Phương pháp giải Dạng 2: Bài tập về phản ứng cộng của anđehit (50 bài tập minh họa)

Ngọc Nguyễn Ngày: 17-07-2023 Lớp 11

132

Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Phương pháp giải Dạng 2: Bài tập về phản ứng cộng của anđehit (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 cộng của anđehit (50 bài tập minh họa)

A. Lý thuyết và phương pháp giải

- Bài toán thường gặp: Cộng H₂ vào anđehit

Phương trình tổng quát:

$C_{n} H_{2 n + 1} C H O + H_{2} \overset{N i, t^{o}}{\to} C_{n} H_{2 n + 1} C H_{2} O H$

VD: $C H_{3} - C H = O + H_{2} \overset{N i, t^{o}}{\to} C H_{3} - C H_{2} - O H$

Phương pháp giải:

$C_{n} H_{2 n + 2 - 2 a - m} {(C H O)}_{m} + (a + m) H_{2} \overset{N i, t^{o}}{\to} C_{n} H_{2 n + 2 - m} {(C H_{2} O H)}_{m}$

Dựa vào tỉ lệ _anđehit ta có thể xác định loại anđehit:

+ $n_{H_{2}} : n$ _anđehit= 1 thì anđehit no, đơn chức, mạch hở (C_nH_2nO)

+ $n_{H_{2}} : n$ _anđehit = 2 thì anđehit thuộc loại đơn chức, mạch hở, có 1 liên kết đôi C=C (C_nH_2n-2O) hoặc anđehit no, mạch hở, 2 chức (C_nH_2n-2O₂)

- Ngoài tham gia phản ứng cộng với H₂, anđehit cũng có thể tham gia phản ứng cộng brom. Phản ứng này dùng để phân biệt anđehit và xeton.

Ví dụ: CH₃CHO + Br₂ + H₂O → CH₃COOH + 2HBr

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho 0,1 mol anđehit X phản ứng tối đa với 0,3 mol H₂, thu được 9 gam ancol Y. Mặt khác 2,1 gam X tác dụng hết với lượng dư dung dịch AgNO₃ trong NH₃, thu được m gam Ag. Giá trị của m là

A. 10,8.

B. 21,6.

C. 5,4.

D. 16,2.

Hướng dẫn giải:

Gọi công thức của anđehit là R(CHO)_x

m_anđehit = 9- 0,3.2 = 8,4 gam.

M_anđehit = 8,4 : 0,1 = 84 (g/mol)

$\to [\begin{matrix} x = 2; R = 26 \to X : O H C - C H = C H - C H O (k = 3) \\ x = 1; R = 55 \to X : C_{4} H_{7} C H O (k = 2) \end{matrix}$

Mặt khác: $k = \frac{n_{H_{2}}}{n_{a n d e h i t}} = \frac{0, 3}{0, 1} = 3$

Nên X là OHC-CH=CH- CHO

n_anđehit= 2,1 : 84 = 0,025 mol

n_Ag = 4 n_anđehit = 4. 0,025 = 0,1 mol

Suy ra m_Ag = 0,1. 108 = 10,8 g

Đáp án A

Ví dụ 2: Cho 0,125 mol anđehit mạch hở X phản ứng với lượng dư dung dịch AgNO₃ trong NH₃thu được 27 gam Ag. Mặt khác, hiđro hóa hoàn toàn 0,25 mol X cần vừa đủ 0,5 mol H₂. Dãy đồng đẳng X có công thức chung là

A. C_nH_2n(CHO)₂ ( $n \geq 0$ ).

B. C_nH_2n-3CHO (n > 3).

C. C_nH_2n+1CHO ( $n \geq 0$ ).

D. C_nH_2n-1CHO (n ≥ 2).

Hướng dẫn giải:

n_Ag = 0,25 mol = 2n_anđehit nên X là anđehit đơn chức.

$n_{H_{2}} = 2 n_{x}$ nên X có 2 liên kết $π$ mà X lại là anđehit đơn chức nên X có 1 liên kết $π$ C=C.

$\to$ X có công thức là C_nH_2n-1CHO

Đáp án D

Ví dụ 3: Đun nóng V lít hơi anđehit X với 3V lít khí H₂ (xúc tác Ni) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn chỉ thu được một hỗn hợp khí Y có thể tích 2V lít (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). Ngưng tụ Y thu được chất Z; cho Z tác dụng với Na sinh ra H₂ có số mol bằng số mol Z đã phản ứng. Chất X là anđehit

A. không no (chứa một nối đôi C=C), hai chức.

B. no, hai chức.

C. no, đơn chức.

D. không no (chứa một nối đôi C=C), đơn chức.

Hướng dẫn giải:

_{$V_{H_{2}}$ phản ứng}= V + 3V – 2V = 2V = 2V_anđehit

Suy ra anđehit chứa 2 liên kết $π$

Z là ancol, $n_{H_{2}} = n_{Z} \to$ Z là ancol 2 chức X là anđehit 2 chức.

$\to$ X là anđehit no, hai chức.

Đáp án B

C. Bài tập tự luyện

Câu 1: Cho các chất sau: CH₃CH₂CHO (1); CH₂=CHCHO (2); CH $\equiv$ CCHO (3); CH₂=CHCH₂OH (4); (CH₃)₂CHOH (5). Những chất phản ứng hoàn toàn với lượng dư H₂ (Ni,t^o) cùng tạo ra một sản phẩm là

A. (2), (3), (4), (5).

B. (1), (2), (4), (5).

C. (1), (2), (3).

D. (1), (2), (3), (4).

Hướng dẫn giải:

Khi (1), (2), (3), (4) tác dụng với H₂ dư với điều kiện xúc tác như trên đều cho cùng một sản phẩm là C₂H₅CH₂OH

Đáp án D

Câu 2: Hiđro hóa hoàn toàn 2,9 gam một anđehit A thu được 3,1 gam ancol. A có công thức phân tử là

A. CH₂O.

B. C₂H₄O.

C. C₃H₆O.

D. C₂H₂O₂.

Hướng dẫn giải:

BTKL ta có: $m_{H_{2}} = 3, 2 - 2, 9 = 0, 2 g \Rightarrow n_{H_{2}} = 0, 1 m o l$

Phương trình: Anđehit + kH₂ Ancol

$\frac{0, 1}{k}$ 0,1 mol

$\begin{array}{l} \Rightarrow M_{A} = \frac{2, 9}{0, 1 : k} = 29 k \\ \Rightarrow k = 2 : M_{A} = 58 (O H C - C H O) \end{array}$

Đáp án D

Câu 3: Cho hỗn hợp khí X gồm HCHO và H₂ đi qua ống sứ đựng bột Ni nung nóng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Y gồn 2 chất hữu cơ. Đốt cháy hết Y thì thu được 11,7 gam H₂O và 7,84 lít khí CO₂ (ở đktc). % theo thể tích của H₂ trong X là

A. 35%.

B. 46,15%.

C. 53,86%.

D. 65%.

Hướng dẫn giải:

$H C H O + H_{2} \overset{x t, t^{o}}{\to} C H_{3} O H$

Hỗn hợp Y gồm HCHO dư và CH₃OH.

Bảo toàn nguyên tố C ta có: $n_{C O_{2}} = n_{H C H O} = \frac{7, 84}{22, 4} = 0, 35 m o l$

$n_{H_{2} O} = 0, 65 m o l$

$n_{a n c o l} = n_{H_{2} O} - n_{C O_{2}} = 0, 65 - 0, 35 = 0, 3 m o l$

$\begin{array}{l} \to n_{H_{2}} = n_{a n c o l} = 0, 3 m o l \\ \Rightarrow % V_{H_{2}} = \frac{0, 3}{0, 3 + 0, 35} .100 % \approx 46, 15 % \end{array}$

Đáp án B

Câu 4: Cho hỗn hợp HCHO và H₂ đi qua ống đựng bột Ni nung nóng. Dẫn toàn bộ hh thu được sau phản ứng vào bình nước lạnh để ngưng tụ hơi chất lỏng và hòa tan các chất có thể tan được, thấy khối lượng bình tăng 11,8g. Lấy dung dịch trong bình cho tác dụng với dd AgNO₃ trong NH₃ thu được 21,6g Ag. Khối lượng CH₃OH tạo ra trong phản ứng hợp hidro của HCHO là

A. 10,24 g.

B. 9,6 g.

C. 6,4 g.

D. 3,2 g.

Hướng dẫn giải:

Gọi số mol ban đầu của andehit focmic là: a mol

$H C H O + H_{2} \overset{x t, t^{o}}{\to} C H_{3} O H$

x x mol

Hỗn hợp sau phản ứng ngưng tụ gồm: CH₃OH, HCHO hòa tan vào nước.

Khối lượng bình tăng: m↑ = 11,8 = (a-x).30 + 32.x = 30a + 2x (1)

$H C H O + 4 A g N O_{3} + 6 N H_{3} + 2 H_{2} O$ $\to {(N H_{4})}_{2} C O_{3} + 4 A g + 4 N H_{4} N O_{3}$

n_HCHO = n_Ag: 4 = 0,05 mol = a – x (2)

Từ (1), (2) ⇒ x = 0,32 và a = 0,37; ⇒ $m_{C H_{3} O H}$ = 0,32.32 = 10,24 g

Đáp án A

Câu 5: Cho 11,6g anđehit propionic tác dụng vừa đủ với V(l) H₂(ở đktc) có Ni làm xúc tác. V có giá trị là

A. 6,72.

B. 8,96.

C.4,48.

D.11,2.

Hướng dẫn giải:

R–CHO + H₂ $\overset{x t, t^{o}}{\to}$ R–CH₂OH

$n_{H_{2}}$ = n_andehit = 11,6 : 58 = 0,2 mol

⇒ V = 0,2.22,4 = 4,48 lít

Đáp án C

Câu 6: Cho 14,6 gam hỗn hợp 2 anđehit đơn chức, no liên tiếp tác dụng hết với H₂ tạo 15,2 gam hỗn hợp 2 ancol. Khối lượng anđehit có KLPT lớn hơn là

A. 6 gam.

B. 10,44 gam.

C. 5,8 gam.

D. 8,8 gam.

Hướng dẫn giải:

R–CHO + H₂ $\overset{x t, t^{o}}{\to}$ R–CH₂OH

$\begin{array}{l} n_{a n d e h i t} = n_{H_{2}} = \frac{15, 2 - 14, 6}{2} = 0, 3 m o l \\ \Rightarrow M_{a n d e h i t} = \frac{14, 6}{0, 3} = \frac{146}{3} \end{array}$

⇒ 2 andehit là C₂H₅CHO và CH₃CHO; $n_{C_{2} H_{5} C H O} : n_{C H_{3} C H O} = 1 : 2$

⇒ $n_{C_{2} H_{5} C H O}$ = 0,1.58 = 5,8 g

Đáp án C

Câu 7: Cho hỗn hợp HCHO và H₂ đi qua ống đựng bột Ni nung nóng. Dẫn toàn bộ hỗn hợp thu được sau phản ứng qua bình đựng nước, thấy khối lượng bình tăng 23,6g. Lấy dung dịch trong bình cho tác dụng hết với dung dịch AgNO₃ trong NH₃ dư thu được 43,2g Ag kim loại. Khối lượng CH₃OH tạo ra trong phản ứng cộng hợp hiđro của HCHO là:

A. 16,6g.

B. 12,6g.

C. 20,6g.

D. 2,06g.

Hướng dẫn giải:

n_Ag= 0,4 mol

$H C H O + H_{2} \overset{x t, t^{o}}{\to} C H_{3} O H$

Hỗn hợp sản phẩm thu được gồm: CH₃OH, HCHO có khối lượng là 23,6g

$\begin{array}{l} H C H O + 4 A g N O_{3} + 6 N H_{3} + 2 H_{2} O \to {(N H_{4})}_{2} C O_{3} + 4 A g + 4 N H_{4} N O_{3} \\ 0, 1 0, 4 m o l \end{array}$

$\begin{array}{l} m_{H C H O} = 0, 1.30 = 3 g \\ \to m_{C H_{3} O H} = 23, 6 - 3 = 20, 6 g \end{array}$

Đáp án C

Câu 8: Hiđro hóa hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai anđehit no, đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng thu được (m+1) gam hỗn hợp hai ancol. Mặt khác, khi đốt cháy hoàn toàn cũng m gam X thì cần vừa đủ 17,92 lít khí oxi ở đktc. Giá trị của m là

A. 8,8.

B. 10,5.

C. 17,8.

D. 24,8.

Hướng dẫn giải:

Dựa vào đề bài ta suy ra được

$m_{H_{2} O} = 1 g \to n_{H_{2}} = \frac{1}{2} = 0, 5 m o l$

$n_{O_{2}} = \frac{17, 92}{22, 4} = 0, 8 m o l$

$C_{n} H_{2 n} O + \frac{3 n - 1}{2} O_{2} \to n C O_{2} + n H_{2} O$

0,5 0,8 mol

$\to \frac{n_{O_{2}}}{n_{X}} = \frac{3 n - 1}{2} = \frac{0, 8}{0, 5} \to n = 1, 4$

$\to M = 14.1, 4 + 16 = 35, 6 \to m = 35, 6.0, 5 = 17, 8 g$

Đáp án C

Câu 9: X là hỗn hợp gồm H₂ và hơi của hai anđehit (no, đơn chức, mạch hở, phân tử đều có số nguyên tử C nhỏ hơn 4), có tỉ khối so với heli là 4,7. Đun nóng 2 mol X( xúc tác Ni) , được hỗn hợp Y có tỉ khối so với heli là 9,4. Thu lấy toàn bộ các ancol trong Y rồi cho xúc tác với Na dư, được V lít H₂ (đktc). Giá trị lớn nhất của V là

A. 22,4.

B. 13,44.

C. 5,6.

D. 11,2.

Hướng dẫn giải:

$R C H O + H_{2} \overset{x t, t^{o}}{\to} R C H_{2} O H$

Bảo toàn khối lượng trước và sau phản ứng:

$\begin{array}{l} m_{t} = m_{s} \Leftrightarrow n_{t} . M_{t} = n_{s} . M_{s} \Leftrightarrow 2.4, 7.4 = n_{s} .9, 4.4 \\ \to n_{s} = 1 \end{array}$

n_t – n_S = n_{hiđro phản ứng} = n_ancol = 2-1 = 1 mol

$R C H_{2} O H + N a \to R C H_{2} O N a + \frac{1}{2} H_{2}$

$\to n_{H_{2}} = \frac{1}{2} n_{a n c o l} = 0, 5 m o l$

$\to V_{H_{2}} = 0, 5.22, 4 = 11, 2 (l)$

Đáp án D

Câu 10: Hiđro hóa hoàn toàn hỗn hợp M gồm 2 anđehit X và Y no, đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng (M_X < M_Y), thu được hỗn hợp hai ancol có khối lượng lớn hơn khối lượng M là 1 gam. Đốt cháy hoàn toàn M thu được 30,8 gam CO₂. Công thức và phần trăm khối lượng của X lần lượt là

A. HCHO và 50,56%.

B. CH₃CHO và 67,16%.

C. HCHO và 32,44%.

D. CH₃CHO và 49,44%.

Hướng dẫn giải:

$n_{C O_{2}} = \frac{30, 8}{44} = 0, 7 m o l; m_{H_{2}} = 1 g \to n_{H_{2}} = n_{a n d e h i t} = \frac{1}{2} = 0, 5 m o l$

Suy ra số nguyên tử C: $\bar{C} = \frac{0, 7}{0, 5} = 1, 4 \to M \{\begin{matrix} H C H O (X) : x (m o l) \\ C H_{3} C H O (Y) : y (m o l) \end{matrix}$