Giải chi tiết Hóa học 11 Kết nối mới bài 20: Alcohol

MỞ ĐẦU

Từ xa xưa con người đã biết lên men các loại ngũ cốc hoa quả để tạo ra các đồ uống có cồn (có chứa ethanol – một alcohol quen thuộc). Ngày nay, alcohol được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau như làm dung môi, nguyên liệu hoá học, nhiên liệu, xăng sinh học.... Vậy alcohol là gì và có những tính chất đặc trưng nào?

Hướng dẫn trả lời:

Alcohol là những hợp chất hữu cơ trong phân tử có chứa nhóm –OH liên kết với nguyên tử carbon no.

Công thức tổng quát của alcohol no, đơn chức, mạch hở: CnH2n + 1OH (n≥1). 

Bậc của alcohol là bậc của nguyên tử C liên kết với nhóm –OH.

So với hydrocarbon và dẫn xuất halogen có phân tử khối tương đương, các alcohol thường có nhiệt độ sôi cao hơn và dễ tan trong nước.

Tính chất hoá học:

I. KHÁI NIỆM, DANH PHÁP

1. Khái niệm

Câu hỏi 1: Viết các đồng phân cấu tạo của alcohol có công thức C4H9OH và xác định bậc của các alcohol đó.

Hướng dẫn trả lời:

C4H9OH có 4 đồng phân ancol tương ứng gồm:

2. Danh pháp

Câu hỏi 2: Gọi tên theo danh pháp thay thế các alcohol dưới đây:

Hướng dẫn trả lời:

a) butane-2-ol.

b) butane-1,3-diol.

c) 3-metylbutan-2-ol.

Câu hỏi 3: Viết công thức cấu tạo của các alcohol có tên gọi dưới đây:

a) pentan-1-ol;

b) but-3-en-1-ol;

c) 2-methylpropan-2-ol;

d) butane-2,3-diol.

Hướng dẫn trả lời:

a) CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂OH

b) CH₂=CH-CH₂-CH₂OH

c, 

d, 

II. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO

III. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Hoạt động nghiên cứu: Các hợp chất propane, dimethyl ether và ethanol có phân tử khối gần tương đương nhau và có một số tính chất như sau:

Hãy giải thích tạo sao ethanol có nhiệt độ sôi cao hơn và tan với hai chất còn lại.

Hướng dẫn trả lời:

Do phân tử alcohol có thể tạo liên kết hydrogen với nhau và với nước.

Câu hỏi 4: Từ số liệu ở Bảng 20.3, em hãy giải thích tại sao trong dãy alcohol no, đơn chức, mạch hở, nhiệt độ sôi của các alcohol tăng dần từ C1 đến C5 còn độ tan trong nước giảm dần từ C3 đến C5.

Hướng dẫn trả lời:

Nhiệt độ sôi tăng dần vì nguyên tử khối tăng dần, độ tan trong nước giảm dần vì số nguyên tử carbon tăng lên (gốc hydrocarbon là phần kị nước).

IV. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Câu hỏi 5: Đun nóng butan-2-ol với sulfuric acid đặc thu được các alkene nào? Sản phẩm nào là sản phẩm chính.

Hướng dẫn trả lời:

4. Phản ứng oxi hóa

Câu hỏi 6: Viết công thức cấu tạo sản phẩm của phản ứng khi oxi hoá các alcohol sau bằng CuO đun nóng:

a) CH₃OH;

b) CH₃CH(OH)CH₂CH₃.

Hướng dẫn trả lời:

a) CH₃OH + CuO → HCHO + Cu + H₂O 

b) 3CH₃CH(OH)CH₂CH₃ + 4CuO → 4CH₃COCH₃ + 4Cu + 3H₂O

5. Phản ứng riêng của polyalcohol với Cu(OH)2

Hoạt động thí nghiệm: Copper(II) hydroxide tác dụng với alcohol đa chức

Chuẩn bị: dung dịch CuSO₄ 2%, dung dịch NaOH 10%, ethanol, glycerol; 2 ống nghiệm.

Tiến hành:

- Cho vào 2 ống nghiệm, mỗi ống khoảng 1 mL dung dịch CuSO₄ 2% và 1 mL dung dịch NaOH 10%.

- Lắc nhẹ 2 ống nghiệm rồi nhỏ vào từng ống:

Ống nghiệm (1): 5 giọt ethanol.

Ống nghiệm (2): 5 giọt glycerol.

- Lắc đều cả 2 ống nghiệm.

Quan sát hiện tượng xảy ra ở từng ống nghiệm, giải thích và viết phương trình hoá học.

Hướng dẫn trả lời:

Hiện tượng - giải thích

Cho vào 2 ống nghiệm, mỗi ống khoảng 1 mL dung dịch CuSO₄ 2% và 1 mL dung dịch NaOH 10% và lắc nhẹ: Cả 2 ống đều xuất hiện kết tủa xanh lam nhạt (Cu(OH)₂

PTHH: CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓(xanh) + Na₂SO4

Ống 1: Không có hiện tượng, kết tủa không tan.

Ống 2: Kết tủa tan tạo thành dung dịch màu xanh lam của muối Copper (II) glycerate.

PTHH: 2C₃H₅(OH)₃ + Cu(OH)₂ → [C₃H₅(OH)₂O]₂Cu + 2H₂O

Câu hỏi 7: Viết phương trình hoá học của phản ứng giữa methanol với sodium.

Hướng dẫn trả lời:

CH₃OH + Na → 1/2H₂ + CH₃ONa

Câu hỏi 8: Nêu phương pháp hoá học để phân biệt methanol và ethylene glycol.

Hướng dẫn trả lời:

Sử dụng copper (II) hydroxide để phân biệt methanol và ethylene glycol.

Các polyalcohol có các nhóm -OH liền kề như ethylene glycol có thể tác dụng copper (II) hydroxide tạo dung dịch xanh làm đậm, còn methanol thì không.

V. ỨNG DỤNG

Câu hỏi 9: Một đơn vị cồn tương đương 10 mL (hoặc 7,89 gam) ethanol nguyên chất. Theo khuyến cáo của ngành y tế, để đảm bảo sức khỏe mỗi người trưởng thành không nên uống quá 2 đơn vị cồn mỗi ngày. Vậy mỗi người trưởng thành không nên uống quá bao nhiêu mL rượu 40° một ngày?

Hướng dẫn trả lời:

Một đơn vị cồn tương đương 10 mL (hoặc 7,89 gam) ethanol nguyên chất.

→ Hai đơn vị cồn tương đương 20 mL (hoặc 15,78 gam) ethanol nguyên chất.

Rượu 40° là 100 mL rượu có 40 mL ethanol nguyên chất.

Vậy mỗi người trưởng thành không nên uống quá số mL rượu 40° một ngày là:

20 x 100 : 40 = 50 mL

VI. ĐIỀU CHẾ

Câu hỏi 10: Viết phương trình hóa học của các phản ứng trong sơ đồ điều chế glycerol từ proylene.

Hướng dẫn trả lời:

PTHH: 

CH₂=CH-CH₃ + Cl₂ → CH₂=CH-CH₂Cl + HCl

CH₂=CH-CH₂Cl + Cl₂ + H₂O → CH₂Cl-CH(OH)-CH₂Cl

CH₂Cl-CH(OH)-CH₂Cl + 2NaOH → HOCH₂-CH(OH)-CH₂OH + NaCl