Giải SBT Hóa 11 Bài 46: Luyện tập anđehit - xeton - axit cacboxylic

Mục lục Giải SBT Hóa 11 Bài 46: Luyện tập anđehit - xeton - axit cacboxylic

Bài 46.1 trang 73 sbt Hóa 11: Trong các nhận xét dưới đây, nhận xét nào không đúng?

A. Tất cả các anđehit no, đơn chức, mạch hở đều có các đồng phân thuộc chức xeton và chức ancol.

B. Tất cả các xeton no đơn chức, mạch hở đều có các đồng phân thuộc chức anđehit và chức ancol.

C. Tất cả các ancol đơn chức, mạch hở có 1 liên kết đôi đều có các đồng phân thuộc chức anđehit và chức xeton.

D. Tất cả các ancol đơn chức, mạch vòng no đều có các đồng phân thuộc chức anđehit và chức xeton.

Lời giải:

Đáp án A

Ví dụ HCHO, CH₃CHO không có đồng phân thuộc chức ancol và chức xeton.

Bài 46.2 trang 73 sbt Hóa 11: Chất X là một anđehit mạch hở chứa a nhóm chức anđehit và b liên kết   ở gốc hiđrocacbon. Công thức phân tử của chất X có dạng là?

A. C_nH_2n−2a−2bO_a

B. C_nH_2n−a−bO_a

C. C_nH_2n+2−a−bO_a

D. C_nH_{2n+2−2a−2b}O_a

Lời giải:

Đáp án D

Số liên kết pi trong X là a + b

Vậy công thức phân tử của X có dạng: C_nH_{2n+2−2a−2b}O_a

Bài 46.3 trang 74 sbt Hóa 11: Axit ađipic có công thức là HOOC[CH₂]₄COOH. Tên thay thế của chất này là

A. axit butanđioic.

B. axit butan-1,4-đioic.

C. axit hexanđioic.

D. axit hexan-1,6-đioic.

Lời giải:

Đáp án D

Axit ađipic còn có tên gọi là axit hexan-1,6-đioic

Bài 46.4 trang 74 sbt Hóa 11: Có bao nhiêu axit cacboxylic thơm (có vòng benzen) ứng với công thức phân tử C₈H₈O₂?

A. 5 chất

B. 4 chất

C. 3 chất

D. 2 chất

Lời giải:

Đáp án B

Có 3 chất CH₃-C₆H₄-COOH (-o, -m, -p) và 1 chất C₆H₅-CH₂-COOH

Bài 46.5 trang 74 sbt Hóa 11: Độ linh động của nguyên tử H trong nhóm OH của các chất C₂H₅OH, C₆H₅OH, HCOOH và CH₃COOH tăng dần theo trật tự:

A. C₂H₅OH < C₆H₅OH < HCOOH < CH₃COOH

B. CH₃COOH < HCOOH < C₆H₅OH < C₂H₅OH.

C. C₂H₅OH < C₆H₅OH < CH₃COOH < HCOOH.

D. C₆H₅OH < C₂H₅OH < CH₃COOH < HCOOH.

Lời giải:

Đáp án C

Độ linh động: ancol < phenol < axit

Với các axit no có M càng lớn độ linh động của nguyên tử H trong OH càng giảm.

Bài 46.6 trang 74 sbt Hóa 11: Trong các chất dưới đây, chất nào không có phản ứng hóa học với cả 3 chất: Na, NaOH, NaHCO₃?

A. C₂H₅-OH

B. C₆H₅-OH

C. C₆H₅-CHO

D. C₆H₅-COOH

Lời giải:

Đáp án C

Anđehit không phản ứng được với Na, NaOH, NaHCO₃.

Bài 46.7 trang 74 sbt Hóa 11: Ghép tên chất với công thức cấu tạo cho phù hợp.

Lời giải:

1 – D

2 – F

3 – A

4 – B

5 – E

6 - C.

Bài 46.8 trang 75 sbt Hóa 11: Viết phương trình hóa học thực hiện các biến đổi dưới đây. Các chất hữu cơ được viết dưới dạng công thức cấu tạo và ghi tên.

Lời giải:

Bài 46.9 trang 75 sbt Hóa 11: Anđehit axetic có thể khử được đồng (II) hiđroxit tạo ra kết tủa đồng (I) oxit có màu đỏ gạch.

Hãy viết phương trình hóa học biểu diễn phản ứng nói trên.

Lời giải:

Bài 46.10 trang 75 sbt Hóa 11: Chất hữu cơ A chỉ chứa cacbon, hiđro, oxi và chỉ có một loại nhóm chức.

Cho 0,9 g chất A tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO₃ trong amoniac, thu được 5,4 g Ag.

Cho 0,2 mol A tác dụng với H₂ có dư (xúc tác Ni nhiệt độ) ta được ancol B. Cho ancol B tác dụng với Na (lấy dư) thu được 4,48 lít H₂ (đktc).

Xác định công thức và tên chất A.

Lời giải:

A tác dụng với dung dịch AgNO₃ trong amoniac tạo ra Ag; vậy A có chức anđehit.

0,2 mol anđehit kết hợp với hiđro phải tạo ra 0,2 mol ancol B có công thức R(CH₂OH)_x

Theo phương trình 1 mol B tạo ra $\frac{\mathrm{x}}{2}$ mol H₂

Theo đầu bài 0,2 mol B tạo ra 0,2 mol H₂

$\frac{1}{0,2}=\frac{\mathrm{x}}{0,4}$ suy ra x = 2

Vậy B là ancol hai chức và A là anđehit hai chức.

R(CHO)₂ + 4AgNO₃ + 6NH₃ + 2H₂O → R(COONH₄)₂ + 4NH₄NO₃ + 4Ag↓

${\mathrm{n}}_{\mathrm{andehitA}}=\frac{\mathrm{x}}{4}{\mathrm{n}}_{\mathrm{Ag}}$ = $\frac{1}{4}.\frac{5,4}{108}=0,0125$ mol

Khối lượng 1 mol A = $\frac{0,9}{0,0125}=72$ gam

R(CHO)₂ = 72

Suy ra R = 72 - 2.29 = 14. Vậy R là CH₂

(propanđial)

Bài 46.11 trang 75 sbt Hóa 11: Chất hữu cơ X chỉ có chức anđehit. Biết 0,1 mol X có thể kết hợp với 4,48 lít H₂ (lấy ở đktc) khi có chất xúc tác Ni và nhiệt độ thích hợp.

Mặt khác, nếu cho 7 g X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO₃ trong amoniac, thu được 27 g Ag.

Hãy xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo và tên của chất X.

Lời giải:

Theo đầu bài 0,1 mol anđehit X kết hợp được với 0,2 mol H₂. Vậy X có thể là:

- Anđehit no hai chức C_nH_2n (CHO)₂ hoặc

- Anđehit đơn chức có 1 liên kết đôi ở gốc C_nH_2n-₁CHO.

1. Nếu X là C_nH_2n(CHO)₂ thì:

C_nH_2n(CHO)₂ + 4AgNO₃ + 6NH₃ + 2H₂O → C_nH_2n(COONH₄)₂ + 4NH₄NO₃ + 4Ag↓

${\mathrm{n}}_{\mathrm{X}}=\frac{1}{4}{\mathrm{n}}_{\mathrm{Ag}}=6,25{.10}^{-2}$ mol

${\mathrm{M}}_{\mathrm{X}}=\frac{7}{6,25{.10}^{-2}}=112$ g/mol

M_CnH2n(CHO)2 = 112 (g/mol) hay 14n + 2.29 = 112 suy ra n = 3,86 (loại)

2. Nếu X là C_nH_2n-1CHO:

C_nH_2n-1CHO + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O → C_nH_2n-1COONH₄ + 2NH₄NO₃ + 2Ag↓

${\mathrm{n}}_{\mathrm{X}}=\frac{1}{2}{\mathrm{n}}_{\mathrm{Ag}}=1,25{.10}^{-1}$ mol

${\mathrm{M}}_{\mathrm{X}}=\frac{7}{1,25{.10}^{-1}}=56$ g/mol

M_CnH_2n−1CHO = 56 (g/mol) suy ra 14n + 28 = 56 suy ra n = 2

CTPT: C₃H₄O

CTCT: CH₂ = CH-CHO propenal.

Bài 46.12 trang 75 sbt Hóa 11: Hỗn hợp M chứa ba hợp chất hữu cơ X, Y và Z. Hai chất X và Y kế tiếp nhau trong một dãy đồng đẳng (M_Y < M_X). Chất Z là đồng phân của chất Y.

Nếu làm bay hơi 3,2 g M thì thể tích hơi thu được đúng bằng thể tích của 1,68g khí nitơ ở cùng điều kiện.

Để đốt cháy hoàn toàn 16g M cần dùng vừa hết 23,52 lít O₂ (đktc). Sản phẩm cháy chỉ có CO₂ và H₂O với số mol bằng nhau.

Nếu cho 48g M tác dụng với Na (lấy dư), thu được 1,68 lít H₂ (đktc).

Hãy xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo, tên và phần trăm về khối lượng của từng chất trong hỗn hợp M.

Lời giải:

Số mol 3 chất trong 3,20 g hỗn hợp M: $\frac{1,68}{28}=0,06$ mol

Số mol 3 chất trong 16 g M: $\frac{0,06.16}{3,2}=0,3$

Khi đốt hỗn hợp M ta chỉ thu được CO₂ và H₂O.

Vậy, các chất trong hỗn hợp đó chỉ có thể chứa C, H và O.

Đặt công thức chất X là C_xH_yO_z thì chất Y là C_x+1H_y+2O_z. Chất Z là đồng phân của Y nên công thức phân tử giống chất Y.

Giả sử trong 16 g hỗn hợp M có a mol chất X và b mol hai chất Y và Z:

Khi đốt 16 g M thì tổng khối lượng CO₂ và H₂O thu được bằng tổng khối lượng của M và O₂ và bằng:

$16+\frac{23,52}{22,4}.32=49,6$

Mặt khác, ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=\mathrm{n}$

44n + 18n = 49,6 suy ra n = 0,8

Số mol CO₂ là: xa + (x + 1)b = 0,8 (mol) (3)

Số mol H₂O là: $\frac{\mathrm{ya}+(\mathrm{y}+2)\mathrm{b}}{2}=0,8$ mol

do đó: ya + (y + 2)b = 1,6 (4)

Giải hệ phương trình:

Biến đổi (3) ta có x(a + b) + b = 0,8

Vì a + b = 0,3 nên b = 0,8 - 0,3x

Vì 0 < b < 0,3 nên 0 < 0,8 - 0,3x < 0,3 suy ra 1,66 < x < 2,66

x nguyên suy ra x = 2 suy ra b = 0,8 - 0,3.2 = 0,2

suy ra a = 0,3 - 0,2 = 0,1

Thay giá trị của a và b vào (4), tìm được y = 4.

Thay giá trị của a, b, x và y vào (2), tìm được z = 1.

Vậy chất X có CTPT là C₂H₄O, hai chất Y và z có cùng CTPT là C₃H₆O.

Chất X chỉ có thể có CTCT là   (etanal) vì chất CH₂ = CH - OH không bền và chuyển ngay thành etanal.

Chất Y là đồng đẳng của X nên CTCT là  (propanal).

Hỗn hợp M có phản ứng với Na. Vậy, chất Z phải là ancol CH₂ = CH - CH₂ - OH (propenol):

2CH₂ = CH - CH₂ - OH + 2Na → 2CH₂ = CH - CH₂ - ONa + H₂↑

Số mol Z trong 48 g M là: 2. số mol H₂ = 0,15 (mol).

Số mol Z trong 16 g M là: $\frac{0,15.16}{48}=0,05$

Số mol Y trong 16 g M là: 0,2 - 0,05 = 0,15 (mol).

Thành phần khối lượng của hỗn hợp M:

Chất X chiếm: $\frac{0,1.44}{16}.100\%=27,5\%$

Chất Y chiếm: $\frac{0,15.58}{16}.100\%=54,4\%$

Chất Z chiếm: $\frac{0,05.58}{16}.100\%=18,1\%$

Bài 46.13 trang 76 sbt Hóa 11: Viết phương trình hoá học thưc hiện các biến hoá dưới đây (mỗi mũi tên là một phản ứng):

Lời giải:

(1) CH₂=CH₂ + HCl $\stackrel{\mathrm{xt}}{\to }$ CH₃−CH₂−Cl

(2) C₂H₅Cl + NaOH $\stackrel{\mathrm{ancol}}{\to }$ CH₂=CH₂ + NaCl + H₂O

(3) C₂H₅Cl + NaOH $\stackrel{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}{\to }$ C₂H₅OH + NaCl

(4) C₂H₅OH + HCl $\stackrel{{\mathrm{t}}^{\mathrm{o}}}{\to }$ C₂H₅Cl + H₂O

(5) C₂H₄ + H₂O $\stackrel{{\mathrm{H}}^{+}}{\to }$ C₂H₅OH

(6) C₂H₅OH  $\stackrel{{170}^{\mathrm{o}},{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4}{\to }$ C₂H₄ + H₂O

(7) C₂H₅OH + CuO $\stackrel{{\mathrm{t}}^{\mathrm{o}}}{\to }$ CH₃CHO + Cu + H₂O

(8) CH₃CHO + H₂ $\stackrel{{\mathrm{t}}^{\mathrm{o}},\mathrm{Ni}}{\to }$ C₂H₅OH

(9) C₂H₅OH + O₂ $\stackrel{\mathrm{xt}}{\to }$ CH₃COOH + H₂O

(10) 2CH₃CHO + H₂ $\stackrel{\mathrm{xt}}{\to }$ 2CH₃COOH

(11) CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O

(12) 2CH₃COONa + H₂SO₄ → 2CH₃COOH + Na₂SO₄

(13) CH₃COOH + C₂H₅OH $\rightleftarrows$ CH₃COOC₂H₅ + H₂O

(14) CH₃COOC₂H₅ + H₂O $\rightleftarrows$ CH₃COOH + C₂H₅OH

(15) CH₃COOC₂H₅ + NaOH $\stackrel{{\mathrm{t}}^{\mathrm{o}}}{\to }$ CH₃COONa + C₂H₅OH

Bài 46.14 trang 76 sbt Hóa 11: Có 4 bình (không ghi nhãn), mỗi bình đựng 1 trong các dung dịch (dung môi là nước): propan-1-ol, propanal, axit propanoic và axit propenoic.

Trình bày phương pháp hoá học để nhận biết các dung dịch đó. Viết phương trình hoá học của các phản ứng.

Lời giải:

Cho 4 dung dịch thử phản ứng với dung dịch AgNO₃ trong amoniac; dung dịch nào có phản ứng tráng bạc là dung dịch propanal (3 dung dịch còn lại không phản ứng):

C₂H₅CHO + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O → C₂H₅COONH₄ + 2NH₄NO₃ + 2Ag↓

Thử 3 dung dịch còn lại với nước brom, chỉ có axit propenoic làm mất màu nước brom:

CH₂ = CH - COOH + Br₂ → CH₂Br - CHBr - COOH

Thử 2 dung dịch còn lại với CaCO₃, chỉ có axit propanoic hoà tan CaCO₃ tạo ra chất khí:

2C₂H₅COOH + CaCO₃ → (C₂H₅COO)₂Ca + H₂O + CO₂↑

Dung dịch cuối cùng là dung dịch propan-1-ol.

Bài 46.15 trang 76 sbt Hóa 11: Chất A là một axit cacboxylic no, mạch hở. Để trung hoà 50 g dung dịch A có nồng độ 5,20% cần dùng vừa đúng 50 ml dung dịch NaOH 1 M. Mặt khác, nếu đốt cháy hoàn toàn 15,6 g chất A, thu được 10,080 lít CO₂ (đktc).

Hãy xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của A.

Vận dụng quy tắc đọc tên thay thế của axit, hãy cho biết tên của A.

Lời giải:

A là axit no, mạch hở, chưa rõ là đơn chức hay đa chức

Vậy chất A là C_nH_2n+2-x(COOH)_x; CTPT là C_n+xH_2n+2O_2x

Khối lượng mol A là (14n + 44x + 2) gam.

Khối lượng A trong 50 g dung dịch 5,2% là $\frac{50.5,2}{100}=2,6$ (g)

Số mol NaOH trong 50 ml dung dịch 1 M là: $\frac{1.50}{1000}=0,05$ mol

C_nH_2n+2-x(COOH)_x + xNaOH → C_nH_2n+2-x(COONa)_x +xH₂O

Theo phương trình: cứ (14n + 44x + 2) g A tác dụng với x mol NaOH

Theo đầu bài: cứ 2,6 g A tác dụng với 0,05 mol NaOH

$\frac{14\mathrm{n}+44\mathrm{x}+2}{2,6}=\frac{\mathrm{x}}{0,05}\left(1\right)$

Theo phương trình: Khi đốt (14n + 44x + 2) g A thu được (n + x) mol CO₂

Theo đầu bài: 

Khi đốt 15,6 g A thu được $\frac{10,08}{22,4}=0,45$ (mol) CO₂

_{$\frac{14\mathrm{n}+44\mathrm{x}+2}{15,6}=\frac{\mathrm{n}+\mathrm{x}}{0,45}\left(2\right)$}

Từ (1) và (2), tìm được n = 1, x = 2 CTPT của A: C₃H₄O₄

CTCT của A: HOOC - CH₂ - COOH (Axit propanđioic)

Bài 46.16 trang 76 sbt Hóa 11: Hỗn hợp M chứa ancol no A và axit cacboxylic đơn chức B, cả hai đều mạch hở. Tổng số mol 2 chất trong hỗn hợp M là 0,5 mol. Để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp M cần dùng vừa hết 30,24 lít O₂. Sản phẩm cháy gồm có 23,4 g H₂O và 26,88 lít CO₂. Các thể tích đo ở đktc.

Hãy xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo, tên gọi và phần trăm khối lượng từng chất trong hỗn hợp M, biết rằng chất B hơn chất A một nguyên tử cacbon.

Lời giải:

Khi đốt 0,5 mol hỗn hơp M, số mol CO₂ thu đươc là: $\frac{26,88}{22,4}=1,2$ mol

Nếu đốt 1 mol hỗn hợp M, số mol CO₂ thu được sẽ là 2,4 (mol).

Như vậy chất A và chất B có chứa trung bình 2,40 nguyên tử cacbon, chất A lại kém chất B 1 nguyên tử cacbon. Vậy, A có 2 và B có 3 nguyên tử cacbon.

A là ancol no có 2 cacbon: C₂H_6-x(OH)_x hay C₂H₆O_x

B là axit đơn chức có 3 cacbon: C₃H_yO₂.

Đặt số mol A là a, số mol B là b: a + b = 0,5 (1)

Số mol O₂ là: (3,5 - 0,5x)a + (2 + 0,25y)b = 1,35 (mol) (2)

Số mol CO₂ là: 2a + 3b = 1,2 (mol) (3)

Số mol CO₂ là: $3\mathrm{a}+\frac{\mathrm{y}}{2}\mathrm{b}=\frac{23,4}{18}=1,30$ mol (4)

Giải hệ phương trình đại số tìm được: a = 0,3; b = 0,2; x = 2; y = 4.

Chất A: C₂H₆O₂ hay $\begin{array}{l}\underset{\left|\right.}{\mathrm{C}}{\mathrm{H}}_2-\underset{\left|\right.}{\mathrm{C}}{\mathrm{H}}_2\\ \mathrm{OH}\text{ OH}\end{array}$ etanđiol (hay etylenglicol)

Chiếm $\frac{0,3.62}{0,3.62+0,2.72}.100\%=56,4\%$ khối lượng M.

Chất B: C₃H₄O₂ hay CH₂ = CH - COOH, axit propenoic chiếm 43,64% khối lượng M.

Bài 46.17 trang 76 sbt Hóa 11: Hỗn hợp M chứa 3 axit cacboxylic đơn chức mạch hở, trong đó hai chất là axit no kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng và một chất là axit không no có một liên kết kép ở gốc hiđrocacbon.

Cho 29,6 g M tác dụng với dung dịch NaOH rồi cô cạn, thu được 40,6 g hỗn hợp muối khan. Đốt cháy hoàn toàn 8,88 g M thu được 6,72 lít CO₂ (đktc).

Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo, tên gọi và phần trăm khối lượng từng chất trong hỗn hợp M.

Lời giải:

Các axit đơn chức tác dụng với NaOH như sau:

RCOOH + NaOH → RCOONa + H₂O

Cứ 1 mol RCOOH biến thành 1 mol RCOONa thì khối lượng sẽ tăng thêm là:

23 - 1 = 22 (g).

Khi 29,6 g M biến thành hỗn hợp muối, khối lượng đã tăng thêm là:

40,6 - 29,6= 11 (g).

Vậy số mol 3 axit trong 29,60 g M là : $\frac{11}{22}=0,5$ mol

Khối lượng trung bình của 1 mol axit trong hỗn hợp là: $\frac{29,6}{0,5}=59,2$ (g)

Vậy trong hỗn hợp M phải có axit có phân tử khối nhỏ hơn 59,2. Chất đó chỉ có thể là H-COOH. Nhưng M có 2 axit no kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng nên đã có HCOOH thì phải có CH₃COOH.

Giả sử trong 8,88 gam M có x mol HCOOH, Y mol CH₃COOH và z mol C_nH_2n+1COOH

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{x}+\mathrm{y}+\mathrm{z}=\frac{0,5.8,88}{29,6}=0,15\left(1\right)\\ 46\mathrm{x}+60\mathrm{y}+(14\mathrm{n}+44)\mathrm{z}=8,88\left(2\right)\end{array}\right.$

x + 2y + (n + 1)z = 0,3 (3)

Cách giải hệ phương trình:

Nhân 2 vế của phương trình (3) với 14 ta có

14x + 28y + (14n + 14)z = 4,2 (3’)

Lấy (2) trừ đi (3'):

32x + 32y + 30z = 4 68 (2')

Nhân (1) với 30 ta có:

30x + 30y + 30z = 4,50 (1')

Lấy (2') trừ đi (1'):

2x + 2y = 0,18 suy ra x + y = 0,09 suy ra z = 0,15 - 0,09 = 0,06

Thay các giá trị vừa tìm được vào phương trình (3), ta có:

0,09 + y + 0,06(n + 1) = 0,3

y = 0,15 - 0,06n

0 < y < 0,09 suy ra 0 < 0,15 - 0,06n < 0,09

1 < n < 2,5

Suy ra n = 2; y = 0,15 - 0,06.2 = 0,03 suy ra x = 0,06.

Thành phần khối lượng của hỗn hợp:

H-COOH(CH₂O₂) axit metanoic là: $\frac{0,06.46}{8,88}.100\%=31,1\%$

CH3-COOH(C₂H₄O₂) axit etanoic là: $\frac{0,03.60}{8,88}.100\%=20,3\%$

CH₂ = CH-COOH(C₃H₄O₂) axit propenoic là: $\frac{0,06.72}{8,88}.100\%=48,6\%$

Xem thêm lời giải sách bài tập Hóa học lớp 11 hay, chi tiết khác:

Bài 40: Ancol

Bài 41: Phenol

Bài 42: Luyện tập dẫn xuất halogen, ancol, phenol

Bài 44: Anđehit-Xeton

Bài 45: Axit cacboxylic

Xem thêm tài liệu Hóa học lớp 11 hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Luyện tập: Anđehit – Xeton – Axit cacboxylic

Trắc nghiệm Luyện tập: Anđehit, xeton và axit cacboxylic có đáp án