Title CHUYÊN ĐỀ 14.doc ✅

Trang 1 Chuyên đề 14: TÌM CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ QUA PHÉP TÍNH THEO PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC I-KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1- Xác định công thức phân tử (CTPT) dựa theo phản ứng đốt cháy 1.1- Bài toán tổng quát (thường gặp): • Bản chất phản ứng: 222();();()CtrongACOHtrongAHONtrongAN • Bảo toàn nguyên tố ta có: 222()()();2.;2.CtrongACOHtrongAHONtrongANnnnnnn 222O().2.2.1trongAOCOHOnnnn 2 2222H m1232 .m.m;.m; 4411189 HO CCOCOHONNnnmm • Bảo toàn khối lượng ta có: 2222()mmAOpuCOHONmmm ACO()HNtrongAmmmmm 1.2- Phương pháp giải toán thường áp dụng • Cách 1: Tìm công thức đơn giản (CTĐG) và độ lệch phân tử  Bước 1: Xác định khối lượng hoặc số mol các nguyên tố có trong A.  Bước 2: Lập tỷ lệ số mol nguyên tử của các nguyên tố trong A. CO:::n:::::: 1211614 CONH HN mmmm nnnabcd (thập phân) ':':':'abcd ( nguyên, tối giản) m(gam) hợp chất hữu cơ 12 222 32 () ()() () t A mgamCO AMQOmgamHO mgamN       (có thể thêm hoặc bớt một số dữ kiện đã cho ở trên) Yêu cầu: xác định CTPT của A.
Trang 2  Bước 3: Viết công thức nguyên và tìm độ lệch phân tử. Công thức nguyên: ''''()abcdnCHON (n = độ lệch phân tử; nℤ ) Ta có : () D().Atheode CTGAtheode CTDG M MnMn M  Bước 4: Kết luận CTPT (thay giá trị của độ lệch (n) vào công thức nguyên). • Cách 2: Áp dụng định luật thành phần không đổi. Bước 1: Xác định khối lượng các nguyên tố có trong A Đặt công thức tổng quát: C x H y O z N t Bước 2: Áp dụng định luật thành phần không đổi.  Bước 3: Kết luận CTPT (thay giá trị x, y, z, t vào công thức tổng quát) 1.3-Một số chú ý khi giải loại bài toán đốt cháy hợp chất hữu cơ • So sánh số mol H 2 O và CO 2 của sản phẩm cháy ta có thể biết được hợp chất bị đốt cháy thuộc dạng nào (áp dụng khi chất cháy là hidrocacbon hoặc dẫn xuất oxi)  Nếu 22 22 22 :() :(,) nn HOCO nnm hidrocacbonCHankan nn danxuatoxiCHOhopchatnomachho        Nếu 22 2 2 :(co1vonghoac1lienket) :(co1vonghoac1lienket) nn HOCO nnm hidrocacbonCH nn danxuatoxiCHO        Nếu 22HOCOnn Hợp chất có độ không no: k ≥ 2 (loại này rất nhiều nên khó đoán được CTTQ của chúng). Ở trường hợp này ta sẽ tính được tỷ lệ số mol của C và H trong hợp chất: 2 2 2. COC HHO nn nn (giảm bớt ẩn số ở chỉ số cacbon và hidro. • Biện luận theo giá trị trung bình (nếu chất cần tìm cho trong hỗn hợp)  Khối lượng mol trung bình : 1122 12 ...... .... hh hh hh mnMnM M nnn       Chỉ số cacbon trung bình: 2CO hh n C n (nếu toàn bộ C→CO 2 )
Trang 3  Chỉ số hidro trung bình: 2 2.HO hh n H n (nếu toàn bộ H→H 2 O)  Số liên kết π trung bình 22XBr hhhh nnn k nn   (đối với hidrocacbon hở)  Các giá trị trung bình (giả sử đặt chung là T ) đều thỏa mãn: minmaxTTT • Trường hợp tất cả các chất trong phản ứng cháy đều biết số mol (hoặc tỷ lệ số mol) thì sử dụng tỷ lệ số mol làm hệ số cho phản ứng tổng quát, từ đó thực hiện bảo toàn mol các nguyên tố C,H,O ... sẽ xác định các chỉ số rất dễ dàng. 1.4- Các ví dụ minh họa Ví dụ 1. Đốt cháy hoàn toàn 0,69 gam hợp chất hữu cơ (A) trong khí oxi thì thu được 1,32 gam CO 2 và 0,81 gam nước. Biết tỷ khối hơi của A đối với khí hidro bằng 23. a) Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của A. b) Tìm công thức phân tử của A nếu không biết tỷ khối hơi của A đối với hidro. Phân tích Đây là bài toán khá đơn giản vì có các dữ kiện cho giống hệt bài toán tổng quát. Bài này giải được bằng nhiều cách. Tuy nhiên, khi mới bắt đầu học hóa hữu cơ thì một số học sinh thường mắc sai lầm vì cho rằng hợp chất (A) chỉ chứa 2 nguyên tố C và H. Muốn chứng minh hợp chất có chứa oxi hay không thì dùng bảo toàn khối lượng: OACHmmmm Giải: a) Xác định CTPT, CTCT của A. • Cách 1: Tìm CTĐG và độ lệch phân tử 22() 1,320,81 0,03();0,045(mol) 4418CtrongACOHOnnmoln H()0,09()trongAnmol Theo bảo toàn khối lượng, ta có: O() 0,690,03.120,09.1 0,015() 16Anmol  C::0,03:0,09:0,0152:6:1HOnnn
Trang 4 Công thức nguyên của (A) là: (C 2 H 6 O) n Theo đề ta có: 46n = 23.2 = 46 => n = 1 Vậy CTPT của A là: C 2 H 6 O Các công thức cấu tạo: CH 3 −CH 2 −OH ; CH 3 −O−CH 3 • Cách 2: Áp dụng định luật thành phần không đổi C() 122 .1,320,36(gam);n().0,810,09() 4418AHmAgam Bảo toàn khối lượng O()0,690,360,090,24(gam)Am Đặt công thức tổng quát của A: C x H y O z Ta có: 1216200 0,360,090,243 xyz  Suy ra: x = 2; y = 6 ; z = 1 Vậy CTPT của hợp chất A là: C 2 H 6 O Cách 3: Biện luận theo số mol CO 2 và H 2 O Ta thấy 220,0450,03()HOCOnnmol , chứng tỏ (A) là hợp chất no, hở. Đặt CTTQ của A dạng: C n H 2n+2 O m Ta có: 141646244 1416442 0,032 201 0,0151 nm nmn n nmm m       Vậy CTPT của hợp chất (A) là: C 2 H 6 O Lưu ý: Có thể giải theo phương pháp bảo toàn mol 0,69 0,015() 46Anmol Đặt công thức của A: C n H 2n+2 O m Ta có: 0,015n = 0,03 => n = 2 Mặt khác: 0,015m = 0,015 => m = 1 Vậy CTPT của hợp chất (A) là: C 2 H 6 O • Cách 4: Phân tích hệ số ngược (dùng tỷ lệ số mol làm hệ số trong PTHH) 2 1,320,810,69 0,045() 32Onmol  222CO:::n0,015:0,045:0,03:0,0451:3:2:3AOHOnnn