Năng Khiếu Hóa Học

style='font-size:16.0pt'>NĂNG KHIẾU HÓA HỌC

Học sinh có khả năng t­ư duy Toán học tốtstyle='font-family:"Arial","sans-serif"'> nh­ưng không có khả năng quan sát, nhận thức các hiện t­ượng tự nhiênstyle='font-family:"Verdana","sans-serif"'>

 

Ví dụ: Hỗn hợp A gồm một axit no đơn chức và hai axit không no đơn chức chứa một liên kết đôi, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Cho A tác dụng hoàn toàn với 150 ml dung dịch NaOH 2 M. Để trung hòa hết lư­ợng NaOH d­ cần thêm vào 100 ml dung dịch HCl 1 M, được dung dịch D. Cô cạn cẩn thận D đ­ược 22,89 gam chất rắn khan. Mặt khác đốt cháy hoàn toàn A rồi cho toàn bộ sản phẩm cháyhấp thụ hết vào bình đựng lư­ợng dư­ dung dịch NaOH đặc, khối l­ượng bình tăng thêm 26,72 gam. Xác định công thức cấu tạo có thể có của từng axit và tính khối l­ượng của chúng trong A.

Giải bình thường

Gọi công thức của axit no là: C_nH_2n+1COOH, công thức chung của 2 axit không no là: với số mol tương ứng là x và y

C_nH_2n+1COOH + NaOH ®lang=PT-BR> C_nH_2n+1COONa + H₂O

lang=FR>x x x

+ NaOH style='font-family:Symbol'>®+ H₂O

y y y

lang=PT-BR>C_nH_2n+1COOH + O₂ style='font-family:Symbol'>® (n+1)CO₂ + (n+1)H₂O

x (n+1)x (n+1)x

+ O₂ ® (+ 1)CO₂ + H₂O

y (+ 1)y y

Phản ứng trung hoà NaOH dư:

lang=PT-BR>NaOH dư + HCl = NaCl + H₂O

0,1 0,1 0,1

Theo phương trình:

NaOH phản ứng với các axit hữu cơ = 0,3 – 0,1 = 0,2 mol

lượng muối của các axit hữu cơ = 22,89 - 0,1.58,5 = 17,04 gam

Độ tăng khối lượng bình NaOH là tổng khối lượng CO₂ và H₂O

lang=PT-BR style='font-size:12.0pt'> Có hstyle='font-size:12.0pt;font-family:"Arial","sans-serif"'>ệlang=PT-BR style='font-size:12.0pt'> phstyle='font-size:12.0pt;font-family:"Arial","sans-serif"'>ươlang=PT-BR style='font-size:12.0pt'>ng trình:

Giải hệ phương trình trên, ta được: x = 0,1 ; y = 0,1 ; nx + y = 0,26

style='font-family:Symbol'>Þ n + = 2,6. Với style='font-family:Symbol'>³ 2 nên n = 0 và =2,6

Công thức của 3 axit là: HCOOH ; C₂H₃COOH và C₃H₅COOH

 

 

Giải có nhận xét:

KL mol TB của 3 muối bằng = 85,2

style='font-family:Symbol'>® style='letter-spacing:-.4pt'>KL mol TB của 3axit bằng 85,2 – 22 = 63,2

Với công thức tổng quát C_nH_2nO₂ và (với > 3) ta thấy:

Tổng khối lượng C + H bằng (63,2´ 0,2) – (32´ 0,2)= 6,24 gam, kết hợp với tổng khối lượng CO₂ và H₂O bằng 26,72 gam tính được số mol CO₂ bằng 0,46 và số mol H₂O bằng 0,36.

Từ C_nH_2nO₂ + O₂ style='font-family:Symbol'>® lang=PT-BR>n CO₂ + n H₂O

lang=PT-BR> + O₂ style='font-family:Symbol'>® CO₂ + ( - 1) H₂O

Suy ra số mol bằng 0,46 – 0,36 = 0,1 và số mol axit no cũng = 0,1

và n + = = 4,6 style='font-family:Symbol'>® khi lang=PT-BR> > 3 thì n style='font-family:Symbol'>£ 1 style='font-family:Symbol'>® n = 1 ứng với H – COOH

KL mol TB của 2 axit không no = =80,4

ứng với 2 axít không no kế tiếp là C₂H₃COOH (72) và C₃H₅COOH (86)

 

 

Học sinh có khả năng quan sát, nhận thức các hiện t­ượng tự nhiên dẫn đến niềm say mê Hóa học như­ng khả năng t­ư duy Toán học ch­ưa tốt

 

Ví dụ: lang=PT-BR>Hãy xác định khoảng cách giữa 2 nguyên tử iot trong 2 đồng phân hình học của C₂H₂I₂ với giả thiết 2 đồng phân này có cấu tạo phẳng.( Cho độ dài liên kết C – I là

2,10 Å và C=C là 1,33 Å ).

§lang=PT-BR style='color:black'> Đồng phân cis- :

lang=IT>d_cis = d _{C= C} + 2 d _{C – I} style='font-family:Symbol'>´ sin 30⁰.

lang=IT> = d _{C= C} + d _{C – I}

= 1,33 + 2,1 = 3,43 Å

 

§lang=IT style='color:black'> Đồng phân trans- :

lang=IT style='color:black'>d _translang=IT style='color:black'> =2´ IO

IO = =

style='font-family:Symbol;color:black'>»style='color:black'> 2,5 Å ® d _{lang=IT>trans} =5,0 Å

style='font-size:16.0pt'>PHÁT HIỆN NĂNG LỰC HỌC SINH GIỎI

 

A. NĂNG LỰC TIẾP THU KIẾN THỨC

2.style='color:black'> Hãy viết phư­ơng trình hoá học biểu diễn quá trình quang hợp ở cây xanh: Tính khối l­ượng tinh bột thu đư­ợc, nếu biết l­ượng nư­ớc tiêu thụ là 5 tấn và hiệu suất quang hợp là 60%.

 

style='font-family:"Times New Roman","serif"'>3. style='font-family:"Times New Roman","serif"'>Khi nitro hóa 10 g phenol bằng axit nitric 50%, thu được 17g hỗn hợp các hợp chất nitro trong đó phần khối lượng của ni tơ là 17%. Xác định hiệu suất nitro hóa bằng % so với lí thuyết.

style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>4.style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> Hỏi những chất nào và ở điều kiện nào phản ứng với nhau tao nên những chất sau đây (ở đây không ghi hệ số của các sản phẩm phản ứng):

1) propanol – 1.

2) propanol –1 + NaCl;

3) propanol –1 + NaOH.

4) glixerin + natri axetat.

5.lang=IT style='color:black;layout-grid-mode:line'> Viết các phương trình phản ứng trong dãy chuyển hóa sau:

A lang=IT style='color:black'>style='layout-grid-mode:line'> B style='layout-grid-mode:line'>D style='layout-grid-mode:line'> E style='layout-grid-mode:line'> CH₃-CHBr – CHBr-CH₃.

 

 

Bài 5: Hãy cho biết cấu trúc lập thể và gọi tên các oxit hình thành khi epoxihóa cis – và trans – but-2- en bằng axit m- clopebenzoic. Nêu nhận xét về cấu trúc của chất đầu và sản phẩm epoxi hóa.

Viết cơ chế của phản ứng giữa buten – 2 với Ar – COOOH

§ * Với cis – but- 2- en :

*Với trans – but-2- en :

* Nhận xét : Hóa lập thể của anken vẫn được bảo toàn đối với epoxit. Đây là phản ứng đặc thù về mặt lập thể.

* Cơ chế phản ứng: electron p của liên kết đôi trong anken tấn công S_{style='font-size:9.0pt'>N}2 vào oxi của nhóm OH trong peaxit. Kết quả là chuyển oxi của Ar-COOOH đến C=C tạo ra epoxit.

 

B. NĂNG LỰC TƯ DUY TOÁN HỌC

Ví dụ 1: Đồng (Cu) kết tinh có dạng tinh thể lập phương tâm diện.

*Tính cạnh lập phương a(Å) của mạng tinh thể và khoảng cách ngắn nhất giữa hai tâm của hai nguyên tử đồng trong mạng, biết rằng nguyên tử đồng có bán kính bằng 1,28 Å. *Tính khối lượng riêng của Cu theo g/cm³­­­­­­­­­­_­­­­_­­­­­_­­­­­_­­_­­­­­­_­­­­­­. ( Cu= 64).

HDG:

Theo hình vẽ ta thấy: 1 mặt của khối lập phương tâm diện có AC = a=4lang=PT-BR>

® a = lang=PT-BR>= 3,62 (Å)

Khoảng cách ngắn nhất giữa 2 tâm của nguyên tử là AM

AM = 2 = 1,28style='font-family:Symbol'>´ 2 = 2,56 (Å)

*Số nguyên tử Cu trong một tế bào cơ sở n = 8´ lang=PT-BR> + 6style='font-family:Symbol'>´ = 4 (nguyên tử)

d = = lang=PT-BR> = 8,96 g/cm³.

 

Ví dụ 2.style='font-size:12.0pt;line-height:110%;font-family:"Times New Roman","serif";
letter-spacing:-.1pt'> Phân tử X có công thức abc .Tổng số hạt mang điện và không mang điện trong phân tử X là 82. Trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22, hiệu số khối giữa b và c gấp 10 lần số khối của a, tổng số khối của b và c gấp 27 lần số khối của a. Tìm công thức phân tử đúng của X.

HDG:

Gọi số hạt proton, nơtron, số khối của nguyên tử a là: Z_{a ;} N_a ; A_a

Gọi số hạt proton, nơtron, số khối của nguyên tử b là: Z_{b ;} N_b ; A_b

Gọi số hạt proton, nơtron, số khối của nguyên tử c là: Z_{c ;} N_c ; A_c

Từ các dữ kiện của đầu bài thiết lập được các phương trình:

2(Z_a + Z_b + Z_c) + (N_a + N_b + N_c) = 82 (1)

2(Z_a + Z_b + Z_c) - (N_a + N_b + N_c) = 22 (2)

A_b - A_c = 10 A_a

A_b + A_c = 27A_a

Từ (1) và (2) : (Z_a + Z_b + Z_c) = 26; (N_a + N_b + N_c) = 30 => A_a + A_b + A_c = 56

Giải được: A_a = 2 ; A_b = 37 ; A_c = 17. Kết hợp với (Z_a + Z_b + Z_c) = 26

Tìm được : Z_a = 1, Z_b = 17 ; Z_c = 8 các nguyên tử là: ₁H² ; ₁₇Cl³⁷ ; ₈O¹⁷

Công thức X: HClO.

clear=all style='page-break-before:always'>

C. NĂNG LỰC TÁI HIỆN, LIÊN HỆ VÀ VẬN DỤNG KIẾN THỨC

Ví dụ 1. Hãy dùng kí hiệu ô lượng tử biểu diễn các trường hợp số lượng electron trong một obitan nguyên tử.

HDG:

1. Có ba trường hợp: lang=IT style='font-family:Symbol;color:red'>­ hoặc ¯style='color:red'> style='font-family:Symbol;color:red'>¯­

lang=PT-BR style='color:red'>Obitan nguyên tử trống có 1 e có 2 e

 

Ví dụ 2. lang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>Liệu pháp phóng xạ được ứng dụng rộng rãi để chữa ung thư. Cơ sở của liệu pháp đó là sự biến đổi hạt nhân.

style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> Co + ₀n¹ X? (1)

style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> X? Ni + ... ; hnlang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> = 1,25 MeV. (2)

style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>a) Hãy hoàn thành phương trình của sự biến đổi hạt nhân trên và nêu rõ định luật nào được áp dụng để hoàn thành phương trình.

style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>b) Hãy cho biết điểm khác nhau giữa phản ứng hạt nhân với phản ứng oxi hoá-khử (lấy thí dụ từ phản ứng (2) và phản ứng Co + Cl₂ ®lang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> CoCl₂).

HDG:

a) Định luật bảo toàn vật chất nói chung, định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích nói riêng, được áp dụng:

style='color:red'>Điện tích: 27 + 0 = 27 ; Số khối: 59 + 1 = 60 ®style='color:red'> X là ₂₇Co⁶⁰.

₂₇style='color:red'>Co⁵⁹ + ₀n1 style='font-family:Symbol;color:red'>® ₂₇Co⁶⁰.

Số khối: 60 = 60; Điện tích: 27 = 28 + x ® x = -1. style='color:red'>Vậy có -1e⁰.

_{lang=PT-BR style='color:red'>27}Co⁶⁰ ®style='color:red'> ₂₈Ni⁶⁰ + _{style='font-family:Symbol;color:red'>-style='color:red'>1}e ; hv = 1,25MeV.

b) Điểm khác nhau:

Phản ứng hạt nhân: Xảy ra tại hạt nhân, tức là sự biến đổi hạt nhân ® nguyên tố mới. VD b/ ở trên.

Phản ứng hoá học (oxi hoá khử): xảy ra ở vỏ electron nên chỉ biến đổi dạng đơn chất style='font-family:Symbol;color:red'>Û hợp chất.

VD: Co + Cl₂ style='font-family:Symbol;color:red'>® Co²⁺ + 2Cl^-style='font-family:Symbol;color:red'>® CoCl₂.

Chất dùng trong phản ứng hạt nhân: có thể là đơn chất hay hợp chất, thường dùng hợp chất. Chất dùng trong phản ứng oxi hoá khử, phụ thuộc vào câu hỏi mà phải chỉ rõ đơn chất hay hợp chất.

Năng lượng kèm theo phản ứng hạt nhân: lớn hơn hẳn so với năng lượng kèm theo phản ứng hoá học thông thường.

lang=EN-AU>Ví dụ 3. Hãy dùng sec-butyl bromua để minh họa cho các phản ứng sau:

lang=EN-AU> a) Thuỷ phân theo S_N1

b) Tách E₁ với Ag+

c) Phản ứng S_N2 với NaI

GIẢI

style='color:red'> a) CH₃-CH₂-CHBr-CH₃ style='font-family:Symbol;color:red'>® style='font-family:Symbol;color:red'>[ CH₃-CH₂-CH⁺-CH₃ ]style='color:red'> CH₃-CH₂-CHOH-CH₃

style='color:red'> b) CH₃-CH₂-CHBr-CH₃ style='font-family:Symbol;color:red'>[ CH₃-CH₂-CH⁺-CH₃ ]style='color:red'> CH₃-CH=CH-CH₃

style='color:red'> c) CH₃-CH₂-CHBr-CH₃ CH₃-CH₂-CH I-CH₃

Ví dụ 4.style='font-size:15.0pt'> a/ Đun nóng butađien 1,3 với Stiren thu được sản phẩm duy nhất X: C₁₂H₁₄ sản phẩm này có thể bị hiđro hoá theo sơ đồ:

 

Xác định công thức cấu tạo của X, Y, Z, giải thích sự khác nhau về điều kiện phản ứng hiđro hoá. Biết rằng số mol H₂ tham gia phản ứng của giai đoạn sau gấp 3 lần số mol H₂ tham gia phản ứng ở giai đoạn 1.

b/ Khi trùng hợp Isopren thấy tạo thành 4 loại polime, ngoài ra còn có một vài sản phẩm phụ trong đó có chất P (1-metyl-3-isopropyl xiclohecxan) có thể tạo ra từ chất Q.

Viết công thức cấu tạo 4 loại polyme và các chất X, Y.

HDG:

 

style='font-family:Symbol;color:blue'>§ a/ CH₂=CH-CH=CH₂ + CH=CH₂ ®style='color:blue'> CTCT X (C₁₂H₁₄)

style='position:relative;z-index:14'> style='color:blue'>C₆H₅

style='position:absolute;z-index:17;left:0px;margin-left:378px;margin-top:14px;
width:50px;height:60px'>style='position:absolute;z-index:16;left:0px;margin-left:100px;margin-top:14px;
width:117px;height:60px'>style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif";color:blue'>

 

CTCT Y: CTCT Z:

 

 

Sở dĩ phản ứng (2) cần điều kiện t^o, p cao hơn pứ (1) vì lk p trong vòng benzen nhiều hơn lk plang=FR style='color:blue'> của vòng C₆H₉.

 

b/ Công thức cấu tạo 4 loại polime

style='color:blue'> Dạng cis Dạng trans

 

style='color:red'> 

 

clear=all style='page-break-before:always'>

D. NĂNG LỰC KIỂM CHỨNG

Ví dụ 1. Chất rắn A là kim loại hoặc là một trong các chất MnO₂, KMnO₄, K₂Cr₂O₇, CaOCl₂, khi hoà tan 15 gam A và dung dịch HCl thì tạo ra 8,4 lít đơn chất khí B bay ra (đktc). Hãy chứng minh rằng B không thể là Cl₂

HDG:

style='line-height:120%;font-family:Symbol'>§ MnO₂ + 4H⁺ + 2Cl^- ®lang=FR> Mn²⁺ + Cl₂­ + 2H₂O

2MnO₄^- + 16H⁺ + 10Cl^- lang=FR style='line-height:120%;font-family:Symbol'>® 2Mn²⁺ lang=PT-BR>+ 5Cl₂­ + 8H₂O

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6Cl^- ® 2Cr³⁺ + 3Cl₂style='line-height:120%;font-family:Symbol'>­ + 7H₂O

OCl₂^2- + 2H⁺ ®lang=PT-BR> Cl₂­+ H₂O

lang=PT-BR style='line-height:120%;letter-spacing:-.3pt'> Theo phương trình để thu được 8,4 lít Cl₂ (0.375 mol) thì cần

lang=PT-BR style='line-height:120%;letter-spacing:-.5pt'> 0,125 style='line-height:120%;font-family:Symbol;letter-spacing:-.5pt'>£lang=PT-BR style='line-height:120%;letter-spacing:-.5pt'> số mol A style='line-height:120%;font-family:Symbol;letter-spacing:-.5pt'>£lang=PT-BR style='line-height:120%;letter-spacing:-.5pt'> 0,375lang=PT-BR> ®lang=PT-BR> 23,7g £lang=PT-BR> m_A £ 47,6 gam.

lang=PT-BR> Điều này trái giả thiết m_{lang=PT-BR style='font-size:10.0pt;line-height:120%'>A}lang=PT-BR> = 15. Vậy B không thể là Cl₂

lang=FR>Ví dụ 2 : Có cân bằng N₂O₄ (k) ⇌lang=FR> 2 NO₂ (k) . Cho 18,4 gam N₂O₄ vào bình dung tích 5,904 lít ở 27⁰C . Tại cân bằng hóa học, áp suất của khí trong bình bằng 1atm. Nguyên lý chuyển dịch cân bằng hóa học nói rằng ‘khi giảm áp suất thì cân bằng của hệ sẽ dịch chuyển về phía làm tăng áp suất’’. Hãy chứng minh điều đó.

HDG:

§ Số mol ban đầu N₂O₄ = 0,2 N₂O₄ (k) style='font-family:"Cambria Math","serif"'>⇌ 2 NO₂ (k)

[ ] 0,2 – x 2x

Tống số mol lúc cân bằng = 0,2 + x = = 0,24

® x = 0,04 mol

số mol NO₂ = 0,08 ; N₂O₄ = 0,16 style='font-family:Symbol'>® lang=FR style='font-family:Symbol'>® K_p =

Giả sử áp suất giảm đến 0,5 atm thì lang=FR style='font-family:Symbol'>® 6P² + P – 0,5 = 0

® P(NO₂) = 0,217 atm ; P(N₂O₄) = 0,283 atm lang=FR style='font-family:Symbol;letter-spacing:-.2pt'>®style='letter-spacing:-.2pt'> Tỷ số 0,767 >lang=FR>

Vậy, khi giảm áp suất cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều tạo NO₂ (làm tăng số mol khí ®lang=FR> làm tăng áp suất)

Ví dụ 3: Có thể hòa tan 100 mg bạc kim loại trong 100 mL amoniac 0,1M khi tiếp xúc với không khí được không ?

lang=FR>Cho K_b(NH₃) = 1,74. 10^{lang=FR style='font-family:Symbol'>-5}lang=FR> ; KL mol (Ag) = 107,88

Hằng số bền của phức Ag(NH₃)⁺ = 10^3,32 ; Ag(NH₃)= 10^7,23 ;

Thế oxihóa-khử chuẩn E⁰(Ag⁺/Ag) = 0,799 V ; E⁰(O₂/OH^{style='font-family:Symbol'>-}) = 0,401 V

(Hàm lượng oxi trong không khí là 20,95% theo thể tích)

HDG:

style='font-family:Symbol'>§ Phản ứng tạo phức : Ag⁺ + NH₃ lang=FR style='font-family:"Cambria Math","serif"'>⇌lang=FR> Ag(NH₃)⁺.

Ag⁺ + 2NH₃ ⇌ Ag(NH₃)

Về tính toán theo phương trình phản ứng ta thấy có khả năng Ag tan hết, do :

số mol Ag = = 9,27. 10^{-lang=FR> 4} ;

lang=FR> số mol NH₃ đã cho = 10^{lang=FR style='font-family:Symbol'>- 2}lang=FR> > số mol NH₃ cực đại để tạo phức = 18,54. 10^{style='font-family:Symbol'>- 4}lang=FR> ;

lang=FR>* Cần phải kiểm tra khả năng hòa tan bằng nhiệt động học :

Ag⁺ + e ®lang=FR> Ag E₁ = E + 0,059 lg [Ag⁺]

O₂ + 2H₂O + 4e ®lang=FR> 4OH^-lang=FR> . E₂ = E +

lang=FR> Vì khi cân bằng E₁ = E₂ nên tính được E₂. Trong dung dịch NH₃ 0,1 M

[OH^{style='font-family:Symbol'>-}] = (K_b.C)^1/2 = (1,74. 10 ^-lang=FR>5.0,1)^1/2 = 1,32. 10 ^{lang=FR style='font-family:Symbol'>-3}lang=FR>.

E₂ = 0,401 + = 0,561 V

® lg [Ag⁺] = = lang=FR style='font-family:Symbol'>- 4,034 V lang=FR style='font-family:Symbol'>® [Ag⁺] = 9,25. 10 ^-lang=FR>5 M

Nồng độ tổng cộng của bạc trong dung dịch : ( giả sử [NH₃] style='font-family:Symbol'>» 0,1 M )

S = [Ag⁺] + [Ag(NH₃)⁺ + Ag(NH₃)] = [Ag⁺] lang=FR style='font-family:Symbol'>´ ( 1 + lang=FR style='font-family:Symbol'>b₁lang=FR>[NH₃] + b_lang=FR>2[NH₃]² )

= 9,25. 10 ^{style='font-family:Symbol'>-5}style='font-family:Symbol'>´ ( 1 + 10^2,32 + 10^5,23 ) = 15,5 M >> nồng độ đã tính để hòa style='letter-spacing:-.4pt'>tan hoàn toàn bạc kim loại . Vậy các điều kiện nhiệt động thuận lợi cho sự hòa tan.

lang=FR>Ví dụ 4 : Các lang=FR style='font-family:Symbol'>a -lang=FR> aminoaxit tại điểm đẳng điện thì dạng ion lưỡng cực là nhiều nhất, mặc dù cả ba loại ion cho dưới đây đều có bất cứ giá trị pH nào.

a) Xác định giá trị pH tại đó nồng độ ion lưỡng cực lớn nhất ?

b) Hỏi vết alanin chuyển về cực nào ở pH < 5 ? ở pH > 8 ?

c) Xác định hàm lượng tương đối của ion lưỡng cực C của alanin ở điểm đẳng điện, biết các giá trị hằng số axit pK₁ = 2,35 đối với cân bằng A ⇌lang=FR> C + H⁺ ;

pK₂ = 9,69 đối với cân bằng C lang=FR style='font-family:"Cambria Math","serif"'>⇌ B + H⁺ .

HDG:

§ Tại điểm đẳng điện nồng độ của các ion trái dấu bằng nhau: [A] = [B] (1)

Các hằng số axit là : K₁ = (2) K₂ = (3)

lang=FR>Theo định luật bảo toàn nồng độ : [A] + [B] + [C] = C₀ (4),

( trong đó C₀ là tổng nồng độ của aminoaxit )

lang=FR> Từ (1), (2), (3) tại điểm đẳng điện : [H⁺]² = K₁.K₂ (5) hay pH =

lang=FR> [H⁺] = (10 ^{style='font-family:Symbol'>-2,35}lang=FR>. 10 ^{-lang=FR>9,69} )^1/2 = 10 ^{lang=FR style='font-family:Symbol'>-6,02}lang=FR> ®lang=FR> pH = 6,02

lang=FR> Vì điểm đẳng điện của alanin là 6,02 nên vết di chuyển về phía cực âm

lang=FR> ở pH < 5,0 và về phía cực dương khi pH > 8,0

lang=FR>* Bây giờ ta kiểm chứng lại [H⁺] trên bằng phép tính toán để tìm hàm lượng tương đối của ion lưỡng cực C tại điểm đẳng điện:

Từ (2) : K₁^1/2.K₂^1/2 .

= 10^7,34 hay 2,19. 10⁷. ®lang=FR> = 4680

Như vậy, = 0,99957 lang=FR style='font-family:Symbol'>» 1,00

* Sau khi lấy đạo hàm của [C] theo [H⁺] , trong đó [C] là hàm sau :

[C] = từ phương trình (2), (3), (4) ta chỉ tìm được một cực trị đối với [H⁺] = (K₁.K₂)^1/2.

 

 

clear=all style='page-break-before:always'>

E. NĂNG LỰC QUAN SÁT, NHẬN XÉT ĐỂ TÌM CON ĐƯỜNG NGẮN NHẤT ĐẾN KẾT QUẢ

style='line-height:120%'> Ví dụ 1style='line-height:120%'>. style='letter-spacing:-.3pt'>Hỗn hợp gồm Mg và Fe₂O₃ nặng 20gam tan hết trong dung dịch H₂SO₄ loãng, dư thoát ra Vlít H₂ (đktc) và nhận được dung dịch B. Thêm dung dịch NaOH dư vào dung dịch B và lọc kết tủa tách ra, nung trong không khí đến khối lượng không đổi được 28gam chất rắn. Viết phương trình phản ứng, tínhV và % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp.

HDG:

style='position:relative;z-index:21'>style='line-height:150%;font-family:Symbol'>§style='line-height:150%'> Sau khi viết phương trình phản ứng, ta nhận xét: Mg + O Mg O

Suy ra: Fe₂O₃ Fe₂O₃

style='line-height:150%'> Lượng oxi đã kết hợp với Mg bằng 28 - 20 = 8( gam) hay 0,05 mol

style='line-height:150%'> Þ V= 1,12 ( dm³) và lượng Mg bằng (8: 16)x 24 = 12 (gam) chiếm 60%

Ví dụ 2. Hỗn hợp Y gồm hai chất hữu cơ A và B cùng chức hoá học. Nếu đun nóng 15,7 gam hỗn hợp Y với NaOH dư thì thu được muối của một axit hữu cơ đơn chức và 7,6 gam hỗn hợp hai Rượu no đơn chức bậc nhất kế tiếp nhau trong cùng dãy đồng đẳng. Nếu đốt 15,7 gam hỗn hợp Y thì cần dùng vừa hết 21,84 lít O₂ và thu được 17,92 lít CO₂ (các thể tích khí đo ở đktc). Xác định công thức cấu tạo của A và B.

HDG:

style='font-family:Symbol'>§ Este đơn chức kế tiếp có dạng chung C_XH_YO₂ với số mol O₂= 0,975 ;

CO₂= 0,8 nên số mol H₂O bằng style='font-family:Symbol'>[15,7 + (0,975 x 32)-(0,8 x 44)]lang=PT-BR> : 18 = 0,65

Suy ra, tổng số mol 2 Este bằng [0,65 + (0,8 x 2) - (0,975 x 2)style='font-family:Symbol'>]:2 = 0,15

Trị số bằng 0,8 : 0,15 = 5,33 Þlang=PT-BR> 5 < 5,33 < 6

Trị số bằng ( 0,65 : 0,15) x 2 = 8,66 Þlang=PT-BR> 8 < 8,66 < 10

Vậy công thức phân tử 2 Este là C₅H₈O₂ và C₆H₁₀O₂

Kl mol TB của 2 Rượu bằng lang=PT-BR>= 50,66 Þlang=PT-BR> 2 Rượu kế tiếp là C₂H₅OH (46) và C₃H₇OH (60). Suy ra Muối có số C bằng 5 - 2 = 3 và số H = 8 - 5 = 3

Þlang=PT-BR> Công thức của muối là C₃H₃O₂Na hay CH₂=CH-COONa . Vậy công thức cấu tạo của A là CH₂=CH-COO-C₂H₅ và B là CH₂=CH-COO-C₃H₇

lang=PT-BR>Ví dụ 3. Cho 9,0 gam hỗn hợp gồm bột Mg và bột Al tan hết trong 200 ml dung dịch HCl thấy thoát ra khí A và thu được dung dịch B. Thêm từ từ dung dịch NaOH vào B sao cho kết tủa đạt tới lượng lớn nhất thì dùng hết 500 ml dung dịch NaOH 2M. Lọc kết tủa đem nung đến phản ứng hòan toàn thu được 16,2 gam chất rắn. Viết phương trình phản ứng. Tính thể tích khí A (đktc), nồng độ mol của dung dịch HCl và % khối lượng mỗi kim loại ban đầu.

style='font-size:12.0pt;line-height:120%'>HDG:

style='font-family:Symbol'>§ Mg + 2 HCl style='font-family:Symbol'>® MgCl₂ + H₂style='font-family:Symbol'>­

Al + 3 HCl ® AlCl₃ + 1,5 H₂ ­

HCl + NaOH ® NaCl + H₂O

MgCl₂ + 2NaOH ® Mg(OH)₂ style='font-family:Symbol'>¯ + 2 NaCl

AlCl₃ + 3NaOH ® Al(OH)₃ ¯ + 3 NaCl

style='position:absolute;z-index:-1;left:0px;margin-left:265px;margin-top:1px;
width:20px;height:49px'> Mg(OH)₂ ® MgO + H₂O

2 Al(OH)₃ ® Al₂O₃ +3 H₂O

Theo phương trình: số mol HCl = NaOH bằng 1,0 mol style='font-family:Symbol'>® C_M (HCl) = 5 M

Số mol H₂­ bằng số mol oxi trong 2 oxit bằng = 0,45 ( mol)

® V= 10,08 ( lít)

Cuối cùng bằng cách lập hệ phương trình hoặc bằng phép tính số học tính được:

% Mg = 40% và % Al = 60%

Ví dụ 4: Hỗn hợp 2 kim loại kiềm được cho tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ rồi cô cạn thì nhận được m₁ gam muối khan. Cùng lượng hỗn hợp được cho tác dụng với dung dịch H₂SO₄ vừa đủ rồi cô cạn dung dịch thì nhận được m₂ gam muối khan. Tính tổng số mol 2 kim loại kiềm

* Nếu m₂ = 1,1807m, thì 2 kim loại kiềm kế tiếp nhau là nguyên tố nào?

* Với m₁ + m₂ = 90,5. Tính lượng hỗn hợp đầu và lượng kết tủa tạo ra từ (m₁ + m₂)

gam muối tác dụng với dung dịch BaCl₂ dư.

HDG:

style='font-family:Symbol'>§ 2R + 2HCl lang=FR style='font-family:Symbol'>® 2RCl + H₂style='font-family:Symbol'>­ và 2R + H₂SO₄ ®lang=DE> R₂SO₄ + H₂style='font-family:Symbol'>­

lang=DE> Con đường ngắn nhất là coi 2RCl ~ R₂Cl₂ sẽ nhận thấy m₂ > m₁ do lượng gốc

lang=DE>SO₄ = 96 > lượng gốc Cl₂ = 71. ( Độ tăng = 96 – 71 = 25 )Suy ra:

lang=DE> ålang=DE> số mol 2 muối sunfat và style='font-family:Symbol'>å số mol 2 kim loại kiềm

lang=DE> với m₂ = 1,1807 m₁ thì số mol 2 muối =

style='font-family:Symbol'>® KL mol TB 2 muối sunfat = = 163,35

style='font-family:Symbol'>® Kl mol TB 2kim loại kiềm = = 33,675

Đó là Na = 23 và K = 39

Ghép : m₂ = 1,1809m­₁ và m₁ + m₂ = 90,5 tính được m₁ = 41,5 và m₂ = 49

=> Số mol muối = 0,3 => lượng 2 kim loại kiềm = 49 - 0,3. 96 = 20,2 (gam)

Ba²⁺ + SO₄^2- => BaSO₄ lượng kết tủa = 0,3 x 233 = 69,9 (gam)

 

F. NĂNG LỰC SUY LUẬN, BIỆN LUẬN LOGIC

style='color:black'>Ví dụ 1. Chia hỗn hợp gồm 2 r­ượu no mạch hở P và Q làm 2 phần bằng nhau.

- Cho phần thứ nhất tác dụng hết với Na dư­ thu được 0,896 lít khí (đktc).

- Đốt cháy hết phần thứ hai thu đư­ợc 3,06 gam H₂O và 5,28 gam CO₂ .

Xác định Công thức cấu tạo của 2 r­ượu, biết rằng khi đốt V thể tích hơi của P hoặc Q thì thể tích CO_{lang=FR style='letter-spacing:-.2pt'>2}style='color:black;letter-spacing:-.2pt'> thu đư­ợc trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất đều không v­ượt quá 3V.

HDG:

lang=FR> 

style='font-family:Symbol'>§ Số mol H₂ = 0,04 lang=PT-BR>; CO₂ = 0,12style='font-family:"Arial","sans-serif"'> ; H₂O = 0,17

style='letter-spacing:-.3pt'>Do 2 rượu đều no mạch hở nên công thức chung C_nH_2n+2O_x .(n, x đều là trị số TB)

C_nH_2n+2O_x + lang=PT-BR>O₂ ®lang=PT-BR> n CO₂ + (n +1) H₂O

Theo phương trình tổng số mol A + B = 0,17 – 0,12 = 0,05 mol

C_nH_2n+2O_x + x Na lang=FR style='font-family:Symbol'>® C_nH_{2n+2- x}(ONa)_x + lang=PT-BR> H₂­

Dễ thấy lang=PT-BR>: n = = 2,4 và x = style='font-family:Symbol'>´ 2 = 1,6 lang=FR style='font-family:Symbol'>® phải có 1 rượu đơn chức

Theo giả thiết, số nguyên tử các bon trong mỗi rượu đều không quá 3 nênstyle='font-family:"Arial","sans-serif"'> :

* Trường hợp 1 lang=PT-BR>: Rượu đơn chức có số cacbon = 3 (C₃H₇OH)

Rượu đa chức còn lại có số cácbon < 2,4 và có số nhóm OH > 1,6

lang=FR>Đó là CH₂OH – CH₂OH (số nhóm OH không vượt quá số cacbon)

* Trường hợp 2 lang=PT-BR>: Rượu đơn chức có số cacbon = 2 (C₂H₅OH)

Rượu đa chức còn lại có số cacbon > 2,4 và số nhóm OH £lang=PT-BR> 3 ®lang=PT-BR> C₃H₈O_x .

lang=FR> Ta có lang=FR>:

®lang=FR> tỉ số mol

 

lang=FR> áp dụng tỉ số này để tính xlang=FR style='font-family:"Arial","sans-serif"'> lang=FR>: ®lang=FR> lang=FR style='font-family:Symbol'>® x = 2,5

 

* Trường hợp 3 lang=FR>: Rượu đơn chức có số cacbon = 1 (CH₃OH) lang=FR>

lang=PT-BR>Rượu đa chức còn lại có số cacbon > 2,4 và số nhóm OH £ 3 style='font-family:Symbol'>® C₃H₈O_x .

Làm tương tự trên tính được x = 1,857. Cả 2 trường hợp 2 và 3 đều cho x không nguyên (loại). Vậy nghiệm là C₃H₇OH (0,02 mol) và C₂H₄(OH)₂ (0,03 mol)

Ví dụ 2. Cho 2,16 gam hỗn hợp gồm Al và Mg tan hết trong dung dịch axit HNO₃lang=PT-BR> loãng, đun nóng nhẹ tạo ra dung dịch A và 448 mL ( đo ở 354,9 K và 988 mmHg) hỗn hợp khí B khô gồm 2 khí không màu, không đổi màu trong không khí. Tỷ khối của B so với oxi bằng 0,716 lần tỷ khối của CO₂lang=PT-BR> so với nitơ. Làm khan A một cách cẩn thẩn thu được chất rắn D, nung D đến khối lượng không đổi thu được 3,84 gam chất rắn E. Viết phương trình phản ứng, tính lượng chất D và % lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu.

HDG:

style='font-family:Symbol'>§ Các phương trình phản ứngstyle='font-family:"Arial","sans-serif"'> : Khí B theo giả thiết chứa N_{lang=PT-BR style='font-size:9.0pt'>2} và N_{lang=PT-BR style='font-size:9.0pt'>2}O.

5 Mg + 12 H⁺lang=PT-BR> + 2 NO ®lang=PT-BR> 5 Mg²⁺lang=PT-BR> + N₂lang=PT-BR> ­lang=PT-BR> + 6 H₂O

4 Mg + 10 H⁺lang=PT-BR> + 2 NO ®lang=PT-BR> 4 Mg²⁺lang=PT-BR> + N₂lang=PT-BR>O ­lang=PT-BR> + 5 H₂lang=PT-BR>O

10 Al + 36 H⁺lang=PT-BR> + 6 NO ®lang=PT-BR> 10 Al³⁺lang=PT-BR> + 3 N₂lang=PT-BR> ­lang=PT-BR> + 18 H₂O

8 Al + 30 H⁺lang=PT-BR> + 6 NO ®lang=PT-BR> 8 Al³⁺lang=PT-BR> + 3 N₂lang=PT-BR>O ­lang=PT-BR> + 15 H₂lang=PT-BR>O

4Al(NO₃lang=PT-BR>)₃lang=PT-BR> ®lang=PT-BR> 2Al₂lang=PT-BR>O₃lang=PT-BR> + 12 NO₂lang=PT-BR> ­lang=PT-BR> + 3O₂lang=PT-BR> ­

2Mg(NO₃lang=PT-BR>)₂lang=PT-BR> ®lang=PT-BR> 2MgO + 4 NO_{style='font-size:9.0pt'>2} lang=FR style='font-family:Symbol'>­ + O_{lang=PT-BR style='font-size:9.0pt'>2} lang=FR style='font-family:Symbol'>­

Với KL mol TB của 2 khí = 36 và tổng số mol 2khí = 0,02 ta có thể tính được số

mol N_{lang=PT-BR style='font-size:9.0pt'>2} = 0,01 và N₂lang=PT-BR>O = 0,01. Sau đó lập phương trình theo quy tắc bảo toàn số

mol electronlang=PT-BR style='font-family:"Arial","sans-serif"'> lang=PT-BR>: Al – 3e ®lang=FR> Al^{lang=PT-BR style='font-size:8.0pt'>3+}. 2N⁵⁺lang=PT-BR> + 10 e ®lang=PT-BR> N₂lang=PT-BR>.

x 3x 0,1 0,01

Mg – 2e ®lang=FR> Mg^{lang=PT-BR style='font-size:8.0pt'>2+}. 2N^{style='font-size:8.0pt'>5+} + 8 e lang=FR style='font-family:Symbol'>® N_{lang=FR style='font-size:9.0pt'>2}O

y 2y 0,08 0,01

dẫn tới hệ lang=FR>phương trình : 3x + 2y = 0,18 và 27x + 24y = 2,16

Hệ phương trình này khi giải sẽ cho x = 0. Từ đây nảy sinh tình huống có vấn đềlang=FR style='font-family:"Arial","sans-serif"'> lang=FR>?

style='letter-spacing:-.3pt'>- Theo định luật bảo toàn khối lượng : 3,84 gam chất E chắc chắn là Al_{lang=FR style='font-size:9.0pt;letter-spacing:-.3pt'>2}lang=FR style='letter-spacing:-.3pt'>O_{style='font-size:9.0pt;letter-spacing:-.3pt'>3}lang=FR style='letter-spacing:-.3pt'> và MgO.

style='letter-spacing:-.2pt'>Từ lượng 2 kim loại và lượng 2 oxit tính được số mol Al = 0,04

style='letter-spacing:-.2pt'> và số mol Mg = 0,045.

Lặp lại tính toán như trên : Al – 3e lang=FR style='font-family:Symbol'>® lang=FR>Al³⁺lang=FR>. 2N⁵⁺ + 10 e lang=FR style='font-family:Symbol'>® N_{lang=FR style='font-size:9.0pt'>2}.

0,04 0,12 0,1 0,01

Mg – 2e ®lang=FR> Mg^{style='font-size:8.0pt'>2+}. 2N^{lang=FR style='font-size:8.0pt'>5+} + 8 e lang=FR style='font-family:Symbol'>® N_{lang=FR style='font-size:9.0pt'>2}O

0,045 0,09 0,08 0,01

style='letter-spacing:-.4pt'>ta thấystyle='font-family:"Arial","sans-serif";letter-spacing:-.4pt'> lang=FR style='letter-spacing:-.4pt'>: tổng số mol e nhường (0,21) > tổng số mol e thu (0,18) lang=FR style='font-family:Symbol;letter-spacing:-.4pt'>®lang=FR style='letter-spacing:-.4pt'> chứng tỏ cònlang=FR> một phần N^{lang=FR style='font-size:8.0pt;letter-spacing:-.2pt'>5+}lang=FR style='letter-spacing:-.2pt'> = 0,21 – 0,18 = 0,03 mol đã tham gia phản ứng khác, không giải phóng khí.

Đó là phản ứng lang=PT-BR>: 4 Mg + 10 H^{style='font-size:8.0pt'>+} + NO_lang=FR>lang=PT-BR> ®lang=PT-BR> 4 Mg²⁺lang=PT-BR> + NH + 3 H₂lang=PT-BR>O

8 Al + 30 H⁺lang=PT-BR> +3 NO ®lang=PT-BR> 8 Al³⁺lang=PT-BR> + 3 NH + 9 H₂lang=PT-BR>O

2 NH₄lang=PT-BR>NO₃lang=PT-BR> ®lang=PT-BR> N₂lang=PT-BR> ­lang=PT-BR> + O₂lang=PT-BR> ­lang=PT-BR> + 4 H₂lang=PT-BR>O ­

style='letter-spacing:-.2pt'>Vậy chất D gồmlang=PT-BR style='font-family:"Arial","sans-serif";letter-spacing:-.2pt'> lang=PT-BR style='letter-spacing:-.2pt'>: Al(NO_{lang=PT-BR style='font-size:9.0pt;letter-spacing:-.2pt'>3}lang=PT-BR style='letter-spacing:-.2pt'>)_{style='font-size:9.0pt;letter-spacing:-.2pt'>3}lang=PT-BR style='letter-spacing:-.2pt'> (8,52 gam)lang=PT-BR style='font-family:"Arial","sans-serif";letter-spacing:-.2pt'> lang=PT-BR style='letter-spacing:-.2pt'>; Mg(NO_{lang=PT-BR style='font-size:9.0pt;letter-spacing:-.2pt'>3}lang=PT-BR style='letter-spacing:-.2pt'>)_{style='font-size:9.0pt;letter-spacing:-.2pt'>2}lang=PT-BR style='letter-spacing:-.2pt'> (6,66 gam)lang=PT-BR style='font-family:"Arial","sans-serif";letter-spacing:-.2pt'> ; NH_{lang=PT-BR style='font-size:9.0pt;letter-spacing:-.2pt'>4}lang=PT-BR style='letter-spacing:-.2pt'>NO_{style='font-size:9.0pt;letter-spacing:-.2pt'>3}lang=PT-BR style='letter-spacing:-.2pt'> (2,4 gam) có lượng = 17,58 gam. Hỗn hợp ban đầu có 50% lượng mỗi kim loại.

 

Ví dụ 3. Chất A là một trong những thành phần có chỉ số octan thấp của xăng. Ankyl hóa A bằng isobutan sinh ra hidrocacbon B, có chứa hidro nhiều hơn A là 1%. Nếu reforming, A chuyển thành hidrocacbon D. Nitro hóa chất D chỉ cho một dẫn xuất mono nitro thôi. D không phản ứng với nước brom, khi đun hồi lưu D với dung dịch KMnO₄ trong axit thì thu được axit E. Phản ứng ngưng tụ giữa E với một lượng tương đương của tetra metylen diamino được dùng trong sản xuất một polime dễ mua trên thị trường. Khi đun chảy E với kiềm sinh ra một hợp chất F, hidro hóa hoàn toàn F cho hidrocacbon X. Các chất A, X và sản phẩm hidro hóa hoàn toàn D có cùng thành phần nguyên tố. A không có đồng phân hình học, khi bị ozon phân tạo ra một xeton cho phản ứng halofom.

a) Lập luận để viết cấu tạo của A, D, E, F, X. Nêu xúc tác chuyển A ®lang=PT-BR> B

b) Đồng phân nào của E có thể tạo anhidrit vòng ? So sánh nhiệt độ nóng chảy và tính axit giữa đồng phân đó và E. Giải thích.

HDG:

lang=FR style='font-family:Symbol'>§ - Các tính chất của D nêu trên cho thấy nó là đồng đẳng của benzen

- Axit E sinh ra khi oxihóa D có phản ứng ngưng tụ với diaminohexan tạo ra nhựa poliamit nên axit E là diaxit cacboxylic lang=FR style='font-family:Symbol'>® D là diankyl benzen và phải là dẫn xuất para – mới cho một sản phẩm mononitro khi nitro hóa lang=FR style='font-family:Symbol'>® E là axit terephtalic.

- Phản ứng decacboxyl hóa E tạo ra benzen, chất này bị hidro hóa cho xiclohecxan. ( C₆H₁₂ có thành phần 85,71% C và 14,29% H hay C_nH_2n )

- Ankyl hóa A bằng isobutan tạo ra ankan B có công thức C_n+4H_2n+10.

Theo giả thiết : lang=PT-BR>= 0,1529 ®lang=PT-BR> n = 8 ®lang=PT-BR> công thức A là C₈H₁₆ .

- Chất D (diankylbenzen) là para-xilen, chất F là benzen và chất X là xiclohexan

lang=FR>

- Chất D sinh ra khi thơm hóa một trong hai anken có khung cac bon sau : ( những nguyên tử C tham gia đóng vòng kí hiệu *)

- Hidrocacbon A không có đồng phân hình học và khi bị ozon phân cho một metyl xeton (phản ứng halofom) nên nối đôi có hai nhóm tương tự nhau ở một C và ít nhất có một nhóm metyl. Vậy, chỉ có bộ khung (I) mới thỏa mãn điều này, chất A có thể có một trong hai cấu tạo sau :

* Xúc tác chuyển A lang=FR style='font-family:Symbol'>® B là một axit Liuyt hoạt động (như AlCl₃), đồng phân của E có thể tạo được anhidrit vòng là axit ortho-phtalic (axit Y).

* Nhiệt độ nóng chảy (E) >(Y) do (Y) có liên kết hidro nội phân tử làm giảm liên kết hidro liên phân tử. So sánh tính axit thấy có mức độ khác nhau do đều là diaxit

style='letter-spacing:-.2pt'>- K_a1(Y)style='letter-spacing:-.2pt'> > K_a1(E) do liên kết hidro nội phân tử làm tăng độ phân cực liên kết O-H

- K_a2(Y) < K_a2(E) do độ phân cực liên kết O-H giảm bởi độ bền của anion 1^-lang=PT-BR>.

clear=all style='page-break-before:always'>

style='font-size:16.0pt'>XÂY DỰNG BÀI TẬP BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

 

MỘT SỐ NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG BÀI TẬP

-lang=PT-BR> Từ cơ bản đến phát triển tư duy.

-lang=PT-BR> Từ đặc điểm riêng lẻ đến khái quát, hệ thống.

-lang=PT-BR> Lặp đi lặp lại những kiến thức khó và trừu tượng.

-lang=PT-BR> Đa dạng, đủ loại hình nhằm tăng thêm kiến thức và giúp học sinh cọ sát.

- Cập nhật những thông tin mới.

 

 

 

MỘT SỐ BIỆN PHÁP XÂY DỰNG BÀI TẬP

 

 

1.style='font:7.0pt "Times New Roman"'>      lang=IT style='font-family:"Arial","sans-serif"'>Nhiều cách giải

2.style='font:7.0pt "Times New Roman"'>      lang=IT style='font-family:"Arial","sans-serif"'>Thay đổi mức độ yêu cầu (Phát triển - Lược bớt, chia nhỏ style='font-family:Symbol'>- Thay thế)

3.style='font:7.0pt "Times New Roman"'>      style='font-family:"Arial","sans-serif"'>Đảo chiều

4.style='font:7.0pt "Times New Roman"'>      style='font-family:"Arial","sans-serif"'>Thay đổi hình thức

5.style='font:7.0pt "Times New Roman"'>      style='font-family:"Arial","sans-serif"'>áp dụng yêu cầu cho nhiều mục đích

6.style='font:7.0pt "Times New Roman"'>      style='font-family:"Arial","sans-serif"'>Nhiều yêu cầu khác nhau cho một nội dung

7.style='font:7.0pt "Times New Roman"'>      style='font-family:"Arial","sans-serif"'>Bài tập tương tự

clear=all style='page-break-before:always'>

1. Nhiều cách giải

 

Ví dụ 1:lang=PT-BR> Ở 50⁰C và dưới áp suất 0,344 atm độ phân ly style='font-family:Symbol;color:black'>astyle='color:black'> của N₂O₄ (k) thành NO₂(k) bằng 63%. Xác định Kp; Kc; Kx.

style='color:black'>HDG:

style='font-family:Symbol'>· style='font-family:"Arial","sans-serif"'>CÁCH THỨ NHẤT. lang=PT-BR>Tính Kp ®lang=PT-BR> Kc; Kx

N₂O₄ (k) ⇌lang=PT-BR> 2 NO₂(k) _{style='layout-grid-mode:line'>}style='color:black;layout-grid-mode:line'>n

[ ] 1 - style='font-family:Symbol'>a 2style='font-family:Symbol'>a 1 + style='font-family:Symbol'>a (style='font-family:Symbol'>a là độ phân ly)

Phần mol

style='layout-grid-mode:line'>Kp = style='layout-grid-mode:line'> = style='layout-grid-mode:line'> . 0,344 thay style='font-family:Symbol'>a = 0,63 tính được Kp = 0,9

Áp dụng Kc = Kp.(RT)^{style='font-family:Symbol'>-∆n} với ∆n = 1 và Kx = Kp. P ^-∆n

tính được Kc = 0,034 và Kx = 2,63

· CÁCH THỨ HAI. Tính Kx ® Kp ; Kc

Coi lúc đầu 1 mol N₂O₄ thì có 0,63 mol bị phân ly tạo ra 1,26 mol NO₂ . Tổng số mol lúc cân bằng = 1 + 0,63 = 1,63 . Ta cóstyle='font-family:"Arial","sans-serif"'> :

Kx = _lang=FR>lang=PT-BR> = 2,63 Từ đó suy ra Kp và Kc theo biểu thức đã nêu.

style='text-decoration:none'> 

Ví dụ 2: Người ta dự tính hoà tan 10^-3 mol Mg(NO₃)₂ trong một lít dung dịch NH₃ 0,5M ; để tránh sự tạo thành kết tủa Mg(OH)₂ phải thêm vào dung dịch tối thiểu bao nhiêu mol NH₄Cl? Cho KNH₃ = 1,8.10^-5; Tt Mg(OH)₂ = 1,0.10^-11

style='color:black'>HDG:

· style='font-family:"Arial","sans-serif";letter-spacing:-.3pt'>CÁCH THỨ NHẤT.

Điều kiện để không tạo kết tủa Mg(OH)_{style='letter-spacing:-.3pt'>2} là [Mg²⁺].[OH ^-]² £ 10^-11.

với C⁰(Mg²⁺) = 10^-3 thì [OH ^-] lang=FR style='font-family:Symbol'>£ 10^{style='font-family:Symbol'>- 4}.

Cân bằng NH₃ + H₂O style='font-family:"Cambria Math","serif"'>⇌ NH_lang=FR>lang=PT-BR> + OH ^-lang=PT-BR> K_b = 1,8.10^-5.

[ ] 0,5 – 10^{-lang=PT-BR> 4} x + 10^{lang=FR style='font-family:Symbol'>- 4}lang=PT-BR> 10^{-lang=PT-BR> 4}

có _lang=FR>lang=PT-BR> = 1,8.10^-5 (coi 10^{style='font-family:Symbol'>- 4}lang=PT-BR><< 0,5 ) ®lang=PT-BR> x = 0,0899

Vậy phải thêm tối thiểu 0,0899 mol NH₄Cl để không tạo được kết tủa Mg(OH)₂.

· lang=PT-BR style='font-family:"Arial","sans-serif";letter-spacing:-.2pt'>CÁCH THỨ HAI.

style='font-family:"Arial","sans-serif";letter-spacing:-.2pt'> lang=PT-BR style='letter-spacing:-.2pt'>Điều kiện để không tạo kết tủaMg(OH)₂ là [Mg²⁺].[OH ^-lang=PT-BR style='letter-spacing:-.2pt'>]² lang=FR style='font-family:Symbol;letter-spacing:-.2pt'>£lang=PT-BR> 10^-11.

với C⁰(Mg²⁺) = 10^-3 thì [OH ^-] £ 10^{- 4} lang=FR style='font-family:Symbol'>® [H⁺] lang=FR style='font-family:Symbol'>³ 10^{style='font-family:Symbol'>-10} style='font-family:Symbol'>® pH ³ 10

Khi thêm NH₄Cl sẽ được dung dịch đệm bazơ (NH₃ + NH)

pH_{đệm bazơ} = 14 – pK_b – lg .

Thay pH = 10style='font-family:"Arial","sans-serif"'> ; pK = 4,74style='font-family:"Arial","sans-serif"'> ; [NH₃] = 0,5 tính được [NH] = 0,09

 

2. Thay đổi mức độ yêu cầu:

2.1. Phát triển:

Ví dụ 1 : Có bốn hợp chất thơm C₆H₅-OH (A), C₆H₆ (B), C₆H₅-CH₃ (C), C₆H₅-NO₂ (D) với các tính chất sau:

style='width:459.0pt;margin-left:5.4pt;border-collapse:collapse;border:none'>

Chất phản ứng	C6H5-OH	C6H6	C6H5-CH3	C6H5-NO2
Nước Br2	Có phản ứng	Không ph.ứng	Không ph.ứ	Không ph.ứ
Br2/Fe	Ph.ứng ở 0oC không cần Fe	Có phản ứng	Có phản ứng	Chỉ phản ứng khi đun nóng
HNO3/H2SO4	Ph.ứng với cả HNO3 loãng	Có phản ứng	Có ph.ứ không cần H2SO4	Chỉ phản ứng khi đun nóng

* Hãy sắp xếp các chất theo thứ tự tăng dần về khả năng dự phản ứng thế ở vòng benzen style='font-family:Symbol'>Þ Giải thích ảnh hưởng của các nhóm thế đến khả năng đó’’

§lang=PT-BR> C₆H₅-NO₂ < C₆H₆ < C₆H₅-CH₃ < C₆H₅-OH

* Vì phản ứng thế nguyên tử Hidro ở vòng benzen thuộc loại thế Electrophin tức là tương tác giữa hệ electron style='font-family:Symbol'>p của vòng benzen với tác nhân mang điện dương nên mật độ electron trong vòng benzen càng lớn thì phản ứng càng dễ dàng.Lấy C₆H₆ làm trung gian ta thấy: - Các nhóm -CH₃ ; - OH thuộc loại nhóm thế hoạt động hóa (nhóm đẩy e ; +I,+C) làm tăng mật độ e của vòng benzen,còn nhóm-NO₂ thuộc loại nhóm thế phản hoạt hóa (hút e; -I,-C) làm giảm mật độ e của vòng benzen nên khả năng phản ứng thế của A,C > B > D.

-So sánh giữa A và C thì trong phân tử A do nguyên tử oxi còn đôi e tự do nên có sự liên hợp p-plang=PT-BR> với vòng benzen Þlang=PT-BR> điện tích dương có thể giải toả tới nguyên tử oxi Þ mật độ e trong vòng benzen của A > so với của C Þ khả năng phản ứng thế A > Clang=PT-BR> .

clear=all style='page-break-before:always'>

Để phát triển bài tập này có thể có nhiều hướng:

Hướng(I)- Tìm ký hiệu ứng với mỗi chất.

style='letter-spacing:-.3pt'>"Có bốn hợp chất thơm C₆H₅-OH, C₆H₆, C₆H₅-CH₃, C₆H₅-NO₂ với các tính chấtlang=PT-BR> sau:

style='width:459.0pt;border-collapse:collapse;border:none'>

Chất phản ứng	A	B	C	D
Nước Br2	Không ph.ứ	Có phản ứng	Không ph.ứ	Không ph.ứ
Br2/Fe	Có phản ứng	Ph.ứng ở 0oC không cần Fe	Chỉ phản ứng khi đun nóng	Có phản ứng
HNO3/H2SO4	Có phản ứng	Ph.ứng với cả HNO3 loãng	lang=IT>Chỉ phản ứng khi đun nóng	Có phản ứng không cần H2SO4

a/ Xác định ký hiệu A,B,C,D cho mỗi chất.

b/Hãy sắp xếp các chất theo thứ tự tăng dần về khả năng dự phản ứng thế ở vòng benzen style='font-family:Symbol'>Þ Giải thích ảnh hưởng của các nhóm thế đến khả năng đó.

c/ Viết phương trình phản ứng."

Với hướng này học sinh phải suy luận ra ký hiệu của từng chất dựa trên các tính chất đã cho, rồi mới giải tương tự trên.

Hướng(II) -Thay chất thơm,đồng thời với tìm ký hiệu cho từng chất:

style='letter-spacing:-.3pt'>"Có bốn chất thơm : C₆H₅-NH₂ , C₆H₅-CH₃, C₆H₅-NO₂ , C₆H₆ với các tính chấtlang=PT-BR> sau:

style='width:459.0pt;border-collapse:collapse;border:none'>

Chất phản ứng	A	B	C	D
Nước Br2	Không ph.ứ	Không ph.ứng	Có ph.ứ ở to thường	Không ph.ứ
Br2/Fe	Có phản ứng	Có phản ứng	Ph.ứng ở 0oC không cần Fe	Chỉ phản ứng khi đun nóng
HNO3/H2SO4	Có phản ứng không cần H2SO4	Có phản ứng	Ph.ứng chậm (có thể tạo ra sản phẩm meta)	Chỉ phản ứng khi đun nóng

a/ Xác định ký hiệu A,B,C,D cho mỗi chất .

b/ Sắp xếp các chất theo thứ tự tăng dần về khả năng thế nguyên tử Br ở vòng Benzen và giải thích ?

c/ Sắp xếp các chất theo thứ tự tăng dần về khả năng thế nhóm NO₂ ở vòng Benzen và giải thích vì sao thứ tự này khác với thứ tự ở phần (b) ?

·lang=PT-BR> *A là C₆H₅-CH₃ ; B là C₆H₆ ; C là C₆H₅-NH₂ ; D là C₆H₅-NO₂ .

* Thứ tự phản ứng thế nguyên tử Br : D < B < A < C

Giải thích tương tự bài trên.

* Thứ tự phản ứng thế nhóm NO₂ : C < D < B < A

Giải thích : Do quá trình proton hóa nhóm NH₂ của C₆H₅-NH₂ bởi HNO₃ (và có thể cả H₂SO₄) theo phương trình: C₆H₅-NH₂ + HNO₃ style='font-family:Symbol'>® C₆H₅-NH₃⁺NO₃^-

nên cản trở sự thế nhóm NO₂ vào vòng Benzen style='font-family:Symbol'>Þ Khả năng thế còn kém hơn so với C₆H₅-NO₂ . Sau đó, dưới tác dụng của HNO₃ thường thu được sản phẩm thế nhóm NO₂ ở vị trí meta

clear=all style='page-break-before:always'>

Hướng(III) - Tính chất vật lý :

III.1. Cho bốn chất thơm : C₆H₅-NH₂ , C₆H₅-OH, C₆H₅-Cl , C₆H₆ .

Với các nhiệt độ sôi :

style='margin-left:5.4pt;border-collapse:collapse;border:none'>

Chất thơm	A	B	C	D
Nhiệt độ sôi	80oC	132,1oC	184,4oC	181,2oC

Hãy xác định ký hiệu A,B,C,D cho mỗi chất và giải thích ?

· *C₆H₅-NH₂ và C₆H₅-OH có thể tạo liên kết Hidro liên phân tử nên có nhiệt độ sôi cao hơn, chúng là C và D.

*Trong phân tử, do nguyên tố oxi có độ âm điện = 3,5 lớn hơn độ âm điện của Nitơ = 3,0 nên Liên kết Hidro trong C₆H₅-OH bền vững hơn Þlang=PT-BR> nhiệt độ sôi cao hơn. Vậy : C là C₆H₅-OH , còn D là C₆H₅-NH₂ .

style='letter-spacing:-.4pt'>* Phân tử C₆H₅-Cl là phân tử phân cực có Mol phân tử = 112,5 g lớn hơn Mol phân tử của C₆H₆= 78 nên phải có nhiệt độ sôi cao hơn style='font-family:Symbol;letter-spacing:-.4pt'>Þlang=PT-BR style='letter-spacing:-.4pt'> B là C₆H₅-Cl còn A là C₆H₆ .

III.2. Có 5 chất hữu cơ: cis- CHCl=CHCl ; trans- CHCl=CHCl ;

cis- CH₃- CH=CHCl ; trans- CH₃-CH=CHCl và trans- CH₃-CH=CH-COOH

với các giá trị momen lưỡng cực sau đây:

style='margin-left:5.4pt;border-collapse:collapse;border:none'>

Chất hữu cơ	A	B	C	D	E
style='font-family:Symbol'>m (D)	0,00	1,89	2,13	1,97	1,71

Hãy chỉ rõ A,B,C,D,E ứng với chất nào? Giải thích.

· lang=PT-BR>*Phân tử trans- CHCl=CHCl là A vì 2 nguyên tử Cl tạo ra 2 vectơ momen lưỡng cực cùng phương, cùng độ lớn nhưng ngược chiều nên triệt tiêu .

*Hai phân tử trans- CH₃-CH=CH-COOH và trans- CH₃-CH=CHCl sẽ có momen lưỡng cực lớn hơn (2,13 & 1,97) vì nhóm CH₃- thì đẩy electron, còn nhóm -COOH và nguyên tử Cl thì hút electron nên tạo ra 2 vectơ momen lưỡng cực cùng phương, cùng chiều. Tuy nhiên, do nhóm -COOH hút electron mạnh hơn -Cl nên trans- CH₃-CH=CH-COOH là C còn trans- CH₃-CH=CHCl là D

*style='letter-spacing:-.3pt'> Phân tử cis- CHCl=CHCl là B vì 2 nguyên tử Cl tạo ra 2 vectơ momen lưỡng cực cùng độ lớn, nhưng không cùng phương và không có sự bù trừ về momen lưỡng cực nên style='font-family:Symbol;letter-spacing:-.4pt'>mlang=PT-BR style='letter-spacing:-.4pt'> lớn hơn (1,89D). Còn phân tử cis- CH₃- CH=CHCl có 1 nhóm -CH₃ đẩy electron,tạo với nguyên tử Cl hút electron 2 vectơ momen lưỡng cực không cùng phương, nhưng có sự bù trừ một phần momen lưỡng cực nên style='font-family:Symbol'>m nhỏ hơn (1,71D) style='font-family:Symbol;letter-spacing:-.6pt'>Þlang=PT-BR> nó là E .

 

clear=all style='page-break-before:always'>

2.2. Lược bớt hoặc chia nhỏ:

Ví dụ 1:lang=PT-BR> Bài thi olympic hóa học quốc tế lần thứ 28 sau đây quá dài và có thể cắt làm đôi:

Hai hidrocacbon đồng phân A và B chứa 85,7 % cacbon theo khối l­ượng.

a) Viết công thức tổng quát thỏa mãn điều kiện này.

b) Phản ứng của mỗi chất với ozon và xử lí tiếp theo với bột kẽm trong axit tạo sản phẩm hữu cơ duy nhất C. Sự oxi hóa hợp chất C cho một sản phẩm duy nhất là axit cacboxylic D. Số liệu phổ cho thấy tất cả các nguyên tử hidro trong hợp chất D (trừ hidro của nhóm cacboxyl) đều thuộc nhóm metyl. Khối lư­ợng riêng của hơi D quy về điều kiện tiêu chuẩn (0⁰C, 1 atm) là 9,1 g/l . Viết công thức cấu tạo của hợp chất D khi ở trong dung dịch n­ước và khi ở pha hơi.

c) Viết công thức cấu tạo của hợp chất C. Viết công thức cấu tạo các đồng phân A và B. Viết các ph­ương trình phản ứng của quá trình chuyển A hoặc B thành C và D.

d) Khi phản ứng với dung dịch kali pemanganat trung tính trong nư­ớc, hợp chất A phản ứng dễ hơn hợp chất B. Trong phản ứng này, A tạo thành một hợp chất

F duy nhất còn B tạo thành .một hỗn hợp đồng phân G₁và G₂ theo tỉ lệ 1:1.

Viết các phư­ơng trình phản ứng của quá trình chuyển A thành F, và B thành G₁và G₂.

e) Các hợp chất G₁và G₂ phản ứng dễ dàng với axeton có mặt axit để tạo các hợp chất H₁ và H₂. Viết công thức cấu tạo của H₁ và H₂.

f) Các hợp chất A và B phản ứng với brom. Một trong các sản phẩm của các phản ứng này không cực (mo men l­ưỡng cực của phân tử này coi như­ bằng không) và không có tính quang hoạt. Viết công thức hóa học lập thể của sản phẩm này, và phư­ơng trình tạo thành chất ấy. Hãy xác định cấu hình tuyệt đối của các nguyên tử có tính đối xứng gư­ơng trong phân tử này( nếu có) và đánh dấu chúng theo quy tắc đọc tên R và S bằng cách chỉ định đúng R hoặc S tại mỗi tâm lập thể.

g) Anken phản ứng với peaxit (peoxiaxit) dẫn đến sự cộng hợp một nguyên tử oxi vào liên kết đôi để tạo một vòng ba cạnh có chứa oxi. Phản ứng "epoxi hóa" này có tính lập thể đặc thù rõ rệt dẫn đến sự l­ưu giữ các vị trí tương đối của các nhóm thế trên liên kết đôi mà nguyên tử oxi gắn vào. Sự epoxi hóa hợp chất A bằng axit peaxetic tạo thành một hợp chất duy nhất K. Trong cùng điều kiện B tạo thành một hỗn hợp đồng phân L₁ và L₂ (theo tỉ lệ 1: 1). Hợp chất K có tính quang hoạt không? Viết công thức hóa học lập thể của K chỉ rõ hóa học lập thể của nó. Mỗi hợp chất L₁ và L₂ có tính quang hoạt không? Viết công thức hóa học lập thể của L₁ và L₂ chỉ rõ hóa học lập thể.

§ Phần thứ nhất có thể dừng ở các phần a, b, c, d, e. Khi đó lời giải:

a) Công thức tổng quát: C_nlang=PT-BR>H_2n.

b) Theo giả thiết chất D phải có nguyên tử cacbon bậc 4 liên kết trực tiếp với nhóm – COOH và ba liên kết còn lại đều với các nhóm – CH₃.

Vậy công thức của D là: (CH₃)₃C – COOH. (Khối lượng mol phân tử = 102). Khối lượng mol phân tử ở pha hơi = 9,1 style='font-family:Symbol'>´ 22,4 = 203,84 gần gấp đôi khối lượng mol phân tử của (CH₃)₃C – COOH cho thấy ở pha hơi D tồn tại dưới dạng dime.

Cấu tạo của D:

c) Sản phẩm ozon phân là một andehit tương ứng mới bị oxihóa tạo ra axit duy nhất. Cấu tạo C: (CH₃)₃C – CHO. Do C là sản phẩm duy nhất nên A và B là

các anken đối xứng dạng R – CH = CH – R

Phương trình phản ứng A lang=PT-BR> C D

d) Phản ứng của A lang=PT-BR> F

style='color:black'>Phản ứng của B G₁ + G₂.

lang=PT-BR style='color:black'>e) Cấu tạo các chất H_lang=PT-BR>1 và H₂ (sản phẩm phản ứng của G₁ và G₂ với axeton)

 

style='font-family:Symbol'>§ Phần thứ hai cần lặp lại câu a và một nửa câu b (đến chỗ...đều thuộc nhóm CH₃) hoặc có thể thiết kế theo kiểu khác để xác định cấu tạo A, B, D, sau đó nối tiếp câu f, g và có lời giải như sau:

f) Sản phẩm brom hóa không phân cực tạo ra từ B, vì phản ứng cộng brom theo cơ chế A_E xảy ra theo kiểu trans, nghĩa là một nguyên tử Br tấn công vào phía này của nối đôi thì nguyên tử Br còn lại sẽ tấn công vào phía kia(phía đối lập). Để giải thích điều này người ta cho rằng: ‘‘cacbocation trung gian sinh ra từ giai đoạn chậm của phản ứng có thể tồn tại dưới dạng vòng ba cạnh nên một phía của liên kết C – C bị án ngữ, chỉ còn lại một phía trống để cho anion Br ^{style='font-family:Symbol'>-} tấn công’’. Cấu tạo lập thể của sản phẩm này có thể được biểu diễn một trong ba kiểu sau:

Phương trình tạo thành sản phẩm nói trên:

lang=PT-BR>g) Cấu tạo của K , L₁ , L₂ .

 

clear=all style='page-break-before:always'>

2.3. Thay thế :

Ví dụ 1: Bài số 4 trong Kỳ thi olympic hóa học quốc tế năm 2000 tại Đan Mạch có nội dung:“Một hợp chất A có trong tự nhiên, chỉ chứa C, H, O và có thành phần % lượng các nguyên tố: C = 63,2%; H = 5,3%; O = 31,5%

a) Xác định công thức thực nghiệm của hợp chất A.

b) Phổ khối của chất A nêu trong hình 1, công thức phân tử của A thế nào?

c) Lắc một dung dịch của A trong ete với dung dịch NaOH trong nước. Sau khi lắc, không còn A trong pha ete. Lắc một dung dịch khác của A trong ete với

dung dịch NaHCO₃ trong nước. style='letter-spacing:-.3pt'>Vẫn còn A trong pha ete. A thuộc loại hợp chất nào?

lang=PT-BR>d) Hợp chất A tạo được gương bạc với thuốc thử tollens. Nhóm chức nào có trong A?

lang=PT-BR>e) Phổ ¹H-NMR của chất A ghi tại 300 MHz được nêu trong hình 2a và 2b (dung môi CDCl₃ (7,27ppm), chất chuẩn tetrametylsilan). Các vạch tại 3,9; 6,3 và 9,8ppm là vạch đơn, hình 2b phóng đại vùng 6,9 – 7,6ppm. (Độ dời hóa học cho sẵn). Vạch 6,3 ppm biến mất khi thêm một giọt D₂O. Cùng một vạch dời về phía có trị số ppm bé hơn khi pha loãng với CDCl₃. Hai hiện tượng trên cho biết điều gì?

f) Viết 4 công thức cấu tạo có thể có của chất A.

lang=PT-BR>g) Hãy cho biết cấu tạo của mảnh bị mất ứng với các mũi tại 137 và 123 đơn vị khối lượng trong phổ khối.

lang=PT-BR>h) Hai trong số các đồng phân của A có trị số pKa thấp hơn các chất còn lại. Viết công thức cấu tạo của hai chất này”.

Ta có thể thay các dữ kiện về phổ đã cho trong bài như sau:

1. Một hợp chất A có trong tự nhiên, chỉ chứa C, H, O và có thành phần nguyên tố cấu tạo gồm: 63,2%C; 5,3% H; 31,5% O.

a) Xác định công thức nguyên và công thức phân tử A, biết M_A=152

lang=PT-BR style='color:black'>b) A tác dụng được với dung dịch NaOH trong nước, nhưng không tác dụng được với dung dịch NaHCO₃ trong nước. A có thể tạo được gương bạc với dung dịch Ag(NH₃). Khi đun nóng A với axit HI, chất hơi bốc ra được dẫn vào dung dịch AgNO_lang=PT-BR>3 trong ancol thấy tạo thành kết tủa AgI. Hãy viết bốn công thức cấu tạo có thể có của hợp chất A. Gọi tên mỗi chất theo danh pháp hệ thống.

lang=PT-BR style='color:black'>c) Khi thêm vào A một giọt D_lang=PT-BR>2O hoặc khi pha loãng A với CDCl₃ thì nhiệt độ sôi của A thay đổi thế nào? Giải thích.

lang=PT-BR style='color:black'>d) Hai trong số các đồng phân của A có trị số pKa thấp hơn các chất còn lại. Viết công thức cấu tạo của hai chất này.

§lang=PT-BR> Công thức nguyên và phân tử: C₈H₈O₃.

Bốn cấu tạo đồng phân:

lang=PT-BR style='letter-spacing:-.2pt'>* Thêm D₂O tạo ra liên kết hidro liên phân tử với A lang=FR style='font-family:Symbol;letter-spacing:-.2pt'>®lang=PT-BR style='letter-spacing:-.2pt'> nhiệt độ sôi tăng; còn khi pha loãng A với CDCl₃ làm giảm liên kết hidro liên phân tử ® nhiệt độ sôi giảm.

* Hai cấu tạo (A) và (C) có pKa thấp hơn các chất còn lại

lang=PT-BR style='color:black'>Ví dụ 2:style='color:black'> Một bài thi về phổ có nội dung sau:“ Một hợp chất hữu cơ có công thức phân tử C₉H₈O₂ , phổ hồng ngoại của nó có các đỉnh hấp thụ ở 765, 708, 935, 980, 1450, 1500, 1580, 1620, 1680 và một dải hấp thụ rộng ở 3000 – 2500cm^{style='font-family:Symbol'>-1}lang=PT-BR>. Xác định cấu tạo của hợp chất trên”.

§lang=PT-BR> 2500 – 3000 cm^{-lang=PT-BR>1} : style='font-family:Symbol'>n_OHlang=PT-BR> ; 1680 cm^{-lang=PT-BR>1} : style='font-family:Symbol'>n_C=Olang=PT-BR> ; 1620 cm^{-lang=PT-BR>1} : style='font-family:Symbol'>n_C=Clang=PT-BR> ;

1450, 1500 và 1580 cm^-lang=DE>1 : style='font-family:Symbol'>n_C=Clang=DE> (vòng benzen) ; 980 cm^-1lang=DE> : d _{lang=DE>=C – H} (trans -) ;

^lang=DE> 935 cm^{style='font-family:Symbol'>-1}lang=PT-BR> : d_{lang=PT-BR>O – H} ; 756 và 798 cm^{style='font-family:Symbol'>-1}lang=PT-BR> : d_{lang=PT-BR>C – H} (vòng benzen). Vậy chất hữu cơ trên có công thức cấu tạo C₆H₅ – CH = CH – COOH và có cấu hình trans.

Ta có thể thay bằng các kiến thức sau:

- Lập công thức phân tử theo phương pháp phân tích lượng nguyên tố

lang=PT-BR style='letter-spacing:-.1pt'>- Phản ứng với H₂(xt Ni, t⁰) theo tỷ lệ số mol 1: 4, nhưng chỉ phản ứng với dung dịch brom theo tỷ lệ mol 1 : 1

- Tan được trong dung dịch NaHCO₃ trong nước

- Phản ứng với butadien 1,4 tạo ra dẫn xuất có 2 vòng

- Viết phương trình điều chế chất này từ axetylen và các chất vô cơ

lang=PT-BR>Ví dụ 3: Bài số 26 trong Tài liệu chuẩn bị thi IChO 33 tại ấn độ là bài thực hành có nội dung: “ Tổng hợp 1 – phenyl – azo – 2 – napthol” ta có thể thay bằng sơ đồ:

style='font-family:Symbol'>§ Cấu trúc của sản phẩm là :

A là muối cloruaanilin

lang=PT-BR> B là muối benzen diazoni

 

 

 

 

 

 

 

3. Đảo chiều:

Ví dụ 2:lang=PT-BR> a) Viết phương trình phản ứng hoàn thành dãy biến hóa sau:

b) Có thể đảo chiều lại như sau: “ Tìm cấu tạo các chất trong sơ đồ sau:

Biết phân tử chất X có chứa nguyên tử cacbon bậc 4.

§

 

4. Thay đổi hình thức:

style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif";color:black'>Ví dụ 1:style='font-size:12.0pt;color:black'> Cho Xiclopropan Propen có style='font-size:12.0pt;font-family:Symbol;color:black'>Dstyle='font-size:12.0pt;color:black'>H₁ = - 32,9 kJ/mol

Nhiệt đốt cháy than chì = - 394,1 kJ/mol (style='font-family:Symbol;color:black'>DH₂)

Nhiệt đốt cháy Hidrro = - 286,3 kJ/mol (style='font-family:Symbol;color:black'>DH₃)

Nhiệt đốt cháy Xiclopropan = - 2094,4 kJ/mol. (style='font-family:Symbol;color:black'>DH₄) . Hãy tính:

Nhiệt đốt cháy Propen, Nhiệt tạo thành Xiclopropan và nhiệt tạo thành Propen?

Có thể thay đổi hình thức như sau:style='color:black'> (mang tính chất trắc nghiệm)

style='color:black'>Đối với quá trình đồng phân hoá Xiclopropan thành Propen có

style='color:black'> style='font-family:Symbol;color:black'>Dstyle='color:black'>H = -lang=PT-BR style='color:black'> 32,9 kJ/mol

lang=PT-BR style='color:black'> Hãy bổ sung vào bảng sau:

style='width:441.0pt;margin-left:5.4pt;border-collapse:collapse;border:none'>

Chất	Nhiệt cháy style='font-family:Symbol;color:black'>D style='color:black'>Ho298 (cháy) (kJ/mol)	Nhiệt sinh style='font-family:Symbol;color:black'>D style='color:black'>Ho298 (kJ/mol)
C (than chì)	style='font-family:Symbol;color:black'>- 394,1	style='color:black'>
H2	style='font-family:Symbol;color:black'>- 286,3	style='color:black'>
Xiclopropan	style='font-family:Symbol;color:black'>- 2094,4	style='color:black'>
Propen	style='color:black'>	style='color:black'>

style='font-size:12.0pt;font-family:Symbol'>§style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> style='letter-spacing:-.1pt'>Có thể thiết lập chu trình Born-Haber để tính toán, hoặc dùng phương pháp tổ hợp các cân bằng : * Ta có: Phương trình cần tính là

style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> lang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>CH₂=CH-CH₃ + 4,5O₂ 3CO₂ + 3H₂O Dlang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>H₅ = ?

lang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>phương trình này được tổ hợp từ các quá trình sau:

lang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> CH₂=CH-CH₃ ® C₃H₆ xiclo (-DH₁)

lang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> C₃H₆ xiclo + 4,5O₂ style='font-size:12.0pt;font-family:Symbol'>®style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> 3CO₂ + 3H₂O DH₄

lang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>Cộng 2 phương trình này ta được phương trình cần tính Dlang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>H₅ = Dlang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>H₄- Dlang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>H₁

lang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>Vậy, nhiệt đốt cháy propen = - 2094,4 style='font-size:12.0pt;font-family:Symbol'>-style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> (style='font-size:12.0pt;font-family:Symbol'>-style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> 32,9) = style='font-size:12.0pt;font-family:Symbol'>-style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> 2061,5 kJ/mol

lang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>* Tương tự: 3 ( C + O₂ style='font-size:12.0pt;font-family:Symbol'>®style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> CO₂ Dlang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>H₂ )

lang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> 3 ( H₂ + O₂ style='font-size:12.0pt;font-family:Symbol'>®style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> H₂O Dlang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>H₃ )

style='position:absolute;z-index:8;margin-left:86px;margin-top:28px;width:434px;
height:2px'>lang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> 3CO₂ + 3H₂O ® C₃H₆ (xiclo) + 4,5 O₂ (-DH₄ )

lang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>

lang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>Tổ hợp được 3C + 3H₂ style='font-size:12.0pt;font-family:Symbol'>®style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> C₃H₆ xiclo DH₆ = 3style='font-size:12.0pt;font-family:Symbol'>Dstyle='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>H₂ + 3Dlang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>H₃ - Dlang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>H₄

lang=PT-BR style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> Dstyle='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>H₆ = 3( -style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> 394,1) + 3( style='font-size:12.0pt;font-family:Symbol'>-style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> 286,3) style='font-size:12.0pt;font-family:Symbol'>-style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> ( style='font-size:12.0pt;font-family:Symbol'>-style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> 2094,4) = 53,2 kJ/mol

style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>* Tương tự nhiệt tạo thành propen là:

style='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'> Dstyle='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>H₇ = 3Dstyle='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>H₂ + 3Dstyle='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>H₃ - style='font-size:12.0pt;font-family:Symbol'>Dstyle='font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman","serif"'>H₅ = 20,3 kJ/mol

Ví dụ 2: Hợp chất hữu cơ X có công thức C₅H₄O₂ phản ứng với thuốc thử Sip và với phenylhidrazin. X tham gia các phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa sau:

Biết A tan được trong dung dịch NaHCO₃ , D tan được trong H₂SO₄ đặc, lạnh và không làm mất màu dung dịch KMnO₄ , đồng thời phổ hồng ngoại của D chỉ ra không chứa nhóm chức –OH. Hãy xác định cấu tạo của X và các chất từ A đến G.

Có thể thay đổi hình thức như sau:

Chất hữu cơ X có thành phần khối lượng 62,5% C; 4,17% H và 33,33% O. X phản ứng với thuốc thử Sip và với phenylhidrazin. Khi oxihóa X bằng dung dịch KMnO₄ tạo ra axit hữu cơ A, decacboxyl hóa A thu được hợp chất B . B bị khử bởi hidro có xúc tác cho sản phẩm D tan được trong H₂SO₄ đặc, lạnh và không làm mất màu dung dịch KMnO₄. Phổ hồng ngoại chỉ ra D không chứa nhóm chức –OH, tác dụng của HCl với D thu được dẫn xuất dihalogen E. Sự thế S_N2 chất E bởi KCN tạo ra chất F mà sau khi thủy phân thì sản phẩm sinh ra có thể ngưng tụ với hexametylenđiamin cho Tơ nilon – 6,6.

§lang=PT-BR> Theo đề bài công thức thực nghiệm của X là C₅H₄O₂ , sản phẩm có thể ngưng tụ với hexametylenđiamin tạo tơ nilon – 6,6 là axit adipic

HOOC – (CH₂)₆ – COOH (C₆H₁₀O₄).

Quá trình từ X đến chất này không có sự giảm nhiều số nguyên tử cacbon nên công thức phân tử của X là C₅H₄O₂ .

- Từ E đến F tăng thêm 2 nguyên tử cacbon và mạch của E, F giống axit adipic cho thấy F là dẫn xuất xianua NC – (CH₂)₄ – CN và E là Cl – (CH₂)₄ – Cl

- E được điều chế từ D khi tác dụng với HCl dư (2 Cl thay thế 1 O), đồng thời D có một nguyên tử oxi không thuộc chức OH và không bền với H₂SO₄đặc, lạnh ®lang=PT-BR> D là một ete vòng no. B không no tạo ra bởi sự decacboxyl A nên B là một dị vòng 5 cạnh chứa oxi và A có nhóm COOH đính vào dị vòng đó.

- Chất X có nhóm cacbonyl vì phản ứng với thuốc thử Sip và phenylhidrazin đồng thời bị oxihóa tạo ra axit A, suy ra X là một fufuran.

 

 

 

5. Nhiều yêu cầu khác nhau cho một nội dung kiến thức:

style='text-decoration:none'> 

Ví dụ 2:lang=FR style='letter-spacing:-.3pt'> Phản ứng oxihóa cắt mạch gluxit bởi HIO₄ có nhiều mục đích khác nhau. (các nhóm-CHOH- và -CHO ® H-COOH; -CH₂OH ®lang=PT-BR> H-CHO; >C=O ®lang=PT-BR> CO₂)

a) D – Arabinozơ là đồng phân cấu hình ở C₂ của D – Ribozơ. Để xác định cấu tạo của nó người ta thực hiện các phản ứng saulang=PT-BR style='font-family:"Arial","sans-serif"'> lang=PT-BR>:

D–Arabinozơ_{lang=FR style='letter-spacing:-.3pt'>}style='letter-spacing:-.3pt'>A lang=PT-BR style='letter-spacing:-.3pt'>B _{style='letter-spacing:-.3pt'>}style='letter-spacing:-.3pt'>HOOC–COOH + HO–CH₂-COOH

Hỏi D – Arabinozơ có cấu tạo vòng 5 cạnh hay 6 cạnhstyle='font-family:"Arial","sans-serif"'> ? Vẽ cấu tạo đó

§lang=PT-BR> Nếu là vòng 5 cạnh thìstyle='font-family:"Arial","sans-serif"'> :

Kết quả trái giả thiết, vậy D – Arabinozơ có cấu tạo vòng 6 cạnh

Cấu tạo vòng của D – Arabinozơ là lang=PT-BR>: hay

b) Nêu phương pháp phân biệt D – glucozơ với D – fructozơ

§lang=PT-BR> Oxihóa bằng HIO₄ :

Cho hơi sản phẩm sục qua dung dịch nước vôi ta nhận được D – Fructozơ

CO₂ + Ca(OH)₂ ®lang=PT-BR> CaCO₃ ¯lang=PT-BR> + H₂O

* Có thể dùng phương pháp đơn giản hơn là: cho dung dịch Br₂ tác dụng với 2 chất, nhận được D-glucozơ làm mất màu brom do bị oxihoá thành axit.(D-Fructozơ không bị oxihoá)

 

6. Soạn những bài tương tự:

 

Ví dụ 1: Cho phản ứng CH₂ = CH₂ + Br₂ (dung môi CH₃OH). Nếu thêm NaCl vào hỗn hợp phản ứng thì thu được sản phẩm nào ? Nếu thêm HCl vào hỗn hợp phản ứng thì thu được sản phẩm nào ? Vận tốc phản ứng trong mỗi trường hợp trên có thay đổi không ? Giải thích.

§ Phản ứng xảy ra theo cơ chế cộng electrofin, có 2 giai đoạn chính là :

* Giai đoạn 1: (là giai đoạn quyết định tốc độ phản ứng) tiểu phân tích điện dương tấn công vào một trong 2 nguyên tử C mang liên kết p .

* Giai đoạn 2 : Anion tấn công vào phần tích điện dương trong sản phẩm trung gian tạo ra sản phẩm cộng.

* Đối với thêm NaCl : Br₂ ® Br⁺ + Br ^-.

* Đối với thêm HCl : HCl ® H⁺ + Cl ^-.

Khi đó Ion H⁺ sẽ tấn công trước

Vì giai đoạn 1 quyết định tốc độ phản ứng nên thêm NaCl không làm thay style='letter-spacing:-.2pt'>đổi tốc độ phản ứng, còn thêm HCl (H⁺) sẽ làm thay đổi đáng kể tốc độ phản ứng.

Bài tương tự là:

Phản ứng của n – butylamino với NaNO₂ và HCl xuất hiện 2 ancol C₄H₁₀O;

2 anken C₄H₈ và 2 dẫn xuất halogen C₄H₉Cl. Viết cấu tạo các chất trên và đề nghị một cơ chế để giải thích.

CH₃–CH₂–CH₂–CH₂–NH₂ CH₃–CH₂–CH₂–CH₂– N ® C₄H_lang=FR> + N₂.

Ví dụ 3: Thuỷ phân hoàn toàn 1 mol polipeptit X cho ta:

2 mol CH₃-CH(NH₂)-COOH (Ala); 1 mol HOOC-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COOH (Glu)

1 mol HOOC-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COOH (Glu)

1 mol H₂N-(CH₂)₄-CH(NH₂)-COOH (Lys) và 1 mol His.

Nếu cho X tác dụng với 2,4-(NO₂)₂C₆H₃F (kí hiệu ArF) rồi mới thuỷ phân thì thu được Ala, Glu, Lys và hợp chất (Y)

Mặt khác nếu thuỷ phân X nhờ enzim cacboxipeptiđaza thì thu được Lys và một tetrapeptit. Ngoài ra khi thuỷ phân không hoàn toàn X cho ta các đipeptit Ala-Glu, Ala-Ala và His-Ala. Xác định công thức cấu tạo và tên của polipeptit X.

§lang=PT-BR style='letter-spacing:-.1pt'> Từ số mol và công thức cấu tạo của các aminoaxit suy ra X là một pentapeptit.

- Từ kết tủa thuỷ phân sản phẩm phản ứng giữa X với ArF suy ra đầu N(đầu chứa nhóm NH₂ tự do ) của X là His.

- Từ sản phẩm thủy phân X nhờ enzim cacboxipeptiđaza suy ra đầu C (đầu chứa nhóm COOH tự do ) của X là Lys.

style='letter-spacing:-.3pt'>-Khi thuỷ phân không hoàn toàn X cho các đipeptit: His- Ala, Ala- Ala , Ala- Glu.

Trật tự sắp xếp các aminoaxit trong mạch : His-Ala-Ala-Glu-Lys

Công thức cấu tạo của X:

(có thể viết cấu tạo trong đó có nhóm : CO-NH- giữa Glu và Lys được tạo ra bởi nhóm -COOH ở vị trí của style='font-family:Symbol'>g Glu với nhóm -NH₂ ở vị trí d của Lys).
Bài tương tự là:

Khi thuỷ phân hoàn toàn 1 mol tripeptit X thu được 2 mol axit glutamic

( HOOC(CH₂)₂CH(NH₂)COOH ), 1 mol alanin ( CH₃CH(NH₂)COOH ) và 1 mol NH₃. X không phản ứng với 2,4-đinitroflobenzen và X chỉ có một nhóm cacboxyl tự do. Thuỷ phân X nhờ enzim cacboxipeptiđaza thu được alanin và

một đipeptit Y. Viết công thức cấu tạo của X , Y và gọi tên chúng.

§ Tripeptit X có cấu tạo theo trật tự Glu-Glu-Ala. Vì theo dữ kiện đầu bài aminoaxit đuôi (đuôi C) là Ala, nhóm –NH₂ của aminoaxit đầu (đầu N) đã tạo thành lactam với nhóm -COOH của đơn vị Glu thứ nhất, nhóm -COOH của đơn vị thứ Glu hai ở dạng chức amit –CONH₂ (do thuỷ phântạo ra NH₃). Vậy:

Cấu tạo và tên gọi của X (Glutamolactam-a-yl glutaminylalanin)

lang=PT-BR>Cấu tạo và tên gọi của Y (-Glutamolactam-style='font-family:"UniversalMath1 BT"'>a-yl glutamin):

lang=PT-BR>