Dạng 5: Ancol phản ứng với kim loại kiềm - Chuyên đề Hóa 11

A. Phương pháp giải & Ví dụ minh họa

Lý thuyết và Phương pháp giải

- Cho ancol hoặc hỗn hợp ancol tác dụng với Na, K tạo thành muối ancolat + H₂

R (OH)_n + nNa → R (ONa)_n + n/2 H₂

- Dựa vào tổng số mol giữa ancol và H₂ để xác định số nhóm chức

- Nếu n_H2 ≥ n_Ancol → Ancol đa chức

Lưu ý:

- n_Na = 2n_H2

- Nếu kim loại kiềm dư thì chúng sẽ phản ứng tiếp với nước để tạo ra khí H₂

- Sử dụng các phương pháp: Tăng giảm khối lượng: 1mol Ancol → 1mol muối tăng 22 gam

+ Áp dụng phương pháp bảo toàn khối lượng, Phương pháp trung bình.

Lưu ý:

+ Khi cho dung dịch ancol (với dung môi là nước) phản ứng với kim loại kiềm thì xảy ra hai phản ứng:

2H₂O + 2Na → 2NaOH + H₂

2R (OH)_n + 2nNa → 2R (ONa)_n + nH₂

Ví dụ minh họa

Bài 1: Cho Na tác dụng vừa đủ với 1,24 gam hỗn hợp 3 ancol đơn chức X, Y, Z thấy thoát ra 0,336 lít khí H₂ (đkc). Khối lượng muối natri ancolat thu được là?

A. 2,4 gam. B. 1,9 gam. C. 2,85 gam. D. 3,8 gam.

Bài giải:

Số mol khí H₂ = 0,336/22,4 = 0,015 mol

Đặt công thức phân tử trung bình của ba ancol là:

Phương trình phản ứng ta có:

Cách 1 (sử dụng phương pháp bảo toàn khối lượng):

Theo giả thiết, phương trình phản ứng (1), kết hợp với định luật bảo toàn khối lượng ta có:

Cách 2 (Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng): Theo (1) ta thấy cứ 1 mol phản ứng với 1 mol Na tạo thành 1 mol , thì khối lượng tăng là 23 – 1 = 22. Vậy với 0,03 mol Na phản ứng thì khối lượng tăng là 0,03.22 = 0,66 gam.

Suy ra:

Đáp án đúng là: B.

Bài 2: Hỗn hợp A chứa gixerol và một ancol đơn chức. Cho 20,30 gam A tác dụng với natri dư thu được 5,04 lít H₂ (đktc). Mặt khác, 8,12 gam A hòa tan vừa hết 1,96 g Cu (OH)₂. Xác định công thức phân tử, tính % về khối lượng của ancol đơn chức trong hỗn hợp A.

Bài giải:

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

Số mol gixerol trong 8,12 g A = 2 số mol Cu (OH)₂ = 2.1,96/98 = 0,04 mol

Số mol gixerol trong 20,3 g A: 0,04.20,3/8,12 = 0,1 mol

Khối lượng gixerol trong 20,3 g A là: 0,1.92 = 9,2 (g)

Khối lượng ROH trong 20,3 g A là: 20,3 – 9,2 =11,1 (g)

2C₃H₅ (OH)₃ + Na → 2C₃H₅ (ONa)₃ + 3H₂

0,1......................................................... 0,15

2ROH + 2Na → RONa + H₂

x...................................... 0,5x

Số mol H₂ = 0,15 + 0,5x = 5,04/22,4 = 0,225 → x = 0,15

Khối lượng 1 mol ROH: 11,1/0,15 = 74

R = 29; R là C₄H₉ –

=> Công thức phân tử của A là: C₄H₁₀O

Phần trăm khối lượng C₄H₉OH = 11,1/20,3.100% = 54,68%

%C₂H₅OH = 32,86%

b/ C₆H₅OH + 3Br₂ → C₆H₂Br₃OH + 3HBr

Khối lượng kết tủa = 0,1.331= 33,1 (gam)

Bài 3: Cho 28,2 gam hỗn hợp hai rượu no đơn chức kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác dụng hết với Na (dư) sinh ra 8,4 lít H₂ (đktc). Xác định công thức phân tử và viết công thức cấu tạo của hai rượu trên và tính % về khối lượng của chúng trong hỗn hợp, biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Bài giải:

Gọi công thức phân tử của hỗn hợp 2 rượu no, đơn chức là:

Số mol khí H₂ sinh ra: n_H2 = 8,4/22,4 = 0,375 mol

Phương trình phản ứng:

n_{hh ancol} = 0,375.2 = 0,75 mol

M_hh = 28,2/0,75 = 37,6 g/mol

⇒

Vậy công thức phân tử của 2 ancol là: CH₃OH và CH₃CH₂OH

n_CH3OH = 0,45 mol; n_C2H5OH = 0,3 mol

Phần trăm khối lượng mỗi ancol trong hỗn hợp:

%m_CH3OH = 0,45.32/28,2.100% = 28,7%

%m_C2H5OH = 100% - 28,7% = 73,1%

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: 13,8 gam ancol A tác dụng với Na dư giải phóng 5,04 lít H₂ ở đktc, biết M_A < 100. Công thức cấu tạo thu gọn của A là?

A. CH₃OH. B. C₂H₅OH. C. C₃H₆(OH)₂. D. C₃H₅(OH)₃.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

⇒ C₃H₅(OH)₃.

Bài 2: Cho 42 gam 1 ancol no, mạch hở, đơn chức l X phản ứng vừa đủ với Na thu được H₂ và 57,4 gam muối. Vậy X là?

A. CH₄O. B. C₂H₆O. C. C₃H₈O. D. C₄H₁₀O.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

ROH + Na → RONa + ½ H₂

n_ancol = (57,4-42)/22 = 0,7 mol ⇒ M = 42/0,7 = 60 ⇒ n = 3

Bài 3: Cho 68,913 gam 1 ancol hai chức Z phản ứng hết với Na thu được 24,8976 lít H₂ (đktc). Vậy Z là

A. C₂H₆O₂. B. C₃H₈O₂. C. C₄H₁₀O₂. D. C₅H₁₀O₂.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

R (OH)₂ + 2Na → R (ONa)₂ + H₂

n_ancol = n_H2 = 1,1115 mol ⇒ M_ancol = 62 = 14n + 2 + 32 ⇒ n = 2

Bài 4: Cho 10,1 gam hỗn hợp X gồm 2 ankanol đồng đẳng liên tiếp phản ứng với Na dư thu được 2,8 lít H₂ (đktc). Vậy công thức của 2 ankanol trong hỗn hợp X là?

A. CH₃OH và C₂H₅OH. B. C₂H₅OH và C₃H₇OH.

C. C₃H₇OH và C₄H₉OH. D. C₄H₉OH và C₅H₁₁OH.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

n_hh = 2n_H2 = 0,25 mol ⇒ M_hh = 10,1/0,25 = 40,4 ⇒ n_tb = 1,6

Bài 5: Cho 1 ancol mạch hở Z (trong đó có số nguyên tử oxi bằng số nguyên tử cacbon) phản ứng hoàn toàn với 2,3 gam Na thu được 4,97 gam chất rắn và 1,008 lít H₂ (đktc). Vậy Z là?

A. C₂H₆O₂. B. C₃H₈O₃. C. C₄H₁₀O₄. D. C₅H₁₀O₅.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

m_ancol = 4,97 + 0,09 – 2,3 = 2,76 g; n_ancol = n_H2 = n. 0,09 mol

⇒ M = 92/3n = 14n + 16n + 2

⇒ n = 3

Vậy Z là C₃H₈O₃

Bài 6: Cho 0,8 mol hỗn hợp A gồm 3 ancol có công thức phân tử lần lượt là C₂H₆O₂, C₃H₈O₂ và C₅H₁₂O₂ phản ứng vừa đủ với Na, phản ứng xong thu được V lít H₂ (đktc). Vậy giá trị của V là?

A. 4,48. B. 8,96. C. 17,92. D. 35,84.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

R (OH)₂ + 2Na → R (ONa)₂ + H₂

n_H2 = n_ancol = 0,8 ⇒ V = 0,8.22,4 = 17,92 lít

Bài 7: Cho m gam hỗn hợp M gồm metanol, etanol và propenol phản ứng vừa đủ với Na thu được V lít H₂ (đktc) và (m + 3,52) gam muối. Vậy giá trị của V là?

A. 3,584. B. 1,792. C. 0,896. D. 0,448.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

n_H2 = (m+3,52-m)/22 = 0,16 mol ⇒ V = 0,16.22,4 = 3,584 lít

Bài 8: Cho 37 gam hỗn hợp X gồm etanol, etilenglicol và glixerol phản ứng vừa đủ với Na thu được V lít H₂ (đktc) và 50,2 gam muối. Vậy giá trị của V là?

A. 6,72. B. 4,48. C. 2,24. D. 13,44

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

2R (OH)_n + 2nNa → 2R (ONa)_n + nH₂

n_Na = (50,2-37)/22 = 0,6 mol ⇒ n_H2 = 0,6/2 = 0,3 mol ⇒ V = 6,72 lít

Bài trước: Dạng 4: Bài tập về dẫn xuất halogen - Chuyên đề Hóa 11 Bài tiếp: Dạng 6: Phenol phản ứng với kim loại kiềm và dung dịch kiềm - Chuyên đề Hóa 11