Những vấn đề lý thuyết Hóa học THPT tổng hợp

Nội dung text: Những vấn đề lý thuyết Hóa học THPT tổng hợp

1. MỤC LỤC Phần I : Những vấn đề mới, kinh nghiệm và tiểu xảo giải đề. (1) Những cõu hỏi lý thuyết tổng hợp bao trựm toàn bộ chương trỡnh Húa Học THPT. (2) Những cõu hỏi về ứng dụng thực tiễn. (3) Những mụ hỡnh thớ nghiệm quan trọng trong Húa Học. (4) Cỏch giải bài toỏn đồ thị. (5) Bài tập tổng hợp về đồng phõn. (6) Những bài toỏn Hay – Khú – Mới – Lạ (Dành cho HSG muốn đạt điểm 9 ,10). (7) Kinh nghiệm và tiểu xảo giải đề. Phần II : Sưu tầm, biờn soạn và giải chi tiết 25 đề thi thử (1) Chọn lọc và giải chi tiết 15 đề thi thử cỏc trường THPT mựa thi 2015. (2) Tự biờn soạn và giải chi tiết 10 đề dự đoỏn theo cấu trỳc mựa thi 2015.
2. NHỮNG VẤN ĐỀ Lí THUYẾT HểA HỌC THPT TỔNG HỢP 1.1 Những phản ứng trọng tõm cần nhớ CÁC PHẢN ỨNG QUAN TRỌNG LIấN QUAN TỚI HALOGEN 2F2+ 2NaOH đ 2NaF + HO 2 + OF 2 (NaOH loóng lạnh) 2 F2+ 2 H 2 O đ 4 H F + O 2 SiO2+ 4HF đ SiF 4 ư + 2HO 2 S i O2+ 2 F 2 đ S i F 4 ư + O 2 S+ 3F2 + 4HO 2 đ HSO 2 4 + 6HF 5F2+ Br 2 + 6HO 2 đ 2HBrO 3 + 10HF HO2 Cl2ắắắđ HCl đ HCl + NaHCO 3 đ CO 2 + NaCl + HO 2 t o 3Cl2+ 6KOH ắắđ 5KCl + KClO 3 + 3HO 2 to t h ư ờ n g Cl2+ 2KOH ắắắắđ KClKClO + + HO 2 to t h ư ờ n g Cl2+ 2NaOH ắắắắđ NaCl + NaClO + HO 2 5Cl2+ I 2 + 6HO 2 đ 2HIO 3 + 10HCl 5Cl2+ Br 2 + 6HO 2 đ 2HBrO 3 + 10HCl 2Cl+ 2CaOH ắắắắđd u n g d ịc h CaCl + Ca(OCl) + 2HO 2( )2 2 2 2 Cl+ CaOH ắắắđV ô i s ữ a CaOCl + HO 2( )2 2 2 Cl2+ SO 2 + 2H 2 O đ 2HCl + H 2 SO 4 4Cl2+ HS 2 + 4HO 2 đ 8HCl + HSO 2 4 MnO2+ 4HCl đ MnCl 2 + Cl 2 + 2HO 2 K2 CrO 2 7+ 14HCl đ 3Cl 2 + 2KCl + 2CrCl 3 + 7H 2 O 2KMnO4+ 16HCl đ 2KCl + 2MnCl 2 + 8H 2 O + 5Cl 2 KClO3+ 6HCl đ KCl + 3HO 2 + 3Cl 2 NaClO3+ 6HCl đ NaCl + 3H 2 O + 3Cl 2 2HCl+ NaClO đ NaCl + Cl2 + H 2 O 2CaOCl2+ CO 2 + HO 2 đ CaCO 3 + CaCl 2 + 2HClO CaOCl2 + 2HCl đ CaCl 2 + Cl 2 + H 2 O ỡ đ ặc , t 0 ỡ đ ặc , t 0 ùNaBr+ HSO2 4 ắắắđ NaHSO 4 + HBr ùNaI+ HSO2 4 ắắắđ NaHSO 4 + HI ớ ớ đ ặc , t 0 đ ặc , t 0 ợù2HBrHSO+2 4 ắắắđ SO 2 + Br 2 + 2HO 2 ợù8HIHSO+2 4 ắắắđ HS4I 2 + 2 + 4HO 2 đ ặc , t 0 NaCl+ HSO2 4 ắắắđ NaHSO 4 + HCl đ ặc , t 0 8HIHSO+2 4 ắắắđ HS4I 2 + 2 + 4HO 2 PBr3+ 3HO 2 đ HPO 3 3 + 3HBr á n h s á n g 2 A g B rắắắắđ 2 A g + B r 2 PI3+ 3HO 2 đ HPO 3 3 + 3HI O3+ 2HI đ I 2 + O 2 + H 2 O NaClO+ CO2 + HO 2 đ NaHCO 3 + HClO NaSO2 3+ Br 2 + HO 2 đ NaSO 2 4 + 2HBr NaSO2 3+ 6HI đ 2NaI + S + 2I 2 + 3HO 2
3. d p d d / m n 2NaCl+ 2HO2 ắắắắđ 2NaOH + H 2 + Cl 2 4HBr+ O2 đ 2HO 2 + 2Br 2 NaSO2 3+ Cl 2 + HO 2 đ NaSO 2 4 + 2HCl CÁC PHẢN ỨNG QUAN TRỌNG LIấN QUAN TỚI OXI – LƯU HUỲNH CÁC PHẢN ỨNG QUAN TRỌNG LIấN QUAN TỚI NITO – PHOTPHO CÁC PHẢN ỨNG QUAN TRỌNG LIấN QUAN TỚI CACBON – SILIC CÁC PHẢN ỨNG QUAN TRỌNG LIấN QUAN TỚI HIDROCACBON CÁC PHẢN ỨNG QUAN TRỌNG LIấN QUAN TỚI CHẤT Cể VềNG BENZEN CÁC PHẢN ỨNG QUAN TRỌNG LIấN QUAN TỚI ANCOL – ANDEHIT – AXIT – ESTE CÁC PHẢN ỨNG QUAN TRỌNG LIấN QUAN TỚI KIM LOẠI KIỀM THỔ 2+ 2 - C a+ C O3 đ C a C O 3 ¯ - -2 - 2 + 2 - OH+ HCO3 đ CO 3 + HO 2 Ca + CO 3 đ CaCO 3 ¯ C a2++ P O 3 - đ C a P O ¯ 4 3( 4 )2 2+ 2 - 2 + 2 - Mg+ CO3 đ MgCO 3 ¯ Ca + CO 3 đ CaCO 3 ¯ Ca2++ PO 3 - đ CaPO ¯ Mg 2 + + PO 3 - đ MgPO ¯ 4 3( 4)2 4 3( 4 ) 2 2+ 2 - 2+ 2 - B a+ C O3 đ B a C O 3 ¯ B a+ S O4 đ B a S O 4 - -2 - 2 + 2 - OH+ HCO3 đ CO 3 + HO 2 Ba + CO 3 đ BaCO 3 ¯ +2 - 2 H+ C O3 đ C O 2 ư + H 2 O +2 - - 2 + H+ SO4 + HCO 3 + Ba đ BaSO 4 + CO 2 + HO 2 0 CaHCOắắđt CaCO + CO + HO ( 3)2 3 2 2 NaCO2 3+ 2HCl đ 2NaCl + CO 2 + HO 2 NaSO2 3+ 2HCl đ 2NaCl + SO 2 + HO 2 2 + - - Ca+ HCO3 + OH đ CaCO 3 ¯ + HO 2 + - HHCOCOHO+3 đ 2 + 2 2+ 2 + - - Ca+ Ba + 2HCO3 + 2OH đ CaCO 3 ¯ + BaCO 3 + 2HO 2 CÁC PHẢN ỨNG QUAN TRỌNG LIấN QUAN TỚI NHễM – CROM CÁC PHẢN ỨNG QUAN TRỌNG LIấN QUAN TỚI SẮT 1.2 Những về đề cần chỳ ý về lý thuyết húa học hữu cơ a. Những chất làm mất màu dung dịch nước brom,cộng H2 Trong chương trỡnh húa học PTTH cỏc chất phổ biến làm mất màu nước brom là: (1).Những chất cú liờn kết khụng bền (đụi, ba) trong gốc hidrocacbon (2).Những chất chứa nhúm – CHO (3).Phenol, anilin, ete của phenol (4).Xicloankan vũng 3 cạnh. (5). H2 cú thể cộng mở vũng 4 cạnh nhưng Br2 thỡ khụng. b. Hợp chất chứa N.Cỏc loại muối của amin với HNO3, H2CO3, Ure Với những hợp chất đơn giản và thường gặp như amin, aminoaxit hay peptit cỏc bạn sẽ dễ dàng nhõn ra ngay. Bởi vỡ đề bài thường cho CTPT nờn rất nhiều bạn sẽ gặp khụng ớt lỳng tỳng khi gặp phải cỏc hợp chất là : + Muối của Amin và HNO3 vớ dụ CH3 NH 3 NO 3 ,CH 3 CH 2 NH 3 NO 3
4. ộ(CH3 NH 3) CO 3 ờ 2 + Muối của Amin và H2CO3 vớ dụ : ờCH3 NH 3 HCO 3 ờCH NH CO NH ở 3 3 3 4 c. Cỏc hợp chất tỏc dụng với AgNO3/NH3. + Ankin đầu mạch + Andehit và cỏc hợp chất chứa nhúm – CHO như (HCOOR, Glucozo, Mantozo ) AgNO /NH ỡAg Chỳ ý : Với loại hợp chất kiểu CHº C - R - CHO ắắắắắđ¯3 3 ớ ợCAgº C - R - COONH4 Phản ứng tạo kết tủa với phản ứng trỏng gương là khỏc nhau. d. Những chất phản ứng được với Cu(OH)2 +Ancol đa chức và cỏc chất cú nhúm – OH gần nhau tạo phức màu xanh lam với Cu(OH)2 Vớ dụ: etylen glycol C2H4(OH)2 và glixerol C3H5(OH)3 Những chất cú nhúm –OH gần nhau: Glucụzơ, Fructozơ, Saccarozơ, Mantozơ + Axit cacboxylic + Đặc biệt: Những chất cú chứa nhúm chức anđehit khi cho tỏc dụng với Cu(OH)2/NaOH nung núng sẽ cho kết tủa Cu2O màu đỏ gạch + Peptit và protein Peptit: Trong mụi trường kiềm, peptit tỏc dụng với Cu(OH)2 cho hợp chất màu tớm Đú là màu của hợp chất phức giữa peptit cú từ 2 liờn kết peptit trở lờn với ion đồng Protein: Cú phản ứng màu biure với Cu(OH)2 cho hợp chất màu tớm e. Những chất phản ứng được với NaOH + Dẫn xuất halogen + Phenol + Axit cacboxylic + este + muối của amin R – NH3Cl + NaOH → R – NH2 + NaCl + H2O + amino axit + muối của nhúm amino của amino axit HOOC – R – NH3Cl + 2NaOH → NaOOC – R – NH2 + NaCl + 2H2O f. Những chất phản ứng được với HCl Tớnh axit sắp xếp tăng dần:Phenol x ) + Muối của cỏc bazơ yếu và axit mạnh + Những chất làm quỳ tớm chuyển sang màu xanh ( thụng thường là tớnh chất của bazơ ) gồm:
5. + Amin ( trừ anilin ) + Aminoaxit: x(H2N)R(COOH)y ( x > y ) + Muối của axit yếu và bazơ mạnh h. So sỏnh nhiệt độ sụi và nhiệt độ núng chảy A.Với cỏc hợp chất hữu cơ Sắp xếp cỏc chất theo chiều tăng dần (hay giảm dần) của nhiệt độ , nhiệt độ núng chảy là một chủ đề thường xuyờn xuất hiện trong cỏc cõu hỏi về hợp chất hữu cơ, đặc biệt là phần cỏc hợp chất hữu cơ cú chứa nhúm chức. Thực ra dạng bài này khụng hề khú. Cỏc bạn chỉ cần nắm vững nguyờn tắc để so sỏnh là hoàn toàn cú thể làm tốt. Tiờu chớ so sỏnh nhiệt độ sụi và núng chảy(nc) của cỏc chất chủ yếu dựa vào 3 yếu tố sau: 1. Phõn tử khối: thụng thường, nếu như khụng xột đến những yếu tố khỏc, chất phõn tử khối càng lớn thỡ nhiệt độ sụi, nhiệt độ núng chảy càng cao.Vớ dụ: metan CH4 và pentan C5H12 thỡ pentan cú nhiệt độ sụi cao hơn. 2. Liờn kết Hydro: nếu hai chất cú phõn tử khối xấp xỉ nhau thỡ chất nào cú liờn kết hydro sẽ cú nhiệt độ sụi cao hơn : vớ dụ CH3COOH cú nhiệt độ sụi cao hơn HCOOCH3 3. Cấu tạo phõn tử: nếu mạch càng phõn nhỏnh thỡ nhiệt độ sụi càng thấp.Vớ dụ: ta xột hai đồng phõn của pentan (C5H12) là n-pentan: CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 và neo-pentan C(CH3)4. Phõn tử neo-pentan cú mạch nhỏnh nờn sẽ cú nhiệt độ sụi thấp hơn đồng phõn mạch thẳng là n- pentan. Một số chỳ ý khi làm bài : Cỏc bài thường gặp trong đề thi hoặc cỏc bộ đề luyện tập đú là sắp xếp theo chiều tăng dần , hoặc giảm dần nhiệt độ sụi , với kiểu dạng đề như thế , chỳng ta chỉ cần nắm rừ cỏc tiờu chớ sau . AI.Với Hidrocacbon Đi theo chiều tăng dần của dóy đồng đẳng ( Ankan , Anken , Ankin , Aren ) thỡ nhiệt độ sụi tăng dần vỡ khối lượng phõn tử tăngVD : C2H6 > CH4 – Với cỏc Ankan , Anken , Ankin , Aren tương ứng thỡ chiều nhiệt độ sụi như sauAnkan ancol > Amin > Andehit . – Xeton và Este > Andehit – Axit > ancol > amin > este > xeton > anđehit > dẫn xuất halogen > ete > CxHy c/ Chỳ ý với rượu và Acid
6. Cỏc gốc đẩy e ankyl (– CH3 , – C2H5 ) sẽ làm tăng nhiệt độ sụi tăng do liờn kết H bền hơn. Vớ dụ : CH3COOH Cl > Br > I ) d/ Chỳ ý với cỏc hợp chất thơm cú chứa nhúm chức -OH , -COOH , -NH2 – Nhúm thế loại 1 ( chỉ chứa cỏc liờn kết sigma như : (– CH3 , – C3H7 ) cú tỏc dụng đẩy e vào nhõm thơm làm liờn kết H trong chức bền hơn nờn làm tăng nhiệt độ sụi. – Nhúm thế loại 2 ( chưa liờn kết pi như NO2 , C2H4 ) cú tỏc dụng hỳt e của nhõm thơm làm liờn kết H trong chức kộm bền đi nờn làm giảm nhiệt độ sụi – Nhúm thế loại 3 ( cỏc halogen : – Br , – Cl , – F , – I ) cú tỏc dụng đẩy e tương tự như nhúm thế loại 1 e/ Chỳ ý thờm khi so sỏnh nhiệt độ sụi của cỏc chất – Với cỏc hợp chất đơn giản thỡ chỉ cần xột cỏc yếu tố chủ yếu là khối lượng phõn tử và liờn kết H để so sỏnh nhiệt độ sụi của chỳng – Với cỏc hợp chất phức tạp thỡ nờn xột đầy đủ tất cả cỏc yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ sụi để đưa đến kết quả chớnh xỏc nhất. – Về đồng phõn cấu tạo, cỏc chất đồng phõn cú cựng loại nhúm chức thỡ thứ tự nhiệt độ sụi sẽ được sắp xếp như sau: Bậc 1 > bậc 2 > bậc 3 > Bảng nhiệt độ sụi,núng chảy của một số chất: 0 0 0 0 Chất Chất Ka t nc t s t nc t s CH3OH - 97 64,5 HCOOH 8,4 101 3,77 C2H5OH - 115 78,3 CH3COOH 17 118 4,76 C3H7OH - 126 97 C2H5COOH - 22 141 4,88 C4H9OH - 90 118 n - C3H7COOH - 5 163 4,82 C5H11OH - 78,5 138 i – C3H7COOH - 47 154 4,85 C6H13OH - 52 156,5 n – C4H9COOH - 35 187 4,86 C7H15OH - 34,6 176 n- C5H11COOH - 2 205 4,85 H2O 0 100 CH2=CH- COOH 13 141 4,26 C6H5OH 43 182 (COOH)2 180 - 1,27 C6H5NH2 -6 184 C6H5COOH 122 249 4,2 CH3Cl -97 -24 CH3OCH3 - -24 C2H5Cl -139 12 CH3OC2H5 - 11 C3H7Cl -123 47 C2H5OC2H5 - 35 C4H9Cl -123 78 CH3OC4H9 - 71 CH3Br -93 4 HCHO -92 -21 C2H5Br -119 38 CH3CHO -123,5 21 C3H7Br -110 70,9 C2H5CHO -31 48,8 CH3COC3H7 -77,8 101,7 CH3COCH3 -95 56,5 C2H5COC2H5 -42 102,7 CH3COC2H5 -86,4 79,6 B.Với kim loại + Nhiệt độ sụi và nhiệt độ núng chảy của kim loại kiềm thấp hơn khỏ nhiều so với cỏc kim loại khỏc.Lớ do là liờn kết kim loại trong mạng tinh thể kim loại kiềm kộm bền vững. Bảng nhiệt độ sụi và nhiệt độ núng chảy của kim loại kiềm. Nguyờn tố Li Na K Rb Cs Nhiệt độ sụi (0C) 1330 892 760 688 690 Nhiệt độ núng chảy (0C) 180 98 64 39 29 Bảng nhiệt độ sụi và nhiệt độ núng chảy của kim loại kiềm thổ. Nguyờn tố Be Mg Ca Sr Ba