Bài tập oxi hóa hoàn toàn anđehit

Ta có số nguyên tử C trung bình bằng n_CO2/n_M = 3x/x = 3 suy ra M chứa C₃H₄.

Số nguyên tử H trung bình bằng 2n_H2O/n_M = 3,6. Suy ra số nguyên tử H trong anđehit bằng 2.

Vậy công thức anđehit là C₃H₂O hay CH≡C-CHO.

Đặt n_C3H2O = a mol và n_C3H4 = b mol

Ta có n_M = a + b = x mol; n_H2O = a + 2b = 2x mol

Giải hệ trên có a = 0,2x mol và b = 0,8x mol

Vậy %n_anđehit = 0,2x.100%/x = 20%

X gồm: C₂H₃CHO và C_nH_2nO (andehit no đơn chức)

- Phản ứng cháy: Bảo toàn khối lượng: m_X + m_O2 = m_CO2 + m_H2O

n_O2 = 1,624: 22,4 = 0,0725 mol ; n_CO2 = 0,065 mol

=> m_H2O = 1,44 + 0,0725.32 – 2,86 = 0,9g => n_H2O = 0,9: 18 = 0,05 mol

- Bảo toàn O:

n_O(X) = n_X = 2n_CO2 + n_H2O – 2n_O2 = 2.0,065 + 0,05 – 2.0,0725 = 0,035 mol

Khi đốt cháy thì:

n_C3H4O = n_CO2 – n_H2O = 0,065 – 0,05 = 0,015 mol

(vì C₃H₄O + O₂ → 3CO₂ + 2H₂O

      C_nH_2nO + O₂ → nCO₂ + nH₂O )

=> n_{andehit no} = 0,035 – 0,015 = 0,02 mol

m_X = 1,44 = 0,015.56 + 0,02.(14n + 16) => n = 1

X gồm 0,015 mol C₂H₃CHO và 0,02 mol HCHO

- Phản ứng tráng bạc: C₂H₃CHO → 2Ag

                                 HCHO → 4Ag

=> n_Ag = 2n_C2H3CHO + 4n_HCHO = 2.0,015 + 4.0,02 = 0,11 mol

=> m_Ag = 108.0,11 = 11,88g

n_O2(ĐKTC) = 2,296 : 22,4 = 0,1025 (mol)

n_CaCO3 = 8,5 :100 = 0,085 (mol)

hỗn hợp X gồm: anđehit acrylic: CH₂=CH-CHO (C₃H₄O) và anđehit đơn chức RCH=O

X + O₂ → CO₂ + H₂O

BTNT C: n_CO2 = n_CaCO3 = 0,085 (mol)

BTKL: m_X + m_O2 = m_CO2 + m_H2O

=> m_H2O = 1,72 + 0,1025.32 – 0,085.44 = 1,26 (g) => n_H2O = 0,07 (mol)

BTNT O:  n_X = n_{O(trong X)} = 2n_CO2 + n_H2O – 2n_O2 = 2.0,085 + 0,07 – 2,0,1025 = 0,035 (mol)

Có: \(\frac{{2{n_{{H_2}O}}}}{{{n_X}}} = \frac{{0,14}}{{0,035}} = 4\) => số nguyên tử H trung bình trong X bằng 4 = số H có trong anđehit acrylic

=> anđehit còn lại cũng phải có 4 nguyên tử H trong phân tử

=> CTCT của andeehit là: CH₃CHO

Số liên kết π X là k \( \to \frac{{nC{O_2} - n{H_2}O}}{{nX}} = \frac{a}{a} = k - 1 \to k = 2\)

Vậy X có thể là anđehit đơn chức có 1 liên kết đôi trong mạch cacbon hoặc là anđehit 2 chức.

nCO₂=0,4 mol; nH₂O=0,4 mol

nCO₂=nH₂O suy ra Y là anken ( CnH2n)

số C=\(\frac{{nC{O_2}}}{{{n_{hh}}}} = \frac{{0,4}}{{0,2}} = 2\)

Nếu X là HCHO x mol thì Y là C₃H₆ y mol

\( \to \left\{ \begin{gathered}
x + y = 0,2 \hfill \\
x + 3y = 0,4 \hfill \\
\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}
x = 0,1 \hfill \\
y = 0,1 \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

(loại)

Suy ra X và Y đều phải có 2C. Vậy Y là C₂H₄

nCO₂ = 0,01 mol ; nH₂O = 0,01 mol

n CO₂= nH₂O suy ra X, Y thuộc dãy đồng đẳng Anđehit no đơn chức, mạch hở

Bình 1 hấp thụ H₂O → m_H2O = 10,8 gam → n_H2O = 0,6 mol

Bình 2 dùng Ca(OH)₂ dư → n_CO2 = n_CaCO3 = 60/100 = 0,6 mol

Ta thấy n_CO2 = n_H2O ⟹ anđehit no, đơn chức, mạch hở

C_nH_2nO → n CO₂

  0,6/n ←      0,6 (mol)

m_anđehit = n_anđehit.M_anđehit ⇔ \(11,6 = \frac{{0,6}}{n}.\left( {14n + 16} \right)\) ⇔ n = 3

Vậy anđehit là C₂H₅CHO

Ta có công thức: \({n_{andehit}} = \frac{{{n_{C{O_2}}} - {n_{{H_2}O}}}}{{k - 1}} \Leftrightarrow p = \frac{{q - t}}{{k - 1}}\)

Theo đề bài ta có p = q - t => k - 1 = 1 => k = 2

Mặt khác, 1 mol X  phản ứng tạo 4 mol Ag  => 2 liên kết đôi nằm ở 2 nhóm CHO

=> X là anđehit hai chức, no, mạch hở

n_C3H6O = 0,35 mol

Đốt cháy C₃H₆O thu được n_CO2 = n_H2O = 3.n_C3H6O = 1,05 mol

=> m_CO2 = a = 1,05.44 = 46,2 gam

m_H2O = b = 1,05.18 = 18,9 gam

Bảo toàn O: n_C3H6O + 2.n_O2 = 2.n_CO2 + n_H2O => n_O2 = 1,4 mol

=> V_{không khí} = 5.1,4.22,4 = 156,8 lít

Đốt cháy anđehit no, mạch hở đơn chức thu được n_CO2 = n_H2O = a mol

=> m_CO2 + m_H2O= 49,6 => 44a + 18a = 49,6 => a = 0,8 mol

=> số C trong A = n_CO2 / n_A = 0,8 / 0,2 = 4 => CTPT của A là C₄H₈O

Anđehit A không no (trong phân tử chứa 1 liên kết đôi C=C), mạch hở, 2 chức có CTPT dạng C_nH_2n-4O₂ (n ≥ 4)

C_nH_2n-4O₂  + O₂ → nCO₂ + (n – 2)H₂O

=> đốt cháy A thu được n_CO2 – n_H2O = 2.n_A

n_BaCO3 = 2 mol => n_CO2 = 2 mol

m_{dung dịch giảm} = m_BaCO3 – (m_CO2 + m_H2O) = 284,4 => m_H2O = 394 – 2.44 – 284,4 = 21,6 gam

=> n_H2O = 1,2 mol

=> n_A = (2 – 1,2) / 2 = 0,4 mol

=> Số C trong A = n_CO2 / n_A = 2 / 0,4 = 5

=> CTPT của A là C₅H₆O₂

n_CO2 = 0,13 mol;  n_H2O = 0,13 mol

=>${n_{C{O_2}}} = {n_{{H_2}O}}$ nên 2 anđehit thuộc loại no đơn chức

Gọi CTPT chung của anđehit X và Y no, mạch hở, 2 chức là C_aH_2a-2O₂ (a ≥ 2)

=> đốt cháy hỗn hợp A thu được n_CO2 – n_H2O = n_A

n_Ca(OH)2 = 0,125 mol; n_CaCO3 = 0,09 mol

TH1: Chỉ thu được 1 kết tủa CaCO₃

=> n_CO2 = n_CaCO3 = 0,09 mol

m_{bình tăng} = m_CO2 + m_H2O = 9,29 => n_H2O =  0,296 > n_CO2 => loại

TH2: Thu được 2 muối CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂ 

Bảo toàn Ca: n_Ca(HCO3)2 = n_Ca(OH)2 – n_CaCO3 = 0,125 – 0,09 = 0,035 mol

Bảo toàn C: n_CO2 = 2.n_Ca(HCO3)2 + n_CaCO3 = 2.0,035 + 0,09 = 0,16 mol

m_{bình tăng} = m_CO2 + m_H2O = 9,29 => m_H2O =  2,25 gam  => n_H2O = 0,125 mol

=> n_A = n_CO2 – n_H2O = 0,16 – 0,125 = 0,035 mol

=> số C trung bình = 0,16 / 0,035 = 4,57

=> X và Y lần lượt là C₄H₆O₂ và C₅H₈O₂

Anđehit acrylic: CH₂=CH-CHO

n_O2 = 1,33 mol;

n_CaCO3 = 1,04 mol => n_CO2 = 1,04 mol

Vì hỗn hợp A gồm 2 anđehit đơn chức => n_A = n_{O trong A} = a mol

Bảo toàn O: n_{O trong A} + 2.n_O2 = 2.n_CO2 + n_H2O

=> n_H2O = a + 2.1,33 – 2.1,04 = a + 0,58 mol

Bảo toàn khối lượng: m_A + m_O2 = m_CO2 + m_H2O

=> 19,04 + 1,33.32 = 1,04.44 + (a + 0,58).18 => a = 0,3 mol

=> số C trung bình trong A = n_CO2 / n_A = 3,467 

=> anđehit X có số C > 3,467

Dựa vào 4 đáp án => X là C₃H₇CHO

Gọi số mol 1 anđehit là x => chất còn lại có số mol là 3x

Do X gồm anđehit no, đơn chức, mạch hở => n_CO2 = n_H2O = 1,5 mol

Bảo toàn O: n_{O (trong X)} = n_X = 3x + x = 2.n_CO2 + n_H2O – 2.n_O2 = 1 mol

=> x = 0,25 mol

Gọi số C trong 2 anđehit là a và b => n_CO2 = 0,25a + 0,75b = 1,5

=> a + 3b = 6 => a = 3 và b = 1

=> HCHO và C₂H₅CHO

Hỗn hợp X gồm propen (C₃H₆), anđehit propionic (C₃H₆O), axeton (C₃H₆O), ancol anlylic (C₃H₆O)

=> X có dạng C₃H₆O_x

=> đốt cháy hoàn toàn X thu được n_H2O = 3.n_X = 0,6 mol

=> m_H2O = 0,6.18 = 10,8 gam

Vì ankin và anđehit có cùng số C và số C trung bình = 3 => anđehit có 3C và ankin là C₃H₄ 

Số H trung bình = 3,6 => anđehit có số H < 3,6

=> anđehit là CH≡C-CHO

Gọi số mol của ankin và anđehit lần lượt là x và y

=> x + y = 1 mol và n_H = 4x + 2y = 3,6

=> x = 0,8 và y = 0,2

=> %m_C3H4 = 74,77%

n_CO2 = 0,8 mol; n_H2O = 0,8 mol

Vì đốt cháy anđehit X no, mạch hở, đơn chức thu được n_CO2 = n_H2O

=> đốt cháy hiđrocacbon Y cũng thu được n_CO2 = n_H2O => Y là anken

Số C trung bình = n_CO2 / n_M = 2 => có 2 trường hợp X có số C < 2; Y có số C > 2 hoặc X và Y đều có số C = 2

Nếu X là HCHO => Y là C₃H₆ => loại vì n_X = n_Y

=> X và Y đều có 2C => Y là C₂H₄

Ca(OH)₂ dư =>nCO₂ = nCaCO₃ = 0,9 (mol)

Mà  mCO₂ + mH₂O - mCaCO₃ = -35,28

=> nH₂O = 0,84 mol

X, Y là C_nH_2nO và Z là C_mH_2m-2O₂

=> nZ = nCO₂ - nH₂O = 0,06 (mol)

nH₂ = nX + nY + nZ= 0,48 —> nX + nY = 0,42 (mol)

nC = 0,42n + 0,06m = 0,9

=> 7n+m=15

Do m ≥ 3 nên n < 2 —> Anđehit X là HCHO (x mol) 

Y là C₂H₅CHO (y mol)

Để lượng Ag lớn nhất thì nX phải lớn nhất, khi đó n đạt
min và m đạt max.

Tổng C < 8 —> m _max = 4—> n = 11/7

n Anđehit = x + y = 0,42

nC trong anđehit = x + 3y = 0,42.11/7

=> x = 0,3 và y = 0,12

nAg = 4x + 2y = 1,44

=> mAg = 155,52 gam

Đặt công thức chung của 3 anđehit no, đơn chức mạch hở là C_nH_2n+1CHO  có số mol là a mol.

Khi đốt cháy 3 anđehit:

Nhận xét: Khi đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 3 anđehit no, đơn chức thu được n_CO2 = n_H2O = 4,48/22,4 = 0,2 mol

Khi oxi hóa anđehit thành axit thì nguyên tố H được bảo toàn.

Do đó số mol H₂O thu được khi đốt cháy axit bằng số mol H₂O thu được khi đốt cháy anđehit.

=> nH2O (đốt axit) = 0,2 mol => m = 0,2.18 = 3,6 gam