Bài tập về phản ứng của alcohol với kim loại kiềm (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập về phản ứng của alcohol với kim loại kiềm lớp 11 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập về phản ứng của alcohol với kim loại kiềm.

Bài tập về phản ứng của alcohol với kim loại kiềm (cách giải + bài tập)

A. Lý thuyết và phương pháp giải

- Cho alcohol hoặc hỗn hợp alcohol tác dụng với kim loại kiềm (thường gặp: Na, K) thấy tạo thành muối alcolate và khí H₂.

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

$\Rightarrow n_{H_2}=\frac{x}{2}.n_{alcohol}$và $n_{Na}=2n_{H_2}$

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

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

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

+ Nếu $n_{H_2}=n_{alcohol}$→ x = 2→ alcohol 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 alcohol là C_nH_2n (OH)₂)

+ Nếu $n_{H_2}=\frac{3}{2}{n}_{alcohol}$→ x = 3→ alcohol 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 alcohol là

C_nH_{2n –1}(OH)₃)

Chú ý: Khi cho dung dịch alcohol (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

Phương pháp giải: 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:Cho Na tác dụng vừa đủ với 1,24 gam hỗn hợp 3 alcohol đơn chức X, Y, Z thấy thoát ra 0,3712 lít khí H₂ (đkc). Khối lượng muối alcolate thu được sau phản ứng là

A. 2,4 gam.

B. 1,9 gam.

C. 2,85 gam.

D. 3,8 gam.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

$n_{H_2}=\frac{0,3712}{24,79}\text{=}0,015mol$

Gọi công thức chung của 3 alcohol đơn chức là ROH.

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_alcohol + m_Na = m_muối + $m_{H_2}$

$\Rightarrow$ 1,24 + 0,03.23 = m_muối + 0,015.2

$\Rightarrow$ m_muối = 1,9 gam.

Ví dụ 2: Cho m gam hỗn hợp M gồm methanol, ethanol và propenol phản ứng vừa đủ với Na thu được V lít H₂ (đkc) và (m + 3,52) gam muối. Vậy giá trị của V là

A. 3,9664.

B. 1,9832.

C. 0,9916.

D. 0,4958.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

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

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

⇒ 22a = m + 3,52 – m = 3,52

⇒ a = 0,16 mol

$\to n_{H_2}=0,5a=0,08mol\to V_{H_2}=0,08.24,79=1,9832\left(l\right).$

C. Bài tập minh hoạ

Câu 1: Cho 3,7 gam một alcohol X no, đơn chức, mạch hở tác dụng với Na dư, thấy có 0,61975 lít khí thoát ra (đkc). Công thức phân tử của X là

A. C₂H₆O.

B. C₃H₈O.

C. C₄H₈O.

D. C₄H₁₀O.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

$n_{H_2}=\frac{0,61975}{24,79}=0,025\left(mol\right)$

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

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

Câu 2: Cho 0,1 mol alcohol no, mạch hở X tác dụng với Na kim loại dư thu được 2,479 lít khí H₂ (đkc). Số nhóm chức của alcohol X là

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Giả sử alcohol X có dạng R(OH)_x

Số nhóm chức của alcohol X là 2.

Câu 3: Cho 6,44 gam hỗn hợp 2 alcohol tác dụng hết với K thấy thoát ra 1,9832 lít H₂ (đkc) và thu được m gam muối alcolate. Giá trị của m là

A. 11,56.

B. 12,25.

C. 15,22.

D. 12,52.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

$\begin{array}{c}{n}_{H_2}=\frac{1,9832}{24,79}\text{=}0,08mol\\ \to n_K=2.n_{H_2}=0,08.2=0,16mol\end{array}$

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_alcohol + m_K = m_muối+ $m_{H_2}$

$\Rightarrow$ 6,44 + 0,16.39 = m_muối + 0,08.2

$\Rightarrow$ m_muối= 12,52 gam.

Câu 4: Cho 2,4 gam hỗn hợp 2 alcohol đơn chức tác dụng vừa đủ với Na, thấy thoát ra 0,7437 ml khí H₂ (đkc) và m gam muối alcolate. Giá trị của m là

A. 2,94.

B. 3,62.

C. 4,6.

D. 3,72.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

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

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

Câu 5: Cho 37 gam hỗn hợp X gồm ethanol, ethylen glycol và glycerol phản ứng vừa đủ với Na thu được V lít H₂ (đkc) và 50,2 gam muối. Vậy giá trị của V là

A. 7,437.

B. 4,958.

C. 2,479.

D. 14,874.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Áp dụng tăng giảm khối lượng ta có:

$\begin{array}{c}{n}_{Na}=\frac{50,2-37}{22}=0,6mol\\ \to n_{H_2}=\text{0,6.}\frac{1}{2}=0,3mol\\ \to V=0,3.24,79=7,437lít\end{array}$

Câu 6: Cho 7,8 gam hỗn hợp hai alcohol đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác dụng hết với 4,6 gam Na, thu được 12,25 gam chất rắn. Hai alcohol đó là

A. C₃H₅OH và C₄H₇OH.

B. C₂H₅OH và C₃H₇OH.

C. C₃H₇OH và C₄H₉OH.

D. CH₃OH và C₂H₅OH.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

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

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

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

Câu 7: Cho 112,5 ml ethanol 92% tác dụng với Na dư, đến phản ứng hoàn toàn thu được V lít H₂ đkc. Giá trị của V là (Biết khối lượng riêng của ethanol nguyên chất là 0,8g/ml và của nước là 1g/ml)

A. 24,79 lít.

B. 22,31 lít.

C. 33,29 lít.

D. 28,51 lít.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

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

Khi cho Na vào thì:

Câu 8: Cho 6,4 gam dung dịch alcohol A có nồng độ 71,875% tác dụng với lượng dư Na, thu được 3,09875 lít H₂ (đkc). Số nguyên tử H có trong công thức phân tử của alcohol A là

A. 10.

B. 6.

C. 4.

D. 8.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Khi cho dung dịch alcohol A tác dụng với Na dư→ Na phản ứng với alcohol và phản ứng với nước có trong dung dịch.

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

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

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

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

Ta có phương trình:

$\begin{array}{c}\begin{array}{c}R{\left(OH\right)}_x\to \frac{x}{2}{H}_2\\ \frac{0,15}{x}\leftarrow 0,075\end{array}\\ \to M_{alcohol}=\frac{4,6}{\frac{0,15}{x}}=\frac{92x}{3}\\ \to x=3\to alcohollàC_3{H}_8{O}_3\end{array}$

Câu 9: Alcohol no, mạch hở A chứa n nguyên tử C và m nhóm OH trong cấu tạo phân tử. Cho 7,6 gam A tác dụng hết với Na cho 2,479 lít H₂ (đkc). Mối quan hệ giữa n và m là

A. 2m = 2n + 1.

B. m = 2n + 2.

C. 11m = 7n + 1.

D. 7n = 14m + 2.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

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

$n_{H_2}=\frac{2,479}{24,79}=0,1mol$

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

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

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

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

Câu 10: Cho 10ml ethanol ${92}^o$ tác dụng hết với Na. Thể tích H₂ bay ra (đkc) là (Biết khối lượng riêng của ethanol nguyên chất là 0,80 g/ml, của nước là 1,00 g/ml)

A. 2,534 lít.

B. 2,479 lít.

C. 3,72 lít.

D. 2,84 lít.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

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

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học 11 hay, chi tiết khác:

• Bài tập về phản ứng của alk-1-yne với dung dịch AgNO₃ trong NH₃
• Bài tập về phản ứng oxi hoá alcohol
• Bài tập về phản ứng tạo ether của alcohol
• Bài tập về phản ứng tách nước tạo alkene của alcohol
• Bài tập điều chế ethanol
• Bài toán điều chế phenol và dẫn xuất của phenol

---