50 bài tập về Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn (có đáp án 2024) và cách giải

Dạng 4: Bài tập về phản ứng oxi hóa không hoàn toàn và cách giải – Hóa học lớp 11

A. Phương pháp giải

- Ancol bậc I bị oxi hóa thành anđehit

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

- Ancol bậc II bị oxi hóa thành xeton

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

- Ancol bậc III bị oxi hóa gãy mạch cacbon.

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

- Phương pháp giải:

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

$n_{ancol}=n_{anehit}=n_{CuO}=n_{Cu}=\frac{m_{CRgiam}}{16}=\frac{m_{sp}-m_{ancolbd}}{16}$

+ Sản phẩm gồm anđehit, nước, ancol dư cho tác dụng với Na dư thì

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1:

A. CH₃ – CH(OH) – CH₃

B. CH₃ – CH₂ – CH₂OH

C. CH₃ – CH₂ – CH(OH) – CH₃

D. CH₃ – CO – CH₃

Hướng dẫn giải

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

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

$M_Y=R+28+R’=29.2=58\to R+R’=30$

Chỉ có R = 15, R’ = 15 là thoả mãn

$\to$ Xeton Y là CH₃ – CO – CH₃

$\to$Công thức cấu tạo của ancol X là CH₃ – CH(OH) – CH₃

Đáp án A

Ví dụ 2:

A. 0,92

B. 0,32

C. 0,62

D. 0,46

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l}{C}_n{H}_{2n+1}C{H}_{2}OH+CuO\stackrel{t^0}{\to }{C}_n{H}_{2n+1}CHO+Cu+H_{2}O\\ xxxx\end{array}$

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 ancol hết, sản phẩm chỉ có anđehit và hơi nước nên ta có:

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

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

Đáp án A

Ví dụ 3:

A. CH₃CH₂OH

B. CH₃CH(OH)CH₃

C. CH₃CH₂CH₂OH

D. CH₃CH₂CH₂CH₂OH

Hướng dẫn giải

Gọi ancol X có dạng RCH₂OH (oxi hóa tạo anđehit $\to$ ancol bậc 1)

$\begin{array}{l}RC{H}_{2}OH+CuO\stackrel{t^0}{\to }RCHO+Cu+H_{2}O\\ aa\end{array}$

Ta có: n_ancol = n_anđehit = a mol

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

Ancol X là C₂H₅CH₂OH

Đáp án C

C. Bài tập tự luyện

Câu 1:

A. 3

B. 4

C. 2

D. 1

Hướng dẫn giải

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

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂OH

CH₃-CH(CH₃)-CH­₂OH

Có 2 đồng phân

Đáp án C

Câu 2:

A. 80%

B. 72%

C. 75%

D. 90%

Hướng dẫn giải

Bảo toàn khối lượng: $n_{O_2}$_{phản ứng} = m_{hh sau phản ứng} – m_{ancol ban đầu} = 5,6 – 4 = 1,6 gam

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

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

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

Đáp án A

Câu 3:

A. 80%.

B. 75%.

C. 60%.

D. 50%.

Hướng dẫn giải

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

Gọi số mol ancol dư, andehit là y, x mol

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

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

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

Đáp án A

Câu 4:

A. metanol.

B. etanol.

C. propan-1-ol.

D. propan-2-ol.

Hướng dẫn giải

Ancol đơn chức + CuO → Cu + H₂O + Anđehit/xeton

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

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

Ta thấy:

1 (mol) ancol thì khối lượng chất rắn giảm 16 (gam)

0,03125m (mol) ← 0,5m (gam)

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

Đáp án A

Câu 5:

A. 4,4

B. 9,2

C. 11,5

D. 13,8

Hướng dẫn giải

Gọi $n_{C_2{H}_{5}OH}=xmol$

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

$\begin{array}{l}x=\frac{m_{CuO}-m_{Cu}}{80-64}=\frac{3,2}{16}=0,2mol\\ \to m=0,2.46=9,2gam\end{array}$

Đáp án B

Câu 6:

A. 60%

B. 75%

C. 80%

D. 53,33%

Hướng dẫn giải

$ROH+\frac{1}{2}{O}_2\to R’CHO+H_{2}O$

$\begin{array}{l}{m}_{O_2}=8,4-6=2,4g\\ \to n_{RO{H}_{pu}}=2n_{O_2}=2.\frac{2,4}{32}=0,15\left(mol\right)\\ \begin{array}{l}\to n_{RO{H}_{tt}}>0,15mol\\ \to M{ROH}_{}<\frac{6}{0,15}=40\end{array}\end{array}$

$\to$ancol là CH₃OH

$\to n_{C{H}_{3}OH}=\frac{6}{32}=0,1875mol$

% A bị oxi hóa là: $\frac{0,15}{0,1875}\text{.100\% }=80\%$

Đáp án C

Câu 7:

A. 60%.

B. 70%.

C. 80%.

D. 90%.

Hướng dẫn giải

$n_{C_3{H}_8{O}_{bđ}}=\frac{15}{60}=0,25mol$

Gọi $n_{C_3{H}_{8}O}$ _{phản ứng} = a mol

$\begin{array}{l}{C}_3{H}_{8}O+CuO\to C_3{H}_{6}O+Cu+H_{2}O\\ a\to aaamol\end{array}$

m_{chất rắn giảm} = m_CuO – m_Cu = 2,4 gam

$\begin{array}{l}\to a=\frac{m_{CuO}-m_{Cu}}{80-64}=\frac{2,4}{16}=0,15mol\\ \to H=\frac{0,15}{0,25}.100\%=60\%\end{array}$

Đáp án A

Câu 8:

A. CH₃CH₂OH

B. CH₃CH(OH)CH₃

C. CH₃CH₂CH₂OH

D. CH₃CH₂CH₂CH₂OH

Hướng dẫn giải

Gọi công thức của X: RCH₂OH

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

Do hiệu suất bằng 80% ⇒ khối lượng ancol phản ứng = $\frac{80}{100}.1,5$ =1,2g

Ta có $n_{RC{H}_{2}OH}=n_{RCHO}$

$\iff \frac{1,2}{R+31}=\frac{1,16}{R+29}\Rightarrow R=29$

⇒R: CH₃CH₂−

⇒ Ancol là CH₃CH₂CH₂OH

Đáp án C

Câu 9:

A. C₄H₉OH; 80%.

B. C₂H₅OH; 69%.

C. C₅H₁₁OH; 75%.

D. C₃H₇OH; 90%.

Hướng dẫn giải

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

n_{A phản ứng} = a mol

$\begin{array}{l}{C}_n{H}_{2n+2}O+CuO\to C_n{H}_{2n}O+Cu+H_{2}O\\ a\to aaaamol\end{array}$

Bảo toàn khối lượng:

m_ancol + m_CuO = m_{hỗn hợp X} + m_Cu

$\begin{array}{l}\to m_{CuO}–m_{Cu}=12,4–10=2,4gam\\ \to a=\frac{m_{CuO}-m_{Cu}}{80-64}=\frac{2,4}{16}=0,15mol\end{array}$

Vì $x>a\to x>0,15\to M_{ancol}<\frac{10}{0,15}=66,67$→ loại đáp án A và C

Vì A tác dụng với CuO sinh ra xeton → loại đáp án B → A là C₃H₇OH

$\begin{array}{l}\to x=\frac{10}{60}=\frac{1}{6}mol\\ \to H=\frac{a}{x}.100\%=90\%\end{array}$

Đáp án D

Câu 10:

A. C₂H₆O và 17,6 gam.

B. C₃H₆O và 17,6 gam.

C. C₂H₄O và 19,8 gam.

D. C₃H₆O và 19,8 gam.

Hướng dẫn giải

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

$\begin{array}{l}RC{H}_{2}OH+CuO\to RCHO+Cu+H_{2}O\\ a\to aaaamol\end{array}$

→ Hỗn hợp Y gồm $\begin{array}{c}RCHO:amol\\ H_{2}O:amol\\ RC{H}_{2}OH:(x-a)mol\end{array}$

$\begin{array}{l}RC{H}_{2}OH+Na\to RC{H}_{2}ONa+\frac{1}{2}{H}_2\\ H_{2}O+Na\to NaOH+\frac{1}{2}{H}_2\end{array}$

$\begin{array}{l}{n}_{RC{H}_{2}OH}+n_{H_{2}O}=2n_{H_2}\\ \to x–a+a=0,225.2\\ \to x=0,45\text{ mol}\\ \to M_X=\frac{20,7}{0,45}=46\end{array}$

→ X là C₂H₅OH → anđehit trong Y là C₂H₄O

$H=88,89\%\to a=88,89\%.x=88,89\%.0,45=0,4mol$

→ m_anđehit = 0,4.44 = 17,6 gam.

Đáp án A