Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Khoa học tự nhiên Hóa học - Dầu khi Chuyên đề và bài tập Hóa hữu cơ 11 C9 Andrehit - xeton - axit cacboxylic...

Tài liệu Chuyên đề và bài tập Hóa hữu cơ 11 C9 Andrehit - xeton - axit cacboxylic

.DOC
76
167
55

Mô tả:

Chuyên đề và bài tập Hóa hữu cơ 11 C9 Andrehit - xeton - axit cacboxylic A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I. ĐỊNH NGHĨA, CẤU TRÚC, PHÂN LOẠI, DANH PHÁP VÀ TÍNH CHẤT VẬT LÍ 1. Định nghĩa và cấu trúc a. Định nghĩa • Nhóm >C=O được gọi là nhóm cacbonyl. • Anđehit là những hợp chất mà phân tử có nhóm –CH=O liên kết với gốc hiđrocacbon hoặc nguyên tử H. Nhóm –CH=O là nhóm chức của anđehit, nó được gọi là nhóm cacbanđehit. Thí dụ : HCH=O (fomanđehit), CH3CH=O (axetanđehit)… • Xeton là những hợp chất mà phân tử có nhóm >C=O liên kết với 2 gốc hiđrocacbon. Ví dụ :
CHUYÊN ĐỀ 6 : ANĐEHIT – XETON – AXIT CACBOXYLIC BÀI 1 : ANĐEHIT VÀ XETON A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I. ĐỊNH NGHĨA, CẤU TRÚC, PHÂN LOẠI, DANH PHÁP VÀ TÍNH CHẤT VẬT LÍ 1. Định nghĩa và cấu trúc a. Định nghĩa  Nhóm >C=O được gọi là nhóm cacbonyl.  Anđehit là những hợp chất mà phân tử có nhóm –CH=O liên kết với gốc hiđrocacbon hoặc nguyên tử H. Nhóm –CH=O là nhóm chức của anđehit, nó được gọi là nhóm cacbanđehit. Thí dụ : HCH=O (fomanđehit), CH3CH=O (axetanđehit)…  Xeton là những hợp chất mà phân tử có nhóm >C=O liên kết với 2 gốc hiđrocacbon. Ví dụ : CH3  C  CH3 || O ; CH 3  C  C 6 H 5 || O b. Cấu trúc của nhóm cacbonyl Cấu trúc của nhóm cacbonyl (a) Mô hình phân tử anđehit fomic (b) và axeton (c) Nguyên tử C mang liên kết đôi ở trạng thái lai hoá sp2. Liên kết đôi C=O gồm 1 liên kết  bền và một liên kết  kém bền. Góc giữa các liên kết ở nhóm >C=O giống với góc giữa các liên kết >C=C< tức là  120oC. Trong khi liên kết C=C hầu như không phân cực, thì liên kết >C=O bị phân cực mạnh : nguyên tử O mang một phần điện tích âm, , nguyên tử C mang một phần điện tích dương, +. Chính vì vậy các phản ứng của nhóm >C=O có những điểm giống và những điểm khác biệt so với nhóm >C=C<. 1 2. Phân loại Dựa theo cấu tạo của gốc hiđrocacbon, người ta phân chia anđehit và xeton thành 3 loại : no, không no và thơm. Ví dụ : CH3CH=O thuộc loại anđehit no, CH2=CH–CH=O thuộc loại anđehit không no, C 6 H 5CH  O thuộc loại anđehit thơm, CH3  C  CH3 || O thuộc loại xeton no, CH 3  C  C 6 H 5 || O thuộc loại xeton thơm,... 3. Danh pháp  Anđehit : Theo IUPAC, tên thay thế của anđehit gồm tên của hiđrocacbon theo mạch chính ghép với đuôi al, mạch chính chứa nhóm –CH=O, đánh số 1 từ nhóm đó. Một số anđehit đơn giản hay được gọi theo tên thông thường có nguồn gốc lịch sử. Ví dụ : Anđehit HCH=O CH3CH=O CH3CH2CH=O (CH3)2CHCH2CH=O CH3CH=CHCH=O Tên thay thế metanal etanal propanal 3-metylbutanal but-2-en-1-al Tên thông thường fomanđehit (anđehit fomic) axetanđehit (anđehit axetic) propionanđehit (anđehit propionic) isovaleranđehit (anđehit isovaleric) crotonanđehit (anđehit crotonic)  Xeton : Theo IUPAC, tên thay thế của xeton gồm tên của hiđrocacbon tương ứng ghép với đuôi on, mạch chính chứa nhóm >C=O, đánh số 1 từ đầu gần nhóm đó. Tên gốc - chức của xeton gồm tên hai gốc hiđrocacbon đính với nhóm >C=O và từ xeton. Ví dụ : CH3  C  CH3 || O CH3  C  CH 2  CH3 || O CH3  C  CH  CH 2 || O Tên thay thế : propan-2-on butan-2-on but-3-en-2-on Tên gốc - chức : đimetyl xeton etyl metyl xeton metyl vinyl xeton  Anđehit thơm đầu dãy, C6H5CH = O được gọi là benzanđehit (anđehit benzoic). Xeton thơm đầu dãy C6H5COCH3 được gọi là axetophenol (metyl phenyl xeton) 4. Tính chất vật lí Fomanđehit ( t s = -19oC) và axetanđehit ( t s = 21oC) là những chất khí không màu, mùi xốc, tan rất tốt trong nước và trong các dung môi hữu cơ. Axeton là chất lỏng dễ bay hơi ( t s = 57oC), tan vô hạn trong nước và hoà tan được nhiều chất hữu cơ khác. 2 So với hiđrocacbon có cùng số nguyên tử C trong phân tử, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của anđehit và xeton cao hơn. Nhưng so với ancol có cùng số nguyên tử C thì lại thấp hơn. Mỗi anđehit hoặc xeton thường có mùi riêng biệt, chẳng hạn xitral có mùi sả, axeton có mùi thơm nhẹ, menton có mùi bạc hà,… II. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC 1. Phản ứng cộng a. Phản ứng cộng hiđro (phản ứng khử) Khi có xúc tác Ni đun nóng, anđehit cộng với hiđro tạo ra ancol bậc Ni,t o CH3CH = O + H2    I, xeton cộng với hiđro tạo thành ancol CH3CH2OH Ni,t o CH3 CCH 3  H 2    CH 3  CHCH 3 || bậc II. | O OH b.Phản ứng cộng nước, cộng hiđro xianua  Liên kết đôi C=O ở fomanđehit có phản ứng cộng nước nhưng sản phẩm tạo ra có 2 nhóm OH cùng đính vào 1 nguyên tử C OH H 2 C  O  HOH � H 2C OH nên không bền, không tách ra khỏi dung (không bền) dịch được. CN  Hiđro xianua cộng vào nhóm cacbonyl tạo thành sản phẩm bền gọi là xianohiđrin. | CH3  C  CH3H  CN  CH3  C  CH 3 | || O OH (xianohiđrin) Phản ứng cộng hiđro xianua vào nhóm cacbonyl xảy ra qua 2 giai đoạn,  anion NC tấn công ở giai đoạn đầu, ion H+ phản ứng ở giai đoạn sau. CH3 CH O | CH3CH=O+ NC  C N - CH3CH O   H   CH 3CH OH | C N | C N 2. Phản ứng oxi hoá a. Tác dụng với brom và kali pemanganat  Thí nghiệm - Nhỏ nước brom vào dung dịch axetanđehit, màu của nước brom bị mất. 3 - Nhỏ nước brom vào dung dịch axeton, màu của nước brom không bị mất. - Nhỏ dung dịch kali pemanganat vào dung dịch axetanđehit, màu tím bị mất. - Nhỏ dung dịch kali pemanganat vào dung dịch axeton, màu tím không bị mất.  Giải thích : Xeton khó bị oxi hoá. Anđehit rất dễ bị oxi hoá, nó làm mất màu nước brom, dung dịch kali pemanganat và bị oxi hoá thành axit cacboxylic, thí dụ : RCH=O + Br2 + H2O  RCOOH + 2HBr  Chú ý : Đối với HCHO phản ứng xảy ra như sau : HCH=O + 2Br2 + H2O  CO2 + 4HBr b.Tác dụng với ion bạc trong dung dịch amoniac  Thí nghiệm : Cho dung dịch amoniac vào ống nghiệm đựng dung dịch bạc nitrat đến khi kết tủa sinh ra bị hoà tan hoàn toàn, thêm vào đó dung dịch axetanđehit rồi đun nóng thì thấy trên thành ống nghiệm xuất hiện lớp bạc sáng như gương, vì thế gọi là phản ứng tráng bạc.  Giải thích : Amoniac tạo với Ag+ phức chất tan trong nước. Anđehit khử được Ag+ ở phức chất đó thành Ag kim loại : AgNO3 + 3NH3 + H2O  Ag(NH3)2OH + NH4NO3 (phức chất tan) RCH=O + 2Ag(NH3)2OH  RCOONH4 + 2Ag  + 3NH3 + H2O RCH=O + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O  RCOONH4 + 2Ag  + 2NH4NO3 Phản ứng tráng bạc được ứng dụng để nhận biết anđehit và để tráng gương, tráng ruột phích.  Chú ý : Đối với HCHO phản ứng xảy ra như sau : HCH=O + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O  (NH4)2CO3 + 4Ag  + 4NH4NO3 3. Phản ứng ở gốc hiđrocacbon Nguyên tử hiđro ở bên cạnh nhóm cacbonyl dễ tham gia phản ứng. Ví dụ : CH COOH CH3  C  CH 3  Br2   3    CH 3  C  CH 2 Br  HBr  || || O O III. ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG 1. Điều chế 4 a.Từ ancol  Phương pháp chung để điều chế anđehit và xeton là oxi hoá nhẹ ancol bậc I, bậc II tương ứng bằng CuO.  Fomanđehit được điều chế trong công nghiệp bằng cách oxi hoá metanol nhờ oxi không khí ở 600 oC - 700oC với xúc tác là Cu hoặc Ag : o Ag, 600 C 2CH3 - OH + O2  2HCH = O + 2H2O  b. Từ hiđrocacbon Các anđehit và xeton thông dụng thường được sản xuất từ hiđrocacbon là sản phẩm của quá trình chế biến dầu mỏ.  Oxi hoá không hoàn toàn metan là phương pháp mới sản xuất fomanđehit : CH4 + O2 o xt, t   HCH=O + H2O  Oxi hoá etilen là phương pháp hiện đại sản xuất axetanđehit : PdCl 2CH2=CH2 + O2    2 , CuCl2    2CH3CH=O  Oxi hoá cumen rồi chế hoá với axit sunfuric thu được axeton cùng với phenol (CH3)2CHC6H5  1) O  2 tiểu phân 2)H SO 20% 2 4  trung gian      CH 3  CO  CH 3  C 6 H5  OH 2. Ứng dụng a. Fomanđehit : Fomanđehit được dùng chủ yếu để sản xuất poli(phenolfomanđehit) (làm chất dẻo) và còn được dùng trong tổng hợp phẩm nhuộm, dược phẩm. Dung dịch 37- 40% fomanđehit trong nước gọi là fomalin (còn gọi là fomol) được dùng để ngâm xác động vật, thuộc da, tẩy uế, diệt trùng... b. Axetanđehit : Axetanđehit chủ yếu được dùng để sản xuất axit axetic. c. Axeton : 5 Axeton có khả năng hoà tan tốt nhiều chất hữu cơ và cũng dễ dàng được giải phóng ra khỏi các dung dịch đó (do t thấp) nên được dùng làm dung môi trong sản xuất nhiều loại hoá chất, kể cả s một số polime. Axeton còn dùng làm chất đầu để tổng hợp ra nhiều chất hữu cơ quan trọng khác như clorofom, iođofom, bisphenol-A,... B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ ANĐEHIT I. Phản ứng khử anđehit Phương pháp giải Một số điều cần lưu ý khi giải bài tập liên quan đến phản ứng khử anđehit bằng H2 (to, Ni) : Phương trình phản ứng tổng quát : CnH2n+2-2a-b (CHO)b + o (a+b)H2  t, Ni  CnH2n+2-2a-b (CH2OH)b (a là số liên kết  ở gốc hiđrocacbon) Từ phương trình ta thấy : + Khối lượng hỗn hợp tăng sau phản ứng = khối lượng của H2 phản ứng. + Nếu anđehit tham gia phản ứng là anđehit không no thì ngoài phản ứng khử nhóm CHO thành nhóm CH2OH còn có phản ứng cộng H2 vào các liên kết bội trong mạch cacbon. ● Khi làm các bài tập dạng này, cần chú ý đến việc áp dụng các phương pháp : Nhận xét đánh giá, trung bình (đối với hỗn hợp các anđehit), bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng, đường chéo để tìm nhanh kết quả. ► Các ví dụ minh họa ◄ Ví dụ 1: Thể tích H2 (0oC và 2 atm) vừa đủ để tác dụng với 11,2 gam anđehit acrylic là : A. 4,48 lít. B. 2,24 lít. C. 0,448 lít. D. 0,336 lít. Hướng dẫn giải Anđehit acrylic có công thức là CH2=CHCHO, n CH2 CHCHO  11,2  0,2 mol. 56 6 Phương trình phản ứng : CH2=CHCHO + o 2H2  t, Ni  CH3CH2CH2OH (1) Đăng ký mua tài liệu file word môn Hóa trọn bộ: HƯỚNG DẪN ĐĂNG KÝ Soạn tin nhắn “Tôi muốn mua tài liệu môn Hóa” Gửi đến số điện thoại o CH3=C–CHO + 2H2  t, Ni CH3–CH–CH2OH  CH3 mol: 0,08 (1) CH3  0,08 Theo (1) và giả thiết ta có : n2  metylpropenal (pha��g)  nancol iso butylic  n � n Vậy hiệu suất phản ứng là : H  5,92  0,08 mol. 74 0,08.70 .100%  80%. 7 Đáp án AD. Ví dụ 3: Một hợp chất hữu cơ X chứa C, H, O. Khi đốt cháy hoàn toàn 0,03 mol X cho 2,016 lít CO2 (đktc). Mặt khác để hiđro hóa hoàn toàn 0,15 mol X cần 3,36 lít H 2 (0oC, 2atm) và được rượu no Y. Biết X tác dụng được với AgNO3/NH3 cho kết tủa Ag. CTCT của X là : A. C2H5CHO. B. CH2=CHCHO. C. CH3CHO. D. CH2  CHCHO. Hướng dẫn giải Theo giả thiết ta có : n CO2  2,016  0,09 mol, n X  0,03 mol. 22,4 Suy ra số nguyên tử C trong X là : 0,09 3 0,03 Số mol H2 phản ứng với 0,15 mol X là : n H2  (1) 3,36.2  0,3 mol 0,082.273 7 Suy ra số liên kết  trong X là : 0,3 2 0,15 (2) Vậy từ (1) và (2) suy ra X là CH2=CHCHO (X có 1 liên kết  ở gốc hiđrocacbon và 1 liên kết  ở nhóm chức CHO). CH2=CHCHO mol: +  0,15 o 2H2  t, Ni  CH3CH2CH2OH 0,3 Đáp án B. Ví dụ 4: Hiđro hoá hoàn toàn 4,2 gam một anđehit đơn chức (X) cần vừa đủ 3,36 lít khí hiđro (đktc). Biết (X) chứa không quá 4 nguyên tử C, tên gọi của (X) là : A. etanal. B. propenal. C. propanal. D. 2-metylpropenal. Hướng dẫn giải Căn cứ vào đáp án và giả thiết ta xét hai khả năng : ● X là anđehit no, đơn chức, suy ra : n X  n H2  0,15 mol  M X  4,2  28 (loại). 0,15 ● X là anđehit không no, đơn chức, phân tử có một liên kết đôi C=C, suy ra : nX  1 4,2 nH2  0,075 mol  M X   56. Vậy X là CH2=CHCHO. 2 0,075 Đáp án B. Ví dụ 5: Hiđro hóa hoàn toàn 2,9 gam mô ôt anđehit A được 3,1 gam ancol. A có công thức phân tử là : A. CH2O. B. C2H4O. C. C3H6O. D. C2H2O2. Hướng dẫn giải Căn cứ vào đáp án ta thấy các anđehit đều no nên không có phản ứng cộng H2 vào mạch C. Phương trình phản ứng : –CHO mol: x +  o H2  t, Ni  x –CH2OH  (1) x Gọi số mol nhóm chức CHO trong A là x mol, theo phương trình phản ứng ta thấy, khối lượng sản phẩm sau phản ứng tăng thêm = khối lượng H2 phản ứng = 2x. Suy ra : 2x = 3,1 – 2,9 = 0,2  x = 0,1. 8 ● Nếu A là anđehit đơn chức thì MA = 2,9  29 (loại) 0,1 ● Nếu A là anđehit 2 chức thì số mol của anđehit là 0,05 mol  MA = 2,9  58 . 0,05 Đặt công thức của A là R(CHO)2, ta có : R + 58 = 58  R = 0. Vậy A là HOC – CHO. Đáp án D. Ví dụ 6: X là hỗn hợp gồm H2 và hơi của hai anđehit (no, đơn chức, mạch hở, phân tử đều có số nguyên tử C nhỏ hơn 4), có tỉ khối so với heli là 4,7. Đun nóng 2 mol X (xúc tác Ni), được hỗn hợp Y có tỉ khối hơi so với heli là 9,4. Thu lấy toàn bộ các ancol trong Y rồi cho tác dụng với Na (dư), được V lít H2 (đktc). Giá trị lớn nhất của V là : A. 22,4. B. 5,6. C. 11,2. D. 13,44. Hướng dẫn giải Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có : mX = mY  nX MY 2   nY MX 1 nX M X = nY M B  Vậy số mol H2 phản ứng = nX – nY = 2 –1 =1 mol Sơ đồ phản ứng : 1 –CHO + H2    –CH2OH    2 H2 t o , Ni mol: 1  1  Na 1  0,5 Thể tích H2 thoát ra là : VH2 = 11,2 lít. Đáp án C. Ví dụ 7: Cho 14,6 gam hỗn hợp 2 anđehit đơn chức, no liên tiếp tác dụng hết với H 2 tạo 15,2 gam hỗn hợp 2 ancol. a. Tổng số mol 2 ancol là : A. 0,2 mol. B. 0,4 mol. C. 0,3 mol. D. 0,5 mol. b. Khối lượng anđehit có KLPT lớn hơn là : 9 A. 6 gam. B. 10,44 gam. C. 5,8 gam. D. 8,8 gam. Hướng dẫn giải Đặt công thức phân tử trung bình của 2 anđehit no, đơn chức, kế tiếp nhau là C n H2n 1CHO . Phương trình phản ứng : C n H 2n 1CHO o H 2  t, Ni   C n H 2n 1CH 2OH (1) Theo (1) và giả thiết ta có : nC H n CHO 2 n 1  nC H n Suy ra : 14 n +30 = CH2 OH 2 n 1  nH  2 15,2  14,6  0,3 mol. 2 14,6 4  n  (1,333) . Vậy hai anđehit là CH3CHO và C2H5CHO. 0,3 3 Áp dụng sơ đồ đường chéo cho số nguyên tử C trung bình của hai anđehit : n CH3CHO  1 n CH CHO 3 n C H CHO 2 5  2 4 1 3 2– 4 3 = 2 3 4 1 –1 = 3 3 Từ đó suy ra số mol của C2H5CHO là 0,1 mol. n C2 H5CHO 2 Vậy khối lượng của C2H5CHO là 58.0,1 = 5,8 gam. Đáp án CC. II. Phản ứng tráng gương (phản ứng oxi hóa anđehit bằng AgNO3/NH3) Phương pháp giải Một số điều cần lưu ý khi giải bài tập liên quan đến phản ứng tráng gương : ● Bản chất phản ứng : o –CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O  t –COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag 10 ● Phương trình phản ứng tổng quát : R(COONH4)n + 2nAg  + 2nNH4NO3 o R(CH=O)n + 2nAgNO3 + 3nNH3 + nH2O  t ● Đối với anđehit đơn chức : o RCH=O + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O  t RCOONH4 + 2Ag  + 2NH4NO3 ● Chú ý : Đối với HCHO phản ứng xảy ra như sau : o HCH=O + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O  t (NH4)2CO3 + 4Ag  + 4NH4NO3 ● Những điều rút ra : - Khi cho hỗn hợp các anđehit đơn chức X tham gia phản ứng tráng gương mà : + nA g nX  2 thì chứng tỏ rằng trong X có HCHO. + Dung dịch sau phản ứng tráng gương phản ứng với dung dịch HCl thấy giải phóng khí CO 2 thì chứng tỏ rằng trong X có HCHO. - Khi cho một anđehit X tham gia phản ứng tráng gương mà nA g nX  4 thì X có thể là HCHO hoặc R(CHO)2. ● Khi làm các bài tập dạng này, cần chú ý đến việc áp dụng các phương pháp : Nhận xét đánh giá , trung bình (đối với hỗn hợp các anđehit), biện luận, bảo toàn nguyên tố, tăng giảm khối lượng, bảo toàn electron để tìm nhanh kết quả. ► Các ví dụ minh họa ◄ Ví dụ 1: Cho 1,97 gam dung dịch fomalin tác dụng với dung dịch AgNO 3/NH3 dư thu được 10,8 gam Ag. Nồng độ % của anđehit fomic trong fomalin là : A. 49%. B. 40%. C. 50%. D. 38,07%. Hướng dẫn giải Phương trình phản ứng : HCH=O + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O  (NH4)2CO3 + 4Ag  + 4NH4NO3 (1) mol: 0,025 Theo (1) và giả thiết ta có : n HCHO   0,1 1 1 10,8 n Ag  .  0,025 mol. 4 4 108 Vậy nồng độ % của anđehit fomic trong dung dịch fomalin là : 11 C%HCHO  0,025.30 .100  38,07%. 1,97 Đáp án D. Ví dụ 2: Cho hỗn hợp metanal và hiđro đi qua ống đựng Ni nung nóng. Dẫn toàn bộ hỗn hợp sau phản ứng vào bình nước lạnh để làm ngưng tụ hoàn toàn hơi của chất lỏng và hoà tan các chất khí có thể tan được, khi đó khối lượng của bình này tăng thêm 8,65 gam. Lấy dung dịch trong bình này đem đun nóng với AgNO 3/NH3 được 32,4 gam Ag (phản ứng xảy ra hoàn toàn). Khối lượng metanal ban đầu là : A. 8,25 gam. B. 7,60 gam. C. 8,15 gam. D. 7,25 gam. Hướng dẫn giải Gọi số mol HCHO tham gia phản ứng cộng H2 là x mol. Phương trình phản ứng : HCHO mol: + x H2   CH3OH (1) x HCH=O + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O  (NH4)2CO3 + 4Ag  + 4NH4NO3 (2) mol: y  4y Theo giả thiết và (1) ta thấy các chất tan trong bình là CH3OH (x mol) và HCHO dư (y mol).  32,4  y  0, 075  0,3  4y    Vậy ta có hệ :  108  32x  30y  8,65  x  0,2  Tổng số mol HCHO ban đầu = 0,075 + 0,2 = 0,275 mol. Khối lượng HCHO ban đầu = 0275.30 = 8,25 gam. Đáp án A. Ví dụ 3: Cho 10,4 gam hỗn hợp gồm metanal và etanal tác dụng với một lượng vừa dư AgNO 3/NH3 thu được 108 gam Ag. Khối lượng metanal trong hỗn hợp là : A. 4,4 gam. B. 3 gam. C. 6 gam. D. 8,8 gam. Hướng dẫn giải Phương trình phản ứng : CH3CH=O + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O  CH3COONH4 + 2Ag  + 2NH4NO3 (1) mol: x  2x 12 HCH=O + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O  (NH4)2CO3 + 4Ag  + 4NH4NO3 mol:  y (2) 4y Theo (1), (2) và giả thiết ta có hệ :  44x  30y  10,4  x  0,1   108    y  0,2  2x  4y  108  Khối lượng HCHO trong hỗn hợp là 30.0,2 = 6 gam. Đáp án C. Ví dụ 4: Cho 1,74 gam anđehit oxalic tác dụng vừa đủ với dung dịch AgNO 3 trong NH3 tạo ra m gam bạc kết tủa. Giá trị của m là : A. 6,48 gam. B. 12,96 gam. C. 19,62 gam. D. 19,44. Hướng dẫn giải Phương trình phản ứng : OHC–CHO + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O  H4NOOC–COONH4 + 4Ag  + 4NH4NO3 (2) mol:  0,03 0,03.4 Theo phương trình phản ứng ta thấy : n Ag  4.n OHC CHO  4. 1,74  0,12 mol  m Ag  12,96 gam. 58 Đáp án B. Ví dụ 5: Cho 7,2 gam ankanal A phản ứng hoàn toàn với dung dịch AgNO 3/NH3 sinh ra muối của axit B và 21,6 gam bạc kim loại. Nếu cho A tác dụng với H 2/Ni, to thu được ancol đơn chức, có mạch nhánh. CTCT của A là : A. CH3–CH2–CH2–CHO. B. (CH3)2CH–CH2–CHO. C. CH3–CH(CH3)–CH2–CHO. D. (CH3)2CH–CHO. Hướng dẫn giải Đặt công thức của A là RCHO. Phương trình phản ứng : RCHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O  RCOONH4 + 2Ag  + 2NH4NO3 (1) mol: 0,1  0,2 13 Theo (1) và giả thiết ta có : 1 1 21,6 7,2 n RCHO  .n Ag  .  0,1 mol  R  29   72  R  43  R là C3H7–. 2 2 108 0,1 Vì A tác dụng với H2 thu được ancol có mạch nhánh nên A là (CH3)2CH–CHO. o CH3–CH–CHO + H2  t, Ni CH3–CH–CH2OH  CH3 CH3 Đáp án D. Ví dụ 6: Cho 6,6 gam một anđehit đơn chức, mạch hở phản ứng với lượng dư AgNO3/NH3 đun nóng, lượng Ag sinh ra cho tác dụng với HNO 3 loãng thu được 2,24 lít NO (duy nhất ở đktc). Công thức cấu tạo của X là : A. CH3CHO. B. HCHO. C. C2H5CHO. D. CH2=CHCHO. Hướng dẫn giải Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có : n Ag  3.n NO  0,3 mol. 1 1 Nếu anđehit là HCHO thì n HCHO  .n Ag  .0,3  0,075  m HCHO  0,075.30  2,25 gam 4 4 (loại). Vậy anđehit có dạng là RCHO, ta có : 1 1 6,6 n RCHO  .n Ag  .0,3  0,15 mol  R  29   44  R  15  R là CH3–. 2 2 0,15 Đáp án A. Ví dụ 7: Cho 4,2 gam một anđehit A mạch hở tác dụng với dung dịch AgNO 3 dư trong NH3 thu được hỗn hợp muối B. Nếu cho lượng Ag sinh ra tác dụng với dung dịch HNO 3 đặc tạo ra 3,792 lít khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất ở 27 oC, áp suất 740 mmHg) tỉ khối hơi của A so với nitơ nhỏ hơn 4. Công thức phân tử của A là A. C2H3CHO. B. CH3CHO. C. HCHO. D. C2H5CHO. Hướng dẫn giải n NO2  740 3,792 .  0,15 mol. 760 (27  273).0,082 14 Áp dụng bảo toàn electron ta có : n Ag  n NO2  0,15 mol. 1 Nếu A là HCHO thì n HCHO  .n Ag  0,0375 mol  m HCHO  0,0375.30  1,125 gam (loại). 4 1 4,2  56  R  27  R là Nếu A là RCHO thì n RCHO  .n Ag  0,075 mol  R  29  2 0,075 CH2=CH–. Vậy A là CH2=CHCHO. Đáp án A. Ví dụ 8: Đốt cháy hoàn toàn một anđehit X thu được số mol CO 2 bằng số mol H2O. Nếu cho X tác dụng hết với lượng dư Ag 2O/NH3 thì số mol Ag thu được gấp 4 lần số mol X đã phản ứng. Công thức phân tử X là : A. C2H5–CHO. B. HCHO. C. (CHO)2. D. C2H3–CHO. Hướng dẫn giải Đốt cháy anđehit X thu được số mol CO2 bằng số mol H2O chứng tỏ anđehit là no, đơn chức. X tham gia phản ứng tráng gương có n Ag nX  4 . 1 Từ những căn cứ trên ta suy ra X là HCHO. HCHO + O2 o  t CO2 + H2O (1) o HCH=O + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O  t (NH4)2CO3 + 4Ag  + 4NH4NO3 (2) Đáp án B. Ví dụ 9: Cho 0,25 mol một anđehit mạch hở X phản ứng với lượng dư dung dịch AgNO 3 trong NH3, thu được 54 gam Ag. Mặt khác, khi cho X phản ứng với H 2 dư (xúc tác Ni, to) thì 0,125 mol X phản ứng hết với 0,25 mol H2. Chất X có công thức ứng với công thức chung là : A. CnH2n-3CHO (n ≥ 2). B. CnH2n-1CHO (n ≥ 2). C. CnH2n+1CHO (n ≥0). D. CnH2n(CHO)2 (n ≥ 0). Hướng dẫn giải n Ag nX n H2 nX  2  1 X có chứa 1 nhóm CHO.  2  1 X chứa hai liên kết  trong phân tử. Trong nhóm –CHO có một liên kết , do đó liên kết  còn lại phải nằm trong gốc hiđrocacbon. Vậy gốc hiđrocacbon có dạng là CnH2n–1. 15 Đáp án B. Ví dụ 10: Hợp chất A chứa 1 loại nhóm chức và phân tử chỉ chứa các nguyên tố C, H, O trong đó oxi chiếm 37,21% về khối lượng, 1 mol A tráng gương hoàn toàn cho 4 mol Ag. Vậy A là : A. C2H4(CHO)2. B. HCHO. C. CH3–CHO. D. OHC–CH2–CHO. Hướng dẫn giải n Ag nA 0,4 4   Loại C. 0,1 1  Tính % khối lượng của oxi trong các chất ở các phương án A, B, D thấy A thỏa mãn. Đáp án A. Ví dụ 11: Cho bay hơi hết 5,8 gam một hợp chất hữu cơ X thu được 4,48 lít hơi X ở 109,2 oC và 0,7 atm. Mặt khác khi cho 5,8 gam X phản ứng của AgNO3/NH3 dư tạo 43,2 gam Ag. CTPT của X là A. C2H2O2. B. C3H4O2. C. CH2O. D. C2H4O2. Hướng dẫn giải nX  n Ag nX 4,48.0,7  0,1 mol  M X  58 gam / mol. (109,2  273).0,082 0,4 4  . 0,1 1  Từ những căn cứ trên ta thấy X là anđehit oxalic (OHC–CHO). Đáp án A. Ví dụ 12: 8,6 gam anđehit mạch không nhánh A tác dụng với lượng (dư) dung dịch AgNO 3/NH3 tạo 43,2 gam Ag. A có công thức phân tử là : A. CH2O. B. C3H4O. C. C4H8O. D. C4H6O2. Hướng dẫn giải n Ag  43,2  0,4 mol . 108 1 8,6  43  R  14 (loại). Nếu A là RCHO thì n A  .n Ag  0,2 mol  R  29  2 0,2 16 1 Nếu A là HCHO thì n HCHO  .n Ag  0,1 mol  m HCHO  0,1.30  3 gam (loại). 4 Nếu A là R(CHO)2 thì : 1 8,6 n R(CHO)2  .n Ag  0,1 mol  R  58   86  R  28  R : C 2 H 4  . 4 0,1 A có mạch cacbon không phân nhánh nên A là OHC–CH2–CH2–CHO (C4H6O2). Đăng ký mua tài liệu file word môn Hóa trọn bộ: HƯỚNG DẪN ĐĂNG KÝ Soạn tin nhắn “Tôi muốn mua tài liệu môn Hóa” Gửi đến số điện thoại Hướng dẫn giải –CHO + 1 O2 2 số mol O2 phản ứng x  o  t, xt  –COOH (1) 4,05  2,61  0,045 mol. 32 ● Nếu anđehit có dạng RCHO thì : n RCHO  2.n O2  0,09 mol  R  29  2,61  29  R  0 (loại). 0,09 ● Nếu anđehit có dạng R(CHO)2 thì : n R(CHO)2  n O2  0, 045 mol  R  29.2  2,61  58  R  0 (Thỏa mãn). 0,045 Đáp án A. Ví dụ 4: Oxi hóa 1,8 gam HCHO thành axit với hiệu suất H% thu được hỗn hợp X. Cho X tham gia phản ứng tráng gương thu được 16,2 gam Ag. Giá trị của H là : 17 A. 60. B. 75. C. 62,5. D. 25. Hướng dẫn giải Gọi số mol HCHO bị oxi hóa thành axit là x, số mol HCHO dư là y. Phương trình phản ứng : o  t, xt  2HCHO + O2 mol:  x o 4Ag  y (2) 4y o , HCOOH  AgNO3 / NH3t  2Ag    mol: x (1) x , HCHO  AgNO3 / NH3t     mol: 2HCOOH  (3) 2x Theo giả thiết và các phản ứng (1), (2), (3) ta có :  1,8  x  y  30  0,06  x  0,045      2x  4y  16,2  0,15  y  0,025  108 0,045 .100  75% . 0,06 Hiệu suất phản ứng là : H  Đáp án B. Ví dụ 5: Hỗn hợp A gồm anđehit fomic và anđehit axetic. Oxi hoá hoàn toàn hỗn hợp A thu được hỗn hợp B gồm 2 axit. Tỉ khối hơi của B so với A là d. Khoảng giá trị của d là : A. 0,9 < d < 1,2. B. 1,5 < d < 1,8. C. 1,36 < d < 1,53. D. 1,36 < d < 1,48. Hướng dẫn giải Phương trình phản ứng : 2HCHO + O2 2CH3CHO + O2 o  t, xt  o  t, xt  2HCOOH (1) 2CH3COOH(2) Giả sử A chỉ chứa HCHO thì B chỉ chứa HCOOH. Suy ra d  M B 46   1,53 . M A 30 Giả sử A chỉ chứa CH3CHO thì B chỉ chứa CH3COOH. Suy ra d  M B 60   1,36 . M A 44 18 Trên thực tế hỗn hợp A gồm cả HCHO và CH3CHO; B gồm cả HCOOH và CH3COOH nên : 1,36 < d < 1,53. Đáp án C. Ví dụ 6: Chia hỗn hợp 2 anđehit no đơn chức thành 2 phần bằng nhau : - Đốt cháy hoàn toàn phần 1 thu được 0,54 gam H2O. - Phần 2 cộng H2 (Ni, to ) thu được hỗn hợp A. Nếu đốt cháy hoàn toàn A thì thể tích khí CO2 thu được (đktc) là : A. 0,112 lít. B. 0,672 lít. C. 1,68 lít. D. 2,24 lít. Hướng dẫn giải Đốt cháy hỗn hợp là anđehit no, đơn chức  n CO2  n H2O  0,03 mol Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có : n C(A)  n C(P1 )  n C(P2 )  0,03 mol  VCO2  0,672 lít. Đáp án B. Ví dụ 7: Cho hỗn hợp khí X gồm CH3CHO và H2 đi qua ống sứ đựng bột Ni nung nóng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp khí Y gồm hai chất. Đốt cháy hết hết Y thu được 11,7 gam H2O và 7,84 lít CO2 (đktc). Phần trăm theo thể tích của H2 trong X là : A. 63,16%. B. 46,15%. C. 53,85%. D. 35,00%. Hướng dẫn giải Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta thấy : Thành phần nguyên tố trong hỗn hợp X và Y là như nhau nên ta suy ra đốt cháy hỗn hợp Y cũng như đốt cháy hỗn hợp X. Phương trình phản ứng : + 5O2  2CH3CHO  mol : 0,175 2H2 mol : 0,3 + O2   4CO2 + 0,35  4H2O (1) 0,35 2H2O (2) (0,65 – 0,35) = 0,3 Theo các phản ứng và giả thiết suy ra phần trăm thể tích của hiđro trong hỗn hợp là : % H2 = 0,3 .100%  63,16% . 0,175  0,3 Đáp án A. 19 Ví dụ 8: Hiđro hoá hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai anđehit no, đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng thu được (m + 1) gam hỗn hợp hai ancol. Mặt khác, khi đốt cháy hoàn toàn cũng m gam X thì cần vừa đủ 17,92 lít khí O2 (ở đktc). Giá trị của m là : A. 10,5. B. 17,8. C. 8,8. D. 24,8. Hướng dẫn giải Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có : m H2  (m+1) – m = 1, n H2  0,5 mol Đặt công thức trung bình của hai anđehit là C n H 2n 1CHO . Phương trình phản ứng :  C n H 2n 1CHO + H2 mol:  0,5 C n H 2n 1CH 2OH 0,5 C n H 2n 1CHO + 3n  2 O2  2 mol: 0,5  (1) 0,5. ( n +1) CO2 + ( n +1)H2O (2) 3n  2 2 Theo (1), (2) và giả thiết ta có: 0,5. 3n  2 17,92  = 22, 4 2 n = 0,4  m = (14 n + 30).0,1 = 17,8 gam. Đáp án B. Ví dụ 9: Hiđro hoá hoàn toàn hỗn hợp M gồm hai anđehit X và Y no, đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng (MX < My), thu được hỗn hợp hai ancol có khối lượng lớn hơn khối lượng M là 1 gam. Đốt cháy hoàn toàn M thu được 30,8 gam CO2. Công thức và phần trăm khối lượng của X lần lượt là : A. HCHO và 50,56%. B. CH3CHO và 67,16%. C. CH3CHO và 49,44%. D. HCHO và 32,44%. Hướng dẫn giải Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: m H2  (m+1) – m = 1, n H2  0,5 mol Đặt công thức trung bình của hai anđehit là C n H 2n 1CHO Phương trình phản ứng: 20
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan