Trang chủ > Lớp 11 > Chuyên đề Hóa 11 (có đáp án) > Dạng 4: Bài tập về phản ứng cộng H2 của Anđehit - Chuyên đề Hóa 11

Dạng 4: Bài tập về phản ứng cộng H2 của Anđehit - Chuyên đề Hóa 11

A. Phương pháp giải & Ví dụ minh họa

Cộng H2 (phản ứng khử):

Anđehit + H2 −tº, Ni→ Ancol bậc 1

Xeton + H2 −tº, Ni→ Ancol bậc 2

Phản ứng này có thể xác định được số lượng nhóm chức andehit và có thể xác định được số lượng liên kết pi có thể có ở gốc R.

CnH2n+2 – 2k –m (CHO)m + (k+m) H2 −tº, Ni→ CnH2n+2-m(CH2OH)m

- Nếu nH2phản ứng = nandehit ⇒ andehit ban đầu là andehit no đơn chức

Nhận xét:

+ Khối lượng hỗn hợp tăng sau phản ứng = khối lượng của H2 phản ứng.

+ Nếu anđehit tham gia phản ứng là anđehit không no thì ngoài phản ứng khử nhóm CHO thành nhóm CH2OH còn có phản ứng cộng H2 vào các liên kết bội trong mạch cacbon.

- Nếu nH2 phản ứng ≥ nandehit ⇒ Andehit ban đầu có thể là andehit no đơn chức hoặc không no đa chức.

Ví dụ minh họa

Bài 1: Cho hỗn hợp HCHO và H2 đi qua ống đựng bột Ni nung nóng. Dẫn toàn bộ hỗn hợp thu được sau phản ứng vào bình nước lạnh để ngưng tụ hơi chất lỏng và hòa tan các chất có thể tan được, thấy khối lượng bình tăng 11,8g. Lấy dung dịch trong bình cho tác dụng với dung dịch AgNO3 trong NH3 thu được 21,6g Ag. Khối lượng CH3OH tạo ra trong phản ứng hợp hidro của HCHO là?

Hướng dẫn:

Gọi số mol ban đầu của andehit focmic là: a mol

Hỗn hợp sau phản ứng ngưng tụ gồm: CH3OH, HCHO hòa tan vào nước.

Khối lượng bình tăng: m↑ = 11,8 = (a-x).30 + 32. x = 30a + 2x

Anđehit tác dụng với AgNO3/NH3: nHCHO = nAg/4 = 0,05 mol = a – x (2)

Từ 1,2 ⇒ x = 0,32 và a = 0,37; ⇒ mCH3OH = 0,32.32 = 10,24 g

Bài 2: Cho 0,1 mol andehit A có mạch cacbon không phân nhánh tác dụng hoàn toàn với hidro, thấy cần dùng 6,72 lit H2 (đkc) và thu được chất hữu cơ B. Cho lượng B này tác dụng với Na dư thì thu được 2,24 lit khí (đkc). Mặt khác, nếu lấy 8,4 gam A tác dụng dung dịch AgNO3/NH3 dư thì thu được hỗn hợp X gồm 2 muối và 43,2 gam Ag.

a. Xác định công thức cấu tạo của A, B.

b. Tính khối lượng hỗn hợp muối.

Bài giải:

Số mol H2 phản ứng: nH2 = 6,72/22,4 = 0,3 mol ⇒ trong A có 3 liên kết π.

Số mol H2 sinh ra khi cho B tác dụng Na: nH2 sinh ra = 0,1 mol ⇒ trong A có 2 nhóm CHO

Vậy A là anđehit không no 2 chức ⇒ Công thức phân tử của A là: CnH2n-2(CHO)2

Phương trình phản ứng:

CnH2n-2(CHO)2 + 4AgNO3 + 4NH3 + H2O → CnH2n-2(COONH4)2 + 2NH4NO3 + 4Ag

0,1 0,4

Phân tử khối của A: MA = 8,4/0,1 = 84 ⇒ n = 2

Vậy Công thức cấu tạo của A và B lần lượt là: OHC-CH=CH-CHO và HO-2HC-CH=CH-CH2OH

b. Khối lượng hỗn hợp muối thu được là (muối gồm C2H3(COONH4)2 và NH4NO3

m = 151.0,1 + 0,2.80 = 31,1 g

Bài 3: Cho 7 gam chất A có công thức phân tử C4H6O tác dụng với H2 dư có xúc tác tạo thành 5,92 gam ancol isobutylic.

a. Tên của A là gì?

A. 2-metylpropenal. B. 2-metylpropanal.

C. but-2-en-1-ol. D. but-2-en-1-al.

b. Hiệu suất của phản ứng là?

A. 85%. B. 75%. C. 60%. D. 80%.

Bài giải:

Căn cứ vào sản phẩm thu được ta thấy A phải có mạch nhánh, hở. Mặt khác từ công thức phân tử của A ta thấy trong A có 2 liên kết pi (π). Vậy A là 2-metylpropenal.

Phương trình phản ứng:

Theo (1) và giả thiết ta có: n2-metylpropenal (pư) = n ancol-butylic = 5,92/74 = 0,08 mol

Vậy hiệu suất phản ứng là: H = 0,08.70/7.100% = 80%

Bài 4: Hiđro hóa hoàn toàn 2,9 gam một anđehit A được 3,1 gam ancol. A có công thức phân tử là?

Bài giải:

Căn cứ vào đáp án ta thấy các anđehit đều no nên không có phản ứng cộng H2 vào mạch C.

Phương trình phản ứng:

Gọi số mol nhóm chức CHO trong A là x mol, theo phương trình phản ứng ta thấy, khối lượng sản phẩm sau phản ứng tăng thêm = khối lượng H2 phản ứng = 2x.

Suy ra: 2x = 3,1 – 2,9 = 0,2 ⇒ x = 0,1.

- Nếu A là anđehit đơn chức thì MA = 2,9/0,1 = 29 (loại)

- Nếu A là anđehit 2 chức thì số mol của anđehit là 0,05 mol → MA = 2,9/0,05 = 58.

Đặt công thức của A là R (CHO)2, ta có: R + 58 = 58 ⇒ R = 0.

Vậy A là: HOC – CHO.

Bài 5: Cho 14,6 gam hỗn hợp 2 anđehit đơn chức, no liên tiếp tác dụng hết với H2 tạo 15,2 gam hỗn hợp 2 ancol.

a. Tổng số mol 2 ancol là?

A. 0,2 mol. B. 0,4 mol. C. 0,3 mol. D. 0,5 mol.

b. Khối lượng anđehit có KLPT lớn hơn là?

A. 6 gam. B. 10,44 gam. C. 5,8 gam. D. 8,8 gam.

Bài giải:

Đặt công thức phân tử trung bình của 2 anđehit no, đơn chức, kế tiếp nhau là

.

Phương trình phản ứng:

=> Hai anđehit là CH3CHO và C2H5CHO.

Áp dụng sơ đồ đường chéo cho số nguyên tử C trung bình của hai anđehit:

⇒ nC2H5CHO là 0,1 mol.

Vậy khối lượng của C2H5CHO là 58.0,1 = 5,8 gam.

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Khử hoá hoàn toàn một lượng andehyt đơn chức, mạch hở A cần V lit khí H2. Sản phẩm thu được cho tác dụng với Na cho V/4 lit H2 đo cùng điều kiện. A là?

A. CH3CHO C. Andehyt chưa no có 1 liên kết đôi trong mạch cacbon.

B. C2H5CHO D. Andehyt chưa no có một liên kết ba trong mạch cacbon.

Đáp án: C

Bài 2: Cho 11,6g anđehit propionic tác dụng vừa đủ với V (l) H2(đktc) có Ni làm xúc tác. V có giá trị là?

A. 6,72 B. 8,96 C.4,48 D.11,2

Đáp án: C

R–CHO + H2 −tº, Ni→ R–CH2OH

nH2 = nandehit = 11,6/58 = 0,2 mol ⇒ V = 0,2.22,4 = 4,48 lít

Bài 3: Hiđro hóa hoàn toàn 2,9 gam một anđehit A được 3,1 gam ancol. A có công thức phân tử là?

A. CH2O. B. C2H4O. C. C3H6O. D. C2H2O2.

Đáp án: D

R–CHO + H2 −tº, Ni→ R–CH2OH

Gọi số mol nhóm chức CHO trong A là x mol, theo phương trình phản ứng ta thấy, khối lượng sản phẩm sau phản ứng tăng thêm = khối lượng H2 phản ứng = 2x. Suy ra:

2x = 3,1 – 2,9 = 0,2 => x = 0,1.

- Nếu A là anđehit đơn chức thì MA­ = 2,90,1=29" role="presentation">2,90,1=292,90,1=29 (loại)

- Nếu A là anđehit 2 chức thì số mol của anđehit là 0,05 mol => MA­ = 2,90,05=58" role="presentation">2,90,05=582,90,05=58.

Đặt công thức của A là R (CHO)2, ta có: R + 58 = 58 => R = 0.

Vậy A là HOC – CHO

Bài 4: Cho 14,6 gam hỗn hợp 2 anđehit đơn chức, no liên tiếp tác dụng hết với H2 tạo 15,2 gam hỗn hợp 2 ancol. Khối lượng anđehit có khối lượng phân tử lớn hơn là?

A. 6 gam. B. 10,44 gam. C. 5,8 gam. D. 8,8 gam

Đáp án: C

R–CHO + H2 −tº, Ni→ R–CH2OH

nandehit = nH2 = (15,2-14,6)/2 = 0,3 mol ⇒ Mandehit = 14,6/0,3 = 146/3

⇒ 2 andehit là C2H5CHO và CH3CHO; nC2H5CHO: nCH3CHO = 1: 2

⇒ nC2H5CHO = 0,1.58 = 5,8 g

Bài 5: Hiđro hoá hoàn toàn hỗn hợp M gồm hai anđehit X và Y no, đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng (MX < MY), thu được hỗn hợp hai ancol có khối lượng lớn hơn khối lượng M là 1 gam. Đốt cháy hoàn toàn M thu được 30,8 gam CO2. Công thức phân tử và phần trăm khối lượng của X lần lượt là?

A. HCHO và 50,56%. B. CH3CHO và 67,16%.

C. CH3CHO và 49,44%. D. HCHO và 32,44%.

Đáp án: A

Công thức phân tử của 2 andehit là:

nandehit = ½ = 0,5 mol; nCO2 = 30,8/44 = 0,7 mol; ⇒ n = 1,4

⇒ 2 andehit là HCHO (0,3 mol) và CH3CHO (0,2 mol);

%mHCHO = 30.0,3/ (30.0,3+0,2.44).100% = 50,56 %

Bài 6: X, Y là 2 andehit no, đơn chức mạch hở kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Lấy 2,2 gam X và 2,32 gam Y cho tác dụng với H2 (Ni/tº). Sản phẩm thu được cho tác dụng với Na dư thu được 952 ml khí đktc. Giả thiết hiệu suất phản ứng là 100%. Công thức của X, Y và khối lượng Na tham gia phản ứng là?

A.CH3CHO, HCHO và 0,9775 g B. HCHO, CH3CHO và 1,955 g

C.CH3CHO, C2H5CHO và 1,955 g D. C2H5CHO và C3H7CHO và 0,9775 g

Đáp án: B

R–CHO + H2 −tº, Ni→ R–CH2OH

R–CH2OH + Na → R–CH2ONa + 1/2H2

nH2 = 0,0425 mol ⇒ nandehit = 0,0425.2 mol ⇒ Mandehit = 4,52/0,0425.2 = 53,2

⇒ 2 andehit là: HCHO và CH3CHO; mNa = 0,085.23 = 1,955 g

Bài 7: Cho hỗn hợp khí X gồm HCHO và H2 đi qua ống đựng bột Ni nung nóng. Sau khi phản ứng xảy hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Y gồm hai chất hữu cơ. Đốt cháy hết Y thì thu được 11,7 gam H2O và 7,84 lít khí CO2 (đktc). Thành phần phần trăm theo thể tích của H2 trong X là?

A. 46,15%. B. 35,00%. C. 53,85%. D. 65,00%.

Đáp án: A

HCHO + H2 −tº, Ni→ CH3OH

HCHO + O2 → CO2 + H2O

CH3OH + O2 → CO2 + 2H2O

nCO2 = 0,35 mol; nH2O = 0,65 mol ⇒ %VH2 = 46,15%

Bài 8: Hiđro hóa hoàn toàn m gam hỗn hợp x gồm hai anđehit no, đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng thu được (m + 1) gam hỗn hợp hai ancol. Mặt khác, khi đốt cháy hoàn toàn cũng m gam X thì cần vừa đủ 17,92 lít khí CO2 (đktc). Giá trị của m là?

A. 17,8. B. 24,8. C. 10,5. D. 8,8.

Đáp án: A

nanđehit = 0,5 mol

⇒ m = (14.1,4 + 16).0,5 = 17,8 (gam)