LÝ THUYẾT / HÓA HỌC / HÓA HỌC HỮU CƠ / CHƯƠNG 4. ANCOL - PHENOL

BÀI TẬP VỀ ANCOL

I. ANCOL TÁC DỤNG VỚI KIM LOẠI KIỀM

1. CÁCH XÁC ĐỊNH SỐ NHÓM CHỨC -OH

Phương trình tổng quát

R(OH)_x + xNa → R(ONa)_x + x/2H₂

→ n_H2 = x/2n_ancol

- Nếu n_H2 = 1/2n_ancol → x = 1: ancol đơn chức: ROH.

Nếu là no, đơn chức mạch hở thì công thức chung của ancol là C_nH_{2n +1}OH.

- Nếu n_H2 = n_ancol → x = 2: ancol đa chức có 2 nhóm –OH: R(OH)₂

Nếu là no, đa chức mạch hở có 2 nhóm –OH thì công thức chung của ancol là C_nH_2n(OH)₂.

- Nếu n_H2 = 3/2n_ancol → x = 3: ancol đa chức có 3 nhóm –OH: R(OH)₃

Nếu là no, đa chức mạch hở có 3 nhóm -OH thì công thức chung của ancol là C_nH_{2n –1}(OH)₃.

* Nhận xét:

- Số nhóm chức –OH = 2n_H2/n_ancol

Cho 0,3 mol ancol no, mạch hở X tác dụng với Na kim loại dư thu được 10,08 lit khí H₂ (đktc). Xác định công thức chung của X?

ĐÁP ÁN

n_H2 = 0,45 mol

Số nhóm chức –OH = 0,45.2/0,3 = 3

Công thức chung của X: C_nH_{2n + 2}O₃hay C_nH_{2n –1}(OH)₃.

2. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG MUỐI, KHỐI LƯỢNG ANCOL KHI TÁC DỤNG VỚI KIM LOẠI KIỀM

Phương trình tổng quát

R(OH)_x + xNa → R(ONa)_x + x/2H₂

* Nhận xét: Dạng này thường áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để xác định dữ kiện còn lại khi đã biết các gợi ý khác.

m_ancol + m_{Na ban đầu} = m_{chất rắn sau phản ứng +}m_H2

- Nếu tính khối lượng muối ancolat sau phản ứng

→ m_muối = m_ancol + m_Na – m_H2

- Nếu tính số mol H₂ tạo thành

→ n_H2 = (m_ancol + m_{Na ban đầu} - m_rắn)/2

- Nếu tính số mol Na phản ứng

→ n_Na = (m_rắn – m_ancol)/22 = x.n_H2 (với x là số nhóm –OH)

VD: Cho Na tác dụng vừa đủ với 1,24 gam hỗn hợp 3 ancol đơn chức X, Y, Z thấy thoát ra 0,336 lít khí H₂ (đkc). Khối lượng muối natri ancolat thu được là

ĐÁP ÁN

Số mol H₂ = 0,015 mol

ROH + Na → RONa + 1/2H₂

→ n_{Na =}0,03 mol

Khối lượng muối natri ancolat là

m_muối = 1,24 + 0,03.23 – 0,015.2 = 1,9 gam

3. XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC PHÂN TỬ CỦA ANCOL

R(OH)_x + xNa → R(ONa)_x + x/2H₂

C_nH_2n+2-2k-x(OH)_x + xNa → C_nH_2n+2-2k-x(ONa)_x + x/2H₂

→ số mol ancol = 2. Số mol H₂/x

→ M_ancol = 14n +2 – 2k + 16x = m_ancol/n (trong đó: k là số liên kết pi hoặc vòng)

Từ đó tìm được n

Lưu ý: Khi bạn tìm CTPT theo R thì bạn lấy M:12 và chọn lấy số tròn, phần còn lại là H

VD: M_{gốc R} = 43 → 43/12 = 3,58 lấy tròn số C = 3

→ số H = 43 – 3.12 = 7

→ gốc hidrocacbon này là C₃H₇-

VD: Cho 9,2g một ancol no, đơn chức X tác dụng với Na dư thu được 2,24 lit (đktc) H₂. CTPT của ancol X là

ĐÁP ÁN

Số mol H₂ = 0,1 mol

C_nH_2n+1OH + Na → C_nH_{2n + 1}ONa + 1/2H₂

0,2 0,1 mol

→ M _ancol = 9,2/0,2 = 46

= 14n + 18 = 46

→ n = 2 CTPT X là C₂H₅OH

4. XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC PHÂN TỬ CỦA ANCOL TRONG HỖN HỢP.

- Giả sử hỗn hợp 2 ancol no, đơn chức, đồng đẳng kế tiếp khi tác dụng với kim loại kiềm

→ số mol hỗn hợp 2 ancol = 2số mol của H₂

→ M_tb = 14n_tb + 18 = tổng khối lượng 2ancol/tổng số mol 2 ancol

→ số C của 2 ancol là số nguyên liên tiếp của n_tb.

VD: Cho 3,35g hh X gồm 2 ancol no, đơn chức kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng phản ứng với Na dư thu được 0,56 lit H₂ (đktc). Tìm CTPT của 2 ancol

ĐÁP ÁN

Số mol 2 ancol = 2.Số mol H₂ = 2.0,025 = 0,05 mol

M_X = 14n_tb + 18 = 3,35/0,05 = 67

→ n_tb = 3,5.

Vậy CTPT của 2 ancol là C₃H₈O và C₄H₁₀O

- Nếu 2 ancol là đồng đẳng nhưng không liên tiếp với nhau:

n_tb = (na + mb)/(a + b)

trong đó: n và m là số C của 2 ancol

a, b là số mol của mỗi ancol

VD: Cho 12,4g hỗn hợp 2 ancol no, đơn chức, mạch hở A, B (M_A < M_B, theo tỉ lệ số mol 2:1) tác dụng vừa đủ với Na thu được 3,36 lit khí H₂ (đktc). Xác định CTPT của A, B

ĐÁP ÁN

Số mol 2 ancol = 2.số mol H₂ = 0,3 mol

→ M_tb = 14n_tb + 18 = 12,4/0,3 = 41,3

→ n_tb = 1,667 (có số C của A = 1: CH₃OH 2x mol)

Mà n_tb = (1.2x + mx)/3x = 1,667

→ m = 3: C₃H₇OH)

Nếu 2 ancol không là đồng đẳng của nhau thì tùy điều kiện phản ứng mà ta có thể dựa vào số C_tb, hay số H_tb hay số O_tb để tìm CTPT

Số H_tb = (na + mb)/(a + b)

trong đó: n và m là số H của 2 ancol

a, b là số mol của mỗi ancol

Số O_tb = (na + mb)/(a + b)

trong đó: n và m là số O của 2 ancol

a, b là số mol của mỗi ancol

II. TÁCH NƯỚC KHỎI ANCOL

1. ANCOL TÁCH NƯỚC TẠO ANKEN

+ Ancol tách nước tạo 1 anken DUY NHẤT thì ancol đó là ancol no đơn chức, bậc 1

+ áp dụng định luật bảo toàn khối lượng có m_ancol = m_anken+ m_nước

+ n_ancol=n_anken=n_nước

+ Hỗn hợp X gồm 2 ancol tách nước thu được hỗn hợp Y gồm các olefin thì lượng CO₂ thu được khi đốt cháy X bằng khi đốt cháy Y.

Câu 3: Tiến hành tách nước hỗn hợp gồm hai ancol đồng đẳng thu được 3 olefin ở thể khí (đktc). Hai ancol trong hỗn hợp có thể là:

butan-2-ol và etanol. B. etanol và butan-1-ol. C. butan-2-ol và pentan-2-ol. D. etanol và metanol.

Câu 5: Khi đun ancol X với H₂SO₄ đặc thu được anken Y duy nhất mạch không nhánh. Tỉ khối hơi của X so với Y bằng 1,321. Tên gọi của X và Y là

propan–1–ol và propen. B. butan–1–ol và but–1–en.

butan–2–ol và but–2–en. D. 2–metylpropan–2–ol và isobutilen.

Câu 6: Đun ancol no đơn chức X với H₂SO₄ đặc thu được chất hữu cơ Y có tỉ khối hơi so với X là 1,4375. Công thức của X và Y là

C₂H₆O; C₄H₁₀O. B. CH₄O; C₂H₆O. C. CH₄O; C₃H₈O. D. CH₄O; C₃H₆O.

Câu 7: Đun nóng một ancol đơn chức X với dung dịch H₂SO₄ đặc trong điều kiện nhiệt độ thích hợp sinh ra chất hữu cơ Y, tỉ khối hơi của X so với Y là 1,6428. Công thức phân tử của Y là

C₃H₈O. B. C₂H₆O. C. CH₄O. D. C₄H₈O.

Câu 8: Khi thực hiện phản ứng tách nước đối với ancol X, chỉ thu được một anken duy nhất. Oxi hóa hoàn toàn một lượng chất X thu được 5,6 lít CO₂ (ở đktc) và 5,4 gam nước. Có bao nhiêu công thức cấu tạo phù hợp với X?

5. B. 4. C. 3. D. 2.

Câu 9: Tách nước hoàn toàn từ hỗn hợp X gồm 2 ancol A và B ta được hỗn hợp Y gồm các olefin. Nếu đốt cháy hoàn toàn X thì thu được 1,76 gam CO₂. Khi đốt cháy hoàn toàn Y thì tổng khối lượng nước và CO₂sinh ra là

1,76 gam B. 2,76 gam. C. 2,48 gam. D. 2,94 gam.

2. ANCOL TÁCH NƯỚC ETE

+ Hỗn hợp 2 ancol tách nước tạo 3 ete, 3 ancol tách nước tạo 6 ete

+ Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng có m_ancol = m_ete + m_nước

Σn_ancol = 2Σn_anken = 2Σn_H2O

Σm_ancol = Σm_ete + Σm_H2O

+ Các ete có số mol bằng nhau thì các ancol cũng có số mol bằng nhau

+ Tổng số nguyên tử cacbon trong ancol bằng số nguyên tử trong ete.

Tính số ete tạo bởi hỗn hợp n ancol đơn chức:

VD:Đun nóng hỗn hợp 3 ancol no, đơn chức, mạch hở với H₂SO₄ đặc ở nhiệt độ thích hợp thì có thể thu được tối đa bao nhiêu ete?

A.6 .

B. 8.

C. 4.

D. 3.

ĐÁP ÁN

Đun nóng hỗn hợp 3 ancol no, đơn chức, mạch hở với H2SO4 đặc ở nhiệt độ (ảnh 1)

VD: Đun nóng m gam hỗn hợp hai ancol đơn chức tác dụng với H₂SO₄đặc ở 140^oC thu được 10,8 gam H₂O và 36 gam hỗn hợp 3 ete có số mol bằng nhau và bằng x mol. Giá trị của m và x lần lượt là:

A.25,2 và 0,6.

B. 25,2 và 0,2.

C. 46,8 và 0,6.

D. 46,8 và 0,2.

ĐÁP ÁN

Đặt công thức chung của 2 ancol là ROH

Phản ứng ete hóa:

2ROH → R-O-R + H₂O

Theo PTHH ta thấy: số mol H₂O bằng tổng số mol các số mol ete

Suy ra 0,6 = 3x → x = 0,2 mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m_ancol = m_ete + m_H2O

Suy ra m_ancol = 36 + 10,8 = 46,8 gam

3. ANCOL TÁCH NƯỚC TRONG ĐIỀU KIỆN THÍCH HỢP

Ancol tách nước trong điều kiện thích hợp

Ancol X tách nước trong điều kiện thích hợp tạo sản phẩm hữu cơ Y thì

+ Nếu tỉ khối của Y so với X nhỏ hơn 1 thì Y là anken và

+ Nếu tỉ khối của Y so với X lớn hơn 1 thì Y là ete và

III. ANCOL BỊ OXI HÓA KHÔNG HOÀN TOÀN

Ancol bị oxi hóa không hoàn toàn: Ancol bị oxi hóa bới CuO, đun nóng

+ áp dụng định luật bảo toàn khối lượng và nguyên tố ta có

+ Sản phẩm gồm anđehit, nước, ancol dư cho tác dụng với Na dư thì n_{ancol bđ} = 2.n_{H $_{2}$}

+ Sản phẩm cho tác dụng với dung dịch AgNO₃/NH₃ dư thì

Nếu n_Ag < 2n_ancol thì trong 2 ancol có 1 ancol bậc 1 và 1 ancol bậc cao
Nếu n_Ag = 2n_ancol thì trong 2 ancol cả 2 ancol đều là ancol bậc 1 khác CH₃OH
Nếu n_Ag > 2n_ancol thì trong 2 ancol có 1 ancol là ancol bậc 1 (RCH₂OH) khác CH₃OH và 1 ancol là CH₃OH

Ta có sơ đồ R_–CH₂OH → R_–CHO → 2Ag

x mol 2x mol

CH₃OH → HCHO → 4Ag

y mol 4y mol

Sau đó lập hệ phương trình giải x, y rồi tính khối lượng 2 ancol tìm được CTPT của ancol.

VD: Hỗn hợp X gồm hai ancol no, đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Oxi hóa hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp X có khối lượng m gam bằng CuO ở nhiệt độ thích hợp, thu được hỗn hợp sản phẩm hữu cơ Y. Cho Y tác dụng với một lượng dư dung dịch AgNO₃ trong NH₃, thu được 54 gam Ag. Giá trị của m là

A.13,5.

B. 8,1.

C. 8,5.

D. 15,3

ĐÁP ÁN

$n_{A g} = 0, 5 (m o l); n_{a n c o l} = 0, 2 (m o l)$

Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn nên

Có: Trong Y có HCHO

=>X gồm CH₃OH(a mol) và C₂H₅OH(b mol)

$\{\begin{cases} a + b = 0, 2 \\ 4 a + 2 b = n_{A g} = 0, 5 \end{cases} \Rightarrow \{\begin{cases} a = 0, 05 (m o l) \\ b = 0, 15 (m o l) \end{cases}$

$\{\begin{cases} a + b = 0, 2 \\ 4 a + 2 b = n_{A g} = 0, 5 \end{cases} \Rightarrow \{\begin{cases} a = 0, 05 (m o l) \\ b = 0, 15 (m o l) \end{cases}$ $\{\begin{cases} a + b = 0, 2 \\ 4 a + 2 b = n_{A g} = 0, 5 \end{cases} \Rightarrow \{\begin{cases} a = 0, 05 (m o l) \\ b = 0, 15 (m o l) \end{cases}$

$\{\begin{cases} a + b = 0, 2 \\ 4 a + 2 b = n_{A g} = 0, 5 \end{cases} \Rightarrow \{\begin{cases} a = 0, 05 (m o l) \\ b = 0, 15 (m o l) \end{cases}$

Vậy m = 0,05.32 +0,15.46 = 8,5(g)

VD: Oxi hóa hết 2,2 gam hỗn hợp hai ancol đơn chức thành anđehit cần vừa đủ 4,8 gam CuO. Cho toàn bộ lượng anđehit trên tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO₃ trong NH₃, thu được 23,76 gam Ag. Hai ancol là

A.C₂H₅OH, C₃H₇CH₂OH.

B. CH₃OH, C₂H₅OH.

C.C₂H₅OH, C₂H₅CH₂OH.

D. CH₃OH, C₂H₅CH₂OH.

ĐÁP ÁN

n_ancol=n_CuO = = 0,06 (mol); n_Ag= =0,22(mol)

Nhận thấy n_Ag>2n_ancol có một ancol là CH₃OH Loại phương án A và B

Nhận xét: Các ancol trong 4 phương án trên đều là ancol bậc nhất

m_ancol=32X0,05+(R+31)X0,01=2,2 R=29(-C₂H₅OH) Đáp án C.

VD:Cho m gam một ancol no, đơn chức X qua bình đựng CuO (dư), nung nóng. Sau khi phản ứng hoàn toàn, khối lượng chất rắn trong bình giảm 0,32 gam. Hỗn hợp hơi thu được có tỉ khối đối với hiđro là 15,5. Giá trị của m là

A.0,92.

B. 0,32.

C. 0,64.

D. 0,46.

ĐÁP ÁN

C_nH_2n+1CH₂OH + CuO → C_nH_2n+1CHO + Cu + H₂O

Bảo toàn nguyên tố O

m_{chất rắn giảm} = m_O(CuO)

=> m_O= 0,32 gam

→ n_O = 032 : 16 = 0,02 (mol).

→ n_CuO = 0,02 mol=n_H2O

=> hỗn hợp hơi gồm C_nH_2n+1CHO (0,2 mol) và H₂O (0,02 mol)

→ m_{hh hơi} = (15,5 . 2) : ( 0,02 + 0,02) = 1,24 (gam)

Theo định luật bảo toàn khối lượng:

m = m_{hh hơi} + m_Cu - m_CuO= 1,24 – 0,32 = 0,92 (gam)

IV. BÀI TOÁN ĐỐT CHÁY ANCOL

+ Số mol H₂O > số mol CO₂ suy ra ancol là ancol no

+ Số mol ancol no = Số mol H₂O - số mol CO₂

+ Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố oxi có (a: là số nhóm -OH)

số mol ancol + 2. số mol O₂ = Số mol H₂O +2. số mol CO₂

Chú ý:

- Phản ứng đốt cháy của ancol có đặc điểm tương tự phản ứng đốt cháy hiđrocacbon tương ứng:

+ Nếu đốt cháy ancol cho thì ancol đem đốt cháy là ancol no và

C_nH_2n+2O_x → nCO₂ + (n + 1)H₂O

+ Nếu đốt cháy ancol cho n_H2O > 1,5.n_CO2 thì ancol là CH3OH. Chỉ có CH₄và CH₃OH có tính chất này (không kể amin):

CH₃OH → CO₂ + 2H₂O

+ Nếu đốt cháy ancol cho n_CO2= n_H2O thì ancol đó có dạng C_nH_2nO_x:

C_nH_2nO_x → nCO₂ + nH₂O

Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn m gam ancol đơn chức A được 6,6 gam CO₂ và 3,6 gam H₂O. Giá trị m là

A.10,2 gam. B. 2 gam. C. 2,8 gam. D. 3 gam.

Câu 3: Khi đốt cháy một ancol đa chức thu được nước và khí CO₂ theo tỉ lệ khối lượng . CTPT của ancol là

A.C₅H₁₀O₂. B. C₂H₆O₂. C. C₃H₈O₂. D. C₄H₈O₂.

Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,06 mol một ancol đa chức và 0,01 mol một ancol không no, có một liên kết đôi, mạch hở, thu được 0,16 mol khí CO₂ và m gam H₂O. Giá trị của m là

3,96. B. 3,69. C. 6,93. D. 3,24.

Câu 7: Cho hỗn hợp X gồm hai ancol đa chức, mạch hở, thuộc cùng dãy đồng đẳng. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X, thu được CO₂ và H₂O có tỉ lệ mol tương ứng là 3 : 4. Hai ancol đó là

C₂H₅OH và C₄H₉OH. B. C₂H₄(OH)₂ và C₄H₈(OH)₂.
C₄H₄(OH)₂ và C₅H₁₀(OH)₂. D. C₂H₄(OH)₂và C₃H₆(OH)₂.

Câu 9: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm ba ancol (đơn chức, thuộc cùng dãy đồng đẳng), thu được 17,92 lít khí CO₂ (đktc) và 23,4 gam H₂O. Mặt khác, nếu đun nóng m gam X với H₂SO₄ đặc thì tổng khối lượng ete tối đa thu được là

14,8 gam. B. 15,7 gam. C. 7,85 gam. D. 13,0 gam.

Câu 10: Ba ancol X, Y, Z đều bền, không phải là các chất đồng phân. Đốt cháy mỗi chất đều sinh ra CO₂, H₂O theo tỉ lệ mol n_CO2 : n_H2O = 3 : 4. Vậy công thức phân tử của 3 ancol là:

C₃H₈O, C₃H₈O₂, C₃H₈O₃ B. C₃H₈O, C₄H₈O, C₅H₈O
C₂H₅OH, C₃H₇OH, C₄H₉OH D. C₃H₆O, C₃H₆O₂, C₃H₈O₃