Bài tập phản ứng cộng của andehit

BÀI TẬP PHẢN ỨNG CỘNG CỦA ANDEHIT

Do trong phân tử luôn có liên kết bội (ở nhóm chức cacbonyl) nên các anđehit và xeton đều có khả năng tham gia phản ứng cộng H₂. Vì phản ứng của xeton có đặc điểm hoàn toàn tương tự với phản ứng cộng H₂ của anđehit nên ở đây chỉ đề cập đến phản ứng cộng H₂ vào anđehit.

R(CHO)_x + xH₂ → R(CH₂OH)_x (xúc tác Ni, t⁰)

Bài tập về phản ứng cộng H₂ của anđehit, xeton thường gắn liền với bài tập ancol tác dụng với Na. 

Chú ý:

1. Trong phản ứng của anđehit với H₂: Nếu gốc R có các liên kết pi thì H₂ cộng vào cả các liên kết pi đó.

2. Dựa vào tỉ lệ số mol H₂: anđehit có thể xác định được loại anđehit. Thường gặp nhất là các trường hợp:

     + nH₂ : nanđehit = 1 → anđehit no, đơn chức, mạch hở: C_nH_2nO.

     + nH₂ : nanđehit = 2 → 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).

     Phản ứng cộng H₂ vào xeton có đặc điểm tương tự như của anđehit.

VÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1: 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

Hãy chọn đáp án đúng.

Hướng dẫn

HCHO + H₂ CH₃OH  (1)

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

Cho hỗn hợp sản phẩm tác dụng AgNO₃/ NH₃

HCHO + Ag₂O  CO₂ + H₂O + 4Ag ¯ (2)

Þn_HCHO = n_Ag = x  = 0,1 mol

Þ m_HCHO = 0,1 x 30 = 3,0 (g)

Þ

Đáp án  C

Ví dụ 2. 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. no, hai chức.                       

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

C. no, đơn chức.                                

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

Hướng dẫn

Tỉ lệ thể tích = tỉ lệ số mol => V lít hơi andehit X + 3V lít H2 => 2 V lít Y

PT : Andehit : X “ C_nH_{2n+2 – 2a}O_z + aH₂ => C_nH_2n+2O_z “a là tổng pi + vòng”

              Ban đầu              V lít               3V              “Andehit hết vì Ni nung nóng”

                    Pứ                 V lít               aV lít         V lít

             Sau pứ                   0                    3 – aV        V

V _{sau pứ} = V_H2”dư” + V_{CnH2n+2Oz “tạo thành”} = 3V – aV + V = 4V – aV

mà đề cho V _{sau pứ} = V_Y = 2V = a = 2 => 4V – aV = 2V<= > a = 2

=> X có 2 pi

“Với bài andehit pứ với H₂ <=> tương tự với dạng bài cracking ankan

Mặt khác Y là rượu C_nH_2n+2 O_z và H_{2 dư} => Ngưng tụ => Z là CnH2n+2Oz

Và n _Rượu = n_H2 => Rượu có 2 nhóm OH hay Andehit có 2 gốc CHO “vừa đủ 2 pi” => Andehit no , 2 chức => C

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

A. CH₂O.              B. C₂H₄O.                       C. C₃H₆O.                       D. C₂H₂O₂.

Hướng dẫn

 Pứ andehit + H₂ => Ancol

=> m_H2 = m_Ancol – m_Andehit = 0,2 mol  

n _andehit = n _Ancol = n_H2 / x          

(Với x là số liên kết pi trong andehit, và H₂ cộng vào liên kết pi)

n_Andehit = 0,1/x

=> M_andehit = 29x

A,B,C đều có 1pi => x = 1 => A đúng

D có 2 pi => x = 2 nhưng M = 58 # 56

Mẹo . Chỉ có 1 andehit duy nhất có M = 29 là HCHO hay CH₂O => A

Ví dụ 4. Thể tích H₂ (0^oC và 2 atm) vừa đủ để tác dụng với 11,2 gam anđehit acrylic là

A. 4,48 lít.           B. 2,24 lít.           C. 0,448 lít.                    D. 0,336 lít.

Hướng dẫn

Andehit acrylic : CH₂ = CH – CHO  có M = 56

=> n _andehit = 0,2 mol

Theo CT bài trên   => n_andehit = nH2 / 2   => n_H2 = 0,4 mol

Theo CT : n = P.V / (T.0,082) <=> 0,4 = 2.V / (273.0,082)

<=> V= 4,48 lít => A

Ví dụ 5. 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.

a. Tổng số mol 2 ancol là

A. 0,2 mol.           B. 0,4 mol.                     C. 0,3 mol.           D. 0,5 mol.

b. 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

a. Andehit đơn chức, no => x = 1 “1 pi trong gốc CHO”

=> n_Ancol = nH2 = (m_Ancol – m_Andehit)/2 = 0,3 mol

=> C

b. n_Andehit = n_H2 = 0,3 mol ;

Andehit no đơn chức => CT : C_nH_2nO “n trung bình”  

M = 14n + 16 = 14,6 / 0,3 => n = 2,33

=> andehit là : CH₃CHO và C₂H₅CHO  

Gọi x , y lần lượt là số mol của CH₃CHO và C₂H₅CHO    

Ta có x + y = 0,3 ; 2x + 3y = 2,33.0,3

và Công thức n trung bình = (a.x + by)/(x+y)  (  Với a , b lần lượt là số C)

y = 0,1 => m _C2H5CHO = 5,8 g

Ví dụ 6.  Cho 7 gam chất A có CTPT C₄H₆O tác dụng với H₂ dư có xúc tác tạo thành 5,92 gam ancol isobutylic.

a. Tên của A là

A. 2-metyl propenal.                         B. 2-metylpropanal.

C. but-2-en-1-ol.                                 D. but-2-en-1- al.

b. Hiệu suất của phản ứng là

A. 85%.                B. 75%.                C. 60%.                D. 80%.

Hướng dẫn

 a. Ancol isobytylic : CH₃ – C(CH₃) – CH₂ – OH

Vì C₄H₆O có k =2 và pứ với H₂ dư

=> A là andehit có 1 liên kết pi trong gốc hidroacbon

 “Pứ với H₂ không làm thay đổi mạch C”

 => A : C = C(C) – C – OH

(không thể là C – C(C) = C –OH vì OH không gắn với C không no)

  2 – metyl propenal => A  

B sai vì không chứa pi trong hidrocacbon .

C , D sai vì khác mạch

 b. Ta có n_Andehit = 0,1 mol ; n _Rượu = 0,08 mol

=> n_{Andehit pứ} = n _Rượu = 0,08 mol => H% = n_pu / n _{ban đầu} = 0,08.100%/0,1 = 80%