Dạng bài tập phản ứng cộng của anđehit

DẠNG BÀI TẬP PHẢN ỨNG CỘNG CỦA ANDEHIT

A. Lý thuyết

Do trong phân tử luôn có liên kết bội (ở nhóm chức cacbonyl) nên các anđehit và xeton đều có khả năng tham gia phản ứng cộng H2. Vì phản ứng của xeton có đặc điểm hoàn toàn tương tự với phản ứng cộng H2 của anđehit nên ở đây chỉ đề cập đến phản ứng cộng H2 vào anđehit.

R(CHO)x + xH2 → R(CH2OH)x (xúc tác Ni, t0)

Bài tập về phản ứng cộng H2 của anđehit, xeton thường gắn liền với bài tập ancol tác dụng với Na.

Chú ý:

1. Trong phản ứng của anđehit với H2: Nếu gốc R có các liên kết pi thì H2 cộng vào cả các liên kết pi đó.

2. Dựa vào tỉ lệ số mol H2: anđehit có thể xác định được loại anđehit. Thường gặp nhất là các trường hợp:

+ nH2 : nanđehit = 1 → anđehit no, đơn chức, mạch hở: CnH2nO.

+ nH2 : nanđehit = 2 → anđehit thuộc loại đơn chức, mạch hở, có 1 liên kết đôi C=C (CnH2n-2O) hoặc anđehit no, mạch hở, 2 chức (CnH2n-2O2).

Phản ứng cộng H2 vào xeton có đặc điểm tương tự như của anđehit.

B. Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1: Cho hỗn hợp HCHO và H2 đi qua ống đựng bột Ni nung nóng. Dẫn toàn bộ hỗn hợp thu được sau phản ứng qua bình đựng nước, thấy khối lượng bình tăng 23,6g. Lấy dung dịch trong bình cho tác dụng hết với dung dịch AgNO3 trong NH3 dư thu được 43,2g Ag kim loại. Khối lượng CH3OH tạo ra trong phản ứng cộng hợp hiđro của HCHO là:

A. 16,6g B. 12,6g C. 20,6g D. 2,06g

Hướng dẫn giải

HCHO + H2 -> CH3OH (1)

Hỗn hợp sản phẩm thu được gồm CH3OH và HCHO có khối lượng là 23,6g.

Cho hỗn hợp sản phẩm tác dụng AgNO3/ NH3

HCHO + Ag2O CO2 + H2O + 4Ag (2)

nHCHO = nAg = x = 0,1 mol
mHCHO = 0,1 x 30 = 3,0 (g)

Đáp án C

Ví dụ 2. Đun nóng V lít hơi anđehit X với 3V lít khí H2 (xúc tác Ni) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn chỉ thu được một hỗn hợp khí Y có thể tích 2V lít (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). Ngưng tụ Y thu được chất Z ; cho Z tác dụng với Na sinh ra H2 có số mol bằng số mol Z đã phản ứng. Chất X là anđehit
A. no, hai chức.

B. không no (chứa một nối đôi C=C), hai chức.

C. no, đơn chức.

D. không no (chứa một nối đôi C=C), đơn chức.

Hướng dẫn giải

Tỉ lệ thể tích = tỉ lệ số mol => V lít hơi andehit X + 3V lít H2 => 2 V lít Y

PT : Andehit : X “ CnH2n+2 – 2aOz + aH2 => CnH2n+2Oz “a là tổng pi + vòng”

Ban đầu V lít 3V “Andehit hết vì Ni nung nóng”

Pứ V lít aV lít V lít

Sau pứ 0 3 – aV V

V sau pứ = VH2”dư” + VCnH2n+2Oz “tạo thành” = 3V – aV + V = 4V – aV

mà đề cho V sau pứ = VY = 2V = a = 2 => 4V – aV = 2V<= > a = 2

=> X có 2 pi

“Với bài andehit pứ với H2 <=> tương tự với dạng bài cracking ankan

Mặt khác Y là rượu CnH2n+2 Oz và H2 dư => Ngưng tụ => Z là CnH2n+2Oz

Và n Rượu = nH2 => Rượu có 2 nhóm OH hay Andehit có 2 gốc CHO “vừa đủ 2 pi” => Andehit no , 2 chức => C

Ví dụ 3. Hiđro hóa hoàn toàn 2,9 gam một anđehit A được 3,1 gam ancol. A có công thức phân tử là

A. CH2O. B. C2H4O. C. C3H6O. D. C2H2O2.

Hướng dẫn giải

Pứ andehit + H2 => Ancol

=> mH2 = mAncol – mAndehit = 0,2 mol

n andehit = n Ancol = nH2 / x

(Với x là số liên kết pi trong andehit, và H2 cộng vào liên kết pi)

nAndehit = 0,1/x

=> Mandehit = 29x

A,B,C đều có 1pi => x = 1 => A đúng

D có 2 pi => x = 2 nhưng M = 58 # 56

Mẹo . Chỉ có 1 andehit duy nhất có M = 29 là HCHO hay CH2O => A

Ví dụ 4. Thể tích H2 (0oC và 2 atm) vừa đủ để tác dụng với 11,2 gam anđehit acrylic là

A. 4,48 lít. B. 2,24 lít. C. 0,448 lít. D. 0,336 lít.

Hướng dẫn giải

Andehit acrylic : CH2 = CH – CHO có M = 56

=> n andehit = 0,2 mol

Theo CT bài trên => nandehit = nH2 / 2 => nH2 = 0,4 mol

Theo CT : n = P.V / (T.0,082) <=> 0,4 = 2.V / (273.0,082)

<=> V= 4,48 lít => A

Ví dụ 5. Cho 14,6 gam hỗn hợp 2 anđehit đơn chức, no liên tiếp tác dụng hết với H2 tạo 15,2 gam hỗn hợp 2 ancol.

a. Tổng số mol 2 ancol là

A. 0,2 mol. B. 0,4 mol. C. 0,3 mol. D. 0,5 mol.

b. Khối lượng anđehit có KLPT lớn hơn là

A. 6 gam. B. 10,44 gam. C. 5,8 gam. D. 8,8 gam.

Hướng dẫn giải

a. Andehit đơn chức, no => x = 1 “1 pi trong gốc CHO”

=> nAncol = nH2 = (mAncol – mAndehit)/2 = 0,3 mol

=> C

b. nAndehit = nH2 = 0,3 mol ;

Andehit no đơn chức => CT : CnH2nO “n trung bình”

M = 14n + 16 = 14,6 / 0,3 => n = 2,33

=> andehit là : CH3CHO và C2H5CHO

Gọi x , y lần lượt là số mol của CH3CHO và C2H5CHO

Ta có x + y = 0,3 ; 2x + 3y = 2,33.0,3

và Công thức n trung bình = (a.x + by)/(x+y) ( Với a , b lần lượt là số C)

y = 0,1 => m C2H5CHO = 5,8 g

C. Bài tập tự luyện:

Câu 1: Để hiđro hoá hoàn toàn 0,025 mol hỗn hợp X gồm hai anđehit có khối lượng 1,64 gam, cần 1,12 lít H2 (đktc). Mặt khác, khi cho cũng lượng X trên phản ứng với một lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 thì thu được 8,64 gam Ag. Công thức cấu tạo của hai anđehit trong X là:

A. CH2=C(CH3)-CHO và OHC-CHO.

B. OHC-CH2-CHO và OHC-CHO.

C. CH2=CH-CHO và OHC-CH2-CHO.

D. H-CHO và OHC-CH2-CHO.

Câu 2: Cho hỗn hợp HCHO và H2 qua ống đựng bột Ni nung nóng. Toàn bộ sản phẩm thu được đem hoà tan trong bình đựng nước lạnh thấy khối lượng bình tăng 1,564 gam. Thêm tiếp dung dịch AgNO3/NH3 đến dư và đun nhẹ thì thu được 7,776 gam Ag. Hiệu suất phản ứng hiđro hoá là

A. 20% B. 64% C. 80% D. 36%

Câu 3: Hỗn hợp X gồm meanal và etanal . Cho 10,4 gam hỗn hợp X tác dụng với lượng dư AgNO3/NH3 thu được 108 gam kết tủa. H i 10,4 gam hỗn hợp X phản ứng được tối đa với bao nhiêu lít H2 ở đktc (xúc tác Ni,to).

A. 8,96 lít B. 11,2 lít C. 4,48 lít D. 6,72 lít

Câu 4: Hiđro hóa 3 gam hỗn hợp X gồm 2 anđehit no, đơn chức kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng được 3,16 gam hỗn hợp Y gồm 2 ancol và 2 anđehit dư. Hai anđehit đó là:

A. C2H5CHO và C3H7CHO. B. HCHO và CH3CHO.

C. CH3CHO và C2H5CHO D. C3H7CHO và C4H9CHO.

Câu 5: Đun nóng hỗn hợp X gồm 0,1 mol axeton; 0,08 mol propenal; 0,06 mol isopren và 0,32 mol hiđro có Ni làm xúc tác thu hỗn hợp khí và hơi Y. Tỉ khối của Y so với không khí là 375/203. Hiệu suất hiđro đã tham gia phản ứng cộng là:

A. 93,75% B. 87,5% C. 80% D. 75,6%

Câu 6: Hỗn hợp A gồm 0,1 mol anđehit metacrylic và 0,3 mol khí hiđro. Nung nóng hỗn hợp A một thời gian, có mặt chất xúc tác Ni, thu được hỗn hợp hơi B gồm hỗn hợp các ancol, các anđehit và hiđro. Tỉ khối hơi của B so với He bằng 95/12. Hiệu suất của phản ứng hiđro hóa anđehit metacrylic là

A. 100% B. 70% C. 65% D. 80%

Câu 7: Cho hỗn hợp (HCHO và H2 dư) đi qua ống đựng bột Ni đun nóng thu được hỗn hợp X. Dẫn toàn bộ sản phẩm thu được vào bình nước lạnh thấy khối lượng bình tăng 5,9 gam. Lấy toàn bộ dung dịch trong bình cho tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư thu được 10,8 gam Ag. Khối lượng ancol có trong X là giá trị nào dưới đây?

A. 8,3 gam. B. 5,15 gam. C. 9,3 gam. D. 1,03 gam.

Câu 8: Hỗn hợp X gồm 0,1 mol anđehit metacrylic và 0,3 mol khí hiđro. Nung nóng hỗn hợp X một thời gian, có mặt chất xúc tác Ni thu được hỗn hợp hơi Y có tỉ khối hơi so với He bằng 95/12. Dẫn toàn bộ hỗn hợp Y qua dung dịch brom dư thì thấy hết a mol Br2. Giá trị của a là:

A. 0,04. B. 0,02. C. 0,20. D. 0,08.

Câu 9: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm 2 Anđehit no đơn chức mạch hở thu được 0,4 mol CO2. Mặt khác, hiđro hoá hoàn toàn cùng lượng hỗn hợp X ở trên cần 0,2 mol H2 và thu được hỗn hợp 2 ancol. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 ancol trên thì thu được số mol H2O là:

A. 0,6 B. 0,8 C. 0,4 D. 0,2

Câu 10: Hỗn hợp A gồm 0,1 mol anđehit metacrylic và 0,3 mol khí hiđro. Nung nóng hỗn hợp A một thời gian, có mặt chất xúc tác Ni, thu được hỗn hợp hơi gồm hỗn hợp các ancol, các anđehit và hiđro. Tỷ khối hơi của B so với He bằng 95/12. Hiệu suất anđehit metacrylic đã tham gia phản ứng cộng hiđro là

A. 100% B. 80% C. 70% D. 65%

Câu 11: Cho hỗn hợp khí X gồm HCHO và H2 đi qua ống sứ đựng bột Ni nung nóng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Y gồm hai chất hữu cơ. Đốt cháy hết Y thì thu được 11,7 gam H2O và 7,84 lít khí CO2 (ở đktc). Phần trăm theo thể tích của H2 trong X là:

A. 46,15%. B. 35,00%. C. 53,85%. D. 65,00%.

Câu 12: 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:

A. 10,5. B. 8,8. C. 24,8. D. 17,8.

Câu 13: X là hỗn hợp gồm H2 và hơi của hai anđehit (no, đơn chức, mạch hở, phân tử đều có số nguyên tử C nh hơn 4), có tỉ khối so với hidro là 4,7. Đun nóng 2 mol X (xúc tác Ni),tới khi các phản ứng hoàn toàn được hỗn hợp Y có tỉ khối hơi so với hidro là 9,4. Thu lấy toàn bộ các ancol trong Y rồi cho tác dụng với Na (dư), được V lít H2 (đktc). Giá trị của V là:

A. 13,44. B. 5,6. C. 11,2. D. 22,4

Câu 14: Cho 0,03 mol hỗn hợp X (có khối lượng 1,38 gam) gồm hai anđehit đơn chức tráng bạc hoàn toàn thì thu được 8,64 gam bạc. Mặt khác m gam X phản ứng tối đa với 4,704 lít H2 (ở đktc) khi có Ni xúc tác, đun nóng. Giá trị của m là:

A. 9,660. B. 4,830. C. 5,796. D. 4,140

Câu 15: Một hỗn hợp X gồm axetilen, anđehit fomic, axit fomic và H2. Lấy a mol hỗn hợp X cho qua Ni, đốt nóng thu được hỗn hợp Y gồm các chất hữu cơ và H2. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y rồi hấp thụ hết sản phẩm cháy bằng nước vôi trong dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 15 gam kết tủa và khối lượng dung dịch nước vôi giảm 3,9 gam. Giá trị của a là:

A. 0,10. B. 0,50. C. 0,25. D. 0,15.

Đáp án: