BTTN andehit – xeton trong đề thi đại học

BTTN ANDEHIT – XETON TRONG ĐỀ THI ĐẠI HỌC

A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT

1. Định nghĩa, phân loại và danh pháp :

a) Định nghĩa :

+ Anđehit là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm CH=O liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon hoặc nguyên tử H

VD : H-CHO, CH₃CHO

+ Xeton là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm >C=O liên kết trực tiếp với 2 nguyên tử cacbon

VD :

Cấu trúc nhóm cacbonyl: >C=O

Nguyên tử C mang liên kết đôi ở trạng thái lai hóa sp². Liên kết đôi C=O gồm 1 liên kết σ bền và một liên kết π kém bền. Góc giữa các liên kết ở nhóm >C=O giống với góc giữa các liên kết >C=C< tức là ≈ 120°. Trong khi liên kết C=C hầu như không phân cực, thì liên kết >C=O bị phân cực mạnh: nguyên tử O mang một phần điện tích âm, δ^-, nguyên tử C mang một phần điện tích dương, δ⁺. ^.Chính vì vậy các phản ứng của nhóm >C=O có những điểm giống và những điểm khác biệt so với nhóm >C=C<.

b) Phân loại :

- Dựa theo gốc hidrocacbon : no, không no, thơm

- Dựa theo số nhóm chức : đơn chức, đa chức

c) Danh pháp :

* Anđehit : - Tên thay thế = tên h.c theo mạch chính + al

                    - Tên thường : Một số anđehit đơn giản được gọi theo tên thông thường có nguồn gốc lịch sử

VD :

* Xeton :  -  Tên thay thế = Tên h.c tương ứng + vị trí nhóm chức + on

                 - Tên gốc chức = tên gốc h.c + xeton

VD :

2. Tính chất hóa học :

a. Phản ứng cộng : có thể xem liên kết C=O như C=C

- Cộng H₂ ( phản ứng khử) : Anđehit + H₂  Ancol bậc 1

                                              Xeton + H₂  Ancol bậc 2

=>Anđehit đóng vai trò là chất khử

- Cộng H₂O, HCN (hidro xianua):

   +) C=O + H₂O  sp không bền

VD: H₂C=O + H₂O  H₂C(OH)₂ (không bền)

   +) C=O + HCN  sp: xianohidrin bền

VD:  (xianohiđrin)

b. Phản ứng oxi hóa

- Tác dụng với Br₂ và dd KMnO₄

VD:  R-CHO + Br₂ + H₂O  R-COOH + HBr

* Xeton không làm mất màu 2 dd trên vì nó không bị oxi hóa

- Tác dụng với AgNO₃/NH₃ ( phản ứng tráng bạc)

 AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O  [Ag(NH₃)₂]OH (phức tan)

R-CHO + 2[Ag(NH₃)₂]OH  RCOONH₄ + 2Ag + 3NH₃ + H₂O

=>Anđehit đóng vai trò là chất oxi hóa

 Dùng để nhận biết anđehit

TQ: R(CHO)_z + 2z AgNO₃ + 3z NH₃ + z H₂O  R(COONH₄)_z + 2z NH₄NO₃ + 2z Ag

• Riêng anđehit fomic : HCHO + 4AgNO₃ + 6NH₃ + 2H₂O  (NH₄)₂CO₃ + 4NH₄NO₃ + 4Ag

- Tác dụng với Cu(OH)₂ trong môi trường kiềm  Cu₂O đỏ gạch

R(CHO)_z + 2zCu(OH)₂ + zNaOH  R(COONa)_z + z Cu₂O + 3z H₂O

• Riêng andehit fomic: HCHO + 4Cu(OH)₂ + 2NaOH  Na₂CO₃ + 2Cu₂O + 6H₂O

Trong một số bài toán có thể viết

R-CH=O +Ag₂O R-COOH + 2Ag

R-CH=O + 2Cu(OH)₂ R-COOH + Cu₂O+2H₂O

R Nếu R là Hydro, Ag₂O dư, Cu(OH)₂ dư:

H-CHO + 2Ag₂O H₂O + CO₂ + 4Ag

H-CH=O + 4Cu(OH)₂ 5H₂O + CO₂ + 2Cu₂O

R Các chất: H-COOH, muối của axit fomic, este của axit fomic cũng cho được phản ứng tráng gương.

HCOOH + Ag₂O H₂O + CO₂+2Ag

HCOONa + Ag₂O NaHCO₃ + 2Ag

H-COOR + Ag₂O ROH + CO₂ + 2Ag

R Anđehit vừa đóng vai trò chất khử, vừa đóng vai trò chất oxi hóa:

+ Chất khử: Khi phản ứng với O₂, Ag₂O/NH₃, Cu(OH)₂(t^o)

+ Chất oxi hóa khi tác dụng với H₂ (Ni, t^o)

c. Phản ứng ở gốc h.c : Nguyên tử H ở bên cạnh nhóm cacbonyl dễ tham gia phản ứng thế

VD : CH₃-C-CH₃ + Br₂  CH₃-C-CH₂Br  + HBr

                 O                                                 O

3. Điều chế:

- Phương pháp chung để điều chế anđehit và xeton là oxi hóa nhẹ ancol bậc 1 và bậc 2

* Fomanđehit được điều chế trong công nghiệp bằng cách oxi hóa metanol nhờ có oxi không khí ở 600-700⁰C với xúc tác Cu hoặc Ag

                      2CH₃-OH + O₂  2HCH=O + 2H₂O

- Từ hidrocacbon:

* Oxi hóa không hoàn toàn metan là pp mới sx fomandhit: CH₄  +  O₂  HCH=O + H₂O

* Oxi hóa etilen là pp hiện đại sx axetan đehit: 2CH₂=CH₂ + O₂  2CH₃CH=O

* Oxi hóa cumen rồi chế hóa với axit H₂SO₄ thu được axeton cùng với phenol

    (CH₃)₂CH-C₆H₅  tiểu phân trung gian  CH₃-CO-CH₃ + C₆H₅-OH

* Axetanđehit còn có thêm pp: CH CH  +  H₂O  CH₃-CHO

MỘT SỐ CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN 

1. Anđêhit no, đơn chức, mạch hở có CTTQ là C_nH_{2n + 1}CHO hay C_mH_2mO

2. Axetilen và ankin có liên kết  đầu mạch hoặc h.c có liên kết  đầu mạch tác dụng với AgNO₃/NH₃ cho kết tủa vàng còn anđehit cho Ag

3. Dựa và phản ứng tráng gương :

+ 1mol anđehit đơn chức (R-CHO) cho 2mol Ag

+ Trường hợp đặc biệt : H-CH = O phản ứng Ag₂O tạo 4mol Ag và  %O = 53,33%

Thí dụ 1: Chất hữu cơ X thành phần gồm C, H, O trong đó  %O: 53,3 khối lượng. Khi thực hiện phản ứng trang gương, từ 1 mol X → 4 mol Ag. CTPT X là:

PA. HCHO           B. (CHO)₂              C. CH₂(CHO)₂            D. C₂H₄(CHO)₂

Thí dụ 2: Cho hỗn hợp HCHO và H₂ đi qua ống đựng bột Ni nung nóng. Dẫn toàn bộ hỗn hợp thu đượu sau phản ứng vào bình nước lạnh để ngưng tụ hơi chất lỏng và hoa tan các chất có thể tan được , thấy khối lượng bình tăng 11,8g.

Lấy dd trong bình cho tác dụng với dd AgNO₃/NH₃ thu được 21,6g Ag. Khối lượng CH₃OH tạo ra trong phản ứng hợp H₂ của HCHO là:

A. 8,3g              B. 9,3g                PC. 10,3g                          D. 1,03g

Suy luận: H-CHO   +   H₂   CH₃OH

() chưa phản ứng là 11,8g.

         HCHO   +  2Ag₂O    CO₂   +  H₂O  +  4 Ag

.

M_HCHO = 0,05.30 = 1,5g ;

4. Nếu có hỗn hợp hai anđehit tham gia phản ứng tráng gương mà cho 1 trong hai anđehit là HCHO hoặc anđehit 2 chức và anđêhit còn lại là đơn chức

5. Dựa trên phản ứng đốt cháy anđehit no, đơn chức cho số mol CO₂ = số mol H₂O.

+ 1 nhóm andehit (- CH = O) có 1 liên kết đôi C = O Þ andehit no đơn chức chỉ có 1 liên kết  nên khi đốt cháy (và ngược lại)

+ andehit A có 2 liên kết  có 2 khả năng : andehit no 2 chức ( 2 ở C = O) hoặc andehit không no có 1 liên kết đôi ( 1 trong C = O, 1  trong C = C).

Anđehit Ancol cũng cho số mol CO₂ bằng số mol CO₂ khi đốt anđehit còn số mol H₂O của rượu thì nhiều hơn. Số mol H₂O trội hơn bằng số mol H₂ đã cộng vào anddeehit.

Thí dụ : Đốt cháy hỗn hợp 2 anđehit no, đơn chức thu được 0,4 mol CO₂. Hidro hóa hoàn toàn 2 anđehit này cần 0,2 mol H₂ thu được hỗn hợp 2 rượu no, dơn chức. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 rượu thì số mol H₂O thu được là:

A. 0,4 mol           PB. 0,6mol                   C. 0,8 mol                 D. 0,3 mol

Suy luận: Đốt cháy hỗn hợp 2 anđehit được 0,4 mol CO₂ thì cũng được 0,4 mol  H₂O. Hidro hóa anđehit đã nhận thêm 0,2 mol H₂ thì số mol của rượu trội hơn của anđehit là 0,2 mol. Vậy số mol H₂O tạo ra khi đốt cháy rượu là 0,4 + 0,2 = 0,6 mol.

BÀI TẬP ANĐEHIT – XETON

Câu 1: Fomalin hay fomon được dùng để ngâm xác động vật, thuộc da, tẩy uế, diệt trùng,… Fomalin là

            A. dung dịch rất loãng của anđehit fomic.

            B. dung dịch axetanđehit khoảng 40%.

            C. dung dịch 37 – 40% fomanđehit trong nước.

            D. tên gọi của H–CH=O.

Câu 2: Phát biểu nào sau đây là không đúng?

            A. Trong phân tử anđehit, các nguyên tử chỉ liên kết với nhau bằng liên kết σ.

            B. Hợp chất R–CHO có thể điều chế được từ RCH₂OH.

            C. Hợp chất hữu cơ có nhóm –CHO liên kết với H là anđehit.

            D. Anđehit có cả tính khử và tính oxi hóa.

Câu 3: Số đồng phân xeton ứng với công thức phân tử C₅H₁₀O là

            A. 5.                            B. 6.                            C. 3.                            D. 4.

Câu 4: Trong công nghiệp, axeton điều chế từ

            A. xiclopropan.                       B. propan–1–ol.                      C. propan–2–ol.                      D. cumen.

Câu 5: Thứ tự giảm dần nhiệt độ sôi của các chất CH₃CHO, C₂H₅OH, H₂O là

            A. H₂O, CH₃CHO, C₂H₅OH.                         B. H₂O, C₂H₅OH, CH₃CHO.

            C. CH₃CHO, H₂O, C₂H₅OH.                         D. CH₃CHO, C₂H₅OH, H₂O.

Chú ý: - Ancol có từ C₁ đến C₃ có t_s < t_s của H₂O

             - Ancol từ C₄ trở đi có có t_s > t_s của H₂O

Câu 6: Cho sơ đồ: C₆H₅CH₃  X  Y. Công thức cấu tạo của X, Y lần lượt là

            A. C₆H₅CHO, C₆H₅COOH.                           B. C₆H₅CH₂OK, C₆H₅CHO.

            C. C₆H₅CH₂OH, C₆H₅CHO.                          D. C₆H₅COOK, C₆H₅COOH.

Câu 7: Có thể dùng một chất nào trong các chất dưới đây để nhân biết được các chất: ancol etylic, glixerol, anđehit axetic đựng trong ba lọ mất nhãn?

            A. Cu(OH)₂/OH^-.        B. Quỳ tím.                 C. Kim loại Na.                       D. dd AgNO₃/NH₃.

Câu 8: Bằng 3 phương trình phản ứng có thể điều chế được cao su buna từ

            A. HOCH₂CH₂OH.    B. CH₃[CH₂]₂CHO.    C. CH₃–COOH.          D. O=CH[CH₂]₂CH=O.

Câu 9: Một anđehit no X mạch hở, không phân nhánh, có công thức thực nghiệm là (C₂H₃O)_n. Công thức cấu tạo của X là

            A. O=CHCH₂CH₂CHO.                                            B. O=CHCH₂CH₂CH₂CHO.

            C. O=CHCH(CH₃)CH₂CHO.                                    D. O=CHCH(CH₃)–CHO.

Câu 10: Cho các chất sau: CH₃CH₂CHO (1), CH₂=CHCHO (2), (CH₃)₂CH–CHO (3), CH₂=CHCH₂OH (4). Những chất phản ứng hoàn toàn với lượng dư H₂ (Ni, t°) cùng tạo ra một sản phẩm là

            A. 2, 3, 4.                    B. 1, 2, 4.                    C. 1, 2, 3.                    D. 1, 3, 4.

Câu 11: Cho các sơ đồ phản ứng sau:

A  B + C;         B + 2H₂  ancol isobutylic.

A + CuO  D + E + C;  D + 4AgNO₃ + NH₃  F + G + 4Ag

A có công thức cấu tạo là

            A. (CH₃)₂C(OH)–CHO.                                             B. HOCH₂CH(CH₃)CHO.

            C. OHC–CH(CH₃)–CHO.                              D. CH₃CH(OH)CH₂CHO.

Câu 12: Đốt cháy hoàn toàn a mol một anđehit X mạch hở tạo ra b mol CO₂ và c mol H₂O (biết b = a + c). Trong phản ứng tráng gương, một phân tử X chỉ cho 2 electron. X thuộc dãy đồng đẳng anđehit

            A. no, đơn chức.                                             B. không no có hai nối đôi, đơn chức.

            C. không no có một nối đôi, đơn chức.                      D. no, hai chức.

Câu 13: Ba chất hữu cơ mạch hở X, Y, Z có cùng công thức phân tử C₃H₆O và có các tính chất: X, Z đều phản ứng với nước brom; X, Y, Z đều phản ứng với H₂ nhưng chỉ có Z không bị thay đổi nhóm chức; chất Y chỉ tác dụng với brom khi có mặt CH₃COOH. X, Y, Z lần lượt là

            A. C₂H₅–CHO, CH₂=CH–O–CH₃, (CH₃)₂CO.

            B. (CH₃)₂CO, C₂H₅–CHO, CH₂=CH–CH₂OH.

            C. C₂H₅–CHO, (CH₃)₂CO, CH₂=CH–CH₂OH.        

            D. CH₂=CH–CH₂OH, C₂H₅–CHO, (CH₃)₂CO.

Câu 14: Cho 2,9 gam một anđehit X phản ứng hoàn toàn với lượng dư AgNO₃ trong dung dịch NH₃ thu được 21,6 gam Ag. Công thức cấu tạo thu gọn của X là

            A. HCHO.                  B. CH₂=CH–CHO.     C. O=CH–CHO.         D. CH₃CHO.

Câu 15: Cho m gam hỗn hợp X gồm hai ancol no, đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác dụng với CuO dư nung nóng, thu được một hỗn hợp rắn Z và một hỗn hợp hơi Y có tỉ khối hơi so với H₂ là 13,75. Cho toàn bộ Y phản ứng với một lượng dư dung dịch AgNO₃ trong NH₃ đun nóng, sinh ra 64,8 gam Ag. Giá trị của m là

            A. 7,8.                         B. 8,8.                         C. 7,4.                         D. 9,2.