PHẢN ỨNG OXI hóa KHÔNG HOÀN TOÀN - Hóa hữu cơ 11 12

Trang 1

Biên soạn : Thầy Nguyễn Minh Tuấn – THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990

HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP OXI HĨA KHƠNG HỒN TỒN HỢP CHẤT HỮU CƠ

I NHỮNG VẤN ĐỀ LÝ THUYẾT CẦN NẮM VỮNG

1 Khái niệm :

Phản ứng oxi hĩa khơng hồn tồn hợp chất hữu cơ là phản ứng hĩa học, trong đĩ chất hữu cơ này bị oxi hĩa thành chất hữu cơ khác dưới tác dụng của các chất oxi hĩa như dung dịch KMnO 4 , O 2

(xúc tác, t o ), CuO (t o ),…

2 Các phản ứng oxi hĩa khơng hồn tồn thường gặp :

o

t

toluen t

t

Cu, t

t , xt

1

2



o

2

t

2H O

Đặc biệt : HCHO 4AgNO 4NH 2H O (NH ) CO 2Ag 2NH NO

● Nhận xét : Trong phản ứng oxi hĩa ancol thành anđehit hoặc axit thì nROH phản ứngnHOH tạo thành III VÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1: Để oxi hố hết 10,6 gam o-xylen (1,2-đimetylbenzen) cần bao nhiêu lít dung dịch KMnO4 0,5M trong mơi trường H2SO4 lỗng Giả sử lượng KMnO4 dùng dư 20% so với lượng phản ứng

A 0,48 lít B 0,24 lít C 0,12 lít D 0,576 lít

Hướng dẫn giải

Sơ đồ phản ứng :

Suy ra : Chất khử là o-xilen, cĩ hai nguyên tử C thay đổi số oxi hĩa từ -3 lên +3; chất oxi hĩa là

KMnO4, số oxi hĩa của Mn thay đổi từ +7 về +2

Theo giả thiết và bảo tồn electron, ta cĩ:

o xilen

KMnO phản ứng4 KMnO phản ứng4 o xilen





KMnO ban đầu4

dd KMnO4

0,288

0,5

Ví dụ 2: Oxi hĩa hồn tồn m gam p-xilen (p-đimetylbenzen) bằng dung dịch KMnO4 đun nĩng, vừa

đủ thu được dung dịch X và chất rắn Y Cho chất rắn Y phản ứng hết với dung dịch HCl đặc, dư thấy thốt ra x mol Cl2 Số mol HCl phản ứng vừa đủ với các chất cĩ trong dung dịch X là

Trang 2

+ Sơ đồ phản ứng :



HCl

4

n ?

(2)

3 6 4 3

HCl

x mol

KCl (2) KMnO MnO Cl

p CH C H CH

BT e cho (2) : n n x

;







Ví dụ 3: Oxi hĩa hồn tồn hỗn hợp X gồm HCHO và CH3CHO bằng O2 (cĩ xúc tác) thu được hỗn hợp Y gồm 2 axit tương ứng Tỉ khối hơi của Y so với X là T Hỏi T biến thiên trong khoảng nào?

A 1,36 < T < 1,53 B 1,53 < T < 1,64

C 1,12 < T < 1,36 D 1,36 < T < 1,64

Bản chất phản ứng :

o

t , xt 2

o

t , xt

1

2 1

2

Giả sử X chỉ cĩ HCHO, suy ra Y chỉ cĩ HCOOH Trường hợp này ta cĩ :

X HCHO

M

Giả sử X chỉ cĩ CH3CHO, suy ra Y chỉ cĩ CH3COOH Trường hợp này ta cĩ :

CH COOH3 Y

X CH CHO3

M

Trên thực tế X chứa cả HCHO và CH3CHO nên Y chứa cả HCOOH và CH3COOH

Suy ra : 1,36 T 1,53 

Ví dụ 4: Oxi hố 4,4 gam một anđehit đơn chức X bằng oxi (cĩ xúc tác) thu được 6,0 gam hỗn hợpY gồm axit cacboxylic Z tương ứng và anđehit dư Khẳng định nào sau đây đúng?

A Z là axit yếu nhất trong dãy đồng đẳng của nĩ

B X tác dụng với dung dịch AgNO3 /NH3, đun nĩng, tạo ra Ag với số mol gấp đơi số mol X phản ứng

C Z cĩ khả năng tham gia phản ứng tráng gương

D Đốt cháy hồn tồn a mol X cần 3a mol O2

RCHO bđ RCHO pư O pư

RCHO

6 4,4



+ Phát biểu đúng là "Z có khả năng tham gia phản ứng tráng gương"

+Các phát biểu cịn lại đều sai HCOOH là axit mạnh nhất trong dãy đồng đẳng; HCHO phản ứng cho

số mol Ag gấp 4 lần số mol của nĩ; đốt cháy a mol X thì cần a mol CO2

Ví dụ 5: Oxi hĩa C2H5OH bằng CuO nung nĩng, thu được hỗn hợp chất lỏng gồm CH3CHO,

C2H5OH dư và H2O cĩ M 40 đvC. Hiệu suất phản ứng oxi hĩa là :

4

KMnO (1)

Trang 3

Đặt C H OH ban đầu C H OH phản ứng

o t

Sau phản ứng :

(CH CHO, H O, C H OH dư)3 2 2 5

C H OH ban đầu2 5 C H OH phản ứng2 5 CH CHO3 H O2

n

(CH CHO, H O, C H OH dư )3 2 2 5 C H OH ban đầu2 5 O phản ứng

(CH CHO, H O, C H OH dư )3 2 2 5

46 16x

1 x



 oxi hóa C H OH2 5

Ví dụ 6: Oxi hố một ancol đơn chức bởi oxi (cĩ mặt Cu), thu được hỗn hợp A gồm anđehit, axit tương ứng, nước và ancol cịn lại Cho a gam hỗn hợp X tác dụng vừa hết với Na, được 4,48 lít hiđro (ở đktc) và hỗn hợp Y Cho hỗn hợp Y bay hơi được 24,4 gam chất rắn Tính a? (biết trong a gam hỗn hợp A cĩ 1,1 gam anđehit)



o 2

2

0,2 mol

24,4 gam

(RCOOH, RCH OH, HOH) H

(RCOOH, RCH OH, HOH) tăng (R

0,4(23 1)

? 15,6 gam







2

COONa, RCH ONa, HONa) 24,4

(RCOOH, RCH OH, HOH, RCHO)













Ví dụ 7: Oxi hĩa 4,8 gam ancol X đơn chức, bậc 1 thành axit tương ứng bằng O2 Lấy tồn bộ hỗn hợp sau phản ứng (hỗn hợp Y) cho tác dụng với Na dư thì thu được 2,8 lít khí (đktc) Hỗn hợp Y tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch NaOH xM Giá trị của x là?





ROH

3

4,8

0,125

ROH là CH OH





 





ROH pư ROH dư

RCOOH ROH pư NaOH RCOOH ROH pư ROH dư

[NaOH] 1M

32



Trang 4

Ví dụ 8: Oxi hĩa 8 gam ancol metylic bằng CuO (đun nĩng), sau một thời gian thu được hỗn hợp A gồm HCHO, HCOOH, H2O và CH3OH (dư) Cho A tác dụng với lượng dư Na, thu được 3,36 lít H2 (đktc) Thể tích (ml) dung dịch NaOH 0,5M cần dùng để tác dụng hết lượng axit cĩ trong A là:

Theo bảo tồn nguyên tố H và giả thiết, ta cĩ :

CH OH pư3 H O2

CH OH dư3 CH OH pư3

2.3,36

22,4

8

32











? 0,25

NaOH 0,5M

0,05

0,5







Ví dụ 9: Oxi hố 46,08 gam ancol đơn chức (cĩ xúc tác) thu được hỗn hợp sản phẩm X Chia X thành

ba phần bằng nhau:

Phần 1 tác dụng vừa đủ với 160 ml dung dịch KOH 1,0 M

Phần 2 tác dụng với Na dư thu được 7,168 lít H2 (đktc)

Phần 3 tác dụng với AgNO3 dư trong NH3 đun nĩng thu được m gam Ag

Biết hiệu suất phản ứng oxi hố ancol là 75%

Giá trị của m là :

2

3

RCH OH dư RCH OH pư RCOOH RCH OH pư HOH

0,16

? 0,48 RCOOH KOH

RCH OH dư HOH RCOOH H

CH OH pư

Oxi hóa ancol : n n

46,08

3.0,48 46,













0,2 0,16

08 0,36 3.32







 

Ví dụ 10: Dẫn hơi C2H5OH qua ống đựng CuO nung nĩng thu được 11,76 gam hỗn hợp X gồm anđehit, ancol dư và nước Làm lạnh X rồi cho X tác dụng với Na dư thu được 2,24 lít H2 (ở đktc) Phần trăm ancol bị oxi hố là

+ Ta cĩ :



2 5

C H OH bđ C H OH dư C H OH pư H

C H OH dư HOH H

C H OH pư CuO O/ CuO

16 0,16







Trang 5

Ví dụ 11: Oxi hĩa 12,8 gam CH3OH ( cĩ xúc tác) thu được hỗn hợp sản phẩm X gồm anđehit, axit và ancol dư Chia hỗn hợp X thành hai phần bằng nhau :

- Phần 1 cho tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư thu được 64,8 gam bạc

- Phần 2 phản ứng vừa đủ với 30 ml dung dịch KOH 2M

Hiệu suất quá trình oxi hĩa CH3OH là

+ Ta cĩ :

3

CH OH ở mỗi phần

HCOOH KOH

HCOOH HCHO





Ví dụ 12: Cho 4,6 gam một ancol no, đơn chức phản ứng với CuO nung nĩng, thu được 6,2 gam hỗn hợp X gồm anđehit, nước và ancol dư Cho tồn bộ lượng hỗn hợp X phản ứng hồn tồn với lượng

dư dung dịch AgNO3 trong NH3, đun nĩng, thu được m gam Ag Giá trị của m là :

o t

2

Ta cĩ :

ancol phản ứng CuO phản ứng O trong CuO phản ứng

6,2 4,6

16



Mặt khác, sau phản ứng ancol cịn dư, suy ra :

0,1

Phản ứng tráng gương của HCHO:

t

Theo bảo tồn electron và bảo tồn nguyên tố C, ta cĩ :

Ag HCHO CH OH phản ứng3 Ag

n 4n 4n 0,4 molm 0,4.108 43,2 gam

Ví dụ 13: Hỗn hợp X gồm etanol, propan–1–ol, butan–1–ol, pentan–1–ol Oxi hĩa khơng hồn tồn một lượng X bằng CuO nung nĩng, sau một thời gian thu được H2O và hỗn hợp Y gồm 4 anđehit tương ứng và 4 ancol dư Đốt cháy hồn tồn Y cần dùng vừa đủ 1,875 mol O2, thu được thu được 1,35 mol khí CO2 và H2O Mặt khác, cho tồn bộ lượng Y trên phản ứng với lượng dư dung dịc AgNO3 trong NH3, đun nĩng Sau khi các phản ứng xảy ra hồn tồn, thu được m gam Ag Giá trị của

m là:

+ Ta cĩ :

2 2

2

RCHO

RCH OH dư RCHO

1,35 1,875

H O CO RCH OH dư

Ag RCHO





Ví dụ 14: Oxi hĩa 4,16 gam ancol đơn chức X bằng O2 (xúc tác thích hợp) thu được 7,36 gam hỗn hợp sản phẩm Y gồm ancol dư, anđehit, axit và nước Cho Y tác dụng với Na dư thu được 2,464 lít H2

ở (đktc) Mặt khác, cho Y tác dụng với dung dịch AgNO3 dư trong NH3 dư đun nĩng, đến phản ứng hồn tồn thu được m gam Ag Giá trị của m là:

Trang 6

A 8,64 B 56,16 C 28,08 D 19.44

o

2

3 2

2

3

t

O pư

RCH OH

HOH HCOOH HCHO CH O

Phương trình phản ứng :

7,36 4,16

RCH OH là CH OH 16

n











3

H pư

HCOOH

HCHO

CH OH dư HCOOH HOH H

7,36 4,16

16













Định dạng
Số trang	6
Dung lượng	178,84 KB