Giải sách bài tập Hóa học 11 cánh diều bài 19: Carboxylic acid

Câu 1: Chất có công thức CH$_{3}$CH(CH$_{3}$)CH$_{2}$COOH có tên thay thế là

A. 2-methylpropanoic acid.                                     B. 2-methylbutanoic acid.

C. 3-methylbutanoic acid.                                       D. isopentanoic acid.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án C.

Câu 2: Chất có công thức CH$_{3}$CH(CH$_{3}$)CH$_{2}$CH$_{2}$COOH có tên thay thế là

A. 2-methylpentanoic acid.                                              B. 2-methylbutanoic acid.

C. isohexanoic acid.                                                         D. 4-methylpentanoic acid.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án D.

Câu 3: Số công thức cấu tạo chứa nhóm carboxylic có cùng công thức C$_{5}$H$_{10}$O$_{2}$ là

A. 2.                            B. 3.                           C. 4.                            D. 5.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án C.

Các công thức cấu tạo chứa nhóm carboxylic có cùng công thức C$_{5}$H$_{10}$O$_{2}$ là

CH3CH2CH2CH2COOH

CH3CH(CH3)CH2COOH

CH3CH2CH(CH3)COOH

CH3C(CH3)2COOH

Câu 4: Trong các chất dưới đây, chất nào có nhiệt độ sôi cao nhất?

A. Propanol.                                                          B. Propionic aldehyde.

C. Acetone.                                                           D. Propionic acid.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án D.

Nhiệt độ sôi của các carboxylic acid cao hơn các alcohol, các hợp chất carbonyl có cùng số nguyên tử carbon.

Câu 5: Dung dịch acetic acid phản ứng được với tất cả các chất trong dãy nào sau đây?

A. NaOH, Cu, NaCl.                                          B. Na, NaCl, CuO.

C. Na, Ag, HCl.                                                 D. NaOH, Na, CaCO$_{3}$.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án D.

Câu 6: Cho các phản ứng sau ở điều kiện thích hợp:

(1) Lên men giấm ethyl alcohol.

(2) Oxi hoá không hoàn toàn acetaldehyde.

(3) Oxi hoá không hoàn toàn butane.

(4) Cho methanol tác dụng với carbon monoxide.

Trong những phản ứng trên, có bao nhiêu phản ứng tạo ra acetic acid?

A. 1.                           B. 2.                           C. 3.                           D. 4.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án D.

Các phản ứng trên đều tạo ra acetic acid:

(1) C2H5OH + O2 --> CH3COOH + H2O

(2) 2CH3CHO + O2 2CH3COOH

(3) 2CH3CH2CH2CH3 +5O2 --> 4CH3CHOOH 2H2O

(4) CH3OH + CO CH3COOH

Câu 7: Cặp dung dịch nào sau đây đều có thể hoà tan Cu(OH)2 ở nhiệt độ thường?

A. HCHO và CH3COOH.                                       B. C3H5(OH)3 và HCHO.

C. C3H5(OH)3 và CH3COOH.                                 D. C2H4(OH)2 và CH3COCH3.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án C.

Glycerol (C3H5(OH)3) phản ứng được với Cu(OH)2 tạo phức màu xanh lam.

Carboxylic acid phản ứng được với oxide base tạo muối và nước.

=> dung dịch C3H5(OH)3 và CH3COOH đều có thể hoà tan Cu(OH)2 ở nhiệt độ thường.

Câu 8: Đặc điểm nào sau đây là của phản ứng ester hóa?

A. Phản ứng thuận nghịch, cần đun nóng và không cần xúc tác.

B. Phản ứng thuận nghịch, cần đun nóng và cần xúc tác.

C. Phản ứng hoàn toàn, cần đun nóng, cần xúc tác.

D. Phản ứng hoàn toàn, cần đun nóng và không cần xúc tác.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án B.

Phản ứng ester hóa diễn ra thuận nghịch và cần chất xúc tác để xảy ra nhanh hơn.

Câu 9: Một số carboxylic acid như oxalic acid, tartaric acid,... gây ra vị chua cho quả sấu xanh. Trong quá trình làm sấu ngâm đường, người ta sử dụng dung dịch nào sau đây để làm giảm vị chua của quả sấu?

A. Nước vôi trong.            B. Giấm ăn.            C. Phèn chua.               D. Muối ăn.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A.

Nước vôi trong có tính kiềm có thể làm giảm vị chua gây ra bởi acid có trong quả sấu.

Câu 10: Yếu tố nào sau đây không làm tăng hiệu suất phản ứng ester hóa

A. Dùng dung dịch H$_{2}$SO$_{4}$ đặc làm xúc tác.

B. Chưng cất ester tạo ra.

C. Tăng nồng độ acetic acid hoặc alcohol.

D. Lấy số mol alcohol và acid bằng nhau.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án D.

Câu 11: Formic acid (HCOOH) có trong nọc kiến, nọc ong, sâu róm. Nếu không may bị ong đốt thì nên bôi vào vết ong đốt loại chất nào sau đây là tốt nhất?

A. Kem đánh răng.           B. Xà phòng             C. Vôi.               D. Giấm.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án C.

Vôi có thể trung hòa formic acid (HCOOH) có trong nọc ong nên nếu không may bị ong đốt thì nên bôi vôi vào vết ong đốt.

Câu 12: Có ba ống nghiệm chứa các dung dịch trong suốt: ống (1) chứa ethyl alcohol, ống (2) chứa acetic acid và ống (3) chứa acetaldehyde. Nếu cho Cu(OH)$_{2}$/OH$^{-}$ lần lượt vào các dung dịch trên và đun nóng thì:

A. Cả ba ống đều có phản ứng.

B. Ống (1) và ống (3) có phản ứng, còn ống (2) thì không.

C. Ống (2) và ống (3) có phản ứng, còn ống (1) thì không.

D. Ống (1) có phản ứng, còn ống (2) và ống (3) thì không.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án C.

Các carboxylic acid, aldehyde có thể tác dụng với Cu(OH)$_{2}$ trong môi trường kiềm.

(1) CH3COOH + Cu(OH)2 → (CH3COO)2Cu + H2O

(2) CH3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH --> CH3COONa + Cu2O + 3H2O

Câu 13: Cho một dung dịch chứa 5,76 gam một carboxylic acid X đơn chức, mạch hở tác dụng hết với CaCO$_{3}$ thu được 7,28 gam muối carboxylate. Công thức cấu tạo của X là

A. CH$_{2}$=CHCOOH.                                                 B. CH$_{3}$COOH.

C. HC☰CCOOH.                                                                D. CH$_{3}$CH$_{2}$COOH.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A.

Gọi công thức của carboxylic acid X đơn chức, mạch hở là: RCOOH.

2RCOOH + CaCO3 → (RCOO)2Ca + CO2 + H2O

n$_{X}$ = (7,28 - 5,76) : 19 = 0,08 (mol).

=> M$_{X}$ = 5,76 : 0,08 = 72 (g mol$^{-1}$).

Vậy công thức cấu tạo của X là CH$_{2}$=CHCOOH.

Câu 14: Để trung hòa 40 mL giấm ăn cần 25 mL dung dịch NaOH 1 M. Biết khối lượng riêng của giấm xấp xỉ là 1 g mL$^{-1}$. Mẫu giấm ăn này có nồng độ là

A. 3,5%.                             B. 3,75%.                          C. 4%.                            D. 5%.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án B.

n$_{NaOH}$ = 1.25.10$^{-3}$ = 0,025 (mol)

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

Theo PTHH: n$_{CH_{3}COOH}$ = n$_{NaOH}$ = 0,025 (mol)

Khối lượng dung dịch giấm ăn cần dùng là

m$_{ddCH_{3}COOH}$ = 40.1 = 40 g.

Nồng độ của mẫu giấm này là:

C%$_{ddCH_{3}COOH}=\frac{0,025.60}{40}$ = 3,75%. 

Câu 15: Acetic acid được sử dụng rộng rãi để điều chế polymer, tổng hợp hương liệu,... Acetic acid được tổng hợp từ nguồn khí than đá (giá thành rẻ) theo các phản ứng sau:

CO + H2 CH3OH                   (1)

CH3OH + CO CH3COOH     (2)

Giả sử hiệu suất của các phản ứng (1) và (2) đều đạt 90%. Để sản xuất 1 000 lít acetic acid (D = 1,05 g mL$^{-1}$), cần thể tích khí CO và H2 (ở điều kiện chuẩn) lần lượt là

A. 964,06 m$^{3}$ và 1 928,12 m$^{3}$.            B. 535,6 m$^{3}$ và 1 071,17 m$^{3}$.

C. 964,06 m$^{3}$ và 964,06 m$^{3}$.               D. 1 017,6 m$^{3}$ và 1 071,2 m$^{3}$.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án D.

mCH3COOH = 1000.103.1,05 = 1,05.106 g ⟹ nCH3COOH = 17,5.103 mol

⟹ nH2 = 2.17,5.103:0,9:0,9 = 43 209,88 ⟹ VH2 = n H2.24,79 = 1 071,2 m3

nCO = 17,5.103 : 0,9 + 17,5.103 : 0,9 : 0,9 = 41 049,4   ⟹ VCO = nCO.24,79 = 1 017,6 m3.

Câu 16: Từ methane và các chất vô cơ cần thiết khác có thể điều chế được formaldehyde và acetic acid. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra.

Hướng dẫn trả lời:

- Điều chế formaldehyde từ methane:

CH4 + Cl2 $\overset{as}}{\rightarrow}$ CH3Cl + HCl

CH3Cl + NaOH $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ CH3OH + NaCl

CH3OH + CuO $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ HCHO + Cu + H2O

- Điều chế acetic acid từ methane:

Lấy CH3OH từ trên: CH3OH + CO CH3COOH

Hoặc: 2CH4 --> C2H2 + 3H2

C2H2 + H2O --> CH3CHO

CH3CHO + 2[Ag(NH3)2]OH → CH3COONH4 + 3NH3 + 2Ag + H2O

CH3COONH4 + HCl → CH3COOH + NH4Cl

Câu 17: Có một mẫu benzoic acid (C6H5COOH) bị lẫn một ít cát. Để thu được acid tinh khiết, bạn Hiền đã làm như sau: Đun nóng hỗn hợp với nước đến khi lượng chất rắn không tan thêm nữa, đem lọc nhanh để thu lấy dung dịch. Để nguội thấy có tinh thể hình kim không màu của benzoic acid tách ra. Lọc lấy tinh thể, làm khô. Tiến hành tương tự hai lần nữa với tinh thể này, thu được chất rắn có nhiệt độ nóng chảy không đổi ở 120 °C.

Trong trường hợp trên, bạn Hiền đã sử dụng phương pháp tinh chế nào? Cách làm như vậy đã đúng chưa? Vì sao? Có thể có cách tinh chế nào khác?

Hướng dẫn trả lời:

Cách làm như vậy là đúng. Bạn Hiền đã dùng phương pháp kết tinh, dựa trên lí do cát không tan trong nước còn benzoic acid tan tốt trong nước nóng nhưng ít tan trong nước lạnh.

Ngoài cách làm trên, có thể đun nóng hỗn hợp và ngưng tụ hơi benzoic acid bay lên thu được acid do benzoic acid thăng hoa.

Câu 18: Để điều chế 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) dùng làm chất diệt cỏ, chất kích thích sinh trưởng thực vật, người ta cho phenol tác dụng với chlorine, sau đó cho tác dụng với NaOH; cho sản phẩm thu được tác dụng với ClCH2COONa; cuối cùng cho tác dụng với dung dịch HCl. Hãy viết các phương trình hoá học của các phản ứng (các chất được viết ở dạng công thức cấu tạo).

Hướng dẫn trả lời:

Các phương trình hoá học của các phản ứng:

Câu 19: Benzoic acid thường được dùng làm chất bảo quản với hàm lượng rất thấp.

a) Viết công thức cấu tạo của benzoic acid.

b) Vì sao trong thực tế người ta không sử dụng benzoic acid làm chất bảo quản mà thường dùng muối sodium benzoate?

c) Hãy viết phương trình hoá học điều chế benzoic acid từ toluene.

Hướng dẫn trả lời:

a) Công thức cấu tạo của benzoic acid:

b) Do benzoic acid ít tan trong nước nên người ta thường dùng dạng muối sodium. Trong nước, tồn tại cân bằng:

Benzoic acid sinh ra trong nước với một hàm lượng nhỏ, có tác dụng làm chất bảo quản.

c) Tổng hợp benzoic acid từ toluene:

C6H5CH3 + 2KMnO4 $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ C6H5COOK + 2MnO2 + KOH + H2O

C6H5COOK + HCl $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ C6H5COOH + KCl

Câu 20: Để xác định hàm lượng acetic acid trong giấm, trong các cách nêu dưới đây, cách nào dùng được, cách nào không dùng được? Vì sao?

a) Xác định khối lượng riêng của giấm rồi so với khối lượng riêng của dung dịch mẫu pha từ CH3COOH và nước.

b) Cô cạn nước, còn lại là CH3COOH.

c) Chuẩn độ bằng dung dịch NaOH đã biết nồng độ tới khi làm hồng phenolphthalein.

Hướng dẫn trả lời:

a) Không chính xác vì trong giấm còn có ethanol hoặc đường còn dư tuỳ theo nguyên liệu để sản xuất.

b) Không được, vì nhiệt độ sôi của CH3COOH là 118 °C, gần với nhiệt độ sôi của nước.

c) Đó là cách thường làm dựa vào phản ứng:

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

Câu 21: Benzoic acid (C6H5COOH, pK$_{a}$ = 4,2, t$_{s}$ = 249 °C) và phenol (C6H5OH,

pK$_{a}$ = 10,0, t$_{s}$ = 182 °C) đều tan trong hexane, nhưng các muối của chúng (benzoate và phenolate) lại tan trong nước và không tan trong hexane.

a) Trong hai chất trên, chất nào tác dụng được với NaHCO3 (biết H2CO3 có pK$_{a1}$ = 6,3; pK$_{a2}$ = 10,2). Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra (nếu có).

b) Benzoic acid có lẫn phenol được hoà tan trong hexane. Để tách hai chất ra khỏi nhau, người ta thêm dung dịch NaHCO3 dư vào, lắc đều rồi tách riêng phần nước và phần hữu cơ. Acid hoá phần nước bằng dung dịch HCl để thu lấy chất hữu cơ A. Từ phần hữu cơ thu được chất hữu cơ B. Phương pháp nào đã được sử dụng để tách riêng hai chất benzoic acid và phenol? Cho biết tên của các chất hữu cơ A và B.

Hướng dẫn trả lời:

a) Chỉ có benzoic acid tác dụng được với NaHCO3 do pK$_{a}$ (benzoic acid) < pK$_{a2}$ (H2CO3)

C6H5COOH + NaHCO3 → C6H5COONa + H2O + CO2

b) Trong quy trình đã nêu, phương pháp được sử dụng để tách riêng hai chất benzoic acid và phenol là phương pháp chiết. Chất hữu cơ A thu được từ phần nước là benzoic acid; chất hữu cơ B thu được từ phần hữu cơ là phenol.

Câu 22: Vị chua của các trái cây là do các acid hữu cơ có trong đó gây nên. Trong quả táo có 2-hydroxybutanedioic (malic acid), trong quả nho có 2,3-dihydroxybutanedioic (tartaric acid), 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic (citric acid hay limonic acid). Hãy viết công thức cấu tạo các acid đó.

Hướng dẫn trả lời:

Công thức cấu tạo của các acid:

Câu 23: Acetone được sử dụng như một nguyên liệu để tổng hợp methacrylic acid, một hợp chất được dùng nhiều trong tổng hợp thuỷ tinh hữu cơ.

a) Xác định sản phẩm X trong sơ đồ tổng hợp.

b) Dự đoán sản phẩm Y trong sơ đồ trên.

c) Tính thể tích methacrylic acid (D = 1,015 g mL$^{-1}$) tổng hợp được từ 10 m$^{3}$ acetone (D = 0,7844 g mL$^{-1}$) theo sơ đồ trên. Giả thiết hiệu suất mỗi giai đoạn là 80%.

Hướng dẫn trả lời:

a) X là         b) Y là NH$_{4}$HSO$_{4}$

c) Khối lượng acetone: 10.10$^{6}$.0,7844 = 7,844.10$^{6}$ (g).

Khối lượng methacrylic acid thu được tính theo lí thuyết

$\frac{7,844.10^{6}.86}{58}$ = 1,163.10$^{7}$ (g).

Vì hiệu suất mỗi giai đoạn là 80% nên khối lượng methacrylic acid thực thu được:

$\frac{1,163.10^{7}.80.80.80}{100.100.100}$ = 5,955.10$^{6}$ (g).

Thể tích methacrylic acid thu được là:

$\frac{5,955.10^{6}}{1,015}$ = 5,867.10$^{6}$ (g) = 5,867 tấn.