Lý thuyết Luyện tập: Anđehit – Xeton – Axit cacboxylic (mới 2023 + Bài Tập) - Hóa học 11

Lý thuyết Hóa 11 Bài 46: Luyện tập: Anđehit – Xeton – Axit cacboxylic

Bài giảng Hóa 11 Bài 46: Luyện tập: Anđehit – Xeton – Axit cacboxylic

Kiến thức cần nắm vững

1. Các định nghĩa

- Anđehit là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm – CH = O (hay – CHO) liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon hoặc nguyên tử hiđro. Anđehit no, mạch hở, đơn chức có công thức cấu tạo thu gọn C_xH_2x+1CHO (x ≥ 0) hay CTPT chung C_nH_2nO (n ≥ 1).

- Xeton là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm  liên kết trực tiếp với hai nguyên tử cacbon.

- Axit cacboxylic là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm cacboxyl (-COOH) liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon hoặc nguyên tử hiđro. Axit no, đơn chức mạch hở, tổng quát (thường gặp): C_nH_2n+1COOH (n ≥ 0) hay C_mH_2mO₂ (m ≥ 1)

2. Tính chất

a) Anđehit có tính oxi hóa và tính khử

- Tính oxi hóa

RCHO + H₂ $\stackrel{t^o,Ni}{\to }$RCH₂OH

RCHO + 2AgNO₃ + H₂O + 3NH₃ $\stackrel{t^o}{\to }$ RCOONH₄ + 2NH₄NO₃ + 2Ag↓

2RCHO + O₂ $\stackrel{t^o,xt}{\to }$2RCOOH

b) Xeton có tính oxi hóa

R – CO – R¹ + H₂ $\stackrel{t^o,Ni}{\to }$R – CH(OH) – R¹

c) Axit cacboxylic có tính chất chung của axit

- Trong dung dịch, axit cacboxylic phân li thuận nghịch:

 CH₃COOH ⇄ H⁺ + CH₃COO^-

Dung dịch axit cacboxylic làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ

- Tác dụng với bazơ, oxit bazơ tạo thành muối và nước. Ví dụ:

CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O

2CH₃COOH + ZnO → (CH₃COO)₂Zn + H₂O

- Tác dụng với muối:

2CH₃COOH + CaCO₃ → (CH₃COO)₂Ca + H₂O + CO₂

- Tác dụng với kim loại trước hiđro:

2CH₃COOH + Zn → (CH₃COO)₂Zn + H₂

- Ngoài ra, axit cacboxylic tác dụng được với ancol để tạo thành este:

RCOOH + R’OH$\stackrel{xt,H^{+}}{\rightleftarrows }$RCOOR’ + H₂O

3. Điều chế

a) Điều chế anđehit

- Oxi hóa ancol bậc I, được anđehit tương ứng:

RCH₂OH + CuO $\stackrel{t^o}{\to }$ RCHO + Cu + H₂O

- Oxi hóa metan có xúc tác thu được anđehit fomic

CH₄ + O₂ $\stackrel{t^o,xt}{\to }$HCHO + H₂O

- Oxi hóa không hoàn toàn etilen là phương pháp hiện đại để sản xuất anđehit axetic

2CH₂= CH₂ + O₂  $\stackrel{t^o,xt}{\to }$2CH₃CHO

b) Điều chế xeton

- Oxi hóa không hoàn toàn ancol bậc II được xeton. Ví dụ:

CH₃ – CH(OH) – CH₃ + CuO  $\stackrel{t^o}{\to }$CH₃ – CO – CH₃ + Cu + H₂O

- Oxi hóa không hoàn toàn cumen được axeton và phenol theo sơ đồ:

c) Điều chế axit cacboxylic

-  Phương pháp lên men giấm (phương pháp cổ truyền sản xuất axit axetic)

C₂H₅OH + O₂ $\stackrel{men}{\to }$ CH₃COOH + H₂O

- Oxi hóa anđehit axetic:

 2CH₃CHO + O₂  $\stackrel{t^o,xt}{\to }$2CH₃COOH

- Oxi hóa ankan:

2R-CH₂-CH₂-R’ + 5O₂  $\stackrel{t^o,xt}{\to }$2RCOOH + 2R’COOH + 2H₂O

- Từ metanol:

CH₃OH + CO $\stackrel{t^o,xt}{\to }$ CH₃COOH

Đây là phương pháp hiện đại để sản xuất axit axetic.

Trắc nghiệm Hóa học lớp 11 Bài 46: Luyện tập: Anđehit, xeton và axit cacboxylic

Bài 1: Để trung hòa a mol axit cacboxylic A cần 2a mol NaOH. Đốt cháy hoàn toàn a mol A thu được 3a mol CO₂. A có công thức phân tử là

A. C₃H₄O₂. 

B. C₃H₆O₂. 

C. C₆H₁₀O₄.          

D. C₃H₄O₄.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: D

Giải thích:

n_NaOH : n_A = 2 : 1  → A có 2 nhóm COOH

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}:{\mathrm{n}}_{\mathrm{A}}=3:1\to$ A có 3 C

→ A là HOOC - CH₂ - COOH  (Công thức phân tử: C₃H₄O₄)

Bài 2: Cho 3,15 gam hỗn hợp X gồm axit axetic, axit acrylic, axit propionic vừa đủ để làm mất màu hoàn toàn dung dịch chứa 3,2 gam brom. Để trung hòa toàn 3,15 gam hỗn hợp X cần 90 ml dd NaOH 0,5M. Thành phần phần trăm khối lượng của axit axetic trong hỗn hợp X là

A. 35,24%. 

B. 45,71%. 

C. 19,05%.                      

D. 23,49%.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: C

Giải thích:

Axit axetic: CH₃COOH

Axit acrylic: CH₂=CH-COOH

Axit propionic: C₂H₅COOH

- Khi cho hỗn hợp axit tác dụng với dung dịch Br₂ thì chỉ có CH₂=CH-COOH phản ứng

- Do các axit đều đơn chức nên ta có:

n_hh = n_NaOH = 0,09.0,5 = 0,045 mol

Đặt số mol của CH₃COOH và C₂H₅COOH lần lượt là a và b (mol)

+ m _hh = 60a + 74b + 0,02.72 = 3,15 (1)

+ n _hh = a + b + 0,02 = 0,045 (2)

Giải hệ (1) và (2) được a = 0,01 và b = 0,015

$$\begin{gathered} \to \%{\mathrm{m}}_{{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}}=\frac{0,01.60}{3,15}.100\% \\ =19,05\% \end{gathered}$$

Bài 3: Cho 13,4 gam hỗn hợp X gồm hai axit no, đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong cùng dãy đồng đẳng tác dụng với Na dư, thu được 17,8 gam muối. Khối lượng của axit có số nguyên tử cacbon ít hơn có trong X là

A. 3,0 gam. 

B. 4,6 gam. 

C. 7,4 gam. 

D. 6,0 gam.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: D

Giải thích:

Đặt công thức chung của hai axit là ${\mathrm{C}}_{\overline{\mathrm{n}}}{\mathrm{H}}_{2\overline{\mathrm{n}}+1}\mathrm{COOH}$

$\to$${\mathrm{m}}_{\mathrm{tăng}}=17.8-13.4=4.4 \mathrm{gam}$

→ M_tb = 13,4 : 0,2 = 67

→ $14\overline{\mathrm{n}}+46=67\to \overline{\mathrm{n}}=1,5$

Do 2 axit là đồng đẳng nên 2 axit là CH₃COOH (x mol) và C₂H₅COOH (y mol)

Giải hệ n_hh = x + y = 0,2 và m_hh = 60x + 74y = 13,4 được x = y = 0,1  

$\to {\mathrm{m}}_{{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}}=6\mathrm{g}$

Bài 4: Cho 150 gam axit axetic tác dụng với 161 gam ancol etylic có H₂SO₄ đặc làm xúc tác. Khi phản ứng xảy ra xong thì có 60% lượng axit chuyển thành este. Khối lượng este thu được sau khi phản ứng kết thúc là: 

A. 132 gam 

B. 230 gam

C. 235 gam 

D. 240 gam

Hiển thị đáp án  

Đáp án: A

Giải thích:

Do hiệu suất là 60% nên số mol este là 2,5.60% = 1,5 mol

Khối lượng của este là 1,5.88= 132 g

Bài 5: Đốt cháy 4,09g hỗn hợp A gồm hai axit cacboxylic là đồng đẳng kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng của axit axetic người ta thu được 3,472 lít khí CO₂ (đktc). Công thức cấu tạo của các axit trong hỗn hợp là:

A. HCOOH và CH₃COOH 

B. CH₃COOH và C₂H₅COOH

C. C₂H₅COOH và (CH₃)₂CHCOOH        

D. C₂H₅COOH và CH₃CH₂CH₂COOH.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích:

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}=0,155\mathrm{mol}$

Hai axit cacboxylic kế tiếp cùng dãy đồng đẳng với axit axetic

→ axit no, đơn chức, mạch hở

Gọi công thức chung của hai axit là ${\mathrm{C}}_{\overline{\mathrm{n}}}{\mathrm{H}}_{2\overline{\mathrm{n}}}{\mathrm{O}}_2$ (n ≥ 1)

→ ${\mathrm{n}}_{\mathrm{A}}=\frac{{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}}{\overline{\mathrm{n}}}$= $\frac{0,155}{\overline{\mathrm{n}}}$

${\mathrm{M}}_{\mathrm{A}}=\frac{{\mathrm{m}}_{\mathrm{A}}}{{\mathrm{n}}_{\mathrm{A}}}$

→ $14\overline{\mathrm{n}}+32$ = $\frac{4,09}{\frac{0,155}{\overline{\mathrm{n}}}}$

→ $\overline{\mathrm{n}}$ = 2,58

→ Hai axit là CH₃COOH và C₂H₅COOH

Bài 6: Cho 3,6 gam axit cacboxylic no đơn chức X tác dụng hoàn toàn với 500ml dung dịch gồm KOH 0,12M và NaOH 0,12M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu đc 8,28 gam hỗn hợp chất rắn khan. Công thức phân tử của X là

A. C₂H₄O₂.

B. C₂H₂O₄.

C. C₃H₄O₂.

D. C₄H₆O₄.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: A

Giải thích:

n_KOH = n_NaOH = 0,5.0,12 = 0,06 mol

BTKL:

m_H2O = m _axit + m_KOH + n_NaOH - m _{chất rắn}

= 3,6 + 0,06.56 + 0,06.40  - 8,28 = 1,08g 

=> n_H2O = 0,06 mol.

Ta thấy n_H2O < n_{(KOH, NaOH)} 

=> Axit phản ứng hết

=> n_axit = n_H2O = 0,06 mol 

=> M_X = 3,6/0,06 = 60 (CH₃COOH) 

Bài 7: Cho 18,9 gam hỗn hợp X gồm 2 axit cacboxylic đơn chức là đồng đẳng kế tiếp phản ứng hoàn toàn với 200ml dung dịch NaOH 1M và KOH 1M thu được dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y, thu được 31,8 gam hỗn hợp chất rắn khan. Công thức của hai axit trong X là:

A.  C₂H₄O₂ và  C₃H₆O₂   

B. CH₂O₂ và C₂H₄O₂

C. C₃H₄O₂  và C₄H₆O₂                                    

D. C₃H₆O₂ và C₄H₈O₂

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích:

n_NaOH = n_KOH = 0,2 mol

Axit + NaOH, KOH → Chất rắn + H₂O

BTKL:

m _axit + m_NaOH + m_KOH = m _{chất rắn} + m_H2O

=> 18,9 + 0,2.40 + 0,2.56 = 31,8 + m_H2O 

=> m_H2O = 6,3 gam

=> n_H2O = 0,35 mol

Ta thấy: n_H2O < n_{NaOH, KOH} 

=> Axit phản ứng hết

=> n _axit = n_H2O = 0,35 mol

Đặt công thức chung của 2 axit là RCOOH.

M_tb = R + 45 = 18,9 : 0,35 = 54 => R = 9

=> Hai axit là HCOOH và CH₃COOH

Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol axit cacboxylic đơn chức cần vừa đủ V lít O₂ (đktc), thu được 0,3 mol CO₂ và 0,2 mol H₂O. Giá trị của V là

A. 8,96.

B. 11,2. 

C. 6,72.

D. 4,48.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: C

Giải thích:

Axit cacboxylic đơn chức

→ n_{O (axit)} = 2n _axit = 2.0,1 = 0,2 (mol)

Bảo toàn nguyên tố O, ta có:

${\mathrm{n}}_{\mathrm{O}\left(\text{ax}\mathrm{it}\right)}+2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}+{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}$

→ 0,2 + 2.${\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2}$= 2.0,3 + 0,2

→ ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2}$= 0,3 mol

→ ${\mathrm{V}}_{{\mathrm{O}}_2}$= 0,3.22,4 = 6,72 lít

Bài 9. Công thức chung của anđehit không no, có một liên kết đôi, đơn chức, mạch hở là

A. C_nH_2nO.                                                         

B. C_nH_2n-2O.

C. C_nH_2n+2O.                                                       

D. C_nH_2n-4O.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích: Anđehit không no, có một liên kết đôi, đơn chức,  mạch hở là C_nH_2n-2O.

Bài 10. Khối lượng Ag thu được khi cho 0,1 mol CH₃CHO phản ứng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO₃ trong NH₃, đun nóng là

A. 43,2 gam.

B. 21,6 gam.

C. 16,2 gam.

D. 10,8 gam.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích:

n_Ag = 2n_CH3CHO = 0,2 mol

→ m_Ag = 0,2.108 = 21,6g

Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Hóa học lớp 11 đầy đủ, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 40 : Ancol

Lý thuyết Bài 41: Phenol

Lý thuyết Bài 42: Luyện tập: Dẫn xuất halogen, ancol và phenol

Lý thuyết Bài 44: Anđehit – Xeton

Lý thuyết Bài 45: Axit cacboxylic