THÔNG TIN TÀI LIỆU
36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN CHUYÊN ĐỀ 26: BÀI TẬP ANCOL, AXIT CACBOXYLIC PHẦN 1: ANCOL Bài Đốt cháy hoàn toàn 3,08 gam hỗn hợp A gồm benzen chất hữu X có cơng thức C xHyOH (x, y số ngun dương) V lít (đktc) khơng khí dư Sau phản ứng thu 3,24 gam H 2O 65,744 lít (đktc) hỗn hợp khí Y Cho Y qua dung dịch NaOH dư, sau phản ứng thấy cịn lại 62,16 lít (đktc) hỗn hợp khí Z Cho khơng khí gồm có O2 N2 a) Viết phương trình phản ứng xảy tìm cơng thức phân tử X b) Tính thành phần phần trăm khối lượng hỗn hợp A tìm V Giải: a Sơ đồ tốn CO O N C6 H + NaOH du 3,08 gam A + KK → 3,24g H 2O + 65,744l Y N → 62,16l N2 O C x H y OH O PTHH t → 2C6H6 + 15O2 12CO2 + 6H2O 4x + y − t0 → CxHyOH + O2 xCO2+ (y+1)/2H2O CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O 65,744 - 62,16 n CO2 = = 0,16 mol n H2O = 0,18 mol 22,4 ⇒ Ta có , Ancol no, đơn chức mạch hở 3,08 - 0,16.12 - 0,18.2 nO = = 0,05 mol 16 Bảo toàn khối lượng; C H a mol 6a + 0,05n = 0,16 n = ⇒ 3,08 gam A 6 ⇒ ⇒ Cn H 2n+1OH 0,05 mol 78a + 0,05.(14n + 18) = 3,08 a = 0,01 mol Vậy X C2H5OH b) Tính phần trăm khối lượng m C6 H6 = 0, 01.78 = 0, 78 gam ⇒ % m C6 H6 = 25,32% ⇒ % m C2 H5OH = 74, 68% ta có n O = 2.n CO2 + n H2O - n O(A) = 0, 45 mol → n O2 ( pu ) = 0, 225 mol BTNT oxi; n O = 2.0,16 + 0,18 - 0, 05 = 0, 45 mol → n O2 ( pu ) = 0, 225 mol ⇒ V = 62,16 + 0,225.22,4 = 67,2 lít Bài Cho 18 ml rượu etylic x0 tác dụng với Na dư sau phản ứng thu V lít H (đktc) Dẫn tồn lượng khí H2 sinh qua ống sứ đựng 20 gam CuO sau phản ứng thu 17,056 gam hỗn hợp chất rắn Biết khối lượng riêng nước 1g/ml, rượu etylic nguyên chất 0,8 g/ml Giả thiết thể tích dung dịch rượu thay đổi khơng đáng kể pha chế loại rượu Tính x V Giải: 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 18x VC H OH = = 0,18x (ml) ⇒ VH O = (18 − 0,18x) ml 100 0,18x.0,8 0,144x 18 − 0,18x ⇒ n C H OH = = (mol) ; n H O = = (1 − 0, 01x) mol 46 46 18 Phương trình hóa học: 2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2 ↑ (1) 2H2O + 2Na → 2NaOH + H2 ↑ (2) t → Cu + H2O CuO + H2 (3) Theo phản ứng (3) ⇒ khối lượng chất rắn giảm khối lượng oxi bị khử n H = n O (bị khử) = 20 − 17,056 = 0,184 mol ⇒V = 0,184.22,4 = 4,1216 lít 16 Theo phản ứng (1,2) ⇒ n(r ỵ u +n í c) = 2n H = 0,184.2 = 0,368 mol 0,144x o Ta có: 46 +(1 − 0, 01x) =0,368 ⇒ x=92 Có thể giải tốn theo cách khác, ví dụ cách sau: Gọi a, b số ml rượu nguyên chất nước a + b = 18 a = 16,56 16,56 ⇒ ⇒x= ×100 = 92o 0,8a b ⇒ b = 1, 44 18 46 + 18 = 0,368 Bài Xăng sinh học (xăng pha etanol), (etanol hay gọi rượu etylic) coi giải pháp thay cho xăng truyền thống Xăng pha etanol xăng pha lượng etanol theo tỷ lệ nghiên cứu như: xăng E85 (pha 85% etanol), E10 (pha10% etanol), E5 (pha 5% etanol), Tại gọi xăng etanol xăng sinh học ? Viết phương trình hóa học để chứng minh - Tại xăng sinh học coi giải pháp thay xăng truyền thống ? Biết đốt cháy kg xăng truyền thống cần 3,22 kg O2 Giải: - Xăng pha etanol gọi xăng sinh học lượng etanol xăng có nguồn gốc từ thực vật (nhờ phản ứng lên men để sản xuất số lượng lớn) Loại thực vật thường trồng để sản xuất etanol là: ngơ, lúa mì, đậu tương, củ cải đường,… PTHH: (C6H10O5)n + nH2O t , axit → nC6H12O6 C6H12O6 xt,t → 2C2H5OH + 2CO2 - Xét phản ứng cháy kg etanol: C2H5OH + 3O2 t → 2CO2 + 3H2O 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 32 ⇒ mO2 = mO2 ⇒ mO2 46 = 2,087 kg (khi đốt etanol) < = 3,22 kg (khi đốt xăng) Như đơt cháy 1kg xăng tiêu tốn nhiều oxi đốt cháy 1kg etanol Đốt cháy etanol tiêu tốn oxi đồng nghĩa với lượng khí thải ngồi hơn, hạn chế việc nhiễm môi trường Hơn nữa, nguồn etanol dễ dàng sản xuất quy mô lớn không bị hạn chế trữ lượng xăng dầu truyền thống Do vậy, dùng xăng sinh học giải pháp cần nhân rộng đời sống sản xuất Bài Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp N gồm rượu metylic, rượu etylic glixerol, thu 0,7 mol CO2 mol H2O Biết 80 gam N có chứa 0,6 mol glixerol Viết phương trình phản ứng xảy tính số mol chất m gam hỗn hợp N Giải: Gọi x, y, x số mol CH3OH, C2H5OH C3H8O3 m gam N n N = n H O − n CO2 = − 0, = 0,3mol Ba chất có k = → t → CH3OH + 3/2O2 CO2 + 2H2O t0 → C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O t0 → C3H8O3 + 7/2O2 3CO2 + 4H2O x + y + z = 0,3 x = 0,05 Ta cóhệ : x + 2y + 3z = 0,7 ⇒ y = 0,1 32x + 46y + 92z z = 0,15 z = 80 0,6 Bài Cho V ml rượu etyilic 920 tác dụng với Na dư sau phản ứng thu x lít H (đktc) Dẫn tồn lượng khí H2 sinh qua ống sứ đựng m gam Fe 2O3 đến phản ứng kết thúc thu (m –14,72) gam hỗn hợp chất rắn Giả sử thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể pha trộn Biết khối lượng riêng rượu etylic 0,8 g/ml; nước g/ml Tính giá trị V, x Giải: 92V = 0,92V (ml) ⇒ VH O = (V − 0,92V) = 0, 08 V ml 100 0,92V.0,8 0, 08V V ⇒ n C H OH = = 0, 016V mol ; n H O = = mol 46 18 225 VC 2H5OH = Phương trình hóa học: 2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2 ↑ 2H2O + 2Na → 2NaOH + H2 ↑ (1) (2) t → 2Fe + 3H2O Fe2O3 + 3H2 (3) Theo phản ứng (3) ⇒ khối lượng chất rắn giảm khối lượng oxi bị khử 14,72 nH2 = nO (bÞkhư) = = 0,92mol ⇒ ⇒ x = 0,92.22,4 = 20,608 lít 16 Theo phản ứng (1,2) ⇒ n(r ỵ u +n í c) = 2n H = 0,92.2 = 1,84 mol 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN ⇒ 0, 016V + V =1,84 ⇒ V=90 ml 225 Bài Cần lấy 4,86 kg gạo (chứa 80% tinh bột) để điều chế 4,6 lít dung dịch rượu etylic có độ rượu D Cho biết hiệu suất chung trình 50%, khối lượng riêng C2H5OH nguyên chất 0,8 gam/ml a) Tính giá trị D b) Rượu uống vào thể ngấm vào máu gan ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe người Trung bình thể người trưởng thành có khoảng lít máu Giả sử người trưởng thành uống 10,417 ml dung dịch rượu D0 trên, nồng độ cồn máu người a (mg)/ 100 ml máu Tính a? (giả sử lượng rượu uống vào ngấm vào máu gan chưa đào thải lượng rượu khỏi máu) Giải: 4,86.80%.1000 = 3888gam a) m tinh bột = 3888 24 = (mol) 162n n n tinh bột = axit ( C6H10O5 ) n + nH 2O → nC6H12O6 24 24 n menr ỵ u C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 24 48 ⇒ VC2H5OH = ⇒D= mol 48.46.50% = 1380 ml 0,8 1380 × 100 = 300 4, ×1000 VC2H5OH = b) mol 10, 417.30 = 3,1251 ml 100 ⇒ m C2 H5OH = 3,1251.0,8 = 2,5 gam = 2500 mg 2500 mg rượu có 5000 ml máu a mg rượu có 100 ml máu 2500.100 ⇒a = = 50 mg 5000 Bài Đốt cháy hoàn toàn 3,18 gam hỗn hợp A gồm rượu đơn chức X, Y (M X < MY) đồng đẳng (mạch hở không phân nhánh, phân tử chứa liên kết đôi) thu 7,48 gam CO Biết số mol rượu X chiếm khoảng 65% đến 81% tổng số mol hỗn hợp A Tìm cơng thức phân tử, viết công thức cấu tạo rượu X, Y Giải: C H O Đặt cơng thức trung bình ancol n 2n C n H 2n O + 3n − t → n CO2 + n H2O O2 Theo phương trình hóa học ⇒ 14n + 16 3,18 = ⇒ n = 3, 44n 7, 48 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ƠN THI VÀO 10 CHUN Vì rượu khơng no có 3C nên ⇒ ≤ CX < 3,4 < CY (Giải thích: OH khơng gắn vào C nối đơi nên rượu khơng no có 3C) ⇒ Chỉ có CX = thỏa mãn Vậy công thức phân tử X: C3H6O Giả sử có mol hỗn hợp Gọi a số mol C3H6O 3, − CY a= 3a + (1 – a).CY = 3,4 ⇒ − CY Vì 0,65 < a < 0,81 nên ⇒ 0, 65 < 3, − CY − CY < 0,81 ⇒ 4,14 < C Y < 5,11 ⇒ Chỉ có CY = thỏa mãn Công thức phân tử Y: C5H10O Công thức cấu tạo X: CH2=CH – CH2OH Công thức cấu tạo 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 Người ta điều chế rượu etylic theo sơ đồ sau: → → Tinh bột Glucozơ Rượu etylic Tính khối lượng gạo chứa 80% tinh bột cần dùng để điều chế 50 lít rượu 36,8 o Biết hiệu suất chung toàn trình điều chế đạt 75%, khối lượng riêng rượu etylic 0,8 g/ml Giải: Phương trình phản ứng: H+ → (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 leâ n men → C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 Sơ đồ hợp thức: (C6H10O5)n → 2nC2H5OH V rượu nguyên chất 36,8.50 Độrượu = 100 ⇒ V nguyên chất = = 18,4(lít) V dungdịch rượu 100 m C2H5OH = 0,8.18,4.1000 = 14720(gam) → nC H OH = 320(mol) ntinh boät = 160 160 100.100 (mol) ⇒ mgaïo = 162n = 43200(gam) = 43,2 (kg) n n 75.80 ⇒ Bài Oxi hóa 9,2 gam rượu etylic sau thời gian thu hỗn hợp chất lỏng X Cho kim loại Na dư vào hỗn hợp X thấy 3,92 lít H (đktc) Tính hiệu suất oxi hóa rượu etylic Biết oxi hóa rượu etylic xảy phản ứng tạo axit axetic Giải: 9, n C H OH = = 0, mol 46 xt → CH3COOH + H2O C2H5OH + O2 a a a mol Hỗn hợp X gồm: a mol CH3COOH, a mol H2O (0,2-a) mol C2H5OH dư n 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN = 0,2 − a + a + a = 0,2 + a mol axit+ancol +H2O CH3COOH + Na → CH3COONa + ½ H2 ↑ C2H5OH + Na → C2H5ONa + ½ H2 ↑ H2O + Na → NaOH + ½ H2 ↑ n = 2n H axit+ancol +H2O ⇒ 0,2 + a = 0,175.2 ⇒ a = 0,15 Vậy hiệu suất phản ứng oxi hóa rượu: H% = 0,15 100% = 75% 0, Bài 10 Chia m gam hỗn hợp X gồm CH3OH C3H5(OH)3 thành hai phần nhau, sau đó: Phần 1: Cho tác dụng với Na dư thu V lít khí (đktc) Phần 2: Đốt cháy hồn tồn, sau hấp thụ tồn sản phẩm cháy vào nước vơi thu 40 gam kết tủa dung dịch Y Cho dung dịch NaOH vào Y lại thấy xuất kết tủa, để kết tủa lớn cần tối thiểu 200 ml dung dịch NaOH 1M Tính giá trị V Giải: Phần : Tác dụng với Na 2CH 3OH + 2Na → 2CH 3ONa + H (1) 2C3H (OH)3 + 6Na → 2C3H (ONa) + 3H (2) Phần 2: Đốt cháy to 2CH 3OH + 3O → 2CO + 4H 2O ( 3) t 2C3H (OH)3 + 7O → 6CO + 8H 2O ( ) o Toàn CO2 cho hấp thụ vào Ca(OH)2 thu kết tủa dung dịch Y Cho NaOH vào Y, thu kết tủa nữa, chứng tỏ CO2 tác dụng với Ca(OH)2 tạo muối CaCO3 Ca(HCO3)2 CO + Ca(OH) → CaCO3 + H 2O ( ) 2CO + Ca(OH) → Ca(HCO ) ( ) Ca(HCO3 ) + NaOH → CaCO3 + NaHCO3 + H 2O ( ) 40 = 0, mol ⇒ n CO2 (5) = 0, mol 100 = CM V = 0, 2.1 = 0, mol ⇒ n CO2 (6) = 0, mol n CaCO3 = n NaOH n CO2 (3,4) = 0,8 mol Gọi a, b số mol CH3OH C3H5(OH)3 phần Từ (3,4) → a + 3b = 0,8 (8) n H = a + b = (a + 3b) ( ) 2 Từ (1,2) , nH2 = 0,8 = 0,4mol ⇒ VH2 = 0,4.22,4 = 8,96lÝt Từ (8), (9) Bài 11 Hỗn hợp X gồm rượu etylic rượu A có cơng thức dạng CnHm(OH)3 (với n, m>0) Chia hỗn hợp X thành phần nhau: Phần 1: Đem đốt cháy hồn tồn thu 17,92 lít khí CO2 (đktc) 19,8 gam H2O Phần 2: Cho tác dụng hết với Na thu 7,84 lít khí H2 (đktc) 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo gọi tên rượu A? 10 Tính thể tích khơng khí tối thiểu cần dùng để đốt cháy hết hỗn hợp X? Biết oxi chiếm 20% thể tích khơng khí khí đo điều kiện tiêu chuẩn Giải: Theo ta có: 7,84 17,92 nH2 = = 0,35mol nCO2 = = 0,8mol nH O = 19,8 = 1,1mol 22,4 22,4 18 ; ; Gọi x, y số mol C2H5OH CnHm(OH)3 phần Phần 1: t → C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O x 2x 3x mol 4n + m − t → 2CnHm(OH)3 + O2 2nCO2 + (m+3) H2O ( m + 3) y y ny mol Phần 2: 2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2 x 0,5x mol 2CnHm(OH)3 + 6Na → 2CnHm(ONa)3 + 3H2 y 1,5y mol Điều kiện x, y, n, m>0 Ta có hệ phương trình: 0,5 x + 1,5 y = 0, 35(1) x = 0, − y (1) x = 0, − y > 0(1) 2 x + ny = 0,8(2) 2(0, − y ) + ny = 0,8(2) (m + 3) y (m + 3) y 1, − y + ny = 0,8(2) = 1,1(3) = 1,1(3) 3 x + 3(0, − y ) + 4, − 18 y + my + y = 2, 2(3) ⇒ ⇒ 0 ⇒ 3 y < 0, 7(1) 0, (2) y = 6−n y (15 − m) = 2(3) ≥ ⇒ 0, y < (1) 0, 0, < (2) 6 − n y (15 − m) = 2(3) Vì có nhóm –OH nên n Vậy n = 3; y = 0,2; x = 0,1; m = Công thức phân tử rượu A: C3H8O3 Công thức cấu tạo CH2OH – CHOH – CH2OH (glixerin hay glixerol) 4.2 Số mol C2H5OH 0,02 mol Số mol C3H8O3 0,04 mol ⇒ 0, y < (1) n < 3, 43(2) y (15 − m) = 2(3) 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN t → C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O 0,02 0,06 mol t → 2C3H8O3 + 7O2 6CO2 + 8H2O 0,04 0,14 mol Thể tích khơng khí là: (0,06+0,14).22,4.5=22,4 lít Bài 12 Cho 13,8 gam rượu A (chỉ chứa loại nhóm chức) tác dụng với Natri dư thu 5,04 lít khí hidro (đktc) Xác định cơng thức phân tử rượu A theo trường hợp sau đây: a) Trường hợp biết phân tử khối A có khơng q 100 đvC b) Trường hợp biết A có phần cacbon chiếm 39,13 % theo khối lượng c) Trường hợp biết rượu A mạch hở Giải: 5, 04 nH = = 0, 225 mol 22, Phương trình hóa học: n R(OH)n + nNa → R(ONa)n + H2 ↑ ←0,225 (mol) 045/n 13,8 92n 41n = Ta có: R + 17n = 0, 45 / n ⇒R= Theo đề ta có: (*) 92n < 100 ⇒ n < 3,3 Từ (*) ⇒ có n = 3; R = 41 thỏa mãn ⇒ R gốc C3H5 Công thức ancol là: C3H5(OH)3 b) Theo đề ta có: nC = 39,13.13,8 = 0, 45 mol =nOH → rượu A no, mạch hở 100.12 Công thức A: CnH2n+2On mA ⇒ nC = 30n + 13,8 = ⇒n=3 n 0, 45 41n c) Từ (*) ⇒ Gốc R có dạng C n H5n/3 (M = ) Công thức ancol Cn H5n/3 (OH)n Vì số C số OH nên ⇒ rượu A no 5n Ta có: + n = 2n + ⇒ n = Vậy công thức rượu A là: C3H8O3 hay C3H5(OH)3 Lưu ý: Có thể giải đầy đủ ý c theo cách sau đây: n CxHy(OH)n + nNa → CxHy(ONa)n + H2 ↑ 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 12x + y + 17n 13,8 41n = ⇒ 12x + y = ⇒ Ta có: 0,5n 0,225 Điều kiện cho ancol: x ≥ n (1) Mặt khác: 12x < 41n ⇒ x < 1,13n (2) Từ (1) (2) ⇒ x = n ⇒ ancol no, mạch hở: CnHn+2(OH)n 41n ⇒13n + = ⇒ n = Vậy công thức phân tử rượu A: C3H8O3 (Glixerol) Bài 13 Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm ancol đa chức A, B (mỗi chất no, mạch hở, phân tử nhóm OH MA< MB), dẫn sản phẩm cháy qua dung dịch Ba(OH) dư thu 19,7 gam kết tủa khối lượng dung dịch giảm 12,78 gam so với dung dịch kiềm ban đầu Mặt khác, cho m gam hỗn hợp X tác dụng với Na dư 1,008 lít khí (đktc) Xác định cơng thức phân tử công thức cấu tạo ancol Tính m? Giải: Đặt cơng thức trung bình ancol CnH2nOm – Phản ứng cháy: Tính số mol BaCO3 = 0,1 mol t CnH2n+2Om + (1,5n + 0,5 – 0,5m)O2 → nCO2 + (n+1)H2O CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓ + H2O 0,1 0,1 mol Khối lượng dung dịch giảm 12,78 gam ⇒ 0,1.197 – 0,1.44 – 18 ⇒ nH 2O = nH 2O = 0,14 mol Theo phản ứng cháy ⇒ Bảo toàn số mol C ⇒ n ancol = n H 2O − n CO = 0,14 − 0,1 = 0, 04 mol n C(trong X) = n CO = 0,1 mol ⇒ Chỉ số cacbon trung bình X: C= 0,1 = 2,5 0, 04 Theo tính chất trung bình ⇒ ≤ CA < 2,5 < CB () ⇒ CA = Vậy công thức ancol A là: C2H6O2 ⇒ Ancol B có nhóm OH: CxH2x+2O3 – Phản ứng với Na: Tính số mol H2 = 0,045 mol C2H4(OH)2 + 2Na → C2H4(ONa)2 + H2 ↑ a→ a (mol) CxH2x-1(OH)3 + 3Na → CxH2x-1(ONa)3 + 1,5H2 ↑ b→ 1,5b (mol) a + b = 0, 04 a = 0, 03 ⇒ Ta có: a + 1,5b = 0, 045 b = 0, 01 Bảo toàn số mol C ⇒ 2.0,03 + 0,01x = 0,1 ⇒ x = Công thức ancol B là: C4H10O3 12,78 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Công thức cấu tạo: 10 + Ancol A: CH2(OH) – CH2OH + Ancol B: CH2OH – CH(OH) – CH2 – CH3 CH2OH – CH2– CH(OH) – CH3 CH2OH – CH2– CH2– CH2OH CH3 – CH(OH) – CH(OH) – CH3 CH3 – COH(CH3) – CH3 CH3 – CH(CH3)–CH2OH Bài 14 Ancol (rượu) etylic điều chế từ tinh bột phương pháp lên men với hiệu suất tồn q trình 90% Hấp thụ tồn lượng khí CO sinh lên men m gam tinh bột vào nước vôi trong, thu 330 gam kết tủa dung dịch A Cho dung dịch Ca(OH) vào dung dịch A đến dư, thu thêm 120 gam kết tủa.Tính giá trị m thể tích (ml) rượu etylic 25 o thu Biết khối lượng riêng rượu etylic nguyên chất 0,8 g/ml Giải: (-C6H10O5-)n + nH2O → 30−350 C axit,t → nC6H12O6 (1) men rượu C6H12O6 CO2 + Ca(OH)2 2CO2 + Ca(OH)2 → → 2C2H5OH + 2CO2 (2) CaCO3 + H2O (3) Ca(HCO3)2 (4) → Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2H2O (5) 330 120 nCaCO3(3) = = 3,3 mol;nCaCO3(5) = = 1,2 mol; 100 100 Bảo toàn C: nCO2 = 3,3+ 1,2 = 4,5mol nC6H12O6 = nCO2 = 0,45 = 2,25 mol nTinhbét = nC6H12O6 ⇒ n = ⇒ m( tinh bột cần dùng) = Vì hiệu suất tồn q trình = 90% VC2H5OH = mC2H5OH 2,25 mol n 2,25 100 162n = 405 g n 90 207 = 258,75 (ml) 0,8 = 4,5 46 = 207 (g) ⇒ 100 ⇒ Vrượu etylic 25 = 208,75 = 1035(ml) = 1,035 (lít) 25 Bài 15 Lên men giấm 230 ml rượu etylic 7,5 thu 230 ml dung dịch X Cho toàn dung dịch X tác dụng với Na dư, thu 137,4128 lít khí H2 (đo điều kiện tiêu chuẩn) dung dịch Y a) Tính hiệu suất phản ứng lên men giấm Biết khối lượng riêng rượu etylic nguyên chất 0,8 g/ml khối lượng riêng nước g/ml b) Tính nồng độ phần trăm chất dung dịch X Cho thêm dung dịch H2SO4 đặc vào dung dịch X, thực phản ứng este hóa, thu dược m gam etyl axetat (giả sử hiệu suất phản ứng este hóa 70%) Tính giá trị m Giải: 230.7,5 VC2 H5OH = = 17, 25 ml ; m C2 H5OH = 17, 25.0,8 = 13,8 gam ⇒ n C2 H5OH = 0,3 mol 100 a) VH2O = 230 − 17, 25 = 212, 75ml ⇒ m H2O = 212, 75 gam ⇒ n H2O = 11,819 mol 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 0, m 17 Ta có: 0,2 mol 0,2 = 0,1 ⇒ m = m M B = R + 45.2 = 10, = 104 ⇒ R = 14(CH ) 0,1 Công thức B CH2(COOH)2 n KOH = 2,5.0,02 = 0,05mol c) Đặt công thức điaxit C R(COOH)2 R(COOH)2 + 2KOH → R(COOK)2 + 2H2O 0,025 0,05 mol ⇒ MC = 2, 25 = 90 0,025 Công thức điaxit C (COOH)2 COOH - COOH Bài Hòa tan 13,4 g hỗn hợp hai axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở vào nước 50 g dung dịch A Chia A thành phần Cho phần thứ phản ứng hoàn toàn với lượng dư bạc nitrat dung dịch amoniac, thu 10,8 g bạc Phần thứ trung hịa dung dịch NaOH 1M hết 100ml Xác định cơng thức hai axit, tính % khối lượng axit hỗn hợp Giải: + Hỗn hợp hai axit có phản ứng tráng bạc, hỗn hợp có axit fomic HCOOH + 2AgNO3 + 4NH3 + H2O → (NH4)2CO3 + 2NH4NO3 + 2Ag Trong nửa A ( khối lượng 6,7 g ) có số mol HCOOH = ½ số mol Ag = 0,05 mol Khối lượng HCOOH = 2,3 gam; RCOOH = 4,4 gam Phần trăm khối lượng HCOOH = 34,33%; RCOOH = 65,67% + Trung hòa phần RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O HCOOH + NaOH → HCOONa + H2O Số mol hai axit = số mol NaOH = 0,1 (mol) Số mol RCOOH = 0,1 – 0,05 = 0,05 (mol) Vậy MRCOOH = 88 (g/mol) ⇒ R + 45 = 88 ⇒ R = 43 CTPT RCOOH: C4H8O2 CTCT: C3H7COOH 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 18 Bài Một hỗn hợp gồm axit cacboxylic no, đơn chức dãy đồng đẳng axit axetic Lấy m gam hỗn hợp thêm vào 75ml dung dịch NaOH 0,2M Sau phải dùng 25ml dung dịch HCl 0,2M để trung hoà NaOH dư Sau trung hồ đem cạn dung dịch đến khơ thu 1,0425g hỗn hợp muối khan a) Viết CTCT axit Giả sử phản ứng xảy hoàn toàn b) Tính giá trị m Giải: a Gọi cơng thức axit là: RCOOH RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O NaOH + HCl → NaCl + H2O Số mol NaOH ban đầu: nNaOH bd = 0,075 0,2 = 0,015 mol Số mol NaOH dư: nNaOH dư = 0,005 mol; ⇒ npư = 0,015 – 0,005 = 0,01 (mol) Khối lượng muối thu được: mmuối = 58,5.0,005 + 0,01.(R + 67) = 1,0425 ⇒ R = ⇒ CTCT axit: HCOOH CH3COOH b Khối lượng axit là: m = (8 + 45).0,01 = 0,53 g Bài Cho 13,4 gam hỗn hợp X gồm hai axit no đơn chức , mạch hở , dãy đồng đẳng tác dụng với Na dư, thu 17,8 gam muối Xác định cơng thức tính khối lượng axit Giải: Đặt cơng thức phân tử trung bình hai axit CnH2n+1COOH 2CnH2n+1COOH + 2Na → 2CnH2n+1COONa+H2 x x Theo pt giả thiết ta có (14n+67) x – (14n+45) x=17,8–13,4 ⇒ x = 0,2 ⇒ 0,2(14n+46)=13,4 ⇒ n=1,5 Vậy axit CH3COOH C2H5COOH Do n = 1,5 trung bình cộng nên axit có số mol 0,1 mol ⇒ m CH3COOH = 0,1.60 = 6gam, m C2 H5COOH = 13, − = 7, 4gam Bài Hỗn hợp X gồm axit Y đơn chức axit Z hai chức (Y, Z có số nguyên tử cacbon) Chia X thành hai phần Cho phần tác dụng hết với Na, sinh 4,48 lít khí H (ở đktc) Đốt cháy hồn toàn phần hai, sinh 26,4 gam CO2 Xác định công thức cấu tạo phần trăm khối lượng Z hỗn hợp X Giải: Đặt x, y số mol axit Y Z Ta có: x + 2y = 0,4 ⇒ 2(x + y) > 0,4 ⇒ x + y > 0,2 (1) 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 19 n CO2 = nx + ny = ⇒n < 26, = 0,6 ⇒ n(x + y) = 0,6(2) 44 0,6 =3 0, Lấy (2) chia (1) ⇒n ≥ ⇒n = Vì nghiệm ⇒ Công thức cấu tạo hai axit CH3-COOH, HOOC-COOH Từ (1) (2) n = x + 2y = 0,4 x = 0, ⇒ 2(x + y) = 0,6 y = 0,1 ta có hệ: %m CH3COOH = 0, 2.60 100% = 57,14%; %m (COOH)2 = 42,86% 0, 2.60 + 0,1.90 ⇒ Bài Cho 10,8 gam axit mạch hở (M 0,2 (1) n CO2 = nx + ny = ⇒n < 26, = 0,6 ⇒ n(x + y) = 0,6(2) 44 0,6 =3 0, Lấy (2) chia (1) ⇒n ≥ ⇒n = Vì nghiệm ⇒ Công thức cấu tạo hai axit CH3-COOH, HOOC-COOH Từ (1) (2) n = x + 2y = 0,4 x = 0, ⇒ 2(x + y) = 0,6 y = 0,1 ta có hệ: %m CH3COOH = ⇒ 0, 2.60 100% = 57,14%; %m (COOH)2 = 42,86% 0, 2.60 + 0,1.90 Bài 17 Hỗn hợp X gồm hai axit cacboxylic no, mạch hở Đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol X, thu 11,2 lít khí CO2 (ở đktc) Trung hòa 0,15 mol X cần 500 ml dung dịch NaOH 0,5M Công thức hai axit X Giải: n CO2 = 1< ta thấy 11, = 0,5 mol, n NaOH = 0,5.0,5 = 0, 25 mol 22, n NaOH 0, 25 = = 1, 67 < nX 0,15 ⇒ X gồm axit no đơn chức, mạch hở axit no, hai chức, mạch hở Gọi công thức axit là: CnH2nO2 a mol CmH2m-2O4 b mol (đk: n≥ 1; m≥2) 28 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Đặt a, b số mol axit 0,15 mol X a + b = 0,15 a = 0, 05 ⇒ a + 2b = 0, 25 b = 0,1 Ta có: ⇒ Trong 0,3 mol X có 0,1 mol CnH2nO2 0,2 mol CmH2m-2O4 Bảo toàn C: 0,1n + 0,2m = 0,5 ⇒ n + 2m = ⇒ n = m = nghiệm thỏa mãn Vậy công thức axit là: HCOOH HOOC-COOH Bài 18 Thực phản ứng este hóa axit CxHyCOOH rượu CnH2n+1OH, sau thời gian tách bỏ nước thu hỗn hợp X gồm este, axit rượu Đốt cháy hoàn toàn 62 gam hỗn hợp X, thu 69,44 lít khí CO 2(đktc) 50,4 gam H2O Mặt khác, cho 62 gam hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 250 ml dung dịch NaOH 2M, sau phản ứng hoàn toàn thu 29,6 gam rượu Tách lấy lượng rượu hóa hồn tồn thu thể tích thể tích 11,2 gam khí nitơ đo điều kiện nhiệt độ, áp suất a Xác định công thức cấu tạo rượu axit b Tính hiệu suất phản ứng este hóa Giải: 69, 44 50, nCO2 = = 3,1 mol nH O = = 2,8 mol 22, 18 nN = 11, = 0, mol 28 nNaOH = 0,25.2 = 0,5 mol Sau thực phản ứng este hóa, hỗn hợp X gồm C x H y COOH: a ( mol ) C n H 2n+1OH: b ( mol ) C x H y COOCn H 2n+1: c ( mol ) + O2 → CO2 + H2O (X) m= 62 gam 3,1 2,8 ( mol) Áp dụng bảo toàn khối lượng: mX = mC + mH + mO ⇒ mO = 62 - 3,1.12 - 2,8.2 = 19,2 gam ⇒ nO = 1,2 mol ⇒ 2a + b + 2c = 1,2 ( mol) (1) CxHyCOOH + NaOH → CxHyCOONa + H2O a a mol CxHyCOOCnH2n+1 + NaOH → CxHyCOONa + CnH2n+1OH c c c mol ⇒ nKOH vừa đủ = a + c = 0,5 (mol) (2) nC H OH = b + c = 0, Mà mol (tỉ lệ thể tích tỉ lệ số mol) (3) n n +1 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 29 MC H n n+1OH = 29,6 = 74 0, Vậy CnH2n+1OH C4H9OH 2a + b + 2c = 1, a = 0,3 a + c = 0,5 b = 0, c = 0, b + c = 0, Từ (1), (2), (3) ta có hệ phương trình: ⇒ Ta có tổng số mol CO2, H2O thu đốt cháy X là: nCO = a.(x + 1) + b.n + c.(x + n + 1) = 3,1 Thay giá trị a, b, c, n vào ta lại có: 0,3.(x + 1) + 0,2.4 + 0,2.(x + + 1) = 3,1 Vậy ta thu x = 2nH O = 0,3(y + 1) + 0,2.(2.4 + 2) + 0,2.(y + 9) = 2,8.2 Vậy y = ⇒ C2H3COOH rượu C4H9OH Các CTCT: CH2=CH-COOH CH3-CH2-CH2CH2OH CH3-CH2-CH(OH) -CH3 CH3-CH(CH3) -CH2-OH (CH3)2C(OH) -CH3 H2SO4 đặc → ¬ 2 to b Phản ứng este hóa : C2H3COOH + C4H9OH C2H3COOC4H9 + H2O Số mol axit ban đầu là: a + c = 0,5 mol Số mol ancol ban đầu là: b + c = 0,4 mol Số mol este = c = 0,2 mol Vì nancol < naxit nên hiệu suất phản ứng tính theo ancol 0, H= 100% = 50% 0, ⇒ Bài 19 X axit hữu đơn chức, mạch hở phân tử có liên kết đơi C=C có cơng thức chung C mH2m -2O2 (m ≥ 4); Y, Z hai rượu có số nhóm chức nhóm CH (MY< MZ) Đốt cháy hoàn toàn 0,26 mol hỗn hợp E gồm X, Y, Z cần 13,44 lít O (đktc) thu 10,304 lít CO2 (đktc) 10,8 gam H2O Xác định công thức phân tử viết công thức cấu tạo X, Y, Z tính phần trăm khối lượng chất hỗn hợp Giải: 13,44 10,304 10,8 nO2 = = 0,6 mol; nCO2 = = 0,46 mol; nH2O = = 0,6 mol 22,4 22,4 18 nH2O >nCO2 Ta thấy ⇒ ancol no có cơng thức CnH2n+2Ox CnH2n +2Ox : a mol; CmH2m −2O2 : b mol, ví i m ≥ Đặt Bảo tồn ngun tố ta có: a+ b = 0,26 (1) nO/E + nO/O2 = nO/CO2 + nO/H2O ⇒ ax + 2b + 2.0,6 = 2.0,46 + 0,6 ⇒ ax + 2b = 0,32 (2) 30 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 3n + 1− x CnH2n +2Ox + O2 → n CO2 + (n +1) H2O a na na + a 3m− CmH2m −2O2 + O2 → mCO2 +(m - 1)H2O b mb mb-b nCO = na + mb = 0,46 → nH2O - nCO2 = 0,6 − 0,46 = 0,14 = a − b (3) n = na + a + mb b = 0,6 H2O a + b = 0,26 a = 0,2 ax + 2b = 0,32 → b = 0,06 a − b = 0,14 x = Từ 1, 2, ta có: nCO2 = 0,2n + 0,06m = 0,46 ví i n > 1→ m
Ngày đăng: 12/10/2022, 20:14
Xem thêm: