Phương pháp giải các bài tập đặc trưng về anđehit - xeton tài liệu bài giảng pdf

Phản ứng ñốt cháy Tùy theo cấu tạo của anñehit và xeton mạch C, số nhóm chức, .... Trong chương trình phổ thông, ta chủ yếu xét dãy ñồng ñẳng anñehit/xeton no, ñơn chức, mạch hở, có các

PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TẬP ðẶC TRƯNG VỀ ANðEHIT-XETON

TÀI LIỆU BÀI GIẢNG

1 Phản ứng ñốt cháy

Tùy theo cấu tạo của anñehit và xeton (mạch C, số nhóm chức, ) mà ta có các dãy ñồng ñẳng khác nhau Trong chương trình phổ thông, ta chủ yếu xét dãy ñồng ñẳng anñehit/xeton no, ñơn chức, mạch hở, có các ñặc ñiểm sau:

- Công thức dãy ñồng ñẳng: CnH2nO

- Khi ñốt cháy:

n = n

Ngoài ra, cũng cần chú ý ñến các dãy có công thức dạng CnH2n-2Ox (no, mạch hở, 2 chức hoặc không no, một nối ñôi, mạch hở, ñơn chức) khi ñốt cháy:

n < n và

an®ehit/xeton CO H O

VD 1 : Một hỗn hợp gồm anñehit acrylic và một anñehit ñơn chức X ðốt cháy hoàn toàn 1,72 gam hỗn hợp

trên cần vừa hết 2,296 lít khí oxi (ñktc) Cho toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2

dư, thu ñược 8,5 gam kết tủa Công thức cấu tạo của X là:

A HCHO B C2H5CHO C CH3CHO D C3H5CHO

2

O

Áp dụng ñịnh luật bảo toàn khối lượng, ta có:

Áp dụng ñịnh luật bảo toàn nguyên tố O, ta có:

Andehit

Do ñó, KLPT trung bình của 2 anñêhit là: 1, 72 49,14

0, 035

Anñehit acrylic có M = 56 → anñêhit còn lại có M < 49,14 , tức là ñáp án A hoặc C

Anñêhit acrylic (C3H4O) là anñêhit không no 1 nối ñôi, anñêhit còn lại là no ñơn chức nên:

C H O CO H O

Và anñêhit còn lại có số mol là 0,02 mol

Gọi M là KLPT của Anñêhit còn lại thì:

VD 2 : ðốt cháy hoàn toàn 0,1 mol anñehit ñơn chức X mạch thẳng cần dùng vừa ñủ 12,32 lít khí O2 (ñktc), thu ñược 17,6 gam CO2 Công thức cấu tạo của X là:

A CH≡C−CH2−CHO B CH3−CH2−CH2−CHO

Gọi CTPT của anñehit ñã cho là CxHyO

n = 0,55 mol; n = 0,4 mol

Sơ ñồ hóa phản ứng ñốt cháy, ta có: 0,1C H O + 0,55O x y 2 → 0,4CO + -H O2 2

Bảo toàn các nguyên tố trong phản ứng trên, ta có:

0,55 2 = 0,4 2 + n n = mol

- Với C: 0,1x = 0, 4 → x = 4

- Với H: 0,1y = 0, 4 2× → y = 8

Vậy, anñehit ñã cho có CTPT là C4H8O và cấu tạo phù hợp là CH3−CH2−CH2−CHO

2 Phản ứng Hiñr hóa

RCOR' + H  → RCH(OH)R'

+ Nếu R’ là H:

+ Nếu R’ là gốc hiñrocacbon:

VD 1 : Chia hỗn hợp hai anñehit no ñơn chức làm 2 phần bằng nhau:

- Phần I: ðem ñốt cháy hoàn toàn thu ñược 1,08 gam H2O

- Phần II: Tác dụng với H2 dư (Ni, t0) thu hỗn hợp A ðem A ñốt cháy hoàn toàn thì thể tích CO2 (ñktc) thu ñược là:

A 1,434 lít B 1,443 lít C 1,344 lít D 1,444 lít

VD 2 : Hiñrô hoá hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai anñehit no, ñơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong

dãy ñồng ñẳng thu ñược (m + 1) gam hỗn hợp hai ancol Mặt khác, khi ñốt cháy hoàn toàn cũng m gam X thì cần vừa ñủ 17,92 lít khí O2 (ở ñktc) Giá trị của m là:

(Trích ñề thi tuyển sinh ðH – Cð khối B – 2009)

3 Phản ứng oxh

Nguyên tử C trong nhóm chức –CHO của anñehit vẫn còn H nên vẫn còn tính khử và có thể tham gia các phản ứng oxh không hoàn toàn, xeton không có tính chất này

- Phản ứng với dung dịch Br2 hoặc KMnO4 tạo axit cacboxylic

làm mất màu dung dịch Br2/CCl4

- Phản ứng với phức bạc hoặc ñồng:

Chú ý: Trong các bài tập, ta chỉ quan tâm tới các tỷ lệ phản ứng, do ñó, có thể viết gọn là

3

-NH

OH

VD 1 : Anñehit X có phân tử khối là 72 Khi cho 7,2 gam X tác dụng với Ag2O/NH3 ñun nóng thu ñược tối

ña 43,2 gam Ag Số anñehit thoả mãn ñiều kiện ñó là:

VD 2 : ðốt cháy hoàn toàn 1 mol hợp chất hữu cơ X, thu ñược 4 mol CO2 Chất X tác dụng ñược với Na, tham gia phản ứng tráng bạc và phản ứng cộng Br2 theo tỉ lệ mol 1:1 Công thức cấu tạo của X là:

C HO-CH2-CH2-CH2-CHO D HO-CH2-CH=CH-CHO

(Trích ñề thi tuyển sinh ðH – Cð khối B – 2009)

Dữ kiện 1: ðốt cháy hoàn toàn 1 mol X, thu ñược 4 mol CO2 → X có 4 nguyên tử C → loại B

Dữ kiện 2: X tham gia phản ứng tráng bạc → loại A

Dữ kiện 3: X phản ứng cộng Br2 theo tỉ lệ mol 1:1→ loại C

VD 3 : ðốt cháy hoàn toàn một hợp chất hữu cơ X, thu ñược 0,351 gam H2O và 0,4368 lít khí CO2 (ở ñktc) Biết X có phản ứng với Cu(OH)2 trong môi trường kiềm khi ñun nóng Chất X là:

C CH2=CH-CH2-OH D C2H5CHO

(Trích ñề thi tuyển sinh ðH – Cð khối B – 2009)

Dữ kiện 1:

n = n → loại B

Dữ kiện 2: X có phản ứng với Cu(OH)2 trong môi trường kiềm khi ñun nóng → loại A, C

VD 4 : Cho 0,1 mol anñehit X tác dụng với lượng dư AgNO3 (hoặc Ag2O) trong dung dịch NH3, ñun nóng thu ñược 43,2 gam Ag Hiñro hóa X thu ñược Y, biết 0,1 mol Y phản ứng vừa ñủ với 4,6 gam Na Công thức cấu tạo thu gọn của X là:

(Trích ñề thi tuyển sinh ðH – Cð khối A – 2007)

Tính nhẩm: 43,2/108 = 0,4 mol → tỷ lệ anñehit : Ag = 1: 4 →Anñehit 2 chức → loại A, D

Tính nhẩm: 4,6/23 = 0,2 mol → tỷ lệ rượu : Na = 1:2 → Y có 2 nhóm –OH → loại C

VD 5 : Hiñro hoá hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai anñehit no, ñơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong

dãy ñồng ñẳng thu ñược (m + 1) gam hỗn hợp hai ancol Mặt khác, khi ñốt cháy hoàn toàn cũng m gam X thì cần vừa ñủ 17,92 lít khí O2 (ở ñktc) Giá trị của m là:

(Trích ñề thi tuyển sinh ðH – Cð khối B – 2009)

VD 6 : Cho hỗn hợp khí X gồm HCHO và H2 ñi qua ống sứ ñựng bột Ni nung nóng Sau khi phản ứng xảy

ra hoàn toàn, thu ñược hỗn hợp khí Y gồm hai chất hữu cơ ðốt cháy hết Y thì thu ñược 11,7 gam H2O và 7,84 lít khí CO2 (ở ñktc) Phần trăm theo thể tích của H2 trong X là

Áp dụng ñịnh luật bảo toàn nguyên tố - quy ñổi ta sẽ thấy ñốt cháy hỗn hợp Y = ñốt cháy hỗn hợp X, do ñó

ta coi như sản phẩm ñốt cháy Y là từ phản ứng ñốt cháy X (quy ñổi) Nói cách khác, ta coi như phản ứng hiñro hóa HCHO chưa xảy ra

Do HCHO chứa 1C nên

2

7,84

n = n = = 0,35 mol

11,7

n = - 0,35 = 0,3 mol

(HCHO khi cháy cho

Do ñó,

2

H

0, 3

0, 3 0, 35

+

Do ñó, ñáp án ñúng là B

Giáo viên: Vũ Khắc Ngọc