruaCH3CH2Cl:CH3 - CH2 - O - CH3: etyl metyl eteTên phần thế + tên mạch cacbon chính + tên phần địnhchức.b) Tên thay thế:Có thể có hoặc khơngVD:(et + an) etanCH3CH3:CH3 – CH2Cl (clo + et + an) cloetan1231234CH2 = CH – CH2 – CH34CH3 – CH – CH = CH2OHbut - 1 - enbut – 3 – en – 2 - ol3. Bảng tên số đếm và tên mạch cacbon chính.Số đếmMạch cacbon chính1monoCmet2điC-Cet3triC-C-Cprop4tetraC-C-C-Cbut5pentaC-C-C-C-Cpent6hexaC-C-C-C-C-Chex7heptaC-C-C-C-C-C-Chept8octaC-C-C-C-C-C-C-Coct9nonaC-C-C-C-C-C-C-C-Cnon10decaC-C-C-C-C-C-C-C-C-Cđec4. Đồng đẳng, đồng phân.a. Đồng đẳng.- Đồng đẳng là những hợp chất có thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhómCH2 nhưng có tính chất hố học tương tự nhau.VD : Dãy đồng đẳng của ankan : CH4, C2H6, C3H8 ... CnH2n+2- Khối lượng mol các chất trong cùng dãy đồng đẳng lập thành cấp số cộng công sai d = 14.Lưu ý : Khái niệm đồng đẳng rất rộng, ở trên chỉ giới hạn đồng đẳng metylen.2 b. Đồng phân.- Đồng phân là hiện tượng có 2 hay nhiều chất có cùng CTPT nhưng khác nhau về CTCT dođó khác nhau về tính chất hố học.- Phân loại đồng phân: gồm đồng phân cấu tạo và đồng phân hình học. (Ở đây chỉ xét vềđồng phân cấu tạo). Đồng phân cấu tạo gồm:+ Đồng phân mạch cacbon: do sự sắp xếp mạch cacbon khác nhau.VD: CH3 – CH = CH – CH3;CH3 – C = CH2H2C  CH2 CH3H2C  CH2+ Đồng phân cách chia cắt mạch cacbon: do sự chia cắt mạch cacbon khác nhau.VD: CH3COOCH3 và HCOOC2H5+ Đồng phân vị trí:Do sự khác nhau về vị trí nối đơi, nối ba, nhóm thế hoặc nhóm chứctrong phân tử.VD: CH3 – CH2 – CH2 – OHvàCH3 – CH – CH3OHCH2 = CH – CH2 – CH3vàCH3 – CH = CH - CH3+ Đồng phân nhóm chức: do sự thay đổi cấu tạo nhóm chức trong phân tử.VD: CH3 – O – CH3vàCH3 – CH2 – OH+ Đồng phân liên kết: do sự thay đổi liên kết giữa các nguyên tử cacbon với nhau.VD: CH3 – CH2 – C  CH vàCH2 = CH – CH = CH2IV. MỘT SỐ BÀI TẬP VIẾT CTCT CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ VÀ GỌI TÊN.VD1: Viết CTCT của hợp chất C5H12.Hướng dẫn: C5H12 thuộc dãy ankan  chỉ có liên kết đơn trong phân tử và có 2 loại mạch:mạch thẳng và mạch nhánh. Chỉ có đồng phân về mạch cacbon.CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3PentanCH3 – CH – CH2 – CH32 – metyl butanCH3CH3CH3 – C – CH32,2-đimetyl propan (neopentan)CH3VD2: Viết CTCT của C4H8Hướng dẫn: C4H8 thuộc dãy anken (hoặc thuộc dãy xicloankan)  có 1 liên kết đơi trongphân tử, có cả 3 loại mạch (mạch vịng khơng có liên kết đơi). Có các đồng phân mạch cacbon,đồng phân vị trí.CH2 = CH – CH2 – CH3but – 1 – enCH3 – CH = CH – CH3but – 2 – enCH2 = C – CH32 – metyt prop – 1- enCH3CH2H2C  CH2H2C  CH2xiclobutanVD3: Viết CTCT của C4H6H2CCHCH331-metyl xiclopropan Hướng dẫn: C4H6 thuộc dãy ankin (hoặc thuộc dãy ankadien) có 1 liên kết ba (hoặc 2 liênkết đơi) trong phân tử , có cả 3 loại mạch (mạch vịng khơng có 1 liên kết đơi). Có các đồng phânmạch cacbon, đồng phân vị trí, đồng phân liên kết.CH  C – CH2 – CH3 but-1-in;CH3 – C  C – CH3 but-2-inCH2 = CH – CH = CH2buta – 1,3 – đienCH2 = C = CH – CH3 buta – 1,2 – đienH2C  CHH2C  CHHCxiclobut -1-enCH31-metyl xicloprop-2-enCH21-metyl xicloprop-1-enHCCHHCCCH3VD 4: Viết CTCT của C3H8OHướng dẫn: C3H8O thuộc dẫn xuất có oxi của hiđrocacbon  có thể có các loại đồng phânnhóm chức, đồng phân vị trí. Mặt khác, C3H8 thuộc gốc no nên trong phân tử chỉ có liên kết đơn.CH3 – CH2 – CH2 – OHpropan-1-olCH3 – CH – CH3propan-2-olOHCH3 – O – CH2 – CH3 etyl metyl eteVD5: Viết CTCT của các xiclo ankan và gọi tên tương ứng với CTPT:a) C5H10ĐA: 5 cấu tạob) C6H12ĐA: 10 cấu tạoVD6: Viết CTCT của C7H16.ĐA: 9 cấu tạo.CHỦ ĐỀ 2: BÀI TOÁN LẬP CTPT HỢP CHẤT HỮU CƠ4 I. XÁC ĐỊNH CTPT DỰA VÀO THÀNH PHẦN KHỐI LƯỢNG CÁC NGUYÊN TỐ VÀDỰA VÀO PHẢN ỨNG CHÁY (PP khối lượng).1. Cơ sở lý thuyết:Giả sử có CTPT hợp chất hữu cơ X (CxHyOzNt ). Để xác định CTPT hợp chất hữu cơ trên, tadựa vào khối lượng CO2, H2O, N2 (hay NH3) theo các cách sau:a. Cách 1: tính trực tiếp.mC = 12. nCO2 ; mH = 2. nH2O ; mN = 28. nN2 ;=>mO = mX – (mC + mH + mN)12 xy 16z 14t M XAùp dụng công thức:mC mH mO mN mX12 xy 16z 14t M XHay:%C %H %O %N 100mC .M X %C.M X nCO2x 12.mX 12.100nX2nm .M% .M y  H X  H X  H2OmX100nX  mN .M X %N .M X 2nN2t 14.mX14.100nX1 z   M X  (12x  y  14t )  16Hoặc:M X 44 x9y 11,2t=> x, y, t rồi thay vào MX => zmX mCO2 mH2OVN 2b. Cách 2 : tính gián tiếp.Sử dụng cơng thức : x : y : z : tmC mH mO mN %C %H %O %N::::::12 1 16 14 12 1 16 14= nCO2 : 2nH2O : nO : 2nN2 = a : b : c : d==> CTTN của X : (CaHbOcNd)n- Với n = 1 => CTĐGNMX- Với n ==> CTPT của X12a  b  16c  14dc. Cách 3 Dựa vào phản ứng cháy.y zytt0CxHyOzNt + ( x   ) O2  xCO2 + H2O + N24 222ayatamolax molmolmol22nCO22.nH2O2nN21=> x =; y=; t=;z= M X  (12x  y  14t ) aaa162. Ví dụ minh hoạ.Ví dụ 1: Đốt cháy hồn tồn 10 gam hợp chất hữu cơ A, sinh ra 33,85 gam CO2 và 6,94 gamH2O. Tỉ khối hơi đối với khơng khí là 2,69. Xác định CTPT của A.Giải:5 MA = 78.Do sp cháy gồm CO2, H2O nên thành phần của A gồm C, H, có thể có O.Cách 1:Ta có mC = 12.nCO2 = 9,23 gam ;mH = 2nH2O = 0,77 gam=> mC + mH = 10 = mA => A khơng có oxi.Đặt CTPT của A: CxHyM12 xyÁp dụng công thức: AmC mH mA=> x = 6; y = 6. Vậy CTPT của A là C6H6.Cách 2 :Đặt CTPT của A : CxHyOzM44 x9yÁp dụng công thức : X mX mCO2 mH2O=> x = 6 ; y = 6Với MA = 78 => 12.6 + 6 + 16z = 78 => z = 0. Vậy CTPT của A là C6H6.Cách 3:Ta có: nA = 0,128 mol ; nCO2 = 0,77 molnH2O = 0,385 moly zyt0 xCO2 +PTPƯ cháy: CxHyOz + ( x   ) O2 H2O4 220,128mol0,128x mol 0,064 mol=> 0,128x = 0,77 => x = 6;0,064y = 0,385 => y = 61=> z =Vậy CTPT: C6H678  (12 x  y)  =016Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 0,295 gam chất hữu cơ X chứa C, H, O thu được 0,44 gam CO2,0,225 gam H2O. Trong một thí nghiệm khác, khi phân tích một lượng chất X như trên cho 55,8 cm3N2 (đo ở đktc). Tỉ khối hơi của X so với H2 là 29,5. Lập CTHH và CTPT của X.Giải.MX = 59. Đặt CTPT của X là CxHyOzNtM44 xy11,2tAùp dụng công thức: X mX mCO2 mH2OVN 25944 xy11,2t0,295 0,44 0,225 0,0558=> x = 2; y = 5; t = 1Với MA = 59 => z = 1. Vậy CTPT: C2H5ONVí dụ 3 :Hợp chất hữu cơ A chứa C, H, O. Trong đó thành phần % theo khối lượng là64,865% C và 13,51%H. Xác định CTPT của A, biết khối lượng mol của A là 74.Giải.Đặt CTPT của A là CxHyOz.12 xy16 z M AÁp dụng công thức :%C % H %O 10012 xy16 z7464,865 13,51 21, 625 100=> x = 4 ; y = 10 ; z = 1Vậy CTPT của A là C4H10OVí dụ 4 : Hợp chất hữu cơ A có thành phần khối lượng các nguyên to như sau : 53,33%C,15,55%H, còn lại là N. Xác đ?nh CTPT của A, biết A chỉ có 1 nguyên tử N.Giải.6 Đặt CTPT của A : CxHyNt%C % H % N 53,33 15,55 31,12::::1211412114=2:7:1V? trong A chỉ có 1 nguyên tử N nên CTPT của A là C2H7N.II. LẬP CTHH DỰA VÀO PHƯƠNG PHÁP THỂ TÍCH.y zytt01. Cơ sở lý thuyết :CxHyOzNt + ( x   ) O2  xCO2 + H2O + N24 222y zyt1VxVVV(x   ) V4 222aVbVcVdVeV1x a  c  xy zy zx x 14 2  x  y  t   1  y  y Thay x, y vào 1 4 2  z=> abc 2d 2eab a 2at1 a  2e  t2. Ví dụ minh hoạ.Ví dụ 1 :Trộn 200ml hơi hợp chất A với 1000ml O2 dư rồi đốt thu được hỗn hợp khí có thểtích bằng 1600ml. Cho hơi nước ngưng tụ còn lại 800ml và cho qua dung dịch KOH dư thấy còn lại200ml. Xác định CTPT của A, biết các khí đo cùng điều kiện t0, p.Giải :Theo đề :VH2O = 1600 – 800 = 800mlVCO2 = 800 – 200 = 600mlVO2 dư = 200ml => VO2pư = 800ml.Đặt CTTQ của hợp chất hư?u cơ là CxHyOz.y zyt0PTPƯ cháy : CxHyOz + ( x   ) O2  xCO2 + H2O4 22y zy1mlxml ml( x   ) ml4 22200ml800ml600ml800mly zx 14 2  x  y => x = 3 ; y = 8 ; z = 2 => CTPT : C3H8O2=>200800600 1600Ví dụ 2 :Đốt cháy 400ml hỗn hợp CxHy và N2 bằng 900ml O2. Hỗn hợp khí thu được là1400ml, cho hơi nước ngưng tụ còn lại 800ml. Cho qua dung dịch KOH dư còn lại 400ml. Xác địnhCTPT , các khí đo ở cùng điều kiện t0, p.Giải.Theo đề ta có :VH2O = 1400 – 800 = 600mlVCO2 = 800 – 400 = 400ml600Aùp dụng ĐLBTNT ta có : VO2 có trong H2O ==300ml2VO2 trong CO2 = 400 ml=> VO2 dư = 900 – (300+400) = 200 ml=> VN2 = VCxHy = 200 ml.yyt0PTPƯ cháy : CxHy + ( x  ) O2  xCO2 + H2O42yy1mlxmlml( x  ) ml42Aùp dụng công thức : x : y : t =7 200ml700ml400ml600mlyx14  x  y => x = 2 ; y = 6. Vậy CTPT là C2H6=>200 700400 1200Ví dụ 3 :Đốt cháy 6,2 gam một hợp chất hữu cơ A phải dùng 5,6 lít O2 đktc thu được VCO2 :VH2O = 2 : 3. Biết dA/H2 = 31. Xác định CTPT của A, các khí đo cùng điều kiện t0,p.Giải.Theo đề ta có : MA = 62 => nA = 0,1 mol.nO2 = 0,25 mol.Đặt CTPT của A : CxHyOz.y zyt0 xCO2 + H2OPTPƯ cháy : CxHyOz + ( x   ) O2 4 22y z0,1 mol ( x   ) 0,1mol 0,1xmol 0,05y mol4 2Ta có hệ phương tr?nh :y z( x   )0,1  0, 25x  24 2Vậy CTPT C2H6O2  y  612 x  y  16 z  62 0,1x2z  2 0, 05 y 3Ví dụ 4 :Đốt cháy 4,4 gam chất hữu cơ A phải dùng 5,6lít O2 đktc, thu được VCO2 = VH2O. Xácd?nh CTPT của A, biết dA/kk = 3,04.Giải.Theo đề ta có : MA = 88g => nA = 0,05molnO2 = 0,25 molĐặt CTPT của A : CxHyOz.y zyt0 xCO2 + H2OPTPƯ cháy : CxHyOz + ( x   ) O2 4 22y z0,05 mol ( x   ) 0,05mol 0,05xmol 0,025y mol4 2yz(x)0, 05  0, 25x  44 2Ta có hệ phương trình : 12 x  y  16 z  88Vậy CTPT C4H8O2  y  8z  20, 05 x  0, 025 yVí dụ 5 :Đốt cháy hồn tồn 0,8 lít hỗn hợp gồm hiđrocacbon A và CO2 bằng 3,5 lít O2 dư thuđược 4,9 lít hỗn hợp khí. Nếu cho hơi nước ngưng tụ thì cịn lại 2,5 lít. Hỗn hợp khi cho qua bìnhchứa P nung nóng thì cịn lại 2 lít (các khí đo cùng đk). Xác định CTPT của hiđrocacbon A.Giải.Theo đề ta có :VH2O = 4,9 – 2,5 = 2,4 litVCO2 = 2lit (gồm CO2 ban đầu và CO2 sinh ra)VO2dư = 2,5 -2 = 0,5 lit => VO2pư = 3 lít.Đặt CTTQ của A : CxHy, a là thể tích của CO2 ban đầu.yyt0 xCO2 + H2OPTPƯ cháy : CxHy + ( x  ) O2 42yy1litxlit lit( x  ) lit42(0,8-a)lit3 lit(2-a)lit2,4lit8 2a x  0,8  ayy a  0, 2x1x2, 4y42=>=>    x  3 =>CTPT : C3H8.0,8  a32  a 2, 4 2 0,8  ay  8y3x4 0,8  aVí dụ 6 :Cho 300ml hỗn hợp hiđrocacbon A và khí NH3 tác dụng với một lượng oxi rồi đốt,sau phản ứng thu được 1250 ml hỗn hợp khí. Sau khi dẫn hỗn hợp khí này qua bình đựng CuSO4khan, cịn lại 550 ml và sau khi dẫn tiếp qua dung dịch nước vôi trong dư thì cịn lại 250 ml, trongđó có 100 ml N2. Xác định CTPT của hiđrocacbon, biết các khí đo cùng điều kiện.Giải.Theo đề ta có : VH2O = 1250 – 550 = 700mlVCO2 = 550 – 250 = 300ml.t0 2N2 + 6H2OPTPƯ : 4NH3 + 3O2 200ml100ml 300ml=> VA = 300 – 200 = 100ml=> VH2O do A cháy sinh ra = 700 – 300 = 400mlĐặt CTTQ của A là CxHyyyt0PTPƯ cháy : CxHy + ( x  ) O2  xCO2 + H2O42yy1mlxmlml( x  ) ml42100ml300ml400mly1x 2 => x = 3 ; y = 8. Vậy CTPT : C3H8.=> ta có :100 300 400III. LẬP CTHH DỰA VÀO SẢN PHẨM CHÁY.1. Cơ sở lý thuyết.- Nếu đề tốn cho oxi hố hồn tồn hợp chất hữu cơ tức là đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữucơ.- Nếu sản phẩm cháy được hấp thụ bởi bình đựng H2SO4 đặc hay P2O5 và bình đựng dungdịch kiềm thì lưu ý rằng N2 và O2 dư không bị hấp thụ.- Những chất hấp thụ được nước : CaCl2 (khan), CuSO4 (khan), H2SO4đ, P2O5, CaO và dungdịch kiềm NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 ... => khối lượng của bình tăng lên là khối lượng củaH2O bị hấp thụ.- Những chất hấp thụ CO2 : dịch kiềm NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 ... => khối lượngcủa bình tăng lên là khối lượng của CO2 bị hấp thụ.- Cần phân biệt khối lượng bình tăng và khối lượng dung dịch tăng.+ mbình tăng = (mCO2 + mH2O) hấp thụ.+ mdd tăng = (mCO2 + mH2O) hấp thụ - mkết tủa+ mdd giảm = mkết tủa - (mCO2 + mH2O) hấp thụ- Nếu đốt cháy hợp chất hữu cơ chứa C, H hoặc C, H, O rồi cho sản phẩm cháy qua bình 1đựng PdCl2, bình 2 đựng dung dịch kiềm (Ca(OH)2, Ba(OH)2 dư.=> sản phẩm cháy gồm CO, CO2, H2O. Trong đó CO bị hấp thụ bởi dung dịch PdCl2 theoPT: CO + PdCl2 + H2O  Pd + CO2 + 2HCl=> bình dựng dung dịch kiềm hấp thụ CO2 có trong sản phẩm cháy và CO2 sinh ra do COphản ứng với dung dịch PdCl2.=> mC = mC (CO) + mC (CO2)9 - Nếu đốt cháy hợp chất hữu cơ X bởi CuO thì khối lượng của bình CuO giảm đi là khốilượng của oxi tham gia phản ứng => để tìm khối lượng của chất hữu cơ đem đốt cháy cần lưu ýĐLBTKL: mX + m bình giảm = mCO2 + mH2O.2. Ví dụ minh hoạ.Ví dụ 1: Đốt cháy hồn tồn một lượng chất hữu cơ X cần 6,72 lít O2 (đktc). Khi cho tồn bộsản phẩm cháy (chỉ có CO2 và H2O) vào một lượng nước vôi trong, thu được 10 gam kết tủa và 200ml dung dịch muối có nồng độ 0,5M, dung dịch muối này nặng hơn nước vôi ban đầu là 8,6 gam.Xác định công thức đơn giản nhất của X.Giải.Theo đề ta có: nCaCO3 = 0,1 mol; nCa(HCO3)2 = 0,1 mol.PTHH: CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O0,1mol0,1mol2CO2 + Ca(OH)2  Ca(HCO3)20,2mol0,1mol=>  nCO2 = 0,3 molTheo đề: mdd tăng 8,6 gam = (mCO2 + mH2O) hấp thụ - m=> mH2O = 8,6 + m - mCO2 = 5,4 gam=> nH2O = 0,3 molĐặt CTTQ của X là CxHyOzy zyt0 xCO2 + H2OPTPƯ: CxHyOz + ( x   ) O2 4 22y za molaxmol0,5ay mol( x   ) amol4 2=>nCO2 = ax = 0,3 = nC;nH2O = 0,5ay = 0,3 => ay = 0,6 = nHy z6, 72nO2 = ( x   ) a == 0,3 mol => az = 0,34 222, 4=> x : y : z = 0,3 : 0,6 : 0,3 = 1 : 2 : 1=> CTĐGN: CH2OVí dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 0,01 mol chất hữu cơ X chứa C, H, O cần 0,784 lít O2 (đktc).Tồn bộ sản phẩm cháy cho qua bình 1 đựng dung dịch PdCl2 dư, bình 2 đựng dung dịch Ca(OH)2dư. Sau thí nghiệm, bình 1 tăng 0,38 gam và xuất hiện 2,12 gam kết tủa, cịn bình 2 có 3 gam kếttủa A. Xác định CTPT của X.Giải.Theo đề ta có: nPd = 0,01 mol;nCaCO3 = 0,03 mol.CO + PdCl2  Pd + CO2 + 2HCl(1)0,01mol0,01mol 0,01molCO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O(2)0,03mol0,03molmbình 1 tăng = mH2O + CO – CO2(1)=> mH2O = 0,38 + (44 – 28)0,01 = 0,54g=> nH2O = 0,03 molSo sánh đề với (1) và (2) ta thấy nCO2 do X sinh ra = 0,02 mol.Đặt CTTQ của X: CxHyOzy z tyt0PTPƯ: CxHyOz + ( x    ) O2  (x-t)CO2 + H2O + tCO4 2 22y z t0,01mol ( x    ) 0,01mol (x-t)0,01mol 0,005ymol 0,01tmol4 2 2=> nH2O = 0,03 = 0,005y => y = 6nCO = 0,01t = 0,01 => t = 1nCO2 (x – 1)0,01 = 0,02 => x = 310 6 z 10, 784=0,035 => z = 1  ) 0,01 =4 2 222, 4Vậy CTPT của X : C3H6OVí dụ 3. Oxi hố hồn tồn 4,6g chất hữu cơ A bằng CuO đun nóng. Sau phản ứng thu được4,48 lít CO2 (đktc) và nước, đồng thời nhận thấy khối lượng đồng oxit ban đầu giảm bớt 9,6 gam.Xác định CTPT của A.Giải.Theo đề ta có : nCO2 = 0,2 mol => mCO2 = 8,8 gam.Áp dụng ĐLBTKL ta có : mA + m bình giảm = mCO2 + mH2O=> mH2O = 4,6 + 9,6 – 8,8 = 5,4 gam => nH2O = 0,3 mol.=> n= = nH2O – nCO2 = 0,1 mol.Đặt CTTQ của A: CxHyOzy zyt0 xCO2 + H2OPTPƯ: CxHyOz + ( x   ) O2 4 22y z0,1 mol ( x   ) 0,1mol 0,1xmol 0,05y mol4 2=> nCO2 = 0,1x = 0,2 => x = 2nH2O =0,05y = 0,3 => y = 6mA = 4,6 = (30 + 16z)0,1 => z = 1. Vậy CTPT của A : C2H6OVí dụ 4. Đốt cháy hồn toàn 2,3 gam một hợp chất hữu cơ X chỉ thu được CO2, H2O. Sảnphẩm cháy cho hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch nước vơi trong dư, thấy có 10 gam kết tủa xuấthiện và khối lượng bình đựng dung dịch nước vôi tăng 7,1 gam. Xác định CTPT của X. ĐS:C2H6O.Ví dụ 5. Đốt cháy hồn tồn một hợp chất hữu cơ X cần dùng 6,72 lít O2 (đktc). Sản phẩmcháy gồm CO2 và H2O cho hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2 thấy có 19,7 gam kết tủaxuất hiện và khối lượng dung dịch giảm 5,5 gam. Lọc kết tủa, đun nóng nước lọc lại thu được 9,85gam kết tủa nữa. Xác định CTPT của X. ĐS : C2H6O.Ví dụ 6 . Đốt cháy hoàn toàn 0,282g chất hữu cơ A rồi cho các sản phẩm sinh ra đi lần lượtqua bình đựng CaCl2 khan và bình đựng KOH có dư. Sau thí nghiệm thấy bình đựng CaCl2 khantăng thêm 0,189 gam, cịn bình đựng KOH tăng thêm 0,8 gam.Mặt khác, đốt 0,186g A thì thu được 22,4 ml N2 (đktc). Biết phân tử A chỉ chứa 1 nguyên tử N.Tìm CTPT của A. ĐS : C6H7N.Ví dụ 7. Đốt cháy hồn tồn 10,4g chất hữu cơ A rồi cho sản phẩm cháy lần lượt qua bình 1đựng H2SO4đ và bình 2 chứa nước vơi trong dư, thấy khối lượng bình 1 tăng 3,6g, bình 2 thu được30g kết tủa. Khi hố hơi 5,2g A thu được một thể tích đúng bằng thể tích của 1,6 gam oxi ở cùngđiều kiện. Xác định CTPT của A. ĐS : C3H4O4.nO2 = (3 Ví dụ 8. Đốt cháy hoàn toàn a gam một hiđrocacbon A, sản phẩm cháy được dẫn qua bìnhchứa nước vơi trong dư, người ta thu được 3 gam kết tủa, đồng thời bình chứa nặng thêm 1,68 gam.a) Tính a.ĐS : 0,4gb) Xác định CTPT của A, biết tỉ khối hơi của A đối với metan là 2,5. ĐS : C3H4Ví dụ 9. Đốt cháy hoàn toàn 0,01 mol chất hữu cơ X cần vừa đủ 0,616 lít O2. Sau thí nghiệmthu được 1,344 lít hỗn hợp sản phẩm X gồm : CO2, N2 và hơi nước. Làm lạnh để ngưng tụ hơi nướcthì cịn lại 0,56 lít hỗn hợp khí Z (có tỉ khối đối với H2 là 20,4). Xác định CTPT của X, biết thể tíchcác khí đo ở đktc.ĐS : C2H7O2NVí dụ 10. Đốt cháy hồn tồn 1,48 gam chất hữu cơ A cần dùng 2,016 lít O2 ở đktc. Sau phảnứng thu được hỗn hợp khí có thành phần như sau :VCO2 = 3VO2 dư và mCO2 = 2,444.mH2O. Tìm CTPT của A. Biết khí hố hơi 1,85 gam Achiểm thể tích bằng thể tích của 0,8 gam oxi ở cùng điều kiện.ĐS : C3H6O2.Ví dụ 11. Đốt cháy hết 0,75 gam chất hữu cơ A. Hơi sản phẩm cháy được dẫn tồn bộ quabình đựng dung dịch nước vơi trong dư. Khối lượng bình tăng 1,33g, trong đó lọc tách được 2gammột chất kết tủa.11 Mặt khác, khi phân tích 0,15 gam A, khí NH3 sinh ra được dẫn vào 180ml dung dịch H2SO40,1M. Lượng axit dư được trung hoà vừa đúng bằng 4ml dung dịch NaOH 0,4M. Xác định CTPTcủa A, biết 1 lít khí A ở đktc nặng 3,35 gam.ĐS : C2H5O2N.Ví dụ 12. Đốt cháy hoàn toàn 0,4524g một chất hữu cơ A sinh ra 0,3318g CO2 và 0,2714gH2O.Đun nóng 0,3682g chất A với vôi tôi, xút để chuyển tất cả N trong A thành NH3 rồi dẫn khíNH3 vào 200ml dung dịch H2SO4 0,5M. Để trung hồ axit cịn dư, cần dùng 7,7ml dung dịch NaOH1M.a) Tính thành phần % các nguyên tố trong A.b) Xác định CTPT của A, biết tỉ khối hơi của nó đối với khí nitơ là 2,143. ĐS:CH4ON2Ví dụ 13. Đốt cháy hồn tồn m gam chất hữu cơ A chỉ thu được a gam CO2 và b gam H2O.Biết 3a = 11b và 7m = 3(a+b). Xác định CTPT của A, biết dA/kk < 3.Giải.Theo đề ta có: MA < 7812a 3amC =. V? 3a = 11b => mC = b gam44 112b b gammH =18 9 11bVì 7m = 3(a+b) = 3.  b  =14b => m = 2b. 3b 10bTa có: mC + mH = b + =< 2b = mA => A có oxi.9910b 8b=> mO = 2b =99Đặt CTTQ của A là CxHyOz.b b 8b1 1 1Ta có x : y : z =: : : : = 3 : 4 : 2 => CTTN (C3H4O2)n.12 9 9.16 12 9 18Vì MA < 78 và n N => n = 1. vậy CTPT của A là C3H4O2.Ví dụ 14. Đốt cháy hoàn toàn a gam chất hữu cơ A chứa C, H, O thu được pgam CO2 và qgam22a3aH2O. Cho biết p =và q =. Tìm CTPT của A. Biết rằng 3,6 gam hơi A có thể tích bằng thể155tích của 1,76 gam CO2 cùng điều kiện.ĐS : C3H6O3.IV. BIỆN LUẬN TÌM CTPT.1. Tìm CTPT khi chỉ biết MA.1.1. Cơ sở lý thuyết.a) Trường hợp A là CxHy hoặc CxHyOz.=> 12x + y = MA hoặc 12x +y +16z = MA x, yho x, y, znguy nd ng§K  y (ch½n)  2x  2b) Trường hợp A là CxHyNt hoặc CxHyOzNt.=> 12x + y + 14t = MA hoặc 12x + y + 16z + 14t = MA x, y, t ho x, y, z, t nguy nd ng§ K  y  2x  2  t y, t cù ng chẵn hoặc cù ng l ẻc) Trng hợp X là CxHyXv hoặc CxHyOzXv (X là halogen)=> 12x + y + MXv = MA hoặc 12x + y + 16z + MXv = MA12  x, y, vho x, y, z, vnguy nd§ K  y  2x  2  v y, vcï ng chẵn hoặc cù ng l ẻng1.2. Mt s vớ dụ minh hoạ.Ví dụ 1. Xác định CTPT của hợp chất hữu cơ A chứa C, H, O. Biết A có tỉ khối hơi so với hetilà 15.Giải.Ta có MA = 60. Đặt CTTQ của A là CxHyOz=> 12x + y + 16z = 60(1 z  2) x, y, znguy nd ngĐK y (chẵn) 2x 2- Trường hợp 1 : Nếu z = 1 => 12x + y = 44 (1  x  3)42=> y = 44 – 12x  2x + 2=> x 314Chọn x = 3 ; y = 6. Vậy CTPT của A là C3H6O.- Trường hợp 2 : Nếu z = 2 => 12x + y = 28 (1  x  2)26=> y = 28 – 12x  2x + 2 => x  1,8514=> Chọn x = 2 ; y = 4. Vậy CTPT của A là C2H4O2.Ví dụ 2 . Hợp chất hữu cơ A chứa C, H, N. Biết 14,75g hơi A chiếm thể tích đúng bằng thểtích của 8 gam O2 ở cùng điều kiện. Xác đ?nh CTPT của A.Giải.nA = nO2 = 0,25 mol => MA = 59 gam.Đặt CTTQ của A là CxHyNt=> 12x + y + 14t = 59 (1  t  3) x, y, t nguy nd ng§ K  y  2x  2  t y, t cï ng chẵn hoặc cù ng l ẻ- Trng hp 1 : Với t = 1=> 12x + y = 45(1  x  3)=> y = 45 – 12x 2x + 2 + t => x 3.=> Chọn x = 3 => y = 9. Vậy CTPT của A là C3H9N.- Trường hợp 2 : Với t = 2=> 12x + y = 31(1  x  2)=> y = 31 – 12x  2x + y + t => x  2=> Chọn x = 2 => y = 7 (loại)- Trường hợp 3 : Với t = 3=> 12x + y = 17(x  1)=> y = 17 – 12x  2x + y + t => x  0,86=> Chọn x = 1 => y = 5. Vậy CTPT của A là CH5N3.2. Biện luận xác định CTPT của 2 hay hiều chất trong cùng một hỗn hợp.2.1. Trường hợp 1 : Thiếu 1 phương trình đại số.a. Cơ sở lí thuyết. Giả sử có p ẩn số (số nguyên tử cacbon và số mol) mà chỉ có (p-1) phươngtrình đại số. Trong trường hợp này, giữa 2 ẩn ta có 1 hệ thức na + mb = nCO2 (a, b, nCO2 đã biết).Từ biểu thức, ta chọn n = 1, 2, 3 ... => m sao cho n, m nguyên dương.b. Ví dụ minh hoạ.Ví dụ 1. Đốt cháy một hỗn hợp X gồm 2 hiđrocacbon A (CnH2n+2) và B (CmH2m) thu được15,68lít CO2 (đktc) và 14,4 gam H2O. Biết X chiếm thể tích là 6,72 lít ở đktc. Xác định thành phần% thể tích của hỗn hợp X, xác định CTPT của A, B.Giải.Gọi a, b là số mol của A, B.Theo đề ta có : nCO2 = 0,7ml ;nH2O = 0,8 mol ;nX = 0,3 mol13 3n  1t0O2  nCO2 + (n+1)H2O2amolnamol(n+1)a mol03mtCmH2m+2 +O2  mCO2 + mH2O2bmolmbmol mb mol na  mb  0, 7=> a = 0,1 ; b = 0,2 và n + 2m = 7.Ta cã (n  1)a  mb  0,8  na  mb  a  0,8 a  b  0,3 m  2 v Bthu c d anken§ iỊu ki Ưn  n, m  NBiện luận n và mn12345PTPƯ cháy : CnH2n+2 +m35/223/71 A : CH4 A : C3 H8n  1n  3Vậy có 2 cặp giá tr? thoả ma?n : => và => m  3m  2 B : C3 H6 B : C2 H4Thành phần %V của hỗn hợp : %VA = 33,33% ; %VB = 66,67%.Ví dụ 2. Hỗn hợp X gồm ankan A và anken B được chia làm thành 2 phần F1 và F2.- Phần 1 có thể tích 11,2 lít đem trộn với 6,72 lít H2 rồi 1 ít bột Ni rồi đun nóng đến, khiphản ứng xảy ra hồn tồn thấy hỗn hợp khí sau cùng có thể tích giảm 25% so với ban đầu.- Phần 2 có khối lượng 80 gam đem đốt cháy hồn tồn thì tạo được 242 gam CO2.Xác định CTPT của A, B và tính % thể tích hỗn hợp X. Biết các khí đều đo ở đktc.Giải.- Đặt a là số mol của A (CnH2n+2) và b là số mol của B (CmH2m) trong F1.=> ta có : a + b = 0,5 mol.Ni ,t 0 CmH2m+2PTPƯ : CmH2m + H2 6,72Theo đề ta có : tổng số mol trong F1 = 0,5 += 0,8 mol22,425Sau phản ứng VF1 giảm 25% chính là VH2 phản ứng => nH2pư = 0,8.= 0,2 mol.100Theo PTPƯ => nB = nH2pư = 0,2 mol = b => a = 0,3 mol- Đặt a’, b’ lần lượt là số mol của A, B trong F2. Do đều xuất phát từ hỗn hợp X nên tỉ lệ sốmol a : b = a’ : b’ = 0,3 : 0,2 = 3 : 2.=> ta có phương trình : (14n + 2)a’ + 14mb’ = 80 <=> 14(na’+mb’) + 2a’ = 80 (1)3n  1t0PTPƯ cháy : CnH2n+2 +O2  nCO2 + (n+1)H2O2a’molna’mol3mt0 mCO2 + mH2OCmH2m+2 +O2 2b’molmb’mol242=> na’ + mb’ == 5,5(2)44Thay (2) vào (1) => a’ = 1,5 mol ; b’ = 1 mol và 1,5n + m = 5,5 hay 3n +2m = 11 m  2 v Bthu c d anken§ iỊu ki Ön  n, m  NBiện luận n và mn123m45/2141  A : CH4n  10,3Chọn => => %VA =x100 = 60% ; %VB = 40%.0,5m  4 B : C4 H82.2. Trường hợp 2. Thiếu 2 phương trình đại số.a. Cơ sở lí thuyết.Giả sử có p ẩn nhưng chỉ có p – 2 phương tr?nh. Trong trường hợp này, người ta thường ápdụng tính chất trung bình (n < m) => n < n < m hoặc MA < M < MB để xác định n, m.Công thức tính n và Mn  mbM .a  M b .b;M = an = aababb. Ví dụ minh hoạ.Ví dụ 1. Hỗn hợp X gồm 2 hiđrocacbon thuộc cùng dãy đồng đẳng liên tiếp. Đốt cháy hoàntoàn hỗn hợp X, sản phẩm cháy cho hấp thụ hết vào bình 1 đựng H2SO4 đặc, bình 2 đựng dung dịchCa(OH)2 dư. Sau khi kết thúc phản ứng, khối lượng bình 1 tăng 6,3 gam, bình 2 có 25 gam kết tủaxuất hiện. Xác định CTPT của 2 hiđro cacbon trong X.Giải.nCO2 = n = 0,25 mol.6,3mH2O = m bình 1 tăng = 6,3 gam => nH2O == 0,35 mol18nH2O > nCO2 => X thuộc dãy ankan.Đặt CTTQ của 2 ankan là : CnH2n+2 và CmH2m+2. Vì 2 ankan thuộc cùng dãy đồng đẳng nênđặt CTPT trung bình của 2 ankan là Cn H 2 n 2 (n< n <m) và ( n >1)Theo đề ta có nX = nH2O – nCO2 = 0,35 – 0,25 = 0,1 mol. 3n  1 t0PTPƯ cháy : Cn H 2 n 2 +  n CO2 + ( n +1)H2O O2 20,1 mol0,1 n mol=> 0,1 n = 0,25 => n = 2,5=> n = 2 ; m = 2 + 1 = 3.Vậy CTPT : C2H6 và C3H8.Ví dụ 2. Một hỗn hợp gồm 2 ankan đồng đẳng kế tiếp nhau, có tỉ khối đối với hiđrơ là 16,75.Tìm CTPT và % thể tích của hỗn hợp.Giải.Đặt CTTQ của 2 ankan là : A : CnH2n+2 amol ; CmH2m+2. bmol.Vì 2 ankan thuộc cùng dãy đồng đẳng nên đặt CTPT trung bình của 2 ankan là Cn H 2 n 2(n< n <m) và ( n >1)Theo đề ta có : M hh = 2x16,75 = 33,5=> 14 n +2 = 33,5 => n = 2,25=> n = 2 => CTPT là C2H6m = 3 => CTPT là C3H8.M .a  M b .b 30.a  44.bTa có : M = a==33,5abab=> 3,5a = 10,5b => a = 3b.Vị hỗn hợp khí nên %V = %số mol = > %VC3H8 =bb.100 = 25%.100 =a b4b%VC2H6 = 25%Ví dụ 3. Đốt cháy hồn tồn 5,2g hỗn hợp khí gồm 2 ankan kế tiếp thu được 15,4g khí CO2.Xác định cơng thức mỗi ankan.ĐS. C2H6 và C3H8.15 Ví dụ 4. Cho một hỗn hợp khí gồm 1 anken A và 1 ankin B. Đốt cháy m gam hỗn hợp X rồihấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch nước vơi trong thu được 25g kết tủa vàmột dung dịch có khối lượng giảm 4,56g so với ban đầu. Khi thêm vào lượng KOH dư lại thu được5 gam kết tủa nữa. Biết 50ml hỗn hợp X phản ứng tối đa với 80ml H2 (các thể tích khí đo cùng đk).Xác định CTPT của A, B.Giải.Đặt CTPT của A : CnH2n (x mol); B là CmH2m-2 (y mol)t 0 , Ni CnH2n+2PTPƯ với H2 :CnH2n + H2 x mol x molt 0 , Ni CmH2m+2CmH2m-2 + 2H2 y mol 2y mol x  y  50 x  20 => ta có hệ :  x  2 y  80 y  30V? do cùng đk nên nA : nB = VA :VB = 2 : 33nt0 nCO2 + nH2OPTPƯ cháy : CnH2n +O2 23n  1t0CmH2m-2 +O2  mCO2 + (m-1)H2O2CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O0,25mol0,25mol2CO2 + Ca(OH)2  Ca(HCO3)20,1mol0,05molCa(HCO3)2 + 2KOH  CaCO3 + K2CO3 + H2O0,05mol0,05mol=> Tổng số mol CO2 = 0,35 molTheo đề : mddgiảm = m - (mCO2 + mH2O)hấp thụ.=> mH2O =m - mCO2 – mddgiảm = 5,04g=> nH2O = 0,28mol220,14=> nB = nCO2 – nH2O = 0,07 mol =>nA = nB = .0,07 =mol3330,14 0,35=> nX = nA + nB = 0,07 +=mol330,14n. m.0, 07 nna  mb0,35CO23Áp dụng CT : n =====30,140,35nXab 0, 0733=> 2n + 3m = 15=> n = m = 3=> CTPT của A : C3H6 ; CTPT của B : C3H4.2.3. Trường hợp 3 : Thiếu 3 phương trình trở lên.a. Cơ sở lý thuyết.Trong trường hợp này vẫn sử dụng tính chất trung bình n < n < m hoặc MA < M < MB. Taay  by2có thể sử dụng cơng thức tính số ngun tử H y  1.abNếu y1 < y2 => y1 < y < y2.b. Ví dụ minh hoạ.Ví dụ 1. Đốt cháy hồn tồn 6,72 lít (đktc) hỗn hợp X gồm 2 hiđrocacbon A, B thu được 8,96lít CO2 (đktc) và 9 gam H2O. Xác định CTPT của A, B.Giải.nX = 0,3 mol ; nCO2 = 0,4mol ; nH2O = 0,5mol.Đặt CTPT trung bình của A, B là C x H y16 PTPƯ cháy : C x H y + ( x 0,3 molyy)O2  x CO2 + H2O420,3 x mol 0,15 y mol=> 0,4 = 0,3 x => x = 1,33 => x1 = 1 < x < x2=> Trong X phải có 1 chất là CH4 (giả sử A) => y1 = 4nH2O = 0,5 = 0,15 y => y = 3,33=> y2 = 2 < y < y1 = 4 => CTPT của B là C2H2.Ví dụ 2. Đốt cháy hồn tồn 560cm3 hỗn hợp khí (đktc) gồm 2 hiđrocacbon có cùng số nguyêntử C và cho các sảnt phẩm lần lượt qua bình 1 đựng P2O5, bình 2 đựng dung dịch KOH dư. Sau khikết thúc thí nghiệm thấy khối lượng bình 1 tăng 1,9125g và bình 2 tăng thêm 4,4 gam. Xác địnhCTPT của các hiđrocacbon.Giải.Đặt CTPT của 2 hiđrocacbon là CxHy và Cx’Hy’ =>CTPTTB là C x H y ( y là số nguyên tửH trung bình)1,91254, 4= 0,10625 ; nCO2 == 0,1 mol ; nX = 0,0251844yyPTPƯ cháy :+H2OC x H y + ( x  )O2  xCO2420,025 mol0,025xmol 0,0125 y mol=> nCO2 = 0,1 = 0,025x => x = 4nH2O = 0,10625 = 0,0125 y => y = 8,5.Giả sử y < y’ => 2  y < 8,5 < y’  2x + 2 = 10.Vì y, y’ chẵn => chọn y’ = 10 và y = 2, 4, 6, 8=> có 4 cặp thoả : C4H2 và C4H10 ; C4H4 và C4H10 ; C4H6 và C4H10 ; C4H8 và C4H10.Theo đề ta có nH2O =CHỦ ĐỀ 2 : TÍNH CHẤT HỐ HỌC CỦA HIĐROCACBONI. ANKAN (parafin): (Hiđrocacbon bo, mạch hở CnH2n+2 ; n  1)1. Phản ứng thế :as CH3Cl + HClCH4 + Cl2 metyl clorua (clo metan)as CH2Cl2 + 2HClCH4 + 2Cl2 metylen clorua (diclo metan)CH4 + 3Cl2  CHCl3 + 3HClasClorofom (triclo metan)as CCl4 + 4HClCH4 + 4Cl2 Cacbon tetraclorua (tetraclo metan)Chú ý : Các đồng đẳng của metan cũng tham gia phản ứng thế tương tự như metan.as(250 C )VD :CH3 – CH2 – CH3 + Cl2 CH3 – CHCl – CH3 + HCl(57%)CH3 – CH2 – CH2Cl + HCl(43%)as(250 C )CH3 – CH2 – CH3 + Br2 CH3 – CHBr – CH3 + HBr (97%)CH3 – CH2 – CH2Br + HBr(3%)as CnH2n+2-zXz + zHXPTTQ: CnH2n+2 + zX2 2. Phản ứng nhiệt phân:a) Phản ứng Crackinh:17 0t caoCnH2n+2  CmH2m+2 + CqH2qCH 4  C3H6CrackinhVD: C4 H10 C2 H6  C2 H 4b) Phản ứng phân huỷ:10000 CCnH2n+2  nC + (n+1)H2khongcokhongkhi(n  3; m 1; q 2)01500 CĐặc biệt: 2CH4  C2H2 + 3H2l ¹ nh nhanhc) Phản ứng loại hiđro (đehiđro):4505000 C CnH2n + H2CnH2n+2 xt0500 C C4H8 + H2VD: C4H10 xtC.3. Phản ứng oxi hố:a) Phản ứng cháy (Phản ứng oxi hố hồn toàn):3n  1t0 nCO2 + (n+1)H2OCnH2n+2 +O2 2t0 CO2 + 2H2OVD: CH4 + 2O2 b) Phản ứng oxi hố khơng hồn tồn:- Nếu đốt cháy thiếu oxi thì ankan bị cháy khơng hồn tồn  SP cháy gồm CO2, H2O, CO,0tVD: 2CH4 + 3O2(thiếu)  2CO + 4H2O- Nếu có chất xúc tác, nhiệt độ thích hợp, ankan bị oxi hố khơng hồn tồn thành dẫn xuấtchứa oxi.CuVD: CH4 + O2  HCHO + H2O200 atm,3000 C- Nếu mạch cacbon dài, khi bị oxi hố có thể bị bẻ gãy.t 0 ,PVD: 2CH3CH2CH2CH3 + 5O2  4CH3COOH + 2H2OMn24. Điều chế ankan.a) Phương pháp tăng mạchh cacbon:etekhan (CnH2n+1)2 + 2NaX- 2CnH2n+1X + 2Na etekhanVD: 2C2H5Cl + 2Na  C4H10 + 2NaClCH3Cl + C2H5Cl + 2Na  C3H8 + 2NaCl®pdd R-R + 2CO2 + 2NaOH + H2- 2RCOONa + 2H2O ®pddVD: 2CH2 = CH – COONa + 2H2O CH2 = CH – CH = CH2 + 2CO2 + 2NaOH + H2b) Phương pháp giảm mạch cacbon:- Phương pháp Duma:CaO,t 0RCOONa + NaOH  RH + Na2CO3CaO,t 0(RCOO)2Ca + 2NaOH  2RH + CaCO3 + Na2CO3CaO,t 0VD: CH3COONa + NaOH  CH4 + Na2CO3CaO,t 0(CH3COO)2Ca + 2NaOH  2CH4 + Na2CO3 + CaCO3- Phương pháp crackinh:crackinhCnH2n+2 CmH2m + CqH2q+2 (n = m + q; n 3)crackinhVD: C3H8  CH4 + C2H4c) Phương pháp giữ nguyên mạch cacbon:Ni ,t 0 CnH2n+2CnH2n + H2 Ni ,t 0 C2H6VD: C2H4 + H2 0Ni ,t CnH2n+2CnH2n-2 + 2H2 18 0Ni ,tVD: C2H2 + 2H2  C2H6d) Một số phương pháp khác:Al4C3 + 12H2O  3CH4 + 4Al(OH)3NiC + 2H2  CH45000 CII. XICLO ANKAN (hiđrocacbon no, mạch vòng – CnH2n; n 3)1. Phản ứng cọng mở vòng:0Ni ,80 C+ H2  CH3 – CH2 – CH3 (Propan)+ Br2  CH2Br – CH2 – CH2Br(1, 3 – đibrom propan)+ HBr  CH3 – CH2 – CH2Br(1 – brom propan)- Xiclobutan chỉ cọng với H2.0Ni ,120 C+ H2  CH3 – CH2 – CH2 – CH3 (butan)2. Phản ứng thế:Phản ứng thế ở xicloankan tương tự như ở ankan.VD:+Cl2+Cl2asCl + HClasCl + HCl3. Phản ứng oxi hố hồn tồn:3nt0 nCO2 + nH2OCnH2n +O2 2t0 6CO2 + 6H2OVD: C6H12 + 9O2 4. Phản ứng đề hiđro:t 0 ,Pd C6H6 + 3H2C6H12 III. ANKEN (olefin). Hiđrocacbon không no, mạch hở - CTTQ: CnH2n; n  2Trong phân tử anken có 1 lên kết đơi C = C, trong đó có 1 liên kết  bền và một liên kết kém bền, dễ bị bẻ gãy khi tham gia phản ứng hoá học.1. Phản ứng cộng:a) Cộng H2  ankan:Ni ,t 0CnH2n + H2  CnH2n+2Ni ,t 0VD: C2H4 + H2  C2H6b) Phản ứng cọng halogen (Cl2, Br2).CCl 4CnH2n + X2  CnH2nX2VD: CH2 = CH2 + Cl2  CH2Cl – CH2ClCH3 – CH = CH – CH2 – CH3 + Br2  CH3 + CHBr – CHBr – CH2 – CH3Lưu ý: Anken làm mất màu dung dịch nước brom nên người ta thường dùng nước brom hoặcdung dịch brom trong CCl4 làm thuốc thử để nhận biết anken.c) phản ứng cộng HA (HA: HCl, HBr, H2SO4)xtCnH2n + HA  CnH2n+1AVD: CH2 + CH2 + HCl  CH3 –CH2ClCH2 = CH2 + H2SO4  CH3 – CH2 – OSO3H19 Lưu Ý: Từ C3H6 trở đi phản ứng cộng theo qui tắc MaccopnhicopCH 3  CHCl  CH 3 (spc )VD: CH 3  CH  CH 2  2HCl  CH 3  CH 2  CH 2Cl (spp )d) Phản ứng cộng H2O  ancolHVD: CH2 = CH2 + H2O CH3CH2OHt0CH 3  CHOH  CH 3 (spc )CH 3  CH  CH 2  2H 2O  CH 3  CH 2  CH 2OH (spp )Qui tắc Maccopnhicop: Khi cọng một tác nhân bất đối xứng HA (H2O hoặc axit) vào liên kếtđôi C = C của an ken thì sản phẩm chính được tạo thành do phần dương của tác nhân (H+) gắn vàocacbon có bậc thấp hơn, cịn phần âm (A-) của tác nhân gắn vào C có bậc cao hơn.2. Phản ứng trùng hợp:xt ,t 0 , p [-C-C-]nnC=C xt ,t 0 , p (-CH2 – CH2 -)nVD: nCH2 = CH2 Polietilen (PE)0xt ,t , pnCH 2  C H  CH 2  C H CH 3nCH 3Polipropilen (PP)3. Phản ứng oxi hóa:a) Phản ứng oxi hóa hồn tồn:3nt0CnH2n +O2  nCO2 + nH2O2t0VD: C2H4 + 3O2  2CO2 + 2H2Ob) Oxi hóa khơng hồn tồn:- Dung dịch KMnO4 lỗng ở nhiệt độ thường oxi hóa nối đơi của anken thành 1,2- diol.3CnH2n + 2KMnO4 + 4H2O  3CnH2n(OH)2 + 2MnO2 + 2KOHVD: 3CH2 = CH2 + 2KMnO4 + 4H2O  3CH2 -CH2 + 2MnO2 + 2KOH(màu tím)││(màu đen)OH OHNhận xét: Dựa vào sự biến đổi màu của dung dịch KMnO4 (màu tím nhạt màu và có kết tủađen) => phản ứng này được dùng để nhận ra sự có mặt của nối đôi, nối ba.- OXH C2H4  CH3CHOPdCl2 / CuCl22CH2 = CH2 + O2  2CH3CHOt04. Điều chế anken.a) Đề hiđro ankan tương ứng:xt ,t 0 , p CnH2n + H2CnH2n+2 xt ,t 0 , pVD: C2H6  C2H4 + H2b) Đề hiđrat hóa ancol tương ứng:H 2 SO4CnH2n+1OH  CnH2n + H2Ot 0 1700 CH 2 SO4C2H5OH  C2H4 + H2Ot 0 1700 CCH 3  CH  CH  CH 3H 2 SO4CH3 – CH – CH2 – CH3 1800 CCH 2  CH  CH 2  CH 3c) Cộng H2 vào ankin (xt: Pd) hoặc ankadien (xt: Ni):Pd,t 0 CnH2nCnH2n-2 + H2 Pd,t 0 CH2 = CH2VD: CH ≡ CH + H2 20 0Ni ,tCH2 = CH – CH = CH2  CH3 – CH2 – CH =CH2d) Loại HX ra khỏi dẫn xuất halogen của ankan tương ứng.KOH / ancolCnH2n+1X  CnH2n + HXt0KOH / ancolVD: C2H5Cl  C2H4 + HClt0e) Loại X2 ra khỏi dẫn xuất α,β-dihalogen của ankan tương ứng.t0 R – CH = CH – R’ + ZnCl2R – CHX – CHX – R’ + Zn t0 CH2 = CH2 + ZnBr2VD: CH2Br – CH2Br + Zn IV. ANKADIEN(CnH2n-2 ; n ≥ 3)1. Phản ứng cộng:a) Cộng hiđro:Ni ,t 0 CH3 – CH2 – CH2 – CH3CH2 = CH – CH = CH2 + 2H2 Ni ,t 0 CH3 – CH – CH2 – CH3CH2 = C – CH = CH2 + 2H2 ││CH3CH3b) Phản ứng cộng X2 và HX.Butadien và isopren có thể tham gia phản ứng cộng X2, HX và thường tạo ra sản phẩm cộng1,2 và 1,4. Ở nhiệt độ thấp ưu tiên tạo ra sản phẩm cộng 1,2; ở nhiệt độ cao ưu tiên tạo ra sản phẩmcộng 1,4.VD1: CH2 = CH – CH = CH2 + Br2 CH2 – CH – CH = CH2 + CH2 – CH = CH – CH2││││BrBrBrBr(Sp cộng 1,2)(SP cộng 1,4)Ở -800C80%20%0Ở 40 C20%80%VD2: CH2 = CH – CH = CH2 + HBrCH2 – CH – CH = CH2 + CH2 – CH = CH – CH2││││HBrHBr(Sp cộng 1,2)(SP cộng 1,4)Ở -800C80%20%Ở 400C20%80%2. Phản ứng trùng hợp.xt ,t 0 , p (- CH2 – CH = CH – CH2 - )nnCH2 = CH – CH = CH2 Polibutadien (Cao su buna)0xt ,t , p (- CH2 - C = CH - CH2 -)nnCH2 = C – CH = CH2 ││CH3CH3Poli isopren (Cao su pren)3. Điều chế ankadien.6000 CCH3- CH2 - CH2 - CH3 CH2 = CH – CH = CH2 + 2H2Cr2O3 , PMgO / Al2O32CH3CH2OH  CH2 = CH- CH- CH2 + H2 + 2H2O400 500 0 C H2CuCl / NH 4Cl2CH ≡ CH  CH2 = CH – CH = CH2 CH = CH – C ≡ CH Pd,t 01500 Cđpdd2CH2 = CH – COONa + 2H2O CH2 = CH – CH = CH2 + 2CO2 + 2NaOH + H2IV. ANKIN (CnH2n-2)21 Trong phân tử có liên kết C ≡ C bao gồm 1 liên và 2 liên kết kém bền. Tuy nhiên, liêntrong liên kết ba bền hơn liên kết trong liên kết đôi nên phản ứng cộng vào liên kết ba khókếthơn.1. Tính chất hóa học.a) Ph࢝n ng cng.Pd / PdCO3CnH2n-2 + H2  CnH2nt00Ni ,tCnH2n-2 + 2H2  CnH2n+2Pd / PdCO3VD: C2H2 + H2  C2H4t00Ni ,t C2H6C2H2 + 2H2 b) Ph࢝n ng c ng halogen X2.X2 CnH2n-2X4CnH2n-2 + X2  CnH2n-2X2 200 CVD: C2H5 – C ≡ C – C2H5 + Br2  C2H5 – C = C – C2H5││Br BrBr Br│ │C2H5 – C = C – C2H5 + Br2  C2H5 – C – C – C2H5││││Br BrBr BrBr2CH ≡ CH + Br2  CHBr = CHBr  CHBr2 – CHBr2Nh n xét: Ankin cũng làm mất màu dung dịch nước brôm nhưng chậm hơn anken.c) Ph࢝n ng c ng HX.Phản ứng xảy ra ở 2 giai đoạn, giai đoạn sau khó hơn giai đoạn đầu. CH 2  C H  HgCl2xt ,t 0 , pVD: CH ≡ CH + HCl  (PVC)0  CH2 = CHCl 150  200 CClnL u ý: Ph࢝ n ng c ng HR vo đj ng đj ng cJ a axVtilVn tu n thVo ui t c Maccopnhicop.xt,t 0 ,pVD :CH 3 - C  CH+ HCl  CH 3 - C = CH 2|Cl0Cl|xt,t ,pCH 3 - C = CH 2 + HCl  CH 3 - C- CH 3||ClCl0xt ,tCH ≡ CH + HCN  CH2 = CH – CN (Vinyl cianua)Zn ( CH 3COO ) 2CH ≡ CH + CH3COOH  CH3COOH = CH2 (Vinyl axetat)t0d) Ph࢝n ng c ng H2O.HgSO4- Axetilen + H2O  andehit axetic800 CHgSO4CH ≡ CH + H2O  CH3CHO800 C- Các đồng đẳng của axetilen + H2O  Xeton.xt ,t 0 , p R1 – CH2 –CO –R2R1 – C ≡ C – R2 + H2O xt ,t 0 , p CH3 – CH2 – C – CH3VD: CH3 – C ≡ C – CH3 + H2O ║e) Ph࢝n ng nho h p.CuCl2 / NH 4Cl CH2 = CH – C ≡ CH2CH ≡ CH ) Ph࢝n ng tam h p.6000 C3CH ≡ CH  C6H6C22O g) Ph࢝n ng th v i ion kim lo࢝i.CH ≡ CH + Na  Na – C ≡ C – Na + H2CH ≡ CH + 2AgNO3 + 2NH3  AgC ≡ CAg↓ + 2NH4NO3(Bạc axetilenua)Vàng nhạtCH ≡ CH + CuCl + NH3  CCu ≡ CCu↓ + 2NH4Clđồng (I) axetilenua (Màu đ )L u ý:- Ankin có nối ba đầu mạch đều phản ứng được với dung dịch AgNO3 và dung dịch CuCl.VD: CH3 - C ≡ CH + AgNO3 + NH3  CH3 – C ≡ CAg↓ + NH4NO3CH3 – C ≡ CH + CuCl + NH3  CH3 – C ≡ CCu↓ + NH4Cl- Có thể dùng các phản ứng trên để nhận biết ankin -1.- Axetilenua kim loại có thể được tách ra khi phản ứng với dung dịch axit.VD: CAg ≡ CAg + 2HCl  CH ≡ CH + 2AgClh) Ph࢝n ng oxi hóa.Ph࢝n ng oxi hóa hồn tồn.3n  1t0 nCO2 + (n-1)H2OCnH2n-2 +O2 2t0 4CO2 + 2H2OVD: 2C2H2 + 5O2 Ph࢝n ng oxi hóa khơng hồn tồn.Tương tự anken, ankin dễ bị oxi hóa bởi KMnO4 sinh ra các sản phẩm như CO2, HOOC –COOH …VD: 3C2H2 + 8KMnO4 + 4H2O  3HOOC – COOH + 8MnO2 + 8KOH3C2H2 + 8KMnO4  3KOOC – COOK + 8MnO2 + 2KOH + 2H2OC2H2 + 2KMnO4 + 3H2SO4  2CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 4H2O5CH3 – C ≡ CH + 8KMnO4 + 12H2SO4 5CH3COOH + 5CO2 + 8MnO2 + 4K2SO4 + 12H2ONh n xRt: Có thể dùng phản ứng làm mất màu của dd KMnO4 để nhận biết ankin. So vớianken thì tốc độ làm mất màu của ankin diễn ra chậm hơn.2. Điều chế ankin.a) Đi u ch axetilen.15000 C C2H2 + 3H22CH4 lanh nhanhCaC2 + 2H2O  Ca(OH)2 + C2H2Hô quang điên C2H22C + H2 AgC ≡ CAg +2HCl C2H2 + 2AgClCuC ≡ CCu + 2HCl  C2H2 + 2CuClb) Đi u ch đng đng ca ankin.HC ≡ C – Na + RX  HC ≡ C – R + NaXVD: CH3Br + Na – C ≡ CH  CH3 – C ≡ CH + NaBrKOHR – CH – CH – R’  R – C ≡ C – R’ + 2HXancol││XXKOHVD: CH3 – CH – CH2  CH3 – C ≡ CH + 2HBrancol││BrBrV. AREN (Hiđrocacbon thơm – CnH2n-6).Aren điển hình:Benzen: C6H6hay23 CH3Toluen: C6H5CH31. Phản ứng thế:- Benzen không phản ứng với dung dịch Br2 nhưng phản ứng với Br2 khan khi có bột Fe làmchất xúc tác.bét FeC6H6 + Br2  C6H5Br + HBrt0Bôm benzen- Toluen phản ứng dễ dàng hơn và tạo ra 2 đồng phânCH3CH3CH3bét F e+ Br2 Br+BrP-brôm toluenChú ‎O-brôm toluený: nếu không dùng bột Fe mà chiếu sáng thì Br thế vào nguyên tử H ở mạch nhánhCH3CH2Bras+ Br2 + HBr2. Phản ứng nitro hóa.- Benzen phản ứng với hỗn hợp HNO3 đặc và H2SO4 đặc  nitro benzenNO2+ H2OH SO d+ HNO3đ t204NO2NO2H SO d+ HNO3đ t20+ H2O4NO2- Toluen phản ứng dễ dàng hơn  2 sản phẩmCH3CH3CH3H SO d+ HNO3đ t20+4NO2NO2P – nitro toluen3. Phản ứng cộng.asC6H6 + 3Cl2  C6H6Cl6Ni , t 0 C6H12C6H6 + 3H2 24O – nitro toluen+ H2O 4. Phản ứng oxi hóa.a) Phản ứng oxi hóa hồn toàn.3n  3t0 nCO2 + (n-3)H2OCnH2n-6 +O2 2b) Phản ứng oxi hóa khơng hồn tồn.Benzen khơng phản ứng với dung dịch KMnO4, toluen phản ứng được với dung dịchKMnO4. Phản ứng này được dùng để nhận biết toluen.t0 C6H5COOK + 2MnO2↓ + KOH + H2OC6H5CH3 + 2KMnO4 5. Điều chế aren.Al2O3 / Cr2O3 C6H6 + 4H2CH3(CH2)4CH3 5000 C,40atm0xt ,t , pC6H12  C6H6 + 3H2xt ,t 0 , p3C2H2  C6H6xt ,t 0 , pCH3(CH2)5CH3  C6H5CH3 + 4H2Ni , t 0C6H5 - CH = CH2 + H2  C6H5 - CH2 – CH3CHỦ ĐỀ 3: BÀI TẬP VỀ HIĐROCACBONI. BÀI TẬP HOÀN THÀNH SƠ ĐỒ PHẢN ỨNG:(1)(5)Bài 1:CH3COOH CO2 CH4 Al4C3(2)(6)(3)COC3H8(7)(4)CCH3COONaHướng dẫn:CaO(1) CH3COOH + 2NaOH  CH4 + Na2CO3 + H2Ot0(2) Al4C3 + 12H2O  4Al(OH)3 + 3CH4crackinh(3) C3H8 CH4 + C2H43000 C(4) C + 2H2  CH4vi khuÈn(5) CO2 + 4H2  CH4 + 2H2ONi ,2500 C(6) CO + 3H2  CH4 + H2OCaO(7) CH3COONa + NaOH  CH4 + Na2CO3t0(1)(2)(3)(4)(5)Bài 2: CH4  C2H2  CH3CHO  C2H5OH  C4H6  C4H10Hướng dẫn:15000 C(1) 2CH4  C2H2 + 3H2lanh nhanhHgSO4(2) C2H2 + H2O  CH3CHO800 C0Ni , t C2H5OH(3) CH3CHO + H2 MgO / Al2O3(4) C2H5OH  C4H6 + 2H2O + H2400 500 0 CCO2Ni , t(6)(5) C4H6 + 2H2  C4H10(1)(2)(3)(4)(5)Bài 3: CH3COONa  C2H6  C2H5Cl  C4H10  CH4  HCHOHướng dẫn:i n ph n(1) 2CH3COONa + 2H2O C2H6 + 2CO2 + 2NaOH + H2có màng ng ă n0nh s ng C2H5Cl + HCl(2) C2H6 + Cl2 (3) 2C2H5Cl + 2Na  C4H10 + 2NaCl25