Cac dang bai tap ve Andehit AxitCaboxylic(day du)

LÝ THUYẾT Một số công thức cần lưu ý: Anđehit no đơn chức CnH2n+1 CHO n>1 Anđehit đơn chức CmH2mO m = n + 1 Anđehit không no đơn chức có một liên kết  CxHyCHO, RCHO Anđehit đa ch

CHỦ ĐỀ: ANĐÊHIT – AXIT CACBOXYLIC

PHẦN 1: ANĐÊHIT

A LÝ THUYẾT

Một số công thức cần lưu ý:

Anđehit no đơn chức CnH2n+1 CHO ( n>1)

Anđehit đơn chức CmH2mO ( m = n + 1)

Anđehit không no đơn chức

( có một liên kết  ) CxHyCHO, RCHO

Anđehit đa chức no CnH2n-1 CHO ( n>2)

Tổng quát

CnH2n-2a-x (CHO)x Với a: số liên kết  k: số nhóm -CHO

Một số lưu ý khi giải toán anđehit:

- Nếu bài toán yêu cầu xác định công thức anđehit chưa rõ đơn chức hay đa chức, no hay không no, trước hết phải xác định số nhóm chức –CHO trong phân tử anđehit thường bằng cách dựa vào phản ứng tráng gương, sau đó mới đi xác định phần gốc H.C no hay không no

- Nếu là bài toán xác định anđehit đơn chức thì trước hết phải giả sử anđehit này không phải là HCHO, sau khi giải xong phải thử lại trường hợp nếu là HCHO xem có phù hợp điều kiện bài toán đã cho không

- Phản ứng tráng gương xảy ra với anđehit đơn chức thì 1mol anđehit luô n cho ra 2 mol Ag (riêng HCHO cho được 4 mol Ag) Do đó:

+ Nếu một hỗn hợp 2 anđehit đơn chức thực hiện phản ứng tráng gương tạo ra Ag với

tỉ lệ nAg > 2nanđehit

 Chắc chắn phải có HCHO

+ Nếu bài toán cho một anđehit đơn chức thực hiện phản ứng tráng gương tạo ra Ag với tỉ lệ nRCHO : nAg = 1:4

 Kết luận là cĩ HCHO

+ Đối với andehit đa chức thì nAg > 2nanđehit

+ Ngoài anđehit còn có1 số chất khác cũng tác dụng được với dung dịch AgNO3/NH3 Chẳng hạn các ankin-1 tạo ra kết tủa vàng

- Phản ứng cộng hợp H2 của anđehit không no cho ra rượu no bậc 1 luôn có tỉ lệ

2

H

n

pư > 2nandehit

-Nếu hidrat hoá 1 hiđrocacbon tạo ra anđehit thì hidrocacbon đó là C2H2

CH CH + H2O  Hg 802+, 0CH3CHO

B CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ ANĐÊHIT

Dạng 1: Viết phương trình phản ứng - hồn thành sơ đồ chuyển hĩa - điều chế

Yêu cầu :

- Cần nắm vững tính chất hĩa học của các hợp chất về hidrocacbon, ancol…

- Nắm được một số phản ứng cơ bản (điều kiện phản ứng) minh họa cho tính chất hĩa

học đĩ

- Chọn lọc phương trình phản ứng trong quá trình thực hiện chuỗi phản ứng hay điều

chế

Ví dụ 1: Viết các phương trình phản ứng biểu diễn sơ đồ chuyển đổi sau:

Anđehit axetic ( 1 )

Natri axetat ( 2 )

Metan ( 3 )

Anđehit fomic( 4 ) Rượ u etylic( 5 ) Fomanđehit ( 6 ) Glucozơ ( 7 ) Rượu etylic ( 8 ) Butađien 1,3-cao su

buna

Hướng dẫn giải

1 CH3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH

0

t

CH3COONa + Cu2O + 3H2O

2 CH3COONa + NaOH

0

t ,CaO

 Na2CO3 + CH4

3 CH4 + O2

0

600 C,NO

 HCHO + H2O

4 HCHO + H2

0

t ,Ni

 CH3OH

5 CH3OH + CuO

0 t

 HCHO + Cu + H2O

6 6HCHO Ca (OH) 2 C6H12O6

7 C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2

8 2C2H5OH C CH2 =CH- CH=CH2 + 2H2O + H2

9 n CH2 =CH- CH=CH2

0

t ,Na

 CH2-CH = CH CH2

n

Ví dụ 2: Từ metan hãy viết các ptpư điều chế nhựa phenol fomanđehit (các hĩ a chất vơ

cơ, xúc tác và điều kiện cần thiết coi như là cĩ đủ)

Hướng dẫn giải

Lưu ý:

+ Lập quá trình điều chế dưới dạng sơ đồ chuỗi phản ứng

Lên men rượu

Al 2 O 3 , 450 o C

+ Chọn cách điều chế ngắn gọn, có thể qua những ptpư đơn giản

CH4 + O2

0

600 C,NO

 HCHO + H2O 2CH4 lln,1500 C0  C2H2 + 3H2

3C2H2 600 °C

+ Br2 Fe

+HBr

+

n

CH2

Mục đích:

- Rèn luyện ngôn ngữ hóa học

- Củng cố tính chất của các chất

- Rèn luyện kỹ năng viết ptpư

Dạng 2: Bài toán xác định CTPT và thành phần hỗn hợp, thành phần %, hiệu suất

Ví dụ 1: Một hỗn hợp X gồm 2 andehit đơn chức A, B có tổng số mol là 0,25 Khi cho hỗn

hợp X này tác dụng với dd AgNO 3 /NH 3 dư có 86,4g bạc kết tủa và khối lượng dung dịch bạc nitrat giảm 77,5g

a Hãy tính:

- Xác định CTPT của A, B Biết M A < M B

- Tính thành phần phần % về khối lượng của mỗi anđehit A, B trong hỗn hợp X

b Lấy 0,05 mol andehit A trộn với 1 anđêhit C được hỗn h ợp Y Hỗn hợp Y tác dụng với

dd AgNO 3 /NH 3 dư cho 25,92g Ag Đốt cháy Y thu được 1,568l CO 2 (đktc)

Xác định CTPT của C Biết C có mạch cacbon không phân nhánh

Hướng dẫn giải

Tóm tắt:

a)

2 anđêhit 86,4g Ag

hh X đơn chức AgNO3/NH3 dư

A,B

khối lượng AgNO3 giảm 77,5g

 + Xác định CTPT của A, B

+ Tính %A, %B

b)

0,05 mol A dd AgNO3/NH3 dư 25,92g Ag

hh Y

Anđêhit C

Đốt Y 1,568(l) CO2 (đktc)

Xác định CTPT của C

Phân tích:

a)

+ Tính số mol Ag tạo thành Từ đó so sánh với số mol của hỗn hợp X Dự đoán trong hỗn hợp X có anđêhit HCHO không?

+ Gọi a,b lần lượt là số mol của A, B Dựa vào dữ kiện bài toán lập hệ phương trình

b)

+ Chưa biết C là anđêhit đơn chức hay đa chức nên CTCT của C là: R(CHO)x x1

+ Dựa vào dữ kiện bài toán để xác định: x, R

Giải

a) Xác định CTPT A,B

- Đặt CTTQ của A,B: R1CHO và R2CHO

- Ta có: nAg =

108

4 , 86

= 0,8 mol

- So sánh nAg và 2nhh

nA g > 2nhh = 2.0,25 =0,5 mol

Trong hỗn hợp X phải có anđêhit HCHO Vì MA<MB  A là HCHO

* Cách khác:

- dd AgNO3 mất 86,4g Ag nhưng khối lượng chỉ giảm 77,5g Vậy dd đã nhận 1 khối

lượng của 2 anđêhit là:

86,4 – 77,5 = 8,9g

 M X =

25 , 0

9 , 8

= 35,6 MA <35,6< MB

- Mà MA < MB  MA = 30

 MB = 30  A là HCHO

Ptpư:

HCHO + 4AgNO3 6 NH3 + 2H2O (NH4)2CO3 + 4NH4NO3 + 4Ag (1)

a mol 4a mol

R2CHO + 2AgNO3 +3NH3 +H2O  R2COONH4 +2NH4NO3 + 2Ag (2)

b mol 2b mol

-Gọi a,b là số mol của HCHO, R2CHO

nAg = 4a + 2b = 0,8 (1’)

Mà nhh = a + b = 0,25 (2’)

Từ (1’) và (2’)  a + b = 0,25  a = 0,15 mol

2a + b = 0,4 b = 0,1 mol

- Mặt khác: mX = 8,9 = 0,15.30 + 0,1.MB

 MB = 44  R2 là -CH3

Vậy CTPT A: HCHO, B: CH3CHO

Tính thành phần %

%HCHO =

9 , 8

30 15 , 0

.100 = 50,56%

%CH3CHO =

9 , 8

44 1 , 0

100 = 49,44%

b) Đặt CTTQ của C: R(CHO) n (n>=1)

- Ở pt (1)  nAg = 0,05 4 = 0,2 mol

- nA g(chung) =

108

92 , 25

= 0,24 mol

 Số mol Ag do C sinh ra:

nA g(C) = 0,24 – 0,2 = 0,04 mol

R(CHO)n + 2nAgNO3 + 3nNH3 + nH2O R(COONH4)n + 2nAg + 2nNH4NO3

n

04

,

0

0,04mol

nR( CHO)n =

2

1

nAg =

n

02 , 0

(mol) (*)

Đốt cháy Y:

HCHO + O2  CO2 + H2O

CxHy(CHO)n +

2 2

3 2

2x y n

O2

o t

(x+n) CO2 + y+n

2 H2O

n

02 , 0

(x+n)

n

02 , 0

nCO2 (chung) =

4 , 22

568 , 1

= 0,07 mol

nCO2 (HCHO) = nH CHO = 0,05 mol

 nCO2 = 0,07 – 0,05 = 0,02 mol

 (x + n)

n

02 , 0

= 0,02



n

n

x = 1 x = 0

 CTTQ của C: HOC-CHO

Mục đích:

+ Rèn luyện cho HS kỹ năng tính toán

+ Kỹ năng phân tích đề, biện luận các trường hợp xảy ra từ đó có cách giải thích hợp

+ Biết suy luận để đặt công thức tổng quát

Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm 2 ankanal A, B (được trộn theo tỉ lệ số mol

n A : n B = 3: 1) thu được 56l CO 2 (đktc) và cần vừa đủ số mol O 2 đúng bằng 3,25 lần số mol hỗn hợp

Xác định CTPT có thể có của A, B

Hướng dẫn giải:

Tóm tắt

A, B

hh X nO2 = 3,25nhh 56 l CO2

nA : nB = 3:1

 Xác định CTPT của A, B

Phân tích:

- Đặt CTTQ của A,B :

A: CnH2n+1CHO (a mol); B:CmH2m+1CHO (b mol)

- Có 4 ẩn (a, b, n, m) và 3 phương trình (a = 3b; 56; 3,25) thiếu 1 phương trình, vậy

ta tìm 1 hệ thức liên hệ giữa n và một thông qua giá trị trung bình n

- Đặt CT chung của A, B: C n

1

2n

H CHO (n< n <m)

Giải

Ptpư

Cn

1

2n

H CHO +

2

3

2 n

O2  t o

(1+n) CO2 + (1+n)H2O

nCO2 = (1+n)(a + b) =

4 , 22

56

= 2,5 mol (1)

nO2 =

2

3

2 n

(a + b) = 3,25 (a + b)

 n = 1,5 (2)

Thế (2) vào (1)  a + b =1 mol

Mặt khác : a = 3b

 a + b = 1  a = 0,75 mol

a = 3b b = 0,25 mol

n =

b a

mb na



 = 1,5 `na + mb = 1,5 (a + b) = 1,5

 0,75n + 0,25m = 1,5

3n + m = 6 (n, m 0)

Biện luận:

n 0 1 2

m 6 3 0

Vậy : A: HCHO A: CH3CHO A:C2H5CHO

B: C6H13CHO B: C3H7CHO B: HCHO

Ví dụ 3: Chuyển hóa hoàn toàn 4,2g andehit A mạch hở bằng phản ứng tráng gương với

dd AgNO 3 /NH 3 (dư) thu được hỗn hợp muối B và chất rắn C Nếu cho C tác dụng với HNO 3 tạo ra 3,792 lít khí NO 2 (27 0 C và 740mmHg) Tỉ khối hơi của A so với nitơ nhỏ hơn 4

Mặt khác, khi cho 4,2g A tác dụng với 0,5mol H 2 (Ni, t 0 ) thu được chất D với H=100% Cho lượng C hòa vào nước thu được dd E Cho1/10 lượng dd E tác dụng với Na làm thoát

ra 12,04 lít khí ( đktc)

a Tìm công thức A,B,C,D,E

b Tính khối lượng hỗn hợp muối B, Biết rằng các chất trong B đều có khả năng tác dụng với NaOH tạo ra NH 3

c Tính nồng độ % D trong dd E

Hướng dẫn giải

Tóm tắt :

+ AgNO3 /NH3(dư)

Chất rắn C 3,792 l NO2

4,2g A

+ 0,5 mol H2

Chất D dd E 12,04 l H2

Phân tích:

+ Chưa xác địng được A là andehit thuộc dạng nào nên đặt CTTQ của A là : R(CHO)x + Dựa vào tỉ khối MA/MN2 <4 từ đó biện luận để xác định giá trị x

+ So sánh nA với nH2 (0,5 mol) để xác định đúng công thức phân tử của chất D

hh muối B

HNO3

H2O Lấy 1/10 tác dụng

Na

+ Cho E tác dụng với Na Từ đó tính nH2 rồi suy ra tổng số mol các chất trong E  Tính:

mct, mdd, C%

Tính :

a Tìm công thức A, B, C, D, E

b Tính khối lượng hỗn hợp B

c Nồng độ % của D trong dd E

a Tìm công thức A, B, C, D, E

Đặt A: R(CHO)x (x>=1)

R(CHO)x +2aAgNO3 +3aNH3 + a H2O R(COONH4)x + 2aAg + 2a NH4NO3 (1)

Hỗn hợp B gồm : R(COONH4)X , NH4NO3 , AgNO3 (dư)

Chất rắn C: Ag

Ag + 2 HNO3 AgNO3 + NO2 + H2O (2)

R(CHO)x + H2 R(OH)x

Ta có: nNO2 = PV

RT =

740.3,792 0,082.760.(273+27) = 0,15 mol  nNO2 = nA g = 0,15 mol

nA = nNO2 = 1

2a .nA g =

0,15 2a mol

M A =

075

,

0

2

,

4 x

= 56x

Mà MA

28 <4  56x < 4.28 x<2 Vậy x=1

A là một andehit đơn chức

Đặt CTTQ của A là RCHO

Đặt gốc R là CxHy (y < 2x+2)

Ta có MA= MR + 29 =56  MR =27 12x + y =27 











3

2

y x

Vậy: CTPT A: C2H3CHO

CTCT: CH2=CH-CHO

Công thức của B: CH2=CH-COONH4 (P) , NH4NO3 (Q), có thể có AgNO3 dư

CH2=CH-CHO + H2 CH3-CH2-CH2-OH

nA=

56

2

,

4

=0,075 mol < nH2  Sau phản ứng H2 còn dư

Công thức của D là: CH3-CH2-CH2-OH

b Tính khối lượng hỗn hợp B

Vì B tác dụng hết với dd NaOH cho NH3 nên B không có AgNO3 dư

Vậy mB= mP+ mQ = 89.0,075 + 80.2.0,075 =18,675g

c Nồng độ % của D trong dd E

Nếu cho toàn bộ dd E tác dụng với Na thì số mol H2 tạo ra là:

nH2 =

4 ,

22

10 04

,

12

= 5,375 mol

Na + H2O NaOH +

2

1

H2

C3H7OH + NaOH C3H7ONa +

2

1

H2

Ta có: nH2O + nD = 2nH2 = 2.5,375 = 10,75 mol

 nH2O = 10,75 – 0,075 = 10,675 mol

Nồng dộ % D trong dd E là :

C% =

675 , 10 18 075 , 0

60

075 , 0 60

 .100% = 2,29%

PHAÀN 2: AXIT CACBOXYLIC

A LÝ THUYẾT

Một số lưu ý:

Công thức chung: CxH2xO2 (x ≥ 1)

CTTQ nhất: CxHy(COOH)z hay CnH2n+2-2k-x(COOH)x, k là số liên kết 

+ Axit đơn chức: CxHyCOOH

+ Axit no đơn chức: CnH2n+1COOH, n ≥ 0

+ Axit không no đơn chức co 1 nối đôi: CnH2n-2COOH , n ≥ 2

+ Axit no đa chức: CnH2n+2-x(COOH)x

+ Axit không no đa chức: CnH2n+2-2k-x(COOH)x

Một số lưu ý khi giải toán về axit cacboxylic:

1 Tính axit

a Phản ứng với kim loại

RCOOH + Na  RCOONa + ½ H2 (na.đc = 2 nH2)

R(COOH)x + x Na  R(COONa)x + x/2 H2 (na. ≤ nH2)

b Phản ứng trung hòa với bazơ

R(COOH)x + x NaOH  R(COONa)x + x H2O (x ≥ 1)

Nếu đề cho hỗn hợp gồm 2 axit tác dụng với NaOH mà nNaO H > n2 axit => có ít nhất 1 axit đa chức

Vì khối lượng 1 mol muối Na hơn 1 mol axit là 23 -1 = 22 g nên:

nNaO H= mmuoi - maxit

22

2 Phản ứng este hóa

+ Axit đơn chức RCOOH với rượu đơn chức R’OH => este đơn chức RCOOR’

+ Axit đa chức R(COOH)x với rượu đơn chức => este R(COOR’)m (với 2 rượu đơn chức khác axit đa chức có thể cho ra 3 este)

+ Axit đơn chức RCOOH với rượu đa chức R’(OH)m => (RCOO)mR’

+ Axit đa chức và rượu đa chức => este Rm(COO)mnR’

3 Chất hữu cơ A CxHYOZ khi đốt cháy có: nCO2 = nH2O A có dạng CnH2nO2 và cấu tạo phải có 1 liên kết (nếu mạch hở) hay dạng mạch vòng

Chất hữu cơ A + muối cacbonat có cho ra CO2 A có chứa nhóm –COOH

B BÀI TẬP

Dạng 1: Viết phương trình phản ứng – hoàn thành sơ đồ phản ứng – điều chế

Ví dụ 1:

1 Viết đầy đủ các pt phản ứng cho dãy chuyển hóa sau:

Axetilen → etanal → acol etylic → axit axetic → etyl axetat → natri axetat → metan

→ metanal → glucozo → etanol

Hướng dẫn giải:

HC≡CH + H2O HgSO4, 80OC CH3–CH=O

CH3–CH=O + H2 Ni, to CH3–CH2–OH

CH3–CH2–OH + O2 lên men giấm CH3–COOH + H2O

CH3–COOH + C2H5OH  H2SO4đ, t0 CH3COO–C2H5 + H2O

CH3COO–C2H5 + NaOH  CH3COO-Na + CH3–CH2–OH

CH3COO-Na + NaOH CaO, nung Na2CO3 + CH4 ↑

NO, 600

o

C

CH4 + O2 HCHO + H2O

Ca(OH)2

6HCHO C6H12O6 C6H12O6 lên men rượu 2C2H5OH + 2CO2 ↑ 2 Cho các chất ancol etylic (X), andehit axetic (Y), axit axetic (Z) Viết pt phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa sau: (1)

X Y (2)

(3) (4)

Z

Hướng dẫn giải:

(1) CH3CH2OH + CuO to CH3CHO + Cu ↓ + H2O

(2) CH3CHO + H2 Ni, to CH3CH2OH

(3) CH3CH2OH + O2 lên men giấm CH3COOH + H2O

(4) 2CH3CHO + O2 Mn2+, to 2CH3COOH

Ví dụ 2: Từ axetilen, các chất vô cơ và điều kiện cần thiết hãy viết các phương trình

điều chế: CH3COOH, (COOH)2, HCOOH

Hướng dẫn giải:

a HC≡CH + H2O HgSO4,80OC CH3–CH=O

CH3–CH=O + O2 Mn2+ 2CH3COOH

b HC≡CH + H2 Pd, to CH2=CH2

CH2=CH2 + [O] + H2O dd KMnO4 HO–CH2–CH2–OH

HO–CH2–CH2–OH + 2CuO to

OHC–CHO + 2Cu + 2H2O OHC–CHO + O2 Mn2+ HOOC–COOH

Dạng 2: Bài toán xác định CTPT axit, thành phần hỗn hợp, tính thành phần %, hiệu

suất phản ứng

Ví dụ 1: Một hỗn hợp X gồm một axit cacboxylic no đơn chức A và axit acrylic

- Lấy 1,44g X đem đốt cháy hoàn toàn thu được 1,2096 lit CO 2 đo ở đkc

- Lấy 1,44g X hòa tan vào nước thành 100ml dung dịch Y, 10ml dung dich này cần

dùng 4,4ml dung dịch NaOH 0,5M để trung hòa vừa đủ

Hãy xác định:

a Công thức cấu tạo và gọi tên axit

b Tính thành phần phần trăm theo khối lượng 2 axit trong hỗn hợp X

Tóm tắt: đốt hoàn toàn

Axit no đơn chức:CnH2nO2 1,2096l CO2(đkc)

14,4 g h2 X

Axit acrylic:CH2=CH-COOH htan vào nước

100ml dd Y 10ml dd Y + 4,4ml NaOH vừa đủ

Phân tích:

+ Tính n hỗn hợp từ V CO2

+ Tính nNaOH → lập hệ 3 phương trình 3 ẩn

+ 1,44g hỗn hợp X

Hướng dẫn giải:

Gọi a, b lần lượt là số mol của A, B

Ta có:

- Khối lượng 2 axit: (14n + 32 )a + 72b = 1,44 (1)

- Hỗn hợp X bị đốt:

CnH2nO2 + (3n – 2)/2 O2 → nCO2 + n H2O

a mol na mol

C3H4O2 + 3O2 → 3CO2 + 2H2O

b mol 3b mol

1,2096

Số mol CO2: nCO2 = = 0,054

22,4

→ na + 3b = 0,054 (2)

- Dung dịch X tác dụng với NaOH: