Chuyên đề luyện thi về andehit, xeton và axit cacboxylic

Tài liệu tham khảo về một số dạng bài tập về Andehit Xeton – Axit cacboxylic. Đây là tài liệu khóa học luyện thi đại học cấp tốc. Mời các bạn học sinh hệ trung học phổ thông ôn thi tốt nghiệp và ôn thi đại học cao đẳng tham khảo ôn tập để củng cố kiến thức.

Trang 1

CHUYÊN ĐỀ: ANDEHIT – XETON – AXIT CACBOXYLIC

1- Công thức của andehit no: Công thức hidrocacbon no mạch hở: CnH2n + 2

- Anđehit no, đơn chức: CnH2n + 2  CnH2n + 1H  CnH2n + 1CHO n0 hay CnH2nO n1

- Anđehit no, hai chức: CnH2n + 2  CnH2nH2  CnH2n(CHO)2 n0

2- Công thức của Anđehit không no:

Anđehit no, một nối đôi, đơn chức: CnH2n CnH2n - 1H  CnH2n - 1CHO n2 hay CnH2n-2O n3

3- Công thức của anđehit đơn chức bất kỳ:

CxHyCHO hoặc R-CHO Cách đặt công thức: CnH2nO: Anđehit no, đơn chức chỉ tham gia phản ứng cháy

CxHyCHO: Anđehit tham gia phản ứng cháy, phản ứng ở nhóm CHO R-CHO: Anđehit chỉ tham gia phản ứng ở nhóm CHO

III- Danh pháp

1- Tên thường:

- Tên Anđehit = Anđehit + Tên thường của axit hữu cơ tương ứng

Ví dụ: HCHO: anđehit fomic (hay fomandehit); CH3 - CHO: anđehit axetic (hay axetandehit)

2- Tên thay thế:

- Tên anđehit = tên quốc tế của hidrocacbon tương ứng + al

Ví dụ: HCHO: metanal; CH3 - CHO: etanal

CH3 –CH2- CH2- CHO : Butanal CH3 –CH(CH3 ) CHO : 2-metylpropanal

CH3 –CH(CH3) CH2- CHO : 3-metylbutanal

IV- Một số anđehit thường gặp

1- Anđehit no, đơn chức:

- Anđehit fomic; anđehit axetic; anđehit propionic

2- Anđehit no, đa chức:

- Glioxal (andehit oxalic): OHC – CHO hay (CHO)2

3- Anđehit không no, một nối đôi, đơn chức:

- Propenal (andehit acrylic): CH2=CH-CHO

V Tính chất vật lý

Ở điều kiện thường, các andehit đầu dãy là các chất khí và tan rất tốt trong nước Các andehit tiếp theo là

chất lỏng hoặc rắn, độ tan giảm dần khi PTK tăng dần

Dung dịch bão hòa của andehit fomic trong nước với nồng độ 37 – 40% được gọi là fomalin

Nhiệt độ sôi của andehit thấp hơn các ancol tương ứng

VI- Tính chất hoá học của anđehit

1- Phản ứng cộng hidro (phản ứng khử anđehit) ancol no

Trang 2

Học để biết, học để làm, học để chung sống, học để làm người và để tự khẳng định mình !

Anđehit + H2 t Ni o,

ancol bậc 1

2- Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn

- Oxi hoá bằng AgNO 3 /NH 3 (phản ứng tráng gương) (dùng để nhận biết andehit)

HCHO + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O  (NH4)2CO3 + 4Ag + 4NH4NO3

CH3- CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O  CH3- COONH4 + 2Ag + 2NH4NO3

Tổng quát:

R-CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O  R- COONH4 + 2Ag + 2NH4NO3

Chú ý * Nếu số mol Ag = 2 số mol anđehit: andehit là đơn chức (trừ HCHO)

Nếu số mol Ag = 4 số mol anđehit: anđehit là 2 chức hoặc HCHO

- Oxi hoá bằng oxi có xúc tác: RCHO + ½ O2 t xt o, 

RCOOH

* Nhận xét: Andehit vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tính khử

3 Phản ứng Oxi hóa hoàn toàn CH3-CHO +

2

5

O2 o

VII- Điều chế

1- Oxi hoá ancol bậc 1 bằng CuO, đun nóng để điều chế andehit:

CH3 –OH + CuO to HCHO + Cu + H2O

VD: H-COOH, CH3-COOH, HOOC-COOH

II Công thức tổng quát

- Axit no đơn chức, mạch hở: CnH2n+1COOH (n  0) hay CmH2mO2 (m  1)

- Axit không no, đơn chức, mạch hở, 1 liên kết đôi: CnH2n-1COOH (n  2) hay CmH2m-2 O2 (m  3)

- Axit thơm, đơn chức: CnH2n-7COOH (n  6)

Trang 3

III Danh pháp:

1 Tên thường của axit: gắn với lịch sử tìm ra chúng

HCOOH: axit fomic CH3COOH: axit axetic CH3CH2COOH: axit propionic

CH2=CHCOOH: axit acrylic C6H5COOH: axit benzoic HOOC-COOH: axit oxalic

b Tên IUPAC:

axit + tên hiđrocacbon tương ứng (kể cả C trong -COOH) + oic

Mạch chính là mạch dài nhất cĩ chứa nhĩm –COOH, đánh số bắt đầu từ nhĩm –COOH

IV Tính chất vật lý

Ở điều kiện thường các axit cacboxylic là chất lỏng hoặc rắn

Nhiệt độ sơi tăng dần theo chiều tăng của PTK

Axit cacboxylic cĩ nhiệt độ sơi cao hơn ancol tương ứng, ta cĩ t0s axit > ancol > andehit

V Tính chất hố học:

1 Tính axit

Xét axit: R-COOH R-COOH + H2O  H3O + + RCOO –

Trong dung dịch, axit cacboxylic phân li thuận nghịch

Axit cacboxylic là axit yếu nhưng thể hiện đầy đủ tính chất hố học của 1 axit

Dung dịch axit cacboxylic làm quỳ tím chuyển đỏ

Tác dụng với bazơ, oxit bazơ tạo muối và nước

Tác dụng với muối: 2R-COOH +Na2CO3  2RCOONa + CO2 + H2O

Tác dụng với kim loại trước hiđro trong dãy hoạt động hố học tạo muối và khí hiđro

* So sánh tính axit

+ Nếu R là nhĩm đẩy electron (nhĩm no) sẽ làm tính axit giảm (do làm giảm độ phân cực của liên kết OH)

+ Nếu R là nhĩm hút electron (nhĩm khơng no) sẽ làm tính axit tăng

VD: Độ mạnh của axit tăng dần

C2H5COOH< CH3COOH<HCOOH CH3COOH < CH2ClCOOH < CH2FCOOH

2 Phản ứng thế nhĩm -OH

- Phản ứng với ancol (Phản ứng este hố):

axit ancol este

* Đặc điểm: phản ứng thuận nghịch * Xúc tác: H2SO4 đặc và đun nĩng

- Chiều thuận: pư este hố - Chiều nghịch: pư thuỷ phân este

Chú ý: Axit HCOOH cĩ khả năng tham gia phản ứng tráng bạc; 1mol axit HCOOH  2 mol Ag

Axit acrylic cĩ khả năng làm mất màu nước brom (dùng để nhận biết)

VI Điều chế

- Lên men giấm: C2H5OH + O2Men giấm

CH3COOH + H2O (phương pháp truyền thống)

- oxi hố anđehit: 2CH3CHO + O2xt

2CH3COOH

- Đi từ metan hoặc metanol (phương pháp hiện đại): CH4 [O]

CH3OH+ CO

t, xt CH3COOH

- Đi từ ankan 2R –CH2-CH2-R1 + 5O2xt, t02R-COOH + 2R1-COOH + 2H2O

RC OOH + H O-R' t0, xt RCOOR' + H2O

CH3 - C - OH + H - O -C2H5O

H2SO4 đặc

t0 CH3 -C -O-C2H5 + H2O

Oetyl axetat

Trang 4

A 0,2 mol B 0,4 mol C 0,3 mol D 0,5 mol

b Khối lượng anđehit có KLPT lớn hơn là

A 6 gam B 10,44 gam C 5,8 gam D 8,8 gam

Vậy hai anđehit là CH3CHO và C2H5CHO

Áp dụng sơ đồ đường chéo cho số nguyên tử C trung bình của hai anđehit :

Trang 5

Từ đó suy ra số mol của C2H5CHO là 0,1 mol => Vậy khối lượng của C2H5CHO là 58.0,1 = 5,8 gam

Gọi số mol nhóm chức CHO trong A là x mol, theo phương trình phản ứng ta thấy, khối lượng sản phẩm sau

phản ứng tăng thêm = khối lượng H2 phản ứng = 2x Suy ra: 2x = 3,1 – 2,9 = 0,2  x = 0,1

● Nếu A là anđehit đơn chức thì MA = 2,9 29

0,1 (loại)

● Nếu A là anđehit 2 chức thì số mol của anđehit là 0,05 mol  MA = 2,9 58

0,05 Đặt công thức của A là R(CHO)2, ta có : R + 58 = 58  R = 0 => Vậy A là OHC – CHO Đáp án D

Ví dụ 4: Cho 7 gam chất A có CTPT C4H6O tác dụng với H2 dư có xúc tác tạo thành 5,92 gam ancol isobutylic

Căn cứ vào sản phẩm thu được ta thấy A phải có mạch nhánh, hở Mặt khác từ công thức phân tử của A ta

thấy trong A có 2 liên kết pi () Vậy A là 2-metylpropenal

Trang 6

II Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn

Phương pháp giải

1 Phản ứng tráng gương

● Phương trình phản ứng tổng quát :

R(CH=O)n + 2nAgNO3 + 3nNH3 + nH2O to R(COONH4)n + 2nAg  + 2nNH4NO3

● Đối với anđehit đơn chức:

RCH=O + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O to RCOONH4 + 2Ag  + 2NH4NO3

● Chú ý : Đối với HCHO phản ứng xảy ra như sau :

HCH=O + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O to (NH4)2CO3 + 4Ag  + 4NH4NO3

n  thì andehit là hai chức R(CHO)2 hoặc HCHO

- Khi cho hỗn hợp các anđehit đơn chức X tham gia phản ứng tráng gương mà:

2 Oxi hóa không hoàn toàn

- Oxi hóa không hoàn toàn anđehit bằng oxi (có xt) sẽ thu được axit cacboxylic

Khối lượng Ag thu được là 0,8 * 108 = 86,4 gam Đáp án D

Ví dụ 2: Cho 1,97 gam dung dịch fomalin tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư thu được 10,8 gam Ag Nồng

độ % của anđehit fomic trong fomalin là

A 49% B 40% C 50% D 38,07%.

Hướng dẫn giải

Phương trình phản ứng:

Trang 7

HCH=O + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O  (NH4)2CO3 + 4Ag  + 4NH4NO3 (1)

Ví dụ 3: Cho 10,4 gam hỗn hợp gồm metanal và etanal tác dụng với một lượng vừa dư AgNO3/NH3 thu được

108 gam Ag Khối lượng metanal trong hỗn hợp là

A 4,4 gam B 3 gam C 6 gam D 8,8 gam

Khối lượng HCHO trong hỗn hợp là 30.0,2 = 6 gam Đáp án C

Ví dụ 4: Cho 1,74 gam anđehit oxalic tác dụng vừa đủ với dung dịch AgNO3 trong NH3 tạo ra m gam bạc kết

tủa Giá trị của m là

A 6,48 gam B 12,96 gam C 19,62 gam D 19,44

Ví dụ 5: Cho 0,1 mol hỗn hợp X gồm hai anđehit no, đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác

dụng với lượng dung dịch AgNO3trong NH3 dư, đun nóng thu được 32,4 gam Ag Hai anđehit trong X là

A HCHO và C2H5CHO B HCHO và CH3CHO

C C2H3CHO và C3H5CHO D CH3CHO và C2H5CHO

Trang 8

Ví dụ 6: Oxi hóa 1,76 gam một anđehit đơn chức được 2,4 gam một axit tương ứng Anđehit đó là:

A Anđehit acrylic B Anđehit axetic C Anđehit fomic D Anđehit propionic

Ví dụ 7: Cho 6,6 gam một anđehit đơn chức, mạch hở phản ứng với lượng dư AgNO3/NH3 đun nóng, lượng Ag

sinh ra cho tác dụng với HNO3 loãng thu được 2,24 lít NO (duy nhất ở đktc) Công thức cấu tạo của X là

A CH3CHO B HCHO C C2H5CHO D CH2=CHCHO Hướng dẫn giải

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có : nAg 3.nNO 0,3 mol

Nếu anđehit là HCHO thì nHCHO 1.nAg 1.0,3 0,075 mHCHO 0,075.30 2,25 gam

Ví dụ 8: Cho 4,2 gam một anđehit A mạch hở tác dụng với dung dịch AgNO3 trong NH3 dư thu được hỗn hợp

muối B Nếu cho lượng Ag sinh ra tác dụng với dung dịch HNO3 đặc tạo ra 3,36 lít khí NO2 (sản phẩm khử duy

nhất ở đktc) tỉ khối hơi của A so với nitơ nhỏ hơn 4 Công thức phân tử của A là

Ví dụ 9: Cho 8,6 gam anđehit mạch không nhánh A tác dụng với lượng dung dịch AgNO3/NH3 dư tạo 43,2 gam

Ag A có công thức phân tử là

A CH2O B C3H4O C C4H8O D C4H6O2

Trang 9

Ví dụ 10: Một hỗn hợp X gồm 2 anđehit có tổng số mol là 0,25 mol Khi cho hỗn hợp này tác dụng với dung

dịch AgNO3/NH3 dư thu được 86,4 gam Ag và khối lượng dung dịch AgNO3/NH3 giảm đi 76,1 gam Vậy 2

anđehit đó là

A HCHO và CH3CHO B HCHO và C2H5CHO

C HCHO và C3H7CHO D CH3CHO và C2H5CHO

có chứa HCHO anđehit còn lại là RCHO

Gọi số mol của HCHO và RCHO lần lượt là x, y ta có hệ : x y 0,25 x 0,15

Ví dụ 11: Cho 1,72 gam hỗn hợp anđehit acrylic và anđehit axetic tham gia phản ứng cộng vừa đủ 1,12 lít H2

(đktc) Cho thêm 0,696 gam anđehit B là đồng đẳng của anđehit fomic vào 1,72 gam hỗn hợp 2 anđehit trên rồi

cho hỗn hợp thu được tham gia phản ứng tráng bạc hoàn toàn được 10,152 gam Ag Công thức cấu tạo của B là

Trang 10

–CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O to –COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag (3)

mol: (x+y+z)  2(x+y+z)

Đặt số mol của anđehit acrylic, anđehit axetic và anđehit B lần lượt là x, y, z Theo giả thiết và các phương trình phản ứng ta có :

Ví dụ 12: Hỗn hợp G gồm hai anđehit X và Y, trong đó MX < MY < 1,6MX Đốt cháy hỗn hợp G thu được CO2

và H2O có số mol bằng nhau Cho 0,10 mol hỗn hợp G vào dung dịch AgNO3 trong NH3 thu được 0,25 mol Ag Tổng số các nguyên tử trong một phân tử Y là

A 10 B 7 C 6 D 9

Đốt cháy hỗn hợp G thu được CO2 và H2O có số mol bằng nhau suy ra hai anđehit trong G là no, đơn chức

Cho 0,10 mol hỗn hợp G vào dung dịch AgNO3 trong NH3 thu được 0,25 mol Ag suy ra Ag

G

n2

n  Vậy trong

G có một anđehit là HCHO (X) Theo giả thiết suy ra : 30 < MY < 30.1,6 =48  MY = 44 (Y: CH3CHO)

Tổng số các nguyên tử trong một phân tử Y là 7 (2C, 4H, 1O)

Đáp án B

Ví dụ 13: Hỗn hợp X gồm hai anđehit đơn chức Y và Z (biết phân tử khối của Y nhỏ hơn của Z) Cho 1,89 gam

X tác dụng với một lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, sau khi các phản ứng kết thúc, thu được 18,36 gam

Ag và dung dịch E Cho toàn bộ E tác dụng với dung dịch HCl (dư), thu được 0,784 lít CO2 (đktc) Tên của Z là

A anđehit propionic B anđehit butiric

C anđehit axetic D anđehit acrylic

Từ sơ đồ phản ứng và giả thiết ta suy ra : (R+29).0,015 + 0,035.30 = 1,89 R = 27 (C2H3–) Đáp án D

Ví dụ 14: Oxi hóa 17,4 gam một anđehit đơn chức được 16,65 gam axit tương ứng (H = 75%) Anđehit có công

thức phân tử là :

A CH2O B C2H4O C C3H6O D C3H4O

Từ các phương án suy ra công thức của anđehit có dạng RCHO

Khối lượng RCHO đã phản ứng : mRCHO 17,4.75% 13,05 gam.

Trang 11

Anđehit có công thức là C2H5CHO.Đáp án C

Ví dụ 15: Đem oxi hóa 2,61 gam anđehit X thì thu được 4,05 gam axit cacboxylic tương ứng Vậy công thức của

Ví dụ 16: Oxi hóa 1,8 gam HCHO thành axit với hiệu suất H% thu được hỗn hợp X Cho X tham gia phản ứng

tráng gương thu được 16,2 gam Ag Giá trị của H là

Trang 12

Ví dụ 17: Cho 7,2 gam andehit no, đơn chức A phản ứng hoàn toàn với dung dịch AgNO3/NH3 dư sinh ra muối của axit B và 21,6 gam bạc kim loại Nếu cho A tác dụng với H2/Ni, to thu được ancol đơn chức, có mạch nhánh CTCT của A là

Oxi hóa hoàn toàn: Oxi hóa hoàn toàn anđehit sẽ thu được CO2 và H2O

Đối với anđehit no, đơn chức ta có :

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 1 andehit no, đơn chức, mạch hở X cần 17,92 lít khí oxi (đktc) Hấp thụ hết sản

phẩm cháy vào dung dịch nước vôi trong dư được 60gam kết tủa Công thức phân tử của X là

A CH2O B C2H4O C C3H6O D C4H8O

Số mol CO2 = số mol kết tủa CaCO3 = 0,6 mol

Gọi công thức anđehit no, đơn chức X là CnH2nO, có phản ứng cháy

Ví dụ 2: Chia hỗn hợp 2 anđehit no đơn chức thành 2 phần bằng nhau

- Đốt cháy hoàn toàn phần 1 thu được 0,54 gam H2O

Trang 13

- Phần 2 cộng H2 (Ni, to ) thu được hỗn hợp A

Nếu đốt cháy hoàn toàn A thì thể tích khí CO2 thu được (đktc) là

Ví dụ 3: Cho hỗn hợp khí X gồm CH3CHO và H2 đi qua ống sứ đựng bột Ni nung nóng Sau khi phản ứng xảy

ra hoàn toàn thu được hỗn hợp khí Y gồm hai chất Đốt cháy hết hết Y thu được 11,7 gam H2O và 7,84 lít CO2

(đktc) Phần trăm theo thể tích của H2 trong X là

Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta thấy : Thành phần nguyên tố trong hỗn hợp X và Y là như nhau nên ta

suy ra đốt cháy hỗn hợp Y cũng như đốt cháy hỗn hợp X

Ví dụ 4: Hiđro hoá hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai anđehit no, đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy

đồng đẳng thu được (m + 1) gam hỗn hợp hai ancol Mặt khác, khi đốt cháy hoàn toàn cũng m gam X thì cần vừa

22, 4  n = 0,4  m = (14 n + 30).0,1 = 17,8 gam

Trang 14

Ví dụ 5: Hiđro hoá hoàn toàn hỗn hợp M gồm hai anđehit X và Y no, đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy

đồng đẳng (MX< My), thu được hỗn hợp hai ancol có khối lượng lớn hơn khối lượng M là 1 gam Đốt cháy hoàn

toàn M thu được 30,8 gam CO2 Công thức và phần trăm khối lượng của X lần lượt là

n 2n 1

C H CHO Phương trình phản ứng:

Áp dụng sơ đồ đường chéo cho số nguyên tử C trung bình của hai anđehit :

HCHO

n 0 1 – 0,4 = 0,6

0,4 3

CH CHO

Từ đó suy ra % về khối lượng của HCHO là : %HCHO = 3.30 .100 50,56%

3.30 2.44 

Ví dụ 6: Đốt cháy hoàn toàn 1 mol hỗn hợp X gồm 1 ancol đơn chức và một anđehit đơn chức cần 76,16 lít O2

(đktc) tạo ra 54 gam H2O Tỉ khối hơi của X đối với H2 là

Khối lượng của hỗn hợp X : mX mCmHmO(X)2,4.12 3.2 1.16 50,8 gam.  

Tỉ khối của X đối với H2 là :

Định dạng
Số trang	29
Dung lượng	1,03 MB