Dạng 7: Phản ứng tách nước của Ancol - Chuyên đề Hóa 11

A. Phương pháp giải & Ví dụ minh họa

a. Tách nước ở 170º C → Anken

- Nếu tách 1 ancol → 1 anken duy nhất → ancol no đơn chức có C ≥ 2

- Nếu 1 hỗn hợp ancol tách nước cho ra 1 anken → hỗn hợp ancol phải có 1ancol là CH₃OH hoặc 2 ancol là đồng phân của nhau.

- Ancol bậc bao nhiêu thì khi tách nước sẽ cho tối đa bấy nhiêu anken.

- Khi tách nước của 1ancol → 1anken duy nhất thì ancol đó phải là ancol bậc 1 hoặc đối xứng.

- Trong phản ứng tách H₂O → Anken:

Σ n_ancol = Σ n_anken + Σ n_H2O

Σ m_ancol = Σ m_anken + Σ m_H2O

- Khi tách nước của ancol thì số C không thay đổi, nên khi đốt ancol và anken đều thu được CO₂ bằng nhau.

b. Tách H₂O tạo ete ở 140º C.

- Số ete thu được khi tách n ancol là:

Σ n_ancol = 2Σ n_anken = 2Σ n_H2O

Σ m_ancol = Σ m_ete + Σ m_H2O

- Khi ancol no đơn chức tách nước tạo thành ete thì khi đốt ete này ta vẫn thu được:

n_Ete = n_H2O – n_CO2

Lưu ý: Tách nước của ancol X thu được sản phẩm hữu cơ Y. Nếu:

dY/X < 1 hay Y/X < 1 thì Y là anken

dY/X > 1 hay Y/X > 1 thì Y là ete

Ví dụ minh họa

Bài 1: Đun nóng ancol đơn chức X với H₂SO₄ đặc ở 140º C thu được Y. Tỉ khối hơi của Y đối với X là 1,4375. X là?

Bài giải:

Đặt công thức phân tử của ancol X là: ROH.

Phương trình phản ứng:

Theo giả thiết ta có:

Vậy ancol X là: CH₃OH.

Bài 2: Đun nóng hỗn hợp 2 ancol no, đơn chức, mạch hở với H₂SO₄ ở 140º C, thu được 72 gam hỗn hợp 3 ete với số mol bằng nhau. Khối lượng nước tách ra trong quá trình tạo thành các ete là 21,6 gam. Xác định công thức cấu tạo của 2 ancol.

Bài giải:

2C_nH_2n+1OH → (C_nH_{2n +1})₂O + H₂O

2C_mH_{2m +1}OH → (C_mH_2m+1)₂O + H₂O

C_nH_2n+1OH + C_mH_{2m +1}OH → C_nH_2n+1OC_mH_{2m +1} + H₂O

Số mol 3 ete = số mol nước = 21,6/18 = 1,2 mol

Số mol mỗi ete = 0,4 (mol)

Khối lượng 3 ete:

(28n + 18).0,4 + (28m +18).0,4 + (14n + 14m + 18).0,4=72

→ n + m =3

Hai công thức cấu tạo của ancol là: CH₃OH, CH₃CH₂OH

Bài 3: Thực hiện phản ứng tách nước với một rượu đơn chức A ở điều kiện thích hợp, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn được chất hữu cơ B có tỷ khối so với A bằng 1,7. Xác định công thức phân tử của A.

Bài giải:

Vì d_A/B = 1,7 > 1 ⇒ Phản ứng tách nước tạo ete.

2C_nH_2n+1OH → (C_nH_{2n +1})₂O + H₂O

Ta có: M_B/M_A = 1,7 ⇒ ((14n+1).2+16)/ (14n+18) = 1,7 ⇒ n = 3

Vậy công thức phân tử của A là: C₃H₇OH

Bài 4: Đun 1 mol hỗn hợp C₂H₅OH và C₄H₉OH (tỉ lệ mol tương ứng là 3: 2) với H₂SO₄ đặc ở 140º C thu được m gam ete, biết hiệu suất phản ứng của C₂H₅OH là 60% và của C₄H₉OH là 40%. Giá trị của m là?

Bài giải:

Theo giả thiết ta thấy số mol các ancol tham gia phản ứng là:

Tổng số mol hai ancol tham gia phản ứng là 0,36 +0,16 = 0,52 mol.

Đặt công thức trung bình của hai ancol là:

Ta có phương trình phản ứng:

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

Bài 5: Khi đun nóng rượu etylic với H₂SO₄ đặc ở 170º C thì sẽ tạo ra sản phẩm chính là?

Bài giải:

Khi đun nóng rượu etylic với H₂SO₄ đặc ở 170º C thì sẽ tạo ra sản phẩm chính là: C₂H₄

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Đun nóng hỗn hợp 3 ancol no, đơn chức, mạch hở với H₂SO₄ đặc ở nhiệt độ thích hợp thì có thể thu được tối đa bao nhiêu ete?

A. 3 B. 4 C. 5 D. 6

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Số ete = (3. (3+1))/2 = 6

Bài 2: Khi đun nóng rượu etylic với H₂SO₄ đặc ở 140º C thì sẽ tạo ra?

A. C₂H₄. B. CH₃CHO. C. C₂H₅OC₂H₅. D. CH₃COOH.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Bài 3: Đun nóng hỗn hợp hai ancol đơn chức, mạch hở với H₂SO₄ đặc, thu được hỗn hợp gồm các ete. Lấy 7,2 gam một trong các ete đó đem đốt cháy hoàn toàn, thu được 8,96 lít khí CO₂ (ở đktc) và 7,2 gam H₂O. Hai ancol đó là?

A. C₂H₅OH và CH₂=CHCH₂OH. B. C₂H₅OH và CH₃OH.

C. CH₃OH và C₃H₇OH. D. CH₃OH và CH₂=CHCH₂OH.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Đốt cháy ete thu được n_CO2 = n_H2O = 0,4 nên CTPT là C_nH_2nO (ete không no đơn chức, phân tử có 1 liên kết đôi C=C) ⇒ chỉ có thể là A hoặc D.

⇒ CH₃OH và CH₂=CHCH₂OH.

Bài 4: Đun nóng một rượu (ancol) đơn chức X với dung dịch HSO₄ đặc trong điều kiện nhiệt độ thích hợp sinh ra chất hữu cơ Y, tỉ khối hơi của X so với Y là 1,6428. Công thức phân tử của X là:

A. C₃H₈O. B. C₂H₆O. C. CH₄O. D. C₄H₈O.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Vì M_X/M_Y > 1 nên đây là phản ứng tách 1 phân tử nước từ 1 phân tử ancol.

Gọi khối lượng phân tử của ancol X là M thì khối lượng phân tử của Y là M – 18

⇒ M/ (M-18) = 1,6428

⇒ M = 46.

Vậy ancol X là C₂H₅OH.

Bài 5: Đề hydrat hóa 6 gam một rượu thì thu được 1,68 lít anken với hiệu suất phản ứng là 75%. Công thức tổng quát của rượu đó là?

A.C₂H₅OH B.C₃H₇OH

C.CH₃OH D.C₄H₉OH

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

n_anken = 1,68/22,4 = 0,075 mol

⇒ n_ancol = 0,075.100/75 = 0,1 mol

⇒ M_rượu = 60

⇒ n = 3

Bài 6: Rượu no đơn chức X mạch hở có tỉ khối với H₂ là 37. Cho X tác dụng với H₂SO₄ đặc nung nóng ở 180º C. Thu được 1 anken mạch thẳng duy nhất. Công thức phân tử của X là?

A. Etanol B.2-metyl propanol-2 C.Propan -1-ol D.Butan-1-ol

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

M_X = 37.2 = 74

⇒ n = 4

⇒ Công thức phân tử của X là C₄H₉OH; X mạch thẳng

Bài 7: Khi đun nóng một ancol đơn chức no A với H₂SO₄ đặc ở điều kiện nhiệt độ thích hợp thu được sản phẩm B có tỉ khối hơi so với A là 0,7. Vậy công thức của A là?

A. C₄H₇OH. B. C₃H₇OH. C. C₃H₅OH. D. C₂H₅OH.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

M_B/M_A = 0,7 ⇒ 14n/ (14n+18) = 0,7

⇒ n = 3

Vậy công thức của A là: C₃H₇OH

Bài 8: Đun nóng hỗn hợp X gồm 2 ancol no đơn chức liên tiếp trong dãy đồng đẳng với H₂SO₄ đặc ở 140º C. Sau phản ứng được hỗn hợp Y gồm 5,4 gam nước và 19,4 gam 3 ete. Hai ancol ban đầu là?

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

C. C₃H₅OH và C₄H₇OH. D. C₃H₇OH và C₄H₉OH.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

2C_nH_2n+1OH → (C_nH_{2n +1})₂O + H₂O

n_X = 2n_H2O = 2.5,4/18 = 0,6 mol; m_X = 5,4 + 19,4 = 24,8 g

⇒ M = 124/3

⇒ n_tb = 1,67

Bài trước: Dạng 6: Phenol phản ứng với kim loại kiềm và dung dịch kiềm - Chuyên đề Hóa 11 Bài tiếp: Dạng 8: Phản ứng oxi hóa ancol - Chuyên đề Hóa 11