Bài tập về điều chế các dẫn xuất hiđrocacbon A Lý thuyết cần nắm vững 1 Điều chế ancol Trong công nghiệp, người ta tổng hợp etanol từ etilen o 2 4H SO ,t 2 4 2 2 5 C H H O C H OH Ngoài ra có th[.]
Bài tập điều chế dẫn xuất hiđrocacbon A Lý thuyết cần nắm vững Điều chế ancol - Trong công nghiệp, người ta tổng hợp etanol từ etilen: H SO ,t C2H4 H2O C2H5OH - Ngồi tổng hợp etanol phương pháp lên men tinh bột, đường o enzim H O C2H5OH Tổng quát: (C6H5OH)n C6H12O6 t , xt o - Glixerol (C3H5(OH)3) tổng hợp từ propilen thủy phân chất béo Điều chế phenol - Cách 1: Oxi hóa cumen theo sơ đồ: 1) O2 2) ddH SO4 CH CH CH3 H + - Cách 2: Đi từ benzen theo sơ đồ: Br2 Fe ,t o NaOH to HCl Điều chế anđehit - Từ ancol: oxi hoá ancol bậc I → anđehit t R – CHO + H2O + Cu R – CH2OH + CuO - Từ hiđrocacbon: o t , xt HCHO + H2O + Oxi hoá metan: CH4 + O2 o t , xt 2CH3CHO + Oxi hố hồn toàn etilen: 2CH2 = CH2 + O2 o CH CHO 80 C + Từ C2H2 : CH ≡ CH + H2O Điều chế xeton CuO - Từ ancol: ancol bậc II Xeton t HgSO4 o o t CH3–CH–CH3 + Cu + H2O CH3–CH(OH)–CH3 + CuO o t R – CO – R’ + Cu + H2O TQ: R – CH(OH) – R’ + CuO - Từ hiđrocacbon: o 1) O2 2) H 2O , H SO4 + CH3 – CO – CH3 Điều chế axit cacboxylic mengiam CH3COOH + H2O - Phương pháp lên men giấm: C2H5OH + O2 xt ,t 2CH3COOH - Oxi hoá anđehit axetic: CH3CHO + O2 - Oxi hoá ankan – butan: xt 2CH3CH2CH2CH3 + 5O2 4CH3COOH + 2H2O 180 C ,50 atm o o xt ,t CH3COOH - Từ metanol: CH3OH + CO Điều chế dẫn xuất halogen Khi thay nguyên tử hiđro phân tử hiđrocacbon nguyên tử halogen ta dẫn xuất halogen hiđrocacbon o CH3Cl + HCl Ví dụ: CH4 + Cl2 C2H5OH + HBr C2H5Br + H2O Một số phương pháp giải toán điều chế: Phối hợp triệt để phương pháp: - Định luật bảo toàn khối lượng - Phương pháp tăng giảm khối lượng - Phương pháp bảo tồn ngun tố B Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Dãy gồm chất điều chế trực tiếp (bằng phản ứng) tạo anđehit axetic A CH3COOH, C2H2, C2H4 B C2H5OH, C2H4, C2H2 C C2H5OH, C2H2, CH3COOC2H5 D HCOOC2H3, C2H2, CH3COOH Hướng dẫn giải: as t CH3 – CHO + H2O + Cu CH3– CH2OH + CuO o t , xt 2CH3CHO 2CH2 = CH2 + O2 o HgSO CH CHO 80 C CH ≡ CH + H2O Đáp án B o Ví dụ 2: Quá trình sau khơng tạo anđehit axetic? A CH2=CH2 + H2O (to, xúc tác HgSO4) B CH2=CH2 + O2 (to, xúc tác) C CH3-CH2OH +CuO (to) D CH3-COOCH=CH2 + dung dịch NaOH (to) Hướng dẫn giải: t , xt 2CH3CHO 2CH2 = CH2 + O2 o t CH3 – CHO + H2O + Cu CH3– CH2OH + CuO o t CH3COONa + CH3CHO CH3-COOCH=CH2 + NaOH Đáp án A Ví dụ 3: Trong công nghiệp, axeton điều chế từ A xiclopropan B propan – – ol C propan – – ol D cumen Hướng dẫn giải: Trong công nghiệp, axeton điều chế cách oxi hóa khơng hồn toàn cumen o 1) O2 2) H 2O , H SO4 + CH3 – CO – CH3 Đáp án D C Luyện tập Câu 1: Khối lượng axit axetic thu lên men lít ancol etylic 8o bao nhiêu? Biết d = 0,8 g/ml hiệu suất phản ứng đạt 92% A 58,88 gam B 73,6 gam C 76,8 gam D 90,8 gam Hướng dẫn giải: mC H OH 1000 0,8 64g 100 C2H5OH O2 CH3COOH H2O 46g 60g 64g xg 64.60 92 mCH3COOH 76,8g 46 100 Đáp án C Câu 2: Khi oxi hóa hồn tồn 2,2 gam anđehit đơn chức thu gam axit tương ứng Công thức anđehit A HCHO B CH3CHO C C2H3CHO D C2H5CHO Hướng dẫn giải: Phương trình phản ứng: t RCOOH RCHO + O2 o 2,2 R 29 R 45 Theo phương trình hóa học ta có: nRCHO = nRCOOH 2,2 R 15(CH3 ) = R 29 R 45 Anđehit CH3CHO Đáp án B Câu 3: Axeton điều chế cách oxi hóa cumen nhờ oxi, sau thủy phân dung dịch H2SO4 loãng Để thu 145 gam axeton lượng cumen cần dùng bao nhiêu? Biết hiệu suất phản ứng 75% A 300 gam B 400 gam C 500 gam D 600 gam Hướng dẫn giải: naxeton = 145 : 58 = 2,5 mol Suy ra: 1) O2 2) H 2O , H SO4 + CH3 – CO – CH3 2,5 2,5 mol Suy khối lượng cumen 2,5 120 = 300 g Do hiệu suất phản ứng 75% nên khối lượng cumen cần dùng là: 300 : 0,75= 400 g Đáp án B Câu 4: Lên men lít ancol etylic 46o thu giấm ăn Biết hiệu suất phản ứng lên men 100% khối lượng riêng ancol etylic 0,8 g/ml Khối lượng axit axetic giấm bao nhiêu? A 240 g B 280g C 400g D 480g Hướng dẫn giải: Vancol nguyên chất = 1000.0,46 = 460 ml mancol 460.0,8 368g C2H5OH O2 CH3COOH H2O 46g → 60g 368g m=? 368.60 mCH3COOH 480g 46 Đáp án D Câu 5: Cho 360 gam glucozơ lên men thành rượu etylic Cho tất khí CO2 sinh hấp thụ hồn tồn vào lít dung dịch NaOH 1M thu 137 gam muối Hiệu suất phản ứng lên men rượu A 37,5% B 50% C 75% D 80% Hướng dẫn giải: nglucozơ = 360:180= mol; nNaOH = mol C6H12O6 2C2H5OH 2CO2 mol CO2 tác dụng với dung dịch kiềm tạo muối NaHCO3 a (mol) Na2CO3 b (mol) Ta có hệ phương trình: a 2b a 1 84a 106b 137 b 0,5 Bảo tồn ngun tố C ta có: n CO2 a b 1,5mol Hiệu suất phản ứng là: 1,5 100% 37,5% Đáp án A Câu 6: Khi lên men 180 gam glucozơ với hiệu suất 100% Khối lượng ancol etylic thu A 92 g B 123 g C 145 g D 110 g Hướng dẫn giải: 180 Ta có: n C H O 1mol 12 180 Phương trình phản ứng: H C6H12O6 2C2H5OH 2CO2 mol mC2H5OH 2.46 92g Đáp án A Câu 7: Cho m gam ancol (rượu) no, đơn chức, mạch hở X qua bình đựng CuO (dư), nung nóng Sau phản ứng hồn tồn, khối lượng chất rắn bình giảm 0,32 gam Hỗn hợp thu có tỉ khối với hiđro 15,5 Giá trị m A 0,32 B 0,46 C 0,64 D 0,92 Hướng dẫn giải: Phản ứng X với CuO: CnH2n+1OH +CuO CnH2nO + Cu + H2O Sau phản ứng với CuO, chất rắn ban đầu CuO chuyển thành Cu nên lượng chất rắn giảm lượng oxi có CuO: mgiảm = moxi = 0,32 gam Từ phương trình phản ứng: nancol = nCnH2nO = nnước = nCuO = nO = 0,32 : 16 = 0,02 mol Hỗn hợp sau phản ứng gồm H2O, CnH2nO nhh = nnước + nCnH2nO = 0,02 + 0,02 = 0,04 mol Vì hỗn hợp có tỉ khối so với H2 15,5 nên Mhh = 15,5 = 31 Suy mhh = 31 0,04 = 1,24 gam Áp dụng ĐLBTKL: mancol + mCuO = mhh + mCu Suy mancol = mhh - mgiảm = 1,24 – 0,32 = 0,92 gam Đáp án D Câu 8: Cho m gam hỗn hợp X gồm hai rượu (ancol) no, đơn chức, dãy đồng đẳng tác dụng với CuO (dư) nung nóng, thu hỗn hợp rắn Z hỗn hợp Y (có tỉ khối so với H2 13,75) Cho toàn Y phản ứng với lượng dư Ag2O (hoặc AgNO3) dung dịch NH3 đun nóng, sinh 64,8 gam Ag Giá trị m A 7,4 B 7,8 C 8,8 D 9,2 Hướng dẫn giải: nAg = 64,8 : 108 = 0,6 mol RCH2OH +CuO RCHO + Cu + H2O x x x mol Ta thấy: nRCHO = n H O MY M RCHO M H O 13,75.2 27,5 R 27,5.2 18 29 R1 < R < R2 nên R1 = R2 = 15 anđehit HCHO CH3CHO ancol CH3OH C2H5OH 15 50% n HCHO n CH CHO a(mol) 15 n Ag 4a 2a 6a 0,6 a 0,1mol %n HCHO n CH OH n C H OH 0,1mol m 0,1.32 0,1.46 7,8g Đáp án B Câu 9: Oxi hóa 0,08 mol ancol đơn chức, thu hỗn hợp X gồm axit cacboxylic, anđehit, ancol dư nước Ngưng tụ toàn X chia thành hai phần Phần cho tác dụng hết với Na dư, thu 0,504 lít khí H2 (đktc) Phần hai cho phản ứng tráng bạc hoàn toàn thu 9,72 gam Ag Phần trăm khối lượng ancol bị oxi hóa A 31,25% B 40% C 50% D 62,5% Hướng dẫn giải: 0,504 0,0225mol;n Ag 0,09mol 22,4 Gọi công thức tổng quát ancol RCH2OH - TH1: R=H Ta có: nH [O] CH3 OH HCHO(xmol) 4Ag; HCOOH(ymol) 2Ag; CH3 OH du (zmol) CH3OH Na CH3ONa H 2 z 0,5z mol H 2O Na NaOH H 2 x+y 0,5(x+y) mol HCOOH + Na HCOONa + H 2 y 0,5y Ta có hệ phương trình: mol x y z 0,04 x 2y z 0,045 x 0,02;z 0,015; y 0,005 4x 2y 0,09 0,04 0,015 100% 62,5% 0,04 TH2 : R#H %H [O] RCH OH RCHO(xmol) 2Ag; RCOOH(ymol);CH3 OHdu (zmol) Ta có hệ phương trình: x y z 0,04 x 2y z 0,045 x 0,045;z 0,01; y 0,005 2x 0,09 loại Đáp án D Câu 10: Lên men m gam glucozơ với hiệu suất 72% Lượng CO2 sinh hấp thu hoàn toàn vào 500 ml hỗn hợp gồm NaOH 0,1 M Ba(OH)2 0,2 M, sinh 9,85 gam kết tủa Giá trị m A 25 g B 15 g C 12,96 g D 13 g Hướng dẫn giải: nOH = 0,25 mol; nBa2+ = 0,1 mol; nkết tủa = 0,05 mol Gọi số mol glucozơ x mol Phương trình phản ứng: C6H12O6 2C2H5OH 2CO2 x 2x.0,72 mol + TH1: OH dư Ta có: n CO2 n BaCO3 0,05mol n 0,0347mol m 6,25g + TH2: Kết tủa tan phần n BaCO3 n OH n CO2 n CO2 0,2mol n 0,1389 m 25g Đáp án A ... + 2H2O 180 C ,50 atm o o xt ,t CH3COOH - Từ metanol: CH3OH + CO Điều chế dẫn xuất halogen Khi thay nguyên tử hiđro phân tử hiđrocacbon nguyên tử halogen ta dẫn xuất halogen hiđrocacbon o... 2,2 R 29 R 45 Theo phương trình hóa học ta có: nRCHO = nRCOOH 2,2 R 15(CH3 ) = R 29 R 45 Anđehit CH3CHO Đáp án B Câu 3: Axeton điều chế cách oxi hóa cumen nhờ oxi, sau thủy phân dung... dụ 3: Trong công nghiệp, axeton điều chế từ A xiclopropan B propan – – ol C propan – – ol D cumen Hướng dẫn giải: Trong công nghiệp, axeton điều chế cách oxi hóa khơng hồn toàn cumen o 1) O2