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 : HCH=O (fomanđehit), CH3CH=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 :
HCH=O (fomanđehit), CH3CH=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 : CH3CH=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
CH3CH2OH
Ni,t o
CH3 CCH 3 H 2 CH 3 CHCH 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 CH3H CN CH3 C CH 3
|
||
O
OH
(xianohiđrin)
Phản ứng cộng hiđro xianua vào
nhóm cacbonyl xảy ra qua 2 giai đoạn,
anion NC tấn công ở giai đoạn đầu, ion
H+ phản ứng ở giai đoạn sau.
CH3 CH O
|
CH3CH=O+ NC
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
RCOOH + 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)2OH + NH4NO3
(phức chất tan)
RCH=O + 2Ag(NH3)2OH
RCOONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O
RCH=O + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O RCOONH4 + 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
2CH3CH=O
Oxi hoá cumen rồi chế hoá với axit sunfuric thu được axeton cùng với phenol
(CH3)2CHC6H5 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
RCH=O + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O t
RCOONH4 + 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 / NH3t 2Ag
mol:
x
(1)
x
,
HCHO AgNO3 / NH3t
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 -