Xác định công thức phân tử của ancol dựa vào tính chất hóa học

VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 11 bài viết Xác định công thức phân tử của ancol dựa vào tính chất hóa học, nhằm giúp các em học tốt chương trình Hóa học 11.

Nội dung bài viết Xác định công thức phân tử của ancol dựa vào tính chất hóa học:
Chủ đề 5: Xác định công thức phân tử của ancol dựa vào tính chất hóa học. Phương pháp: tính chất hóa học a)- Một ancol bất kì: – Nếu là ancol no đơn chức: – Nếu là ancol no đa chức: b) Một số ghi nhớ khi làm bài tập về ancol. Dựa vào dữ kiện đề bài phải xác định ancol đó là đơn chức hay đa chức, no hay không no. Công thức tổng quát: Ancol no đơn chức CnH2n + 2OH. Ancol no đa chức CnH2n + O2 = x(OH)x với n2x 2. Ancol không no chứa một nối đôi đơn chức: CnH2n – 1OH với n = 3. – Ancol no, mạch vòng có CTTQ: CnH2n-x(OH)x.
Ví dụ: Khi đốt cháy một ancol đơn chức cho CO2 và H2O, nếu qua đề bài tính được n CO2 = n H2O thì ancol đó là ancol không no chứa một nối đôi, nếu nH2O nCO2 ancol no đơn chức. Khi cho một ancol tác dụng với kim loại hoạt động hóa học mạnh (vừa đủ hoặc dư) nếu đề bài cho VH2 sinh ra = 2 V hơi ancol đo ở cùng nhiệt độ và áp suất thì ancol đó là ancol đơn chức. Trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol: R(OH)n + nNa → RONan + bH2.
Khi đun nóng ancol ở một nhiệt độ thích hợp có H2SO4 đậm đặc làm xúc tác cho một anken, thì ancol đó là ancol no đơn chức. + Khi đun nóng m gam một ancol B với nhiệt độ thích hợp có H2SO4 đậm đặc làm xúc tác (hiệu suất 100%) thu được m gam chất hữu cơ B, tỉ khối hơi của B so với B là 0,7. Xác định B. Vì dB = 0,7 nên MB MB do đó B là anken và ancol đó là ancol no B đơn chức. Dựa vào dữ kiện đề bài xác định số mol ancol: Nếu đề bài cho biết số mol CO2, số mol H2O và số mol O2 dùng để đốt cháy ancol đơn chức thì: n ancol = 2(n của CO2 + n của H2O) – nO tham gia phản ứng.
23. a) Cho hai ancol cùng bậc X và Y. Lấy mỗi ancol 1,15 gam cho tác dụng với Na (dư), X cho 280 cm3 hiđro, còn Y chỉ cho 214,66 cm3 hiđro. Xác định công thức cấu tạo của X và Y. Biết các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. b) Hỗn hợp M gồm hai ancol đơn chức. Chia 45,6 gam hỗn hợp M thành ba phần bằng nhau. Cho phần một tác dụng với Na (dư), được 3,36 lít khí hiđro (đktc). Cho phần hai phản ứng hoàn toàn với CuO ở nhiệt độ cao, được hỗn hợp M chứa hai anđehit (ancol chỉ biến thành anđehit). Toàn bộ lượng M phản ứng hết với Ag2O trong NH3, thu được 86,4 gam Ag. (1) Viết các phương trình phản ứng hóa học và gọi tên hai ancol trong hỗn hợp M. (2) Đốt cháy hoàn toàn phần ba, rồi cho toàn bộ sản phẩm hấp thụ hết vào 500 ml dung dịch NaOH, được 65,4 gam muối. Tính nồng độ mol/lít của dung dịch NaOH. (Trích đề thi tuyển sinh Đại học Cao đẳng năm 2005).
24. Hợp chất hữu cơ X có công thức phân tử C2H4O2. X không tác dụng với NaOH nhưng tác dụng với Na, khi cho 1,5 gam hợp chất đó tác dụng với Na thu được 0,28 lít khí hiđro (đo ở đktc). Xác định công thức cấu tạo của hợp chất X đã học. Giải: X tác dụng với Na không tác dụng với NaOH. Vậy X là ancol. Đặt công thức phân tử của X là: C2H4 – HxOz – x(OH)x. Công thức cấu tạo hợp chất X mà ta đã học là: CH2 = CH – O – OH = CH2 – CHO (không bền).
25. Hỗn hợp X gồm một ancol đơn chức no và một axit đơn chức no (CnH2n+1COOH). Chia hỗn hợp X thành ba phần bằng nhau. Phần I: Đun nóng với H2SO4 đặc, thu được 20,4 gam một este có tỉ khối đối với N2 là 3,64. Phần II: Cho tác dụng với Na (dư), thấy bay ra 5,6 lít khí H2. Phần III: Đốt cháy hoàn toàn thu được 26,88 lít CO2. a) Viết và cân bằng các phương trình phản ứng xảy ra dưới dạng tổng quát. b) Tính tổng số mol của ancol và của axit trong hỗn hợp X ban đầu. c) Xác định công thức phân tử của ancol và axit trong hỗn hợp X. (Các thể tích khí đo ở đktc. Các phản ứng xảy ra với hiệu suất 100%).
26. Hỗn hợp A gồm ancol metylic và một ancol đồng đẳng của nó. Cho 4,02 gam hỗn hợp A tác dụng với Na thấy bay ra 672ml H2 (đo ở đktc). a) Tính tổng số mol hai ancol đã tác dụng với Na. b) Đốt cháy 4,02 gam hỗn hợp A rồi cho sản phẩm vào nước vôi trong dư thì thu được bao nhiêu gam kết tủa. c) Cho 4,02 gam hỗn hợp A tác dụng với 10 gam axit axetic (CH3COOH). Tính khối lượng este thu được. Giả sử hiệu suất este hóa là 100%. Giải a) Gọi CnH2n + OH là công thức của ancol đồng đẳng. Mặt khác từ khối lượng ancol ta có: 32x + (14n + 180y) = 4,02. b) Do đó phải tính khối lượng este theo số mol ancol. + Cách 1. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng. Cách 2. Cứ một mol ancol biến thành este tăng khối lượng 42 gam.
27. Một ancol no đa chức X mạch hở có n nguyên tử cacbon và m nhóm –OH trong cấu tạo phân tử. Cho 7,6 gam ancol trên phản ứng với lượng dư natri, thu được 2,24 lít khí (ở đktc). a) Lập biểu thức liên hệ giữa n và m. b) Cho n = m + 1, tìm công thức phân tử của ancol X, từ đó suy ra công thức cấu tạo của nó. (Đề thi tuyển sinh vào trường Đại học Quốc gia Hà Nội năm 1995). 28. Hỗn hợp X gồm một ancol no đơn chức mạch thẳng A và một ancol no mạch thẳng B, được trộn theo tỉ lệ 1:1 về khối lượng. Khi cho hỗn hợp X tác dụng với Na (dư) thì thể tích hiđro sinh ra bằng 1, thể tích hiđro do A sinh ra (các thể tích đo ở cùng điều kiện t và p). Mặt khác khi đốt cháy 13,6 gam hỗn hợp khí X thì thu được 10,36 lít khí CO2 (ở đktc). a) Viết các phương trình phản ứng. b) Xác định công thức cấu tạo của A và B, cho biết tỉ khối hơi của B so với A là 4,25.
Giải: Đặt công thức của ancol no đơn chức mạch thẳng A là ROH. Đặt công thức của ancol no mạch thẳng B là R'(OH)n. Khối lượng của mỗi ancol là m gam. MB = 4,25MA. Trong cùng điều kiện tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol. Theo đầu bài 2 ancol có tỉ lệ khối lượng là 1:1 nên m = 6,8 gam. Từ phương trình (1) rút ra: m – 4,25n = 0,75. Từ phương trình (2) rút ra: 1,6m + 0,325n = 8,325. Giải hệ phương trình 2 ẩn trên ta có: n = 1 = CH3OH; m = 5 – CH2 – CH – CH – CH – CH3.
29. Cho Na tác dụng hoàn toàn với 18,8 gam hỗn hợp hai ancol no đơn chức liên tiếp trong cùng dãy đồng đẳng sinh ra 5,6 lít khí H2 (đo ở đktc). Xác định công thức phân tử hai ancol. Giải: Đặt công thức trung bình của hai ancol no đơn chức. Thay a = 0,5 vào ta có n = 1,4. Theo đầu bài hai ancol liên tiếp cùng dãy đồng đẳng nên ta có: n = 2 C2H5OH; m = 3 C3H5OH. 30. Đốt cháy hỗn hợp hai ancol đơn chức kế tiếp trong cùng dãy đồng đẳng thu được CO2 và hơi H2O có tỉ lệ thể tích VH2O : VH2O = 7 : 10. Tìm công thức cấu tạo và thành phần phần trăm số mol của các ancol trong hỗn hợp.
Giải: Vì n H O n CO nên hai ancol là ancol no đơn chức. Gọi công thức chung của hai ancol là Cn H2n + 10H. Khi đốt cháy hoàn toàn 6,44 gam một ancol no A thì thu được 2,24 gam khí co2. Mặt khác khi cho 0,1 mol A tác dụng với kali cho 3,36 lít khí (đo ở đktc). Tìm công thức phân tử, viết công thức cấu tạo của A. Giải: Đầu bài cho ancol no A, vậy gốc của ancol là gốc hiđrocacbon no có công thức tổng quát CnH2n+2. Ancol A là ancol đơn chức hay đa chức ta không biết do đó công thức tổng quát là: CnH2n+2-x(OH)x. Phải có điều kiện giữa n và x, nếu không thì ancol không bền biến thành anđehit hay axit. – Viết phương trình đốt cháy của ancol no A khi đã xác định giá trị của x. Lập phương trình đại số 6,44 gam và phương trình 9,24 gam khí CO2. Đặt công thức của ancol là: CnH2n+2-x(OH)x(n2x22).
32. Đốt cháy hoàn toàn m gam một hợp chất hữu cơ A thu được 5,28 gam CO2 và 2,7 gam H2O. a) Cho biết A thuộc hợp chất gì biết A phản ứng với Na giải phóng Hg và không phản ứng với dung dịch NaOH. b) Cho m = 2,22 gam. Tìm công thức phân tử của A. c) Viết tất cả các đồng phân cùng nhóm chức và khác nhóm chức của A ứng với công thức phân tử trên. d) Oxi hóa A với K2Cr2O7 trong dung dịch H2SO4 loãng ta được 2 chất hữu cơ B và C đều dạng mạch nhánh. Chất B cho phản ứng tráng gương chất C làm quỳ tím hóa đỏ. Xác định công thức cấu tạo đúng của A và viết các phản ứng oxi hóa. Chất hữu cơ A phản ứng với Na giải phóng H2 và không phản ứng với dung dịch NaOH thì A phải là ancol, nH2O nCO2 nên ancol là ancol đơn chức no. b) Đặt công thức hợp chất hữu cơ là CxHyOz ta có: x : y : z = 0,12 : 0,3 : 2,22. Công thức đơn giản của A (C4H10O)n.
33. a) X là ancol no, khi đốt cháy hoàn toàn 1 mol ancol X cần vừa đủ 3,5 mol O2. Hãy xác định công thức cấu tạo của X, biết rằng mỗi nguyên tử cacbon chỉ liên kết với một nhóm OH. b) Hợp chất hữu cơ mạch hở X chỉ chứa một loại nhóm chức được điều chế từ ancol X và axit đơn chức Y. Xác định công thức cấu tạo có thể có của Y và Z, biết rằng: Hỗn hợp gồm Y và Z có số mol bằng nhau phản ứng vừa hết với 20ml dung dịch NaOH 16% (d = 1,05g/ml). Khi đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp của Y và Z có số mol bằng nhau như trên, rồi cho khí cháy sinh ra hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được 62,055 gam kết tủa. c) – Xác định công thức cấu tạo đúng của Y và Z, biết rằng khi cho 3,6 gam axit Y bay hơi thì thu được 1,68 lít hơi Y ở 136,5°C và 1 atm. Cho 22,32 gam axit Y tác dụng với 8,28 gam ancol X (xúc tác: H2SO4 đặc) ta thu được 17,145 gam Z. Tính hiệu suất của phản ứng.