Giải bài tập SGK Hóa học 11 Bài 40. Ancol

A. Tóm tăt lí thuyết

1. Định nghĩa , phân loại, đồng phân, danh pháp.

-          Ancol là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm hidroxyl (OH) liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon no, công thức R(OH)

-          Phân loại :

+ Theo gốc hidrocacbon: có ancol no, ancol không no, ancol thơm.

+ Theo số lượng nhóm hidroxyl: ancol đơn chức, ancol đa chức.

+ Bậc của ancol = bậc của nguyên tử C liên kết với nhóm OH.

-          Đồng phân: Đồng phân nhóm chức, đồng phân mạch cacbon, đồng phân vị trí nhóm OH, đồng phân vị trí liên kết bội, đồng phân hình học nối đôi.

-          Danh pháp:

+ Danh pháp loại chức: Ancol + Tên gốc hidrocacbon + ic

+ Tên thay thế: Tên hidrocacbon tương ứng theo mạch chính + số chỉ vị trí + ol

2. Tính chất vật lí

Các ancol từ C₁ đến khoảng C₁₂ ở điều kiện thường là chất lỏng, từ C₁ đến C₃ tan vô hạn trong nước.

Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, độ tan trong nước của ancol đều cao hơn so với các hidrocacbon có khối lượng mol phân tử tương đương, do tạo kên kiên kết hidro giữa các phân tử ancol với nhau và giữa các phân tử ancol với nước.

3. Tính chất hóa học

a)      Phản ứng thế nguyên tử H trong nhóm OH

-          Ancol tác dụng với kim loại kiềm  M tạo ra ancolat. Phản ứng này  chứng tỏ phân tử ancol có nguyên tử hidro linh động.

-          Phản ứng riêng của glixerol: tác dụng với Cu(OH)₂ tạo phức chất tan có màu xanh lam rất đặc trưng.

b)      Phản ứng thế nhóm OH

-          Phản ứng với axit vô cơ mạnh như HX, HNO₃, H₂SO₄…

R-OH + HA → R-A + H₂O ( A là: Hal, ONO₂…)

-          Phản ứng với ancol tạo ete: R- OH + HO- R’   \[\overset{{{t}^{0}},{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}{\mathop{\to }}\,\]   R- O- R’ + H₂O

c)       Phản ứng tách nước

Ancol khi tác dụng với H₂SO₄ đặc, đun nóng ở nhiệt độ 170⁰C cho phản ứng tách nước tương tự như phản ứng tách HX từ dẫn xuất halogen.

d)      Phản ứng oxi hóa

-          Oxi hóa không hoàn toàn: Khi oxi hóa nhẹ thì ancol bậc 1 tạo anđehit ancol bậc 2 tạo xeton, ancol bậc 3 không phản ứng. Ví dụ:

R- CH₂OH + CuO →  R- CuO + Cu +  H₂O

-          Oxi hóa hoàn toàn: Ancol cháy tạo ra khí cacbonic, hơi nước và tỏa nhiều nhiệt

B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI

Câu 1: Trang 186 sgk hóa 11

Viết công thức cấu tạo và gọi tên các ancol đồng phân của nhau có công thức phân tử C₅H₁₂O

Hướng dẫn giải

Câu 2: Trang 186 sgk hóa 11

Viết các phương trình hóa học của phản ứng giữa propan-1-ol với mỗi chất sau:

a)   Natri kim loại

b)   CuO, đun nóng

c)    Axit HBr, có xúc tác. 

Trong mỗi phản ứng trên ancol giữ vai trò gì: chất khử, chất oxi hoá, axit, bazơ ?  Giải thích.

Hướng dẫn giải

Theo tên thay thế propan-1-ol có CT:  CH₃-CH₂-CH₂OH

a) 2CH₃-CH₂-CH₂OH + 2Na → 2CH₃-CH₂-CH₂ONa + H₂↑

Nguyên tử H trong ancol nhận e: 2H⁺¹ + 2e → H₂

=> Ancol đóng vai trò chất oxi hóa

b) CH₃-CH₂-CH₂OH + CuO → CH₃-CH₂-CHO + Cu + H₂O

Trong CuO : Cu⁺² + 2e → Cu

=> CuO đóng đóng vai trò chất oxi hóa

=> Ancol đóng vai trò chất khử

c) CH₃-CH₂-CH₂OH + HBr → CH₃-CH₂-CH₂Br + H₂O

Phản ứng của nhóm –OH ancol với H của HBr tạo H₂O

=> Ancol đóng vai trò bazơ

Câu 3: Trang 186 sgk hóa 11

Trình bày phương pháp hoá học để phân biệt các chất lỏng đựng trong các lọ không dán Hướng dẫn giải

	C2H5OH	C3H5(OH)3	H2O	C6H6
H2O	Tạo dung dịch đồng nhất	Tạo dung dịch đồng nhất	Tạo dung dịch đồng nhất	Phân lớp (C6H6 nổi trên mặt nước)
Cu(OH)2	Không hiện tượng	Dung dịch xanh lam	Không hiện tượng	Đã nhận biết được
CuO, to	Kết tủa Cu đỏ	Đã nhận biết được	Không hiện tượng	Đã nhận biết được

2C₃H₅(OH)₃ + Cu(OH)₂ → [C₃H₅(OH)₂O]₂Cu + 2H₂O

                       (kết tủa)     (dung dịch)

CH₃-CH₂OH + CuO → CH₃-CHO + Cu + H₂O

                    (đen)                         (đỏ)

Câu 4: Trang 186 sgk hóa 11

Từ propen và các chất vô cơ cần thiết có thể điều chế được các chất sau đây: propan-2-ol (1); propan-1,2-điol (2). Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.

Hướng dẫn giải

Propen có công thức: CH₂=CH-CH₃

(1) Điều chế propan-2-ol : CH₃CH(OH)CH₃

• Cộng HBr (Theo quy tăc Macopnhicop)

CH₃CH=CH₂  + HBr → CH₃CHBrCH₃

• Phản ứng thế Br của NaOH:

CH₃CHBrCH₃  + NaOH →  CH₃CH(OH)CH₃ + NaBr

(2) propan-1,2-điol : CH₃CH(OH)CH₂OH

• Cộng Br₂:

CH₃CH=CH₂  + Br₂ → CH₃CHBrCH₂Br  

• Phản ứng thế Br của NaOH:

CH₃CHBrCH₂Br   + 2NaOH →  CH₃CH(OH)CH₂OH + 2NaBr

Câu 5: Trang 187 sgk hóa 11

Cho 12,20 g hỗn hợp X gồm etanol và propan -1 –ol tác dụng với natri (dư) thu được 2,80 lít khí (đktc).

a)  Tính thành phần phần trăm khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp X

b)  Cho hỗn hợp X qua ống đựng CuO đun nóng. Viết phương trình hóa học của phản ứng.

Hướng dẫn giải

Gọi số mol của etanol và propan -1 –ol lần lượt là x và y (mol)

Khi cho hỗn hợp X tác dụng với natri (dư):

          2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂

(mol)          x                                     \[\frac{x}{2}\]

          2CH₃-CH₂-CH₂OH + 2Na → 2H₃-CH₂-CH₂ONa + H₂

(mol)         y                                                                     \[\frac{y}{2}\]

Theo phương trình ta có:

n_H2 = n_H2 (1) + n_H2(2) = \[\frac{x}{2}\] + \[\frac{y}{2}\] = \[\frac{2,8}{22,4}\]= 0,125

m_hh = m_c2H5OH  + m_C3H7OH  = 46x + 60y = 12,2

Giải hệ phương trình ta được: x = 0,2 (mol) ; y = 0,05 (mol)

Trong hỗn hợp X :

m_c2H5OH = 0,2 . 46 = 9,2 (g)

=> %C₂H₅OH = 75,4%

%C₃H₇OH = 100% - 75,4% - 24,6%

b) Phương trình phản ứng:

   CH₃-CH₂OH + CuO \[\overset{{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\]CH₃-CHO + Cu + H₂O

   CH₃-CH₂-CH₂OH + CuO \[\overset{{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\]CH₃-CH₂-CHO + Cu + H₂O

Câu 6: Trang 187 sgk hóa 11

Oxi hóa hoàn toàn 0,60 g một ancol A đơn chức bằng oxi không khí, sau đó dẫn sản phẩm qua bình (1) đựng H₂SO₄ đặc rồi dẫn tiếp qua bình (2) đựng dung dịch KOH. Khối lượng bình (1) tăng 0,72g; bình (2) tăng 1,32 g.

a) Giải thích hiện tượng thí nghiệm trên bằng các phương trình hóa học.

b) Tìm công thức phân tử, viết công thức cấu tạo có thể có của A

c) Khi cho ancol trên tác dụng với CuO, đun nóng thu được một anđêhit tương ứng. Gọi tên của A.

Hướng dẫn giải

a) Sản phẩm oxi hóa gồm CO₂ và H₂O đi qua bình (1) đựng H₂SO₄ đặc thì H₂O bị hấp thụ làm bình (1) tăng m_H2O = 0,72 (g) ; qua bình (2) CO₂ bị hấp thụ bởi dung dịch KOH, m_CO2 = 1,32 (g).

2C_xH_yO + \[\frac{4x+y-2}{2}\] O₂  \[\overset{{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] 2xCO₂ + yH₂O

CO₂ + 2KOH → K₂CO₃ + H₂O

b) \[{{n}_{{{H}_{2}}O}}=\frac{0,72}{18}=0,04(mol);\]

\[{{n}_{C{{O}_{2}}}}=\frac{1,32}{44}=0,03(mol)\]

Bảo toàn khối lượng: m_O(trong A) = m_A – m_C - m_H

=> m_{O (trong A)} = 0,6 – 0,03.12 – 0,04.2= 0,16 (g)

=> n_O = 0,16/16 = 0,01 (mol)

Gọi CTPT của ancol A đơn chức  là C_xH_yO : 0,01 (mol) ( Vì ancol đơn chức nên n_A = n_O)

\[=>x=\frac{{{n}_{C{{O}_{2}}}}}{{{n}_{A}}}=\frac{0,03}{0,01}=3\]

\[y=\frac{2{{n}_{{{H}_{2}}O}}}{{{n}_{A}}}=\frac{0,08}{0,01}=8\]

Vậy CTPT của A là: C₃H₈O

CTCT có thể có của A là: CH₃CH₂CH₂ OH; CH₃CH(OH)CH₃

c) A + CuO nung nóng → anđehit

=> A là ancol bậc 1

=> CTCT của A là CH₃CH₂CH₂OH: propan-1-ol

CH₃CH₂CH₂OH + CuO  \[\overset{{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] CH₃CH₂CHO + Cu↓+ H₂

Giải bài 7 trang 187 SGK Hóa học 11

Từ 1,00 tấn tinh bột có chứa 5,0% chất xơ (không bị biến đổi) có thể sản xuất được bao nhiêu lít etanol tinh khiết, biết hiệu suất chung của cả quá trình sản xuất là 80,0% và khối lượng riêng của etanol D = 0,789 g/ml
Hướng dẫn giải

Khối lượng chất xơ là: m_xơ =\[\frac{{{10}^{6}}}{100}=0,{{05.10}^{6}}\](tấn)

Khối lượng tinh bột là: m_tb = 10⁶ =0,05.10⁶ = 0,95.106 (tấn)

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆ (1)

C₆H₁₂O₆ \[\to \] 2C₂H₅OH + 2CO₂ (2)

Từ (1) và (2) ta có:

\[{{n}_{{{C}_{2}}{{H}_{5}}OH}}=2{{n}_{{{C}_{6}}{{H}_{12}}{{O}_{6}}}}=2n.{{n}_{{{C}_{6}}{{H}_{10}}{{O}_{5}}}}\]

\[=2n.\frac{0,{{95.10}^{6}}}{162n}=\frac{1,{{9.10}^{6}}}{162}\]

\[=>{{m}_{{{C}_{2}}{{H}_{5}}OH}}=\frac{1,{{9.10}^{6}}}{162}.46=\frac{87,{{4.10}^{6}}}{162}(g)\]

\[=>{{V}_{{{C}_{2}}{{H}_{5}}OH}}=\frac{m}{D}=\frac{87,4.106}{162.0,789}(ml)\]

Vì %H = 80% nên lượng ancol thực tế thu được là:
\[{{V}_{{{C}_{2}}{{H}_{5}}OH}}=\frac{87,{{4.10}^{6}}}{162.0,789}.\frac{80}{100}=0,{{547.10}^{6}}(ml)\]

  =547(l)

Giải bài 8 trang 187 SGK Hóa học 11.

Cho ancol có công thức cấu tạo:

Tên nào dưới đây ứng với ancol trên?

A. 2-metylpentan-1-ol

B. 4-metylpentan-1-ol

C. 4-metylpentan-2-ol

D. 3-metylhexan-2-ol

Hướng dẫn giải

Đáp án B
Giải bài 9 trang 187 SGK Hóa học 11
Cho 3,70 gam một ancol X no,đơn chức, mạch hở tác dụng với natri dư thấy có 0,56 lít khí thoát ra (đktc). Công thức phân tử của X là:

A. C₂H₆O

B. C₃H₁₀O

C. C₄H₁₀O

D. C₄H₈O

Hướng dẫn giải

\[{{n}_{{{H}_{2}}}}=\frac{0,56}{22,4}=0,025(mol)\]

Gọi công thức của ancol X no đơn chức, mạch hở là C_nH_2n+1OH ( n≥ 1)

PTHH: 2C_nH_2n+1OH + 2Na → 2C_nH_2n+1ONa + H₂↑

n_C2H5OH = 2n_H2 = 2.0,025 = 0,05 (mol)

\[{{M}_{{{C}_{n}}{{H}_{2n+1}}OH}}=\frac{3,7}{0,05}=74(g/mol)\]

\[=>14n+1+17=74\]

\[=>n=4\]
\[CTPT:{{C}_{4}}{{H}_{10}}O\]

Chọn C