Bài tập về phản ứng oxi hoá alcohol (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập về phản ứng oxi hoá alcohol lớp 11 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập về phản ứng oxi hoá alcohol.

A. Lý thuyết và phương pháp giải

1. Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn alcohol

- Alcohol bậc I bị oxi hóa không hoàn toàn thành aldehyde:

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

- Alcohol bậc II bị oxi hóa không hoàn toàn thành ketone:

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

- Alcohol bậc III không bị oxi hoá trong điều kiện CuO, t^o.

Nhận xét:

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

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

$n_{alcohol}=n_{aldehyde}=n_{CuO}=n_{Cu}=\frac{m_{crgiam}}{16}=\frac{m_{sp}-m_{alcoholbd}}{16}$

+ Sản phẩm gồm aldehyde, nước, alcohol dư cho tác dụng với Na dư thì: $n_{ancolbđ}=2.n_{H_2}$

2. Phản ứng oxi hoá hoàn toàn alcohol

Phản ứng đốt cháy của alcohol có đặc điểm tương tự phản ứng đốt cháy hydrocarbon tương ứng:

+ Nếu $n_{H_{2}O}>n_{C{O}_2}$→ Alcohol no, mạch hở có công thức chung là C_nH_2n+2O_x

$C_n{H}_{2n+2}{O}_x+\frac{3n+1-x}{2}{O}_2\stackrel{t^o}{\to }nC{O}_2+\left(n+1\right)H_{2}O$

$n_{alcoholno}=n_{H_{2}O}-n_{C{O}_2}$

+ Nếu đốt cháy alcohol cho $n_{H_{2}O}>1,5.n_{C{O}_2}$ thì alcohol là CH₃OH. Chỉ có CH₄ và CH₃OH có tính chất này (không kể amine):

$C{H}_{3}OH+\frac{3}{2}{O}_2\stackrel{t^0}{\to }C{O}_2+2H_{2}O$

+ Nếu đốt cháy alcohol cho $n_{C{O}_2}=n_{H_{2}O}$thì alcohol đó có dạng C_nH_2nO_x

$C_n{H}_{2n}{O}_x+\frac{3n-x}{2}{O}_2\stackrel{t^0}{\to }nC{O}_2+n{H}_{2}O$

- Bảo toàn nguyên tố O: $x.n_{alcohol}+2n_{O_2}=2n_{C{O}_2}+n_{H_{2}O}$

B. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1: Oxi hoá alcohol đơn chức X bằng CuO (đun nóng), sinh ra một sản phẩm hữu cơ duy nhất là ketone Y (tỉ khối hơi của Y so với khí hydrogen 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

Đáp án đúng là: A

Vì oxi hoá alcohol đơn chức X tạo ketone Y nên X là alcohol đơn chức bậc II.

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

$M_Y=R+28+R’=29.2=58\to R+R’=30$

Chỉ có R = 15, R’ = 15 là thoả mãn.

$\Rightarrow$ Ketone Y là CH₃ – CO – CH₃

$\Rightarrow$ Công thức cấu tạo của alcohol X là CH₃ – CH(OH) – CH₃.

Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol một alcohol X no, mạch hở cần vừa đủ 19,832 lít khí O₂ (ở đkc). Mặt khác, nếu cho 0,1 mol X tác dụng vừa đủ với m gam Cu(OH)₂ thì tạo thành dung dịch có màu xanh lam. Giá trị của m và tên gọi của X tương ứng là

A. 9,8 và propane-1,2-diol.

B. 4,9 và propane-1,2-diol.

C. 4,9 và propane-1,3-diol.

D. 4,9 và glycerol.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Gọi công thức phân tử của alcohol: C_nH_2n+2O_a ($a\ge 2$vì alcohol hòa tan Cu(OH)₂)

$C_n{H}_{2n+2}{O}_a+\frac{3n+1-a}{2}{O}_2\stackrel{t^o}{\to }nC{O}_2+\left(n+1\right)H_{2}O$

$\begin{array}{c}{n}_{O_2}=\frac{3n+1-a}{2}.n_{alcohol}\\ \iff 0,8=\frac{3n+1-a}{2}.0,2\\ \iff 3n-a=7\\ \to n=3;a=2\end{array}$

Alcohol là CH₂(OH)CH(OH)CH₃: propane-1,2-diol.

$\Rightarrow m=98.\frac{0,1}{2}=4,9\left(g\right)$

C. Bài tập minh hoạ

Câu 1: Cho m gam một alcohol no, đơn chức, bậc I 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 khí và hơi thu được có tỉ khối đối với hydrogen là 15,5. Giá trị của m là

A. 0,92.

B. 0,32.

C. 0,62.

D. 0,46.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

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 alcohol hết, sản phẩm khí và hơi chỉ có aldehyde và hơi nước nên ta có:

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

$\Rightarrow$ m = 0,02.46 = 0,92 gam.

Câu 2: Oxi hóa 6 gam alcohol đơn chức X bằng CuO ($t^o$, lấy dư) thu được 5,8 gam một aldehyde. Vậy X là

A. CH₃CH₂OH.

B. CH₃CH(OH)CH₃.

C. CH₃CH₂CH₂OH.

D. CH₃CH₂CH₂CH₂OH.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Gọi alcohol X có dạng RCH₂OH (oxi hóa tạo aldehyde $\to$alcohol bậc I).

Ta có: n_alcohol = n_aldehyde = a mol

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

Alcohol X là C₂H₅CH₂OH.

Câu 3: Oxi hoá 4 gam alcohol mạch hở, đơn chức A bằng oxygen (xt, $t^o$) thu được 5,6 gam hỗn hợp gồm ketone, alcohol dư và nước. Phần trăm alcohol A bị oxi hóa là

A. 80%.

B. 72%.

C. 75%.

D. 90%.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Bảo toàn khối lượng:

$n_{O_2}$_{phản ứng} = m_{hh sau phản ứng} – m_{alcohol ban đầu} = 5,6 – 4 = 1,6 gam

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

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

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

Câu 4: Dẫn hơi C₂H₅OH qua ống đựng CuO nung nóng thu được 11,76 gam hỗn hợp X gồm aldehyde, alcohol dư và nước. Cho X tác dụng với Na dư được 2,479 lít H₂ (ở đkc). % alcohol bị oxi hoá là

A. 80%.

B. 75%.

C. 60%.

D. 50%

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

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

Gọi số mol aldehyde, alcohol dư là x, y mol

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

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

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

Câu 5: Dẫn m gam hơi alcohol 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. Alcohol A có tên là

A. methanol.

B. ethanol.

C. propan-1-ol.

D. propan-2-ol.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Alcohol đơn chức + CuO → Cu + H₂O + Aldehyde/ketone.

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

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

Ta thấy:

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

Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn m gam alcohol đơn chức A được 6,6 gam CO₂ và 3,6 gam H₂O. Giá trị m là

A. 3 gam.

B. 2,0 gam.

C. 2,8 gam.

D. 10,2 gam

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

$\begin{array}{c}{n}_{C{O}_2}=\frac{6,6}{44}=0,15\left(mol\right)\\ n_{H_{2}O}=\frac{3,6}{18}=0,2\left(mol\right)\\ \to n_{H_{2}O}\text{>}{n}_{C{O}_2}\to Alcoholno\\ \to n_{alcohol}=0,2–0,15=0,05mol\end{array}$

Vì alcohol đơn chức nên ta có: $n_{O\left(alcohol\right)}=n_{alcohol}=0,2–0,15=0,05mol$

$\begin{array}{c}m=m_C+m_H+m_O\\ \iff m=0,15.12+0,2.2+0,05.16=3g\end{array}$

Câu 7: Có một hợp chất hữu cơ đơn chức Y, khi đốt cháy Y ta chỉ thu được CO₂ và H₂O với số mol như nhau và số mol oxygen tiêu tốn gấp 4 lần số mol của Y. Biết rằng: Y làm mất màu dung dịch bromine và khi Y cộng hợp hydrogen thì được alcohol no, đơn chức. Công thức cấu tạo mạch hở của Y là

A. $C{H}_3-C{H}_2-OH$.

B. $C{H}_2=CH-C{H}_2-C{H}_2-OH$.

C. $C{H}_3-CH=CH-C{H}_2-OH$.

D. $C{H}_2=CH-C{H}_2-OH.$

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Vì đốt Y tạo $n_{C{O}_2}=n_{H_{2}O}$, Y phản ứng với H₂ tạo alcohol đơn chức$\to$ Y có dạng $C_n{H}_{2n}O$

Giả sử đốt 1 mol Y

$\begin{array}{c}\to n_{O_2}=4\text{mol}\to \frac{3n-1}{2}=4\\ \to n=3\end{array}$

$\to$Y là $C{H}_2=CHC{H}_{2}OH$

Câu 8: Một alcohol X tác dụng với Na dư thu được thể tích H₂ bằng thể tích hơi alcohol X đã phản ứng. Đốt cháy hoàn toàn một thể tích hơi alcohol X thu được không đến ba thể tích CO₂ (các thể tích đo ở cùng điều kiện). Vậy X là

A. ethanol.

B. ethylene glycol.

C. propan – 1 – ol.

D. propane – 1,2 – diol.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Alcohol X tác dụng với Na dư thu được thể tích H₂ bằng thể tích hơi alcohol X đã phản ứng nên X có 2 nhóm OH trong phân tử.

Đốt cháy hoàn toàn một thể tích hơi alcohol X thu được không đến ba thể tích CO₂ suy ra số C trong X không quá 3.

Mà X lại có 2 nhóm OH nên X chỉ có thể là CH₂OH-CH₂OH (ethylene glycol).

Câu 9: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp M gồm hai alcohol X và Y là đồng đẳng kế tiếp của nhau, thu được 0,3 mol CO₂ và 0,425 mol H₂O. Mặt khác, cho 0,25 mol hỗn hợp M tác dụng với Na (dư), thu được chưa đến 0,15 mol H₂. Công thức phân tử của X, Y là

A. C₂H₆O₂, C₃H₈O₂.

B. C₂H₆O, CH₄O.

C. C₃H₆O, C₄H₈O.

D. C₂H₆O, C₃H₈O.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Vì $n_{H_{2}O}>n_{C{O}_2}\to$ X và Y là hai alcohol no, mạch hở.

Đặt công thức chung của hai 2 alcohol là C_nH_2n+2O_a

$C_n{H}_{2n+2}{O}_a+\frac{3n+1-a}{2}{O}_2\stackrel{t^o}{\to }nC{O}_2+\left(n+1\right)H_{2}O$

Ta có: $\frac{n_{C{O}_2}}{n_{H_{2}O}}=\frac{n}{n+1}=\frac{0,3}{0,425}\Rightarrow n=2,4$

→ Hai alcohol đó là C₂H₆O_a và C₃H₈O_a

Khi cho 0,25 mol M + Na dư thu được chưa đến 0,15 mol H₂

→ Hai alcohol cần tìm là alcohol đơn chức.

→ Hai alcohol là C₂H₆O và C₃H₈O.

Câu 10: Đốt cháy một alcohol đơn chức, mạch hở X thu được CO₂ và hơi nước theo tỉ lệ thể tích $V_{C{O}_2}:V_{HO_2}=4:5$. Công thức phân tử của X là

A. C₄H₁₀O

B. C₃H₆O.

C. C₃H₆O.

D. C₂H₆O.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Giả sử $n_{C{O}_2}=4mol,n_{H_{2}O}=5mol$.

Nhận thấy $n_{H_{2}O}>n_{C{O}_2}\to$Alcohol là alcohol no, mạch hở.

$\to n{alcohol}_{}=n_{H_{2}O}-n_{C{O}_2}\text{=}5-4=1mol$

$\to$ Số nguyên tử C của alcohol là: số C = $\frac{n_{C{O}_2}}{n{alcohol}_{}}=4$

$\to$ Công thức phân tử của alcohol là C₄H₁₀O.

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học 11 hay, chi tiết khác:

• Bài tập về phản ứng của alcohol với kim loại kiềm
• Bài tập về phản ứng tạo ether của alcohol
• Bài tập về phản ứng tách nước tạo alkene của alcohol
• Bài tập điều chế ethanol
• Bài toán điều chế phenol và dẫn xuất của phenol
• Bài toán về phản ứng tráng bạc của aldehyde

---