Các phần còn lại của Chuyên mục Bài toán về Axit Hữu Cơ

Phần 1: Định Hướng Tư Duy

–

Phần 2: Bài Tập Vận Dụng 1

–

Phần 3: Bài Tập Vận Dụng 2

–

Phần 4: Bài Tập Vận Dụng 3 (Download Tài Liệu)

A. Tư duy giải toán

Với dạng toán này các bạn chú ý một số đặc điểm sau:

(1). Gốc ‒COOH tác dụng được với (Na, NaOH, NaHCO₃)

(2). Gốc R ‒  (thế vào C no, cộng vào liên kết π)

(3). Khi đốt cháy ta vận dụng linh hoạt công thức n_CO2 – n_H2O = (k-1)n_x

(4). HCOOH có khả năng tráng bạc và làm nhạt màu dung dịch nước Br₂

(5). Khi giải toán cần chú ý vận dụng BTKL, BTNT và kỹ thuật đánh giá

B. Ví dụ minh họa

Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn m gam một axit cacboxylic no (mạch cacbon hở và không phân nhánh), thu được 1,344 lít khí CO₂ (đktc) và 0,9 gam H₂O. Giá trị của m là

A. 0,6

B. 1,46

C. 2,92

D. 0,73

*** Định hướng tư duy giải:

Vì mạch là thẳng nên chỉ xảy ra axit là đơn chức hoặc 2 chức.

Vì \(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} {{n}_{C{{O}_{2}}}}=0,06 \\ {{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,05 \\ \end{array} \right.\) nên axit là 2 chức \(\xrightarrow{{}}{{n}_{axit}}={{n}_{C{{O}_{2}}}}-{{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,06-0,05=0,01\) \(\xrightarrow{{}}n_{O}^{trong\,\,oxit}=0,01.4=0,04\) \(\xrightarrow{BTKL}m=0,06.12+0,05.2+0,04.16=1,46\)

*** Giải thích tư duy:

+ Do axit là mạch thẳng nên chỉ có thể có tối đa 2 chức.

+ Do axit no mà số mol CO₂ lớn hơn số mol H₂O nên axit phải có hai chức.

——————

Câu 2: Hỗn hợp T gồm axit ađipic và một axit cacboxylic đơn chức X (X không có phản ứng tráng gương). Biết 3,26 gam T phản ứng được tối đa với $50$ ml dung dịch NaOH 1M. Phần trăm khối lượng của X trong T là

A. 34,867%

B. 55,215%

C. 64,946%

D. 29,375%

*** Định hướng tư duy giải:

Ta có: \({{n}_{NaOH}}=0,05\) \(\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} HOOC{{\left[ C{{H}_{2}} \right]}_{4}}COOH:a \\ RCOOH:b \\ \end{array} \right.\)

Ta thấy việc ứng dụng máy tính vào giải hệ sẽ nhanh hơn chặn khoảng ẩn rất nhiều. Dễ thấy khi X là C₂H₅COOH thì hệ có nghiệm âm → CH₃COOH

\(\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} 2a+b=0,05 \\ 146a+60b=3,26 \\ \end{array} \right.\) \(\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} a=0,01 \\ b=0,03 \\ \end{array} \right.\) \(\xrightarrow{{}}\%C{{H}_{3}}COOH=55,215\%\)

*** Giải thích tư duy:
Bài toán này nếu là tự luận thì ta phải biện luận chặn khoảng. Tuy nhiên, với trắc nghiệm giải pháp tốt nhất là thử.

——————

Câu 3: Khi đun nóng 23,5 gam hỗn hợp X gồm ancol etylic và axit axetic có H₂SO₄ đặc làm xúc tác thu được 13,2 gam este. Mặt khác đốt cháy hoàn toàn lượng hỗn hợp X thu được 20,7 gam nước. Hiệu suất của phản ứng este hóa là

A. 70%

B. 80%

C. 75%

D. 60%

*** Định hướng tư duy giải:

\(23,5\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} {{C}_{2}}{{H}_{6}}O:a \\ C{{H}_{3}}COOH:b \\ \end{array} \right.\) \(\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} 46a+60b=23,5 \\ \xrightarrow{BTNT.Hidro}6a+4b=1,15.2 \\ \end{array} \right.\) \(\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} a=0,25 \\ b=0,2 \\ \end{array} \right.\) \(\xrightarrow{{}}{{n}_{este}}=\frac{13,2}{88}=0,15\) \(\xrightarrow{{}}H=\frac{0,15}{0,2}=75\%\)

*** Giải thích tư duy:
Hiệu suất phải tính theo chất có số mol nhỏ hơn là axit CH₃COOH.

——————

Câu 4: Chia một lượng hỗn hợp X gồm 2 axit hữu cơ (no, đơn chức, mạch hở, đồng đẳng liên tiếp) và ancol etylic thành hai phần bằng nhau. Phần 1 cho phản ứng hoàn toàn với Na dư, thu được 3,92 lít H₂ (đktc). Phần 2 đem đốt cháy hoàn toàn rồi cho toàn bộ sản phẩm sục vào bình đựng dung dịch Ba(OH)₂ dư, thấy khối lượng bình đựng tang 56,7 gam và có 177,3 gam kết tủa. Công thức của axit có phân tử khối lớn hơn và thành phần % về khối lượng của nó trong hỗn hợp X là:

A. C₄H₆O₂ và 20,7%

B. C₃H₆O₂ và 71,15%

C. C₄H₈O₂ và 44,6%

D. C₃H₆O₂ và 64,07%

*** Định hướng tư duy giải:

Ta có: \({{n}_{{{H}_{2}}}}=0,175\) \(\xrightarrow{{}}{{n}_{ancol+axit}}=0,175.2=0,35\)

Với phần 2 ta có:

\(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} {{n}_{C{{O}_{2}}}}={{n}_{\downarrow }}=0,9 \\ \xrightarrow{BTKL}{{n}_{{{H}_{2}}O}}=\frac{56,7-0,9.44}{18}=0,95 \\ \end{array} \right.\) \(\xrightarrow{{}}{{n}_{ancol}}={{n}_{{{H}_{2}}O}}-{{n}_{C{{O}_{2}}}}=0,05\) \(\xrightarrow{{}}{{n}_{axit}}=0,3\) \(\xrightarrow{{}}\overline{n}=\frac{0,9-0,05.2}{0,3}=2,67\) \(\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} C{{H}_{3}}COOH:a \\ {{C}_{2}}{{H}_{5}}COOH:b \\ \end{array} \right.\) \(\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} a+b=0,3 \\ 2a+3b=0,8 \\ \end{array} \right.\) \(\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} a=0,1 \\ b=0,2 \\ \end{array} \right.\) \(\xrightarrow{{}}\%{{C}_{2}}{{H}_{5}}COOH=64,07\%\)

——————

Câu 5: Cho m(g) hỗn hợn T gồm axit cacboxylic X, Y (số mol X = số mol Y). Biết X no, đơn chức mạch hở và Y đa chức, có mạch cacbon hở, không phân nhánh tác dụng với Na dư thu được 1,68 lít khí H₂ (đktc). Mặt khác đốt cháy hoàn toàn m(g) hỗn hợp T nói trên thu được 8,8g CO₂. Phần trăm khối lượng của X (M_X < M_Y) trong hỗn hợp có thể là

A. 30,25%

B. 69,75%

C. 40,00%

D. 60,00%

*** Định hướng tư duy giải:

Vì Y mạch không nhánh nên Y có hai chức.

\(\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} {{C}_{n}}{{H}_{2n}}{{O}_{2}}:a \\ {{C}_{m}}{{H}_{2m-2}}{{O}_{4}}:a \\ \end{array} \right.\) \({{n}_{{{H}_{2}}}}=0,075\) \(a+2a=0,075.2\) \(\xrightarrow{{}}a=0,05\) \({{n}_{C{{O}_{2}}}}=0,2\)\(\xrightarrow{{}}0,05\left( n+m \right)=0,2\) \(\xrightarrow{{}}n+m=4\) Trường hợp 1: \(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} HCOOH:0,05 \\ HOOC-C{{H}_{2}}-COOH:0,05 \\ \end{array} \right.\) \(\xrightarrow{{}}\%X=\frac{46}{46+104}=30,67\%\)

===> (Không có đáp án)

Trường hợp 2: \(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} C{{H}_{3}}COOH:0,05 \\ HOOC-COOH:0,05 \\ \end{array} \right.\) \(\xrightarrow{{}}\%X=\frac{60}{60+90}=40\%\)

===> Chọn C.

*** Giải thích tư duy:
Axit đa chức mà mạch không phân nhánh nên phải là hai chức.
Bài toán này có hai trường hợp xảy ra đều thỏa mãn nên đề bài dùng từ “có thể”.

——————

Câu 6: Hỗn hợp X gồm một axit và một rượu đều no, đơn chức, mạch hở. Đốt cháy hoàn toàn 12,88 gam X thu được 0,54 mol CO₂ và 0,64 mol H₂O. Khi đun nóng 12,88 gam X với H₂SO₄ đặc thì thu được m gam este với hiệu suất 80%. Giá trị của m là

A. 10,2 gam.

B. 11,22 gam.

C. 8,16 gam

D. 12,75 gam.

*** Định hướng tư duy giải:

\(\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} {{n}_{C{{O}_{2}}}}=0,54 \\ {{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,64 \\ \end{array} \right.\) \(\xrightarrow{{}}{{n}_{ancol}}=0,64-0,54=0,1\) \(\xrightarrow{BTKL}n_{{{O}_{2}}}^{phan\,ung}=\frac{0,54.44+0,64.18-12,88}{32}=0,7\) \(\xrightarrow{BTNT.Oxi}n_{O}^{trong\,X}=0,54.2+0.64-0,7.2=0,32\) \(\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} {{n}_{ancol}}=0,1 \\ {{n}_{axit}}=0,11 \\ \end{array} \right.\) \(\xrightarrow{{}}\Delta {{n}_{C}}=0,54-0,1.1-0,11.1=0,33\) \(\xrightarrow{Xep\,Hinh}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} C{{H}_{3}}OH:0,1 \\ {{C}_{4}}{{H}_{8}}{{O}_{2}}:0,11 \\ \end{array} \right.\) [/latex]\xrightarrow{{}}m=0,1.0,8\left( 32+88-18 \right)=8,16[/latex]

 =>Chọn C.

*** Giải thích tư duy:
Với Δn_C = 0,33 chỉ có một cách xếp hình là đẩy thêm 3C vào axit nên CTPT của axit phải là C₄H₈O₂.

——————

Câu 7: Hỗn hợp X gồm 2 axit cacboxylic no mạch hở. Đốt cháy hoàn toàn a mol hỗn hợp X thu được a mol H₂O. Mặt khác a mol hỗn hợp X tác dụng với dung dịch NaHCO₃ dư thu được 1,4a mol CO₂. Phần trăm khối lượng của axit có phân tử khối nhỏ hơn trong X là

A. 25,4%

B. 60%

C. 43,4%

D. 56,6%

*** Định hướng tư duy giải:

Cho a = 1 ta có:

\(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} HCOOH:x \\ HOOC-COOH:y \\ \end{array} \right.\) \(\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} x+y=1 \\ x+2y=1,4 \\ \end{array} \right.\) \(\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} x=0,6 \\ y=0,4 \\ \end{array} \right.\) \(\xrightarrow{{}}\%HCOOH=43,4\%\)

===>Chọn C.

*** Giải thích tư duy:
Đốt cháy hoàn toàn a mol hỗn hợp X thu được a mol H₂O → X có 2 H vì các axit đều có ít nhất là 2 nguyên tử H. Do \(\overline{COOH}=1,4\) nên các axit phải có công thức như bên cạnh.

——————

Câu 8: Hỗn hợp X gồm axit fomic, axit acrylic, axit oxalic và axit axetic. Cho m gam X phản ứng hết với dung dịch NaHCO₃ thu được 1,344 lít CO₂ (đktc). Đốt cháy hoàn toàn m gam X cần $2,016$ lít O₂ (đktc), thu được 4,84 gam CO₂ và a gam H₂O. Giá trị của a là

A. 1,8

B. 1,62

C. 1,44

D. 3,6

*** Định hướng tư duy giải:

\(X+NaHC{{O}_{3}}\) \(\xrightarrow{{}}{{n}_{C{{O}_{2}}}}=0,06={{n}_{COOH}}\) \(\xrightarrow{{}}n_{O}^{X}=0,12\) \(\xrightarrow{BTNT.oxi}0,12+0,09.2=0,11.2+\frac{a}{18}\) \(\xrightarrow{{}}a=1,44\)

——————

Câu 9: Cho m gam hỗn hợp axit axetic, axit oxalic và axit benzonic tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH thu được a gam muối. Cũng cho m gam hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch Ca(OH)₂ vừa đủ thì thu được b gam muối. Biểu thức liên hệ giữa m, a, b là

A. 22b – 19a = 3m

B. 22b – 19a = m

C. 22b + 19a = 3m

D. 22b = 3m – 19a

*** Định hướng tư duy giải:

\(\xrightarrow{{}}{{n}_{COOH}}=x={{n}_{{{H}_{2}}O}}={{n}_{O{{H}^{-}}}}\) \(\xrightarrow{BTKL}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} m+40x=a+18x \\ m+\frac{x}{2}\left( 40+34 \right)=b+18x \\ \end{array} \right.\) \(\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} a-m=22x \\ b-m=19x \\ \end{array} \right.\) \(\xrightarrow{{}}22b-19a=3m\)

=>Chọn A.

*** Giải thích tư duy:
Khi dùng NaOH thì số mol NaOH là x mol.
Khi dùng Ca(OH)₂ thì số mol Ca(OH)₂ là 0,5x mol.