Tiêu đề CĐ25-BÀI TẬP TỔNG HỢP VỀ ALCOHOL VÀ CARBOXYLIC ACID-GV.pdf ✅

1 BÀI TẬP NÂNG CAO VỀ ALCOHOL VÀ CARBOXYLIC ACID A. MỘT SỐ PHƢƠNG TRÌNH HÓA HỌC CẦN NHỚ o 2 4 loaõng o 2 4 ñaëc 2 4 ñaëc men röôïu 6 12 6 2 5 2 men giaám 2 5 2 3 2 3 2 5 3 2 5 2 2 5 18 H SO ,t 2 4 2 3 2 H SO ,t H SO (2) C H O ( 2C H OH 2CO (3) 1) C H H O CH C O C H OH O CH OOH H O (4) CH C OH C H OH CH COOC H H O (5) O C H H O H H            o t 0 o 0 3 3 2 CaO,t 3 4 2 3 C 0 aO,t 3 ñ 2 aëc,dö 4 2 C 2 2 2 3 CH CH H O H O (6) CH COOH NaOH CH COONa H O (7) CH COONa NaOH CH Na CO (8) CH COOH 2NaOH CH Na CO                B. BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1. 1. Hoàn thành các phản ứng sau dưới dạng công thức cấu tạo thu gọn, biết các chất phản ứng theo đúng tỉ lệ mol trong sơ đồ sau: (1) C6H14O4 + 2NaOH 0 t (A) + (B) + (C) (2) (A) + NaOH CH4 + Na2CO3 (3) (B) + HCl → (D) + NaCl (4) (D) + 2Na → (E) + H2 (7) (C) o  H SO ñaëc,170 C 2 4 (I) + H2O (8) 2(C) o  H SO ñaëc,140 C 2 4 (K) + H2O 2. Viết công thức cấu tạo các hợp chất hữu cơ mạch hở có công thức C2HyOz ( Hƣớng dẫn 1) Từ (2)  A là CH3COONa; Từ (5,6,7,8)  C là C2H5OH C6H10O4 + 2NaOH 0 t CH3COONa + B + C2H5OH → B là C2H3O3Na B + HCl  D + NaCl → D là C2H6O3 D + 2Na tạo 1 phân tử H2  D chứa 1 nhóm COOH và 1 nhóm OH  D là HO-CH2-COOH  B là HO-CH2-COONa  C6H14O4 là CH3COO-CH2-COO-C2H5. (1) CH3COO-CH2-COO-C2H5 + 2NaOH CH3COONa + HO-CH2-COONa + C2H5OH (2) CH3COONa + NaOH CH4 + Na2CO3 (3) HO-CH2-COONa + HCl → HO-CH2-COOH + NaCl (4) HO-CH2-COOH + 2Na → NaO-CH2-COONa + H2  0 CaO t cao z 0)  0 t 0 t CaO
2 (5) C2H5OH o  H SO ñaëc,170 C 2 4 CH2=CH2 + H2O (6) 2C2H5OH o  H SO ñaëc,140 C 2 4 C2H5-O-C2H5 + H2O 2) C2HyOz (z ≠ 0) - Vì y ≤ 2.2 + 2 = 6 và y chẵn → y = 6; 4 hoặc 2. - Với y = 6: + C2H6O: CH3-CH2-OH; CH3-O-CH3 + C2H6O2 HO-CH2-CH2-OH; HO-CH2-O-CH3 + C2H6O3: HO-CH2-O-CH2-OH - Với y = 4: + C2H4O: CH3CHO + C2H4O2: CH3COOH; HCOOCH3; HO-CH2-CHO + C2H4O3: HO-CH2-COOH; HCOO-CH2-OH - Với y = 2: + C2H2O2: OHC-CHO + C2H2O3: OHC-COOH + C2H2O4: HOOC-COOH Bài 2. Xăng sinh học (xăng pha ethanol), (ethanol hay còn gọi alcohol etylic) được coi là giải pháp thay thế cho xăng truyền thống. Xăng pha ethanol là xăng được pha một lượng ethanol theo tỷ lệ đã nghiên cứu như: xăng E85 (pha 85% ethanol), E10 (pha10% ethanol), E5 (pha 5% ethanol),... - Tại sao gọi xăng ethanol là xăng sinh học ? Viết các phương trình hóa học để chứng minh. - Tại sao xăng sinh học được coi là giải pháp thay thế xăng truyền thống ? Biết khi đốt cháy 1 kg xăng truyền thống thì cần 3,22 kg O2. Hƣớng dẫn - Xăng pha ethanol được gọi là xăng sinh học vì lượng ethanol trong xăng có nguồn gốc từ thực vật (nhờ phản ứng lên men để sản xuất số lượng lớn). Loại thực vật thường được trồng để sản xuất ethanol là: ngô, lúa mì, đậu tương, củ cải đường,... + Phương trình hóa học: (C6H10O5)n + nH2O 0  t , axit nC6H12O6 C6H12O6 0 xt,t 2C2H5OH + 2CO2 - Xét phản ứng cháy của 1 kg ethanol: C2H5OH + 3O2 0 t 2CO2 + 3H2O C H OH O O 2 5 2 2 1 3 3.32 n n m 2,087 (kg) 46 46 46        O2 m (khi đốt ethanol) < O2 m = 3,22 kg (khi đốt xăng truyền thống).
3 Như vậy khi đôt cháy 1kg xăng thì tiêu tốn nhiều oxi hơn khi đốt cháy 1kg ethanol. Đốt cháy ethanol tiêu tốn ít oxi hơn đồng nghĩa với lượng khí thải thoát ra ngoài ít hơn, hạn chế việc ô nhiễm môi trường. Hơn nữa, nguồn ethanol dễ dàng sản xuất quy mô lớn không bị hạn chế về trữ lượng như xăng dầu truyền thống. Do vậy, dùng xăng sinh học là một giải pháp cần được nhân rộng trong đời sống và sản xuất. Bài 3. Đốt cháy hoàn toàn 3,18 gam hỗn hợp A gồm 2 alcohol đơn chức X, Y (MX < MY) đồng đẳng (mạch hở không phân nhánh, phân tử chứa một liên kết đôi) thu được 7,48 gam CO2. Biết số mol của alcohol X chiếm khoảng 65% đến 81% tổng số mol hỗn hợp A. Tìm công thức phân tử, viết công thức cấu tạo của mỗi alcohol X, Y. Hƣớng dẫn Đặt công thức trung bình của 2 alcohol là n 2n C H O n 2n C H O + 3n 1 2  O2 0 t n CO2 + n H2O Theo phương trình hóa học  14n 16 3,18 n 3,4 44n 7,48     Vì alcohol không no có ít nhất 3C nên  3 ≤ CX < 3,4 < CY. (Giải thích: OH không gắn vào C nối đôi nên alcohol không no có ít nhất 3C)  Chỉ có CX = 3 thỏa mãn. Vậy công thức phân tử của X: C3H6O Giả sử có 1 mol hỗn hợp. Gọi a là số mol C3H6O 3a + (1 – a).CY = 3,4  Y Y 3,4 C a 3 C    Vì 0,65 < a < 0,81 nên  Y Y Y 3,4 C 0,65 0,81 4,14 C 5,11 3 C         Chỉ có CY = 5 là thỏa mãn. Công thức phân tử của Y: C5H10O Công thức cấu tạo của X: CH2=CH – CH2OH Công thức cấu tạo của Y: CH2=CH–CH(OH) – CH2–CH3 CH2=CH–CH2–CH(OH)– CH3 CH2=CH–CH2–CH2– CH2OH CH2(OH)– CH =CH – CH2 – CH3 CH3 – CH = CH – CH(OH) – CH3 CH3 – CH=CH – CH2 – CH2OH Bài 4. Chia m gam hỗn hợp X gồm CH3OH và C3H5(OH)3 thành hai phần bằng nhau, sau đó: - Phần 1: Cho tác dụng với Na dư thu được V lít khí (đkc). - Phần 2: Đốt cháy hoàn toàn, sau đó hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào nước vôi trong thu được 40 gam kết tủa và dung dịch Y. Cho dung dịch NaOH vào Y lại thấy xuất hiện kết tủa, để kết tủa lớn nhất thì cần tối thiểu 200 ml dung dịch NaOH 1M. Tính giá trị của V
4 Hƣớng dẫn Phần 1: Tác dụng với Na 3 3 2 3 5 3 3 5 3 2 2CH OH 2Na 2CH ONa H (1) 2C H (OH) 6Na 2C H (ONa) 3H (2)       Phần 2: Đốt cháy     o o t 3 2 2 2 t 3 5 3 2 2 2 2CH OH 3O 2CO 4H O 3 2C H (OH) 7O 6CO 8H O 4       Toàn bộ CO2 cho hấp thụ vào Ca(OH)2 thu được kết tủa và dung dịch Y. Cho NaOH vào Y, thu được kết tủa nữa, chứng tỏ CO2 tác dụng với Ca(OH)2 tạo 2 muối CaCO3 và Ca(HCO3)2       2 2 3 2 2 2 3 2 3 2 3 3 2 CO Ca(OH) CaCO H O 5 2CO Ca(OH) Ca(HCO ) 6 Ca(HCO ) NaOH CaCO NaHCO H O 7          3 2 2 2 CaCO CO (5) NaOH M CO (6) CO (3,4) 40 n 0,4mol n 0,4mol 100 n C .V 0,2.1 0,2mol n 0,4mol n 0,8mol           Gọi a, b lần lượt là số mol của CH3OH và C3H5(OH)3 trong mỗi phần Từ (3,4) → a + 3b = 0,8 (8) Từ (1,2) ,   H2 1 3 1 n a b .(a 3b) 9 2 2 2     Từ (8), (9)      H H 2 2 1 n .0,8 0,4mol V 0,4.24,79 9,916lÝt 2 Bài 5. Hỗn hợp X gồm ethylic alcohol và alcohol A có công thức dạng CnHm(OH)3 (với n, m>0). Chia hỗn hợp X thành 2 phần bằng nhau: - Phần 1: Đem đốt cháy hoàn toàn thu được 19,832 lít khí CO2 (đkc) và 19,8 gam H2O. - Phần 2: Cho tác dụng hết với Na thu được 8,6765 lít khí H2 (đkc). 1. Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo và gọi tên alcohol A? 2. Tính thể tích không khí tối thiểu cần dùng để đốt cháy hết 1 10 hỗn hợp X? Biết rằng oxi chiếm 20% thể tích không khí và các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Hƣớng dẫn 1. - Theo bài ra ta có:  H2 n 0,35mol ;  CO2 n 0,8mol ;  H O2 n 1,1mol Gọi x, y lần lượt là số mol của C2H5OH và CnHm(OH)3 trong mỗi phần