Tài liệu 36 Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học Lớp 9 và ôn thi vào Lớp 10 chuyên - Chuyên đề 26: Bài tập ancol, axit cacboxylic

docx 26 trang Người đăng daohongloan2k Ngày đăng 23/12/2022 Lượt xem 1942Lượt tải 1 Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tài liệu 36 Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học Lớp 9 và ôn thi vào Lớp 10 chuyên - Chuyên đề 26: Bài tập ancol, axit cacboxylic", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tài liệu 36 Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học Lớp 9 và ôn thi vào Lớp 10 chuyên - Chuyên đề 26: Bài tập ancol, axit cacboxylic
CHUYÊN ĐỀ 26: BÀI TẬP ANCOL, AXIT CACBOXYLIC
PHẦN 1: ANCOL
Bài 1. Đốt cháy hoàn toàn 3,08 gam hỗn hợp A gồm benzen và chất hữu cơ X có công thức CxHyOH (x, y là số nguyên dương) trong V lít (đktc) không khí dư. Sau phản ứng thu được 3,24 gam H2O và 65,744 lít (đktc) hỗn hợp khí Y. Cho Y đi qua dung dịch NaOH dư, sau phản ứng thấy còn lại 62,16 lít (đktc) hỗn hợp khí Z. Cho rằng không khí chỉ gồm có O2 và N2.
 a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra và tìm công thức phân tử của X.
 b) Tính thành phần phần trăm về khối lượng của hỗn hợp A và tìm V.
Giải:
a.
Sơ đồ bài toán
PTHH
	2C6H6 + 15O2 12CO2 + 6H2O
	CxHyOH + O2 xCO2+ (y+1)/2H2O
	CO2 + 2NaOH ® Na2CO3 + H2O 
Ta có , Ancol no, đơn chức mạch hở
Bảo toàn khối lượng; 
Vậy X là C2H5OH
b) Tính phần trăm về khối lượng
ta có 
BTNT oxi; 
Þ 
V = 62,16 + 0,225.22,4 = 67,2 lít
Bài 2. Cho 18 ml rượu etylic x0 tác dụng với Na dư thì sau phản ứng thu được V lít H2 (đktc). Dẫn toàn bộ lượng khí H2 sinh ra qua ống sứ đựng 20 gam CuO thì sau phản ứng thu được 17,056 gam hỗn hợp chất rắn. Biết khối lượng riêng của nước là 1g/ml, của rượu etylic nguyên chất là 0,8 g/ml. Giả thiết thể tích dung dịch rượu thay đổi không đáng kể khi pha chế loại rượu trên. Tính x và V. 
Giải:
Phương trình hóa học:
	2C2H5OH + 2Na ® 2C2H5ONa + H2 ­ (1)
	2H2O + 2Na ® 2NaOH + H2 ­ 	(2)
	CuO + H2 Cu + H2O 	(3)
Theo phản ứng (3) Þ khối lượng chất rắn giảm bằng khối lượng oxi bị khử.
	 (bị khử) = 0,184 mol ÞV = 0,184.22,4 = 4,1216 lít
Theo phản ứng (1,2) Þ 
Ta có: 
Có thể giải bài toán theo cách khác, ví dụ như cách sau:
Gọi a, b lần lượt là số ml của rượu nguyên chất và nước.
	Þ 
Bài 3. Xăng sinh học (xăng pha etanol), (etanol hay còn gọi rượu etylic) được coi là giải pháp thay thế cho xăng truyền thống. 
Xăng pha etanol là xăng được pha một lượng etanol theo tỷ lệ đã nghiên cứu như: xăng E85 (pha 85% etanol), E10 (pha10% etanol), E5 (pha 5% etanol),... 
Tại sao gọi xăng etanol là xăng sinh học ? Viết các phương trình hóa học để chứng minh. 
- Tại sao xăng sinh học được coi là giải pháp thay thế xăng truyền thống ? Biết khi đốt cháy 1 kg xăng truyền thống thì cần 3,22 kg O2.
Giải:
- Xăng pha etanol được gọi là xăng sinh học vì lượng etanol trong xăng có nguồn gốc từ thực vật (nhờ phản ứng lên men để sản xuất số lượng lớn). Loại thực vật thường được trồng để sản xuất etanol là: ngô, lúa mì, đậu tương, củ cải đường,
PTHH: (C6H10O5)n  + nH2O nC6H12O6
 C6H12O6  2C2H5OH + 2CO2
- Xét phản ứng cháy của 1 kg etanol:
 C2H5OH + 3O2  2CO2 + 3H2O
 = 2,087 kg (khi đốt etanol) < = 3,22 kg (khi đốt xăng).
Như vậy khi đôt cháy 1kg xăng thì tiêu tốn nhiều oxi hơn khi đốt cháy 1kg etanol. Đốt cháy etanol tiêu tốn ít oxi hơn đồng nghĩa với lượng khí thải thoát ra ngoài ít hơn, hạn chế việc ô nhiễm môi trường. Hơn nữa, nguồn etanol dễ dàng sản xuất quy mô lớn không bị hạn chế về trữ lượng như xăng dầu truyền thống. Do vậy, dùng xăng sinh học là một giải pháp cần được nhân rộng trong đời sống và sản xuất.
Bài 4. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp N gồm rượu metylic, rượu etylic và glixerol, thu được 0,7 mol CO2 và 1 mol H2O. Biết trong 80 gam N có chứa 0,6 mol glixerol. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và tính số mol mỗi chất trong m gam hỗn hợp N 
Giải:
Gọi x, y, x lần lượt là số mol của CH3OH, C2H5OH và C3H8O3 trong m gam N
Ba chất đều có k = 0 ® 
CH3OH + 3/2O2 CO2 + 2H2O 
C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O
C3H8O3 + 7/2O2 3CO2 + 4H2O
Bài 5. Cho V ml rượu etyilic 920 tác dụng với Na dư thì sau phản ứng thu được x lít H2 (đktc). Dẫn toàn bộ lượng khí H2 sinh ra qua ống sứ đựng m gam Fe2O3 đến khi phản ứng kết thúc thì thu được (m –14,72) gam hỗn hợp chất rắn. Giả sử thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể khi pha trộn. Biết khối lượng riêng của rượu etylic là 0,8 g/ml; của nước là 1 g/ml. Tính các giá trị V, x.
Giải:
Phương trình hóa học:
	2C2H5OH + 2Na ® 2C2H5ONa + H2 ­ 	(1)
	2H2O + 2Na ® 2NaOH + H2 ­ 	(2)
	Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O 	(3)
Theo phản ứng (3) Þ khối lượng chất rắn giảm bằng khối lượng oxi bị khử.
	Þ Þ x = 0,92.22,4 = 20,608 lít.
Theo phản ứng (1,2) Þ 
Bài 6. Cần lấy 4,86 kg gạo (chứa 80% tinh bột) để điều chế 4,6 lít dung dịch rượu etylic có độ rượu là D0. Cho biết hiệu suất chung của quá trình là 50%, khối lượng riêng của C2H5OH nguyên chất là 0,8 gam/ml.
 a) Tính giá trị của D.
 b) Rượu uống vào cơ thể sẽ ngấm vào máu và gan ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người. Trung bình cơ thể một người trưởng thành có khoảng 5 lít máu. Giả sử một người trưởng thành uống 10,417 ml dung dịch rượu D0 ở trên, thì nồng độ cồn trong máu của người đó là a (mg)/ 100 ml máu. Tính a? (giả sử lượng rượu uống vào ngấm luôn vào máu và gan chưa đào thải một lượng rượu nào ra khỏi máu).
Giải:
a)	 m tinh bột = 
n tinh bột = 
b) 	
2500 mg rượu có trong 5000 ml máu
 a mg rượu có trong 100 ml máu
Bài 7. Đốt cháy hoàn toàn 3,18 gam hỗn hợp A gồm 2 rượu đơn chức X, Y (MX < MY) đồng đẳng (mạch hở không phân nhánh, phân tử chứa một liên kết đôi) thu được 7,48 gam CO2. Biết số mol của rượu X chiếm khoảng 65% đến 81% tổng số mol hỗn hợp A. Tìm công thức phân tử, viết công thức cấu tạo của mỗi rượu X, Y.
Giải:
Đặt công thức trung bình của 2 ancol là 
	 + O2 CO2 + H2O 
Theo phương trình hóa học Þ 
Vì rượu không no có ít nhất 3C nên Þ 3 ≤ CX < 3,4 < CY. 
(Giải thích: OH không gắn vào C nối đôi nên rượu không no có ít nhất 3C)
	Þ Chỉ có CX = 3 thỏa mãn.
Vậy công thức phân tử của X: C3H6O 
Giả sử có 1 mol hỗn hợp. Gọi a là số mol C3H6O
	3a + (1 – a).CY = 3,4 Þ 
Vì 0,65 < a < 0,81 nên Þ 
	Þ Chỉ có CY = 5 là thỏa mãn. Công thức phân tử của Y: C5H10O
Công thức cấu tạo của X: CH2=CH – CH2OH 
Công thức cấu tạo của Y: 
	CH2=CH–CH(OH) – CH2–CH3	CH2=CH–CH2–CH(OH)– CH3	
	CH2=CH–CH2–CH2– CH2OH	CH2(OH)– CH =CH – CH2 – CH3	
	CH3 – CH = CH – CH(OH) – CH3	CH3 – CH=CH – CH2 – CH2OH
Bài 8. Người ta điều chế rượu etylic theo sơ đồ sau:
 Tinh bột Glucozơ Rượu etylic
Tính khối lượng gạo chứa 80% tinh bột cần dùng để điều chế 50 lít rượu 36,8o. Biết hiệu suất chung toàn bộ quá trình điều chế đạt 75%, khối lượng riêng của rượu etylic là 0,8 g/ml.
Giải:
Phương trình phản ứng:
 	(C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6
 	 C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2
Sơ đồ hợp thức:
(C6H10O5)n ® 2nC2H5OH 
Þ 
Bài 9. Oxi hóa 9,2 gam rượu etylic sau một thời gian thu được hỗn hợp chất lỏng X. Cho kim loại Na dư vào hỗn hợp X thì thấy thoát ra 3,92 lít H2 (đktc). Tính hiệu suất oxi hóa rượu etylic. Biết rằng khi oxi hóa rượu etylic chỉ xảy ra phản ứng tạo axit axetic.
Giải:
	C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O
	 a 	a 	a	mol
Hỗn hợp X gồm: a mol CH3COOH, a mol H2O và (0,2-a) mol C2H5OH dư
	 	CH3COOH + Na ® CH3COONa + ½ H2 ­ 
	 	C2H5OH + Na ® C2H5ONa + ½ H2 ­ 
	 H2O + Na ® NaOH + ½ H2 ­ 
	 Þ 0,2 + a = 0,175.2 Þ a = 0,15.
Vậy hiệu suất phản ứng oxi hóa rượu: 
Bài 10. Chia m gam hỗn hợp X gồm CH3OH và C3H5(OH)3 thành hai phần bằng nhau, sau đó:
Phần 1: Cho tác dụng với Na dư thu được V lít khí (đktc).
Phần 2: Đốt cháy hoàn toàn, sau đó hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào nước vôi trong thu được 40 gam kết tủa và dung dịch Y. Cho dung dịch NaOH vào Y lại thấy xuất hiện kết tủa, để kết tủa lớn nhất thì cần tối thiểu 200 ml dung dịch NaOH 1M. Tính giá trị của V
Giải:
Phần 1 : Tác dụng với Na
Phần 2: Đốt cháy
Toàn bộ CO2 cho hấp thụ vào Ca(OH)2 thu được kết tủa và dung dịch Y. Cho NaOH vào Y, thu được kết tủa nữa, chứng tỏ CO2 tác dụng với Ca(OH)2 tạo 2 muối CaCO3 và Ca(HCO3)2
Gọi a, b lần lượt là số mol của CH3OH và C3H5(OH)3 trong mỗi phần
Từ (3,4) → a + 3b = 0,8 (8)
Từ (1,2) , 
Từ (8), (9) 
Bài 11. Hỗn hợp X gồm rượu etylic và rượu A có công thức dạng CnHm(OH)3 (với n, m>0).
Chia hỗn hợp X thành 2 phần bằng nhau:
Phần 1: Đem đốt cháy hoàn toàn thu được 17,92 lít khí CO2 (đktc) và 19,8 gam H2O.
Phần 2: Cho tác dụng hết với Na thu được 7,84 lít khí H2 (đktc).
1. Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo và gọi tên rượu A?
2. Tính thể tích không khí tối thiểu cần dùng để đốt cháy hết hỗn hợp X? Biết rằng oxi chiếm 20% thể tích không khí và các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
Giải:
Theo bài ra ta có:
; ; 
Gọi x, y lần lượt là số mol của C2H5OH và CnHm(OH)3 trong mỗi phần
Phần 1: 
C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O
 x 	 2x	 3x mol
2CnHm(OH)3 + O2 2nCO2 + (m+3) H2O
y	 ny	 mol
Phần 2: 
2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2
 x 	 0,5x	mol
2CnHm(OH)3 + 6Na → 2CnHm(ONa)3 + 3H2
 y	 1,5y	mol
Điều kiện x, y, n, m>0
Ta có hệ phương trình:
 	 Þ Þ
 Þ Þ 	 Þ 
Vì có 3 nhóm –OH nên n3
Vậy n = 3; y = 0,2; x = 0,1; m = 5
Công thức phân tử của rượu A: C3H8O3
Công thức cấu tạo CH2OH – CHOH – CH2OH (glixerin hay glixerol)
4.2.
Số mol của C2H5OH là 0,02 mol
Số mol của C3H8O3 là 0,04 mol
 	C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O
 0,02 0,06	mol
2C3H8O3 + 7O2 6CO2 + 8H2O
 0,04 0,14	mol
Thể tích không khí là: (0,06+0,14).22,4.5=22,4 lít
Bài 12. Cho 13,8 gam rượu A (chỉ chứa một loại nhóm chức) tác dụng với Natri dư thì thu được 5,04 lít khí hidro (đktc). Xác định công thức phân tử của rượu A theo các trường hợp sau đây:
	a) Trường hợp biết phân tử khối A có không quá 100 đvC. 
	b) Trường hợp biết trong A có phần cacbon chiếm 39,13 % theo khối lượng.
 c) Trường hợp biết rượu A mạch hở.
Giải:
Phương trình hóa học:
	R(OH)n + nNa ® R(ONa)n + H2 ­ 
	 045/n	 ¬0,225 (mol)
Ta có: R + 17n = Þ R = (*)
Theo đề ta có: 
Từ (*) Þ chỉ có n = 3; R = 41 là thỏa mãn Þ R là gốc C3H5
Công thức của ancol là: C3H5(OH)3.
b) Theo đề ta có: ® rượu A no, mạch hở.
Công thức của A: CnH2n+2On
	Þ 
c) Từ (*) Þ Gốc R có dạng (M = )
Công thức của ancol 
Vì chỉ số C bằng chỉ số OH nên Þ rượu A no.
Ta có: 
Vậy công thức của rượu A là: C3H8O3 hay C3H5(OH)3.
Lưu ý: Có thể giải đầy đủ ý c theo cách sau đây:
 	CxHy(OH)n + nNa ® CxHy(ONa)n + H2 ­ 
 Þ Ta có: 
Điều kiện cho ancol: x ≥ n (1)
Mặt khác: 
Từ (1) và (2) Þ x = n Þ ancol no, mạch hở: CnHn+2(OH)n
 	Þ13n + 2 = Þ n = 3
Vậy công thức phân tử của rượu A: C3H8O3 (Glixerol)
Bài 13. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm 2 ancol đa chức A, B (mỗi chất đều no, mạch hở, phân tử hơn nhau 1 nhóm OH và MA< MB), dẫn sản phẩm cháy qua dung dịch Ba(OH)2 dư thì thu được 19,7 gam kết tủa và khối lượng dung dịch giảm 12,78 gam so với dung dịch kiềm ban đầu. Mặt khác, nếu cho m gam hỗn hợp X tác dụng với Na dư thì thoát ra 1,008 lít khí (đktc). Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của 2 ancol. Tính m?
Giải:
Đặt công thức trung bình của 2 ancol là CnH2nOm. 
	– Phản ứng cháy: Tính số mol BaCO3 = 0,1 mol
	CnH2n+2Om + (1,5n + 0,5 – 0,5m)O2 nCO2 + (n+1)H2O
	CO2 + Ba(OH)2 ® BaCO3 ¯ + H2O
	0,1 	 0,1 mol
Khối lượng dung dịch giảm 12,78 gam Þ 0,1.197 – 0,1.44 – 18= 12,78
	Þ = 0,14 mol.
Theo phản ứng cháy Þ 
Bảo toàn số mol C Þ 
	Þ Chỉ số cacbon trung bình của X: 
Theo tính chất trung bình Þ 2 ≤ CA < 2,5 < CB ()
	Þ CA = 2 . Vậy công thức của ancol A là: C2H6O2.
	Þ Ancol B có 3 nhóm OH: CxH2x+2O3 
	– Phản ứng với Na: Tính số mol H2 = 0,045 mol
	C2H4(OH)2 + 2Na ® C2H4(ONa)2 + H2 ­ 
	 a ® 	 a (mol)
	CxH2x-1(OH)3 + 3Na ® CxH2x-1(ONa)3 + 1,5H2 ­ 
 b ® 1,5b (mol)
Ta có: 
Bảo toàn số mol C Þ 2.0,03 + 0,01x = 0,1 Þ x = 4
Công thức của ancol B là: C4H10O3 
Công thức cấu tạo:
	+ Ancol A: CH2(OH) – CH2OH
	+ Ancol B: 
	 CH2OH – CH(OH) – CH2 – CH3 	CH2OH – CH2– CH(OH) – CH3 
	 CH2OH – CH2– CH2– CH2OH 	CH3 – CH(OH) – CH(OH) – CH3 
 CH3 – COH(CH3) – CH3 	CH3 – CH(CH3)–CH2OH
Bài 14. Ancol (rượu) etylic được điều chế từ tinh bột bằng phương pháp lên men với hiệu suất toàn bộ quá trình là 90%. Hấp thụ toàn bộ lượng khí CO2 sinh ra khi lên men m gam tinh bột vào nước vôi trong, thu được 330 gam kết tủa và dung dịch A. Cho dung dịch Ca(OH)2 vào dung dịch A đến dư, thu thêm được 120 gam kết tủa.Tính giá trị của m và thể tích (ml) rượu etylic 25o thu được. Biết khối lượng riêng của rượu etylic nguyên chất là 0,8 g/ml.
Giải:
(-C6H10O5-)n + nH2O nC6H12O6 (1)
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 (2)
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (3)
2CO2 + Ca(OH)2Ca(HCO3)2 (4)
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)22CaCO3 + 2H2O (5)
Bảo toàn C: 
 Þ 
Vì hiệu suất toàn bộ quá trình = 90% 
 = 4,5 .46 = 207 (g) Þ
Bài 15. Lên men giấm 230 ml rượu etylic 7,50 thu được 230 ml dung dịch X. Cho toàn bộ dung dịch X tác dụng với Na dư, thu được 137,4128 lít khí H2 (đo ở điều kiện tiêu chuẩn) và dung dịch Y.
a) Tính hiệu suất phản ứng lên men giấm. Biết khối lượng riêng của rượu etylic nguyên chất là 0,8 g/ml và khối lượng riêng của nước là 1 g/ml.
b) Tính nồng độ phần trăm của các chất trong dung dịch X.
Cho thêm dung dịch H2SO4 đặc vào dung dịch X, rồi thực hiện phản ứng este hóa, thu dược m gam etyl axetat (giả sử hiệu suất của phản ứng este hóa là 70%). Tính giá trị của m
Giải:
a)	 
(Nếu học sinh không viết phương trình hoá học lên men giấm thì vẫn chấm điểm các phương trình còn lại, nhưng không chấm điểm phần tính toán)
Hỗn hợp sau phản ứng lên men giấm gồm:
b)	 
c) 	
Bài 16. Hỗn hợp X gồm rượu etylic và một rượu A có công thức CnH2n+1OH. Cho 3,04 gam X tác dụng hết với Na thấy thoát ra 0,672 lít H2 (đktc). Biết tỉ lệ số mol của rượu etylic và rượu A trong hỗn hợp tương ứng là 2 : 1.
	a) Xác định công thức phân tử của rượu A.
	b) Tính thành phần phần trăm khối lượng của mỗi rượu trong X.
	c) Viết công thức cấu tạo của A. 
Giải:
Tính số mol H2 = 0,03 mol 
Phương trình hóa học:
	2C2H5OH + 2Na ® 2C2H5OH + H2 ­ 
	 2a 	 	 a mol
	2CnH2n+1OH + 2Na ® 2CnH2n+1ONa + H2 ­ 
	 a 0,5a mol
Ta có: 1,5a = 0,03 Þ a = 0,02 mol
Phương trình biểu diễn khối lượng hỗn hợp: 
	0,04.46 + 0,02.(14n + 18) = 3,04 Þ n = 3
a) Công thức phân tử của rượu etylic: C3H7OH (rượu propylic).
b) Thành phần % theo khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp:
c) Công thức cấu tạo của A: CH3–CH2–CH2OH ; CH3–CH(OH)–CH3.
F Lưu ý: Có thể giải bài toán theo phương pháp trung bình.
	 g/mol
Bài 17. X là một rượu có công thức phân tử Cn H2n +1CH2OH (), tính chất tương tự CH3CH2OH. Oxi hóa 9,6 gam X bằng O2 có xúc tác thích hợp, sau một thời gian thu được hỗn hợp Y gồm axit, rượu dư và nước. Cho toàn bộ Y tác dụng với Na dư thu được 5,376 lít H2 (đktc). Mặt khác nếu đun lượng hỗn hợp Y như trên với H2SO4 đặc nóng để thực hiện phản ứng este hóa đến khi hiệu suất phản ứng đạt 80% thì thu được m gam este. Tìm m, biết phản ứng oxi hóa X bằng O2 có phương trình là
 CnH2n+1CH2OH + O2 CnH2n+1COOH + H2O
Giải:
CnH2n+1CH2OH + O2 CnH2n+1COOH + H2O
Ban đầu: a 0 0 mol
Phản ứng: x x x mol
Sau phản ứng: (a-x) x x mol
Hỗn hợp Y gồm: 
Y tác dụng với Na:
2CnH2n+1CH2OH + 2Na 2CnH2n+1CH2ONa + H2 
2CnH2n+1COOH + 2Na 2CnH2n+1COONa + H2 
2H2O + 2Na 2NaOH + H2 
Theo các PTHH: 
Vì phản ứng oxi hóa xảy ra không hoàn toàn 
 a > x 
 Ancol cần tìm là CH3OH 
Phản ứng este hóa:
HCOOH + CH3OH HCOOCH3 + H2O
Số mol (lí thuyết): 	 0,12 0,18 0,12
Hiệu suất phản ứng đạt 80% meste = 0,12.0,8.60 = 5,76 gam
Bài 18. Hỗn hợp (B) gồm hai rượu có công thức CnH2n+1OH và CmH2m+1OH (cho n < m). Cho 3,9 gam (B) tác dụng hết với Na thấy thoát ra 1,12 lít H2 (đktc). Nếu hóa hơi mỗi rượu có khối lượng như nhau, trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, rượu CnH2n+1OH có thể tích hơi gấp 1,875 lần thể tích hơi của rượu CmH2m+1OH.
	a) Hãy xác định công thức phân tử của mỗi rượu trong (B).
	b) Tính thành phần % theo khối lượng của mỗi rượu trong (B).
	c) Viết các công thức cấu tạo có thể có của mỗi rượu trong (B).
 d) Tính thể tích khí O2 (đktc) cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 3,9 gam (B).
Giải:
Đặt công thức trung bình của 2 ancol là: 
	– Tác dụng với Na: 
	 0,1 	 ¬0,05 mol
a) Þ 14x + 18 = 39 Þ x = 1,5
	Þ Công thức phân tử của CnH2n+2O là CH4O 
Vì 2 chất lấy cùng khối lượng thì tỉ lệ số mol bằng nghịch đảo với tỉ lệ khối lượng mol.
Vậy công thức phân tử của CmH2m+2O là: C3H8O.
b) Gọi a, b lần lượt là số mol của CH4O và C3H8O.
	Þ 
Phần trăm khối lượng mỗi ancol trong hỗn hợp (B):
FLưu ý: Có thể sử dụng quy tắc đường chéo:
Ta có: 
c) Công thức cấu tạo của các ancol.
	CH4O có 1 cấu tạo: CH3-OH 
 	C3H8O có 2 cấu tạo ancol: CH3–CH2–CH2-OH ; CH3–CH(OH)–CH3 
d) 	Phản ứng đốt cháy:
	CH4O + 1,5O2 CO2 + 2H2O 
 	0,075 ® 0,1125 	mol
 	C3H8O + 4,5O2 3CO2 + 4H2O 
 	0,025 ® 0,1125 	mol
 	 (phản ứng) = 0,1125.2.22,4 = 5,04 lít 
Bài 19. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol ancol no, mạch hở X rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch chứa 0,2 mol Ca(OH)2, sau hấp thụ dung dịch bị vẩn đục. Cho Na vào 0,1 mol X thì sau một thời gian phản ứng thu được 1,68 lít H2 (đktc). Xác định công thức phân tử và viết công thức cấu tạo của X.
Giải:
Đặt CTPT của X là CnH2n+2-m(OH)m (n ≥ m) 
Phương trình phản ứng cháy:
CnH2n+2-m(OH)m O2 nCO2 (n+l)H2O
+ Theo bài ra: hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 có kết tủa 0,1.n n < 4 (1)
+ Phản ứng với Na: 
R(OH)m mNa R(ONa)m H2
Theo bài ra: .0,1 > 0,075 => m > 1,5 (2)
+ Từ (1) và (2) ta thấy các ancol thỏa mãn là: 
C2H4(OH)2, C3H6(OH)2: 2 đồng phân, C3H5(OH)3
Bài 20. A là rượu đa chức có công thức R(OH)n (R là gốc hidrocacbon). Cho 12,8 gam dung dịch rượu A (trong nước) có nồng độ 71,875% tác dụng với Na dư thu được 5,6 lit H2 (ở đktc). Xác định công thức phân tử của A, biết khối lượng phân tử của A là 92 đvC.
Giải:
Số mol H2 sinh ra: 
	 ; = 3,6 gam
	Þ 
Phương trình phản ứng: 
	H2O + Na ® NaOH + ½ H2 ­ 
	0,2	 0,1 (mol)
	R(OH)n + nNa ® R(ONa)n + H2 ­ 
	0,1 	 0,05n (mol)
Theo đề bài, suy ra: 0,1 + 0,05n = 0,25 Þ n = 3
Ta có: Þ MR = 41 Þ 12x + y = 41 Þ x =3; y = 5
Vậy CTPT của rượu A là: C3H5(OH)3 hay C3H8O3
Bài 21. Tính khối lượng glucozơ lên men rượu, biết rằng khi cho toàn bộ sản phẩm khí hấp thụ hoàn toàn vào 1 lít dung dịch NaOH 2M (D = 1,05 g/ml) thì thu được dung dịch hỗn hợp hai muối có tổng nồng độ phần trăm là 12,27% . Biết hiệu suất của quá trình lên men là 70%.
Giải:
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2
	0,75 1,5 mol
	CO2 + 2 NaOH → Na2CO3 + H2O
	x 2x x	mol
	CO2 + NaOH → NaHCO3
	y y y	mol
	Ta có:
Bài 22. Tiến hành các thí nghiệm sau:
- Thí nghiệm 1: Cho 7,36 gam rượu X có dạng CnH2n+1OH tác dụng với m gam Na, sau phản ứng được 1,344 lít khí H2.
- Thí nghiệm 2: Cho 7,36 gam rượu X tác dụng với 1,5m gam Na, sau phản ứng được 1,792 lít khí H2.
- Thí nghiệm 3: Đun nóng 10,8 gam axit axetic với 9,2 gam rượu X (xúc tác H2SO4 đặc), sau một thời gian thu được 11,88 gam este. 
Biết thể tích các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
a) Xác định công thức của rượu X.
 b) Tính hiệu suất của phản ứng este hóa.
Giải:
;	
So sánh số mol H2 và khối lượng Na ở hai thí nghiệm kết luận:
- Thí nghiệm 1 Na hết. 
- Thí nghiệm 2 rượu hết.
CnH2n+1OH + Na ® CnH2n+1OH + ½ H2 
 0,16mol 	 	0,08	mol
(14n+18).0,16 = 7,36 n = 2. 
Vậy công thức của rượu là C2H5OH
Thí nghiệm 3
; ; 
CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O
0,18	0,18	0,18	mol
Vậy hiệu suất phản ứng là 75%
PHẦN 2: AXIT CACBOXYLIC
Bài 1. Xác định công thức của các axit A, B, C khi:
 a) Đốt cháy hoàn toàn 8,8 gam axit no đơn chức (mạch hở) A cần 11,2 lít O2 (đktc).
 b) Trung hòa 0,1 mol B (có khối lượng 10,4 gam) cần 8 gam NaOH.
 c) Trung hòa 2,25 gam điaxit C cần 20 ml dung dịch KOH 2,5M.
Giải:
a)	2CnH2nO2 + (3n – 2)O2 2nCO2 + 2nH2O
Số mol A: 
Vậy công thức của rượu là C4H8O2 hoặc C3H7COOH
b) 	
Đặt công thức của B là R(COOH)m
	R(COOH)m + mNaOH ® R(COONa)m + mH2O
	0,2	mol
Ta có: 
Công thức của B là CH2(COOH)2
c) 	
Đặt công thức của điaxit C là R(COOH)2
	R(COOH)2 + 2KOH ® R(COOK)2 + 2H2O
	0,025	0,05	mol
Công thức điaxit C là (COOH)2 hoặc COOH - COOH
Bài 2. Hòa tan 13,4 g hỗn hợp hai axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở vào nước được 50 g dung dịch A. Chia A thành 2 phần bằng nhau. Cho phần thứ nhất phản ứng hoàn toàn với lượng dư bạc nitrat trong dung dịch amoniac, thu được 10,8 g bạc. Phần thứ 2 được trung hòa bằng dung dịch NaOH 1M thì hết 100ml. Xác định công thức của hai axit, tính % khối lượng của mỗi axit trong hỗn hợp.
Giải:
+ Hỗn hợp hai axit có phản ứng tráng bạc, vậy trong hỗn hợp có axit fomic
        	HCOOH + 2AgNO3 + 4NH3 + H2O → (NH4)2CO3 + 2NH4NO3 + 2Ag
Trong một nửa A ( khối lượng 6,7 g ) có số mol HCOOH = ½ số mol Ag = 0,05 mol.
Khối lượng HCOOH = 2,3 gam; RCOOH = 4,4 gam.
Phần trăm khối lượng HCOOH = 34,33%;
RCOOH = 65,67%
+ Trung hòa phần 2
        	RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O
        	HCOOH + NaOH → HCOONa + H2O
Số mol hai axit = số mol NaOH = 0,1 (mol)
Số mol RCOOH = 0,1 – 0,05 = 0,05 (mol)
Vậy MRCOOH = 88 (g/mol) Þ R + 45 = 88 Þ R = 43
CTPT của RCOOH: C4H8O2	và CTCT: C3H7COOH
Bài 3. Một hỗn hợp gồm 2 axit cacboxylic no, đơn chức kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng của axit axetic. Lấy m gam hỗn hợp rồi thêm vào đó 75ml dung dịch NaOH 0,2M. Sau đó phải dùng 25ml dung dịch HCl 0,2M để trung hoà NaOH dư. Sau khi đã trung hoà đem cô cạn dung dịch đến khô thu được 1,0425g hỗn hợp muối khan.
a) Viết CTCT của 2 axit. Giả sử các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
b) Tính giá trị của m.
Giải:
a. Gọi công thức của 2 axit là: RCOOH
RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O
        	NaOH + HCl → NaCl + H2O
Số mol NaOH ban đầu: nNaOH bd = 0,075. 0,2 = 0,015 mol.
Số mol NaOH dư: nNaOH dư = 0,005 mol; ⇒ npư = 0,015 – 0,005 = 0,01 (mol)
Khối lượng muối thu được: mmuối = 58,5.0,005 + 0,01.(R + 67) = 1,0425
Þ R = 8 ⇒ CTCT của 2 axit: HCOOH và CH3COOH
b. Khối lượng của 2 axit là: m = (8 + 45).0,01 = 0,53 g
Bài 4. Cho 13,4 gam hỗn hợp X gồm hai axit no đơn chức , mạch hở , kế tiếp nhau trong cùng dãy đồng đẳng tác dụng với Na dư, thu được 17,8 gam muối. Xác định công thức và tính khối lượng của mỗi axit.
Giải:
Đặt công thức phân tử trung bình của hai axit là CnH2n+1COOH
2CnH2n+1COOH + 2Na → 2CnH2n+1COONa+H2
 x 	 x
Theo pt và giả thiết ta có
(14n+67) . x – (14n+45) . x=17,8–13,4
Þ x = 0,2
Þ 0,2(14n+46)=13,4 Þ n=1,5
Vậy 2 axit là CH3COOH và C2H5COOH
Do n = 1,5 là trung bình cộng của 1 và 2 nên 2 axit có số mol bằng nhau và là 0,1 mol
Bài 5. Hỗn hợp X gồm axit Y đơn chức và axit Z hai chức (Y, Z có cùng số nguyên tử cacbon). Chia X thành hai phần bằng nhau. Cho phần một tác dụng hết với Na, sinh ra 4,48 lít khí H2 (ở đktc). Đốt cháy hoàn toàn phần hai, sinh ra 26,4 gam CO2. Xác định công thức cấu tạo và phần trăm về khối lượng của Z trong hỗn hợp X.
Giải:
Đặt x, y lần lượt là số mol của axit Y và Z
Ta có: x + 2y = 0,4 Þ 2(x + y) > 0,4 Þ x + y > 0,2 (1)
Lấy (2) chia (1) 
Vì là nghiệm duy nhất
Þ Công thức cấu tạo của hai axit là CH3-COOH, HOOC-COOH
Từ (1) (2) và n = 2 
ta có hệ: 
 Þ 	
Bài 6. Cho 10,8 gam axit mạch hở (M<140) tác dụng với dung dịch NaOH dư tạo thành 16,08 gam muối. Xác định công thức của axit.
Giải:
Đặt công thức của axit là R(COOH)m
	R(COOH)m + mNaOH ® R(COONa)m + mH2O
	 x	x	mol
	mtăng = mmuối – maxit = 16,08 – 10,8 = 22mx
m = 1 Þ M = 45 loại
m = 2 Þ M = 90 Þ R = 0 Þ axit COOH – COOH
m = 3 Þ M = 135 loại
Vậy công thức của axit là COOH – COOH
Bài 7. Hỗn hợp X gồm hai axit hữu cơ A và B (MA < MB) có công thức tổng quát CnH2n+1COOH với n 0. Cho 6,7 gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch NaOH 1M thì cần vừa đủ V ml. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 8,9 gam hỗn hợp muối khan.
 a) Xác định công thức phân tử của hai axit, Biết tỷ lệ số mol của chúng trong hỗn hợp là 1:1
 b) Tính V và thành phần % khối lượng của mỗi axit có trong hỗn hợp.
Giải:
a. 	CnH2n+1COOH + NaOH → CnH2n+1COONa + H2O
	 x	 x	mol
Ta có: mtăng = mmuối – maxit = 23x – x = 8,9 – 6,7 ⇒ x = 0,1 mol
⇒14n +46 = ⇒ n = 1,5 ⇒ có 1 axit là HCOOH hoặc CH3COOH
Mặt khác: số mol 2 axit bằng nhau ⇒nA = nB = 0,05 mol 
Trường hợp 1: A là HCOOH 
 0,05.46 + 0,05.MB = 6,7 ⇒ MB = 88 ⇒ C3H7COOH 
Trường hợp 2: A là  CH3COOH 
 0,05.46 + 0,05.MB = 6,7⇒ MB =74 ⇒ C2H5COOH
b. nNaOH = 0,1 mol ⇒ V = 100 ml. 
Trường hợp 1: 2 axit là: HCOOH; C3H7COOH
 Trường hợp 2: 2 axit là: CH3COOH; C2H5COOH
Bài 8. Cho hợp chất hữu cơ Y chứa C, H, O. Đốt cháy hết 0,2 mol Y bằng lượng vừa đủ 8,96 lít O2 (đktc). Cho toàn bộ lượng các sản phẩm cháy lần lượt đi qua bình 1 đựng 100 gam dung dịch H2SO4 96,48% (dư), bình 2 đựng lượng dư dung dịch KOH và toàn bộ các sản phẩm cháy đó bị hấp thụ hết. Sau thí nghiệm, ta thấy nồng độ của dung dịch H2SO4 ở bình 1 là 90%, ở bình 2 có 55,2 gam muối được tạo thành.
Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
Xác định công thức phân tử và viết công thức cấu tạo của Y. Biết rằng Y tác dụng được với dung dịch NaHCO3 thấy giải phóng ra khí CO2.
Viết các phương trình phản ứng giữa Y và các chất sau (nếu có xảy ra): Cu, Zn, CuO, SO2, Cu(OH)2, Na2CO3.
Giải:
a) Gọi CTPT của Y là CxHyOz (điều kiện: x, y, z N*; y (chẵn) 2x+2)
PTHH:
CxHyOz + () O2 xCO2 + H2O (1)
CO2 + 2KOH ® K2CO3 + H2O (2)
b) 
Từ (1) và (2): Bảo toàn nguyên tố C: 
Áp dụng quy tắc đường chéo: 100 (g) dung dịch H2SO4 96,48% 90
 90% 
 a (g) H2O 0% 6,48
Þ Þ a = 7,2 (g) 
(Ngoài ra có thể dùng công thức pha loãng để tính a)
Bảo toàn nguyên tố H: 
Từ (1): Bảo toàn nguyên tố O: 
Þ 
Þ nC : nH : nO = 0,4 : 0,8 : 0,4 = 1: 2 : 1
Þ CT Y có dạng: (CH2O)n
Từ (1): Áp dụng ĐLBTKL: 
Þ = 0,4.44 + 7,2 – 0,4.32 = 12 g
Þ Þ 30.n = 60 Þ n = 2
Vậy CTPT của Y là: C2H4O2 
Y tác dụng với NaHCO3 thu khí CO2 Þ CTCT của Y là: CH3COOH
c) PTHH:
2CH3COOH + Zn ® (CH3COO)2Zn + H2
2CH3COOH + CuO ® (CH3COO)2Cu + H2O
2CH3COOH + Cu(OH)2 ® (CH3COO)2Cu + 2H2O
2CH3COOH + Na2CO3 ® 2CH3COONa + CO2 + H2O
Bài 9. 
1. Dùng phương pháp hóa học hãy phân biệt rượu etylic nguyên chất và cồn 960.
2. Axit lactic hay axit sữa là một hợp chất hóa học đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh hóa và lần đầu tiên được phân tách vào năm 1780 bởi nhà hóa học Thụy Điển Carl Wilhelm Scheele. Axit lactic là một axit cacboxylic với công thức phân tử C3H6O3, axit lactic có một nhóm hydroxyl (-OH) đứng gần nhóm cacboxyl (-COOH).
	a) Viết công thức cấu tạo của axit lactic và phương trình hóa học các phản ứng xảy ra khi cho axit lactic lần lượt tác dụng với lượng dư Na, NaHCO3, C2H5OH (H2SO4 đặc, đun nóng).
	b) Khi vận động mạnh và cơ thể không đủ cung cấp oxi, thì cơ thể sẽ chuyển hóa glucozơ thành axit lactic từ các tế bào cung cấp năng lượng cho cơ thể (axit lactic tạo thành từ quá trình này sẽ gây mỏi cơ). Quá trình này sinh ra 150kJ năng lượng theo phương trình hóa học sau
	C6H12O6 2C3H6O3 + 150kJ
Giả sử một người chạy bộ trong một thời gian sẽ tốn 300kcal. Biết rằng cơ thể chỉ cung cấp đủ 98% năng lượng đó nhờ oxi, năng lượng còn lại nhờ vào sự chuyển hóa glucozơ thành axit lactic. Hãy tính khối lượng axit lactic tạo ra từ quá trình chuyển hóa đó (biết 1cal = 4,1858J).
Giải:
1. Dùng muối khan CuSO4 (màu trắng) lần lượt cho vào cồn 960 và rượu etylic nguyên chất, CuSO4 hút nước trong cồn 960 và chuyển sang màu xanh.
2. 
a) Công thức cấu tạo của axit lactic:
Viết PTHH của axit lactic tác dụng với Na, NaHCO3, C2H5OH
b) Tính khối lượng axit lactic tạo ra từ quá trình chạy bộ
Năng lượng của sự chuyển hóa glucozo thành axit lactic trong quá trình chạy bộ chiếm 2% của 300kcal = 6kcal = 6000 x 4,1858J = 25114,8J = 25,1148kJ
	C6H12O6 2C3H6O3 + 150kJ
	 0,335mol 25,1148kJ
Khối lượng axit lactic được tạo ra trong quá trình chuyển hóa: 0,335 x 90 = 30,15g
Bài 10. Hòa tan 126 gam tinh thể axit CxHy(COOH)n.2H2O vào 115 ml rượu etylic (D = 0,8g/ml) được dung dịch A. Lấy 10,9 gam dung dịch A cho tác dụng hết với Na vừa đủ, thu được chất rắn B và 3,36 lít H2 (đktc). 
Tính khối lượng chất rắn B và xác định công thức của axit.
Giải:
mddA = 126 + 115.0.8 = 218 gam
Ta thấy 218 : 10,9 = 20 lần Þ Trong 10,9 gam A có hòa tan 126:20 = 6,3g CxHy(COOH)n.2H2O và 115.0,8:20 = 4,6g rượu etylic Þ nrượu etylic= 0,1(mol) ; 
R(COOH)n + nNa ® R(COONa)n 	+ 0,5nH2
 a	a	 0,5na	mol
H2O	+ Na	®	NaOH	 + 0,5H2
 2a 2a 	a	mol
C2H5OH + Na	 ® C2H5ONa + 0,5H2
 0,1 0,1 	0,05	mol	
Ta có: Þ Þ
Chọn n = 2; R = 0; a = 0,05 Þ Công thức của axit (COOH)2
Khối lượng chất rắn B: = 67.2.0,05 + 40.2.0,05+68.0,1= 17,5(g)
Bài 11. Hỗn hợp A gồm axit X (CnH2n+1COOH) và rượu Y (CmH2m+1OH). Chia A thành 3 phần bằng nhau. Đem phần 1 tác dụng hết với Na, thu được 5,6 lít H2 (đktc). Đốt cháy hoàn toàn phần 2 thì thu được 57,2 gam CO2. Đem phần 3 thực hiện phản ứng este hóa với hiệu suất 75%, sau phản ứng thấy có 2,7 gam nước sinh ra.
a. Viết các phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra
b. Xác định công thức của X và Y
Giải:
a. PTHH:
2CnH2n+1COOH + 2Na → 2CnH2n+1COONa + H2	(1)
 x	0,5x	(mol)
2CmH2m+1OH + 2Na → 2CmH2m+1ONa + H2	(2)
 y	 0,5y	(mol)
	CnH2n+1COOH + O2 (n + 1)CO2 + (n + 1)H2O	(3)
	 x	 (n + 1)x	(mol)
	CmH2m+1OH + O2 mCO2 + (m + 1)H2O	(4)
	 y	 my	(mol)
	CnH2n+1COOH + CmH2m+1OH CnH2n+1COOCmH2m+1 + H2O	(5)
	0,15	0,15	 0,15	(mol)
b. Theo bài ra:
; ; 
Đặt x, y là số mol của X và Y trong mỗi phần.
Trường hợp 1: Hiệu suất H = 75% tính theo axit.
Theo PTHH (5) và theo bài ra: 
Theo PTHH 1, 2,3,4 và theo bài ra, ta có hệ phương trình:
	Þ 	
Chọn n = 1, m = 3; Þ CT của X là: CH3COOH, CT của Y là: C3H7OH
	n = 4, m = 1; Þ CT của X là: C4H9COOH, CT của Y là: CH3COH
Trường hợp 2: Hiệu suất H = 75% tính theo rượu.
Theo PTHH (5) và theo bài ra: 
Theo PTHH 1, 2,3,4 và theo bài ra, ta có hệ phương trình:
	Þ 	
Chọn n = 2, m = 2; Þ CT của X là: C2H5COOH, CT của Y là: C2H5OH
	n = 0, m = 5; Þ CT của X là: HCOOH, CT của Y là: C5H11COH
Bài 12. Có 63 gam hỗn hợp X gồm 2 axit cacboxylic đơn chức CnH2n + 1COOH và CmH2m +1COOH. Chia hỗn hợp X làm 3 phần bằng nhau:
	– Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu được 27,6 gam muối khan. 
	– Phần 2: Thêm a gam C2H5OH trộn đều rồi cho tác dụng với natri dư thu được V1 lít H2 (đktc).
	– Phần 3: Thêm a gam C2H5OH trộn đều rồi đun nóng với H2SO4 đặc sau một thời gian, sau đó làm nguội và tách bỏ H2SO4 thì thu được hỗn hợp Y. Cho Na dư vào hỗn hợp Y đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được V2 lít H2 (đktc). Biết V1 – V2 = 1,68 lít. Giả thiết hiệu suất tạo este của các axit như nhau.
	a) Xác định công thức phân tử của 2 axit trong hỗn hợp X. Biết phân tử mỗi axit hơn kém nhau 14 đvC.
	b) Tính khối lượng của este thu được trong thí nghiệm của phần 3.
Giải:
Mỗi phần hỗn hợp X có khối lượng 21 gam.
	Phần 1: 
	RCOOH + NaOH ® RCOONa + H2O 	(1)
Cứ 1 mol COOH ® 1mol RCOONa Þ khối lượng tăng Dm = 23 – 1 = 22 gam
	Þ 0,3 mol 
a) Vì phân tử 2 axit hơn nhau 14 đvC nên chúng đồng đẳng liên tiếp.
	Þ m = n + 1.
Đặt công thức tru

Tài liệu đính kèm:

  • docxtai_lieu_36_chuyen_de_boi_duong_hoc_sinh_gioi_hoa_hoc_lop_9.docx