Upload
dominh
View
221
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
BAØI TAÄP HOÙA HOÏC THEO CHUÛ ÑEÀ
[NHOÙM 1 – HOÙA 2006]
2009
27
CHUÛ ÑEÀ: ANÑEÂHIT – AXIT CACBOXYLIC
PHAÀN 1: ANÑEÂHIT
A. LÝ THUYẾT
Moät soá coâng thöùc caàn löu yù:
Teân anñehit CTTQ
Anñehit no ñôn chöùc CnH2n+1 CHO ( n>1)
Anñehit ñôn chöùc CmH2mO ( m = n + 1)
Anñehit khoâng no ñôn chöùc
( coù moät lieân keát ) CxHyCHO, RCHO
Anñehit ña chöùc no CnH2n-1 CHO ( n>2)
Toång quaùt
CnH2n-2a-x (CHO)x
Vôùi a: soá lieân keát
k: soá nhoùm -CHO
Moät soá löu yù khi giaûi toaùn anñehit:
- Neáu baøi toaùn yeâu caàu xaùc ñònh coâng thöùc anñehit chöa roõ ñôn chöùc hay ña chöùc, no
hay khoâng no, tröôùc heát phaûi xaùc ñònh soá nhoùm chöùc –CHO trong phaân töû anñehit thöôøng
baèng caùch döïa vaøo phaûn öùng traùng göông, sau ñoù môùi ñi xaùc ñònh phaàn goác H.C no hay
khoâng no.
- Neáu laø baøi toaùn xaùc ñònh anñehit ñôn chöùc thì tröôùc heát phaûi giaû söû anñehit naøy
khoâng phaûi laø HCHO, sau khi giaûi xong phaûi thöû laïi tröôøng hôïp neáu laø HCHO xem coù
phuø hôïp ñieàu kieän baøi toaùn ñaõ cho khoâng.
- Phaûn öùng traùng göông xaûy ra vôùi anñehit ñôn chöùc thì 1mol anñehit luoâ n cho ra 2
mol Ag (rieâng HCHO cho ñöôïc 4 mol Ag). Do ñoù:
+ Neáu moät hoãn hôïp 2 anñehit ñôn chöùc thöïc hieän phaûn öùng traùng göông taïo ra Ag vôùi
tæ leä nAg > 2nanñehit
Chaéc chaén phaûi coù HCHO
+ Neáu baøi toaùn cho moät anñehit ñôn chöùc thöïc hieän phaûn öùng traùng göông taïo ra Ag
vôùi tæ leä nRCHO : nAg = 1:4
Keát luaän laø có HCHO
BAØI TAÄP HOÙA HOÏC THEO CHUÛ ÑEÀ
[NHOÙM 1 – HOÙA 2006]
2009
28
+ Đối với andehit đa chức thì nAg > 2nanñehit
+ Ngoaøi anñehit coøn coù1 soá chaát khaùc cuõng taùc duïng ñöôïc vôùi dung dòch AgNO3/NH3 .
Chaúng haïn caùc ankin-1 taïo ra keát tuûa vaøng.
- Phaûn öùng coäng hôïp H2 cuûa anñehit khoâng no cho ra röôïu no baäc 1 luoân coù tæ leä 2Hn
pö > 2nandehit.
-Neáu hidrat hoaù 1 hiñrocacbon taïo ra anñehit thì hidrocacbon ñoù laø C2H2
CH CH + H2O
2+ 0,Hg 80CH3CHO
B. CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ ANĐÊHIT Dạng 1: Viết phương trình phản ứng - hoàn thành sơ đồ chuyển hóa - điều chế
Yêu cầu :
- Cần nắm vững tính chất hóa học của các hợp chất về hidrocacbon, ancol…
- Nắm được một số phản ứng cơ bản (điều kiện phản ứng) minh họa cho tính chất hóa
học đó.
- Chọn lọc phương trình phản ứng trong quá trình thực hiện chuỗi phản ứng hay điều
chế. Ví dụ 1: Viết các phương trình phản ứng biểu diễn sơ đồ chuyển đổi sau:
Anđehit axetic )1( Natri axetat
)2( Metan )3( Anđehit fomic
)4( Rượu
etylic )5( Fomanđehit
)6( Glucozơ )7( Rượu etylic
)8( Butađien 1,3-cao su buna.
Hướng dẫn giải
1. CH3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH 0t CH3COONa + Cu2O + 3H2O
2. CH3COONa + NaOH 0t ,CaO Na2CO3 + CH4
3. CH4 + O2 0600 C,NO HCHO + H2O
4. HCHO + H2 0t ,Ni CH3OH
5. CH3OH + CuO
0t
HCHO + Cu + H2O
6. 6HCHO 2Ca (OH) C6H12O6
7. C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2
8. 2C2H5OH C CH2 =CH- CH=CH2 + 2H2O + H2
9. n CH2 =CH- CH=CH2
0t ,Na CH2-CH = CH CH2
n
Ví dụ 2: Từ metan hãy viết các ptpư điều chế nhựa phenol fomanđehit (các hóa chất vô
cơ, xúc tác và điều kiện cần thiết coi như là có đủ) Hướng dẫn giải
Lưu ý:
+ Lập quá trình điều chế dưới dạng sơ đồ chuỗi phản ứng
Lên men rượu
Al2O3 , 450oC
BAØI TAÄP HOÙA HOÏC THEO CHUÛ ÑEÀ
[NHOÙM 1 – HOÙA 2006]
2009
29
+ Chọn cách điều chế ngắn gọn, có thể qua những ptpư đơn giản
CH4 + O2 0600 C,NO HCHO + H2O
2CH4 0lln,1500 C C2H2 + 3H2
3C2H2600 °C
C Br
+ Br2Fe
+HBr
Br OH
OHOH
+ NaOH + NaBr
n + nHCHOH+
t°,xt+ nH2O
n
CH2
Mục đích:
- Rèn luyện ngôn ngữ hóa học
- Củng cố tính chất của các chất
- Rèn luyện kỹ năng viết ptpư
Dạng 2: Bài toán xác định CTPT và thành phần hỗn hợp, thành phần %, hiệu suất
Ví dụ 1: Một hỗn hợp X gồm 2 andehit đơn chức A, B có tổng số mol là 0,25. Khi cho hỗn
hợp X này tác dụng với dd AgNO3/NH3 dư có 86,4g bạc kết tủa và khối lượng dung dịch bạc
nitrat giảm 77,5g a. Hãy tính:
- Xác định CTPT của A, B. Biết MA< MB
- Tính thành phần phần % về khối lượng của mỗi anđehit A, B trong hỗn hợp X.
b. Lấy 0,05 mol andehit A trộn với 1 anđêhit C được hỗn hợp Y. Hỗn hợp Y tác dụng với
dd AgNO3/NH3 dư cho 25,92g Ag. Đốt cháy Y thu được 1,568l CO2 (đktc).
Xác định CTPT của C. Biết C có mạch cacbon không phân nhánh.
Hướng dẫn giải
Tóm tắt:
a)
2 anđêhit 86,4g Ag
hh X đơn chức AgNO3/NH3 dư
A,B
khối lượng AgNO3 giảm 77,5g
BAØI TAÄP HOÙA HOÏC THEO CHUÛ ÑEÀ
[NHOÙM 1 – HOÙA 2006]
2009
30
+ Xác định CTPT của A, B. + Tính %A, %B.
b)
0,05 mol A dd AgNO3/NH3 dư 25,92g Ag
hh Y
Anđêhit C
Đốt Y 1,568(l) CO2 (đktc)
Xác định CTPT của C. Phân tích:
a)
+ Tính số mol Ag tạo thành. Từ đó so sánh với số mol của hỗn hợp X Dự đoán trong hỗn hợp X có anđêhit HCHO không?
+ Gọi a,b lần lượt là số mol của A, B. Dựa vào dữ kiện bài toán lập hệ phương trình
b)
+ Chưa biết C là anđêhit đơn chức hay đa chức nên CTCT của C là: R(CHO)x x 1. + Dựa vào dữ kiện bài toán để xác định: x, R Giải
a). Xác định CTPT A,B
- Đặt CTTQ của A,B: R1CHO và R2CHO
- Ta có: nAg = 108
4,86 = 0,8 mol
- So sánh nAg và 2nhh
nAg > 2nhh = 2.0,25 =0,5 mol
Trong hỗn hợp X phải có anđêhit HCHO. Vì MA<MB A là HCHO * Cách khác:
- dd AgNO3 mất 86,4g Ag nhưng khối lượng chỉ giảm 77,5g. Vậy dd đã nhận 1 khối
lượng của 2 anđêhit là:
86,4 – 77,5 = 8,9g
XM = 25,0
9,8 = 35,6
MA <35,6< MB
- Mà MA < MB MA = 30
MB = 30 A là HCHO. Ptpư:
HCHO + 4AgNO3 6 NH3 + 2H2O (NH4)2CO3 + 4NH4NO3 + 4Ag (1)
a mol 4a mol
R2CHO + 2AgNO3 +3NH3 +H2O R2COONH4 +2NH4NO3 + 2Ag (2) b mol 2b mol
-Gọi a,b là số mol của HCHO, R2CHO
nAg = 4a + 2b = 0,8 (1’)
Mà nhh = a + b = 0,25 (2’)
BAØI TAÄP HOÙA HOÏC THEO CHUÛ ÑEÀ
[NHOÙM 1 – HOÙA 2006]
2009
31
Từ (1’) và (2
’) a + b = 0,25 a = 0,15 mol
2a + b = 0,4 b = 0,1 mol
- Mặt khác: mX = 8,9 = 0,15.30 + 0,1.MB
MB = 44 R2 là -CH3 Vậy CTPT A: HCHO, B: CH3CHO
Tính thành phần %
%HCHO = 9,8
30.15,0.100 = 50,56%
%CH3CHO = 9,8
44.1,0 .100 = 49,44%
b). Đặt CTTQ của C: R(CHO)n (n>=1)
- Ở pt (1) nAg = 0,05. 4 = 0,2 mol
- nAg(chung) = 108
92,25 = 0,24 mol
Số mol Ag do C sinh ra: nAg(C) = 0,24 – 0,2 = 0,04 mol
R(CHO)n + 2nAgNO3 + 3nNH3 + nH2O R(COONH4)n + 2nAg + 2nNH4NO3
n2
04,0 0,04mol
nR(CHO)n = 2
1nAg =
n
02,0 (mol) (*)
Đốt cháy Y:
HCHO + O2 CO2 + H2O
CxHy(CHO)n + 2
2
3
22
nyx
O2 ot
(x+n) CO2 + y+n
2H2O
n
02,0 (x+n).
n
02,0
nCO2 (chung) = 4,22
568,1 = 0,07 mol
nCO2 (HCHO) = nHCHO = 0,05 mol
nCO2 = 0,07 – 0,05 = 0,02 mol
(x + n). n
02,0 = 0,02
n
nx = 1
x = 0
CTTQ của C: HOC-CHO
BAØI TAÄP HOÙA HOÏC THEO CHUÛ ÑEÀ
[NHOÙM 1 – HOÙA 2006]
2009
32
Mục đích:
+ Rèn luyện cho HS kỹ năng tính toán
+ Kỹ năng phân tích đề, biện luận các trường hợp xảy ra từ đó có cách giải thích hợp
+ Biết suy luận để đặt công thức tổng quát
Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm 2 ankanal A, B (được trộn theo tỉ lệ số mol
nA: nB = 3: 1) thu được 56l CO2 (đktc) và cần vừa đủ số mol O2 đúng bằng 3,25 lần số mol
hỗn hợp.
Xác định CTPT có thể có của A, B.
Hướng dẫn giải:
Tóm tắt
A, B
hh X nO2 = 3,25nhh 56 l CO2
nA : nB = 3:1
Xác định CTPT của A, B Phân tích:
- Đặt CTTQ của A,B :
A: CnH2n+1CHO (a mol); B:CmH2m+1CHO (b mol)
- Có 4 ẩn (a, b, n, m) và 3 phương trình (a = 3b; 56; 3,25) thiếu 1 phương trình, vậy
ta tìm 1 hệ thức liên hệ giữa n và một thông qua giá trị trung bình n
- Đặt CT chung của A, B: C n 12 nH CHO (n< n <m)
Giải
Ptpư
C n 12 nH CHO +
2
32 nO2
ot
(1+n ) CO2 + (1+ n )H2O
nCO2 = (1+ n )(a + b) = 4,22
56 = 2,5 mol (1)
nO2 = 2
32 n(a + b) = 3,25 (a + b)
n = 1,5 (2)
Thế (2) vào (1) a + b =1 mol
Mặt khác : a = 3b
a + b = 1 a = 0,75 mol
a = 3b b = 0,25 mol
BAØI TAÄP HOÙA HOÏC THEO CHUÛ ÑEÀ
[NHOÙM 1 – HOÙA 2006]
2009
33
n = ba
mbna
= 1,5
`na + mb = 1,5 (a + b) = 1,5
0,75n + 0,25m = 1,5
3n + m = 6 (n, m 0) Biện luận:
n 0 1 2
m 6 3 0
Vậy : A: HCHO A: CH3CHO A:C2H5CHO
B: C6H13CHO B: C3H7CHO B: HCHO
Ví dụ 3: Chuyển hóa hoàn toàn 4,2g andehit A mạch hở bằng phản ứng tráng gương với
dd AgNO3 /NH3(dư) thu được hỗn hợp muối B và chất rắn C. Nếu cho C tác dụng với HNO3
tạo ra 3,792 lít khí NO2 (270C và 740mmHg). Tỉ khối hơi của A so với nitơ nhỏ hơn 4.
Mặt khác, khi cho 4,2g A tác dụng với 0,5mol H2 (Ni, t0) thu được chất D với H=100%.
Cho lượng C hòa vào nước thu được dd E. Cho1/10 lượng dd E tác dụng với Na làm thoát
ra 12,04 lít khí ( đktc)
a. Tìm công thức A,B,C,D,E
b. Tính khối lượng hỗn hợp muối B, Biết rằng các chất trong B đều có khả năng tác dụng
với NaOH tạo ra NH3 c. Tính nồng độ % D trong dd E.
Hướng dẫn giải
Tóm tắt :
+ AgNO3 /NH3(dư)
Chất rắn C 3,792 l NO2
4,2g A
+ 0,5 mol H2
Chất D dd E 12,04 l H2
Phân tích:
+ Chưa xác địng được A là andehit thuộc dạng nào nên đặt CTTQ của A là : R(CHO) x
+ Dựa vào tỉ khối MA/MN2 <4 từ đó biện luận để xác định giá trị x
+ So sánh nA với nH2 (0,5 mol) để xác định đúng công thức phân tử của chất D
hh muối B
HNO3
H2O Lấy 1/10 tác dụng
Na
BAØI TAÄP HOÙA HOÏC THEO CHUÛ ÑEÀ
[NHOÙM 1 – HOÙA 2006]
2009
34
+ Cho E tác dụng với Na .Từ đó tính nH2 rồi suy ra tổng số mol các chất trong E Tính: mct, mdd, C%.
Tính :
a. Tìm công thức A, B, C, D, E
b. Tính khối lượng hỗn hợp B
c. Nồng độ % của D trong dd E a. Tìm công thức A, B, C, D, E
Đặt A: R(CHO)x (x>=1) R(CHO)x +2aAgNO3 +3aNH3 + a H2O R(COONH4)x + 2aAg + 2a NH4NO3 (1)
Hỗn hợp B gồm : R(COONH4)X , NH4NO3 , AgNO3 (dư)
Chất rắn C: Ag
Ag + 2 HNO3 AgNO3 + NO2 + H2O (2)
R(CHO)x + H2 R(OH)x
Ta có: nNO2 =PV
RT =
740.3,792
0,082.760.(273+27) = 0,15 mol
nNO2 = nAg = 0,15 mol
nA = nNO2 = 1
2a.nAg =
0,15
2a mol
M A = 075,0
.2,4 x= 56x
Mà AM
28<4 56x < 4.28 x<2. Vậy x=1
A là một andehit đơn chức.
Đặt CTTQ của A là RCHO Đặt gốc R là CxHy (y < 2x+2)
Ta có MA= MR + 29 =56 MR =27 12x + y =27
3
2
y
x
Vậy: CTPT A: C2H3CHO
CTCT: CH2=CH-CHO
Công thức của B: CH2=CH-COONH4 (P) , NH4NO3 (Q), có thể có AgNO3 dư
CH2=CH-CHO + H2 CH3-CH2-CH2-OH
nA= 56
2,4 =0,075 mol < nH2 Sau phản ứng H2 còn dư.
Công thức của D là: CH3-CH2-CH2-OH b. Tính khối lượng hỗn hợp B
Vì B tác dụng hết với dd NaOH cho NH3 nên B không có AgNO3 dư
Vậy mB= mP+ mQ = 89.0,075 + 80.2.0,075 =18,675g c. Nồng độ % của D trong dd E
Nếu cho toàn bộ dd E tác dụng với Na thì số mol H2 tạo ra là:
BAØI TAÄP HOÙA HOÏC THEO CHUÛ ÑEÀ
[NHOÙM 1 – HOÙA 2006]
2009
35
nH2 =4,22
10.04,12 = 5,375 mol
Na + H2O NaOH + 2
1 H2
C3H7OH + NaOH C3H7ONa + 2
1 H2
Ta có: nH2O + nD = 2nH2 = 2.5,375 = 10,75 mol
nH2O = 10,75 – 0,075 = 10,675 mol
Nồng dộ % D trong dd E là :
C% = 675,10.18075,0.60
075,0.60
.100% = 2,29%
BAØI TAÄP HOÙA HOÏC THEO CHUÛ ÑEÀ
[NHOÙM 1 – HOÙA 2006]
2009
36
PHAÀN 2: AXIT CACBOXYLIC
A. LÝ THUYẾT
Một số lưu ý:
Công thức chung: CxH2xO2 (x ≥ 1)
CTTQ nhất: CxHy(COOH)z hay CnH2n+2-2k-x(COOH)x, k là số liên kết
+ Axit đơn chức: CxHyCOOH
+ Axit no đơn chức: CnH2n+1COOH, n ≥ 0 + Axit không no đơn chức co 1 nối đôi: CnH2n-2COOH , n ≥ 2
+ Axit no đa chức: CnH2n+2-x(COOH)x
+ Axit không no đa chức: CnH2n+2-2k-x(COOH)x Một số lưu ý khi giải toán về axit cacboxylic:
1. Tính axit
a. Phản ứng với kim loại
RCOOH + Na RCOONa + ½ H2 (na.đc = 2 nH2)
R(COOH)x + x Na R(COONa)x + x/2 H2
(na. ≤ nH2)
b. Phản ứng trung hòa với bazơ
R(COOH)x + x NaOH R(COONa)x + x H2O (x ≥ 1)
Nếu đề cho hỗn hợp gồm 2 axit tác dụng với NaOH mà nNaOH > n2 axit => có ít nhất 1
axit đa chức.
Vì khối lượng 1 mol muối Na hơn 1 mol axit là 23 -1 = 22 g nên:
nNaOH= muoi axitm - m
22
2. Phản ứng este hóa
+ Axit đơn chức RCOOH với rượu đơn chức R’OH => este đơn chức RCOOR’
+ Axit đa chức R(COOH)x với rượu đơn chức => este R(COOR’)m (với 2 rượu đơn chức
khác axit đa chức có thể cho ra 3 este)
+ Axit đơn chức RCOOH với rượu đa chức R’(OH)m => (RCOO)mR’
+ Axit đa chức và rượu đa chức => este Rm(COO)mnR’
3. Chất hữu cơ A CxHYOZ khi đốt cháy có: nCO2 = nH2O A có dạng CnH2nO2 và cấu
tạo phải có 1 liên kết (nếu mạch hở) hay dạng mạch vòng.
Chất hữu cơ A + muối cacbonat có cho ra CO2 A có chứa nhóm –COOH
B. BÀI TẬP
Dạng 1: Viết phương trình phản ứng – hoàn thành sơ đồ phản ứng – điều chế Ví dụ 1:
1. Viết đầy đủ các pt phản ứng cho dãy chuyển hóa sau:
Axetilen → etanal → acol etylic → axit axetic → etyl axetat → natri axetat → metan
→ metanal → glucozo → etanol.
Hướng dẫn giải:
BAØI TAÄP HOÙA HOÏC THEO CHUÛ ÑEÀ
[NHOÙM 1 – HOÙA 2006]
2009
37
HC≡CH + H2O HgSO4, 80OC CH3–CH=O
CH3–CH=O + H2 Ni, to CH3–CH2–OH
CH3–CH2–OH + O2
lên men giấm CH3–COOH + H2O
CH3–COOH + C2H5OH 0H2SO4đ, tCH3COO–C2H5 + H2O
CH3COO–C2H5 + NaOH CH3COO-Na + CH3–CH2–OH
CH3COO-Na + NaOH CaO, nung
Na2CO3 + CH4 ↑
NO, 600o
C
CH4 + O2 HCHO + H2O
Ca(OH)2
6HCHO C6H12O6
C6H12O6
lên men rượu 2C2H5OH + 2CO2 ↑
2. Cho các chất ancol etylic (X), andehit axetic (Y), axit axetic (Z). Viết pt phản ứng
theo sơ đồ chuyển hóa sau:
(1)
X Y (2)
(3) (4)
Z
Hướng dẫn giải:
(1) CH3CH2OH + CuO to CH3CHO + Cu ↓ + H2O
(2) CH3CHO + H2 Ni, to
CH3CH2OH
(3) CH3CH2OH + O2 lên men giấm
CH3COOH + H2O
(4) 2CH3CHO + O2 Mn2+
, to 2CH3COOH
Ví dụ 2: Từ axetilen, các chất vô cơ và điều kiện cần thiết hãy viết các phương trình
điều chế: CH3COOH, (COOH)2, HCOOH.
Hướng dẫn giải:
a. HC≡CH + H2O HgSO4,80OC CH3–CH=O
CH3–CH=O + O2 Mn2+
2CH3COOH
b. HC≡CH + H2 Pd, to CH2=CH2
BAØI TAÄP HOÙA HOÏC THEO CHUÛ ÑEÀ
[NHOÙM 1 – HOÙA 2006]
2009
38
CH2=CH2 + [O] + H2O dd KMnO4 HO–CH2–CH2–OH
HO–CH2–CH2–OH + 2CuO to
OHC–CHO + 2Cu + 2H2O
OHC–CHO + O2 Mn2+
HOOC–COOH
Dạng 2: Bài toán xác định CTPT axit, thành phần hỗn hợp, tính thành phần %, hiệu
suất phản ứng.
Ví dụ 1: Một hỗn hợp X gồm một axit cacboxylic no đơn chức A và axit acrylic
- Lấy 1,44g X đem đốt cháy hoàn toàn thu được 1,2096 lit CO2 đo ở đkc
- Lấy 1,44g X hòa tan vào nước thành 100ml dung dịch Y, 10ml dung dich này cần
dùng 4,4ml dung dịch NaOH 0,5M để trung hòa vừa đủ.
Hãy xác định:
a. Công thức cấu tạo và gọi tên axit b. Tính thành phần phần trăm theo khối lượng 2 axit trong hỗn hợp X
Tóm tắt: đốt hoàn toàn
Axit no đơn chức:CnH2nO2 1,2096l CO2(đkc)
14,4 g h2
X
Axit acrylic:CH2=CH-COOH htan vào nước
100ml dd Y
10ml dd Y + 4,4ml NaOH vừa đủ Phân tích:
+ Tính n hỗn hợp từ V CO2
+ Tính nNaOH → lập hệ 3 phương trình 3 ẩn
+ 1,44g hỗn hợp X Hướng dẫn giải:
Gọi a, b lần lượt là số mol của A, B
Ta có:
- Khối lượng 2 axit: (14n + 32 )a + 72b = 1,44 (1)
- Hỗn hợp X bị đốt:
CnH2nO2 + (3n – 2)/2 O2 → nCO2 + n H2O
a mol na mol
C3H4O2 + 3O2 → 3CO2 + 2H2O
b mol 3b mol
1,2096 Số mol CO2: nCO2 = = 0,054
22,4
→ na + 3b = 0,054 (2)
- Dung dịch X tác dụng với NaOH:
BAØI TAÄP HOÙA HOÏC THEO CHUÛ ÑEÀ
[NHOÙM 1 – HOÙA 2006]
2009
39
CnH2nO2 + NaOH → CnH2n-1ONa + H2O
a mol a mol
CH2=CH-COOH + NaOH → CH2=CH-COONa + H2O
b mol b mol
Số mol NaOH cần dùng để trung hòa 100ml dd X nNaOH = a + b = 0,5.4,4.10
-3.100/10 = 0,022 (3)
Từ (1),(2),(3) suy ra: a = 0,012 mol; b = 0,01 mol; n = 2
a. CTCT A: CH3-COOH
b. Thành phần phần trăm theo khối lượng 2 axit:
%mCH3COOH = %mC3H4O2 = 50%
Ví dụ 2: Một hỗn hợp X gồm 2 axit cacboxylic no A, B hơn kém nhau 1 nguyên tử
cacbon. Nếu trung hòa 14,64g X bằng một lượng NaOH vừa đủ thì thu được 20,36g hỗn
hợp Y gồm 2 muối. Còn nếu làm bay hơi 14,64g X thì chiếm thể tích là 4,48l khí (đktc) Đốt cháy hoàn toàn 14,64g X rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào nước vôi
trong dư thì thu được 46g kết tủa. Xác định CTPT của A, B. Tính phần trăm khối lượng
của 2 axit trong X.
Tóm tắt:
NaOH vừa đủ 20,36g hỗn hợp Y (2 muối) 14,64g hỗn hợp X
gồm 2 axit no A,B làm bay hơi 4,48l khí (đktc)
đốt hoàn toàn CO2 Ca(OH)2 dư 46g ↓
Xác định CTPT của A, B; %mA, %mB Phân tích:
+ Tính n hỗn hợp axit
m muối - m axit
+ Tính nNaOH =
22
+ So sánh n hỗn hợp axit và nNaOH
Nếu n hỗn hợp = nNaOH → A, B đều đơn chức
Nếu nNaOH > n hỗn hợp → trong hỗn hợp X phải có một axit đa chức
+ Ca(OH)2 dư → nCO2 = nCaCO3 Hướng dẫn giải:
Số mol hỗn hợp 2 axit:
BAØI TAÄP HOÙA HOÏC THEO CHUÛ ÑEÀ
[NHOÙM 1 – HOÙA 2006]
2009
40
nhh =4,22
48,4=0,2 mol
Cứ thay 1H ( trong –COOH) bằng 1Na (để được –COONa) thì khối lượng tăng 22đvc.
Vậy số mol NaOH phản ứng:
m muối – m axit 20,36 – 14,64
nNaOH = = = 0,26 mol
22 22
Nhận xét: Nếu A, B đều đơn chức: nNaOH = n 2 axit = 0,2 mol
Nếu A, B đều đa chức: nNaOH >2n axit = 2.0,2 = 0,4 mol
Ta có : 0,2 < 0,26 < 0,4 → trong X có một axit đơn chức và một axit đa chức Đặt công thức chung của 2 axit là CxHyOz gồm Cx1Hy1Oz1 và Cx2Hy2Oy2
CxHyOz + (x + y/4 – z/2) O2 → xCO2 + y/2H2O
1 mol x mol
0,2 mol 0,46 mol
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
nCO2 = nCaCO3 = 0,46 mol
x = 2,0
46,0 = 2,3
x1 < x < x2 → x1= 2, x2= 3
Gọi a, b lần lượt là số mol của A, B
Trường hợp 1: A đa chức, B đơn chức và đều no
→ A: (COOH)2 , B: C2H5COOH Ta có:
mX = 90a + 74b = 14,64
nX = a + b = 0,2
a = - 0,1
b = 0,21 loại
Trường hợp 2: A đơn chức, B đa chức và đều no
→ A: C2H5COOH, B: HOOC-CH2-COOH
Ta có:
mX = 60a + 104b = 14,64 nX = a + b = 0,2
a = 0,14 mol b = 0,06 mol
%mA = 57,38%, %mB = 42,62%
BAØI TAÄP HOÙA HOÏC THEO CHUÛ ÑEÀ
[NHOÙM 1 – HOÙA 2006]
2009
41
Ví dụ 3: Cho 2 axit cacboxylic A và B, nếu cho hỗn hợp 2 axit này tác dụng với Na thì thu
được một chất khí C có số mol bằng ½ tổng số mol của A và B trong hỗn hợp.
Nếu trộn 20g dd axit A nồng độ 23% với 50g dd axit B nồng độ 20,64% thu được dd D. Để
trung hòa dd D cần 200ml dd NaOH 1,1M
1.Tìm CTPT của A và B
2. Viết CTCT có thể có của Avà B
Bài làm Tóm tắt:
A +Na
hh B Khí C ( nC= 2
1nhh)
+200ml NaOH1,1M
20g A 23% + 50g B 20,64% dd D dd E
1.Tìm CTPT của A và B
2. Viết CTCT có thể có của Avà B Phân tích:
+ Axit A và B chưa biết no hay không no, đơn chức hay đa chức nên ta đặt CTTQ của 2 axit là : A : R1(COOH)n , B: R2(COOH)m
+ Dựa vào hê thức nC= 2
1nhh . Từ đó biện luận các giá trị n và m
+ Trộn dd axit A và axit B được dd D từ đó để xác định đúng CTCT của 2 axit A
và B. Hướng dẫn giải:
Đặt CTTQ của 2 axit là : A : R1(COOH)n , B: R2(COOH)m ( n, m >=1)
Các phương trình phản ứng:
R1(COOH)n + nNa R1(COONa)n + 2
nH2 (1)
amol 2
na mol
R2(COOH)m + mNa R2(COONa)m + 2
mH2 ( 2)
bmol 2
mbmol
R1(COOH)n + nNaOH R1(COONa)n + H2 O (3)
amol an mol
BAØI TAÄP HOÙA HOÏC THEO CHUÛ ÑEÀ
[NHOÙM 1 – HOÙA 2006]
2009
42
R2(COOH)m + mNaOH R2(COONa)m + H2 O (4)
bmol bm mol
Gọi a,b lần lượt là số mol của A, B
Ta có: nH2 = 2
mbna
hhn = a+b
Theo giả thiết: : nH2 = 2
1 hhn
2
mbna =
2
ba
na + mb = a + b
Chỉ có 1 cặp nghiệm duy nhất thỏa mãn điều kiện :
1
1
m
n
Vậy A và B đều là 2 axit đơn chức
Ta có: mA = 20100
23 = 4,6g
mB = 50100
64,20 =10,32 g
mhh= mA + mB = 4,6 + 10,32 = 14,92 g Vì đây đều là axit đơn chức nên : nhh = nNaOH = a + b = 0,2.1,1=0,2 mol
hhM =hh
hh
n
m =
2,0
32,106,4 = 67,81
R1 + 45 < 67,81 < R2 +45 ( giả sử MA<MB)
R1<22,81<R2
Từ đó suy ra : R1 có 2 giá trị thích hợp
15
1
1
1
R
R
Chưa xác định được giá trị của R2
Vậy : A là: HCOOH và CH3COOH
Biện luận tìm axit B:
*Trường hợp 1: A là HCOOH
nA = 0,1 mol nB = 0,12 mol
MB= 12,0
32,10 = 86 B: C3H5COOH
*Trường hợp 2: A là CH3COOH
nA= 0,076 mol nB = 0,144 mol
MB= 144,0
32,10 = 72 B: C2H3COOH
Vậy : A : HCOOH và B: C3H5COOH
A : CH3COOH và B: C2H3COOH
BAØI TAÄP HOÙA HOÏC THEO CHUÛ ÑEÀ
[NHOÙM 1 – HOÙA 2006]
2009
43
b. Viết CTCT
A: H-C-OH và CH3-COOH
B: CH2=C-COOH CH3-CH=CH=COOH CH2=CH-COOH
Tác dụng của bài tập này:
+ Rèn luyện kỹ năng phân tích, kỹ năng tính toán và viết phương trình phản ứng .
+ Củng cố lại cách viết công thức cấu tạo.
+ Cách xác định và đặt công thức tổng quát cho từng trường hợp cụ thể .
O
CH3