Giải bài tập SBT Hóa 11 Bài 42: Luyện tập: Dẫn xuất halogen, ancol, phenol

Cho lần lượt các chất C₂H₅Cl, C₂H₅OH, C₆H₅OH vào dung dịch NaOH đun nóng. Số chất phản ứng là ?

A. Không chất nào.

B. Một chất.

C. Hai chất.

D. Cả ba chất.

Phương pháp giải

Học sinh tổng hợp kiến thức về dẫn xuất halogen, ancol, phenol để trả lời yêu cầu bài toán.

Hướng dẫn giải

C₂H₅Cl và C₆H₅OH phản ứng với dung dịch NaOH đun nóng.

C₂H₅Cl + NaOH → C₂H₅OH + NaCl

C₆H₅OH + NaOH → C₆H₅ONa + H₂O

Đáp án cần chọn là C.

Đun chất

với dung dịch NaOH có dư. Sản phẩm hữu cơ thu được là chất nào dưới đây ?

Phương pháp giải

Xem lại lí thuyết về phenol

Nguyên tử -Cl gắn ngoài vòng sẽ bị thay thế bởi nhóm -OH, còn nguyên tử -Cl gắn trực tiếp vào vòng thì không phản ứng.

Hướng dẫn giải

Sản phẩm thu được là 

Viết phương trình phản ứng hóa học thực hiện các biến hóa dưới đây. Ghi rõ điều kiện của phản ứng (nếu có).

Phương pháp giải

Học sinh tổng hợp kiến thức về dẫn xuất halogen, ancol, phenol để viết các PTHH.

Hướng dẫn giải

Cho chất sau lần lượt tác dụng với

1. Na

2. dung dịch NaOH

3. dung dịch HBr

4. CuO (đun nóng nhẹ).

Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra.

Phương pháp giải

Học sinh tổng hợp kiến thức về ancol , phenol để viết PTHH

Hướng dẫn giải

Chất A là một ancol no, đơn chức, mạch hở. Đun m gam A với H₂SO₄ đặc ở 170^oC thu được 17,85 gam anken (hiệu suất 85%). Cũng m gam A khi tác dụng với HBr tạo ra 36,9 gam dẫn xuất brom (hiệu suất 60%).

1. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo và tên của ancol A.

2. Tính giá trị m.

Phương pháp giải

Hướng dẫn giải

1. Nếu hiệu suất các phản ứng là 100% thì :

- Khối lượng anken thu được là: \(\dfrac{{17,85.100}}{{85}}\) = 21(g).

- Khối lương dẫn xuất brom thu đươc là: \(\dfrac{{36,9.100}}{{60}}\) = 61,5(g)

\({C_n}{H_{2n + 1}}OH\) \(\xrightarrow[{{{170}^0}C}]{{{H_2}S{O_4}}}\)\({C_n}{H_{2n}} + {H_2}O\)

x mol                                              x mol

\({C_n}{H_{2n + 1}}OH + HB{\rm{r}} \to {C_n}{H_{2n + 1}}B{\rm{r}} + {H_2}O\)

x mol                                         x mol

14nx = 21 ; (14n + 81)x = 61,5

→ x = 0,5 ; n = 3. 

Ancol A có CTPT C₃H₈O và có CTCT

CH₃ - CH₂ - CH₂ - OH ( propan-1-ol ) hoặc CH₃-CH(OH)-CH₃ ( propan-2-ol )

2. m = 0,5.60 = 30 (g)

Chất A là một ancol có mạch cacbon không phân nhánh. Đốt cháy hoàn toàn m gam A, người ta thu được 2,24 lít CO₂ (đktc) và 2,25g H₂O. Mặt khác, nếu cho 18,55 g A tác dụng hết với natri, thu được 5,88 lít H₂ (đktc).

1. Hãy xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo và tên của chất A.

2. Tính giá trị m.

Phương pháp giải

- So sánh số mol H₂O và CO₂ để kết luận đặc điểm của ancol (số mol H₂O tạo thành > số mol CO₂. Vậy, A phải là ancol no, mạch hở.)

- Gọi A có dạng: C_nH_2n+2-x(OH)_x hay C_nH_2n+2O_x

- Viết PTHH: 

Hướng dẫn giải

Một bình kín dung tích 5,6 lít có chứa hỗn hợp hơi của hai ancol đơn chức và 3,2g O₂. Nhiệt độ trong bình là 109,2^oC, áp suất trong bình là 0,728 atm.

Bật tia lửa điện để đốt cháy hoàn toàn hai ancol, sau phản ứng nhiệt độ trong bình là 136,5^oC và áp suất là p atm.

Dẫn các chất trong bình sau phản ứng qua bình (1) đựng H₂SO₄ đặc (dư), sau đó qua bình (2) đựng dung dịch NaOH (dư), thấy khối lượng bình (1) tăng 1,26 g, khối lượng bình (2) tăng 2,2 g.

1. Tính p, biết rằng thể tích bình không đổi.

2. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo, phần trăm khối lượng và gọi tên từng chất trong hỗn hợp ancol biết rằng số mol của ancol có phân tử khối nhỏ hn gấp 2 lần số mol của ancol có phân tử khối lớn hơn.

Phương pháp giải

1. Đổi thể tích hỗn hợp khí trong bình trước phản ứng về đktc dựa vào công thức: \({V_o} = \dfrac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}}.\dfrac{{{T_o}}}{{{p_o}}}\)

- Tính số mol các chất trước phản ứng.

- Viết PTHH: 

\(\begin{array}{l}
{C_x}{H_y}O + (x + \dfrac{y}{4} - \dfrac{1}{2}){O_2} \to xC{O_2} + \dfrac{y}{2}{H_2}O\\
{C_{x'}}{H_{y'}}O + (x' + \dfrac{{y'}}{4} - \dfrac{1}{2}){O_2} \to x'C{O_2} + \dfrac{{y'}}{2}{H_2}O\\
{H_2}S{O_4} + n{H_2}O \to {H_2}S{O_4}.n{H_2}O\\
2NaOH + C{O_2} \to N{a_2}C{O_3} + {H_2}O
\end{array}\)

- Dựa theo PTHH, tính toán, tính số mol các chất sau phản ứng.

- Dựa vào công thức : \(\dfrac{{pV}}{T} = \dfrac{{{P_o}V{'_o}}}{{{T_o}}} \Rightarrow p = \dfrac{{{P_o}V{'_o}}}{{{T_o}}}.\dfrac{T}{V}\) → p

2. Giả sử C_xH_yO có PTK nhỏ hơn C_x'H_y'O ; như vậy số mol C_xH_yO sẽ là 0,02 và số mol C_x'H_y'O là 0,01.

- Biện luận x, y, và  x',  y' theo dữ kiện đề bài → trả lời yêu cầu bài toán.

Hướng dẫn giải

1. Đổi thể tích hỗn hợp khí trong bình trước phản ứng về đktc :

Khi 2 ancol cháy :

\(\begin{array}{l}
{C_x}{H_y}O + (x + \dfrac{y}{4} - \dfrac{1}{2}){O_2} \to xC{O_2} + \dfrac{y}{2}{H_2}O\\
{C_{x'}}{H_{y'}}O + (x' + \dfrac{{y'}}{4} - \dfrac{1}{2}){O_2} \to x'C{O_2} + \dfrac{{y'}}{2}{H_2}O\\
{H_2}S{O_4} + n{H_2}O \to {H_2}S{O_4}.n{H_2}O\\
2NaOH + C{O_2} \to N{a_2}C{O_3} + {H_2}O
\end{array}\)

\({m_{{O_2}du}} = {m_{{O_2}ban{\rm{d}}au}} + {m_{Ot{\rm{r}}ong{\rm{a}}ncol}} - {m_{Ot{\rm{r}}ong{H_2}O}} - {m_{Ot{\rm{r}}ongC{O_2}}}\)

= 3,2 + 0,03.16 - 0,07.16 - 0,05.32 = 0,96 (g).

Số mol O₂ còn dư : \(\dfrac{{0,96}}{{32}}\) = 0,03 (mol).

Tổng số mol các chất trong bình sau phản ứng :

0,07 + 0,05 + 0,03 = 0,15 (mol).

Thể tích của 0,15 mol khí ở đktc là : V₀ = 0,15.22,4 = 3,36 (lít).

Thực tế, sau phản ứng V = 5,6 lít.

\(\dfrac{{pV}}{T} = \dfrac{{{P_o}V{'_o}}}{{{T_o}}} \Rightarrow p = \dfrac{{{P_o}V{'_o}}}{{{T_o}}}.\dfrac{T}{V} = \dfrac{{1.3,36}}{{273}}.\dfrac{{(273 + 136,5)}}{{5,6}} = 0,9(atm)\)

2. Giả sử C_xH_yO có PTK nhỏ hơn C_x'H_y'O ; như vậy số mol C_xH_yO sẽ là 0,02 và số mol C_x'H_y'O là 0,01.

Số mol CO₂ sẽ là 0,02x + 0,01x' = 0,05 (mol) hay 2x + x' = 5.

x và x' là số nguyên : x = 1 ; x' = 3

hoặc x = 2 ; x' = 1

Cặp x = 2 ; x' = 1 loại vì trái với điều kiện : C_xH_yO có PTK nhỏ hơn C_x'H_y'O

Vậy, một ancol là CH₄O và chất còn lại C₃Hy'O.

Số mol H₂O là 0,02.2 + 0,01.\(\dfrac{{y'}}{2}\) = 0,07 (mol).

→ y' = 6 → Ancol còn lại là C₃H₆O.

% về khối lượng của CH₄O hay CH₃ - OH (ancol metylic) :

\(\dfrac{{0,02.32}}{{0,02.32 + 0,01.58}}\).100% = 52,46%.

% về khối lượng của C₃H₆O hay CH₂ = CH - CH₂ - OH (ancol anlylic) : 100,00% - 52,46% = 47,54%.