Phản ứng CuO + C₂H₅OH → Cu + CH₃CHO + H₂O

| CuO ra Cu | C2H5OH ra CH3CHO

1. Phương trình hoá học của phản ứng etanol tác dụng với CuO

CH₃CH₂OH + CuO $\stackrel{t^o}{\to }$ CH₃CHO + Cu + H₂O

Cách lập phương trình hoá học:

Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hoá, từ đó xác định chất oxi hoá – chất khử:

$C{H}_3\stackrel{-1}{C}{H}_{2}OH+\stackrel{+2}{Cu}O\stackrel{t^o}{\to }C{H}_3\stackrel{+1}{C}HO+\stackrel{0}{Cu}+H_{2}O$

Chất khử: CH₃CH₂OH; chất oxi hoá: CuO.

Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hoá, quá trình khử

- Quá trình oxi hoá: $\stackrel{-1}{C}\to \stackrel{+1}{C}+\text{2}e$

- Quá trình khử: $\stackrel{+2}{\text{Cu}}+\text{2}e\to \stackrel{0}{Cu}$

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hoá

$\begin{array}{c}1\times \\ 1\times \end{array}\left(\begin{array}{c}\stackrel{-1}{C}\to \stackrel{+1}{C}+\text{2}e\\ \stackrel{+2}{\text{Cu}}+\text{2}e\to \stackrel{0}{Cu}\end{array}\right)$

Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hoá học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.

CH₃CH₂OH + CuO $\stackrel{t^o}{\to }$ CH₃CHO + Cu + H₂O

2. Điều kiện để etanol tác dụng với CuO

Phản ứng giữa etanol và CuO diễn ra ở điều kiện đun nóng.

3. Cách tiến hành thí nghiệm

Cho hơi C₂H₅OH đi qua ống sứ đựng CuO dư đun nóng.

4. Hiện tượng phản ứng

CuO từ màu đen chuyển sang màu đỏ là Cu

5. Mở rộng tính chất hóa học của ancol

5.1. Phản ứng thế H của nhóm OH ancol (phản ứng đặc trưng của ancol)

- Tính chất chung của ancol tác dụng với kim loại kiềm:

Ví dụ:

2CH₃CH₂OH + 2Na → 2CH₃CH₂ONa + H₂

Tổng quát:

+ Với ancol đơn chức:

2ROH + 2Na → 2RONa + H₂↑

+ Với ancol đa chức:

2R(OH)_x + 2xNa → 2R(ONa)_x + xH₂↑

- Tính chất đặc trưng của glixerol hòa tan Cu(OH)₂

Ví dụ:

2C₃H₅(OH)₃ + Cu(OH)₂ → [C₃H₅(OH)₂O]₂Cu + 2H₂O

Không chỉ glixerol, các ancol đa chức có các nhóm – OH liền kề cũng có tính chất này.

⇒ Phản ứng này dùng để phân biệt ancol đơn chức với ancol đa chức có các nhóm - OH cạnh nhau trong phân tử.

5.2. Phản ứng thế nhóm OH

a) Phản ứng với axit vô cơ:

Ví dụ:

C₂H₅OH + HBr $\stackrel{t^o}{\to }$ C₂H₅Br + H₂O

Các ancol khác cũng có phản ứng tương tự, phản ứng này chứng tỏ phân tử ancol có nhóm – OH.

b) Phản ứng với ancol

Ví dụ:

2C₂H₅OH $\stackrel{{140}^{o}C,H_{2}S{O}_4}{\to }$ C₂H₅OC₂H₅ + H₂O

C₂H₅OC₂H₅: đietyl ete

⇒ Công thức tính số ete tạo thành từ n ancol khác nhau là $\frac{n(n+1)}{2}$

5.3. Phản ứng tách nước (phản ứng đehidrat hoá)

Ví dụ:

CH₃CH₂OH $\stackrel{{170}^{o}C,H_{2}S{O}_4}{\to }$CH₂ = CH₂ + H₂O

Trong điều kiện tương tự, các ancol no, đơn chức, mạch hở (trừ CH₃OH) có thể bị tách nước tạo thành anken. Tổng quát:

C_nH_{2n + 1}OH $\stackrel{{170}^{o}C,H_{2}S{O}_4}{\to }$ C_nH_2n + H₂O

5.4. Phản ứng oxi hoá

- Phản ứng oxi hoá hoàn toàn:

Khi bị đốt các ancol cháy, tỏa nhiều nhiệt. Tổng quát cho đốt cháy ancol no, đơn chức, mạch hở:

C_nH_{2n + 2}O + $\frac{3n}{2}$O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ nCO₂ + (n + 1)H₂O

- Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn bởi CuO, t^o

+ Các ancol bậc I bị oxi hóa không hoàn toàn tạo thành anđehit. Ví dụ:

CH₃CH₂OH + CuO $\stackrel{t^o}{\to }$ CH₃CHO _{(anđehit axetic)} + Cu + H₂O

+ Các ancol bậc II bị oxi hóa không hoàn toàn tạo thành xeton. Ví dụ:

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

+ Trong điều kiện trên, ancol bậc III không phản ứng.

6. Bài tập liên quan

Câu 1: Công thức nào đúng với tên gọi tương ứng?

A. ancol sec-butylic: (CH₃)₂CH-CH₂OH

B. ancol iso-amylic: (CH₃)₂CHCH₂CH₂CH₂OH

C. ancol etylic: CH₃OH

D. ancol anlylic: CH₂=CHCH₂OH

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

Ancol sec-butylic: CH₃-CH(OH)-CH₂-CH₃

Ancol isoamylic: (CH₃)₂CHCH₂CH₂OH

Ancol etylic: CH₃CH₂OH

Câu 2: Rượu pha chế dùng cồn công nghiệp có chứa hàm lượng metanol cao, có thể gây ngộ độc nguy hiểm đến tính mạng. Công thức phân tử của metanol là

A. C₂H₅OH B. C₃H₅OH

C. CH₃OH D. C₃H₇OH

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

Metanol: CH₃OH.

Câu 3:Phản ứng nào sau đây không xảy ra:

A. C₂H₅OH + CH₃COOH B. C₂H₅OH + HBr

C. C₂H₅OH + O₂ D. C₂H₅OH + NaOH

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

Ancol hầu như không phản ứng được với NaOH.

Câu 4:Độ rượu là

A. Số ml rượu nguyên chất có trong 100 ml dung dịch rượu.

B. Số ml rượu nguyên chất có trong 100 gam dung dịch rượu.

C. Khối lượng rượu nguyên chất có trong 100 gam dung dịch rượu.

D. Khối lượng rượu nguyên chất có trong 100 ml dung dịch rượu.

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

Độ rượu là số ml rượu nguyên chất có trong 100 ml hỗn hợp rượu với nước (dung dịch rượu).

Câu 5:Điều kiện của phản ứng tách nước : CH₃-CH₂-OH → CH₂ = CH₂ + H₂O là :

A. H₂SO₄ đặc, 120^oC B. H₂SO₄ loãng, 140^oC

C. H₂SO₄ đặc, 170^oC D. H₂SO₄ đặc, 140^oC

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

CH₃-CH₂-OH $\stackrel{{170}^{o}C,H_{2}S{O}_4}{\to }$ CH₂ = CH₂ + H₂O

Câu 6: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 :

A. 2,4 gam.

B. 1,9 gam.

C. 2,85 gam.

D. 3,8 gam

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

Số mol khí H_2­ = $\frac{\mathrm{0,336}}{\mathrm{22,4}}=\mathrm{0,015}mol.$

Đặt công thức phân tử trung bình của ba ancol là $\overline{R}OH$

Phương trình phản ứng :

$\begin{array}{c}2\overline{R}OH+2Na\to 2\overline{R}ONa+H_2\left(1\right)\\ \mathrm{0,03}\leftarrow \mathrm{0,015}\left(mol\right)\end{array}$

Theo giả thiết, phương trình phản ứng (1), kết hợp với định luật bảo toàn khối lượng ta có:

$m_{\overline{R}ONa}=m_{\overline{R}OH}+m_{Na}-m_{H_2}=$1,24 + 0,03.23 – 0,015.2 = 1,9 gam.

Câu 7:Cho 0,1 lít cồn etylic 95^o tác dụng với Na dư thu được V lít khí H₂ (đktc). Biết rằng ancol etylic nguyên chất có khối lượng riêng là 0,8 g/ml, khối lượng riêng của nước là 1 g/ml. Giá trị của V là

A. 43,23 lít.

B. 37 lít.

C. 18,5 lít.

D. 21,615 lít

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

Trong 0,1 lít cồn etylic 95^o có:

Số ml C₂H₅OH nguyên chất = 0,1.1000.0,95 = 95 ml; khối lượng C₂H₅OH nguyên chất = 95.0,8 = 76 gam; số mol C₂H₅OH = $\frac{76}{46}$ mol.

Số ml nước = 5 ml; khối lượng nước = 5.1 = 5 gam; số mol nước = $\frac{5}{18}$ mol.

Phương trình phản ứng của Na với dung dịch ancol :

2H₂O + 2Na → 2NaOH + H₂ (1)

2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂ (2)

Theo phương trình (1), (2) và giả thiết ta có :

$n_{H_2}=\frac{1}{2}(n_{C_2{H}_{5}OH}+n_{H_{2}O})=\mathrm{0,965}\left(mol\right)$

→$V_{H_2}$= 0,965.22,4 = 21,616 lít

Câu 8:13,8 gam ancol A tác dụng với Na dư giải phóng 5,04 lít H₂ ở đktc, biết M_A < 100. Vậy A có công thức cấu tạo thu gọn là

A. CH₃OH.

B. C₂H₅OH.

C. C₃H₆(OH)₂.

D. C₃H₅(OH)₃

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

Ta có: $n_{H_2}=\frac{\mathrm{5,04}}{\mathrm{22,4}}=\mathrm{0,225}\left(mol\right)$

Đặt công thức của ancol là R(OH)_a.

Phương trình phản ứng :

$\begin{array}{c}2{\text{R(OH)}}_a+2aNa\to 2{\text{R(ONa)}}_a+a{H}_2\\ \frac{\mathrm{0,5}}{a}\leftarrow \mathrm{0,225}\left(mol\right)\end{array}$

$\begin{array}{c}\to M_{ancol}=\frac{\mathrm{13,8}}{\frac{\mathrm{0,5}}{a}}=27\text{a}\\ \to \left(\begin{array}{c}a=3\\ M_{ancol}=81\end{array}\right)\end{array}$

Vậy A có công thức cấu tạo thu gọn là C₃H₅(OH)₃.

Câu 9: Cho 15,6 gam hỗn hợp hai ancol (rượu) đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác dụng hết với 9,2 gam Na, thu được 24,5 gam chất rắn. Hai ancol đó là

A. C₃H₅OH và C₄H₇OH.

B. C₂H₅OH và C₃H₇OH

C. C₃H₇OH và C₄H₉OH.

D. CH₃OH và C₂H₅OH

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

Đặt công thức trung bình của hai ancol là $\overline{\text{R}}\text{OH}$

Phản ứng hóa học:

$\overline{\text{R}}\text{OH}$ + Na → $\overline{R}ONa$ + $\frac{1}{2}{H}_2$

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng, ta có:

${\text{m}}_{\overline{\text{R}}\text{OH}}+{\text{m}}_{\text{Na}}={\text{m}}_{\overline{\text{R}}\text{ONa}}+{\text{m}}_{{\text{H}}_2}$

=>${\text{m}}_{{\text{H}}_2}=\mathrm{15,6}+\mathrm{9,2}-\mathrm{24,5}=\mathrm{0,3}$ gam, ${\text{n}}_{{\text{H}}_2}=\mathrm{0,15}$mol

=> ${\text{n}}_{\overline{\text{R}}\text{OH}}=\mathrm{0,3}$

→ $\overline{\text{R}}+17=\frac{\mathrm{15,6}}{\mathrm{0,3}}=52\Rightarrow \overline{\text{R}}=35$

Ta thấy 29 < $\overline{\text{R}}$ < 43 =>Hai ancol là : C₂H₅OH và C₃H₇OH

Câu 10:Có hai thí nghiệm sau :

Thí nghiệm 1: Cho 6 gam ancol, mạch hở, đơn chức A tác dụng với m gam Na, thu được 0,075 gam H₂

Thí nghiệm 2: Cho 6 gam ancol, mạch hở, đơn chức A tác dụng với 2m gam Na, thu được không tới 0,1 gam H₂.

A có công thức là

A. CH₃OH.

B. C₂H₅OH.

C. C₃H₇OH.

D. C₄H₇OH

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

Cùng lượng ancol phản ứng nhưng ở thí nghiệm 2 thu được nhiều khí H₂ hơn, chứng tỏ ở thí nghiệm 1 ancol còn dư, Na phản ứng hết.

Ở thí nghiệm 2 lượng Na dùng gấp đôi ở thí nghiệm 1 nhưng lượng H₂ thu được ở thí nghiệm 2 nhỏ hơn 2 lần lượng H₂ ở thí nghiệm 1, chứng tỏ ở thí nghiệm 2 Na dư, ancol phản ứng hết.

Đặt công thức phân tử của ancol là ROH, phương trình phản ứng :

2ROH + 2Na → 2RONa + H₂ (1)

Thí nghiệm 1: 0,075 $\leftarrow$ 0,0375 : mol

Thí nghiệm 2: 2x < 0,1 $\leftarrow$ x < 0,05 : mol

Ở thí nghiệm 1 ancol dư nên:

$n_{ancol}>\mathrm{0,075}mol\to M_{ancol}<\frac{6}{\mathrm{0,075}}=80g/mol$

Ở thí nghiệm 2 số mol H₂ thu được không đến 0,05 nên:

$n_{ancol}<\mathrm{0,1}mol\to M_{ancol}>\frac{6}{\mathrm{0,1}}=60g/mol$

→ 60 < M_ancol < 80

→ Công thức phân tử của ancol là C₄H₇OH (M = 72 gam/mol).

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

• CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

• CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

• CuO + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + H₂O

• CuO + CO → Cu + CO₂