Hệ thống kiến thức về Ancol và bài tập liên quan [Hóa học 11]

Trong hóa học 11 phải nhắc đến kiến thức về Alcohol. Đây là một hợp chất hữu cơ được ứng dụng rất phổ biến trong cuộc sống. Vậy công thức tổng toát, tính chất hóa học của nó như thế nào? Tất cả sẽ được Admin chia sẻ trong bài viết dưới đây.

Ancol là gì?

Định nghĩa

Alcohol là những hợp chất hữu cơ mà trong phân tử của chúng có chứa nhóm Hydroxyl -OH, nhóm này sẽ liên kết trực tiếp với các nguyên tử cacbon C. Độ Alcohol bằng % thể tích của $C_2{H}_{5}OH$ nguyên chất, số lần Alcohol bằng số nhóm OH có trong phân tử và bậc Alcohol bằng bậc của nguyên tử cacbon C liên kết với nhóm OH.

Alcohol là gì?

Công thức tổng quát Ancol

Công thức chung của Alcohol là: $C_2{H}_{5}OH \left(C{H}_3-C{H}_2-OH\right)$

Công thức tổng quát Alcohol

Công thức của Alcohol được sử dụng khi viết công thức hóa học như sau:

• Công thức khi viết phản ứng cháy: $C_x{H}_y{O}_z$ ( x, y, z là số tự nhiên, trong đó y thường là số chẵn và nằm trong khoảng giá trị từ 4 đến 2x + 2; còn Z nhỏ hơn hoặc bằng x).
• Công thức khi viết phản ứng xảy ra ở nhóm OH: $C_x{H}_y{\left(OH\right)}_z$ hay $R{\left(OH\right)}_z$
• Công thức khi viết phản ứng $+H_2, B{r}_2$, khi biết rõ số chức, no hay không no: $C_n{H}_{2n+1-2k-z}{\left(OH\right)}_z$ (trong đó k = số liên kết p + số vòng; n và z là các số tự nhiên và z nhỏ hơn hoặc bằng n).

Các Ancol thường gặp

Alcohol hiện nay được phân loại thành:

• Alcohol no, đơn chức và mạch hở: Đây là loại Alcohol có một nhóm -OH liên kết với gốc Ankyl: $C_n{H}_{2n+1}OH$.
• Alcohol không no, đơn chức và mạch hở: Đây là loại Alcohol có một nhóm -OH liên kết với Carbon no của gốc Hydrocarbon không no.
• Alcohol thơm và đơn chức: Alcohol có nhóm -OH liên kết với nguyên tử C no và thuộc mạch nhánh Benzene.
• Alcohol vòng no và đơn chức: Alcohol có một nhóm -OH liên kết với nguyên tử C no thuộc gốc Hidrocarbon có vòng no.
• Alcohol đa chức: Có 2 nhóm -OH trở lên.

Do đó các loại Alcohol mà các em thường gặp như: Alcohol methylic, Alcohol propylic, Alcohol isopropylic, Alcohol ethylic, Alcohol amylic, Alcohol benzylic, Alcohol anlylic,...

Tính chất vật lý của Ancol

Alcohol có tính chất vật lý như sau:

• Alcohol ở điều khiển thường có dạng chất lỏng hoặc rắn. Khi phân tử Alcohol tăng được tác động bởi nhiệt độ sôi khiến cho khối lượng riêng răng lên. Tuy nhiên độ tan trong nước của nó sẽ giảm đi.
• Alcohol có 1, 2, 3 nguyên tử cacbon trong phân tử thì nó sẽ tan vô hạn trong nước. Alcohol có càng nhiều nguyên tử C thì độ tan trong nước càng giảm bởi gốc Hydrocarbon có tính kỵ nước.
• Các Alcohol có nhiệt độ sôi cao hơn các hydrocarbon cùng phân tử khối hoặc đồng phân ether bởi trong phân tử Alcohol có liên kết Hydrogen.

Các tính chất hóa học của Ancol

Alcohol tác dụng với kim loại kiềm, acid, nước, oxi hóa. Cụ thể phản ứng hóa học của chúng như sau:

Tác dụng với kim loại kiềm

Alcohol tác dụng với kim loại kiềm sẽ tạo ra phản ứng đặc trưng là thế H của nhóm OH trong phân tử Alcohol. Công thức tổng quát: 

$R{\left(OH\right)}_z + zNa \to R{\left(ONa\right)}_z + \frac{z}{2}{H}_2$

Ví dụ: $2C{H}_{3}C{H}_{2}OH + 2Na \to 2C{H}_{3}C{H}_{2}ONa + H_2$

Tác dụng với Axit

Alcohol tác dụng với Acid vô cơ sẽ tạo ra phản ứng thế nhóm OH. Công thức tổng quát: 

$C_n{H}_{2n+2-2k-z}{\left(OH\right)}_z + (z + k) HX \to C_n{H}_{2n + 2 - z}{X}_{z+ k} + H_{2}O$

Ví dụ: $C_2{H}_{5}OH + HBr \to C_2{H}_{5}Br + H_{2}O$

Alcohol tác dụng với Acid hữu cơ tạo ra phản ứng este hóa. Công thức tổng quát:

$yR{\left(OH\right)}_x + xR’{\left(COOH\right)}_y \leftrightarrow R{’}_x{\left(COO\right)}_{xy}{R}_y + xy{H}_{2}O$

Ví dụ: $C_2{H}_{5}OH+C{H}_{3}COOH \leftrightarrow C{H}_{3}COO{C}_2{H}_5 + H_{2}O$ 

Tác dụng với nước

Alcohol phản ứng tách nước từ 1 phân tử Alcohol tạo thành Anken của Alcohol no, đơn chức và mạch hở. Công thức tổng quát: 

$C_n{H}_{2n+1}OH \to C_n{H}_{2n} + H_{2}O$$(Điều kiện: H_{2}S{O}_4 đặc; {170}^{0}C )$

Ví dụ: $C_2{H}_{5}OH \stackrel{H_{2}S{O}_4,{170}^{0}C}{\to } C_2{H}_4 + H_{2}O$

Alcohol phản ứng tách nước từ 2 phân từ Alcohol tạo thành ether. Công thức tổng quát: 

$ROH + ROH \to ROR + H_{2}O (Điều kiện: H_{2}S{O}_{4 }đặc;{140}^{0}C)$

Ví dụ: $C_2{H}_{5}OH\stackrel{H_{2}S{O}_4,{140}^{0}C}{\to }{C}_2{H}_{5}O{C}_2{H}_5+H_{2}O$

Phản ứng Oxi hóa 

Oxi hóa hoàn toàn xảy ra khi đem đốt cháy Alcohol, nó sẽ tỏa ra nhiều nhiệt. Công thức tổng quát:

$C_x{H}_y{O}_z +\left(x+\frac{y}{4}-\frac{z}{2} \right)O_2 \to xC{O}_2 + \frac{y}{2}{H}_{2}O$

Oxi hóa không hoàn toàn thường sẽ phản ứng với Cu hoặc $O_2$ có sự tham gia của chất xúc tác Cu. Công thức tổng quát như sau:

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

$R-CH\left(OH\right)-R’ + CuO \to R-CO-R’ + Cu + H_{2}O$

Ví dụ:  $C_2{H}_{5}OH + CuO \to C_2{H}_{4}O + Cu + H_{2}O$ (Điều kiện nhiệt độ)

Điều chế và ứng dụng Ancol trong cuộc sống

Điều chế Ancol

Để điều chế Alcohol, các em có thể sử dụng một trong 2 phương pháp sau:

• Phương pháp tổng hợp: Cho Alkene tác dụng với nước trong điều kiện đun nóng Acid.
• Phương pháp hóa sinh: Điều chế Alcohol bằng cách lên men từ đường hoặc tinh bột,...

Ứng dụng của Ancol

Trong cuộc sống, Alcohol được đưa vào ứng rộng rộng rãi với nhiều sản phẩm khác nhau như: Sản xuất rượu, bia; điều chế Acid Acetic, sản xuất cao su tổng hợp, sản xuất dược phẩm, sản xuất nước hoa.

Ứng dụng của Alcohol

Một số bài tập vận dụng kiến thức về Ancol

Để giúp các em hiểu rõ hơn về Alcohol và có thể giải bài tập liên quan. Admin sẽ giúp các em giải một số bài tập như sau:

Bài 1: Hãy viết công thức cấu tạo và gọi tên các Alcohol đồng phân có công thức phân tử là $C_5{H}_{12}O$.

Giải:

Bài 2: Hãy viết phương trình hóa học của các phản ứng propane-1-ol với các chất được

a, Na

b, CuO, đun nóng

c, Acid HBr, có xúc tác

Xác định vai trò của Alcohol trong mỗi bản ứng trên là chất khử, oxi hóa, acid hay base? Giải thích.

Giải:

a) $2C{H}_3-C{H}_2-C{H}_{2}OH+2Na \to 2C{H}_3-C{H}_2-C{H}_{2}ONa+H_2$

 Alcohol đóng vai trò là một chất oxi hóa

b) $C{H}_3-C{H}_2-C{H}_{2}OH+CuO\to C{H}_3-C{H}_2-CHO+Cu+H_{2}O$

 Alcohol đóng vai trò là một chất khử

c) $C{H}_3-C{H}_2-C{H}_{2}OH+HBr\to C{H}_{3}C{H}_{2}C{H}_{2}Br+H_{2}O$

 Alcohol đóng vai trò là base

Bài 3: Hãy trình bày phương trình hóa học để phân biệt các chất ethanol, glyxerol, nước và benzen được đựng trong các lọ không dán nhãn.

Giải:

$2C_3{H}_5{\left(OH\right)}_3+Cu{\left(OH\right)}_2\to [C_3{H}_5{\left(OH\right)}_{2}O{]}_2+2H_{2}O$

$C{H}_{3}C{H}_{2}OH+CuO\to C{H}_{3}CHO+Cu+H_{2}O$

$2Na+2H_{2}O\to 2NaOH+H_2$

Bài 4: Cho 12,20g hỗn hợp X gồm etanol và propane-1-ol tác dụng với Na dư, kết quả thu được 2,80l khí ở điều kiện tiêu chuẩn. Hãy tính:

a, % của khối lượng mỗi chất có trong hỗn hợp X.

b, Viết phương trình phản ứng hóa học của hỗn hợp X đun nóng trong ống đựng CuO.

Giải:

Gọi số mol $C_2{H}_{5}OH:x mol ; C_3{H}_{7}OH:y mol$

$2C_2{H}_{5}OH+2Na\to 2C_2{H}_{5}ONa +H_2$        

$2C{H}_{3}C{H}_{2}C{H}_{2}OH+2Na\to 2C{H}_{3}C{H}_{2}C{H}_{2}ONa+H_2$

$n_{H_2}=\frac{2,8}{22,4}=0,125\left(mol\right)$

Bảo toàn số mol $H_2$ : $\frac{x}{2}+\frac{y}{2}=0,125$

Bảo toàn khối lượng: 46x + 60y = 12,20

Theo đề bài ta có hệ phương trình: $\left\{\begin{array}{l}x+y=0,25\\ 46x+60y=12,2\end{array}\right.\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}x=0,2\\ y=0,05\end{array}\right.$

$C{\%}_{C_2{H}_{5}OH}=\frac{0,2.46}{12,20}.100\%=75,41\%$

$C{\%}_{C_3{H}_{7}OH}=100\%-75,41\%=24,59\%$

b) Phương trình phản ứng:

${\mathrm{CH}}_3-{\mathrm{CH}}_2\mathrm{OH}+\mathrm{CuO}\stackrel{t^0}{\to }{\mathrm{CH}}_3-\mathrm{CHO}+\mathrm{Cu}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

${\mathrm{CH}}_3{\mathrm{CH}}_2-{\mathrm{CH}}_2\mathrm{OH}+\mathrm{CuO}\stackrel{t^0}{\to }{\mathrm{CH}}_3{\mathrm{CH}}_2-\mathrm{CHO}+\mathrm{Cu}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

Như vậy, bài viết trên Admin đã tổng hợp kiến thức về Alcohol để giúp các em có thể học hóa 11 dễ dàng hơn. Có vấn đề nào thắc mắc và muốn tìm lời giải đáp, hãy để lại bình luận dưới bài viết này nhé!