Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Phương pháp giải Dạng 2: Bài tập về phản ứng thế ancol (50 bài tập minh họa) hay, chi tiết nhất, từ cơ bản đến nâng cao giúp học sinh nắm vững kiến thức, từ đó học tốt môn Hóa học 11.

Phương pháp giải Dạng 2: Bài tập về phản ứng thế ancol (50 bài tập minh họa)

A. Phương pháp giải

a. Thế H của nhóm OH

- Cho ancol hoặc hỗn hợp ancol tác dụng với Na, K tạo thành muối ancolat và khí H₂.

$R{\left(OH\right)}_x +\text{ x}Na\to R{\left(ONa\right)}_x +\frac{x}{2}{H}_2$

$\to n_{H_2} =\frac{x}{2}.n_{ancol}$ và $n_{Na} =2n_{H_2}$

- Dựa vào tổng số mol giữa ancol và H₂ để xác định số nhóm chức:

        + Nếu $n_{H_2} =\frac{1}{2}{n}_{ancol}$→ x = 1→ ancol đơn chức: ROH.

   (Nếu là no, đơn chức mạch hở thì công thức chung của ancol là C_nH_{2n +1} OH)

        + Nếu $n_{H_2} =n_{ancol}$→ x = 2→ ancol đa chức có 2 nhóm –OH: R(OH)₂

   (Nếu là no, đa chức mạch hở có 2 nhóm –OH thì công thức chung của ancol là C_nH_2n (OH)₂)

        + Nếu $n_{H_2} =\frac{3}{2}{n}_{ancol}$→ x = 3→ ancol đa chức có 3 nhóm –OH: R(OH)₃

   (Nếu là no, đa chức mạch hở có 3 nhóm -OH thì công thức chung của ancol là C_nH_{2n –1}(OH)₃)

Chú ý: Khi cho dung dịch ancol (với dung môi là nước) phản ứng với kim loại kiềm thì xảy ra hai phản ứng:

        2H₂O + 2Na → 2NaOH + H₂

        2R(OH)_n + 2nNa → 2R(ONa)_n + nH₂

b. Thế nhóm OH

Ancol tác dụng với các axit mạnh như  H₂SO₄ đậm đặc lạnh, HNO₃ đậm đặc, axit halogenhiđric bốc khói.

$R{\left(OH\right)}_n +nHX\stackrel{t^0}{\to }R{X}_n +n{H}_{2}O$

c. Phương pháp: Áp dụng phương pháp bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng hoặc phương pháp trung bình.

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho Na tác dụng vừa đủ với 1,24 gam hỗn hợp 3 ancol đơn chức X, Y, Z thấy thoát ra 0,336 lít khí H₂ (đktc). Khối lượng muối natri ancolat thu được là:

A. 2,4 gam

B. 1,9 gam

C. 2,85 gam

D. 3,8 gam

Hướng dẫn giải

$n_{H_2 }=\frac{0,336}{22,4}\text{= }0,015mol$

Gọi công thức chung của 3 ancol đơn chức là ROH

$\begin{array}{l}ROH+Na\to RONa+\frac{1}{2}{H}_2\\ 0,03 \leftarrow 0,015 \left(mol\right) \end{array}$

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_ancol + m_Na = m_muối + $m_{H_2}$

→ 1,24 + 0,03.23 = m_muối + 0,015.2

→ m_muối = 1,9 gam

Đáp án B

Ví dụ 2: Cho m gam hỗn hợp M gồm metanol, etanol và propenol phản ứng vừa đủ với Na thu được V lít H₂ (đktc) và (m + 3,52) gam muối. Vậy giá trị của V là:

A. 3,584

B. 1,792

C. 0,896

D. 0,448

Hướng dẫn giải

Vì các chất trong M đều là ancol đơn chức nên ta coi hỗn hợp M chỉ có một ancol ROH (n = a mol)

$\begin{array}{l}ROH+Na\to RONa+\frac{1}{2}{H}_2\\ a \to a 0,5a \left(mol\right)\end{array}$

Ta có: m_muối − m_M = a.(R+39) − a.(R+17) = 22a

⇒ 22a = m + 3,52 – m = 3,52

⇒ a = 0,16 mol

$\to n_{H_2}=0,5a=0,08 mol \to V_{H_2}=0,08.22,4=1,792\left(l\right)$

Đáp án B

Ví dụ 3: Cho 3,7 gam một ancol X no, đơn chức, mạch hở tác dụng với Na dư, thấy có 0,56 lít khí thoát ra (đktc). Công thức phân tử của X là:

A. C₂H₆O.

B. C₃H₈O.

C. C₄H₈O.

D. C₄H₁₀O.

Hướng dẫn giải

$n_{H_2} =\frac{0,56}{22,4}=0,025\left(mol\right)$

Gọi công thức tổng quát của ancol X, no, đơn chức, mạch hở là C_nH_2n+1OH.

$\begin{array}{l}{C}_n{H}_{2n+1}OH+Na\to C_n{H}_{2n+1}ONa+\frac{1}{2}{H}_2\\ 0,05 \leftarrow 0,025 \left(mol\right)\\ \to M_{ancolX} =\frac{3,70}{0,05}=74\to 14n+18=74\to n=4\end{array}$

→ Công thức của ancol X là C₄H₉OH (hay C₄H₁₀O).

Đáp án D

C. Bài tập tự luyện

Câu 1: Cho các hợp chất sau: (I) CH₃CH₂OH, (II) C₆H₅OH, (III)  NO₂C₆H₄OH                                                                             

Chọn phát biểu sai?

A. Cả 3 chất đều có nguyên tử H linh động.

B. Cả 3 đều phản ứng được với dung dịch bazơ ở điều kiện thường.

C. Cả ba chất đều phản ứng được với Na.

D. Thứ tự linh động của nguyên tử H được sắp xếp theo chiều như sau: III > II > I.

Hướng dẫn giải

B sai vì chất (I) là rượu, không tác dụng với bazơ, chỉ có phenol (có OH gắn trực tiếp với nhân thơm) mới có khả năng phản ứng với bazơ ở điều kiện thường

Đán áp B

Câu 2: Cho 0,1 mol ancol no, mạch hở X tác dụng với Na kim loại dư thu được 2,24 lít khí H₂ (đktc). Số nhóm chức của ancol X là

A. 1.          

B. 2.           

C. 3.           

D. 4.

Hướng dẫn giải

Giả sử ancol X có dạng R(OH)_x

$\begin{array}{l} R{\left(OH\right)}_x +\text{ x}Na\to R{\left(ONa\right)}_x +\frac{x}{2}{H}_2\\ 0,1 \to 0,05x \left(mol\right)\\ n_{H_2}=0,05x=\frac{2,24}{22,4} =0,1\to x=2 \end{array}$

Đáp án B

Câu 3: Cho 6,44 gam hỗn hợp 2 ancol tác dụng hết với K thấy thoát ra 1,792 lít H₂ (đktc) và thu được m gam muối kali ancolat. Tính giá trị của m?

A. 11,56

B. 12,25

C. 15,22

D. 12,52

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l}{n}_{H_2 }=\frac{1,792}{22,4}\text{= }0,08mol\\ \to n_K=2.n_{H_2 }=0,08.2=0,16mol\end{array}$

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_ancol + m_Na = m_muối+ $m_{H_2}$

→ 6,44 + 0,16.39 = m_muối+ 0,08.2

→ m_muối= 12,52 gam

Đáp án D

Câu 4: Cho 2,4 gam hỗn hợp 2 ancol đơn chức tác dụng vừa đủ với Na, thấy thoát ra 672 ml khí H₂ (đktc) và m gam muối natri ancolat. Giá trị của m là:

A. 2,94                              

B. 3,62                           

C. 4,6

D. 3,72

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l}{n}_{H_2} =\frac{0,672}{22,4}=0,03mol\\ ROH+Na\to RONa+\frac{1}{2}{H}_2\\ 0,06 \leftarrow 0,03 \left(mol\right) \end{array}$

Bảo toàn khối lượng, ta có: m_ancol + m_Na = m_muối + m_khí

 m_muối = 2,4 + 0,06.23 – 0,03.2 = 3,72 gam

 Đáp án D

Câu 5: Cho 37 gam hỗn hợp X gồm etanol, etilenglicol và glixerol phản ứng vừa đủ với Na thu được V lít H₂ (đktc) và 50,2 gam muối. Vậy giá trị của V là:

A. 6,72

B. 4,48

C. 2,24

D. 13,44

Hướng dẫn giải

Áp dụng tăng giảm khối lượng ta có:

$\begin{array}{l}{n}_{Na} =\frac{50,2-37}{22}=0,6mol\\ \to n_{H_2} =\text{ 0,6.}\frac{1}{2}=0,3mol\\ \to V=0,3.22,4=6,72lít\end{array}$

Đáp án A

Câu 6: Cho 7,8 gam hỗn hợp hai ancol đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác dụng hết với 4,6 gam Na, thu được 12,25 gam chất rắn. Hai ancol đó là

A. C₃H₅OH và C₄H₇OH.

B. C₂H₅OH và C₃H₇OH.

C. C₃H₇OH và C₄H₉OH.

D. CH₃OH và C₂H₅OH.

Hướng dẫn giải

$ROH+Na\to RONa+\frac{1}{2}{H}_2$

Bảo toàn khối lượng: m_ancol + m_Na = m_rắn + $m_{H_2}$

$$\begin{gathered} \to m_{H_2} =7,8+4,6-12,25=0,15gam \\ \begin{array}{l}\to n_{H_2} =\frac{0,15}{2}=0,075mol\\ \begin{array}{l}{n}_{ancol} =n_{H_2} =0,15mol\\ \to \overline{M} =\frac{7,8}{0,15}=52\end{array}\end{array} \end{gathered}$$

Do 2 ancol là đơn chức, kế tiếp trong dãy đồng đẳng nên 2 ancol là C₂H₅OH và C₃H₇OH

Đáp án B

Câu 7: Cho 112,5 ml ancol etylic 92% tác dụng với Na dư, đến phản ứng hoàn toàn thu được V lít H₂ đktc. Giá trị của V là: (Biết khối lượng riêng của ancol etylic nguyên chất là 0,8g/ml và của nước là 1g/ml)

A. 22,4 lít                            

B. 20,16 lít                         

C. 30,80 lít                         

D. 25,76 lít

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l}{V}_{C_2{H}_{5}OH} =112,5.92\%=103,5ml\\ \to m_{C_2{H}_{5}OH} =103,5.0,8=82,8g\\ \to n_{C_2{H}_{5}OH} =\frac{82,8}{46}\text{= }1,8mol\\ V_{H_{2}O} =112,5-103,5=9ml\\ \to m_{H_{2}O} =9g\to n_{H_{2}O} =\frac{9}{18}\text{= }0,5mol\end{array}$

Khi cho Na vào thì

$\begin{array}{l} C_2{H}_{5}OH+Na\to C_2{H}_{5}ONa+\frac{1}{2}{H}_2\\ 1,8 \to 0,9 \left(mol\right)\\ H_{2}O+Na\to NaOH+\frac{1}{2}{H}_2\\ 0,5 \to 0,25 \left(mol\right)\\ \to n_{H_2} =0,9+0,25=1,15mol\\ \to V=25,76lít\end{array}$

Đáp án D

Câu 8: Cho 6,4 gam dung dịch ancol A có nồng độ 71,875% tác dụng với lượng dư Na, thu được 2,8 lít H₂ (đktc). Số nguyên tử H có trong công thức phân tử của ancol A là:

A. 10

B. 6

C. 4

D. 8

Hướng dẫn giải

Khi cho dung dịch ancol A tác dụng với Na dư → Na phản ứng với rượu và Na phản ứng với nước.

 Theo bài ra, ta có m_ancol = 6,4 . 71,875% = 4,6 gam

$\to m_{H_{2}O}=1,8gam\to n_{H_{2}O}=0,1mol$

 Số mol khí sinh ra do Na tác dụng với nước là 0,1 : 2 = 0,05 mol.

Tổng số mol hiđro thu được là 0,125 $\to$ Số mol khí sinh ra do Na tác dụng với rượu là 0,075 mol.

 Ta có phương trình:

$\begin{array}{l}\begin{array}{l} R{\left(OH\right)}_x \to \frac{x}{2}{H}_2\\ {}_{ }\frac{0,15}{x}\leftarrow 0,075\end{array}\\ \to M_{ancol}=\frac{4,6}{\frac{0,15}{x}}=\frac{92x}{3}\\ \to x=3 \to ancollàC_3{H}_8{O}_3\end{array}$

Đáp án D

Câu 9: Ancol no, mạch hở A chứa n nguyên tử C và m nhóm OH trong cấu tạo phân tử. Cho 7,6 gam A tác dụng hết với Na cho 2,24 lít H₂ (đktc). Mối quan hệ giữa n và m là

A. 2m = 2n + 1

B. m = 2n + 2

C. 11m = 7n + 1

D. 7n = 14m + 2

Hướng dẫn giải

Gọi công thức tổng quát của rượu là C_nH_{2n+2 – m} (OH)_m 

$n_{H_{2 }}=\frac{2,24}{22,4}=0,1mol$

n_rượu = $\frac{0,1.2}{m}=\frac{0,2}{m}mol$

$C_n{H}_{2n+2–m }{\left(OH\right)}_{m }+mNa \to C_n{H}_{2n+2–m }{\left(ONa\right)}_{m }+ \frac{m}{2}{H}_2$

Ta có: $\frac{7,6}{14n+16m+2}=\frac{0,2}{m}$

$\begin{array}{l}\iff 7,6m=2,8n+3,2m+0,4\\ \iff 4,4m=2,8n+0,4\\ \iff 11m=7n+\text{ 1}\end{array}$

Đáp án C

Câu 10: Cho 10ml rượu etylic ${92}^o$ tác dụng hết với Na. Tính thể tích H₂ bay ra (đktc). Biết khối lượng riêng của rượu etylic nguyên chất là 0,80 g/ml, của nước là 1,00 g/ml.

A. 2,289 lít

B. 2,24 lít

C. 3,36 lít

D. 2,84 lít

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l} V_{C_2{H}_{5}OH}=\frac{10.92}{100}=9,2ml\\ \to m_{C_2{H}_{5}OH}=9,2.0,8= 7,36g\\ \to n_{C_2{H}_{5}OH} =\frac{7,36}{46}=0,16mol\\ V_{H_{2}O}=10–9,2=0,8ml\\ \to m_{H_{2}O} =0,8.1=0,8g\\ \to n_{H_{2}O} = \frac{0,8}{18} =\frac{2}{45}\left(mol\right)\end{array}$

$\begin{array}{l}2C_2{H}_{5}OH+2Na\to 2C_2{H}_{5}ONa+H_2 \\ 0,16 \to 0,08 \left(mol\right)\\ 2H_{2}O+2Na \to 2NaOH+H_2 \\ \begin{array}{l} \frac{2}{45} \to \frac{1}{45} \left(mol\right)\\ {\text{V}}_{H_2}=\left(0,08+ \frac{1}{45} \right).22,4 =2,289lít \end{array}\end{array}$

Đáp án A