phương pháp giải nhanh bài toán axit cacboxylic

phương pháp giải nhanh bài toán axit cacboxylic tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về...

Biên soạn: Thầy Phạm Ngọc Sơn – Giáo viên Trung tâm Luyện Thi VIP. Trụ sở chính: Trung tâm Luyện thi VIP, số 6, Lô A1, Tiểu khu Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà Nội (Tới Bệnh viện Phụ sản Hà Nội, rẽ trái 70m). Chi nhánh 1: Số 86, Tân Mai, Hoàng mai, Hà Nội. Quý phụ huynh và học sinh đăng ký khoá học vui lòng liên hệ Hotline:0978288562 (Thầy Mạnh), 0982.521.506 (Cô Trang). Tài liệu thuộc bản quyền trung tâm Luyện thi VIP, mọi hành vi sao chép vô ý hoặc cố ý đều phải chịu trách nhiệm trước pháp luật. Trang 1 PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN AXIT CACBOXYLIC Bài 1. Đốt cháy hoàn toàn mg một axit cacboxylic A thu được 6,72 lít khí CO 2 (đktc) và 5,4g H 2 O. Mặt khác cũng mg A phản ứng vừa đủ với 100 ml dung dịch NaOH 1,5M thu được dung dịch muối B. Công thức cấu tạo của B là A. HCOOH B. CH 2 = CH–COOH C. CH 3 –COOH D. C 2 H 5 COOH Hướng dẫn : 2 2 CO H O n n 0,3(mol) = = ⇒ Vậy A là axit cacboxylic no đơn chức có công thức n 2n 1 C H COOH. + 2 2 n 2n 1 n 2n 1 2 O n 2n 1 2 2 CO C H COOH NaOH C H COONa H O 0,15 0,15(mol) C H COOH (n 1)CO (n 1)H O 0,15 n 0,15(n 1) 0,3 n 1 + + + + → + → + + + = + = ⇒ = Vậy công thức cấu tạo của A là CH 3 COOH. Bài 2. Cho 7,2 gam một axit cacboxylic tác dụng vừa đủ với 100 ml NaOH 1M thu được dung dịch B. Cô cạn dung dịch B thu được m gam muối khan. Khối lượng muối thu được là A. 9,0g B. 9,4g C. 10,5g D. 11,7g Hướng dẫn : Đặt công thức của A là t R(COOH) . t t 2 R(COOH) tNaOH R(COONa) H O 0,1 0,1 t + → + 1 mol A chuyển thành B độ tăng khối lượng M 23t t 22t ∆ = − = . Với 0,1 t mol A thì độ tăng khối lượng : B A 0,1 m m m 22t. 2,2g t ∆ = − = = B A m m 2,2 9, 4(g) ⇒ = + = Bài 3. Cho 1 axit cacboxylic no đa chức (A) phản ứng với Na dư thì thu được 1 thể tích khí H 2 đúng bằng thể tích A ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất. Mặt khác, để chuyển hết 1,04 g A thành muối cần vừa đủ 100 ml dung dịch NaOH 0,2 M. Công thức cấu tạo của A là A. CH 2 (COOH) 2 B. CH 2 = CH–COOH C. CH 3 –COOH D. C 2 H 5 COOH Hướng dẫn : Đặt công thức của A là t R(COOH) . t t 2 t R(COOH) tNa R(COONa) H 2 a(mol) 0,5t(mol) + → + Biên soạn: Thầy Phạm Ngọc Sơn – Giáo viên Trung tâm Luyện Thi VIP. Trụ sở chính: Trung tâm Luyện thi VIP, số 6, Lô A1, Tiểu khu Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà Nội (Tới Bệnh viện Phụ sản Hà Nội, rẽ trái 70m). Chi nhánh 1: Số 86, Tân Mai, Hoàng mai, Hà Nội. Quý phụ huynh và học sinh đăng ký khoá học vui lòng liên hệ Hotline:0978288562 (Thầy Mạnh), 0982.521.506 (Cô Trang). Tài liệu thuộc bản quyền trung tâm Luyện thi VIP, mọi hành vi sao chép vô ý hoặc cố ý đều phải chịu trách nhiệm trước pháp luật. Trang 2 Theo giả thuyết a = 0,5at ⇒ t = 2. A có hai nhóm chức : 2 2 2 A R R 3 R(COOH) 2NaOH R(COONa) 2H O 0,01 0,02 1, 04 M 104 M 45.2 104 M 14 R CH 0,01 + → + = = ⇒ + = ⇒ = ⇒ = Công thức của axit là CH 2 (COOH) 2 . Bài 4. Cho 14,4 g axit hữu cơ đơn chức A phản ứng hết với Na 2 CO 3 dư. Khí thoát ra được dẫn vào dung dịch Ca(OH) 2 dư thu được 10 g kết tủa. Công thức cấu tạo của A là A. HCOOH B. CH 3 COOH. C. CH 2 = CHCOOH. D. CH 2 (COOH) 2 Hướng dẫn : Đặt công thức của A là RCOOH : 2 3 2 2 2 2 3 2 A R R 2 2RCOOH Na CO 2RCOONa H O CO 0,2 0,1 CO Ca(OH) CaCO H O 10 0,1 0,1(mol) 100 14,4 M 72 M 45 72 M 27 R : CH CH 0,2 + → + + + → ↓ + = = = ⇒ + = ⇒ = ⇒ = − Công thức cấu tạo của A là 2 CH CH COOH = − . HCOOH + 2[Ag(NH 3 ) 2 ]OH → (NH 4 ) 2 CO 3 + 2NH 3 + 2Ag↓ + H 2 O HCOOH + Cu(OH) 2 → CO 2 + 2H 2 O + Cu 2 O ↓ Bài 5. Trung hòa hỗn hợp dung dịch HCHO và HCOOH cần 100 ml dung dịch NaOH 0,5M. Mặt khác khi cho hỗn hợp tác dụng với AgNO 3 /NH 3 (lấy dư) thì thu được 54 gam Ag. Thành phần phần trăm khối lượng của HCOOH trong hỗn hợp là A. 75,4 % B. 86,6% C. 65,2% D. 38,0% Hướng dẫn : HCHO HCOOH 2 §Æt : n a(mol) ; n b(mol) HCOOH + NaOH HCOONa H O b b 0, 05(mol) = = → + = HCOOH + 2[Ag(NH 3 ) 2 ]OH → (NH 4 ) 2 CO 3 + 2NH 3 + 2Ag ↓ + H 2 O 0,05 0,1 HCHO + 4[Ag(NH 3 ) 2 ]OH → (NH 4 ) 2 CO 3 + 6NH 3 + 4Ag↓ + H 2 O a 4a Ag HCOOH m 108(0,1 4a) 54 a 0,1(mol) 0,1.46 %m .100 75,4% 0,1.46 0, 05.30 = + = ⇒ = ⇒ = = + Biên soạn: Thầy Phạm Ngọc Sơn – Giáo viên Trung tâm Luyện Thi VIP. Trụ sở chính: Trung tâm Luyện thi VIP, số 6, Lô A1, Tiểu khu Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà Nội (Tới Bệnh viện Phụ sản Hà Nội, rẽ trái 70m). Chi nhánh 1: Số 86, Tân Mai, Hoàng mai, Hà Nội. Quý phụ huynh và học sinh đăng ký khoá học vui lòng liên hệ Hotline:0978288562 (Thầy Mạnh), 0982.521.506 (Cô Trang). Tài liệu thuộc bản quyền trung tâm Luyện thi VIP, mọi hành vi sao chép vô ý hoặc cố ý đều phải chịu trách nhiệm trước pháp luật. Trang 3 Bài 6. Cho 1,94 g hỗn hợp 2 axit cacboxylic no, đơn chức phản ứng với AgNO 3 dư trong NH 3 thu được 4,32 g Ag. Cũng lượng hỗn hợp trên cho tác dụng với 500 ml dung dịch NaOH 0,1 M sau phản ứng để trung hoà NaOH dư cần 50 ml dung dịch HCl 0,4 M. Công thức phân tử và % khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp là 3 4 9 4 9 3 3 2 5 CH COOH : 23,71% HCOOH : 23,71% A. B. C H COOH: 76, 29% C H COOH: 76,29% CH COOH : 23,71% HCOOH : 23,71% C. D. CH COOH: 76, 29% C H COOH: 76,29%             Hướng dẫn : Hỗn hợp axit này tham gia phản ứng tráng bạc vậy hỗn hợp này có ít nhất một axit là HCOOH. Đặt n HCOOH = x ( mol ); n 2 n 1 C H COOH n y(mol + = HCOOH + 2[Ag(NH 3 ) 2 ]OH → (NH 4 ) 2 CO 3 + 2NH 3 + 2Ag↓ + H 2 O x 2x = 0,04 ⇒ x=0,02 mol 2 HCOOH NaOH HCOONa H O + → + 0,02 0,02 3 3 2 CH COOH NaOH CH COONa H O + → + y y HCl + NaOH 2 NaCl H O → + 0,02 0,02 n NaOH = 0,05 (mol) ⇒ 0,02 + y + 0,02 = 0,05 ⇒ y = 0,01 mol ⇒ 0,02.46 + (14n + 46).0,01 = 1,94 ⇒ n = 4. Vậy : 3 HCOOH 4 9 CH COOH 0,02.46 %m .100 23, 71% HCOOH : 0,02(mol) 1,94 C H COOH: 0, 01(mol) %m 100 23,71 76,29%  = =   ⇒     = − =  Bài 7. Cho m gam hỗn hợp 2 axit cacboxylic no, đơn chức kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác dụng với 75 ml dung dịch NaOH 0,2 M. Để trung hoà lượng NaOH dư phải dùng 25 ml dung dịch HCl 0,2 M. Dung dịch sau trung hoà đem cô cạn thu được 1,0425 g hỗn hợp các muối khan. Giả sử các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Công thức phân tử của 2 axit là 3 3 2 5 2 5 3 7 3 7 4 9 A. HCOOH; CH COOH B.CH COOH; C H COOH C. C H COOH; C H COOH D.C H COOH; C H COOH Hướng dẫn : Đặt A: C n H 2n+1 COOH ; B: C m H 2m+1 COOH. Gọi công thức chung của A và B là : 1 n 2n C H COOH + (x mol) 2 1 1 n 2n n 2n C H COOH NaOH C H COONa H O + + + → + x x x HCl + NaOH → NaCl + H 2 O 0,005 0,005 n NaOH =0,005 + x = 0,015 ⇒ x = 0,01 mol (14n 68).0,01 58,5.0,005 1, 0425 n 0,5 n 0 n 0,5 m 1 + + = ⇒ = ⇒ = < = < = Biên soạn: Thầy Phạm Ngọc Sơn – Giáo viên Trung tâm Luyện Thi VIP. Trụ sở chính: Trung tâm Luyện thi VIP, số 6, Lô A1, Tiểu khu Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà Nội (Tới Bệnh viện Phụ sản Hà Nội, rẽ trái 70m). Chi nhánh 1: Số 86, Tân Mai, Hoàng mai, Hà Nội. Quý phụ huynh và học sinh đăng ký khoá học vui lòng liên hệ Hotline:0978288562 (Thầy Mạnh), 0982.521.506 (Cô Trang). Tài liệu thuộc bản quyền trung tâm Luyện thi VIP, mọi hành vi sao chép vô ý hoặc cố ý đều phải chịu trách nhiệm trước pháp luật. Trang 4 Vậy công thức của 2 axit là: HCOOH và CH 3 COOH. Bài 8. Cho m gam hỗn hợp 2 axit X, Y kế tiếp nhau trong dãy đồng dẳng của axit acrylic tác dụng với 500 ml dung dịch Na 2 CO 3 1 M. Sau phản ứng phải dùng 350 ml dung dịch HCl 2 M để trung hoà hết lượng Na 2 CO 3 dư. Mặt khác khi đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp A rồi dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua bình I đựng H 2 SO 4 đặc sau đó cho qua bình II đựng dung dịch NaOH thì thấy khối lượng bình II tăng nhiều hơn khối lượng bình I là 31,4 g. – Xác định CTCT có thể có của X, Y. – Tính m. Lời giải Gọi là n số nguyên tử C trung bình củaX, Y. CTTB: 1 n 2 n C H COOH − (x mol) Phương trình phản ứng : 2 3 2 2 1 1 n 2n n 2n 2C H COOH Na CO 2C H COONa H O CO − − + → + + x 1 x 2 2HCl + Na 2 CO 3 → 2NaCl + H 2 O + CO 2 0,7 0,35 2 3 Na CO x n 0,5(mol) 0,35 2 x 0,3(mol) = = + ⇒ = 2 2 2 1 n 2n 3.n C H COOH O (n 1)CO nH O 2 − + → + + 0,3 ( n + 1)0,3 n 0,3 Khối lượng bình II tăng = 2 CO m ; khối lượng bình I tăng = 2 H O m 2 CO m - 2 H O m =31,4 ⇒ ( n + 1).0,3 . 44 – n 0,3.18 = 31,4 ⇒ 7,8 n = 18,2 ⇒ n = 2,33 Vậy n = 2 < n = 2,33 < m = 3 Kết luận: X: C 2 H 3 COOH ; Y: C 3 H 5 COOH b. m = n . M 0,3.(14n 44) 0,3.(14.2,3 44) 23(g) = + = + = Bài 9. Hỗn hợp X gồm A là axit hữu cơ no 2 lần axit mạch hở và B là axit không no có 1 nối đôi, đơn chức. Số nguyên tử C trong A gấp đôi số nguyên tử C trong B. Đốt cháy 5,08 g hỗn hợp X thu được 4,704 lít CO 2 ( đktc). Mặt khác để trung hoà hết 5,08 g hỗn hợp X cần 350 ml dung dịch NaOH 0,2 M. – Xác định CTPT của A, B. – Tính % khối lượng mỗi chất trong X. Lời giải a) Đặt công thức của A là : n 2n 2 C H (COOH) a(mol) và B : m 2m 1 C H COOH − b(mol) Biên soạn: Thầy Phạm Ngọc Sơn – Giáo viên Trung tâm Luyện Thi VIP. Trụ sở chính: Trung tâm Luyện thi VIP, số 6, Lô A1, Tiểu khu Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà Nội (Tới Bệnh viện Phụ sản Hà Nội, rẽ trái 70m). Chi nhánh 1: Số 86, Tân Mai, Hoàng mai, Hà Nội. Quý phụ huynh và học sinh đăng ký khoá học vui lòng liên hệ Hotline:0978288562 (Thầy Mạnh), 0982.521.506 (Cô Trang). Tài liệu thuộc bản quyền trung tâm Luyện thi VIP, mọi hành vi sao chép vô ý hoặc cố ý đều phải chịu trách nhiệm trước pháp luật. Trang 5 n 2n 2 n 2n 2 2 m 2m 1 m 2m 1 2 NaOH C H (COOH) 2NaOH C H (COONa) 2H O a 2a C H COOH NaOH C H COONa H O b b n 2a b 0,07(mol) (I) − − + → + + → + = + = n 2n 2 2 2 2 3n 1 C H (COOH) O (n 2)CO (n 1)H O 2 a (n 2)a (n 1)a + + → + + + + + 2 m 2m 1 2 2 2 CO (A,B) 3n 1 C H COOH O (m 1)CO (m 1)H O 2 b (m 1)b (m 1)b n (n 2)a (m 1)b 0,21 (II) m (14n 90)a (14m 44)b 5, 08 (III) − + + → + + + + + = + + + = = + + + = Từ (I), (II), (III) ta có hệ : 2a b 0,07 2a b 0,07 na mb 2a b 0,21 14.0,14 90a 44b 5,08 14(na mb) 90a 44b 5, 08 2a b 0, 07 a 0,02(mol) 90a 44b 3,12 b 0, 03(mol) + =  + =   + + + = ⇒   + + =   + + + =  + = =   ⇒ ⇒   + = =   Thay a, b , n +2 = 2(m+1) vào (II), thu được : 0,04m + 0,03m + 0,04 + 0,03 = 0,21 ⇒ m = 2 và n = 4 Vậy công thức của A: C 4 H 8 (COOH) 2 ; B: C 2 H 3 COOH b) A B 146.0,02 %m .100 57, 48% 5, 08 %m 100 57,48 42,52%  = =    = − =  Bài 10. Hỗn hợp X gồm 0,01 mol HCOONa và a mol muối Na của 2 axit no đơn chức kế tiếp. Đốt cháy hỗn hợp X cho sản phẩm qua bình (1) đựng H 2 SO 4 đặc, bình (2) đựng KOH thấy khối lượng bình (2) tăng nhiều hơn khối lượng bình (1) là 3,51 g. Phần chất rắn Y còn lại sau khi đốt là Na 2 CO 3 cân nặng 2,65 g. – Xác định CTPT 2 muối. – Xác định % khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp. Lời giải Đặt công thức chung của hai muối: n 2n 1 C H COONa + 0 t 2 2 3 2 2 2HCOONa O Na CO H O CO + → + + 0,01 0,005 0,005 0,005 2 2 3 2 2 n 2n 1 2C H COONa (3n 1)O Na CO (2n 1)H O (2n 1)CO + + + → + + + + x 1 2 x (2n 1) 2 + 2 3 Na CO 2,65 x n 0,025 0, 005 0, 025 x 0,04(mol) 106 2 = = ⇒ + = ⇒ = Theo giả thiết: Biên soạn: Thầy Phạm Ngọc Sơn – Giáo viên Trung tâm Luyện Thi VIP. Trụ sở chính: Trung tâm Luyện thi VIP, số 6, Lô A1, Tiểu khu Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà Nội (Tới Bệnh viện Phụ sản Hà Nội, rẽ trái 70m). Chi nhánh 1: Số 86, Tân Mai, Hoàng mai, Hà Nội. Quý phụ huynh và học sinh đăng ký khoá học vui lòng liên hệ Hotline:0978288562 (Thầy Mạnh), 0982.521.506 (Cô Trang). Tài liệu thuộc bản quyền trung tâm Luyện thi VIP, mọi hành vi sao chép vô ý hoặc cố ý đều phải chịu trách nhiệm trước pháp luật. Trang 6 2 2 CO H O 2 5 3 7 m m 3,51 [0,005 (2n 1).0,02 ].44 [0, 005 (2n 1).0,12].8 3 ,51 n 2,75. VËy 2 muèi lµ : C H COONa ; C H COONa. − = ⇒ + + − + + = ⇒ = Bài 11. Cho hỗn hợp X gồm ancol metylic và 2 axit kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng, các axit axetic tác dụng với Na dư giải phóng 6,72 l khí H 2 (đktc). Nếu đun nóng hỗn hợp X ( có H 2 SO 4 đặc xúc tác ) thì các chất trong hỗn hợp phản ứng vừa đủ với nhau tạo thành 25 g hỗn hợp este. Xác định CTPT 2 axit. Đốt cháy hoàn toàn các chất trong hỗn hợp X rồi dẫn sản phẩm của phản ứng qua bình đựng H 2 SO 4 đặc thì khối lượng bình tăng bao nhiêu gam. Lời giải Đặt 3 CH OH n x(mol) = ; n 2n 1 C H COOH + : y ( mol ) 3 3 2 1 CH OH Na CH ONa H 2 + → + x 0,5x 2 1 1 n 2n n 2n 1 C H COOH Na C H COONa H 2 + + + → + y 0,5y 2 H n 0,5x 0,5y 0,3(mol) = + = PTHH của phản ứng este hoá: 3 3 2 1 1 n 2n n 2n C H COOH CH OH C H COOCH H O + + + → + Theo giả thiết: x = y = 0,3 M este = 25 0,3 = 83,3 ⇒ 14n 60 83,3 14n 23,3 n 1,66 + = ⇒ = ⇒ = Vậy 2 axit là: CH 3 COOH ; C 2 H 5 COOH. . hoặc cố ý đều phải chịu trách nhiệm trước pháp luật. Trang 1 PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN AXIT CACBOXYLIC Bài 1. Đốt cháy hoàn toàn mg một axit cacboxylic A thu được 6,72 lít khí CO 2 . chịu trách nhiệm trước pháp luật. Trang 4 Vậy công thức của 2 axit là: HCOOH và CH 3 COOH. Bài 8. Cho m gam hỗn hợp 2 axit X, Y kế tiếp nhau trong dãy đồng dẳng của axit acrylic tác dụng với. mọi hành vi sao chép vô ý hoặc cố ý đều phải chịu trách nhiệm trước pháp luật. Trang 3 Bài 6. Cho 1,94 g hỗn hợp 2 axit cacboxylic no, đơn chức phản ứng với AgNO 3 dư trong NH 3 thu được