Bài tập về phản ứng tách nước

VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 11 bài viết Bài tập về phản ứng tách nước, nhằm giúp các em học tốt chương trình Hóa học 11.

Nội dung bài viết Bài tập về phản ứng tách nước:
a) Tách nước từ một phân tử ancol: CnH2n+1O = CnH2n + H2O (n > 2); nancol = nanken = nH2O. Nếu bài toán cho tách nước hoàn toàn hỗn hợp các ancol thu được các anken tương ứng thì đó là các ancol no, đơn chức (C >= 2) Nếu tách nước hai ancol thu được hai anken đồng đẳng liên tiếp (không kể đồng phân hình học) thì hai ancol ban đầu là hai ancol no, đơn chức kế tiếp trong dãy đồng đẳng. Số mol CO2 sinh ra do đốt cháy anken cũng là số mol CO2 sinh ra do đốt cháy ancol vì số nguyên tử cacbon không thay đổi. Tách nước ancol bậc I và ancol có trục đối xứng đi qua nhóm OH thì thu được một anken (không kể đồng phân hình học).
Các ancol còn lại khi tách nước thường cho hai anken (không kể đồng phân hình học) trong đó sản phẩm chính tuân theo quy tắc Zai – xép: Nhóm -OH tách ra cùng với nguyên tử H của cacbon lân cận có bậc cao hơn sẽ tạo ra sản phẩm chính. Nếu kể cả đồng phân hình học thì có thể thu được 3 hoặc 4 anken tùy theo cấu tạo của phân tử ancol. Hai ancol đồng phân (cùng C) khi tách nước cũng có thể chỉ cho 1 anken (không kể đồng phân hình học).
Ví dụ 1: Tách nước hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai ancol thu được hai anken. Đốt cháy hoàn toàn hai anken này rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch nước vôi trong dư, thấy khối lượng dung dịch này giảm 22,8 gam. Mặt khác, nếu cho m gam X ở trên tác dụng với Na dư thì thu được 2,8 lít H2 (đktc). Công thức của ancol có khối lượng mol nhỏ hơn là A. C2H6O B. C3H8O C. C3H6O D. C4H10O. Giải: Tách nước hoàn toàn hai ancol thu được hai anken, đồng đẳng liên tiếp, hai ancol ban đầu là hai ancol no, đơn chức liên tiếp nhau trong dãy đồng đẳng (C >= 2). Đáp án A.
Ví dụ 2: Hiđrat hóa hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon thu được hai ancol no, đơn chức, mạch hở đồng đẳng liên tiếp. Đốt cháy hoàn toàn hai ancol này rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2 (dư) thấy có 118,2 gam kết tủa xuất hiện. Giá giá trị của m là A. 8,4 B. 4,2 C. 12,6 D. 16,8.
b) Tách nước từ hai phân tử ancol: Nếu bài toán cho tách nước một hỗn hợp gồm n ancol đơn chức (giả sử các ancol tham gia phản ứng với cùng một hiệu suất) khi đó để đơn giản khi tính toán ta nên thay hỗn hợp các ancol bằng một ancol trung bình ROH. Số ete thu được khi tách n phân tử ancol là n(n + 1)/2 trong đó có n ete đối xứng. Nếu bài toán cho các ete có số mol bằng nhau thì suy ra các ancol cũng có số mol bằng nhau. Vì ancol và ete có số nguyên tử cacbon bằng nhau nên số mol CO2 sinh ra khi đốt ancol bằng số mol CO2 sinh ra khi đốt ete. Nếu cho hỗn hợp thu được sau phản ứng tác dụng với Na thì ancol dư (nếu có) và H2O có phản ứng còn ete không phản ứng vì không có nhóm OH.
Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp X gồm hai ancol thuộc cùng dãy đồng đẳng, cần dùng 11,76 lít O2 (đktc), sinh ra 7,84 lít CO2 (đktc). Mặt khác, đun nóng lượng X trên với H2SO4 đặc ở nhiệt độ thích hợp để chuyển hết thành ete thì khối lượng ete thu được là bao nhiêu gam?
Ví dụ 2: 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 (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. Giải: Vì nCO2 = nH2O nên ete đem đốt là ete có chứa một nối đôi trong phân tử và được tạo bởi hai gốc ancol khác nhau. Đặt công thức của ete là CnH2nO. Công thức của ete là CH3OCH2CH=CH2. Công thức của hai ancol là CH3OH và CH2=CHCH2OH. Đáp án D.
Ví dụ 3: Đun nóng hỗn hợp gồm hai ancol đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng với H2SO4 đặc ở 140°C. Sau khi các phản ứng kết thúc, thu được 6 gam hỗn hợp gồm ba ete và 1,8 gam nước. Công thức phân tử của hai rượu trên là A. CH3OH và C2H5OH. B. C2H5OH và C3H7OH. C. C3H5OH và C4H7OH. D. C3H7OH và C4H9OH. (Đề thi tuyển sinh Đại học năm 2008 – Khối B).
Ví dụ 4: Hỗn hợp X gồm hai ancol đơn chức, mạch hở thuộc cùng dãy đồng đẳng và 3 ete tạo ra từ hai ancol đó. Đốt cháy hoàn toàn m gam X cần vừa đủ V lít O2 (đktc), thu được 0,81 mol CO2 và 0,99 mol H2O. Giá trị của m và V lần lượt là A. 14,58 và 27,216. B. 16,20 và 27,216. C. 14,58 và 29,232. D. 16,20 và 29,232. Đáp án A.
Ví dụ 5: Chia hỗn hợp gồm hai ancol đơn chức X và Y (phân tử khối của X nhỏ hơn của Y) là đồng đẳng kế tiếp thành hai phần bằng nhau: – Đốt cháy hoàn toàn phần 1 thu được 5,6 lít CO2 (đktc) và 6,3 gam H2O. – Đun nóng phần 2 với H2SO4 đặc ở 140°C tạo thành 1,25 gam hỗn hợp ba ete. Hoá hơi hoàn toàn hỗn hợp ba ete trên, thu được thể tích hơi bằng thể tích của 0,42 gam N2 (trong cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). Hiệu suất phản ứng tạo ete của X, Y lần lượt là?