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 nH2 ≥ nAncol → Ancol đa chức
Lưu ý:
- nNa = 2nH2
- 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
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: nH2 = 8,4/22,4 = 0,375 mol
Phương trình phản ứng:
nhh ancol = 0,375.2 = 0,75 mol
Mhh = 28,2/0,75 = 37,6 g/mol
⇒
Vậy công thức phân tử của 2 ancol là: CH3OH và CH3CH2OH
nCH3OH = 0,45 mol; nC2H5OH = 0,3 mol
Phần trăm khối lượng mỗi ancol trong hỗn hợp:
%mCH3OH = 0,45.32/28,2.100% = 28,7%
%mC2H5OH = 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 MA < 100. Công thức cấu tạo thu gọn của A là?
A. CH3OH. B. C2H5OH. C. C3H6(OH)2. D. C3H5(OH)3.
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.
Đáp án: C
ROH + Na → RONa + ½ H2
nancol = (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.
Đáp án: A
R (OH)2 + 2Na → R (ONa)2 + H2
nancol = nH2 = 1,1115 mol ⇒ Mancol = 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.
Đáp án: A
nhh = 2nH2 = 0,25 mol ⇒ Mhh = 10,1/0,25 = 40,4 ⇒ ntb = 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.
Đáp án: B
mancol = 4,97 + 0,09 – 2,3 = 2,76 g; nancol = nH2 = 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.
Đáp án: C
R (OH)2 + 2Na → R (ONa)2 + H2
nH2 = nancol = 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.
Đáp án: A
nH2 = (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
Đáp án: A
2R (OH)n + 2nNa → 2R (ONa)n + nH2
nNa = (50,2-37)/22 = 0,6 mol ⇒ nH2 = 0,6/2 = 0,3 mol ⇒ V = 6,72 lít