50 bài tập về Phản ứng thế ancol (có đáp án 2024) và cách giải

Dạng 2: Bài tập về phản ứng thế ancol và cách giải – Hóa học lớp 11

A. Phương pháp giải

a. Thế H của nhóm OH

- Cho ancol hoặc hỗn hợp ancol tác dụng với Na, K tạo thành muối ancolat và khí H₂.

$R{\left(OH\right)}_x+\text{ x}Na\to R{\left(ONa\right)}_x+\frac{x}{2}{H}_2$

$\to n_{H_2}=\frac{x}{2}.n_{ancol}$ và $n_{Na}=2n_{H_2}$

- Dựa vào tổng số mol giữa ancol và H₂ để xác định số nhóm chức:

+ Nếu $n_{H_2}=\frac{1}{2}{n}_{ancol}$→ x = 1→ ancol đơn chức: ROH.

(Nếu là no, đơn chức mạch hở thì công thức chung của ancol là C_nH_{2n +1} OH)

+ Nếu $n_{H_2}=n_{ancol}$→ x = 2→ ancol đa chức có 2 nhóm –OH: R(OH)₂

(Nếu là no, đa chức mạch hở có 2 nhóm –OH thì công thức chung của ancol là C_nH_2n (OH)₂)

+ Nếu $n_{H_2}=\frac{3}{2}{n}_{ancol}$→ x = 3→ ancol đa chức có 3 nhóm –OH: R(OH)₃

(Nếu là no, đa chức mạch hở có 3 nhóm -OH thì công thức chung của ancol là C_nH_{2n –1}(OH)₃)

Chú ý: Khi cho dung dịch ancol (với dung môi là nước) phản ứng với kim loại kiềm thì xảy ra hai phản ứng:

2H₂O + 2Na → 2NaOH + H₂

2R(OH)_n + 2nNa → 2R(ONa)_n + nH₂

b. Thế nhóm OH

Ancol tác dụng với các axit mạnh như H₂SO₄ đậm đặc lạnh, HNO₃ đậm đặc, axit halogenhiđric bốc khói.

$R{\left(OH\right)}_n+nHX\stackrel{t^0}{\to }R{X}_n+n{H}_{2}O$

c. Phương pháp: Áp dụng phương pháp bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng hoặc phương pháp trung bình.

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1:

A. 2,4 gam

B. 1,9 gam

C. 2,85 gam

D. 3,8 gam

Hướng dẫn giải

$n_{H_2}=\frac{0,336}{22,4}\text{= }0,015mol$

Gọi công thức chung của 3 ancol đơn chức là ROH

$\begin{array}{l}ROH+Na\to RONa+\frac{1}{2}{H}_2\\ 0,03\leftarrow 0,015\left(mol\right)\end{array}$

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_ancol + m_Na = m_muối + $m_{H_2}$

→ 1,24 + 0,03.23 = m_muối + 0,015.2

→ m_muối = 1,9 gam

Đáp án B

Ví dụ 2:

A. 3,584

B. 1,792

C. 0,896

D. 0,448

Hướng dẫn giải

Vì các chất trong M đều là ancol đơn chức nên ta coi hỗn hợp M chỉ có một ancol ROH (n = a mol)

$\begin{array}{l}ROH+Na\to RONa+\frac{1}{2}{H}_2\\ a\to a0,5a\left(mol\right)\end{array}$

Ta có: m_muối − m_M = a.(R+39) − a.(R+17) = 22a

⇒ 22a = m + 3,52 – m = 3,52

⇒ a = 0,16 mol

$\to n_{H_2}=0,5a=0,08mol\to V_{H_2}=0,08.22,4=1,792\left(l\right)$

Đáp án B

Ví dụ 3:

A. C₂H₆O.

B. C₃H₈O.

C. C₄H₈O.

D. C₄H₁₀O.

Hướng dẫn giải

$n_{H_2}=\frac{0,56}{22,4}=0,025\left(mol\right)$

Gọi công thức tổng quát của ancol X, no, đơn chức, mạch hở là C_nH_2n+1OH.

$\begin{array}{l}{C}_n{H}_{2n+1}OH+Na\to C_n{H}_{2n+1}ONa+\frac{1}{2}{H}_2\\ 0,05\leftarrow 0,025\left(mol\right)\\ \to M_{ancolX}=\frac{3,70}{0,05}=74\to 14n+18=74\to n=4\end{array}$

→ Công thức của ancol X là C₄H₉OH (hay C₄H₁₀O).

Đáp án D

C. Bài tập tự luyện

Câu 1:

Chọn phát biểu sai?

A. Cả 3 chất đều có nguyên tử H linh động.

B. Cả 3 đều phản ứng được với dung dịch bazơ ở điều kiện thường.

C. Cả ba chất đều phản ứng được với Na.

D. Thứ tự linh động của nguyên tử H được sắp xếp theo chiều như sau: III > II > I.

Hướng dẫn giải

B sai vì chất (I) là rượu, không tác dụng với bazơ, chỉ có phenol (có OH gắn trực tiếp với nhân thơm) mới có khả năng phản ứng với bazơ ở điều kiện thường

Đán áp B

Câu 2:

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Hướng dẫn giải

Giả sử ancol X có dạng R(OH)_x

$\begin{array}{l}R{\left(OH\right)}_x+\text{ x}Na\to R{\left(ONa\right)}_x+\frac{x}{2}{H}_2\\ 0,1\to 0,05x\left(mol\right)\\ n_{H_2}=0,05x=\frac{2,24}{22,4}=0,1\to x=2\end{array}$

Đáp án B

Câu 3:

A. 11,56

B. 12,25

C. 15,22

D. 12,52

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l}{n}_{H_2}=\frac{1,792}{22,4}\text{= }0,08mol\\ \to n_K=2.n_{H_2}=0,08.2=0,16mol\end{array}$

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_ancol + m_Na = m_muối+ $m_{H_2}$

→ 6,44 + 0,16.39 = m_muối+ 0,08.2

→ m_muối= 12,52 gam

Đáp án D

Câu 4:

A. 2,94

B. 3,62

C. 4,6

D. 3,72

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l}{n}_{H_2}=\frac{0,672}{22,4}=0,03mol\\ ROH+Na\to RONa+\frac{1}{2}{H}_2\\ 0,06\leftarrow 0,03\left(mol\right)\end{array}$

Bảo toàn khối lượng, ta có: m_ancol+ m_Na = m_muối + m_khí

m_muối = 2,4 + 0,06.23 – 0,03.2 = 3,72 gam

Đáp án D

Câu 5:

A. 6,72

B. 4,48

C. 2,24

D. 13,44

Hướng dẫn giải

Áp dụng tăng giảm khối lượng ta có:

$\begin{array}{l}{n}_{Na}=\frac{50,2-37}{22}=0,6mol\\ \to n_{H_2}=\text{ 0,6.}\frac{1}{2}=0,3mol\\ \to V=0,3.22,4=6,72lít\end{array}$

Đáp án A

Câu 6:

A. C₃H₅OH và C₄H₇OH.

B. C₂H₅OH và C₃H₇OH.

C. C₃H₇OH và C₄H₉OH.

D. CH₃OH và C₂H₅OH.

Hướng dẫn giải

$ROH+Na\to RONa+\frac{1}{2}{H}_2$

Bảo toàn khối lượng: m_ancol + m_Na = m_rắn + $m_{H_2}$

$\to m_{H_2}=7,8+4,6-12,25=0,15gam\begin{array}{l}\to n_{H_2}=\frac{0,15}{2}=0,075mol\\ \begin{array}{l}{n}_{ancol}=n_{H_2}=0,15mol\\ \to \overline{M}=\frac{7,8}{0,15}=52\end{array}\end{array}$

Do 2 ancol là đơn chức, kế tiếp trong dãy đồng đẳng nên 2 ancol là C₂H₅OH và C₃H₇OH

Đáp án B

Câu 7:

A. 22,4 lít

B. 20,16 lít

C. 30,80 lít

D. 25,76 lít

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l}{V}_{C_2{H}_{5}OH}=112,5.92\%=103,5ml\\ \to m_{C_2{H}_{5}OH}=103,5.0,8=82,8g\\ \to n_{C_2{H}_{5}OH}=\frac{82,8}{46}\text{= }1,8mol\\ V_{H_{2}O}=112,5-103,5=9ml\\ \to m_{H_{2}O}=9g\to n_{H_{2}O}=\frac{9}{18}\text{= }0,5mol\end{array}$

Khi cho Na vào thì

$\begin{array}{l}{C}_2{H}_{5}OH+Na\to C_2{H}_{5}ONa+\frac{1}{2}{H}_2\\ 1,8\to 0,9\left(mol\right)\\ H_{2}O+Na\to NaOH+\frac{1}{2}{H}_2\\ 0,5\to 0,25\left(mol\right)\\ \to n_{H_2}=0,9+0,25=1,15mol\\ \to V=25,76lít\end{array}$

Đáp án D

Câu 8:

A. 10

B. 6

C. 4

D. 8

Hướng dẫn giải

Khi cho dung dịch ancol A tác dụng với Na dư → Na phản ứng với rượu và Na phản ứng với nước.

Theo bài ra, ta có m_ancol = 6,4 . 71,875% = 4,6 gam

$\to m_{H_{2}O}=1,8gam\to n_{H_{2}O}=0,1mol$

Số mol khí sinh ra do Na tác dụng với nước là 0,1 : 2 = 0,05 mol.

Tổng số mol hiđro thu được là 0,125 $\to$ Số mol khí sinh ra do Na tác dụng với rượu là 0,075 mol.

Ta có phương trình:

$\begin{array}{l}\begin{array}{l}R{\left(OH\right)}_x\to \frac{x}{2}{H}_2\\ {}_{}\frac{0,15}{x}\leftarrow 0,075\end{array}\\ \to M_{ancol}=\frac{4,6}{\frac{0,15}{x}}=\frac{92x}{3}\\ \to x=3\to ancollàC_3{H}_8{O}_3\end{array}$

Đáp án D

Câu 9:

A. 2m = 2n + 1

B. m = 2n + 2

C. 11m = 7n + 1

D. 7n = 14m + 2

Hướng dẫn giải

Gọi công thức tổng quát của rượu là C_nH_{2n+2 – m} (OH)_m

$n_{H_2}=\frac{2,24}{22,4}=0,1mol$

n_rượu = $\frac{0,1.2}{m}=\frac{0,2}{m}mol$

$C_n{H}_{2n+2–m}{\left(OH\right)}_m+mNa\to C_n{H}_{2n+2–m}{\left(ONa\right)}_m+\frac{m}{2}{H}_2$

Ta có: $\frac{7,6}{14n+16m+2}=\frac{0,2}{m}$

$\begin{array}{l}\iff 7,6m=2,8n+3,2m+0,4\\ \iff 4,4m=2,8n+0,4\\ \iff 11m=7n+\text{ 1}\end{array}$

Đáp án C

Câu 10:

A. 2,289 lít

B. 2,24 lít

C. 3,36 lít

D. 2,84 lít

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l}{V}_{C_2{H}_{5}OH}=\frac{10.92}{100}=9,2ml\\ \to m_{C_2{H}_{5}OH}=9,2.0,8=7,36g\\ \to n_{C_2{H}_{5}OH}=\frac{7,36}{46}=0,16mol\\ V_{H_{2}O}=10–9,2=0,8ml\\ \to m_{H_{2}O}=0,8.1=0,8g\\ \to n_{H_{2}O}=\frac{0,8}{18}=\frac{2}{45}\left(mol\right)\end{array}$

$\begin{array}{l}2C_2{H}_{5}OH+2Na\to 2C_2{H}_{5}ONa+H_2\\ 0,16\to 0,08\left(mol\right)\\ 2H_{2}O+2Na\to 2NaOH+H_2\\ \begin{array}{l}\frac{2}{45}\to \frac{1}{45}\left(mol\right)\\ {\text{V}}_{H_2}=\left(0,08+\frac{1}{45}\right).22,4=2,289lít\end{array}\end{array}$

Đáp án A