Giải bài tập SGK Hóa 11 Bài 45: Axit cacboxylic

Thế nào là axit cacboxylic? Viết công thức cấu tạo, gọi tên các axit có công thức phân tử C₄H₈O_2.

Phương pháp giải

Xem lại lý thuyết về axit cacboxylic, cách viết công thức cấu tạo và gọi tên 

Hướng dẫn giải

- 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.

- CTCT của các axit có CTPT C₄H₈O₂ là:

CH₃-CH₂-CH₂-COOH :axit butiric

CH₃-CH(CH₃)-COOH :axit isobutiric (2-metylpropanoic)

Từ công thức cấu tạo, hãy giải thích tại sao axit fomic có tính chất của một anđehit.

Phương pháp giải

Tính chất hóa học của andehit gây ra bởi nhóm chức -CHO => phải giải thích được trong phân tử của HCOOH cũng có nhóm này

Hướng dẫn giải

Công thức cấu tạo của axit fomic HCHO

Do phân tử có chứa nhóm -CHO nên axit fomic có tính chất của một anđehit.

Từ metan và các chất vô cơ cần thiết khác có thể điều chế được axit fomic, axit axetic. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.

Phương pháp giải

Điều chế được axit fomic và axit axetic từ metan

Hướng dẫn giải

HCOOH:

CH₄ + O₂ → HCHO + H₂O

HCHO + 1/2O₂ → HCOOH

CH₃COOH:

CH₄ + O₂ → HCHO + H₂O

HCHO + H₂ → CH₃OH

CH₃OH + CO → CH₃COOH

Chất Y có công thức phân tử C₄H₈O₂ tác dụng với NaOH tạo thành chất Z (C₄H₇O₂Na).  Vậy Y thuộc loại hợp chất nào sau đây?

A. Anđehit.                             

B. Axit.

C. Ancol.                               

D. Xeton.

Phương pháp giải

Y tác dụng được với NaOH vậy Y chỉ có thể là axit

Hướng dẫn giải

Chất Y tác dụng với NaOH tạo thành chất Z (C4H7O2Na) → Vậy Y thuộc loại hợp chất axit

CH₃CH₂CH₂COOH + NaOH → CH₃CH₂CH₂COONa + H₂O

⇒ Đáp án B.

Để trung hòa 150,0 gam dung dịch 7,40% của axit no, mạch hở, đơn chức X cần dùng 100,0 ml dung dịch NaOH 1,50M. Viết công thức cấu tạo và gọi tên của chất X.

Phương pháp giải

Tính khối lượng axit \({{\rm{m}}_{axit}} = \frac{{{m_{dd}}.C\% }}{{100\% }} = ?\)

Gọi CTCT của axit no, mạch hở, đơn chức là C_nH_2n+1COOH ( n ≥ 0)

C_nH_2n+1COOH + NaOH → C_nH_2n+1COONa + H₂O

nC_nH_2n+1COOH = nNaOH =  ? (mol)

→ MC_nH_2n+1COOH = m_axit : nC_nH_2n+1COOH = ?

→ CTPT và CTCT của axit

Hướng dẫn giải

\({\operatorname{m} _{axit}} = \dfrac{{150.7,4\% }}{{100\% }} = 11,1\,(gam)\)

nNaOH = 0,1.1,5 = 0,15 (mol)

Gọi CTCT của axit no, mạch hở, đơn chức là C_nH_2n+1COOH ( n ≥ 0)

C_nH_2n+1COOH + NaOH → C_nH_2n+1COONa + H₂O

nC_nH_2n+1COOH = nNaOH =  0,15 (mol)

→ MC_nH_2n+1COOH = maxit : nC_nH_2n+1COOH = 11,1 : 0,15 = 74 (g/mol)

→ 14n + 46 = 74

→ n =2

Vậy CTCT của axit là C₂H₅COOH: axit propionic

Trung hòa 16,60gam hỗn hợp gồm axit axetic và axit fomic bằng dung dịch natri hiđroxit thu được 23,20 gam hỗn hợp hai muối.

a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng ở dạng phân tử và ion rút gọn.

b) Xác định thành phần phần trăm khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp trước và sau phản ứng.

Phương pháp giải

a)  PTHH dạng  phân tử:

CH₃COOH + NaOH →  CH₃COONa + H₂O

HCOOH + NaOH → HCOONa + H₂O

PTHH dạng ion rút gọn:

CH₃COOH + OH^- →  CH₃COO^- + H₂O

HCOOH + OH^- → HCOO^- + H₂O   

b) Đặt x là số mol CH₃COOH ; y là số mol HCOOH

CH₃COOH + NaOH →  CH₃COONa + H₂O

x                                →   x                              (mol)

HCOOH + NaOH → HCOONa + H₂O

y                            →  y                                  (mol)

Ta có hệ phương trình:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{\sum {{{\mathop{\rm m}\nolimits} _{axit}} = 60x + 46y = 16,6} }\\
{\sum {{m_{muoi}} = 82x + 68y = 23,2} }
\end{array}} \right. \to \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{x = ?}\\
{y = ?}
\end{array}} \right.\)

→ Phần trăm khối lượng của các chất trước và sau phản ứng

Hướng dẫn giải

a)  PTHH dạng  phân tử:

CH₃COOH + NaOH →  CH₃COONa + H₂O

HCOOH + NaOH → HCOONa + H₂O

PTHH dạng ion rút gọn:

CH₃COOH + OH^- →  CH₃COO^- + H₂O

HCOOH + OH^- → HCOO^- + H₂O   

b) Đặt x là số mol CH₃COOH ; y là số mol HCOOH

CH₃COOH + NaOH →  CH₃COONa + H₂O

x                                →   x                              (mol)

HCOOH + NaOH → HCOONa + H₂O

y                            →  y                                  (mol)

Ta có hệ phương trình:

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{\sum {{\mathop{\rm m}\nolimits} _{axit}} = 60x + 46y = 16,6}\\
{\sum {m_{muoi}} = 82x + 68y = 23,2}
\end{array}} \right. \to \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{x = 0,2(mol)}\\
{y = 0,1(mol)}
\end{array}} \right.}\\
{{m_{C{H_3}COOH}} = 0,2.60 = 12}\\
{ \to \% {m_{C{H_3}COOH}} = \frac{{12}}{{16,6}}.100\%  = 72,3\% }\\
{ \to \% {m_{HCOOH}} = 100\%  - 72,3\%  = 27,7\% }\\
{{m_{C{H_3}COON{\rm{a}}}} = 0,2.82 = 16,4}\\
{ \to \% {m_{C{H_3}COON{\rm{a}}}} = \frac{{16,4}}{{23,2}}.100\%  = 70,7\% }\\
{ \to \% {m_{HCOON{\rm{a}}}} = 100\%  - 70,7\%  = 29,3\% }
\end{array}\)

Đun 12,0 gam axit axetic với một lượng dư ancol etylic ( có axit H₂SO₄ đặc làm xúc tác ). Đến khi dừng thí nghiệm thu được 12,3 gam este.

a) Viết phương trình hóa học của phản ứng.

b) Tính phần trăm khối lượng của axit đã tham gia phản ứng este hóa.

Phương pháp giải

a) PTHH: CH₃COOH + C₂H₅OH ↔ CH₃COOC₂H₅ + H₂O

b) Đổi số mol CH₃COOC₂H₅ =?

Tính được nCH₃COOH pư = nCH₃COOC₂H₅ =?

↔ %CH₃COOH

Hướng dẫn giải

a) n_{CH3COOH bđ} = 12: 60 = 0,2 (mol) ; số mol CH₃COOC₂H₅ = 12,3 : 88 = 0,14 (mol)

PTHH: CH₃COOH + C₂H₅OH  ↔ CH₃COOC₂H₅ + H₂O

b) nCH₃COOH pư = nCH₃COOC₂H₅ = 0,14 (mol)

\(\% C{H_3}COOH = \frac{{0,14}}{{0,2}}.100\%  = 70\% \)