Trang chủ > Lớp 11 > Chuyên đề Hóa 11 (có đáp án) > Dạng 6: Phản ứng oxi hóa hoàn toàn Anđehit, Xeton, Axit Cacboxylic - Chuyên đề Hóa 11

Dạng 6: Phản ứng oxi hóa hoàn toàn Anđehit, Xeton, Axit Cacboxylic - Chuyên đề Hóa 11

A. Phương pháp giải & Ví dụ minh họa

- Phản ứng đốt cháy andehit, xeton

(a là số liên kết π ở gốc hiđrocacbon)

+ Đối với anđehit/xeton no, đơn chức (a=0, b=1) ta có:

⇒ Nếu nH2O = nCO2 ⇒ andehit/xeton ban đầu phải là andehit/xeton no đơn chức.

+ Đối với andehit/xeton không no (có một liên kết pi) đơn chức ta luôn có

⇒ nandehit/xeton = nCO2 – nH2O

+ Nếu nCO2 > nH2O ⇒ andehit/xeton ban đầu là andehit/xeton no đa chức hoặc là andehit/xeton chưa no đơn chức hoặc là andehit/xeton chưa no đa chức.

+ Không bao giờ có nCO2 < nH2O

- Phương trình đốt cháy axit cacboxylic

* Nhận xét:

+ Nếu a = 0; b = 1 (axit cacboxylic no, đơn chức) thì nCO2 = nH2O

+ nO (axit) + nO (O2) = nO (CO2) + nO (H2O)

+ nCnH2n+2-2a-2bO2b =

+ Số nguyên tử cacbon trong axit

Ví dụ minh họa

Bài 1: Hiđro hoá 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 O2 (ở đktc). Giá trị của m là?

Bài giải:

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

mH2 = (m+1) – m = 1, nH2 = 0,5 mol

Gọi công thức trung bình của hai anđehit là

Ta có phương trình phản ứng:

Theo (1), (2) và giả thiết ta có:

Giá trị của m là 17.8 gam

Bài 2: 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 và phần trăm khối lượng của X lần lượt là?

Bài giải:

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: mH2 = (m+1) – m = 1,0,5 mol

Gọi công thức trung bình của hai anđehit là: CnH2n+1CHO

Ta có phương trình phản ứng:

=> Hai anđehit có công thức là HCHO và CH3CHO.

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

⇒ % về khối lượng của HCHO là: %HCHO = 50,56%

Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol một axit cacboxylic đơn chức cần vừa đủ V lít O2 (đktc), thu được 0,3 mol CO2 và 0,2 mol H2O. Giá trị của V là?

Bài giải:

Axit cacbonxylic đơn chức có 2 nguyên tử O nên có thể đặt là ROOH.

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố đối với oxi ta có:

nO (ROOH) + nO (O2) - nO (CO2) + nO (H2O) ⇒ 0,1.2 + nO (O2) = 0,3.2 + 0,2.1

⇒ nO (O2) = 0,6 mol → nO2 = 0,3 mol

⇒ VO2 = 6,72 lít.

Bài 4: Hỗn hợp X gồm: axit axetic, axit fomic và axit oxalic. Khi cho m gam X tác dụng với NaHCO3 (dư) thì thu được 15,68 lít khí CO2 (đktc). Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam X cần 8,96 lít khí O2 (đktc), thu được 35,2 gam CO2 và y mol H2O. Giá trị của y là?

Bài giải:

Phản ứng của hỗn hợp X với NaHCO3:

-COOH + HCO3- → -COO- + CO2 + H2O (1)

Theo (1) và giả thiết ta có: nO (axit) = 2n -COOH = 2nCO2 =1,4 mol

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố đối với O, ta có:

nO (oxit) + nO (O2) = nO (CO2) + nO (H2O)

⇒ nO (H2O) =1,4 + 2.0,4 - 2.0,8 = 0,6

⇒ nH2O = 0,6 mol

Bài 5: Trung hòa 3,88 gam hỗn hợp X gồm hai axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở bằng dung dịch NaOH, cô cạn toàn bộ dung dịch sau phản ứng thu được 5,2 gam muối khan. Nếu đốt cháy hoàn toàn 3,88 gam X thì thể tích oxi (đktc) cần dùng là?

Bài giải:

Gọi công thức chung của hai axit là: CnH2nO2

Phương trình phản ứng của X với NaOH:

–COOH + NaOH → –COONa + H2O (1)

Theo (1) và phương pháp tăng giảm khối lượng, ta có:

Phương trình phản ứng đốt cháy X:

Vậy thể tích oxi (đktc) cần dùng là: V = 0,15.22,4 = 3,36 lít.

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Oxi hóa 17,4 gam một anđehit đơn chức được 16,65 gam axit tương ứng (H = 75%). Anđehit có công thức phân tử là?

A. CH2O. B. C2H4O. C. C3H6O. D. C3H4O.

Đáp án: C

–CHO + 1/2 O2tº, xt→ –COOH

mRCHO = 17,4.75% = 13,05 g, nO2 = 0,1125 mol

M(RCHO) = R + 29 = 58 ⇒ R = 29 (R: C2H5-)

⇒ Anđehit có công thức phân tử là C2H5CHO.

Bài 2: Oxi hóa 1,8 gam HCHO thành axit với hiệu suất H% thu được hỗn hợp X. Cho X tham gia phản ứng tráng gương thu được 16,2 gam Ag. Giá trị của H là?

A. 60. B. 75. C. 62,5. D. 25.

Đáp án: B

Gọi số mol HCHO bị oxi hóa thành axit là x, số mol HCHO dư là y.

nHCHO = x+y = 1,8/30

nAg = 2x + 4y = 16,2/108 = 0,15

Giải hệ phương trình ⇒ x= 0,045 mol, y = 0,025 mol

H= 0,045/0,06= 75%

Bài 3: Một hỗn hợp gồm andehit acrylic và một andehit đơn chức X. Đốt cháy hoàn toàn 1,72 gam hỗn hợp trên cần 2,296 lít khí oxi (đktc). Cho toàn bộ sản phẩm chát hấp thụ hết vào dung dịch Ca (OH)2 dư thu được 8,5 gam kết tủa. Công thức cấu tạo của X là?

A.HCHO B. C2H5CHO C. CH3CHO D. C3H5CHO

Đáp án: C

nCO2 = 0,085 mol; nO2 = 0,1025 mol;

mH2O = 1,72 + 0,1025.32 – 0,085.44 = 1,26 ⇒ nH2O = 0,07 mol;

mO (X) = 1,72 – 0,085.12 – 0,07.2 = 0,56 g ⇒ nO = 0,035

⇒ nandehit = 0,035 mol ⇒ Mandehit = 49 ⇒ X là andehit no đơn chức: CnH2nO;

Giải hệ 3 ẩn:

x+ y = 0,035

3x + ny = 0,085

56x + (14n+16)y = 1,72 ⇒ n = 2

=> Công thức cấu tạo của X là: CH3CHO

Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn một hợp chất hữu cơ X, thu được 0,351 gam H2O và 0,4368 lít khí CO2 (ở đktc). Biết X có phản ứng với Cu (OH)2 trong môi trường kiềm khi đun nóng. Chất X là?

A. CH3COCH3. B. O=CH-CH=O.

C. CH2=CH-CH2-OH. D. C2H5CHO

Đáp án: D

nH2O = 0,351/18 = 0,0195 mol; nCO2 = 0,0195

⇒ X là anđehit no đơn chức

Bài 5: Hỗn hợp Y gồm 2 anđehit đồng đẳng kế tiếp. Đốt 2,62g hỗn hợp Y tạo 2,912 lit CO2 (đktc) và 2,34g H2O. Công thức 2 anđehit là?

A. HCHO và C2H4O B. C3H4O và C4H6O

C. C2H4O và C3H6O D.C3H6O và C4H8O

Đáp án: C

nH2O = 2,34/18 = 0,13 mol; nCO2 = 2,912/22,4 = 0,13 mol ⇒ andehit no đơn chức mạch hở.

CT của Y: CnH2nO; MY = 2,62n/0,13 ⇒ n = 2,6

⇒ 2 andehit là C2H4O và C3H6O

Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn 7,2g hợp chất hữu cơ A thu được 0,4 mol CO2 và 0,4 mol H2O. Biết A chỉ chứa một loại nhóm chức và 0,05 mol A tham gia phản ứng tráng gương thì tạo ra 0,1 mol Ag. Công thức cấu tạo thu gọn của A là?

A. C3H7CHO B. CH3CHO C. C2H5CHO D. C2H3CHO

Đáp án: A

A là andehit no đơn chức; MA = 7,2n/0,4 ⇒ n =4

Công thức cấu tạo thu gọn của A là: C3H7CHO

Bài 7: Đốt cháy hết 8,8 gam hỗn hợp gồm 1 ankanalA và 1 ankanol B (có cùng số nguyên tử cacbon) thu được 19,8gam CO2 và 9 gam H2O. Tìm công thức phân tử của A?

A. CH3CHO B. CH3-CH2-CHO C. HCHO D. (CH3)2CH-CHO

Đáp án: B

CnH2nO + (3n-1)/2 → O2 nCO2 + n H2O

CnH2n+2O + (3n-1)/2 O2 → nCO2 + (n+1) H2O

nCO2 = 0,45 mol; nH2O = 0,5 mol ⇒ nB = 0,05 mol;

mO (hh) = 8,8 – 0,45.12 – 0,5.2 = 2,4 g ⇒ n(O)hh = 0,15 mol ⇒ nA = 0,1 mol

⇒ n. 0,15 = 0,45 ⇒ n = 3

Công thức phân tử của A: CH3-CH2-CHO

Bài 8: Đốt cháy hỗn hợp 2 anđehit no, đơn chức thu được 0,4 mol CO2. Hidro hóa hoàn toàn 2 anđehit này cần 0,2 mol H2 thu được hỗn hợp 2 rượu no, đơn chức. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 rượu thì số mol H2O thu được là?

A. 0,4 mol B. 0,6mol C. 0,8 mol D. 0,3 mol

Đáp án: B

CnH2nO + (3n-1)/2 O2 → nCO2 + n H2O

CnH2nO + H2tº, Ni→ CnH2n+2O

CnH2n+2O + (3n-1)/2 O2 → nCO2 + (n+1) H2O

⇒ nH2O thu đc = nCO2 + nH2 = 0,4 + 0,2 = 0,6 mol.

Bài 9: Đốt cháy hoàn toàn 2,22 gam một axit hữu cơ no A thu được 1,62 gam H2O. A là?

A. C3H7COOH. B. C2H5COOH.

C. HCOOH. D. CH3COOH.

Đáp án: B

CnH2nO2 + (3n-2)/2 O2 → n CO2 + n H2O

nH2O = 1,62/18 = 0,09 mol ⇒ nA = 0,09/n ⇒ MA = 74/3 ⇒ n = 3

A là: C2H5COOH

Bài 10: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol axit đơn chức cần V lít O2 ở đktc, thu được 0,3 mol CO2 và 0,2 mol H2O. Giá trị V là?

A. 6,72 lít. B. 8,96 lít. C. 4,48 lít. D. 5,6 lít.

Đáp án: A

nO (O2) = 0,3.2 + 0,2 – 0,1.2 = 0,6 ⇒ nO2 = 0,3 ⇒ V = 6,72 lít

Bài 11: Đốt cháy hoàn toàn 4,38 gam một axit E no, mạch thẳng thu được 4,032 lít CO2 (đkc) và 2,7 gam H2O. Công thức cấu tạo của E là?

A. CH3COOH. B. C17H35COOH.

C. HOOC (CH2)4COOH. D. CH2=C (CH3)COOH.

Đáp án: C

CnH2n+2-2aOa + O2 → n CO2 + (n +1 – a) H2O

nCO2 = 0,18 mol; nH2O = 2,7/18 = 0,15 mol; nCO2 > nH2O; E no đa chức mạch thẳng; nE = 0,03 mol ⇒ ME = 146

Công thức cấu tạo của E là: HOOC (CH2)4COOH

Bài 12: Đốt cháy hoàn toàn 0,44 gam một axit hữu cơ, sản phẩm cháy được hấp thụ hoàn toàn vào bình 1 đựng P2O5 và bình 2 đựng KOH. Sau thí nghiệm thấy khối lượng bình 1 tăng 0,36g và bình 2 tăng 0,88g. Công thức phân tử của axit là?

A. C2H4O2 B. C3H6O2 C. C5H10O2 D. C4H8O2.

Đáp án: D

nCO2 = nH2O = 0,02 mol ⇒ axit no, đơn chức CnH2nO2 ⇒ naxit = 0,02/n

⇒ Maxit = 22n ⇒ n = 4

Công thức phân tử của axit là: C4H8O2

Bài 13: Đốt cháy 4,09g hỗn hợp A gồm hai axit cacboxylic là đồng đẳng kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng của axit axetic người ta thu được 3,472 lít khí CO2 (đktc). Công thức cấu tạo của các axit trong hỗn hợp phải là?

A. HCOOH và CH3COOH B. CH3COOH và C2H5COOH

C. C2H5COOH và (CH3)2CHCOOH D. C2H5COOH và CH3CH2CH2COOH.

Đáp án: B

nCO2 = 0,155 mol; nA = 0,155/n ⇒ MA = 26,4n ⇒ n = 2,6

Công thức cấu tạo của các axit trong hỗn hợp phải là: CH3COOH và C2H5COOH

Bài 14: Đốt cháy hoàn toàn 1,18 gam một axit hữu cơ A no, sản phẩm sau phản ứng được hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca (OH)2 dư thì thu được 50g kết tủa và khối lượng bình tăng lên 29,2 gam. Mặt khác để trung hoà 0,15 mol A thì cần vừa đủ 300 ml dung dịch NaOH 1M. Công thức cấu tạo của A là? Biết A có cấu tạo mạch thẳng?

A. HOOCCH2CH2COOH B. HOOCCH (CH3)COOH

C. CH3–COOH D. HOOC–COOH

Đáp án: A

nA = ½ nNaOH ⇒ A là axit 2 chức; nCO2 = 0,5 mol

⇒ nH2O = (29,2-0,5.44)/18 = 0,4 mol ⇒ naxit = 0,1 mol

⇒ Maxit = 118 ⇒ Công thức cấu tạo của A là: HOOCCH2CH2COOH

Bài 15: Một axit hữu cơ no A có khối lượng 10,5g tương ứng với 0,175 mol. Đốt cháy hoàn toàn A rồi cho sản phẩm qua nước vôi trong dư, thu được 52,5 g kết tủa. Tìm công thức cấu tạo của A?

A. C2H5COOH B. HOOC–COOH

C. CH3COOH D. HCOOH

Đáp án: C

nCO2 = 52,5/100 = 0,525 mol;

CnH2n+2-2aO2a + (3n+1-a)/2O2 → n CO2 + (n +1 – a) H2O

⇒ n = 0,525/0,175 = 3

M(TB)= 10,5/0,175 = 60 = 14.3 + 2 – 2a + 16a ⇒ a = 2

⇒ axit đơn chức

⇒ Công thức cấu tạo của A là CH3COOH