Bài tập phản ứng oxi hóa không hoàn toàn ancol

CH₃-CH(OH)-CH₃ + CuO $\xrightarrow{{{t^o}}}$ CH₃-CO-CH₃ + Cu + H₂O

Ancol bậc 1 tác dụng với CuO nung nóng sinh ra anđehit

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂OH

CH₃-CH(CH₃)-CH­₂OH

Có 2 đồng phân

Ancol bậc 2 tác dụng với CuO nung nóng sinh ra xeton

CH₃-CH₂-CH­₂-CH(OH)-CH₃

CH₃-CH₂-CH(OH)-CH₂-CH₃

CH₃-CH(CH₃)-CH(OH)-CH₃

Có 3 đồng phân.

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

Ta có sơ đồ :       R – CHOH – R’ + CuO $\xrightarrow{{{t^o}}}$ R – CO – R’ + Cu + H₂O

M_Y = R + 28 + R’ = 29. 2 = 58 => R + R’ = 30 .Chỉ có R = 15, R’ = 15 là thoả mãn

Nên xeton Y là CH₃ – CO – CH₃ . Vậy CTCT của ancol X là CH₃ – CHOH – CH₃

Gọi ${n_{{C_2}{H_5}OH}}$= x mol

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

+) x = $\frac{{{m_{CuO}} - {m_{Cu}}}}{{80 - 64}}$ =$\frac{{3,2}}{{16}}$ = 0,2 mol → m = 0,2.46 = 9,2 gam

Gọi ancol X có dạng RCH₂OH (oxi hóa tạo anđehit => ancol bậc 1)

RCH₂OH + CuO $\xrightarrow{{{t^o}}}$ RCHO + Cu + H₂O

Ta có: n_ancol = n_anđehit = a mol

$ = > \,\,a = \frac{6}{{R + 31}} = \frac{{5,8}}{{R + 29}}\,\, = > \,\,R = 29$

Ancol X là C₂H₅CH₂OH

m_{CR giảm} = m_O = 0,5m => ${n_O} = \frac{{0,5m{\text{ }}}}{{16}} = \frac{m}{{32}}$ 

Vì ancol đơn chức  $ = > {n_{ancol}} = {n_O} = > {\text{ }}\frac{m}{M} = \frac{m}{{32}}$

=> M = 32 => A là CH₃OH (metanol)

Gọi CTPT ancol A là RCH₂OH

RCH₂OH + CuO$\xrightarrow{{{t^o}}}$ RCHO + Cu + H₂O

\( \to {n_{RCHO}} = {n_{{H_2}O}} = a\,\,mol\)

$\bar M = \dfrac{{(R + 29).a + 18a}}{{a + a}} = 19.2\,\,  \to  \,\,R = 29$

\( \to \) ancol A là C₃H₇OH

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

+) n_ancol = n_anđehit  = $\frac{{{m_{CRgiam}}}}{{16}} = \frac{{0,32}}{{16}}$  = 0,02 mol

R – CH₂OH + CuO $\xrightarrow{{{t^o}}}$ R – CHO + Cu + H₂O

0,02 mol                     0,02 mol             0,02 mol

+) $\overline M = \frac{{0,02.(R + 29) + 0,02.18}}{{0,02 + 0,02}}$

=> R = 15 nên ancol X là C₂H₅OH

Vậy khối lượng ancol X là : m = 0,02 . 46 = 0,92 gam.

${n_{{C_3}{H_8}O}}$_{ban đầu}  =  $\frac{{15}}{{60}}\,\, = \,\,0,25\,\,mol$

Gọi ${n_{{C_3}{H_8}O}}$ _{phản ứng} = a mol

C₃H₈O + CuO →  C₃H₆O + Cu + H₂O

  a       →    a  →         a     →   a              mol

m_{chất rắn giảm} = m_CuO – m_Cu = 2,4 gam  → a =$\frac{{{m_{CuO}} - {m_{Cu}}}}{{80 - 64}}$ =$\frac{{2,4}}{{16}}$ = 0,15 mol

Hiệu suất phản ứng H =  $\frac{{0,15}}{{0,25}}.100\% \,\, = \,\,60\% $

Bảo toàn khối lượng: n_{O2 phản ứng} = m_{hh sau phản ứng} – m_{ancol ban đầu}  = 5,6 – 4 = 1,6 gam

=> n_{O phản ứng} = n_xeton = n_H2O = n_{ancol phản ứng} = 1,6 / 16 = 0,1 mol

=> n_{ancol ban đầu} > 0,1 mol => M_ancol ≤ 4 / 0,1 = 40 => ancol là CH₃OH

=> n_ancol = 0,125 mol => H = 0,1 / 0,125 .100% = 80%

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

Gọi n_{X phản ứng}  = a mol

C_nH_2n+2O + CuO $\xrightarrow[{}]{}$ C_nH_2nO + Cu + H₂O

   a       →       a         →      a      →     a   →  a      mol

Bảo toàn khối lượng : m_ancol + m_CuO = m_{hỗn hợp sản phẩm} + m_Cu

→ m_CuO – m_Cu = 12,4 – 10 = 2,4 gam → a = $\frac{{{m_{CuO}} - {m_{Cu}}}}{{80 - 64}} = \frac{{2,4}}{{16}}$ = 0,15 mol

Vì x > a → x > 0,15 → 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

→ x =$\frac{{10}}{{60}}\,\, = \,\,\frac{1}{6}\,\,mol$  → H =$\frac{a}{x}.100\% $ = 90%

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

RCH₂OH + CuO → RCHO + Cu + H₂O

 a         →    a     →     a      → a  →  a      mol

→ Hỗn hợp Y gồm  $\left\{ \begin{gathered}RCHO\,\,:\,\,\,a\,mol \hfill \\{H_2}O\,\,\,\,\,\,\,\,:\,\,\,a\,mol \hfill \\RC{H_2}OH\,:\,\,(x - a)\,\,mol \hfill \\ \end{gathered} \right.$

RCH₂OH + Na $\xrightarrow[{}]{}$ RCH₂ONa + $\frac{1}{2}$H₂

H₂O + Na $\xrightarrow[{}]{}$ NaOH +$\frac{1}{2}$ H₂

+) ${n_{RC{H_2}OH}}\,\, + \,\,{n_{{H_2}O}}$= x – a + a = 0,225.2 → M_X = $\frac{{20,7}}{{0,45}}\,\, = \,\,46$ 

→ X là C₂H₅OH  → anđehit trong Y là C₂H₄O

+) H = 88,89% → a = 0,8889x = 0,8889.0,45 = 0,4 mol

→ m_anđehit  = 0,4.44 = 17,6 gam.

Ta có: n_{ancol bđ} = 2n_H2=> n_H= $\frac{{0,1}}{2}$ = 0,05 mol

Vậy V = 0,05. 22,4 = 1,12 lít

Phương trình phản ứng

C₂H₅OH + O₂ $ \to $ CH₃COOH + H₂O

   0,025 mol        ← 0,025 mol

CH₃COOH + NaHCO₃ $ \to $ CH₃COONa + H₂O + CO₂

   0,025 mol                              ←                            0,025 mol

Khối lượng etanol bị oxi hoá thành axit là : 0,025 . 46 = 1,15 gam