Giải sách bài tập Hóa học 11 Chân trời bài 16: Alcohol

Bài 16.1: Alcohol no, đơn chức, mạch hở có công thức chung là

A. CnH2n+1OH (n ≥ 1).                                        

B. CnH2n+2O (n ≥ 2).

C. CnH2nOH (n ≥ 1).                                           

D. CnH2n-1OH (n ≥2).

Hướng dẫn trả lời:

Alcohol no, đơn chức, mạch hở có công thức chung là CnH2n+1OH (n ≥ 1) hoặc CnH2n+2O (n ≥ 1).

→ Chọn A.

Bài 16.2: Hợp chất thuộc loại polyalcohol là

A. CH3OH.                    

B. CH3CH2OH.             

C. CH2=CHCH2OH.                                      

D. HOCH2CH2OH.

Hướng dẫn trả lời:

Các alcohol: CH3OH, CH3CH2OH, CH2=CHCH2OH là alcohol đơn chức.

HOCH2CH2OH là alcohol đa chức (polyalcohol).

→ Chọn D.

Bài 16.3: Saccharose là một loại đường phổ biến, sản xuất chủ yếu từ cây mía. Saccharose có cấu trúc phân tử:

Số nhóm chức alcohol trong phân tử saccharose là:

A. 3.                            

B. 5.                              

C. 8.                                     

D. 11.

Hướng dẫn trả lời:

Số nhóm chức alcohol trong phân tử saccharose là 8.

→ Chọn C.

Bài 16.5: Tên của alcohol có công thức cấu tạo:

A. isobutan-2-ol.                                               

B. 2-methylbutan-2-ol.

C. 3-methylbutan-2-ol.                                       

D. 2-methylbutan-3-ol

Hướng dẫn trả lời:

→ Chọn C.

Bài 16.6: Trong các alcohol sau, alcohol nào có nhiệt độ sôi cao nhất?

A. CH3CH2OH.                                                   

B. HOCH2CH2OH.

C. CH3CH2CH2OH.                                            

D. CH3CH2CH2CH2OH.

Hướng dẫn trả lời:

Nhiệt độ sôi của các alcohol tăng khi phân tử khối tăng, do đó nhiệt độ sôi của

CH3CH2OH < CH3CH2CH2OH < CH3CH2CH2CH2OH.

Mỗi HOCH2CH2OH có thể tạo được hai liên kết hydrogen liên phân tử, trong khi các alcohol còn lại chỉ tạo được một liên kết hydrogen liên phân tử. Do đó HOCH2CH2OH có nhiệt độ sôi cao hơn các alcohol trên.

→ Chọn B.

Bài 16.7: Methyl alcohol, ethyl alcohol tan vô hạn trong nước là do

A. khối lượng phân tử của các alcohol nhỏ.

B. hình thành tương tác van der Waals với nước.

C. hình thành liên kết hydrogen với nước.

D. hình thành liên kết cộng hoá trị với nước.

Hướng dẫn trả lời:

Methyl alcohol, ethyl alcohol tan vô hạn trong nước là do hình thành liên kết hydrogen với nước.

→ Chọn C.

Bài 16.8: Alcohol có phản ứng đặc trưng với Cu(OH)2 là

A. propane-1,2-diol, CH3CH(OH)CH2OH.

B. propan-2-ol, CH3CH(OH)CH3.

C. propane-1,3-diol, HOCH2CH2CH2OH.

D. ethanol, CH3CH2OH.

Hướng dẫn trả lời:

CH3CH(OH)CH2OH có hai nhóm –OH liền kề. Do đó, alcohol có phản ứng đặc trưng với Cu(OH)2 là propane-1,2-diol, CH3CH(OH)CH2OH.

→ Chọn A.

Bài 16.9: Nhóm chức alcohol không bị phá vỡ bởi tác nhân nào?

A. Na.                                                                 

B. H2SO4 đặc, 170 °C.                                     

C. Cu.                                                                 

D. CuO, t°.

Hướng dẫn trả lời:

Nhóm chức alcohol tham gia:

+ Phản ứng thế nguyên tử hydrogen của nhóm – OH với kim loại kiềm.

+ Phản ứng tác nước tạo alkene với xúc tác H2SO4 đặc, 170 °C.

+ Phản ứng oxi hóa alcohol bậc I và bậc II của CuO.

Nhóm chức alcohol không bị phá vỡ bởi Cu.

→ Chọn C.

Bài 16.10: Alcohol bị oxi hoá bởi CuO, t° tạo thành ketone là

A. CH3CH(OH)CH3.                                          

B. CH3CH2CH2OH.

C. CH3CH2OH.                                                   

D. CH3OH.

Hướng dẫn trả lời:

Alcohol bậc II bị CuO oxi hóa thành ketone.

Alcohol bị oxi hoá bởi CuO, t° tạo thành ketone là CH3CH(OH)CH3.

→ Chọn A.

Bài 16.11: Theo Nghị định 100/2019/NĐ-CP của Chính phủ quy định, nồng độ cồn trong 1 L hơi thở ở mức bao nhiêu là vi phạm luật khi tham gia giao thông?

A. ≤ 0,25 mg.                

B. ≤0,15 mg.                 

C. ≤0,10 mg.                                      

D. > 0,00 mg.

Hướng dẫn trả lời:

Theo Nghị định 100/2019/NĐ-CP của Chính phủ quy định, nồng độ cồn trong 1 L hơi thở ở mức > 0,00 mg là vi phạm luật khi tham gia giao thông.

→ Chọn D.

Bài 16.12: Trên phổ hồng ngoại (IR) cho các tín hiệu ở các số sóng khác nhau. Cho biết tín hiệu nào đặc trưng của nhóm chức alcohol.

Hướng dẫn trả lời:

Trên phổ A, ta thấy có tín hiệu đặc trưng của nhóm chức alcohol nằm trong khoảng 3600 – 3300 (cm-1).

→ Chọn A.

Bài 16.13: Albuterol được sử dụng như một loại thuốc cho đường hô hấp, trị hen suyễn, có công thức:

Cho biết nhóm –OH nào thuộc nhóm chức alcohol và xác định bậc alcohol trong albuterol.

Hướng dẫn trả lời:

Các nhóm –OH được được kí hiệu số (1) và (2) liên kết trực tiếp với carbon no, do đó đây là nhóm –OH của alcohol.

Nhóm –OH (1) là alochol bậc I. Nhóm –OH (2) là alochol bậc II.

Bài 16.14: Một thí nghiệm của ethanol được tiến hành như sau:

Rót cồn 99° vào cốc. Làm khan bằng CuSO4 khan trước khi tiến hành thí nghiệm. Cho mẫu sodium vào cốc, bọt khí hydrogen xuất hiện trên bề mặt mẫu sodium. Thêm nước và chất chỉ thị phenolphthalein vào cốc, dung dịch dần chuyển màu hồng. Vận dụng thuyết Brønsted – Lowry, hãy giải thích sự đổi màu dung dịch phenolphthalein.

Hướng dẫn trả lời:

Khi phản ứng với kim loại kiềm alcohol có phản ứng thế nguyên tử hydrogen trong nhóm –OH.

Dung dịch có tính kiềm làm dung dịch phenolphthalein hóa hồng.

Bài 16.15: Mô tả thí nghiệm tìm hiểu phản ứng tách hydrogen trong nhóm –OH của alcohol đơn chức với polyalcohol như sau:

Bước 1: Lấy 2 mL ethyl alcohol và 2 mL ethylene glycol lần lượt cho vào 2 ống nghiệm được đánh số (1), (2).

Bước 2: Cho vào mỗi ống nghiệm mẫu nhỏ sodium có kích thước tương đương nhau.

Khí H2 thoát ra trong ống nghiệm nào nhanh hơn? Giải thích.

Hướng dẫn trả lời:

Ngoài liên kết hydrogen giữa các phân tử alcohol (Hình a), ethylene glycol còn hình thành liên kết hydrogen giữa các nhóm -OH trong phân tử (Hình b), là nguyên nhân gây ra độ nhớt của ethylene glycol, nên giảm khả năng tách nguyên tử hydrogen của nhóm –OH ra khỏi phân tử ethylene glycol. Nên khi phản ứng với sodium, hydrogen thoát ra chậm hơn so với ethyl alcohol.

Vậy khí H2 thoát ra trong ống nghiệm (1) nhanh hơn.

Bài 16.16: Biểu đồ dưới đây biểu diễn nhiệt độ sôi (°C) của một số alcohol. Nhận xét nhiệt độ sôi của các alcohol trên. Giải thích.

Hướng dẫn trả lời:

Nhiệt độ sôi của các alcohol tăng theo chiều tăng khối lượng phân tử và theo chiều tăng số lượng nhóm -OH.

Đối với các alcohol đơn chức, khi tăng khối lượng phân tử, tương tác van der Waals tăng nên nhiệt độ sôi của alcohol tăng; đối với alcohol đa chức, khi có nhiều nhóm -OH sẽ hình thành nhiều liên kết hydrogen liên phân tử hơn, nên nhiệt độ sôi của alcohol đa chức cao hơn nhiệt độ sôi của alcohol đơn chức có cùng số nguyên tử carbon.

Bài 16.17: Cơm rượu (hay còn gọi là rượu nếp cái) là món ăn đặc sản trong dịp lễ Tết của người Việt, được truyền lại qua những nét đặc trưng riêng về khẩu vị của từng miền. Cơm rượu được chế biến từ gạo nếp, thành phần chủ yếu là tinh bột, nấu chín thành xôi, để nguội và ủ với men thích hợp trong khoảng 3 – 5 ngày. Sản phẩm có mùi thơm đặc trưng, vị thanh ngọt, cay nhẹ, hơi nồng, giúp kích thích tiêu hoá, ... Tuy nhiên, sử dụng nhiều có thể gây nên sự không tỉnh táo. Giải thích và viết phương trình chuyển hoá các chất trong quá trình ủ men thành cơm rượu.

Hướng dẫn trả lời:

Trong gạo nếp, thành phần chủ yếu là tinh bột ((C6H10O5)n), khi ủ với men (enzyme)

Cơm rượu là sản phẩm của quá trình lên men tinh bột, chứa ethanol, không qua chưng cất. Vị ngọt của sản phẩm thường do có chứa đường glucose (C6H12O6). Khi ăn nhiều món ăn này có thể gây nên sự không tỉnh táo, mệt mỏi, khó thở, ...do có chứa ethanol (C2H5OH).

Bài 16.18: Khi đến trạm bơm nhiên liệu và nhìn thấy dòng chữ quen thuộc như xăng E5 (hay xăng E5 RON 92, E5 A92), em hãy cho biết ý nghĩa của kí hiệu E5. Theo Quyết định số 53/2012/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ về lộ trình áp dụng tỉ lệ phối trộn nhiên liệu sinh học với nhiên liệu truyền thống, từ ngày 01/12/2017, xăng E10 được khuyến khích sản xuất, kinh doanh để sử dụng cho phương tiện cơ giới đường bộ trên toàn quốc. Khi xăng E10 được đưa vào tiêu thụ, trong các loại nhiên liệu như xăng E5, xăng E10, xăng A95, theo em, dùng nhiên liệu nào sẽ thân thiện với môi trường.

Hướng dẫn trả lời:

Xăng E5 (hay xăng E5 RON 92, E5 A92) là loại nhiên liệu phối trộn của xăng với ethanol theo tỉ lệ 95:5, đây là loại nhiên liệu sinh học nhằm giảm thiểu phát thải CO2 vào khí quyển được sử dụng phổ biến trên thị trường ở

Việt Nam.

Xăng E10 là loại nhiên liệu phối trộn của xăng với ethanol theo tỉ lệ 90:10. Do có tỉ lệ cồn sinh học cao hơn xăng E5 và xăng A95 (không có sự phối trộn với ethanol), nên sử dụng xăng E10 sẽ thân thiện với môi trường hơn.

Bài 16.19: Trong công nghiệp chế biến đường từ mía, nho, củ cải đường sẽ tạo ra sản phẩm phụ, gọi là rỉ đường hay rỉ mật, sử dụng rỉ đường để lên men tạo ra ethanol trong điều kiện thích hợp, hiệu suất cả quá trình là 90%. Tính khối lượng ethanol thu được từ 1 tấn rỉ đường mía theo 2 phương trình:

C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2

Hướng dẫn trả lời:

nC12H22O11 = 2,924 mol

C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6

2,924                              2,924

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2

2,924                2,924

m = 2,924.2.2.46 = 538,016 kg

=> khối lượng thực tế = 484,214 kg

Bài 16.20: Diethyl ether là hợp chất hữu cơ có công thức C2H5OC2H5 (viết tắt là Et2O), thường được sử dụng làm dung môi không proton phổ biến trong phòng thí nghiệm, dung môi đặc biệt quan trọng trong sản xuất nhựa cellulose như cellulose acetate. Et2O có chỉ số cetane (đại lượng quy ước cho khả năng tự bốc cháy của nhiên liệu, có trị số từ 0 – 100) cao, khoảng 85 – 96. làm chất kích nổ cho một số động cơ; Et2O kết hợp với các sản phẩm chưng cất dầu mỏ như xăng, dầu diesel, giúp khởi động lại động cơ ở nhiệt độ dưới 0 °C.

Et2O được sản xuất bằng phương pháp loại nước ở thể hơi ethyl alcohol với xúc tác alumina (Al2O3), hiệu suất lên đến 95%. Et2O cũng được điều chế trong phòng thí nghiệm và quy mô công nghiệp bằng hỗn hợp ethyl alcohol và sulfuric acid đặc, phản ứng thực hiện ở nhiệt độ thấp hơn 150 °C để tránh tạo ra ethylene.

Theo tính toán lí thuyết, để sản xuất 1 tấn diethyl ether, cần khối lượng ethyl alcohol tối thiểu là bao nhiêu?

Hướng dẫn trả lời:

2C2H5OH → C2H5OC2H5 + H2O

nC2H5OH = 2nC2H5OC2H5 = 2.13,514 = 27,028 mol

m = 27,028.46 = 1234,288kg

=> khối lượng thực tế = 1308,724kg

Bài 16.21: Hoá chất gây tác hại đến sức khoẻ con người và động vật. Các hoá chất khác nhau gây độc tính trên các bộ phận sẽ khác nhau, ví dụ, 2 gam chất (A) gây tổn thương cho gan, nhưng không hẳn 2 gam chất (A) sẽ gây tổn thương cho thận. Để so sánh độc tính giữa các hoá chất, người ta thực hiện thử nghiệm LD50. LD50 (Lethal Dose, 50%) là liều lượng hoá chất phơi nhiễm trong cùng một thời điểm, gây tử vong cho 50% cá thể của nhóm thử nghiệm. LD50 của ethanol đối với người trưởng thành trong khoảng 5 gam – 8 gam trên 1 kg trọng lượng cơ thể. Trung bình, một người trưởng thành nặng 60 kg, khi sử dụng đồ uống có cồn, lượng ethanol có thể gây ra tình trạng nguy kịch cho sức khoẻ là bao nhiêu?

Hướng dẫn trả lời:

LD50 của ethanol đối với người trưởng thành trong khoảng 5 gam – 8 gam trên 1 kg trọng lượng cơ thể.

Trung bình, một người trưởng thành nặng 60 kg, khi sử dụng đồ uống có cồn, lượng ethanol có thể gây ra tình trạng nguy kịch cho sức khoẻ là: 5.60 = 300g

Bài 16.22: Cho các liên kết và giá trị năng lượng liên kết (Eb) của một số liên kết cộng hoá trị như sau:

a) Tính biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng đốt cháy hơi ethanol.

b) Khi đốt cháy cùng số mol ethanol và methanol, nhiệt năng của phản ứng nào tạo ra nhiều hơn?

Hướng dẫn trả lời:

Biểu thức tính biến thiên enthalpy ở điều kiện chuẩn theo năng lượng liên kết (các chất đều ở thể khí) là:

$\Delta _{r}H_{298}^{0}=\sum E_{b}(c\sim n)-\sum E_{b}(sp)$

a, -1051kJ

b, -547kJ

Vậy khi đốt cháy cùng số mol ethanol và methanol, nhiệt năng của phản ứng đốt cháy ethanol tạo ra nhiều hơn.

Bài 16.23: HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM

Dụng cụ và hoá chất: bình tam giác 250 mL (số lượng: 4), nhiệt kế, ống đong 100 mL, đèn cồn (số lượng: 4), cân, ethanol, propan-1-ol, propan-2-ol, butan-1-ol, nước cất (hoặc nước sạch).

Tiến hành:

Bước 1: Đong 100 mL (tương đương 100 gam) nước cất, cho vào bình tam giác. Đo nhiệt độ (t) của nước.

Bước 2: Rót 20 mL mỗi alcohol cho riêng biệt vào 4 đèn cồn. Cân khối lượng mỗi đèn (m1).

Bước 3: Dùng đèn cồn để đun nước trong bình. Quan sát nhiệt kế, khi nhiệt độ của nước lên đến 40°C thì ngừng đun, tắt đèn cồn. Cân lại khối lượng của đèn cồn (m2).

Câu hỏi thảo luận:

a) Khi đốt cháy 1 mol mỗi alcohol trên, alcohol nào tạo ra năng lượng lớn nhất?

b) So sánh năng lượng tạo ra khi đốt cháy hoàn toàn cùng một khối lượng propan-1-ol và propan-2-ol.

c) Xét trường hợp của ethanol, so sánh với năng lượng tính toán lí thuyết

Cho biết nhiệt lượng nước nhận được = khối lượng nước × nhiệt dung riêng của nước × biển thiên nhiệt độ (nhiệt dung riêng của nước là 4,18 J/g × C), nên:

Nhiệt lượng nước nhận được: Q = 100×4,18×(40 − t) (J).

Có phải tất cả nhiệt lượng do quá trình đốt cháy alcohol đều làm tăng nhiệt độ của nước không?

Hướng dẫn trả lời:

a) Cùng điều kiện tiến hành thí nghiệm, cùng khối lượng nước, cùng sự biến thiên nhiệt độ từ t đến 40 °C (bỏ qua sai số về khối lượng giữa các bấc đèn khi cháy). Alcohol nào có khối lượng (m) nhỏ hơn thì toả ra nhiệt lượng lớn hơn.

b) So sánh giá trị mal2 và mal3.

Nếu mal2 < mal3 thì năng lượng tạo ra khi đốt cháy hoàn toàn propan-1-ol lớn hơn propan-2-ol và ngược lại.

c) Enthalpy của quá trình đốt cháy ethanol nhỏ hơn so sánh với năng lượng tính toán lí thuyết vì khi đốt cháy alcohol, nhiệt lượng toả ra sẽ hao phí, một phần truyền vào môi trường, truyền cho bình tam giác,...