Luyện tập: Ôn tập cuối năm

Luyện tập: Ôn tập cuối năm (Lý thuyết)

Giới thiệu

Chương trình Hóa học lớp 12 đã trang bị cho các em những kiến thức nền tảng về hóa hữu cơ (este, cacbohiđrat, amin, amino axit, protein, polime) và hóa vô cơ (kim loại, đại cương về kim loại, ăn mòn, điều chế). Bài luyện tập hôm nay sẽ giúp chúng ta hệ thống hóa lại toàn bộ lý thuyết trọng tâm, củng cố các mối liên hệ giữa các chất, đồng thời vận dụng chúng vào những ví dụ cụ thể. Qua đó, các em sẽ tự tin hơn khi bước vào kì thi cuối năm.

I. Hệ thống hóa lý thuyết trọng tâm

1. Este – Chất béo

• Este là hợp chất được tạo thành từ axit cacboxylic và ancol (phản ứng este hóa xảy ra thuận nghịch, có xúc tác axit).
• Chất béo là triglixerit (trieste của glixerol với axit béo). Ở điều kiện thường, chất béo lỏng (dầu) chứa chủ yếu gốc axit béo không no; chất béo rắn (mỡ) chứa chủ yếu gốc axit béo no.
• Phản ứng thủy phân trong môi trường axit (thuận nghịch) và trong môi trường kiềm (phản ứng xà phòng hóa, một chiều).

2. Cacbohiđrat

• Glucozơ (C₆H₁₂O₆): có phản ứng tráng bạc (do nhóm –CHO), phản ứng với Cu(OH)₂ tạo dung dịch xanh lam (do nhiều nhóm –OH kề nhau), lên men tạo ancol etylic.
• Fructozơ (C₆H₁₂O₆): đồng phân của glucozơ, dù không có nhóm –CHO nhưng trong môi trường kiềm chuyển hóa thành glucozơ nên cũng tráng bạc.
• Saccarozơ (C₁₂H₂₂O₁₁): đisaccarit, thủy phân tạo glucozơ và fructozơ (xúc tác axit hoặc enzim).
• Tinh bột và xenlulozơ (C₆H₁₀O₅)ₙ: polisaccarit. Tinh bột tạo màu xanh tím với dung dịch iot. Xenlulozơ có phản ứng với HNO₃/H₂SO₄ (tạo xenlulozơ trinitrat).

3. Amin, Amino axit, Protein

• Amin: dẫn xuất của NH₃, có tính bazơ (anilin có tính bazơ yếu, không làm đổi màu quỳ tím nhưng tác dụng với axit mạnh).
• Amino axit: phân tử chứa đồng thời nhóm –NH₂ và –COOH. Có tính lưỡng tính (tác dụng với axit và bazơ). Các α-amino axit là đơn vị cấu thành protein.
• Protein: polipeptit. Bị thủy phân (xúc tác axit, bazơ hoặc enzim) tạo thành hỗn hợp α-amino axit. Có phản ứng màu biure (tạo phức màu tím với Cu(OH)₂ trong môi trường kiềm).

4. Polime

• Khái niệm: Phân tử khối rất lớn, do nhiều mắt xích tạo thành.
• Phân loại: Polime thiên nhiên (tinh bột, xenlulozơ, cao su thiên nhiên) và polime tổng hợp (polietilen, nilon-6,6, polistiren).
• Phản ứng trùng hợp (kết hợp các monome có liên kết đôi) và trùng ngưng (kết hợp các monome có hai nhóm chức, giải phóng phân tử nhỏ như H₂O).

5. Đại cương về kim loại

• Tính chất vật lí chung: tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt, ánh kim (do các electron tự do).
• Tính chất hóa học: kim loại có tính khử (dễ nhường electron). Tác dụng với phi kim (oxi, clo, lưu huỳnh), dung dịch axit (HCl, H₂SO₄ loãng), dung dịch muối (theo quy tắc alpha).
• Dãy điện hóa của kim loại: giúp dự đoán chiều phản ứng. Kim loại đứng trước đẩy được kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối.
• Ăn mòn kim loại: ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa. Bảo vệ bằng cách bảo vệ bề mặt (sơn, mạ) hoặc bảo vệ điện hóa (gắn kim loại hi sinh).
• Điều chế kim loại: phương pháp thủy luyện (dùng kim loại mạnh), nhiệt luyện (dùng CO, H₂, C khử oxit kim loại trung bình và yếu), điện phân (nóng chảy hoặc dung dịch).

II. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau (ghi rõ điều kiện phản ứng nếu có):

Glucozơ → (1) → Ancol etylic → (2) → Axit axetic → (3) → Etyl axetat.

Phân tích và giải:

• (1): Lên men glucozơ: C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂.
• (2): Oxi hóa ancol etylic bằng CuO, t°: C₂H₅OH + CuO → CH₃CHO + Cu + H₂O. Sau đó oxi hóa tiếp: CH₃CHO + O₂ (xúc tác) → CH₃COOH.
• (3): Phản ứng este hóa: CH₃COOH + C₂H₅OH (xúc tác H₂SO₄ đặc, t°) ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O.

Ví dụ 2: Cho các chất: glyxin (H₂NCH₂COOH), anilin (C₆H₅NH₂), lòng trắng trứng. Hãy nêu hiện tượng khi cho từng chất tác dụng với dung dịch Cu(OH)₂/OH⁻.

Phân tích và giải:

• Glyxin: tạo dung dịch màu xanh lam do phản ứng giữa ion Cu²⁺ và nhóm –COO⁻ (amino axit tạo phức).
• Anilin: không có hiện tượng (anilin không phản ứng với Cu(OH)₂).
• Lòng trắng trứng (protein): xuất hiện màu tím đặc trưng do phản ứng màu biure giữa liên kết peptit và Cu(OH)₂ trong môi trường kiềm.

Ví dụ 3: Một mẫu kim loại bạc bị lẫn tạp chất là đồng (Cu). Bằng phương pháp hóa học, hãy trình bày cách tinh chế bạc.

Phân tích và giải: Cho hỗn hợp vào dung dịch AgNO₃ dư. Đồng sẽ đẩy bạc ra khỏi dung dịch muối: Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag↓. Sau đó lọc lấy bạc nguyên chất, rửa sạch và sấy khô.

III. Ghi nhớ

• Nắm vững các phản ứng đặc trưng của este, cacbohiđrat, amin, amino axit, protein và polime.
• Kim loại thể hiện tính khử; dãy điện hóa giúp dự đoán phản ứng ăn mòn và phản ứng trong dung dịch muối.
• Các phương pháp điều chế kim loại: thủy luyện, nhiệt luyện, điện phân.
• Khi viết phương trình, luôn chú ý đến điều kiện phản ứng (nhiệt độ, xúc tác) và trạng thái chất (rắn, lỏng, khí, dung dịch).

IV. Bài tập gợi ý

1. Viết các phương trình thủy phân saccarozơ, thủy phân tinh bột và nêu sản phẩm cuối cùng.
2. Cho sơ đồ: CH₄ → C₂H₂ → C₂H₄ → C₂H₅OH → CH₃COOH → CH₃COONa. Hãy viết phương trình hóa học biểu diễn các giai đoạn.
3. Phân biệt các dung dịch: glucozơ, saccarozơ, hồ tinh bột và lòng trắng trứng chỉ bằng một thuốc thử. Nêu hiện tượng và giải thích.
4. Một thanh kẽm (Zn) được nhúng vào dung dịch CuSO₄. Sau một thời gian, lấy thanh kẽm ra, rửa nhẹ, sấy khô và cân lại thấy khối lượng giảm. Giải thích hiện tượng và viết phương trình phản ứng.
5. Điện phân nóng chảy Al₂O₃ (có criolit) thu được Al và O₂. Hãy cho biết vai trò của criolit trong quá trình điện phân.

Chúc các em ôn tập thật tốt và đạt kết quả cao trong kì thi sắp tới!