Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Phương pháp giải Dạng 4: Bài tập về phản ứng oxi hóa không hoàn toàn (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 4: Bài tập về phản ứng oxi hóa không hoàn toàn (50 bài tập minh họa)

A. Phương pháp giải

- Ancol bậc I bị oxi hóa thành anđehit

$R-C{H}_{2}OH+CuO\stackrel{t^0}{\to }RCHO+Cu+H_{2}O$

- Ancol bậc II bị oxi hóa thành xeton

$R-CH\left(OH\right)-R\text{'}+CuO\stackrel{t^o}{\to }R-CO-R\text{'}+Cu+H_{2}O$

- Ancol bậc III bị oxi hóa gãy mạch cacbon.

Nhận xét: Khối lượng chất rắn giảm = m_{CuO (phản ứng)} – m_{Cu (tạo thành)}

- Phương pháp giải:

+ Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố ta có:

          $n_{ancol}= n_{anehit}= n_{CuO}= n_{Cu}=\frac{m_{CR giam}}{16}=\frac{m_{sp}-m_{ancol bd}}{16}$      

+ Sản phẩm gồm anđehit, nước, ancol dư cho tác dụng với Na dư thì

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Oxi hoá ancol đơn chức X bằng CuO (đun nóng), sinh ra một sản phẩm hữu cơ duy nhất là xeton Y (tỉ khối hơi của Y so với khí hiđro bằng 29). Công thức cấu tạo của X là

A. CH₃ – CH(OH) – CH₃                                    

B. CH₃ – CH₂ – CH₂OH

C. CH₃ – CH₂ – CH(OH) – CH₃                          

D. CH₃ – CO – CH₃

Hướng dẫn giải  

Vì oxi hoá ancol đơn chức X tạo xeton Y nên X là ancol đơn chức bậc 2

$R-CH\left(OH\right)-R\text{'}+CuO\stackrel{t^o}{\to }R-CO-R\text{'}+Cu+H_{2}O$

$M_Y =R+28+R’=29.2=58\to R+R’=30$

Chỉ có R = 15, R’ = 15 là thoả mãn

$\to$ Xeton Y là CH₃ – CO – CH₃

$\to$Công thức cấu tạo của ancol X là CH₃ – CH(OH) – CH₃

Đáp án A

Ví dụ 2: Cho m gam một ancol no, đơn chức qua bình đựng CuO dư, nung nóng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng chất rắn trong bình giảm 0,32 gam. Hỗn hợp thu được có tỉ khối đối với hiđro là 15,5. Giá trị của m là:

A. 0,92

B. 0,32

C. 0,62

D. 0,46

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l}{C}_n{H}_{2n+1}C{H}_{2}OH+CuO\stackrel{t^0}{\to }{C}_n{H}_{2n+1}CHO+Cu+H_{2}O\\ x x x x \end{array}$

m_{chất rắn giảm} = m_CuO – m_Cu = 3,2 gam

$x= \frac{m_{CuO}-m_{Cu}}{80-64} =\frac{0,32}{16}=0,02mol$

Do phản ứng xảy ra hoàn toàn nên ancol hết, sản phẩm chỉ có anđehit và hơi nước nên ta có:

$\begin{array}{l}\frac{(14n+30).0,02+18.0,02}{0,04}=15,5.2\\ \to n=1\to C_2{H}_{5}OH\end{array}$                                                                  

 $\to$m = 0,02.46 = 0,92 gam.

Đáp án A

Ví dụ 3: Oxi hóa 6 gam ancol đơn chức X bằng CuO (lấy dư) thu được 5,8 gam một anđehit. Vậy X là

A. CH₃CH₂OH

B. CH₃CH(OH)CH₃

C. CH₃CH₂CH₂OH

D. CH₃CH₂CH₂CH₂OH

Hướng dẫn giải

Gọi ancol X có dạng RCH₂OH (oxi hóa tạo anđehit $\to$ ancol bậc 1)

$\begin{array}{l}RC{H}_{2}OH+CuO\stackrel{t^0}{\to }RCHO+Cu+H_{2}O\\ a a \end{array}$

Ta có: n_ancol = n_anđehit = a mol

$\begin{array}{l}\to a=\frac{6}{R+31}=\frac{5,8}{R+29}\\ \to R=29\end{array}$

Ancol X là C₂H₅CH₂OH

Đáp án C

C. Bài tập tự luyện

Câu 1: Có bao nhiêu đồng phân C₄H₁₀O khi tác dụng với CuO nung nóng sinh ra anđehit?

A. 3

B. 4

C. 2

D. 1 

Hướng dẫn giải

Ancol bậc I tác dụng với CuO nung nóng sinh ra anđehit

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂OH

CH₃-CH(CH₃)-CH­₂OH

Có 2 đồng phân

Đáp án C

Câu 2: Oxi hoá 4 gam ancol mạch hở, đơn chức A bằng oxi (xt, $t^o$) thu được 5,6 gam hỗn hợp gồm xeton, ancol dư và nước. Phần trăm ancol A bị oxi hóa là:

A. 80%

B. 72%

C. 75%

D. 90%

Hướng dẫn giải

Bảo toàn khối lượng: $n_{O_2}$_{phản ứng} = m_{hh sau phản ứng} – m_{ancol ban đầu} = 5,6 – 4 = 1,6 gam

$\to$n_{O phản ứng} = n_xeton = $n_{H_{2}O}$= n_{ancol phản ứng} = $\frac{1,6}{16}=0,1mol$

 $\to$n_{ancol ban đầu}  > 0,1 mol $\to M_{ancol }\le \frac{4}{0,1}=40\to ancollàC{H}_{3}OH$

$\begin{array}{l}\to n_{ancol} =0,125mol\\ \to H=\frac{0,1}{0,125}.100\%=80\%\end{array}$

Đáp án A

Câu 3: Dẫn hơi C₂H₅OH qua ống đựng CuO nung nóng thu được 11,76 gam hỗn hợp X gồm anđehit, ancol dư và nước. Cho X tác dụng với Na dư được 2,24 lít H₂ (ở đktc). % ancol bị oxi hoá là:

A. 80%.

B. 75%.

C. 60%.

D. 50%.

Hướng dẫn giải

$C_2{H}_{5}OH+CuO\stackrel{t^o}{\to }C{H}_3\text{CHO }+H_{2}O+Cu$

Gọi số mol ancol dư, andehit là y, x mol

$\Rightarrow n_{ancol} =x+y=2n_{H_2} =0,2mol$

Và 44x + 18x + 46y = 11,76 ⇒ x = 0,16 mol và y = 0,04 mol

⇒ % ancol bị oxi hóa = $\frac{0,16}{0,2}.100\%=80\%$

Đáp án A

Câu 4: Dẫn m gam hơi ancol đơn chức A qua ống đựng CuO (dư) nung nóng. Sau khi phản ứng hoàn toàn thấy khối lượng chất rắn trong ống giảm 0,5m gam. Ancol A có tên là

A. metanol.

B. etanol. 

C. propan-1-ol. 

D. propan-2-ol. 

Hướng dẫn giải

Ancol đơn chức + CuO → Cu + H₂O + Anđehit/xeton

Chất rắn ban đầu là CuO, chất rắn sau gồm Cu và CuO dư

→ m _{chất rắn giảm} = 80 - 64 = 16 gam

Ta thấy:       

1 (mol) ancol thì khối lượng chất rắn giảm 16 (gam)

0,03125m (mol)    ←                                  0,5m (gam)

→ $M{ }_{ancol} =\frac{m}{0,03125m}=32\to AlàC{H}_{3}OH\left(metanol\right)$

Đáp án A

Câu 5: Cho m gam C₂H₅OH qua bình đựng CuO (dư, $t^o$). Sau khi phản ứng hoàn toàn thấy khối lượng chất rắn trong bình giảm đi 3,2 gam. Giá trị của m là

A. 4,4

B. 9,2

C. 11,5

D. 13,8

Hướng dẫn giải

Gọi $n_{C_2{H}_{5}OH}=xmol$

m_{chất rắn giảm} = m_CuO – m_Cu = 3,2 gam

$\begin{array}{l}x= \frac{m_{CuO}-m_{Cu}}{80-64} =\frac{3,2}{16}=0,2mol \\ \to m=0,2.46=9,2gam\end{array}$

Đáp án B

Câu 6: Oxi hóa 6 gam ancol đơn chức A bằng oxi không khí (có xúc tác và đun nóng) thu được 8,4 gam hỗn hợp anđehit, ancol dư và nước. Phần trăm A bị oxi hóa là

A. 60%

B. 75%

C. 80%

D. 53,33%

Hướng dẫn giải

$ROH+\frac{1}{2}{O}_2 \to R’CHO+H_{2}O$

$\begin{array}{l}{m}_{O_2} =8,4-6=2,4g\\ \to n_{RO{H}_{pu} }=2n_{O_{2 }}=2.\frac{2,4}{32}=0,15\left(mol\right)\\ \begin{array}{l}\to n_{RO{H}_{tt }} >0,15mol\\ \to M{ }_{ROH }< \frac{6}{0,15}=40\end{array}\end{array}$

$\to$ancol  là  CH₃OH

$\to n_{C{H}_{3}OH}=\frac{6}{32}=0,1875mol$

 % A bị oxi hóa là: $\frac{0,15}{0,1875}\text{.100\% }=80\%$

Đáp án C

Câu 7: Cho 15 gam propan-1-ol đi qua bột CuO nung nóng, sau phản ứng thấy khối lượng chất rắn giảm 2,4 gam. Hiệu suất phản ứng là

A. 60%.

B. 70%.

C. 80%.

D. 90%.

Hướng dẫn giải

$n_{C_3{H}_8{O}_{bđ }} =\frac{15}{60}=0,25mol$

Gọi $n_{C_3{H}_{8}O}$ _{phản ứng} = a mol

$\begin{array}{l}{C}_3{H}_{8}O+CuO\to C_3{H}_{6}O+Cu+H_{2}O\\ a \to a a a mol\end{array}$

m_{chất rắn giảm} = m_CuO – m_Cu = 2,4 gam 

$\begin{array}{l}\to a=\frac{m_{CuO}-m_{Cu}}{80-64} =\frac{2,4}{16}=0,15mol\\ \to H=\frac{0,15}{0,25}.100\%=60\%\end{array}$

Đáp án A

Câu 8: Oxi hóa 1,5 gam ancol đơn chức (X) bằng oxi (xúc tác thích hợp) được 1,16 gam anđehit tương ứng (hiệu suất phản ứng 80%). X có công thức cấu tạo là

A. CH₃CH₂OH

B. CH₃CH(OH)CH₃

C. CH₃CH₂CH₂OH

D. CH₃CH₂CH₂CH₂OH

Hướng dẫn giải

 Gọi công thức của X: RCH₂OH

$RC{H}_{2}OH+CuO\stackrel{t^0}{\to }RCHO+Cu+H_{2}O$

Do hiệu suất bằng 80% ⇒ khối lượng ancol phản ứng = $\frac{80}{100}.1,5$ =1,2g

Ta có $n_{RC{H}_{2}OH}=n_{RCHO}$

$\iff \frac{1,2}{R+31}=\frac{1,16}{R+29}\Rightarrow R=29$

⇒R: CH₃CH₂−

⇒ Ancol là CH₃CH₂CH₂OH

Đáp án C

Câu 9: Oxi hoá 10 gam ancol mạch hở, đơn chức A bằng CuO ($t^o$) thu được 12,4 gam hỗn hợp X gồm xeton, ancol dư và nước. Công thức phân tử của ancol A và hiệu suất phản ứng tương ứng là

A. C₄H₉OH; 80%.

B. C₂H₅OH; 69%.

C. C₅H₁₁OH; 75%.

D. C₃H₇OH; 90%.

Hướng dẫn giải

Gọi công thức của ancol A là C_nH_2n+2O có số mol ban đầu là x mol.

 n_{A phản ứng}  = a mol

$\begin{array}{l}{C}_n{H}_{2n+2}O+CuO \to C_n{H}_{2n}O+Cu+H_{2}O\\ a \to a a a a mol\end{array}$

Bảo toàn khối lượng:

m_ancol + m_CuO = m_{hỗn hợp X} + m_Cu

$\begin{array}{l}\to m_{CuO }–m_{Cu }=12,4–10=2,4gam\\ \to a= \frac{m_{CuO}-m_{Cu}}{80-64}=\frac{2,4}{16}=0,15mol\end{array}$

Vì $x>a\to x>0,15\to M_{ancol }< \frac{10}{0,15} =66,67$→ loại đáp án A và C

Vì A tác dụng với CuO sinh ra xeton → loại đáp án B → A là C₃H₇OH

$\begin{array}{l}\to x=\frac{10}{60}=\frac{1}{6}mol \\ \to H=\frac{a}{x}.100\% =90\%\end{array}$

Đáp án D

Câu 10: Cho 20,7 gam một ancol đơn chức X tác dụng với CuO dư, nung nóng thu được hỗn hợp Y gồm anđehit, nước và ancol dư. Cho Y tác dụng với Na dư thu được 5,04 lít khí H₂ (đktc). Biết H = 88,89%. Ancol X và khối lượng anđehit trong Y là

A. C₂H₆O và 17,6 gam.  

B. C₃H₆O và 17,6 gam.  

C. C₂H₄O và 19,8 gam.  

D. C₃H₆O và 19,8 gam.

Hướng dẫn giải

Gọi công thức của ancol X là RCH₂OH có số mol ban đầu là x mol

Gọi số mol X phản ứng là a mol

$\begin{array}{l}RC{H}_{2}OH+CuO\to RCHO+Cu+H_{2}O\\ a \to a a a a mol\end{array}$

→ Hỗn hợp Y gồm $\left\{\begin{array}{c}RCHO:a mol\\ H_{2}O:a mol\\ RC{H}_{2}OH:(x-a) mol\end{array}\right.$    

$\begin{array}{l}RC{H}_{2}OH+Na \to RC{H}_{2}ONa+ \frac{1}{2}{H}_2\\ H_{2}O+Na \to NaOH+\frac{1}{2}{H}_2\end{array}$

$\begin{array}{l}{n}_{RC{H}_{2}OH}+n_{H_{2}O}=2n_{H_2}\\ \to x–a+a=0,225.2\\ \to x=0,45\text{ mol}\\ \to M_X = \frac{20,7}{0,45}=46 \end{array}$

→ X là C₂H₅OH → anđehit trong Y là C₂H₄O

$H=88,89\%\to a=88,89\%.x=88,89\%.0,45=0,4mol$

→ m_anđehit = 0,4.44 = 17,6 gam.

Đáp án A