Phương pháp tăng giảm khối lượng trong hóa học hữu cơ hay, có lời giải - Chuyên đề Hóa 12

Phương pháp giải

Các dạng bài thường gặp:

+ Kim loại tác dụng với hợp chất có nhóm –OH linh động (ancol, phenol, axit cacboxylic) → muối + H₂

PTHH:

2R (OH)_n + nNa → 2R (ONa)_n + nH₂

Khi chuyển 1 Na vào muối sẽ giải phóng 0,5 mol H₂ tương ứng với sự tăng khối lượng là: ∆mtăng = 22n

+ Bài toán phản ứng este hóa

PTHH: RCOOH + HO-R’ → RCOOR’ + H₂O

m este < m muối ⇒ ∆m tăng = m muối – m este

m este > m muối ⇒ ∆m giảm = m este – m muối

+ Bài toán trung hòa: -OH_{axit, phenol} + kiềm

PTHH: -OH + NaOH → -ONa + H₂O

Cứ 1 mol axit (phenol) → muối: ∆mtăng = 22g

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Khi oxi hóa hoàn toàn 2,2g một anđehit đơn chức thu được 3g axit tương ứng. Công thức anđehit là:

A. HCHO

B. C₂H₃CHO

C. C₂H₅CHO

D. CH₃CHO

Bài giải:

⇒ R = 15

⇒ Anđehit là: CH₃CHO

⇒ Đáp án đúng là D

Ví dụ 2: Oxi hóa m gam X gồm CH₃CHO, C₂H₃CHO, C₂H₅CHO bằng oxi xúc tác, sản phẩm thu được sau phản ứng gồm 3 axit có khối lượng m + 3,2 gam. Cho m gam X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO₃/NH₃ thì thu được x gam kết tủa. Giá trị của x là:

A. 10,8g

B. 21,6g

C. 32,4g

D. 43,2g

Bài giải:

Ta có phương trình hóa học như sau:

2R− CHO + O₂ → 2 R− COOH

⇒ Khối lượng tăng 3,2g là khối lượng của oxi đã tham gia phản ứng

⇒ n X = 2n O₂ = 2.3,2/32 = 0,2 mol

Vì các anđehit là đơn chức (không có HCHO)

⇒ n Ag = 2n X = 2.0,2 = 0,4 mol

⇒ m Ag = x = 0,4.108 = 43,2g

⇒ Đáp án đúng là D

Ví dụ 3: Cho 3,74g hỗn hợp 4 axit, đơn chức tác dụng với dung dịch Na₂CO₃ thu được V lít khí CO₂ (đktc) và dung dịch muối. Cô cạn dung dịch thì thu được 5,06g muối. Giá trị V là?

A. 0,224 lít

B. 0,448 lít

C. 1,344 lít

D. 0,672 lít

Bài giải:

⇒ Đáp án đúng là D. 0,672 lít

Ví dụ 4: Cho 2,02g hỗn hợp hai ancol đơn chức, đồng đẳng kế tiếp tác dụng với Na vừa đủ thu được 3,12g muối khan. Công thức phân tử của hai ancol là?

A. CH₃OH, C₂H₅OH

B. C₂H₅OH, C₃H₇OH

C. C₃H₇OH, C₄H₉OH

D. C₄H₉OH, C₅H₁₁OH

Bài giải:

⇒ 2 rượu là: CH₃OH và C₂H₅OH

⇒ Đáp án đúng là A

Ví dụ 5: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp các este no, đơn chức, mạch hở. Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ba (OH)₂ dư thấy khối lượng bình tăng 1,55g. Khối lượng kết tủa thu được là?

A. 2,5g

B. 4,925g

C. 6,94g

D. 3,52g

Bài giải:

⇒ m↓= 0,025.197 = 4,925g

⇒ Đáp án đúng là B

Bài tập tự luyện

Bài 1: Cho 5,9 gam amin đơn chức X tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y. Làm bay hơi dung dịch Y được 9,55g muối khan. Số công thức cấu tạo ứng với công thức phân tử X là?

A. 5

B. 4

C. 2

D. 3

Hiển thị đáp án

Cách giải:

⇒ X: C₃H₇NH₂

CH₃ – CH₂ – CH₂ – NH₂; (CH₃)₂CHNH₂; CH₃NHCH₃CH₂; (CH₃)₃N

⇒ Đáp án đúng là B

Bài 2: Trong phân tử amino axit X có 1 nhóm amino và 1 nhóm cacboxyl. Cho 15,0g X tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 19,4g muối khan. Công thức X là:

A. H₂NC₃H₆COOH

B. H₂NCH₂COOH

C. H₂NC₂H₄COOH

D. H₂NC₄H₈COOH

Hiển thị đáp án

Cách giải:

⇒ X là: H₂NCH₂COOH

⇒ Đáp án đúng là B

Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 4,40g chất hữu cơ X đơn chức thu được sản phảm cháy gồm 4,48 lít CO₂ (đktc) và 3,60g H₂O. Nếu cho 4,40g X tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ đến khi phản ứng hoàn toàn thu được 4,80g muối axit hữu cơ Y và chất hữu cơ Z. Tên của X là:

A. Etyl propionat

B. Metyl propionat

C. Isopropyl axetat

D. Etyl axetat

Hiển thị đáp án

Cách giải:

n CO₂ = n H₂O = 0,2 mol ⇒ X là este no đơn chức

⇒ R’ = 15 ⇒ Công thức cấu tạo của X là: C₂H₅COOCH₃

⇒ Đáp án đúng là B

Bài 4: Hỗn hợp X gồm HCOOH và CH₃COOH (tỉ lệ 1: 1). Lấy 5,30 gam hỗn hợp X tác dụng với 5,75g C₂H₅OH (xúc tác H₂SO₄ đặc) thu được m gam este (hiệu suất của các phản ứng este hòa đều bằng 80%). Gía trị của m là:

A. 10,12g

B. 6,48g

C. 16,20g

D. 8,10g

Hiển thị đáp án

Cách giải:

⇒ Đáp án đúng là B

Bài 5: Hỗn hợp X có khối lượng 25,1g gồm 3 chất axit axetic, axit acrylic và phenol. Lượng hỗn hợp X trên được trung hòa vừa đủ bằng 100ml dung dịch NaOH 3,5M. Khối lượng ba muối thu được sau phản ứng trung hòa là:

A. 32,80g

B. 33,15g

C. 34,47g

D. 31,52g

Hiển thị đáp án

Cách giải:

n NaOH = 0,35 mol

X: -OH + NaOH → ONa

Ta thấy cứ 1 mol X (chứa 1 nhóm –OH) khi tác dụng với 1mol NaOH thu được 1 mol muối tăng 22g so với khối lượng axit

⇒ Với 0,35mol NaOH khối lượng muối tăng = 0,35.22 = 7,7g

⇒ m muối = m X + 7,7 = 25,1 + 7,7 = 32,8g

⇒ Đáp án đúng là A

Bài 6: X là một α- aminoaxit chỉ chứa 1 nhóm –NH₂ và 1 nhóm –COOH. Cho 0,445g X phản ứng vừa đủ với NaOH tạo ra 0,555g muối. Tên gọi của X là:

A. Glyxin

B. Alanin

C. Valin

D. Gluxin

Hiển thị đáp án

Cách giải:

X: -COOH + NaOH → -COONa + H₂O

Ta có: 1mol X + 1 mol NaOH → 1 mol muối và khối lượng muối tăng so với khối lượng X là: 23-1=22g

Theo đề bài: ∆mtăng = 0,555 – 0,445 = 0,11g

⇒ nX = 0,11: 22 = 0,005 mol

MX = 0,445: 0,005 = 89 ⇒ X là glyxin (NH₂ – CH₂ – COOH)

⇒ Đáp án đúng là A

Bài 7: Thủy phân hoàn toàn 1,76g X đơn chức bằng 1 lượng vừa đủ dung dịch NaOH đun nóng được 1,64g muối Y và m gam ancol Z. Lấy m gam Z tác dụng với lượng dư CuO nung nóng đến phản ứng hoàn toàn thấy lượng chất rắn giảm 0,32g. Tên gọi của X là:

A. Etyl fomat

B. Etyl propionat

C. Etyl axetat

D. Metyl axetat

Hiển thị đáp án

Cách giải:

X là este: RCOOR’

∆m giảm = m axit – m muối = 1,76 – 1,64 = 0,12 mol

RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH

Ta có: Cứ 1mol X + 1 mol NaOH tạo ra 1 mol muối. Khối lượng muối giảm so với khối lượng axit là: R’ - 23

R’OH + CuO → Cu

Ta thấy: 1 mol ancol + 1 mol CuO tạo ra 1 mol Cu. Và khối lượng chất rắn giảm chính là khối lượng O = 16g

⇒ R’ = 29: - C₂H₅

nX = 0,02 ⇒ MX = 1,76: 0,02 = 88

⇒ R = 15: -CH₃

Vậy X là: CH₃COOC₂H₅: etylaxetat

⇒ Đáp án đúng là C

Bài 8: Để trung hòa 7,4g hỗn hợp 2 axit hữu cơ đơn chức cần 200ml dung dịch NaOH 0,5M. Khối lượng muối thu được khi cô cạn dung dịch là:

A. 9,6g

B. 6,9g

C. 11,4g

D. 5,2g

Hiển thị đáp án

Cách giải:

n NaOH = 0,5.0,2 = 0,1 mol

Axit đơn chức: RCOOH

RCOOH + NaOH → RCOONa

Ta thấy cứ 1 mol axit + 1 mol NaOH → tạo ra 1 mol muối, khối lượng muối tăng so với axit là: 23 – 1 = 22g

⇒ 0,1 mol NaOH: ∆m tăng = 0,1.22 = 2,2g

m muối = m axit + ∆m tăng = 7,4 + 2,2 = 9,6g

⇒ Đáp án đúng là A

Bài 9: Cho một anken X tác dụng hết với H₂O (H+, t°C) được chất hữu cơ Y, đồng thời khối lương bình đựng nước ban đầu tăng 4,2g. Cũng cho một lượng X như trên tác dụng với HBr vừa đủ, thu được chất Z, thấy khối lượng Y, Z thu được khác nhau 9,45g (giả sử các phản ứng xảy ra hoàn toàn). Công thức phân tử của X là:

A. C₂H₄

B. C₃H₆

C. C₄H₈

D. C₅H₁₀

Hiển thị đáp án

Cách giải:

Gọi anken là C_nH_2n

Ta có m_{bình nước tăng} = m_anken = 4,2g

Y: C_nH_2n+1OH và Z: C_nH_2n+1Br

Ta có: Cứ 1 mol X → 1 mol Y và 1 mol Z và khối lượng Z lớn hơn khối lượng Y là 80 – 17 = 63g

Theo đề bài m_Z – m_Y = 9,45g

⇒ n_X = 9,45: 63 = 0,15 mol

M_X = 4,2: 0,15 = 28 ⇒ X là: C₂H₄

⇒ Đáp án đúng là A

Bài 10: Dẫn 130cm³ hỗn hợp X gồm 2 hiđrocacbon mạch hở qua dung dịch Br₂ dư khí thoát ta khỏi bình có thể tích 100cm³, biết d X/He = 5,5 và phản ứng xảy ra hoàn toàn. Hai hiđrocacbon cần tìm là:

A. Metan, propen

B. Metan, axetilen

C. Etan, propen

D. Metan, xiclopropan

Hiển thị đáp án

Cách giải:

100cm³ thoát ra khỏi bình brom ⇒ Hỗn hợp X có ankan; Vankan = 100cm³

d X/He = 5,5 ⇒ MX = 22 ⇒ Trong X hợp chất có phân tử khối < 15

⇒ X có CH₄ (16) và V CH₄ = 100cm³

Gọi hiđrocacbon lại là C_xH_y; VC_xH_y = 130 – 100 = 30cm³

Ta có sơ đồ đường chéo:

⇒ 12x + y = 42

⇒ x = 3; y = 6

Vậy X gồm: C₃H₆ và CH₄

⇒ Đáp án đúng là A

Bài trước: Phương pháp tăng giảm khối lượng trong hóa học cực hay, có lời giải - Chuyên đề Hóa 12 Bài tiếp: Phương pháp tăng giảm khối lượng trong hóa học vô cơ hay, có lời giải - Chuyên đề Hóa 12