Page 1

Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập hóa hữu cơ 12 - Nguyễn Minh Tuấn

VIII. Bài tập hay và khó dành điểm 9, 10 1. Các bước để làm tốt bài tập hay và khó ● Bước 1 : Xác định các hướng giải quyết Đọc lướt nhanh để nắm bắt yêu cầu của đề bài. Từ đó đưa ra các hướng giải quyết. Dự đoán nhanh hướng giải quyết nào tối ưu hơn (tất nhiên chỉ là tương đối). Chẳng hạn, đề bài yêu cầu tính khối lượng của một chất trong hỗn hợp thì hướng 1 là tìm chất đó và số mol của nó; hướng 2 là tìm các chất khác trong hỗn hợp và khối lượng của chúng, từ đó suy ra khối lượng của chất cần tìm. Trong trường hợp này thì hướng 1 có thể khả thi hơn. ● Bước 2 : Nắm bắt các thông tin Đọc kỹ đề bài, nắm được các thông tin đề cho. Nếu có nhiều thông tin thì lập sơ đồ phản ứng để có cái nhìn rõ ràng hơn đối với từng thông tin cũng như mối liên hệ giữa các thông tin đó. ● Bước 3 : Xử lý từng thông tin và kết nối các thông tin với nhau + Nếu đề bài cho số mol NaOH hoặc KOH tham gia phản ứng với hỗn hợp este; hỗn hợp axit; hỗn hợp axit và este thì ta thiết lập được phương trình : n − COO − = n NaOH . + Nếu đề bài cho số mol hoặc thể tích hoặc khối lượng O2 tham gia phản ứng thì ta thiết lập được phương trình : n O trong hchc + 2n O = 2n CO + n H O 2

2

2

m hchc + 32n O = 44nCO + 18n H O 2

2

2

+ Nếu đề bài cho biết mol CO2 và H2O trong phản ứng đốt cháy và độ bất bão hòa k của các hợp chất hữu cơ trong hỗn hợp thì ta thiết lập được phương trình : n O trong hchc =

m hchc − 12n CO − 2n H O 2

2

16

(k − 1)n hchc = n CO − n H O 2

2

... Kết hợp các phương trình, giải hệ phương trình để tìm được các thông tin quan trọng nhằm giải quyết bài toán đó.

1


Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập hóa hữu cơ 12 - Nguyễn Minh Tuấn

2. Các ví dụ minh họa Ví dụ 1: 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 CO2 và 3,96 gam H2O. Phần trăm khối lượng của este không no trong X là A. 38,76%. B. 40,82%. C. 34,01%. D. 29,25%. (Kỳ thi THPT Quốc Gia năm 2015) Phân tích và hướng dẫn giải - Phân tích : ● Bước 1 : Xác định các hướng giải quyết - Đề bài yêu cầu tính phần trăm khối lượng của este không no trong hỗn hợp X. Vậy hướng giải là tìm công thức của este này và số mol của nó. ● Bước 2 : Nắm bắt các thông tin - Đề bài cho 3 thông tin chính. + Thông tin thứ nhất "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)". + Thông tin thứ 2 : "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." + Thông tin thứ 3 : "Mặt khác, nếu đốt cháy hoàn toàn 5,88 gam X thì thu được CO2 và 3,96 gam H2O." ● Bước 3 : Xử lý từng thông tin và kết nối các thông tin với nhau + Thông tin thứ nhất cho ta biết đặc điểm cấu tạo của ba este trong X: Gồm 2 este no, đơn chức, hơn kém nhau 1 nguyên tử C; 1 este không no có 1 liên kết đôi C=C, có số C từ 4 trở lên (vì có đồng phân hình học). Các este này đều có gốc hiđrocacbon của ancol giống nhau. + Thông tin thứ 2 cho ta biết mol của ancol (tính theo mol H2 bằng bảo toàn nguyên tố H trong nhóm OH); biết khối lượng của ancol (dựa vào khối lượng bình chứa Na tăng m bình Na taêng = m ancol − m H2 ). Từ đó biết ancol và cấu tạo gốc hiđrocacbon của ancol cấu tạo nên este. Biết được mol este (vì mol este đơn chức bằng mol ancol. Từ đó biết được khối lượng mol trung bình của các este. Đến đấy chắc cùng tìm được ít nhất một este.

2


Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập hóa hữu cơ 12 - Nguyễn Minh Tuấn

+ Thông tin thứ 3 cho ta biết khối lượng của H trong hỗn hợp X. Mặt khác, dựa vào thông tin thứ 2 ta biết được mol O trong hỗn hợp X ( n O/ X = 2n − COO − ). Như vậy thông tin này giúp ta tính được mol C trong X. - Hướng dẫn giải nY = 2nH = 0,08 m = 2,56 2 + ⇒ Y ⇒ Y laø CH3OH mY − mH2 = 2,48 MY = 32 n = nY = 0,08  X HCOOCH3 ; CH3COOCH3 + ⇒ X goàm  5,88 MX = 0,08 = 73,5 Cm H2m−1COOCH3  nH = 2nH O = 0,44; nO = 0,08.2 = 0,16 nC H COOCH = nCO − nH O = 0,02 2  3 2 2 + ⇒  m 2m−1 5,88 − 0,16.16 − 0,44 = 0,24 n(HCOOCH3 ; CH3COOCH3 ) = 0,06 nCO2 = nC = 12  0,02Ceste khoâng no + 0,06Ceste no = 0,24 3 < Ceste khoâng no < 6 + ⇒ 1 < m < 4 2 < Ceste no < 3 m = 3 (do axit coù ñoàng phaân hình hoïc)  ⇒ 100.0,02 %C3H5COOCH3 = 5,88 .100 = 34, 01% 

Ví dụ 2: X, Y là 2 axit đơn chức cùng dãy đồng đẳng, T là este 2 chức tạo bởi X, Y với ancol no mạch hở Z. Đốt cháy 8,58 gam hỗn hợp E gồm X, Y, T thì thu được 7,168 lít CO2 và 5,22 gam H2O. Mặt khác, đun nóng 8,58 gam E với dung dịch AgNO3/NH3 dư thì thu được 17,28 gam Ag. Tính khối lượng chất rắn thu được khi cho 8,58 gam E phản ứng với 150 ml dung dịch NaOH 1M? A. 11,04. B. 9,06. C. 12,08. D. 12,80. (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Nguyễn Khuyến – TP. Hồ Chí Minh, năm 2015) Hướng dẫn giải  X : HCOOH (k = 1)  + E  → Ag ⇒ E goàm  Y : C n H 2n +1COOH (k = 1)  T : HCOOC H OOCC H (k = 2, n ≥ 2) m 2m n 2n +1    n T = n CO − n H O = 0,32 − 0,29 = 0,03  n T = 0,03 2 2   ⇒  BT E : 2n X + 2n T = n Ag = 0,16 ⇒  n X = 0,05    BT O : 2n + 2n + 4n = 8,58 − 0,32.12 − 0,29.2  n Y = 0,02 X Y T  16 AgNO3 / NH3 , t o

3


Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập hóa hữu cơ 12 - Nguyễn Minh Tuấn

⇒ BT C : 0,05 + (n + 1)0,02 + (2 + m + n)0,03 = 0,32 ⇒ n = 2, m = 3  n X + n Y + 2n T < n NaOH ⇒ NaOH dö  +  m E + m NaOH = m chaát raén + m H O + m C H (OH) 2 3 6       2  8,58 0,15.40 0,07.18 = ? 11,04 0,03.76 

Ví dụ 3: X, Y, Z là 3 este đều đơn chức, mạch hở (trong đó Y và Z không no chứa một liên kết C = C và có tồn tại đồng phân hình học). Đốt cháy 21,62 gam hỗn hợp E chứa X, Y, Z với oxi vừa đủ, sản phẩm cháy dẫn qua dung dịch Ca(OH)2 dư thấy khối lượng dung dịch giảm 34,5 gam so với trước phản ứng. Mặt khác, đun nóng 21,62 gam E với 300 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ), thu được hỗn hợp F chỉ chứa 2 muối và hỗn hợp gồm 2 ancol kế tiếp thuộc cùng dãy đồng đẳng. Khối lượng của muối có khối lượng phân tử lớn trong hỗn hợp F là: A. 4,68 gam. B. 8,64 gam. C. 8,10 gam. D. 9,72 gam. Hướng dẫn giải nCO = x; n H O = y 2 + 2 = = 2n NaOH = 2.0,3 = 0,6 n 2n  O/ X, Y, Z − COO − m (C, H) = 12x + 2y = 21,62 − 0,3.2.16 = 12,02  x = 0,87 ⇒ ⇒  y = 0,79 m dd giaûm = 100x − (44x + 18y) = 34,5 n X + n Y + n Z = n − COO− = n NaOH = 0,3  X laø HCOOCH3  + ⇒ 0,87  k X = 1 C(X, Y, Z) = 0,3 = 2,9  0,87 − 0,22.2 n + n Y + n Z = 0,3 n X = 0,22 ⇒ X ⇒ ⇒ C(Y, X) = = 5,375 0,08 n Y + n Z = 0,08 n Y + n Z = 0,08 Y laø CH3 − CH = CH − COOCH3 ⇒ ⇒ m C H COONa = 0,08.108 = 8,64 gam 3 5  Z laø CH3 − CH = CH − COOC2 H 5

Ví dụ 4: X, Y là 2 axit cacboxylic đều mạch hở; Z là ancol no; T là este hai chức, mạch hở được tạo bởi X, Y, Z. Đun nóng 38,86 gam hỗn hợp E chứa X, Y, Z, T với 400 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ), thu được ancol Z và hỗn hợp F gồm 2 muối có tỉ lệ mol 1 : 1. Dẫn toàn bộ Z qua bình đựng Na dư thấy khối lượng bình tăng 19,24 gam; đồng thời thu được 5,824 lít khí H2 (đktc). Đốt cháy hoàn toàn F cần dùng 0,7 mol O2, thu được CO2, Na2CO3 và 0,4 mol H2O. Phần trăm khối lượng của T trong hỗn hợp E là: A. 8,88%. B. 26,40%. C. 13,90%. D. 50,82%. Hướng dẫn giải

4


Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập hóa hữu cơ 12 - Nguyễn Minh Tuấn

 X laø R 'COOH : x mol; Y laø R ''COOH : y mol + E goàm   Z laø R(OH)2 : z mol; T laø R 'COOROOCR '' : t mol R 'COONa    (x + t) mol O2 , t o → CO2 + Na2 CO3 + H 2 O  0,5 mol     ''COONa R   0,4 mol 0,2 mol  (y + t ) mol NaOH + Hoãn hôïp E  0, 4 mol 36,46 gam

Na R(OH)2  → H 2 ↑ ; m bình Na taêng = 19,24 gam     (z + t ) mol

(z + t ) = 0,26

n R(OH) = n H = 0,26 n R(OH) = 0,26; m R(OH) = 19,76 2 2 2 2   + m ⇒ = m − m 19,76 taêng H2 = 76 : C3 H 6 (OH)2 bình    R(OH)  2   M R(OH)2 = 0,26 0,26.2  ?  19,24 n Na CO = 0,5n NaOH = 0,2 0,6 + 0,2  2 3 =2 + n + 2 n O = 3n Na CO + 2 n CO + n H O ⇒ n CO2 = 0,6 ⇒ C muoái = O/ muoái 2 3 2 0,4 2 2     0,7 ? 0,4 0,2  0,4.2 n R 'COONa = n R ''COONa = 0,2 HCOONa 0,4.2 − 0,2  +  1+ 3 ⇒ Hai muoái laø  ;a= =3 0,2 C2 H a COONa 2 = 2  n R 'COONa = n R ''COONa  x + t = y + t = 0,2   n − COO − = n NaOH  x + y + 2t = 0,4 + ⇒ n R(OH)2 = n H2 z + t = 0,26   46x + 72y + 76z + 158t = 38,86 m E = 36,46 x = y x = y = 0,075; z = 0,135; t = 0,125   2x + 2t = 0,4 ⇒ ⇒ 0,125.158 %m T (HCOOC3 H6 OOCCH3 ) = 38,86 = 50,82% z + t = 0,26 118x + 76z + 158t = 38,86 

Ví dụ 5: Thủy phân hoàn toàn 4,84 gam este A bằng một lượng dung dịch NaOH vừa đủ, rồi cô cạn chỉ thu được hơi nước và hỗn hợp X gồm hai muối. Đốt cháy hoàn toàn lượng muối trên cần đúng 6,496 lít O2 (đktc), thu được 4,24 gam Na2CO3; 5,376 lít CO2 (đktc) và 1,8 gam H2O. Thành phần phần trăm khối lượng muối có khối lượng phân tử nhỏ hơn trong X là A. 27,46%. B. 37,16%. C. 36,61%. D. 63,39%. Hướng dẫn giải

5


Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập hóa hữu cơ 12 - Nguyễn Minh Tuấn

+ Sô ñoà phaûn öùng : H2O + Este A + NaOH   4,84 gam

?

(1) O , to

2 2 muoái Z  → Na2 CO3 + CO2 + H 2 O (2)       

? gam

0,04 mol

0,24 mol

1,8 gam

⇒ A laø este cuûa phenol.  n NaOH = 2n Na CO = 0,08 2 3 + = + m m m Na CO + m H O (2) − m O = 7,32  2 muoái CO2 2 3 2 2  m A + m NaOH = m muoái + 18n H O (1)  n H O (1) = 0,04 2 + ⇒ 2  n H / A = 0,2  n H/ A + n NaOH = 2n H2O (1) + 2n H2 O (2)  n C/ A = n Na CO + n CO = 0,28 2 3 2   n : n : n = 7 : 5 : 2 + ⇒ C H O mA − mC − mH = 0,08  A laø (C 7 H 5 O2 )n  n O/ A = 16   n NaOH : n H O (1) = 2  n = 2; A laø HCOOC6 H 4 − C6 H 4 OOCH 2   + ⇒ 0,04.68 9n + 2 %HCOONa = 7,32 = 37,16% k A =   2

Ví dụ 6: Este A tạo bởi 2 axit cacboxylic X, Y (đều mạch hở, đơn chức) và ancol Z. Xà phòng hóa hoàn toàn a gam A bằng 140 ml dung dịch NaOH tM thì cần dùng 80 ml dung dịch HCl 0,25M để trung hòa vừa đủ lượng NaOH dư, thu được dung dịch B. Cô cạn B thu được b gam hỗn hợp muối khan N. Nung N trong NaOH khan dư có thêm CaO thu được chất rắn R và hỗn hợp khí K gồm 2 hiđrocacbon có tỉ khối với oxi là 0,625. Dẫn K lội qua nước brom thấy có 5,376 lít 1 khí thoát ra, cho toàn bộ R tác dụng với axit H2SO4 loãng dư thấy có 8,064 lít khí CO2 sinh ra. Đốt cháy hoàn toàn 2,76 gam Z cần dùng 2,352 lít oxi sinh ra nước CO2 có tỉ lệ khối lượng 6 : 11. Biết các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Giá trị a gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 26. B. 27. C. 28. D. 29. Hướng dẫn giải  m Z + m O = m CO + m H O 2   2 2   2,76 0,105.32  x = 0,36; nCO2 = 0,09 11x 6x + ⇒  n  n H2 O = 0,12; n O trong Z = 0,09 O trong Z + 2 n O2 = 2 n CO2 + n H2 O        ? 0,105 11x/ 44 6x/18 ⇒ n C : n H : n O = 0,09 : 0,24 : 0,09 = 3 : 8 : 3 ⇒ Z laø C3 H 5 (OH)3 .

6


Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập hóa hữu cơ 12 - Nguyễn Minh Tuấn

 n − COO− = n RCOONa = n Na CO = n CO = 0,36  20.0,36 − 0,24.16 2 3 2  = 28  M Cx H y = 0,12 + ⇒ CH 4 : 0,24 mol  M K = 20 ⇒ K goàm  C H laø C H 2 4  x y C x H y : 0,12 mol   A laø (CH3COO)2 C3 H 5OOCCH = CH 2  ⇒ n − COO − = 0,12; m A = 230.0,12 = 27,6 gam ≈ 28 gam n A = 3 

Ví dụ 7: Hỗn hợp P gồm ancol X, axit caboxylic Y (đều no, đơn chức, mạch hở) và este Z tạo ra từ X và Y. Đốt cháy hoàn toàn m gam P cần dùng vừa đủ 0,18 mol O2, sinh ra 0,14 mol CO2. Cho m gam P trên vào 500 ml dung dịch NaOH 0,1M đun nóng, sau khi kết thúc các phản ứng thu được dung dịch Q. Cô cạn dung dịch Q còn lại 3,68 gam chất rắn khan. Người ta cho thêm bột CaO và 0,48 gam NaOH vào 3,68 gam chất rắn khan trên rồi nung trong bình chân không. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được a gam khí. Giá trị của a gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 0,85 gam. B. 1,25 gam. C. 1,45 gam. D. 1,05 gam. Hướng dẫn giải + X laø C n H 2n +1OH (k = 0; x mol); Y, Z laø C n H 2n O2 (k = 1; y mol)  n X = n H O − n CO 2 2   ? 0,14  x  n H O = 0,14 + x + ⇒ 2 + 2 n O = 2 n CO + n H O O trong P  n  y = 0,03 2    2 2   x + 2y 0,18 0,14 ?  3,68 − 0,02.40 − 0,03.67  n RCOONa = 0,03  R = = 29 NaOH: 0,05 mol ⇒ X, Y, Z  → ⇒ 0,03  n NaOH dö = 0,02  R laø C H − 2 5  C H COONa : 0,03 C2 H 6 : 0,03 mol t o , CaO + 2 5  →  NaOH : 0,02 + 0,012  m C2 H6 = 0,9 gam gaàn nhaát vôùi giaù trò 0,85

Ví dụ 8: Ba chất hữu cơ X, Y, Z (50 < MX < MY < MZ) đều có thành phần nguyên tố C, H, O. Hỗn hợp T gồm X, Y, Z, trong đó n X = 4(n Y + n Z ) . Đốt cháy hoàn toàn m gam T, thu được 13,2 gam CO2. Mặt khác, m gam T phản ứng vừa đủ với 0,4 lít dung dịch KHCO3 0,1M. Cho m gam T phản ứng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, thu được 56,16 gam Ag. Phần trăm khối lượng của Y trong hỗn hợp T là: A. 22,26 %. B. 67,90%. C. 74,52%. D. 15,85%. Hướng dẫn giải

7


Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập hóa hữu cơ 12 - Nguyễn Minh Tuấn

 n C trong T = n CO = 0,3 n = n − COOH + n − CHO = 0,3 2    C trong T  + 2n − CHO = n Ag = 0,52 ⇒  0,26 0,04   X, Y, Z khoâng coù C ôû goác hiñrocacbon  n − COOH = n KHCO3 = 0,04  50 < M X < M Y < M Z ⇒ X, Y, Z khoâng theå laø HCHO, HCOOH  +  X, Y, Z laàn löôït laø OHC − CHO, OHC − COOH , HOOC − COOH       y mol z mol x mol   x = 4(y + z)  x = 0,12 0,02.74   +  n C = 2x + 2y + 2z = 0,3 ⇒  y = 0,02 ⇒ %Y = = 15,85% 0,26.29 + 0,04.45 n z = 0,01   CHO = 2x + y = 0,26

Ví dụ 9: X, Y, Z là ba axit cacboxylic đơn chức cùng dãy đồng đẳng (MX < MY < MZ), T là este tạo bởi X, Y, Z với một ancol no, ba chức, mạch hở E. Đốt cháy hoàn toàn 26,6 gam hỗn hợp M gồm X, Y, Z, T (trong đó Y và Z có cùng số mol) bằng lượng vừa đủ khí O2, thu được 22,4 lít CO2 (đktc) và 16,2 gam H2O. Mặt khác, đun nóng 26,6 gam M với lượng dư dung dịch AgNO3/NH3. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 21,6 gam Ag. Mặt khác, cho 13,3 gam M phản ứng hết với 400 ml dung dịch NaOH 1M và đun nóng, thu được dịch N. Cô cạn dung dịch N thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m gần nhất với A. 38,04. B. 24,74. C. 16,74. D. 25,10. (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 4 – THPT chuyên Đại Học Vinh – Nghệ An, năm 2015) Hướng dẫn giải AgNO3 / NH3 , t o

+ M → Ag ⇒ X : HCOOH  X : HCOOH (k = 1, x mol)   Y : C n H 2n +1COOH (k = 1, y mol) +  Z : C m H 2m +1COOH (k = 1, y mol)  T : (HCOO)(C H COO)(C H COO)C H (k = 3, z mol) n 2n +1 m 2m +1 a 2a −1  2z = n CO − n H O = 1 − 0,9 = 0,1 z = 0,05 2 2   + Trong 26,6 gam M coù :  n Ag = 2x + 2z = 0,2 ⇒  x = 0,05   y = 0,1  n O/ M = 2x + 2y + 2y + 6z = 0,8   X : 0,025 mol   muoái  Y : 0,05 mol) + + NaOH + H 2 O + C a H 2a −1 (OH)3  → chaát raén      NaOH dö 0,125 0,4 mol  Z : 0,05 mol) mol 0,025 mol, a ≥ 3  T : 0,025 mol)  13,3 gam

8


Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập hóa hữu cơ 12 - Nguyễn Minh Tuấn

+ m chaát raén = 13,3 + 0,4.40 − 0,125.18 − (14a + 50).0,025  a = 3 ⇒ m = 24,75  a = 4 ⇒ m = 24,4 + ⇒ m ≈ 24,74 gam  a = 5 ⇒ m = 24,04  ... ● Ở bài này, nếu đi theo hướng tìm cụ thể từng chất thì mất thêm khá nhiều thời gian.

Ví dụ 10: Đốt cháy hoàn toàn một este no đa chức X được tạo thành từ axit hai chức mạch hở và ancol ba chức mạch hở bằng oxi, sục toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch nước vôi trong dư thu được 60 gam kết tủa và khối lượng dung dịch giảm 29,1 gam. Khối lượng mol của X là: A. 362. B. 348. C. 350. D. 346. (Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT Đặng Thúc Hứa – Nghệ An, năm học 2013 – 2014) Hướng dẫn giải Xét phản ứng tạo ra este X (R, R' là các gốc no) : R

R

COOH

HO

COOH

HO HO

COOH COOH

R

COOH COOH

R'

R

COO COO COO

R

+

COO

HO HO HO

R'

R'

R

COO

R'

COO

 k X = k − COO− + k voøng = 8  nCO = 0,6; n H O = 0,25; n X = 0,05 2   2  n CO2 = n CaCO3 = 0,6 0,6 0,25.2  ⇒ C X = = 12; H X = = 10  0,05 0,05 (8 − 1)n X = n CO2 − n H2 O    M = 12.12 + 10 + 12.16 = 346 gam / mol  m CaCO3 − 44nCO2 − 18n H2 O = 29,1  X

Ví dụ 11: Hỗn hợp X gồm anđehit fomic, anđehit axetic, metyl fomat, etyl axetat và một axit cacboxylic no, hai chức, mạch hở Y. Đốt cháy hoàn toàn 29 gam hỗn hợp X (số mol của anđehit fomic bằng số mol của metyl fomat) cần dùng 21,84 lít (đktc) khí O2, sau phản ứng thu được sản phẩm cháy gồm H2O và 22,4 lít (đktc) khí CO2. Mặt khác, 43,5 gam hỗn hợp X tác dụng với 400 ml dung dịch NaHCO3 1M, sau khi kết thúc phản ứng thu được m gam muối khan. Giá trị có thể có của m là ? A. 34,8 gam. B. 21,8 gam. C. 32,7 gam. D. 36,9 gam. Hướng dẫn giải

9


Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập hóa hữu cơ 12 - Nguyễn Minh Tuấn

anñehit fomic ⇔ CH2 O    ⇔ CH2 O metyl fomat ⇔ C2 H4 O2  CH2 O : x mol (k = 1)   anñehit axetic ⇔ C2 H4 O + X goàm   ⇔ C2 H4 O ⇒ X : C2 H4 O : y mol (k = 1) etyl axetat ⇔ C4 H8O2  C H O : z mol (k = 2)  n 2n −2 4  axit no, 2 chöù c maï c h hôû  Y : Cn H2n −2 O4 (n ≥ 2) m X + mO = 44 nCO + 18nH O 2 2 2   nH O = 0,9, nCO = 1 29 0,975.32 1 ? 2 2  z = 0,1  + ∑ (k − 1)n hchc =z = nCO − nH O ⇒ z = 0,1 ⇒ 2 2 x + y = 0,55  x + y + 4z = 0,95 29 − m − mH n = x + y + 4z = C   O/ X 16 + BT C : x + 2y + z n = 1 ⇒ n < 4,5  0,1 > 0,55

n = 2 n = 3 n = 4 ⇒ hoaëc  hoaëc  Y laø (COOH)2 Y laø CH2 (COOH)2 Y laø C2 H4 (COOH)2 + Trong 29 gam X coù 0,1 mol Y ⇒ Trong 43,5 gam X coù 0,15 mol. + Trong phaûn öùng cuûa X vôùi NaHCO3 (COONa)2 : 0,15 mol  − Neáu Y laø (COOH)2 thì muoái laø NaHCO3 : 0,1 mol m  muoái = 28,5 gam CH2 (COONa)2 : 0,15 mol  − Neáu Y laø CH2 (COOH)2 thì muoái laø NaHCO3 : 0,1 mol m  muoái = 30,6 gam C H (COONa) : 0,15 mol 2  2 4 − Neáu Y laø CH2 (COOH)2 thì muoái laø NaHCO3 : 0,1 mol   m muoái = 32,7 gam

Ví dụ 12: X, Y là hai axit cacboxylic đều hai chức, mạch hở thuộc cùng dãy đồng đẳng kế tiếp; Z và T là hai este thuần chức hơn kém nhau 14 đvC, đồng thời Y và Z là đồng phân của nhau (MX < MY < MT). Đốt cháy 17,28 gam hỗn hợp E chứa X, Y, Z, T cần dùng 10,752 lít O2 (đktc). Mặt khác, đun nóng 17,28 gam E cần dùng 300 ml dung dịch NaOH 1M, thu được 4,2 gam hỗn hợp gồm 3 ancol có cùng số mol. Số mol của X trong E là: A. 0,05 mol. B. 0,04 mol. C. 0,06 mol. D. 0,03 mol.

10


Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập hóa hữu cơ 12 - Nguyễn Minh Tuấn

Hướng dẫn giải 44nCO + 18n H O = m E + m O = 32,64 to 2 2  2 E + O  → CO2 + H2 O  2 17,28    15,36 + ⇒ 0,48 mol + 2 nO = 1,56 E + 0,3 mol NaOH (vöøa ñuû ) 2nCO2 + n H2O = 2 n− COO −  2   0,3 0,48  n nE = − COO− = 0,15  nCO = 0,57   X laø CH2 (COOH)2 ; Z laø C2 H6 (COO)2 2 ; ⇒ 2 ⇒ n n H2O = 0,42 CE = CO2 = 3,8 Y laø C2 H4 (COOH)2 ; T laø C3 H8 (COO)2  nE  Z laø C2 H6 (COO)2 NaOH 3 ancol  Z laø HCOOCH2 − CH2 OOCH + →  ⇒ T laø C3 H8 (COO)2 cuøng soá mol T laø CH3OOC − COOC2 H5 n = a; nT = a + Z ⇒ a = 0,03 62a + 32a + 46a = 4,2 n = x n(X, Y) = n E − n Z − n T = x + y = 0,09  x = 0,06 + X ⇒ ⇒ nY = y nC/(X, Y) = 3x + 4y = nCO2 − nC/(Z, T) = 0,3 y = 0,03

Ví dụ 13: Cho hỗn hợp X gồm một axit no, đơn chức A và một este E tạo bởi một axit no, đơn chức B và một ancol no đơn chức C (A và B là đồng đẳng kế tiếp của nhau). Cho m gam hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với dung dịch NaHCO3 thu được 1,92 gam muối. Nếu cho a gam hỗn hợp X tác dụng với lượng vừa đủ NaOH rồi đun nóng thì thu được 4,38 gam hỗn hợp D gồm muối của hai axit hữu cơ A, B và 0,03 mol ancol C, biết tỉ khối hơi của C so với hiđro nhỏ hơn 25 và C không điều chế trực tiếp được từ chất vô cơ. Đốt cháy hai muối trên bằng một lượng oxi vừa đủ thu được một muối vô cơ, hơi nước và 2,128 lít CO2 (đktc). Các phản ứng coi như xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là: A. 1,81. B. 3,7. C. 3,98. D. 4,12. Hướng dẫn giải  A laø C n H 2n +1COOH + X goàm   E laø C n ±1H 2n +1± 2 COOC m H 2m +1 NaHCO

3 + TN1: m gam X  →1,92 gam C n H 2n +1COONa

C m H 2m +1OH (0,03 mol; M < 50)    ancol C

+ TN2 : a gam X

NaOH to O , to

2 C n H 2n +1COONa  → CO2 ↑  

muoái D, 4,38 gam, x mol

0,095 mol

11


Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập hóa hữu cơ 12 - Nguyễn Minh Tuấn

O , to

2 + 2Cn H2n +1COONa  →(2n + 1)CO2 + (2n + 1)H2 O + Na2 CO3

nx = 0,07 m  muoái = (14n + 68)x = 4,38  CH COONa : 0,03 mol + ⇒ x = 0,05 ; D goàm  3 (*) nCO2 = (n + 0,5)x = 0,095  C2 H5COONa : 0,02 mol n = 1,4 n = 0,03 n = 0,03; MC < 50 + C (**) ⇒ C C : khoâng ñöôïc ñieàu cheá tröïc tieáp töø chaát voâ cô C laø C2 H5OH  X laø CH3COOC2 H5 : 0,03 mol NaOH CH3COONa : 2,46 gam (*) + ⇒ →  Y laø C2 H5COOH : 0,02 mol (**)  CH3COONa :1,92 gam   a = 4,12 gam

+

m C H COONa ôû TN1

m 2 5 = = 1 ⇒ m = 4,12 gam a m C H COONa ôû TN2 2

5

Ví dụ 14: X, Y là 2 hợp chất hữu cơ no, mạch hở, trong phân tử chỉ chứa một loại nhóm chức; X, Y khác chức hóa học (MX < MY). Đốt cháy hoàn toàn a mol X cũng như Y đều thu được x mol CO2 và y mol H2O với x = y + a. Lấy 0,25 mol hỗn hợp E chứa X, Y tác dụng với AgNO3/NH3 dư thu được 86,4 gam Ag. Mặt khác, đun nóng 0,25 mol E với dung dịch NaOH dư thì sản phẩm thu được chứa 15 gam hỗn hợp 2 muối của 2 axit hữu cơ no, đơn chức và 7,6 gam một ancol Z. Đốt cháy hoàn toàn 14,25 gam X cần dùng V lít O2 (đktc). Giá trị của V là A. 21 lít. B. 25,2 lít. C. 23,52 lít. D. 26,88. Hướng dẫn giải  x mol CO2  k = k Y = 2 (*)  a mol X O2 , t o  + →  y mol H 2 O ⇒  X  a mol Y x = a + y  X, Y : Ca H 2a − 2 O...  Ag ↓: 0,8 mol AgNO / NH 3

 X, Y no, maïch hôû + X, Y khaùc chöùc   0,25 mol

(I)

3

to

(II)

NaOH to

C x H 2x +1COONa + Ancol   C y H 2y +1COONa 7,6 gam    15 gam

 X : C n H 2n (CHO)2 + (I), (II) suy ra :  Y : C x H 2x +1COOC m H 2m OOCC y H 2y +1

12


Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập hóa hữu cơ 12 - Nguyễn Minh Tuấn

− Neáu chæ coù X tham gia phaûn öùng traùng göông  n Ag = 0,2  n Cm H2 m (OH)2 = 0,05  n Cn H2 n (CHO)2 = + ⇒ ⇒ m = 8,42 (loaïi) 4  n = 0,05  M Cm H2 m (OH)2 = 152  Y − Neáu caû X, Y tham gia phaûn öùng traùng göông  Y laø HCOOC m H 2m OOCC y H 2y +1   n = 0,15  n Cm H2 m (OH)2 = 0,1 +  n X + n Y = 0,25 ⇒ X ⇒ ⇒n=3 M = 76  n Y = 0,1  4n + 2n = 0,8  Cm H2 m (OH)2 Y  X y = 1  n HCOONa = n C H COONa = 0,1  y 2 y +1 + ⇒  Y laø HOOCC3 H 6 OOCCH3 m + m C H COONa = 15  y 2 y +1  HCOONa  X laø C 4 H8 (CHO)2 + BT E : 30 n C H (CHO) = 4 n O ⇒ VO (ñktc) = 21 lít 4 8 2 2  2 0,125

? = 0,9375

+ Löu yù : Coù (*) vì (k − 1)n hchc = n CO − n H O 2

2

Ví dụ 15: Hỗn hợp X gồm (CH3COO)3C3H5, CH3COOCH2CH(OOCCH3)CH2OH, CH3COOH, CH3COOCH2CHOHCH2OH và CH2OHCHOHCH2OH trong đó CH3COOH chiếm 10% tổng số mol hỗn hợp. Đun nóng m gam hỗn hợp X với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được dung dịch chứa 20,5 gam natri axetat và 0,604m gam glixerol. Để đốt cháy m gam hỗn hợp X cần V lít O2 (đktc). Giá trị của V gần nhất là A. 25,3. B. 24,6. C. 24,9. D. 25,5. Hướng dẫn giải C3 H 5 (OH)3− x (OOCCH3 )x : a mol  n HOH = n CH3COOH = b + X goàm  ;  n NaOH = n CH3COONa = 0,25 CH3 COOH : b mol  BTKL : m + 10 = 20,5 + 0,604m + 18b  m = 27,424   ⇒  m C H (OH) = 0,604m = 92a ⇒  b = 0,02 ⇒ x = 1,2783 3 5 3  a = 0,18   b = 0,1(a + b) + BT E : 8n CH COOH + (14 + 8x)n C 3

⇒ VO

2

(ñktc)

3+2 x

H8+2 x O3+ x

= 4n O ⇒ n O = 1,13 mol 2

2

= 25,3162 gaàn nhaát vôùi giaù trò 25,3

13


Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập hóa hữu cơ 12 - Nguyễn Minh Tuấn

0

0

0

0

0

o

+4 −2

+1

−2

0

t Löu yù : C x H y Oz N t + O2  → C O2 + H 2 O+ N 2

 n electron O nhaän = 4n O 2 2 ⇒ (4x + y − 2z)n C H O N = 4n O  x y z t 2  n electron Cx Hy Oz Nt nhöôøng = (4x + y − 2z)n Cx Hy Oz Nt

Ví dụ 16: X là este no, đơn chức, Y là axit cacboxylic đơn chức, không no chứa một liên kết đôi C=C; Z là este 2 chức tạo bởi etylen glicol và axit Y (X, Y, Z, đều mạch hở, số mol Y bằng số mol Z). Đốt cháy a gam hỗn hợp E chứa X, Y, Z cần dùng 0,335 mol O2 thu được tổng khối lượng CO2 và H2O là 19,74 gam. Mặt khác, a gam E làm mất màu tối đa dung dịch chứa 0,14 mol Br2. Khối lượng của X trong E là: A. 8,6. B. 6,6. C. 6,8. D. 7,6. Hướng dẫn giải  X laø C n H 2n O2 (k = 1, x mol)  + E goàm  Y laø C m H 2m −1COOH (k = 2, y mol)  Z laø C H COOC H OOCC H (k = 4, y mol) m 2m −1 2 4 m 2m −1    n = y + 2y = 0,14 (X ≠ HCOOR)  y = 0,14 / 3   Br2    44n CO + 18n H O = 19,74 ⇒  n CO = 0,3725 2 2 2     n CO − n H O = ∑ (k − 1)n hchc = 4y  n H2 O = 0,1859 2  2 ⇒  n Br2 = x + y + 2y = 0,14 (X laø HCOOR)   n CO = 0,33  44n CO2 + 18n H2 O = 19,74 2     + 2y + 4y ⇒  n H2O = 0,29  2n CO2 + n H2O = n O2 + n O/ E = 0,335.2 + 2x       0,28  y = 0,01; x = 0,11    n − n = (k − 1)n = 4y ∑ H2 O hchc   CO2   y = 0,14 / 3  y = 0,14 / 3 ⇒ (loaïi)    n O/ E = 2x + 2y + 4y = 2n CO2 + n H2O − 2nO2 = 0,2609  x = −0,0191 ⇒ n CO  2 C = 2,53 ⇒ X laø HCOOCH3 ⇒ m X = 0,11.60 = 6,6 gam E =  nE 

Ví dụ 17: Thủy phân hoàn toàn m gam hỗn hợp hai este đơn chức mạch hở A, B (MA < MB) trong 700 ml dung dịch KOH 1M, thu được dung dịch X và hỗn hợp Y gồm 2 ancol là đồng đẳng liên tiếp. Đun nóng Y trong H2SO4 đặc ở 140oC, thu được hỗn hợp Z. Trong Z tổng khối lượng của các ete là 8,04 gam (Hiệu suất ete hóa của các ancol đều là 60%). Cô cạn dung dịch X được 54,4 gam chất rắn C. Nung chất rắn này với lượng dư hỗn hợp NaOH, CaO cho đến khi phản ứng xảy ra

14


Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập hóa hữu cơ 12 - Nguyễn Minh Tuấn

hoàn toàn, thu được 8,96 lít hỗn hợp khí T (đktc). Phần trăm khối lượng của A trong hỗn hợp ban đầu là: A. 66,89%. B. 48,96%. C. 49,68%. D. 68,94%. Hướng dẫn giải H SO ñaëc , t o

2 4 R 'OH  →R 'O R'   H = 60%

Y

+ RCOOR'  

Z, 8,04 gam

KOH 0,7 mol

hoãn hôïp A, B

 RCOOK NaOH, CaO, t o → RH   KOH T, 0,4 mol  C, 54,4 gam

= m R 'O R ' + m H O R'OH  n R'OH bñ = n RCOOR ' = n RH = 0,4  m 2    + ⇒  ? =10,2 0,12.18 ⇒ Y goàm 8,04  n R'OH pö = 0,4.0,6 = 0,24 M  R 'OH = 42,5

CH3 OH  C2 H 5 OH

 n CH OH + n C H OH = 0,4 2 5  3  n CH3OH = 0,1 ⇒ Trong Y coù :  ⇒  100  46n CH3OH + 60n C2 H5OH = 10,2.  n C2 H5OH = 0,3 60   n RCOOK = n RH = 0,4; n KOH = 0,3 ⇒ R = 11 + Trong C coù  = + + = 4 m 0,3.56 0,4(R 83) 54,  chaát raén   HCOOK : 0,1 mol 54,4 − 0,3.56 − 0,1.84 − 0,3.83 ⇒R= = 14,4 (loaïi)  0,3  RCOOK : 0,3 mol  ⇒  HCOOK : 0,3 mol 54,4 − 0,3.56 − 0,3.84 − 0,1.83  ⇒R= = 41 (C3 H 5 −) 0,1   RCOOK : 0,1 mol 0,3.74  A laø HCOOC2 H 5 : 0,3 mol ⇒ ; %m A = = 68,94% 0,3.74 + 0,1.100  B laø C3 H 5 COOCH 3 : 0,1 mol

Ví dụ 18: Đốt cháy 0,15 mol hỗn hợp X gồm metyl acrylat, etylen glicol, axetanđehit và ancol metylic cần dùng a mol O2. Sản phẩm cháy dẫn qua 200 ml dung dịch Ba(OH)2 1M, lọc bỏ kết tủa, cho dung dịch Ca(OH)2 dư vào phần nước lọc thì thu được thêm 53,46 gam kết tủa nữa. Giá trị của a là bao nhiêu ? A. 0,215. B. 0,625. C. 0,455. D. 0,375. Hướng dẫn giải Từ thông tin đề cho ta có thể tìm được số mol của CO2. Để tìm được mol O2 tham gia phản ứng đốt cháy hỗn hợp X thì cần tìm số mol H trong X tham gia phản ứng

15


Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập hóa hữu cơ 12 - Nguyễn Minh Tuấn

cháy. Nhưng số H trong X của các hợp chất lại rất khác nhau. Khó quá !Làm thế nào đây ? Ta thử làm như sau : CH2 = CHCOOCH3 ⇔ C4 H6 O2 ⇔ C4 H2 .2H2 O  CH OHCH2 OH ⇔ C2 H6 O2 ⇔ C2 H2 .2H2 O + X goàm  2 ⇒ X : Cx H2 .yH2 O CH3CHO ⇔ C2 H4 O2 ⇔ C2 H2 .H2 O CH OH ⇔ CH O ⇔ CH .H O 4 2 2  3 BaCO3 ↓: x mol CO O2 + Cx H2 .yH2 O  → 2 H2 O

Ba(OH)2

BaCO3 : y mol Ca(OH)2 Ba(HCO3 )2  → CaCO3 : y mol n = 0,38 nBa(OH) = x + y = 0,2 y = 0,18  CO2 2 + ⇒ ⇒ 0,38 m keát tuûa = 100y + 197y = 53,46 x = 0,02 x = 0,15   0,38 1  + BT electron : (4x + 2)n X = 4nO ⇒ nO =  +  .0,15 = 0,455 mol 2 2  0,15 2 

Ví dụ 19 (Dành cho HSG): X là axit cacboxylic no, hai chức; Y là ancol hai chức; Z là este thuần chức tạo bởi X và Y (X, Y đều mạch hở). Đốt cháy hoàn toàn 13,8 gam hỗn hợp E chứa X, Y, Z cần dùng 11,424 lít O2 (đktc) thu được 9,0 gam nước. Mặt khác đun nóng 13,8 gam với 120 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ), rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam muối khan. Giá trị của m là A. 9,72 gam. B. 12,00 gam. C. 9,00 gam. D. 8,40 gam. Hướng dẫn giải t  Hoãn hôïp E + O  → CO2 + H 2 O 2     0,51.32 gam ? = 21,12 gam 9 gam ⇒ Y laø ancol no. +  13,8 gam  n : n = 0,5 : 0,48 = 1,04 > 1  H2O CO2  X : C n H 2n (COOH)2 (k = 2, x mol)   Y : C m H 2m (OH)2 (k = 0, y mol)  + E goàm  COO Z : C H C m H 2m (k = 3, z mol) n 2n   COO o

16


Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập hóa hữu cơ 12 - Nguyễn Minh Tuấn

∑ (k − 1)n hchc = x − y + 2z = n CO − n H O = −0,02  x = 0,04 2 2   +  BT O : 4x + 2y + 4z = 0,44 ⇒  y = 0,1  BT Na : 2n z = 0,02 = 2x + 2z = n NaOH = 0,12 C n H2 n (COONa)2   ⇒ 0,04.(14n + 90) + 0,1.(14m + 34) + 0,02.(14n + 14m + 88) = 13,8 ⇒ 0,84n + 1,68m = 5,04 ⇒ n = 2; m = 2 ⇒ m C H 2

4 (COONa)2

= 0,06.162 = 9,72 gam

Ví dụ 20: Cho 0,5 mol hỗn hợp E chứa 2 este đều đơn chức, mạch hở tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 đun nóng, thu được 64,8 gam Ag. Mặt khác, đun nóng 37,92 gam hỗn hợp E trên với 320 ml dung dịch NaOH 2M rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được phần rắn Y và 20,64 gam hỗn hợp chứa 2 ancol no trong đó oxi chiếm 31,0% về khối lượng. Đốt cháy hết chất rắn Y thu được Na2CO3; x mol CO2; y mol H2O. Tỉ lệ x : y là A. 17 : 9. B. 7 : 6. C. 14 : 9. D. 4 : 3. Hướng dẫn giải  HCOOR' : 0,3 mol AgNO3 / NH3 + Hoãn hôïp E  → Ag  ⇒ E goàm  RCOOR'' : 0,2 mol   0,6 mol 0,5 mol R 'OH, R''OH   (20,64 gam, %O = 31%)

 HCOOR ' : 0,3x mol + RCOOR '' : 0,2x mol   

NaOH 0,64 mol

37,92 gam

CO2 HCOONa   o x mol  O2 , t + Na2 CO3 RCOONa →    O  NaOH H 2  0,32 mol   y mol Y

 n E = 0,3x + 0,2x = n ancol = n O = 0,4  +  m E = 0,3x(45 + R ') + 0,2x(R + 44 + R'') = 37,92 m  ancol = 0,3x(R '+ 17) + 0,2x(R''+ 17) = 20,64  R = 39 (CH ≡ C − CH 2 −)  x = 0,8   ⇒  0,24R'+ 0,16R + 0,16R '' = 20,08 ⇒  n HCOONa = 0,24; n C H COONa = 0,16 3 3  0,24R'+ 0,16R '' = 13,84  n = 0,64 − 0,4 = 0,24   NaOH/ Y  BT C : n CO = 0,24 + 0,16.4 − 0,32 = 0,56 2 x 7  ⇒ ⇒ = 0,24 + 0,16.3 + 0,24 y 6 = 0,48  BT H : n H2O =  2

17

Cð 1 vd bài t p hay và khó dành ði m 9, 10 p8  
Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you