Đáp án chương 5,6

Chơng 5 Dẫn xuất của hiđrocacbon. Polime. Các hợp chất gluxit và protit V.1. Trong 10 ml rợu 900 có : 9,0 ml rợu nguyên chất 2 5 C H OH 9.0,8 n 46 = = 0, 157 mol. Phản ứng cháy của rợu : C 2 H 5 OH + 3O 2 2CO 2 +3H 2 O 0,157 0,314 0,471 Thu đợc : 2 CO V = 0,314 . 22,4 = 7,0336 lit (ĐKTC) Khối lợng nớc : 2 H O m = 0,471 . 18 + 1 = 9,478 (g). V.2. Đặt số mol rợu metylic và etylic trong hỗn hợp lần lợt là x, y. Ta có các phơng trình hoá học sau : CH 3 OH + 1,5O 2 CO 2 + 2H 2 O (1) x x 2x C 2 H 5 OH + 3O 2 2CO 2 + 3H 2 O (2) y 2y 3y CO 2 + Ba(OH) 2 d BaCO 3 + H 2 O (3) Theo các PTHH trên và đầu bài, ta có hệ phơng trình : 68,95 x + 2y = = 0,35 197 25,3-44.0,35 2x + 3y = = 0,55 18 x = 0,05 ; y = 0,15 % CH 3 OH = 0,05.32 .100% 8,5 = 18,82% ; % C 2 H 5 OH = 100% - 18,82% = 81,18% 143 V.3. Giả sử trong bài mỗi phần của A có x mol C 2 H 5 OH và y mol C 6 H 6 theo đầu bài ta có các PTHH : 2C 2 H 5 OH + 2Na 2C 2 H 5 ONa + H 2 (1) x x 0,5x C 2 H 5 OH + 3O 2 2CO 2 + 3H 2 O (2) x 2x 3x C 6 H 6 + 7,5 O 2 6CO 2 + 3H 2 O (3) y 6y 3y CO 2 + Ba(OH) 2 d BaCO 3 + H 2 O (4) Theo các PTHH và theo đầu bài ta có hệ phơng trình : 0,336 0,5x = 0,015 22,4 70,92 2x 6y 0,36 197 = + = = x = 0,03 ; y = 0,05 Khối lợng bình tăng lên: m 1 = (0,06 + 0,3)44 + (0,09 + 0,15)18 = 20,16 (g) Phần trăm khối lợng mỗi chất trong A % C 6 H 6 = 0,05.78 .100% 0,05.78+0,03.46 =73,86% ; % C 2 H 5 OH = 26,14% V.4. Đặt công thức của mỗi rợu no đơn chức lần lợt là C m H 2m + 1 OH và C n H 2n + 1 OH với số mol trong mỗi nửa lần lợt là x và y, ta có các PTHH : C m H 2m + 1 OH + 2 3 mO 2 mCO 2 + (m+1) H 2 O (1) x mx (mx + x) C n H 2n + 1 OH + 2 3 nO 2 nCO 2 + (n+1) H 2 O (2) y ny (ny + y) Theo đề bài và theo các PTHH, ta có : (14m + 18) x + (14n + 18) y = 3,76 144 hoặc : 14 (mx + ny) + 18 (x + y) = 3,76 (I) Số mol CO 2 trong 4,4 g là : 4,4 44 = 0,1 mol Số mol rợu trong mỗi phần là 0,1 mol thay x + y = 0,1 vào (I), ta có : Số mol CO 2 thu đợc là : mx + ny = 3,76-18.0,1 14 = 0,14 V 1 = 3,136 lit CO 2 (ĐKTC). Số mol H 2 O thu đợc là : mx+ny+x+y=0,24 m 1 = 4,32 g. Khối lợng của 1 mol hỗn hợp hai rợu, tức là khối lợng mol trong bình của hỗn hợp rợu là: 3,76 : 0,1 = 37,6 Một trong hai rợu là rợu etylic có khối lợng mol là 46 g thì rợu kia có khối lợng mol nhỏ hơn 37,6 g, duy nhất có rợu metylic CH 3 OH. Đặt số mol của CH 3 OH và C 2 H 5 OH lần lợt là x và y, ta có hệ phơng trình : x + y = 0,1 32x + 46y = 3,76 Giải hệ trên, ta đợc x = 0,06 mol, y = 0,04 mol % CH 3 OH = 51,06% ;% C 2 H 5 OH = 48,94%. V.5. Tính số mol các chất trong hỗn hợp A : 3 CH COOH 100.1,045.0,362 n 0,63 60 = = ; 2 5 C H OH 6,9 n 46 = =0,15 Phơng trình phản ứng este hóa : CH 3 COOH + C 2 H 5 OH 2 4 H SO CH 3 COO C 2 H 5 + H 2 O (1) Giả sử đốt cháy x mol este : C 4 H 8 O 2 + 5O 2 4CO 2 + 4H 2 O (2) x 4x 4x Phản ứng hấp thụ khí CO 2 : CO 2 + Ca(OH) 2 (d ) CaCO 3 + H 2 O (3) 145 4x 4x Khối lợng kết tủa CaCO 3 là: 4x . 100 = 48 x = 0,12 (mol) Nếu hiệu suất là 100% theo các phơng trình (1) và (2) thu đợc: 0,15 mol este. Thực tế thu đợc 0,12 mol este, vậy hiệu suất phản ứng este hóa là : 0,12 .100% 0,15 = 80% Khối lợng bình nớc vôi trong tăng lên m 1 g chính là khối lợng H 2 O và CO 2 của phản ứng (2) m 1 = 0,48 . 44 + 0,48 . 18 = 29,76 (g). V.6. a) Đặt CTPT phân tử của A là C x H y O z . PTHH của phản ứng cháy : C x H y O z + (x + 0,25y - 0,5z)O 2 xCO 2 + 0,5yH 2 O Theo đầu bài, ta có : m A + 2 O m = 2 2 CO H O m m+ = 3,96 + 5,04 .32 22,4 = 11,16 2 2 CO H O m m = 4,68 2 CO m = 7,92 (g) hay 0,18 mol ; 2 H O m = 3,24 (g) hay 0,18 mol Lợng các nguyên tố C, H, O trong A là : m C = 0,18.12 = 2,16 (g) m H = 0,18 . 2 = 0,36 (g) m O = 3,96 - 2,16 - 0,36 = 1,44 (g) Ta có : x : y : z = 12 16,2 : 1 36,0 : 16 44,1 = 0,18 : 0,36 : 0,09 = 2 : 4 : 1 Vậy, CTPT của A có dạng: (C 2 H 4 O) n M A = 44n Theo đầu bài 50 < M A < 100 1,14<n<2,27 n = 2, A là C 4 H 8 O 2 b) Với CTPT trên, A có thể là axit no đơn chức hoặc este của axit no đơn chức và rợu no đơn chức. Theo đầu bài, A không làm đỏ quỳ tím, tức là không phải là axit mà là este. RCOOR + NaOH RCOONa + R- OH. 146 4,4 g A tức là 0,05 mol A tác dụng hết với NaOH cho ta 4,1 g muối. Vậy khối lợng phân tử của muối là: 4,1 : 0,05 = 82 đvC. Do đó, CTCT của A là : CH 3 - COO - CH 2 - CH 3 A : Etyl axetat. V.7. a) Gọi CTPT của Y là C x H y O z , PTHH của phản ứng cháy chất Y : C x H y O z + (x + 0,25y - 0,5z)O 2 xCO 2 + 0,5yH 2 O Các PTHH hấp thụ sản phẩm cháy : CO 2 + Ca(OH) 2 d CaCO 3 + H 2 O 2 CO 15 n 100 = = 0,15 mol 2 H O 9,3 0,15.44 n 18 = = 0,15 m C = 1,8 g ; m H = 0,3 g ; m O = 1,6 g x : y : z = 1,8 12 : 1 3,0 : 16 6,1 = 0,15: 0,3 : 0,1 = 3 : 6 : 2 Công thức phân tử của Y có dạng : (C 3 H 6 O 2 ) n Theo đầu bài 2 Y CO 2,2 n =n 44 = = 0,05 M A = 3,7 0,05 = 74. Do đó n = 1, CTPT của Y là C 3 H 6 O 2 . b) Xác định CTCT của Y. Theo đầu bài Y là este. Vậy với CTPT nh trên, Y có một trong hai công thức cấu tạo sau: HCOOC 2 H 5 (etyl fomiat) hoặc CH 3 COOCH 3 (metyl axetat) Theo đầu bài khi thủy phân hoàn toàn 3,7 g Y (0,05 mol) trong môi trờng kiềm, thì thu đợc 0,05 mol muối với khối lợng 3,40 g. Vậy phân tử khối của muối là : 3,4 0,05 = 68, M RCOONa = 68 R = 68 - 67 = 1. Nên R = H. Do đó CTCT của Y là : HCOOC 2 H 5 hay H-COO-CH 2 -CH 3 V.8. Theo đầu bài, ta đặt CTPT của este là R - COO - R. Phản ứng của este với NaOH : 147 R - COO - R + NaOH R - COONa + R- OH Phản ứng trung hòa NaOH d : HCl + NaOH NaCl + H 2 O Số mol NaOH d = Số mol HCl = 0,04 Số mol NaCl = 0,04 Khối lợng NaCl = 2,34 g Khối lợng muối RCOONa = 4,92g Theo đầu bài, khối lợng rợu thu đợc là 1,92 g Theo định luật bảo toàn khối lợng m NaOH = 4,92 + 1,92 4,44 = 2,4 g Số mol NaOH phản ứng = số mol este = số mol muối hữ cơ = 2,4 40 =0,06 M RCOONa = 4,92 0,06 = 82 R = 82 - 67 = 15 R là CH 3 . M este = 4,44 0,06 = 74 R=74-59=15 R là CH 3 Do đó CTCT của este là: CH 3 COOCH 3 : metyl axetat V.9. Đặt CTCT của chất béo là (RCOO) 3 C 3 H 5 . Phản ứng thuỷ phân chất béo : (RCOO) 3 C 3 H 5 + 3NaOH 3RCOONa + C 3 H 5 (OH) 3 (1) Trung hoà NaOH d : NaOH + HCl NaOH + H 2 O Số mol NaOH d = Số mol HCl = 22,9.1,18.0,365 36,5 = 0,27 Số mol NaOH ban đầu = 70.1,2.0,2 40 = 0,42 Số mol NaOH phản ứng : 0,42 - 0,27 = 0,15 Theo phản ứng (1) 3 3 5 (RCOO) C H NaOH 1 n n 3 = = 0,05 148 Khối lợng mol của chất béo : 3 3 5 (RCOO) C H 40,3 M 0,05 = = 806 R = 211 Vì chất béo đã cho là chất béo no thì R = C n H 2n+1 = 14n + 1 = 211 n = 15 Do đó, CTCT của chất béo : (C 15 H 31 COO) 3 C 3 H 5 tripanmitat glixerin V.10. Theo bài ra ta có các PTHH : (RCOO) 3 C 3 H 5 + 3KOH 3RCOOK + C 3 H 5 (OH) 3 KOH + HCl KCl + H 2 O KOH 38.1,18.0,25 n 56 = = 0,2 mol ; KOH HCl 40,2.1, 06.0,12 n n 36,5 = = = 0,14 mol n KOH phản ứng với chất béo = 0,2 - 0,14 = 0,06 mol 3 3 5 (RCOO) C H KOH 1 0,06 n n 3 3 = = = 0,02 3 3 5 (RCOO) C H 13,32 M 0,02 = = 666 Axit hóa dung dịch sau phản ứng : R - COOK + HCl R - COOH + KCl Khối lợng axit thu đợc là: 17,04 (g) RCOOH 17,04 M 0,06 = = 284 Nếu là axit béo no : C n H 2n + 1 COOH = 14n + 1 + 45 = 284 n = 17 CTPT của axit béo: C 17 H 35 - COOH axit stearic. CTCT của chất béo : V.11. Đặt CTPT của rợu no đơn chức là C n H 2n + 1 OH, ta có : HCOOH + C n H 2n + 1 OH HCOO C n H 2n + 1 + H 2 O 149 Số mol HCOOH : 0,5 mol. Nếu hiệu suất phản ứng este hóa là 100%, thì số mol este thu đợc tính theo lợng axit ban đầu là 0,5. Nhng phản ứng chỉ đạt hiệu suất 80%, nên số mol este thu đợc là 0,5 . 0,8 = 0,4 mol. Phản ứng đốt cháy este: HCOO C n H 2n + 1 + 2 13 +n O 2 (n + 1)CO 2 + (n+ 1)H 2 O 0,4 (n + 1)0,4 Số mol CO 2 thu đợc = 0,4 (n + 1) = 17,92 22,4 = 0,8 n = 1 CTPT của este là HCOOCH 3 : metyl fomiat V.12. CTCT của etyl axetat : CH 3 COOC 2 H 5 CTPT: C 4 H 8 O 2 CTCT của metyl propionat : CH 3 CH 2 COOCH 3 CTPT: C 4 H 8 O 2 Nh vậy 2 chất là đồng phân của nhau. R COOR + NaOH R COONa + ROH Số mol este thu đợc = số mol NaOH phản ứng vì phản ứng xảy ra hoàn toàn. n este = n NaOH = 25.1,28.0,25 40 = 0,2 mol Khối lợng este đã tham gia phản ứng là : 0,2 . 88 = 17,6 (g). V.13. Xem lời giải bài 12. Đáp số: 30,96 ml dung dịch KOH 25% V.14. CTCT rút gọn của axit no đơn chức và của rợu no đơn chức lần lợt là : C n H 2n + 1 COOH (n = 0, 1, 2, ) : axit no đơn chức C m H 2m + 1 OH (m = 0, 1, 2, ) : rợu no đơn chức CTCT của este tạo bởi các chất đó : C n H 2n + 1 COO C m H 2m + 1 hay C (n + m + 1) H (2n + 2m + 2) O 2 150 Nh vậy CT chung của este tạo bởi axit no đơn chức và rợu no đơn chức là: C a H 2a O 2 trong đó a là số nguyên (dơng) M este = 14a + 32 = 130 a = 7 CTPT của este là C 7 H 14 O 2 CTCT rút gọn muối natri của axit tạo este : C n H 2n + 1 COONa = 14n + 68 Theo đầu bài ta có phơng trình : 23.100=(14n + 68).28,04 n = 1 m = 5 Theo đầu bài ta có công thức cấu tạo của este là : CH 3 -COO-CH 2 -CH 2 -CH-CH 3 Este này có trong thành phần của tinh dầu quả chuối. V.15. Đáp số : 0,3526 ml dung dịch KOH 10% V.16. Phơng pháp hóa học tách hỗn hợp gồm axit axetic, rợu etylic và etyl axetat. Cho hỗn hợp tác dụng với lợng d CaO, chỉ CH 3 COOH tác dụng. CaO + 2CH 3 COOH Ca(CH 3 COO) 2 + H 2 O Muối (CH 3 COO) 2 Ca không tan trong hỗn hợp gồm C 2 H 5 OH và CH 3 COOC 2 H 5 . Lọc tách chúng. Cho kết tủa muối tác dụng với lợng d dung dịch axit sunfuric : Ca(CH 3 COO) 2 + H 2 SO 4 CaSO 4 + 2CH 3 COOH Đem chng cất, thu lấy CH 3 COOH Cho hỗn hợp lỏng gồm C 2 H 5 OH và CH 3 COOC 2 H 5 tác dụng với lợng Na d, chỉ một mình rợu tác dụng : C 2 H 5 OH + Na C 2 H 5 ONa + 0,5H 2 . Lọc tách C 2 H 5 ONa d khỏi CH 3 COOC 2 H 5 . Cho kết tủa tác dụng với nớc : Na + H 2 O NaOH + 0,5H 2 C 2 H 5 ONa + H 2 O C 2 H 5 OH + NaOH Cuối cùng đem chng cất lấy rợu. V17. Có thể nhận biết hoặc phân biệt dung dịch glucozơ và saccarozơ bằng hai cách trong đó chỉ dùng một thuốc thử. 151 CH 3 Cách 1 : Thuốc thử là dung dịch AgNO 3 trong dung dịch amoniac. Với thuốc thử này chỉ một mình glucozơ cho phản ứng tạo thành kết tủa Ag. Đó là phản ứng tráng bạc hoặc phản ứng tráng gơng. CH 2 OH(CHOH) 4 CHO + 2AgNO 3 + 3NH 3 + H 2 O 2Ag + 2NH 4 NO 3 + CH 2 OH(CHOH) 4 COONH 4 Cách 2 : Dùng thuốc thử là kết tủa Cu(OH) 2 trong môi trờng kiềm Thêm kết tủa Cu(OH) 2 vào dung dịch glucozơ và dung dịch saccarozơ, ở 2 ống nghiệm đầu tiên thu đợc các dung dịch màu xanh lam. Nhng khi đun nóng hai ống nghiệm thì chỉ ống nghiệm đựng glucozơ có phản ứng tạo thành kết tủa màu đỏ son của Cu 2 O : CH 2 OH(CHOH) 4 CHO + 2Cu(OH) 2 +NaOH 0 t CH 2 OH(CHOH) 4 COONa + Cu 2 O + 3H 2 O V.18. Điều chế các chất đi từ chất đầu là glucozơ hay tinh bột (C 6 H 10 O 5 ) n + nH 2 O dd axit loãng n C 6 H 12 O 6 a) Cho glucozơ len men để điều chế rợu etylic : C 6 H 12 O 6 0 men, 30-32 C 2 C 2 H 5 OH + 2CO 2 b) Điều chế axit axetic: C 2 H 5 OH + O 2 0 men giấm, 30 C CH 3 COOH + H 2 O c) Điều chế cao su Buna : 2C 2 H 5 OH 0 2 3 ZnO, Al O , t H 2 C = CH - CH = CH 2 + 2H 2 O + H 2 H 2 C = CH - CH + CH 2 Na (H 2 CCH=CHCH 2 ) n d) Polivinyl clorua : CH 3 OOH + NaOH CH 3 COONa + H 2 O CH 3 COONa + NaOH 0 CaO, t CH 4 + Na 2 CO 3 2CH 4 0 t HC CH + 3H 2 152 . thuốc thử này chỉ một mình glucozơ cho phản ứng tạo thành kết tủa Ag. Đó là phản ứng tráng bạc hoặc phản ứng tráng gơng. CH 2 OH(CHOH) 4 CHO + 2AgNO 3 + 3NH 3 + H 2 O 2Ag + 2NH 4 NO 3 + CH 2 OH(CHOH) 4 COONH 4 Cách. este là : CH 3 -COO-CH 2 -CH 2 -CH-CH 3 Este này có trong thành phần của tinh dầu quả chuối. V.15. Đáp số : 0,3526 ml dung dịch KOH 10% V.16. Phơng pháp hóa học tách hỗn hợp gồm axit axetic, rợu. 0,2 mol Khối lợng este đã tham gia phản ứng là : 0,2 . 88 = 17,6 (g). V.13. Xem lời giải bài 12. Đáp số: 30,96 ml dung dịch KOH 25% V.14. CTCT rút gọn của axit no đơn chức và của rợu no đơn chức