50 bài tập về Phản ứng thế ancol và cách giải

Dạng 2: Bài tập về phản ứng thế ancol và cách giải – Hóa học lớp 11

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về phản ứng thế ancol và cách giải. Phản ứng thế ancol là quá trình ancol tác dụng với kim loại để tạo ra muối ancolat và khí hiđro.

Phương pháp giải

Thế H của nhóm OH

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

ROHx + xNa → RONax + x2H2

• Dựa vào tổng số mol giữa ancol và H2 để xác định số nhóm chức:
  • Nếu nH2 = 1/2nancol, thì ancol là no và đơn chức.
  • Nếu nH2 = nancol, thì ancol là no và đa chức có 2 nhóm -OH.
  • Nếu nH2 = 3/2nancol, thì ancol là no và đa chức có 3 nhóm -OH.

Thế nhóm OH

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

ROHn + nHX → RXn + nH2O

Phương pháp

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

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

nH2 =0,3362/2,4= 0,015 mol

Gọi công thức chung của 3 ancol đơn chức là ROH

ROH + Na → RONa + 1/2H2
0,03 ← 0,015 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
mancol + mNa = mmuối + mH2
1,24 + 0,03.23 = mmuối + 0,015.2
mmuối = 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)

ROH+Na→RONa+1/2H2
a → 0,5a mol

Ta có:
mmuối − mM = a.(R+39) − a.(R+17) = 22a

⇒ 22a = m + 3,52 – m = 3,52
⇒ a = 0,16 mol
→nH2=0,5a=0,08 mol →VH2=0,08.22,4=1,792(l)

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

nH2 = 0,562/2,4 =0,025(mol)

Gọi công thức tổng quát của ancol X, no, đơn chức, mạch hở là CnH2n+1OH.

CnH2n+1OH + Na → CnH2n+1ONa +1/2H2
0,05 ← 0,025 mol
→Mancol X =3,700,05 =74 → 14n+18=74 → n=4
→ Công thức của ancol X là C4H9OH (hay C4H10O).

Đáp án D

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

Phát biểu sai là B 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.

Đáp án 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

ROHx + xNa → RONax + x2H2
0,1 → 0,05x (mol)
nH2=0,05x=2,2422,4 =0,1→x=2

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

nH2 =1,79222,4= 0,08 mol→nK=2.nH2 =0,08.2=0,16 mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
mancol + mNa = mmuối+ mH2

mmuối = 6,44 + 0,16.39 – 0,08.2 = 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

nH2 =0,67222,4=0,03 mol

Gọi công thức chung của 2 ancol đơn chức là ROH

ROH + Na → RONa + 1/2H2
0,06 ← 0,03 (mol)

Bảo toàn khối lượng, ta có: mancol + mNa = mmuối + mkhí
mmuối = 2,4 + 0,03.23 – 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:
nNa = 50,2−3722= 0,6 mol→nH2 = 0,6.12= 0,3 mol →V=0,3.22,4=6,72 lít

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 → RONa + 12H2

Bảo toàn khối lượng: mancol + mNa = mrắn + mH2

⇒mH2 =7,8 + 4,6 − 12,25 = 0,15 gam→nH2 = 0,15 : 2 = 0,075 mol
⇒ M¯ = 7,8 : 0,075 = 104

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:

A. 22,4 lít
B. 20,16 lít
C. 30,80 lít
D. 25,76 lít

Hướng dẫn giải

V(C2H5OH) =112,5 . 92% = 103,5 ml→ m(C2H5OH) = 103,5 . 0,8 = 82,8 g→ n(C2H5OH) =82,8/46= 1,8 mol
V(H2O) = 112,5 −103,5 = 9 ml→ m(H2O) = 9 g → n(H2O) = 9/18= 0,5 mol

Khi cho Na vào thì:
2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2 1,8 → 0,9 mol
2H2O + 2Na → 2NaOH + H2 0,5 → 0,25 mol
→ nH2 =0,9+0,25= 1,15 mol→ V = 25,76 lít

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 mancol = 6,4 . 71,875% = 4,6 gam
→mH2O=1,8 gam → nH2O=0,1 mol
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 → Số mol khí sinh ra do Na tác dụng với rượu là 0,075 mol.

Phương trình:
ROHx → x/2H2 0,15x ← 0,075→Mancol=4,60,15x= 92×3→ x=3 →ancol là C3H8O3

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 CnH2n+2 – m (OH)m

nH2 = 2,2422,4 =0,1 mol
nrượu = 0,1.2m= 0,2m mol

CnH2n+2 – m OHm +mNa →CnH2n+2 – m ONam + m2H2

Ta có:
7,614n+16m+2 =0,2m

⇔7,6m = 2,8n + 3,2m + 0,4 ⇔4,4m = 2,8n + 0,4 ⇔11m = 7n + 1

Đáp án C

Câu 10:

Cho 10ml rượu etylic 92o 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

V(C2H5OH)=10.92/100 = 9,2 ml → m(C2H5OH)=9,2 . 0,8 = 7,36g → n(C2H5OH)=7,36/46=0,16 mol
V(H2O)=10-9,2 = 0,8 ml → m(H2O) = 0,8.1 = 0,8g → n(H2O) = 0,8/18=0,044

2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2 0,16 → 0,08 mol
H2O + 2Na → 2NaOH + H2 0,044 → 0,022 mol
VH2 =0,08 + 0,022.22,4 = 2,289 lít

Đáp án A

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học lớp 11 có đáp án và lời giải chi tiết khác.