Bài tập axit cacboxylic - este

Chia sẻ: susu610

Tài liệu tham khảo dùng cho các bạn học sinh đang chuẩn bị thi thuyển vào các trường cao đẳng đại học môn hóa về nội dung axit-este

Bạn đang xem 20 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Bài tập axit cacboxylic - este

 

  1. Lời nói đầu Tập “Bài tập axit – este” được nhóm biên soạn nhằm mục đích đem đến cho bạn đọc kiến thức về phương pháp giải các loại bài tập trong phần nội dung axit và este, đồng thời giúp các bạn rèn luyện kĩ năng giải bài tập của mình. Bài tập trong tài liệu này được chia thành 2 loại: tr ắc nghi ệm và tự luận, phù hợp với nhu cầu chung hiện nay, với hệ thống bài tập có phân dạng và hướng dẫn giải, hy vọng giúp đỡ các bạn trong quá trình luyện tập. Nhóm chúng tôi đã cố gắng kiểm tra và khắc phục những sai sót, tuy nhiên, một số lỗi nhỏ vẫn là điều khó lòng tránh khỏi, do đó, hy vọng nhận được sự góp ý của các bạn. Nhóm tác giả
  2. PHẦN I: AXIT CACBOXYLIC DẠNG 1: HOÀN THÀNH SƠ ĐỒ PHẢN ỨNG Ví dụ 1: Giải: Cracking 1) C3H8 CH4 + C2H4 (X) (B) (A) 2) C2H4 + Br2 → C2H4Br2 (A) (A1) 3) C2H4Br2 + 2NaOH → CH2 - CH2 + 2NaBr (A1) OH OH (A2) 4) CH2 - CH2 + 2CuO → CHO + 2Cu + 2H2O OH OH CHO (A3) + 4Ag ↓ + 6NH3 + 2H2O 5) CHO + 4[Ag(NH3)2]OH to COONH4 CHO COONH4 (A4) Hoặc viết: + 4Cu(OH)2 + 2NaOH to COONa + 2Cu2 ↓ + 6H2O CHO CHO COONa 6) COONH4 + 2H2SO4 → COOH + 2(NH4)2SO4 COONH4 COOH (A5) 7) 2CH4 làm lạnh nhanh C2H2 + 3H2 (B) (B1) 8) C2H2 + 4[O] COOH COOH Ví dụ 2:
  3. Giải: 1) C2H5COOH +Cl2 CH3 - CH - COOH + HCl Cl (A) 2) C2H5COOH +Cl2 CH2 - CH2 - COOH + HCl Cl (B) 3) CH3 - CH - COOH + NaOH → CH3CHCOONa + H2O + NaCl Cl (A) OH (A1) 4) 2CH3 - CH - COONa + H2SO4 → 2CH3 - CH - COOH + Na2SO4 OH OH (A2) 5) CH3 - CH - COOH H2 = CH - COOH = H2O OH (C) 6) CH2 - CH2 - COOH + 2NaOH → CH2 - CH2 - COONa + NaCl + H2O Cl (B) OH (B1) 7) 2CH2 - CH2 - COONa + H2SO4 → 2CH2 - CH2 - COOH + Na2SO4 OH (B1) OH (B2) 8) CH2 - CH2 - COOH CH2 = CH - COOH + H2O OH (B2) (C) 9) CH2 = CH - COOH + ROH CH2= CH - COOR + H2O (C) (D) 10) nCH2 = CH - COOR → -CH2 -CH- COOR n DẠNG 2: ĐIỀU CHẾ CÁC AXIT HỮU CƠ Ví dụ: a) Viết sơ đồ các phản ứng điều chế CH 3COOH, Cl2CHCOOH, ClCH2COOH và BrCH2COOH đi từ đá vôi, than đá, muối ăn... Sắp xếp các axit trên theo trình t ự tăng d ần tính axit và giải thích. b) Người ta điều chế chất diệt cỏ 2,4, 5 Cl 3C6H2OH2COOH (hay 2, 4, 5 T) bằng cách cho 1,2, 4, 5 Cl4C6H2 vào dung dịch NaOH (trong rượu) rồi cho thêm Cl - CH 2COOH. Dùng công thức cấu tạo viết sơ đồ các phản ứng. Vì sao “hỗn hợp da cam” (thành phần chính là 2,
  4. 4, 5T và 2, 4 D) mà Mỹ dùng trong chiến tranh Việt Nam đã gây tác h ại r ất l ớn đ ến con người? Giải: * Sơ đồ điều chế: a) NaCl đ.p.n.c Cl2 + Na * Sắp xếp theo trật tự tính axit tăng dần: Cl H - CH2COOH < CH2 - COOH < CH2 - COOH < CH - COOH Br Cl Cl Giải thích: - Khác nhau về độ âm điện: H< Br < Cl - Khác nhau về số nguyên tử clo. * Sơ đồ phản ứng: b)
  5. * Độc hại chủ yếu vì chất dioxin DẠNG 3: NHẬN BIẾT CÁC AXIT HỮU CƠ Ví dụ: 1. Cần dùng các phản ứng hóa học gì để phân biệt 4 chất: CH3COOH, HCOOH, CH2=CH-COOH, CH3-CHO 2. Cần dùng các phản ứng gì để phân biệt 6 chất lỏng: rượu propylic, r ượu isopropylic, axetanđehit, glixêrin, ete etylic và axit axelic. Giải: 1. a) Lấy mỗi chất một ít cho tác dụng với muối cacbonat (ví d ụ Na 2CO3), chất nào không cho khí thoát ra là anđehhit CH3CHO. b) Lấy mỗi axit một ít cho tác dụng với AgNO 3 trong amonlac, chỉ có axit fomic cho phản ứng tráng gương: HCOOH + 2AgNO3 + 3NH3+ H2O → (NH4)2CO3 + 2NH4NO3 + 2Ag↓ c) Cho một ít nước brom vào 2 axit còn lại; axit acrylic làm mất màu nước brom: C=2 = CH - COOH + Br2 → CH2Br - CHBr - COOH 2. Trước hết dùng quỳ tím hoặc muối cacbonat hoặc kim loại để nhận biết axit axetic. - Quỳ tím biến thành đỏ. - Na2CO3 + 2CH3COOH → 2CH3COONa + H2O + CO2 ↑ - 2CH3COOH + Fe → Fe(CH3COO)2 + H2 - Dùng Cu(OH)2 để biết glixerin:
  6. - Dùng phản ứng tráng gương nhận biết axetanđehit CH3 - CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → CH3 - COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag ↓ - Cho Na kim loại vào 3 chất còn lại, ete không tác d ụng v ới Na nên không có khí thoát ra: 2CH3 - CH2 - CH2OH + 2Na → 2CH3 - CH2 - CH2ONa = H2 ↑ 2CH3 - CH - OH + 2Na → 2CH3 - CH - Ona + H2 ↑ CH3 CH3 - Để phân biệt 2 rượu, trước hêt cần oxi hóa chúng bằng CuO, sau đó lấy s ản ph ẩm thực hiện tráng gương: CH3 - CH2 - CH2OH + CuO → CH3 - CH2 - CHO - Cu + H2O CH3 - CH - OH + CuO → CH3 - C = O + Cu + H2O CH3 CH3 CH3 - CH2 - CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → CH3 - CH2 - COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag↓ CH3 - C - CH3 không tham gia phản ứng tráng gương O DẠNG 4: XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC PHÂN TỬ VÀ CÔNG THỨC CẤU TẠO CỦA CÁC AXIT HỮU CƠ Ví dụ 1: Khi hóa hơi 1,0g axit hữu cơ đơn chức no (A) ta đ ược m ột th ể tích v ừa đúng b ằng thể tích của 0,535g oxi trong cùng điều kiện. Cho một lượng dư A tác dụng với 5,4g hỗn hợp hai kim lo ại M và M’ th ấy sinh ra 0,45 mol hiđro. Tỉ lệ số mol M đối với M’ trong hỗn hợp là 3:1. KLNT c ủa M b ằng 1/3 KLNT c ủa M’. Hóa trị của M là II, hóa trị của M’ là III. Este c ủa A đ ối v ới m ột r ượu đ ơn ch ức no đ ể lâu bị thủy phân một phần. Để trung hòa hỗn hợp sinh ra từ 18,56g este này phải dùng 20ml dung dịch NaOH 0,50M và để xà phòng hóa lượng este còn lại ph ải dùng thêm 300ml dung d ịch NaOH nói trên. a) Xác định KLPT và công thức cấu tạo của axit. b) Viết các phương trình phản ứng đã xảy ra. c) Xác định KLNT của hai kim loại. d) Xác định công thức phân tử và viết các công thức cấu tạo có thể có của este. e) Viết công thức cấu tạo của rượu, biết rằng khi oxi hóa không hoàn toàn r ượu đó sinh ra anđehit tương ứng, có mạch nhánh. Giải:
  7. a) Các khí (hơi) trong cùng điều kiện có thể tích nh ư nhau thì cũng có s ố mol b ằng nhau. 0,535g oxi ứng với = mol oxi Vậy: 1g A ứng với mol A. Suy ra KLPT của A bằng 60 đ.v.C Biết A là axit no đơn chức, ta có: CnH2n+1 - COOH = 60 Vì COOH = 45 Do đó CnH2n+1 = 60 - 45 = 15 Vậy n = 1 Đó là axit axetic CH3COOH b) Các phương trình phản ứng: Tác dụng với kim loại: 2CH3COOH + M → M(CH3COOH)2 + H2↑ (1) 6CH3COOH + 2M’ → 2M’(CH3COOH)3 + 3H2↑ (2) Thủy phân este được rượu CmH2m+1OH và axit axetic: CH3COOCmH2m+1 + H2O → CH3COOH + CmH2m+1OH (3) Trung hòa axit: CH3COOH + NaOH + CH3COONa + H2O (4) Xà phòng hóa este: CH3COOCmH2m+1 NaOH → CH3COONa + CmH2m+1OH (5) c) Xác định KLPT của kim loại: Gọi x, y là số gam M và M’ trong hỗn hợp; M và 3M là KLPT của chúng. Ta có: x + y = 5,4 :=3 Do đó: x = y = = 2,7g Dựa theo (1) và (2) ta có: + = += 0,45 Do đó: M = 9 (berili) và 3M = 27 (nhôm) d) Công thức cấu tạo của este: Theo (3) và (4) mỗi mol este bị thủy phân sinh ra một mol axit tự do và do đó cần 1 mol NaOH để trung hòa, số mol đã dùng để trung hòa bằng mol este đã bị thủy phân: = 0,01 mol, Số mol este tham gia xà phòng hóa = 0,15 mol, Số mol este ban đầu (chưa thủy phân) 0,15 + 0,01 = 0,16 mol Phân tử lượng của este:
  8. = 116 Ta có thể viết: CH3COOCmH2m+1 = 116 59 + 12m + 2m + 1 = 116 → m = 4 Công thức este: CH3COOC4H9 Các công thức cấu tạo có thể có của este: CH3COO - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 CH3COO - CH - CH2 - CH3 CH3 CH3COO - CH2 - CH(CH3)2, CH3COOC(CH3)3, e) Công thức cấu tạo của rượu. Tương ứng với các c ấu t ạo trên c ủa este ta có các công thức của rượu. CH3 - CH2 - CH2 - CH2- OH, Trong đó chỉ có (CH3)2 CH - CH2- OH là có thể bị oxi hóa sinh ra anđehit mạch nhánh như đã nêu trong bài. Ví dụ 2: Đun hợp chất A với nước (dùng axit vô cơ làm xúc tác) ta được axit h ữu c ơ B và rượu D, tỉ khối hơi của B so với nitơ là 2,57. Cho hơi rượu D đi qua ống nung nóng đ ựng b ột đồng làm xúc tác thì sinh ra hợp chất E có khả năng tham gia phản ứng tráng g ương. Đ ể đ ốt cháy hoàn toàn 2,80g chất A phải dùng hết 3,9l oxi (đktc), sản phẩm cháy gồm có khí cacbônic và hơi nước theo tỉ lệ: = a) Cho biết A và E thuộc những loại hợp chất gì? b) Xác định KLPT, công thức phân tử và công thức cấu tạo của B. c) Xác định công thức phân tử của D, biết rằng D là rượu 1 lần rượu. Giải: a) Chất A là một este vì khi thủy phân ta được một axit hữu cơ và rượu. Chất E là một anđehit vì E tạo thành khi đun nóng hơi r ượu có Cu xúc tác và vì E có khả năng phản ứng tráng gương. b) KLPT của B = 2,57.28 = 72 đ.v.C Vì khối lượng của 2 nhóm COOH = 2.45 = 90 nên B ch ỉ có th ể là axit đ ơn ch ức và công thức tổng quát của B là CnHmCOOH. Suy ra gốc CnHm = 72 - 45 = 27
  9. Vì CnHm = 27 nên n < 3 và nguyên dương, do đó n chỉ có thể bằng 1 và 2 Nhận xét n m CnHm - Vô lí vì C không có hóa trị quá IV 1 15 CH15 - Đúng, đây là gốc không no hóa trị I: CnH2n-1 2 3 C2H3 Vậy, công thức của B là C2H3COOH và công thức cấu tạo của B là: CH2 = CH - COOH c) Có thể tìm số gam C, H, O theo số gam hoặc số mol CO 2, H2O v.v... 1,8g C: 0,20g H và 0,80g C. Gọi công thức phân tử của A là Cx Hy Oz , tìm công thức đơn giản nhất: x : y : z = 3 : 4 : 1. (C3H4O)n. Vì ta biết axit 1 lần axit và rượu 1 lần rượu nên m ỗi phân tử A ch ỉ có 2 nguyên tử oxi, nghĩa là n phải bằng 2. Vậy công thức phân tử của A là C 6H8O2 và công thức của axit là C 2H3COOH nên công thức este CH2 = CH - COOC3H5 và rượu D có công thức phân tử là C3H5OH. Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn 1,608 gam chất A thu được 1,272 gam sô – đa và 0,528 gam khí cacbonic. Cho A tác dụng với dung dịch HCl ta thu được một axit hữu cơ 2 lần axit (B) 1. Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo của A. 2. Cho axit B tác dụng với hỗn hợp rượu etylic và metylic. Hỏi có thể tạo thành các loại este gì, viết công thức cấu tạo thu gọn của chúng. Giải: 1. Gọi công thức của A là CxNayOz ta có: A + O2 → Na2CO3 + CO2 Công thức đơn giản nhất của A là (CNaO2)n (có thể tìm công thức đơn giản nhất theo bất cứ cách nào khác, như theo khối lượng C, Na, O,…) Vì A tác dụng với HCl cho ta axit hai lần axit (có 2 nhóm –COOH, nghĩa là có 4 nguyên tử oxi) do đó n phải bằng 2 Vậy công thức phân tử của A là C2Na2O4. Vì là muối của axit hai lần axit nên công thức cấu tạo là: NaOOC – COONa 2. Vì B là axit hai lần axit HOOC-COOH nên khi tác dụng với hỗn hợp CH3OH và C2H5OH có thể tạo thành 5 este sau CH3OOC – COOH; CH3OOC – COOCH3; C2H5OOC – COOH; C2H5OOC – COOC2H5; CH3OOC – COOC2H5; MỘT SỐ BÀI TẬP TỔNG HỢP:
  10. Bài 1: Cho hai axit cacbonxylic A và B. Nếu cho hỗn hợp A và B tác dụng hết với Na thu được số mol H2 bằng ½ tổng số mol của A và B trong hỗn hợp. Nếu trộn 20 gam dung d ịch axit A 23% với 50 gam dung dịch axit B 20,64% được dung dịch D, để trung hòa hoàn toàn D c ần 200ml dung dịch NaOH 1,1M. a) Tìm công thức cấu tạo của A và B. b) Đun nóng hỗn hợp A và B với rượu no X mạch hở, tạo ra h ỗn h ợp các este trong đó có este E. E không có khả năng tác dụng với Na tạo ra H 2. Đốt cháy hoàn toàn V lít hơi E cần 7,5V O2 tạo ra 7V CO2 và 5V hơi H2O (thể tích đo cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). Tìm công thức cấu tạo của E và X. Hướng dẫn: a) Đặt công thức: (A) R1(COOH)n (x mol) (B) R2(COOH)m (x mol) (A) R1(COOH)n + nNa  R1(COONa)n + H2 ↑ (1) (B) R2(COOH)m + mNa  R1(COONa)m + H2 ↑ (2) Theo đề: 0,5(nx + my) = 0,5(x + y) ⇒ n = m = 1 ⇒ (A), (B) đều đơn chức. mA = = 4,6 (gam); mB = = 10,32 (gam) (A) R1COOH + NaOH  R1COONa + H2O (3) (B) R2COOH + NaOH  R2COONa + H2I (4) Từ (3, 4) và bài cho: NNaOH = x + y = 0,2.1,1 = 2,2 (mol) = = = 67,81 Suy ra: MA < < MB R1 + 45 < 67,81 < R2 + 45 ⇒ R1 < 22,8 Vậy gốc (R1-) chỉ có thể là (1) hay (15) nghĩa là (H-) hay (CH3-). Xét 2 trường hợp: * Nếu (A) là HCOOH: n(B) = 0,22 - = 0,12 (mol) MB = = 86 ⇒ (B) là C3H5COOH (3 đồng phân, có 1 đồng phân cis-trans) * Nếu (A) là CH3COOH: n(B) = 0,22 - = (mol) MB = = 72 ⇒ (B) là C2H3COOH (hay CH2 = CH - COOH) b) Công thức cấu tạo E, X: Đặt công thức phân tử R là CxHyOz, theo phương trình phản ứng cháy: CxHyOz + O2  xCO2 + H2O
  11. 1V 7,5V 7V 5V Từ tỉ lệ về thể tích suy ra tỉ lệ về số mol: CxHyOz + 7,5O2  7CO2 + 5H2O Rút ra: x = 7; y = 10; z = 4 Công thức phân tử E: C7H10O4 (M = 158) Vì E không tác dụng với Na giải phóng khí H 2 nên E không chứa H linh động trong -COOH hoặc -OH. Mặt khác E được tạo ra từ A, B là 2 axit đơn chức và rượu no X. Nếu E có dạng: (RCOO)nR’; R, R’ là gốc axit và rượu. E có 4 nguyên tử O nên n = 2, công thức phân tử E là: (RCOO)2R’. Ta có: 2R + 88 + R’ = 158 ⇒ 2R + R’ = 70 Biện luận: - Khi R = 1 (HCOOH): 2 x 1 + R’ = 70 ⇒ R’ = 68 Công thức phân tử X: C5H8(OH)2 là rượu không no (loại) - Khi R = 41 (C3H5COOH): 82 + R’ = 70  R’ < 0 (loại) - Khi R = 42 (E tạo bởi HCOOH và C3H5COOH) (41 + 1) + R’ = 70 ⇒ R’ = 28; Công thức phân tử X: C2H4(OH)2 - Khi R = 15 (CH3COOH) suy ra R’ = 40; Công thức phân tử X: C3H4(OH)2 (loại) - Khi R = 27 (C2H3COOH) suy ra R’ = 16 (loại) - Khi R = 15 + 27 (E tạo bởi CH3COOH và C2H3COOH) R’ = 28; công thức phân tử X: C2H4(OH)2 Vậy X là HO-CH2-CH2-OH ; E là HCOO-CH2-CH2-OOC-C3H5 hay CH3COO - CH2 - CH2 - CH2 - OOC - C2H3. Bài 2: Có 2 dung dịch axit hữu cơ no, đơn chức A, B. Trộn 1 lít A v ới 3 lít B ta đ ược 4 lít dung dịch D. Để trung hòa 10 ml dung dịch D cần 7,5 ml dung d ịch NaOH và t ạo đ ược 1,335 gam muối. Trộn 3 lít A với 1 lít B ta được 4 lít dung dịch E. Đ ể trung hòa 10 ml dung d ịch E c ần 12,5 ml dung dịch NaOH ở trên và tạo được 2,085 gam muối. a) Xác định công thức phân tử của các axit A, B. b) Tính nồng độ mol của dung dịch NaOH. Hướng dẫn: a) Công thức phân tử của A, B. Gọi A: CnH2n+1COOH có nồng độ mol x mol/l B: CmH2m+1COOH có nồng độ y mol/l Gọi nồng độ mol của NaOH z mol/l Giả sử 0 ≤ n < m
  12. Phản ứng trung hòa: CnH2n+1COOH + NaOH → CnH2n+1COONa + H2O CmH2m+1COOH + NaOH → CmH2m+1COONa + H2O Thí nghiệm I: 10ml ddD Từ naxit = NNaOH ⇒ = ⇒ x + 3y = 3z (I) Thí nghiệm II: 10ml ddE Từ naxit = NNaOH ⇒ = ⇒ 3x + y = 5z (II) Giải hệ phương trình (I) và (II) suy ra: x = 1,5z, y = 0,5z tức là: x = 3y Ở thí nghiệm I: mmuối = (14n + 68) + (14m + 68) = 1,335 (α) Ở thí nghiệm II: mmuối = (14n + 68) + (14m + 68) = 2,085 (β) Từ (α) ⇒ 7,5y[(14n + 68) + (14m + 68)] = 1335 y[(14n + 68) + (14m + 68)] = 178 y[14(n + m) = 136] = 178 (α’) Từ (β) ⇒ 22,5y(14n + 68) + 2,5 (14m + 68) = 2085 2,5y[9(14n + 68) + (14m + 68)] = 12085 y[14(9n + m) = 680] = 834 (β’) Lập tỉ số: = = 11676n + 11676m + 113424 = 22428n + 2492m + 121040 9184m - 10752n = 7617 143,5m - 168n = 119 n = 0 → m = 0,82 (loại) n = 1 → m =2 Tiếp tục thay các giá trị khác của n đều không có m phù hợp Công thức phân tử của A: CH3COOH B: C2H5COOH b) Nồng độ mol/l của dung dịch NaOH Từ y[14(n + m) + 136] = 178 Thay n = 1, m = 2 ⇒ y = = 1 Từ y = 0,5z ⇒ z = = 2 mol/l Vậy nồng độ mol/l của dung dịch NaOH là: 2 mol/l
  13. Bài 3: Có hai axit hữu cơ no: (A) RCOOH; (B) R’(COOH)m. Hỗn hợp (X) chứa x mol (A) và y mol (B). Để trung hòa (X) cần 500 ml dung dịch NaOH 1M; còn nếu đốt cháy hoàn toàn (X) thì thu được 11,2 lít CO2 (đktc). Hỗn hợp (Y) chứa y mol (A) và x mol (B). Để trung hòa (Y) c ần 400 ml dung dịch NaOH 1m. Biết x = y = 0,3 mol. a) Xác định CTPT của các axit và tính % số mol của mỗi axit trong hỗn hợp (X). b) Biết rằng 1,26 gam tinh thể axit (B) R’(COOH) m, 2H2O tác dụng vừa đủ với 250 ml dung dịch KMnO4 trong môi trường H2SO4 theo phản ứng: KMnO4 + (B) + H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + SO2 ↑ + H2O Tính nồng độ mol của dung dịch KMnO4 Hướng dẫn: a) Gọi là số nguyên tử cacbon trung bình của 2 axit (A), (B) ta có: = = = 1,667 ⇒ (A) phải là HCOOH Đặt công thức (B) là CnH2n+2-m(COOH)m ta có các phương trình phản ứng: HCOOH + NaOH → HCOONa + H2O (1) CnH2n+2-m(COOH)m + mNaOH → CnH2n+2-m(COONa)m + mH2O (2) HCOOH + O2 CO2 + H2O (3) CnH2n+2-m(COOH)m + (n+m)CO2 + (n+1)H2O (4) Từ (1,2,3,4) và bài cho: Với hỗn hợp (X) nNaOH = x + my = 0,5 (I) Với hỗn hợp (Y) nNaOH = mx + y = 0,4 (II) = x + (n + m)y = = 0,5 (III) Từ (I, III): n = 0 ⇒ m = 2. Vậy trong (B) 2 nhóm (-COOH) phải liên k ết tr ực ti ếp v ới nhau. Công thức cấu tạo (B) là HOOC-COOH * Gọi %n(A) = a(%) thì %nB = (100 - a) (%) == ⇒ %n(A) = a = 33,33 (%) Và %n(B) = 100 - 33,33 = 66,67 (%) b) Phương trình phản ứng: 2KMnO4 + 5C2H2O4 + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2 ↑+ 8H2O (5) Từ (5) → = = 0,01 (mol) Vậy: = . 1000 = 0,016M Bài 4: Cho 2,14g hồn hợp 2 hợp chất hữu cơ A, B tác dụng hết với xút ta được chất C và hỗn hợp muối natri của 2 axit no, đơn chức, đồng đẳng liên ti ếp. Toàn b ộ C ph ản ứng v ới natri sinh ra 0,224 lít hiđrô (tính theo đktc). Tỉ khối hơi của C so với không khí bằng 2. Cho D đi qua
  14. ống Cu đốt nóng (xúc tác) ta được chất D có thể tham gia phản ứng tráng gương. A và B đ ều làm mất màu nước brôm. 1. A, B, C, D thuộc loại hợp chất gì? 2. Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của A, B, C. 3. Tính % khối lượng của A và B trong hỗn hợp ban đầu. 4. Hoàn thành sơ đồ biến hóa: CD E G Hướng dẫn: 1. Chất C tác dụng với Na giải phóng H2, bị oxi hóa thành anđehit. Vậy C là rượu (bậc nhất). A, B tác dụng với NaOH tạo thành rượu và mu ối. Vậy A, B ph ải là các este. Vì A, B làm mất màu nước brôm mà gốc axit no, vậy gốc rượu phải không no. D có thể tham gia phản ứng tráng gương. Vậy D là anđehit. 2. KLPT của rượu M 29.2 = 58. Công thức tổng quát c ủa r ượu là ROH) n. Nếu n = 2 ta có R = 58 - 2.17 = 24 nghĩa là chỉ còn 2 cacbon. Như thế công th ức r ượu là HO - C ≡ C - OH, rượu này không tồn tại và không bị oxi hóa thành anđehit. V ậy C ph ải là r ượu đ ơn ch ức R - OH hay CxHy - OH. Ta có: R = CxHy = 14x + y = 58 - 17 = 41 (Có thể biện luận hoặc lập bảng tìm R) x 1 2 3 y 29 17 5 Kết luận Phi lí Phi lí C3H5 Vậy công thức của rượu là C 3H5OH hay Ch2 = CH - CH2 - OH (không thể là CH3 - CH = CH - OH vì rượu này không thể bị oxi hóa thành anđehit) Gọi công thức của A, B là CnH2n+1COOC3H5 và Cn+1H2n+3COOC3H5 ta có: CnH2n+1COOC3H5 + NaOH → CnH2n+1COONa + C3H5OH (1) Cn+1H2n+3COOC3H5 + NaOH → Cn+1H2n+3COONa + C3H5OH (2) 2C3H5OH + 2Na → 2C3H5Ona + H2↑ (3) Theo (1, 2, 3) số mol C = tổng số mol A + B = 2 lần số mol H2 = 2. = 0,02 KLPTTB của A và B là = = 107, do đó phải có: MA < 107 < MB, nghĩa là: 14n + 86 < 107 < 14n + 100 hay 0,5 < n < 1,5 tức là n = 1 (vì n phải nguyên, dương) Công thức của A và B là: CH3 - COO - CH2 - CH = CH2 Và CH3 - CH2 - CO - CH2 - CH = CH2 (Có thể biện luận theo của gốc axit = 22 (CH3-, C2H5-) hoặc: = 67(CH3COOH, CH3 - CH2 - COOH). 3. Gọi x, y là số mol của A và B ta có:
  15. trong đó 100 và 114 là KLPT của A và B x + y = 0,02 (a) 100x + 114y = 2,14 (b) Giải hệ phương trình (a,b) ta có x = y = 0,01 Vậy %A = = 46,7% %B = 100 - 46,7 = 53,3% Bài 5: Cho 50 ml dung dịch A gồm axit hữu cơ RCOOH và muối kim loại kiềm của axit đó tác dụng với 120 ml dung dịch Ba(OH)2 0,125M, sau phản ứng thu được dung dịch B. Để trung hòa Ba(OH)2 dư trong B cần cho them 3,75 gam dung dịch HCl 14,6% sau đó cô cạn dung dịch thu được 5,4325 gam muối khan. Mặt khác, khi cho 50 ml dung dịch A tác dụng với H2SO4 dư, đun nóng thu được 1,05 lít hơi axit hữu cơ trên (đo ở 136,5oC, 1,12 atm). a) Tính nồng độ mol của các chất trong A b) Tìm công thức của axit và của muối c) Tính pH của dung dịch 0,1 mol/l của axit tìm thấy ở trên, biết độ điện li α=1% Hướng dẫn: a) Tính nồng độ các chất trong A, gồm: axit RCOOH và muối RCOOM (M là kim loại kiềm). Số mol HCl cần để trung hòa Ba(OH)2 dư trong dung dịch B là: Ta có 2HCl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2H2O (1) (mol 0,01 0,007 0,0075 ) 5 5 Khi cho 50 ml dung dịch A tác dụng với dung dịch Ba(OH)2, chỉ có axit RCOOH tham gia phản ứng: 2RCOOH + Ba(OH)2→ (RCOO)2Ba + 2H2O (2) Ta có: Vậy CM(RCOOH) = 0,015 : 0,05 = 0,3M Khi cho 50 ml dung dịch A tác dụng với H2SO4 dư, chỉ có RCOOM phản ứng: RCOOM + H2SO4 → RCOOH + MHSO4 (3) Suy ra naxit ở (3) = 0,035 – 0,015 = 0,02 mol CM(RCOOM) = 0,02:0,05 = 0,4M b) Lập công thức phân tử muối và axit: mmuối khan = m(RCOO)2Ba + mRCOOM + mBaCl2 = 5,4325 gam  (2R+225)0,0075 + (208.0,0075) + (R + M + 44)0,02 = 5,4325 Nghiệm thích hợp M=39 (Kali), R=15 (CH3 –) Vậy công thức phân tử của axit: CH3COOH và của muối: CH3COOKt c) Tính pH của dung dịch CH3COOH phân li Ta có Theo phương trình điện li: CH3COOH ↔ CH3COO- + H+ [H+] = [CH3COOH]điện li =10-3 mol/l; pH = -lg[H+] = 3
  16. Bài 6: Oxi hóa hỗn hợp andehit fomic và andehit axetic hoàn toàn thu được hỗn hợp 2 axit tương ứng có tỉ khối hơi so với hỗn hợp anđehit ban đầu bằng a. Hãy tìm khoảng biến thiên của a để bài toán có nghiệm. Hướng dẫn: Từ (1) và (2) suy ra nHCOOH = nHCHO = x (mol) và Ta có Vậy khoảng biến thiên của x là 1,36<a<1,53 Bài 7: Oxi hóa 53,2 gam hỗn hợp một rượu đơn chức và một anđehit đơn chức thu được một axit hữu cơ duy nhất (giả sử hiệu suất phản ứng đạt 100%). Cho lượng axit này tác dụng hết với m gam dung dịch hỗn hợp NaOH 2% và Na2CO3 13,25% thì thu được dung dịch chỉ chứa muối của axit hữu cơ, nồng độ 21,87% a) Xác định công thức của rượu và anđehit ban đầu b) Hỏi m có giá trị trong khoảng nào? c) Cho m = 400 gam. Tính % khối lượng của rượu và anđehit trong hỗn hợp ban đầu Hướng dẫn: a) Vì rượu và anđehit đều bị oxi hóa thành một axit hữu cơ duy nhất nên chúng phải có cùng số cacbon. Công thức có dạng RCH2OH và RCHO RCH2OH + O2 → RCOOH + H2O (1) (mol X x ) RCHO + 1/2O2 → RCOOH (2) (mol Y y ) RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O (3) (mol A a ) 2RCOON + CO2 2RCOOH + Na2CO3 → + H2O (4) a (mol 0,5 B 0,5b b ) b Từ (1, 2, 3, 4) Theo đề bài, ta có: Giải ra: R = 15 (CH3 –). Vậy công thức rượu và anđehit là CH3CH2OH và CH3CHO
  17. b) Nên nếu giả sử: • Hỗn hợp chỉ toàn rượu, số mol hỗn hợp khi đó là: • Hỗn hợp chỉ gồm toàn anđehit, số mol hỗn hợp khi đó là: Do đó: c) Ta có: m = 400 gam → x + y = 400.0,003 = 1,2 mol Và mhh ban đầu = 46x + 44y = 53,2 gam Giải ra: x = 0,2 mol, y = 1 mol Vậy thành phần % khối lượng ban đầu: PHẦN II: ESTE Dạng 1: Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa khi đã biết rõ các chất trong sơ đồ Bài 1: Giải: Bài 2: 1. 2. 3. 4. 5.
  18. 6. Giải: 23. 24. 25. 26. 27. 28. Bài 3: Giải: 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35.
  19. Bài 4: 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43.
  20. Dạng 2: Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa khi đã chưa biết rõ các chất trong sơ đồ Bài 1: Hoàn thành chuỗi biến hóa sau: A, B, D, F, ,G ,H là kí hiệu các chất hữu cơ chưa biết, mỗi dấu hỏi là một chất cần tìm, mỗi mũi tên là một phản ứng. Giải: (A) (B) (D) (G) (H) Bài 2: 7. 8. 9. 10.
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản