BÀI TẬP HÓA HỌC THEO CHỦ ĐỀ 2009 CHỦ ĐỀ: ANĐÊHIT – AXIT CACBOXYLIC PHẦN 1: ANĐÊHIT A LÝ THUYẾT Một số công thức cần lưu ý: Tên anđehit CTTQ Anđehit no đơn chức CnH2n+1 CHO ( n>1) Anđehit đơn chức CmH2m O ( m = n + 1) Anđehit không no đơn chức ( có liên kết  ) CxHy CHO, RCHO Anđehit đa chức no CnH2n-1 CHO ( n>2) Tổng quát CnH2n-2a-x (CHO)x Với a: số liên kết  k: số nhóm -CHO Một số lưu ý giải toán anđehit: - Nếu toán yêu cầu xác đònh công thức anđehit chưa rõ đơn chức hay đa chức, no hay không no, trước hết phải xác đònh số nhóm chức –CHO phân tử anđehit thường cách dựa vào phản ứng tráng gương, sau xác đònh phần gốc H.C no hay không no - Nếu toán xác đònh anđehit đơn chức trước hết phải giả sử anđehit HCHO, sau giải xong phải thử lại trường hợp HCHO xem có phù hợp điều kiện toán cho không - Phản ứng tráng gương xảy với anđehit đơn chức 1mol anđehit luô n cho mol Ag (riêng HCHO cho mol Ag) Do đó: + Nếu hỗn hợp anđehit đơn chức thực phản ứng tráng gương tạo Ag với tỉ lệ nAg > 2nanđehit  Chắc chắn phải có HCHO + Nếu toán cho anđehit đơn chức thực phản ứng tráng gương tạo Ag với tỉ lệ n RCHO : nAg = 1:4  Kết luận có HCHO [NHÓM – HÓA 2006] 27 BÀI TẬP HÓA HỌC THEO CHỦ ĐỀ 2009 + Đối với andehit đa chức nAg > 2nanđehit + Ngoài anđehit có số chất khác tác dụng với dung dòch AgNO 3/NH3 Chẳng hạn ankin-1 tạo kết tủa vàng - Phản ứng cộng hợp H2 anđehit không no cho rượu no bậc có tỉ lệ n H pư > 2nandehit -Nếu hidrat hoá hiđrocacbon tạo anđehit hidrocacbon C2H2 CH 2+ Hg 80  CH3 CHO CH + H2O  , B CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ ANĐÊHIT Dạng 1: Viết phương trình phản ứng - hồn thành sơ đồ chuyển hóa - điều chế u cầu : - Cần nắm vững tính chất hóa học hợp chất hidrocacbon, ancol… - Nắm số phản ứng (điều kiện phản ứng) minh họa cho tính chất hóa học - Chọn lọc phương trình phản ứng q trình thực chuỗi phản ứng hay điều chế Ví dụ 1: Viết phương trình phản ứng biểu diễn sơ đồ chuyển đổi sau: (1) ( 2) (3) ( 4) Anđehit axetic  Natri axetat  Metan  Anđehit fomic  Rượ u ( 5) ( 6) (7) ( 8) etylic  Fomanđehit  Glucozơ  Rượu etylic  Butađien 1,3-cao su buna Hướng dẫn giải  CH3COONa + Cu2 O + 3H2O CH3CHO + 2Cu(OH) + NaOH  t0 t ,CaO   Na2CO3 + CH4 600 C,NO   HCHO + H2 O t ,Ni   CH3OH CH3COONa + NaOH CH4 + O2 HCHO + H2 t0  HCHO + Cu + H2O CH3OH + CuO  Ca (OH)2   C6H12O6 6HCHO Lên men rượu C6H12 O6 2C2 H5OH 2C2H5OH Al2O3 , 450oC + 2CO2 C CH2 =CH- CH=CH2 + 2H2O + H2 t ,Na  n CH2 =CH- CH=CH2  CH2-CH = CH CH2 n Ví dụ 2: Từ metan viết ptpư điều chế nhựa phenol fomanđehit (các hó a chất vơ cơ, xúc tác điều kiện cần thiết coi có đủ) Hướng dẫn giải Lưu ý: + Lập q trình điều chế dạng sơ đồ chuỗi phản ứng [NHÓM – HÓA 2006] 28 BÀI TẬP HÓA HỌC THEO CHỦ ĐỀ 2009 + Chọn cách điều chế ngắn gọn, qua ptpư đơn giản 600 C,NO  O2  CH4 +  2CH4  lln,1500 0C HCHO + H2O C2 H2 + 3H2 600 °C 3C2H2 Br C + Br2 Fe + HBr OH Br + + NaBr NaOH OH OH CH2 n + nHCHO H+ t°,xt n + nH2O Mục đích: - Rèn luyện ngơn ngữ hóa học - Củng cố tính chất chất - Rèn luyện kỹ viết ptpư Dạng 2: Bài tốn xác định CTPT thành phần hỗn hợp, thành phần %, hiệu suất Ví dụ 1: Một hỗn hợp X gồm andehit đơn chức A, B có tổng số mol 0,25 Khi cho hỗn hợp X tác dụng với dd AgNO3/NH3 dư có 86,4g bạc kết tủa khối lượng dung dịch bạc nitrat giảm 77,5g a Hãy tính: - Xác định CTPT A, B Biết MA < MB - Tính thành phần phần % khối lượng anđehit A, B hỗn hợp X b Lấy 0,05 mol andehit A trộn với anđêhit C hỗn hợp Y Hỗn hợp Y tác dụng với dd AgNO3/NH3 dư cho 25,92g Ag Đốt cháy Y thu 1,568l CO (đktc) Xác định CTPT C Biết C có mạch cacbon khơng phân nhánh Hướng dẫn giải Tóm tắt: a) anđêhit hh X đơn chức A,B 86,4g Ag AgNO3/NH3 dư khối lượng AgNO3 giảm 77,5g [NHÓM – HÓA 2006] 29 BÀI TẬP HÓA HỌC THEO CHỦ ĐỀ 2009  + Xác định CTPT A, B + Tính %A, %B b) 0,05 mol A dd AgNO3/NH3 dư 25,92g Ag hh Y Anđêhit C Đốt Y 1,568(l) CO2 (đktc)  Xác định CTPT C Phân tích: a) + Tính số mol Ag tạo thành Từ so sánh với số mol hỗn hợp X  Dự đốn hỗn hợp X có anđêhit HCHO khơng? + Gọi a,b số mol A, B Dựa vào kiện tốn lập hệ phương trình b) + Chưa biết C anđêhit đơn chức hay đa chức nên CTCT C là: R(CHO) x x  + Dựa vào kiện tốn để xác định: x, R Giải a) Xác định CTPT A,B - Đặt CTTQ A,B: R1 CHO R2CHO 86,4 - Ta có: nAg = = 0,8 mol 108 - So sánh nAg 2nhh  nAg > 2nhh = 2.0,25 =0,5 mol  Trong hỗn hợp X phải có anđêhit HCHO Vì MA este R(COOR’) m (với rượu đơn chức khác axit đa chức cho este) + Axit đơn chức RCOOH với rượu đa chức R’(OH) m => (RCOO) mR’ + Axit đa chức rượu đa chức => este Rm(COO)mn R’ Chất hữu A CxHY OZ đốt cháy có: nCO2 = nH2O  A có dạng CnH2n O2 cấu tạo phải có liên kết  (nếu mạch hở) hay dạng mạch vòng Chất hữu A + muối cacbonat có cho CO2  A có chứa nhóm –COOH B BÀI TẬP Dạng 1: Viết phương trình phản ứng – hồn thành sơ đồ phản ứng – điều chế Ví dụ 1: Viết đầy đủ pt phản ứng cho dãy chuyển hóa sau: Axetilen → etanal → acol etylic → axit axetic → etyl axetat → natri axetat → metan → metanal → glucozo → etanol Hướng dẫn giải: [NHÓM – HÓA 2006] 36 BÀI TẬP HÓA HỌC THEO CHỦ ĐỀ 2009 O HC≡CH + H2O HgSO4, 80 C CH3 –CH=O CH3 –CH=O + H2 Ni, to CH3–CH2 –OH lên men giấm CH3 –CH2–OH + O2 CH3–COOH + H2 O H2SO4đ, t   CH3 COO–C2 H5 + H2 O CH3 –COOH + C2H5 OH CH3 COO–C2H5 + NaOH   CH3 COO-Na + CH3 –CH2 –OH CH3 COO-Na + NaOH CaO, nung Na2 CO3 + CH4 ↑ o NO, 600 C CH4 + O2 HCHO + H2O Ca(OH)2 6HCHO C6H12O6 C6 H12O6 lên men rượu 2C2H5OH + 2CO2 ↑ Cho chất ancol etylic (X), andehit axetic (Y), axit axetic (Z) Viết pt phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa sau: (1) X Y (2) (3) (4) Z Hướng dẫn giải: (1) CH3 CH2OH + CuO to (2) CH3 CHO + H2 Ni, to CH3 CHO + Cu ↓ + H2 O CH3 CH2 OH lên men giấm (3) CH3 CH2OH + O2 (4) 2CH3CHO + O2 Mn2+, to CH3COOH + H2 O 2CH3 COOH Ví dụ 2: Từ axetilen, chất vơ điều kiện cần thiết viết phương trình điều chế: CH3COOH, (COOH) , HCOOH Hướng dẫn giải: a HC≡CH + H2O HgSO4,80 OC CH3–CH=O Mn2+ CH3 –CH=O + O2 b HC≡CH + H2 Pd, to [NHÓM – HÓA 2006] 2CH3 COOH CH2=CH2 37 BÀI TẬP HÓA HỌC THEO CHỦ ĐỀ CH2=CH2 + [O] + H2 O dd KMnO4 HO–CH2–CH2–OH + 2CuO to Mn2+ OHC–CHO + O2 2009 HO–CH2–CH2 –OH OHC–CHO + 2Cu + 2H2O HOOC–COOH Dạng 2: Bài tốn xác định CTPT axit, thành phần hỗn hợp, tính thành phần %, hiệu suất phản ứng Ví dụ 1: Một hỗn hợp X gồm axit cacboxylic no đơn chức A axit acrylic - Lấy 1,44g X đem đốt cháy hồn tồn thu 1,2096 lit CO đo đkc - Lấy 1,44g X hòa tan vào nước thành 100ml dung dịch Y, 10ml dung dich cần dùng 4,4ml dung dịch NaOH 0,5M để trung hòa vừa đủ Hãy xác định: a Cơng thức cấu tạo gọi tên axit b Tính thành phần phần trăm theo khối lượng axit hỗn hợp X Tóm tắt: Axit no đơn chức:CnH2n O2 đốt hồn tồn 1,2096l CO2(đkc) 14,4 g h X Axit acrylic:CH2=CH-COOH htan vào nước 100ml dd Y 10ml dd Y + 4,4ml NaOH vừa đủ Phân tích: + Tính n hỗn hợp từ V CO2 + Tính nNaOH → lập hệ phương trình ẩn + 1,44g hỗn hợp X Hướng dẫn giải: Gọi a, b số mol A, B Ta có: - Khối lượng axit: (14n + 32 )a + 72b = 1,44 - Hỗn hợp X bị đốt: CnH2n O2 + (3n – 2)/2 O2 → nCO2 + n H2O a mol na mol C3H4 O2 + 3O2 → 3CO2 + 2H2O b mol 3b mol (1) 1,2096 Số mol CO2: nCO2 = = 0,054 22,4 → na + 3b = 0,054 - Dung dịch X tác dụng với NaOH: [NHÓM – HÓA 2006] (2) 38 BÀI TẬP HÓA HỌC THEO CHỦ ĐỀ 2009 CnH2n O2 + NaOH → Cn H2n-1ONa + H2 O a mol a mol CH2=CH-COOH + NaOH → CH2 =CH-COONa + H2O b mol b mol Số mol NaOH cần dùng để trung hòa 100ml dd X nNaOH = a + b = 0,5.4,4.10 -3.100/10 = 0,022 (3) Từ (1),(2),(3) suy ra: a = 0,012 mol; b = 0,01 mol; n = a CTCT A: CH3-COOH b Thành phần phần trăm theo khối lượng axit: %mCH3COOH = %mC3H4 O2 = 50% Ví dụ 2: Một hỗn hợp X gồm axit cacboxylic no A, B ngun tử cacbon Nếu trung hòa 14,64g X lượng NaOH vừa đủ thu 20,36g hỗn hợp Y gồm muối Còn làm bay 14,64g X chiếm thể tích 4,48l khí (đktc) Đốt cháy hồn tồn 14,64g X hấp thụ tồn sản phẩm cháy vào nước vơi dư thu 46g kết tủa Xác định CTPT A, B Tính phần trăm khối lượng axit X Tóm tắt: 14,64g hỗn hợp X gồm axit no A,B NaOH vừa đủ 20,36g hỗn hợp Y (2 muối) làm bay 4,48l khí (đktc) đốt hồn tồn CO2 Ca(OH)2 dư 46g ↓ Xác định CTPT A, B; %mA, %mB Phân tích: + Tính n hỗn hợp axit m muối - m axit + Tính nNaOH = 22 + So sánh n hỗn hợp axit nNaOH Nếu n hỗn hợp = nNaOH → A, B đơn chức Nếu nNaOH > n hỗn hợp → hỗn hợp X phải có axit đa chức + Ca(OH)2 dư → nCO2 = nCaCO3 Hướng dẫn giải: Số mol hỗn hợp axit: [NHÓM – HÓA 2006] 39 BÀI TẬP HÓA HỌC THEO CHỦ ĐỀ nhh = 2009 4,48 =0,2 mol 22,4 Cứ thay 1H ( –COOH) 1Na (để –COONa) khối lượng tăng 22đvc Vậy số mol NaOH phản ứng: m muối – m axit 20,36 – 14,64 nNaOH = = = 0,26 mol 22 22 Nhận xét: Nếu A, B đơn chức: nNaOH = n axit = 0,2 mol Nếu A, B đa chức: nNaOH >2n axit = 2.0,2 = 0,4 mol Ta có : 0,2 < 0,26 < 0,4 → X có axit đơn chức axit đa chức Đặt cơng thức chung axit Cx Hy Oz gồm Cx1Hy1Oz1 Cx2 Hy2 Oy2 CxHyOz + (x + y/4 – z/2) O2 → xCO2 + y/2H2 O mol x mol 0,2 mol 0,46 mol CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O nCO2 = nCaCO3 = 0,46 mol 0,46 = 2,3 x = 0,2 x1 < x < x2 → x1= 2, x2 = Gọi a, b số mol A, B Trường hợp 1: A đa chức, B đơn chức no → A: (COOH)2 , B: C2H5COOH Ta có: mX = 90a + 74b = 14,64 nX = a + b = 0,2 a = - 0,1 b = 0,21 loại Trường hợp 2: A đơn chức, B đa chức no → A: C2H5COOH, B: HOOC-CH2-COOH Ta có:  mX = 60a + 104b = 14,64 nX = a + b = 0,2  a = 0,14 mol b = 0,06 mol %mA = 57,38%, %mB = 42,62% [NHÓM – HÓA 2006] 40 BÀI TẬP HÓA HỌC THEO CHỦ ĐỀ 2009 Ví dụ 3: Cho axit cacboxylic A B, cho hỗn hợp axit tác dụng với Na thu chất khí C có số mol ½ tổng số mol A B hỗn hợp Nếu trộn 20g dd axit A nồng độ 23% với 50g dd axit B nồng độ 20,64% thu dd D Để trung hòa dd D cần 200ml dd NaOH 1,1M 1.Tìm CTPT A B Viết CTCT có Avà B Bài làm Tóm tắt: A +Na hh B nhh) +200ml NaOH1,1M dd D dd E Khí C ( n C= 20g A 23% + 50g B 20,64% 1.Tìm CTPT A B Viết CTCT có Avà B Phân tích: + Axit A B chưa biết no hay khơng no, đơn chức hay đa chức nên ta đặt CTTQ axit : A : R1 (COOH)n , B: R2(COOH)m + Dựa vào thức n C= nhh Từ biện luận giá trị n m + Trộn dd axit A axit B dd D từ để xác định CTCT axit A B Hướng dẫn giải: Đặt CTTQ axit : A : R1(COOH)n , B: R2 (COOH)m ( n, m >=1) Các phương trình phản ứng: n R1(COOH)n + nNa R1(COONa)n + H2 (1) n amol a mol m R2(COOH)m + mNa R2(COONa)m + H2 ( 2) m bmol bmol R1(COOH)n + nNaOH R1(COONa)n + H2 O (3) amol an mol [NHÓM – HÓA 2006] 41 BÀI TẬP HÓA HỌC THEO CHỦ ĐỀ R2(COOH)m + mNaOH R2(COONa)m + H2 O bmol bm mol Gọi a,b số mol A, B na  mb Ta có: nH2 = n hh 2009 (4) = a+b Theo giả thiết: : nH2 = n hh na  mb ab = 2  na + mb = a + b  n   Chỉ có cặp nghiệm thỏa mãn điều kiện :  m  Vậy A B axit đơn chức 23 Ta có: mA = 20 = 4,6g 100 20,64 m B = 50 =10,32 g 100  mhh = mA + mB = 4,6 + 10,32 = 14,92 g Vì axit đơn chức nên : nhh = nNaOH = a + b = 0,2.1,1=0,2 mol m 4,6  10,32 M hh = hh = = 67,81 n hh 0,2  R1 + 45 < 67,81 < R2 +45 ( giả sử MA[...]... (1),(2),(3) suy ra: a = 0,012 mol; b = 0,01 mol; n = 2 a CTCT A: CH3-COOH b Thành phần phần trăm theo khối lượng 2 axit: %mCH3COOH = %mC3H4 O2 = 50% Ví dụ 2: Một hỗn hợp X gồm 2 axit cacboxylic no A, B hơn kém nhau 1 ngun tử cacbon Nếu trung hòa 14,64g X bằng một lượng NaOH vừa đủ thì thu được 20,36g hỗn hợp Y gồm 2 muối Còn nếu làm bay hơi 14,64g X thì chiếm thể tích là 4,48l khí (đktc) Đốt cháy hồn tồn... đơn chức và một axit đa chức Đặt cơng thức chung của 2 axit là Cx Hy Oz gồm Cx1Hy1Oz1 và Cx2 Hy2 Oy2 CxHyOz + (x + y/4 – z/2) O2 → xCO2 + y/2H2 O 1 mol x mol 0,2 mol 0,46 mol CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O nCO2 = nCaCO3 = 0,46 mol 0,46 = 2,3 x = 0,2 x1 < x < x2 → x1= 2, x2 = 3 Gọi a, b lần lượt là số mol của A, B Trường hợp 1: A đa chức, B đơn chức và đều no → A: (COOH)2 , B: C2H5COOH Ta có: mX = 90a +...   CH3 COO-Na + CH3 –CH2 –OH CH3 COO-Na + NaOH CaO, nung Na2 CO3 + CH4 ↑ o NO, 600 C CH4 + O2 HCHO + H2O Ca(OH)2 6HCHO C6H12O6 C6 H12O6 lên men rượu 2C2H5OH + 2CO2 ↑ 2 Cho các chất ancol etylic (X), andehit axetic (Y), axit axetic (Z) Viết pt phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa sau: (1) X Y (2) (3) (4) Z Hướng dẫn giải: (1) CH3 CH2OH + CuO to (2) CH3 CHO + H2 Ni, to CH3 CHO + Cu ↓ + H2 O CH3 CH2 OH lên... axit m muối - m axit + Tính nNaOH = 22 + So sánh n hỗn hợp axit và nNaOH Nếu n hỗn hợp = nNaOH → A, B đều đơn chức Nếu nNaOH > n hỗn hợp → trong hỗn hợp X phải có một axit đa chức + Ca(OH)2 dư → nCO2 = nCaCO3 Hướng dẫn giải: Số mol hỗn hợp 2 axit: [NHÓM 1 – HÓA 2006] 39 BÀI TẬP HÓA HỌC THEO CHỦ ĐỀ nhh = 2009 4,48 =0,2 mol 22,4 Cứ thay 1H ( trong –COOH) bằng 1Na (để được –COONa) thì khối lượng tăng 22đvc... to Mn2+ OHC–CHO + O2 2009 HO–CH2–CH2 –OH OHC–CHO + 2Cu + 2H2O HOOC–COOH Dạng 2: Bài tốn xác định CTPT axit, thành phần hỗn hợp, tính thành phần %, hiệu suất phản ứng Ví dụ 1: Một hỗn hợp X gồm một axit cacboxylic no đơn chức A và axit acrylic - Lấy 1,44g X đem đốt cháy hồn tồn thu được 1,2096 lit CO 2 đo ở đkc - Lấy 1,44g X hòa tan vào nước thành 100ml dung dịch Y, 10ml dung dich này cần dùng 4,4ml dung... C2H5COOH, B: HOOC-CH2-COOH Ta có:  mX = 60a + 104b = 14,64 nX = a + b = 0,2  a = 0,14 mol b = 0,06 mol %mA = 57,38%, %mB = 42,62% [NHÓM 1 – HÓA 2006] 40 BÀI TẬP HÓA HỌC THEO CHỦ ĐỀ 2009 Ví dụ 3: Cho 2 axit cacboxylic A và B, nếu cho hỗn hợp 2 axit này tác dụng với Na thì thu được một chất khí C có số mol bằng ½ tổng số mol của A và B trong hỗn hợp Nếu trộn 20g dd axit A nồng độ 23% với 50g dd axit B nồng ... ứng cộng hợp H2 anđehit không no cho rượu no bậc có tỉ lệ n H pư > 2nandehit -Nếu hidrat hoá hiđrocacbon tạo anđehit hidrocacbon C2H2 CH 2+ Hg 80  CH3 CHO CH + H2O  , B CÁC DẠNG BÀI TẬP... hợp X b Lấy 0,05 mol andehit A trộn với anđêhit C hỗn hợp Y Hỗn hợp Y tác dụng với dd AgNO3/NH3 dư cho 25,92g Ag Đốt cháy Y thu 1,568l CO (đktc) Xác định CTPT C Biết C có mạch cacbon khơng phân... theo khối lượng axit: %mCH3COOH = %mC3H4 O2 = 50% Ví dụ 2: Một hỗn hợp X gồm axit cacboxylic no A, B ngun tử cacbon Nếu trung hòa 14,64g X lượng NaOH vừa đủ thu 20,36g hỗn hợp Y gồm muối Còn