Giải bài tập SGK Hóa 11 Bài 40: Ancol

Viết công thức cấu tạo và gọi tên các ancol đồng phân của nhau có công thức phân tử C₅H₁₂O

Phương pháp giải

Ancol có 2 loại đồng phân:

+ Đồng phân về mạch C ( mạch nhánh và mạch không phân nhánh)

+ Đồng phân về vị trí nhóm chức

Hướng dẫn giải

Công thức cấu tạo và tên gọi các ancol đồng phân có công thức phân tử C₅H₁₂O

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂OH: pentan -1 –ol

CH₃-CH₂-CH₂-CH(OH)-CH₃: Pentan-2-ol

CH₃-CH₂-CH(OH)-CH₂-CH₃: pentan-3-ol

CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₂OH: 3-metylbutan-1-ol

CH₃-CH(CH₃)-CH(OH)-CH₃: 3-metylbutan-2-ol

CH₃-(OH)C(CH₃)-CH₂-CH₃: 2-metylbutan-2-ol

CH₃-CH₂-CH(CH₃)-CH₂OH: 2-metylbutan-1-ol

CH₃-C(CH₃)₂-CH₂OH: 2,2-ddimetylpropan-1-ol

Viết các phương trình hóa học của phản ứng giữa propan-1-ol với mỗi chất sau:

a) Natri kim loại

b) CuO, đun nóng

c) Axit HBr, có xúc tác.

Trong mỗi phản ứng trên, ancol đóng vai trò gì: chất khử, chất oxi hóa, axit, bazơ ?

Phương pháp giải

a) phản ứng với Na là phản ứng thế nguyên tử H trong nhóm OH bằng nguyên tử KL Na

b) ancol bậc 1 phản ứng với CuO, đun nóng sẽ tách nước tạo thành anđehit

c) ancol phản ứng với HBr là phản ứng thế cả nhóm -OH bằng nguyên tử Br

Ghi nhớ: chất khử là chất nhường e, số oxi hóa tăng sau phản ứng

chất oxi hóa là chất nhận electron, số oxi hóa giảm sau phản ứng

axit là chất nhường proton( tức cho H⁺)

Bazơ là chất nhận proton ( tức nhận H⁺ )

Hướng dẫn giải

a. 2CH₃-CH₂-CH₂OH + 2Na → 2CH₃-CH₂-CH₂ONa + H₂ 

Ancol là Chất oxi hóa (vì là chất nhận electron, số oxi hóa giảm sau phản ứng)

b. CH₃-CH₂-CH₂OH + CuO → CH₃-CH₂-CHO + Cu + H₂O

Ancol là Chất khử (vì là chất nhường electron, số oxi hóa tăng sau phản ứng)

c. CH₃-CH₂-CH₂OH + HBr → CH₃-CH₂-CH₂Br + H₂O

Ancol là Bazơ (vì nhận H⁺ của HBr)

Trình bày phương pháp hóa học để phân biệt các chất lỏng đựng riêng biệt trong các lọ không dán nhãn: etanol, glixerol, nước và benzen.

Phương pháp giải

Dựa vào độ tan của các chất trong nước và tính chất hóa học đặc trưng của các chất để phân biệt.

Hướng dẫn giải

Trích mỗi chất 1 ít cho ra các ống nghiệm khác nhau và đánh số thứ tự tương ứng.

- Cho lần lượt nước dư vào các ống nghiệm:

+ ống nghiệm nào chất lỏng không tan, dung dịch phân thành 2 lớp là benzen ( nổi lên trên bề mặt nước)

+ các ống nghiệm còn lại dung dịch đồng nhất là: etanol (C₂H₅OH), glixerol ( C₃H₅(OH)₃), nước (H₂O)

- Cho Cu(OH)₂ vào 3 chất còn lại, chất nào tạo phức màu xanh lam là C₃H₅(OH)₃, còn lại không có hiện tượng gì là C₂H₅OH và H₂O

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

Đốt 2 chất còn lại, rồi cho sản phẩm qua dung dịch nước vôi trong, chất nào sản phẩm sinh ra làm đục nước vôi trong là C₂H₅OH, còn lại là H₂O

C₂H₅OH + 3O₂  → 2CO₂ + 3H₂O

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

Từ propen và các chất vô cơ cần thiết có thể điều chế được các chất sau đây: propan-2-ol (1); propan-1,2-điol (2). Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.

Phương pháp giải

Có thể viết phương trình theo sơ đồ sau:

CH₃CH=CH₂ (+ HBr) → CH₃CHBrCH₃ (+NaOH) → CH₃CH(OH)CH₃

CH₃CH=CH₂  (+Br₂) → CH₃CHBrCH₂Br (+NaOH) → CH₃CH(OH)CH₂OH

Hướng dẫn giải

Điều chế propan-2-ol, propan-1,2-điol từ propen

Cho 12,20 g hỗn hợp X gồm etanol và propan -1 –ol tác dụng với natri (dư) thu được 2,80 lít khí (đktc).

a) Tính thành phần phần trăm khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp X

b) Cho hỗn hợp X qua ống đựng CuO đun nóng. Viết phương trình hóa học của phản ứng.

Phương pháp giải

a) \({n_{{H_2}}} = \frac{{2,8}}{{22,4}} = 0,125{\mkern 1mu} mol\)

Gọi số mol của C₂H₅OH và CH₃CH₂CH₂OH  lần lượt là x và y (mol)

C₂H₅OH + Na → C₂H₅ONa +  ½ H₂↑

x                                           0,5x     (mol)

CH₃CH₂CH₂OH + Na → CH₃CH₂CH₂ONa +  ½ H₂↑

y                                                            0,5y      (mol)

Giải hệ phương trình:

\(\begin{array}{l} \sum {{m_{ancol}} = 46x + 60y = 12,2} \\ \sum {{n_{{H_2}}} = 0,5x + 0,5y = 0,125} \\ \to x = ?y = ? \end{array}\)

→ %C₂H₅OH và CH₃CH₂CH₂OH

b) Ghi nhớ: oxi hóa ancol bậc 1 bằng CuO nung nóng sản phẩm tạo thành gồm anđehit, Cu và H₂O

Hướng dẫn giải

a) \({n_{{H_2}}} = \frac{{2,8}}{{22,4}} = 0,125{\mkern 1mu} (mol)\)

Gọi số mol của C₂H₅OH và CH₃CH₂CH₂OH  lần lượt là x và y (mol)

C₂H₅OH + Na → C₂H₅ONa +  ½ H₂↑

x                                                 0,5x     (mol)

CH₃CH₂CH₂OH + Na → CH₃CH₂CH₂ONa +  ½ H₂↑

y                                                                         0,5y      (mol)

Giải hệ phương trình:

\(\begin{array}{l} \left\{ \begin{array}{l} \sum {{m_{ancol}} = 46x + 60y = 12,2} \\ \sum {{n_{{H_2}}} = 0,5x + 0,5y = 0,125} \end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l} x = 0,2\\ y = 0,05 \end{array} \right.\\ \to \% {C_2}{H_5}OH = \frac{{{m_{{C_2}{H_5}OH}}}}{{{m_{hh{\kern 1pt} ancol}}}}.100\% = \frac{{0,2.46}}{{12,2}}.100\% = 75,4\% \\ \% C{H_3}C{H_2}C{H_2}OH = 100\% - 75,4\% = 25,60\% \end{array}\)

b) C₂H₅OH + CuO → CH₃CHO + Cu↓ + H₂O

CH₃CH₂CH₂OH + CuO → C₂H₅CHO + Cu↓ + H₂O

Oxi hóa hoàn toàn 0,60 g một ancol A đơn chức bằng oxi không khí, sau đó dẫn sản phẩm qua bình (1) đựng H₂SO₄ đặc rồi dẫn tiếp qua bình (2) đựng dung dịch KOH. Khối lượng bình (1) tăng 0,72g; bình (2) tăng 1,32 g.

a) Giải thích hiện tượng thí nghiệm trên bằng các phương trình hóa học.

b) Tìm công thức phân tử, viết công thức cấu tạo có thể có của A

c) Khi cho ancol trên tác dụng với CuO, đun nóng thu được một anđêhit tương ứng. Gọi tên của A.

Phương pháp giải

a) Đốt cháy ancol sinh ra sản phẩm gồm H₂O và CO₂

H₂SO₄ đặc có tính háo nước nên sản phẩm bình (1) tăng là khối lượng của H₂O

dung dịch KOH hấp thụ khí CO₂ nên sản phẩm bình (2) tăng là khối lượng của CO₂

b) Tính số mol H₂O, số mol CO₂

Bảo toàn khối lượng → m_{O( trong A)} = m_A – m_C - m_H

Gọi CTPT của ancol A đơn chức  là C_xH_yO 

Có: n_A = n_{O( trong A)}

\(\begin{array}{l} \to x = \frac{{{n_{C{O_2}}}}}{{{n_A}}} = ?\\ y = \frac{{2{n_{{H_2}O}}}}{{{n_A}}} = ? \end{array}\)

→ CTPT của A từ đó viết được CTCT của A

c) ancol A tác  dụng với CuO, đun nóng thu được anđehit → ancol A phải là ancol bậc 1 => từ đó tìm được CTCT chính xác của A

Hướng dẫn giải

a) Sản phẩm oxi hóa gồm CO₂ và H₂O đi qua bình (1) đựng H₂SO₄ đặc thì H₂O bị hấp thụ làm bình (1) tăng m_H2O = 0,72 (g) ; qua bình (2) CO₂ bị hấp thụ bởi dung dịch KOH, m_CO2 = 1,32 (g).

2C_xH_yO + \(\frac{{4x + y - 2}}{2}\) O₂ → 2xCO₂ + yH₂O

CO₂ + 2KOH → K₂CO₃ + H₂O

b) \({n_{{H_2}O}} = \frac{{0,72}}{{18}} = 0,04{\mkern 1mu} (mol)\)

\({n_{C{O_2}}} = \frac{{1,32}}{{44}} = 0,03{\mkern 1mu} (mol)\)

Bảo toàn khối lượng: m_O(trong A) = m_A – m_C - m_H

→ m_{O (trong A)} = 0,6 – 0,03.12 – 0,04.2= 0,16 (g)

→ n_O = 0,16/16 = 0,01 (mol)

Gọi CTPT của ancol A đơn chức  là C_xH_yO : 0,01 (mol) ( Vì ancol đơn chức nên n_A = n_O)

\(\begin{array}{l} x = \frac{{{n_{C{O_2}}}}}{{{n_A}}} = \frac{{0,03}}{{0,01}} = 3\\ y = \frac{{2{n_{{H_2}O}}}}{{{n_A}}} = \frac{{0,08}}{{0,01}} = 8 \end{array}\)

Vậy CTPT của A là: C₃H₈O

CTCT có thể có của A là: CH₃CH₂CH₂ OH; CH₃CH(OH)CH₃

c) A + CuO nung nóng → anđehit

→ A là ancol bậc 1

→ CTCT của A là CH₃CH₂CH₂OH: propan-1-ol

CH₃CH₂CH₂OH + CuO  → CH₃CH₂CHO + Cu↓+ H₂O

Từ 1,00 tấn tinh bột có chứa 5,0% chất xơ (không bị biến đổi) có thể sản xuất được bao nhiêu lít etanol tinh khiết, biết hiệu suất chung của cả quá trình sản xuất là 80,0% và khối lượng riêng của etanol D = 0,789 g/ml

Phương pháp giải

Viết phương trình hóa học xảy ra, tính toán số mol C₂H₅OH theo số mol của tinh bột

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆ (1)

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ (2)

Ghi nhớ công thức:

m_rượu  = V.D

\(\% H = \frac{{luong{\mkern 1mu} thuc{\mkern 1mu} te}}{{luong{\mkern 1mu} li{\mkern 1mu} thuyet}}.100\% \)

Hướng dẫn giải

Khối lượng chất xơ là: m_xơ = \(\frac{{{{10}^6}.5\% }}{{100\% }} = 0,{05.10^6}{\mkern 1mu} (g)\)

Khối lượng tinh bột là: m_tb = 10⁶ - 0,05.10⁶ = 0,95.10⁶ (g)

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆ (1)

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ (2)

Từ (1) và (2) ta có: 

\(\begin{array}{l} {n_{{C_2}{H_5}OH}} = 2{n_{{C_6}{H_{12}}{O_6}}} = 2n.{n_{{C_6}{H_{10}}{O_5}}} = 2n.\frac{{0,{{95.10}^6}}}{{162n}} = \frac{{1,{{9.10}^6}}}{{162}}\\ \to {m_{{C_2}{H_5}OH}} = \frac{{1,{{9.10}^6}}}{{162}}.46 = \frac{{87,{{4.10}^6}}}{{162}}(g)\\ \to {V_{{C_2}{H_5}OH}} = \frac{m}{D} = \frac{{87,4.106}}{{162.0,789}}(ml) \end{array}\)

Vì %H = 80% nên lượng ancol thực tế thu được là:

\({V_{{C_2}{H_5}OH}}tt = \frac{{87,{{4.10}^6}}}{{162.0,789}}.\frac{{80\% }}{{100\% }} = 0,{547.10^6}(ml) = 547{\mkern 1mu} (l)\)

Tên nào dưới đây ứng với ancol trên? 

CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₂-CH₂OH

A. 2-metylpentan-1-ol

B. 4-metylpentan-1-ol

C. 4-metylpentan-2-ol

D. 3-metylhexan-2-ol

Phương pháp giải

Quy tắc đọc tên:

+ Chọn mạch cacbon dài nhất, chứa nhiều nhánh nhất làm mạch chính

+ Đánh chỉ số từ phía gần nhóm -OH hơn

Tên ancol = tên số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh + tên mạch cacbon chính + số chỉ vị trí nhóm -OH +ol

Hướng dẫn giải

Đánh số thứ tự từ cacbon gần nhóm chức -OH nhất

Nhóm -OH ở cacbon số 1 là: 1-ol

Nhánh metyl ở cacbon số 4 là: 4-metyl

⇒ Tên ứng với ancol là 4-metylpentan-1-ol

⇒ Đáp án đúng là B

Cho 3,70 gam một ancol X no,đơn chức, mạch hở tác dụng với natri dư thấy có 0,56 lít khí thoát ra (đktc). Công thức phân tử của X là:

A. C₂H₆O

B. C₃H₁₀O

C. C₄H₁₀O

D. C₄H₈O

Phương pháp giải

Đổi số mol H₂ = ?

Gọi công thức của ancol X no đơn chức, mạch hở là C_nH_2n+1OH ( n≥ 1)

PTHH: 2C_nH_2n+1OH + 2Na → 2C_nH_2n+1ONa + H₂↑

nC₂H₅OH = 2nH₂ = ?

→ MC₂H₅OH = m : nC₂H₅OH → n =? → CTPT của X

Hướng dẫn giải

Số mol hiđro sinh ra là:

\({n_{{H_2}}} = \frac{{0,56}}{{22,4}} = 0,025(mol)\)

Phương trình hóa học:

2C_nH_2n+1OH + 2Na → 2C_nH_2n+1ONa + H₂↑

0,05                                                       0,025 

\(\begin{array}{l}
{M_{ROH}} = \frac{{3,7}}{{0,05}} = 74(g/mol)\\
 \Rightarrow {M_R} = 74 - 17 = 57\\
 \Rightarrow 14n + 1 = 57 \Rightarrow n = 4
\end{array}\)

Công thức phân tử của X là C₄H₁₀O

⇒ Chọn C