Hướng dẫn giải nhanh hoá học 11 Cánh diều bài 19: Carboxylic acid

MỞ ĐẦU

Câu hỏi: Hãy viết công thức cấu tạo của acetic acid...

Hướng dẫn trả lời:

CTCT là CH₃COOH. 

Acetic acid có tính chất hóa học:

• Tính acid yếu: làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ, phản ứng được với kim loại, base, oxide base và muối.
• Phản ứng ester hóa.

Ứng dụng: dùng làm giấm, dùng trong công nghiệp dệt, dược phẩm, sản xuất nước hoa, ...

I. KHÁI NIỆM VÀ DANH PHÁP

Bài 1: Hãy chỉ ra hợp chất carboxylic acid trong số các chất dưới đây...

Hướng dẫn trả lời:

Hợp chất carboxylic acid là: (A), (C), (E).

Bài 2: Viết công thức cấu tạo, gọi tên thay thế của...

Hướng dẫn trả lời:

Carboxylic acid C₅H₁₀O₂

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Bài 1: Căn cứ các dữ liệu về nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy...

Hướng dẫn trả lời:

Ở nhiệt độ thường, carboxylic acid mạch ngắnlà chất lỏng, carboxylic acid mạch dài là chất rắn dạng sáp.

Bài 2: Cho các chất có công thức cấu tạo sau...

Hướng dẫn trả lời:

Nhiệt độ sôi: (B) < (C) < (D) < (A) < (E).

Nhiệt độ sôi của hydrocarbon < carbonyl < alcohol < carboxylic acid.

Khối lượng phân tử càng lớn thì nhiệt độ sôi càng cao => Nhiệt độ sôi HCOOH < CH₃COOH.

Bài 3: Vì sao acetic acid có thể tan vô hạn trong nước?

Hướng dẫn trả lời:

Acetic acid (CH₃COOH) là carboxylic acid mạch ngắn, có phân tử khối nhỏ và có khả năng tạo liên kết hydrogen với nước.

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Bài 1: Từ đặc điểm cấu tạo của nhóm carboxyl...

Hướng dẫn trả lời:

Trong nhóm carboxyl, mật độ electron tại nhóm OH chuyển dịch về phía nhóm C=O nên nguyên tử hydrogen trong nhóm OH trở nên linh động hơn và mang một phần điện tích dương (δ+). Liên kết C=O trong phân tử carboxylic acid cũng là liên kết phân cực, mang một phần điện tích dương (δ+).

=> Carboxylic acid thể hiện tính acid và tham gia phản ứng ester hoá.

Bài 2: Từ các giá trị K_a cho trong Bảng 19.2...

Hướng dẫn trả lời:

 HCOOH có tính acid mạnh nhất.

(Ka = $\frac{[RCOO^{−}][H^{+}]}{[RCOOH]}$)

Bài 3: Khả năng đổi màu quỳ tím của acetic acid...

Hướng dẫn trả lời:

Quỳ tím chuyển sang màu đỏ .

Bài 4: Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy...

Hướng dẫn trả lời:

a) 2CH₃CH₂COOH + Zn → (CH₃CH₂COO)₂Zn + H₂

b) 2CH₃CH₂COOH + CuO → (CH₃CH₂COO)₂Cu + H₂O

c) 2CH₃CH₂COOH + Cu(OH)₂ → (CH₃CH₂COO)₂Cu + 2H₂O

d) 15CH₃CH₂COOH + 14CaCO₃ → 14CH₃CH₂COOCa + 10H₂O + 17CO₂

Bài 5: Phản ứng của acetic acid với magnesium...

Hướng dẫn trả lời:

Tạo thành dung dịch màu không màu và có khí không màu thoát ra.

2CH₃COOH + Mg → (CH₃COO)₂Mg + H₂

Bài 6: Trình bày cách phân biệt các dung dịch sau...

Hướng dẫn trả lời:

Cho mỗi chất vào từng ống nghiệm có đánh stt:

- Lấy mỗi chất một giọt nhỏ ra quỳ tím :

+ Chất nào là quỳ tím chuyền đỏ là  acetic acid và acrylic acid (1)

+ Quỳ tím không chuyển màu: acetaldehyde

=> Nhận biết acetaldehyde.

- Nhỏ dung dịch bromine  vào 2 ống nghiệm (1) => Lọ chứa acrylic acid sẽ làm mất màu nước bromine.

PTHH: CH₂=CH-COOH + Br₂ → CH₂Br-CHBr-COOH

Bài 7: Ấm (siêu) đun nước lâu ngày thường có...

Hướng dẫn trả lời:

Sử dụng giấm ăn để loại bỏ lớp cặn ở dưới đáy ấm nước.

Trong giấm ăn có acetic acid (CH₃COOH) là acid yếu có khả năng tác dụng với lớp cặn màu trắng (CaCO₃) dưới đáy ấm nước.

2CH₃COOH + CaCO₃ → (CH₃COO)₂Ca + CO₂ + H₂O

Bài 7: Phản ứng của acetic acid với sodium carbonate...

Hướng dẫn trả lời:

Hiện tượng: phản ứng tạo dung dịch không màu và có khí thoát ra.

2CH₃COOH + Na₂CO₃ → 2CH₃COONa + CO₂ + H₂O 

Bài 8: Do phản ứng ester hoá là phản ứng thuận nghịch...

Hướng dẫn trả lời:

Ta tăng nống độ các chất tham gia phản ứng hoặc giảm nồng độ các chất sản phẩm, đồng thời dùng xúc tác H₂SO₄ đặc. 

Bài 9: Trong thí nghiệm điều chế ethyl acetate...

Hướng dẫn trả lời:

- Vì nhiệt độ quá cao sẽ làm các nguyên liệu bay hơi đồng thời thúc đẩy tạo sản phẩm phụ.

Dung dịch NaCl bão hòa có tỉ khối lớn, giúp ester tách ra và nổi lên dễ dàng hơn.

Bài 10: Phản ứng điều chế ethyl acetate...

Hướng dẫn trả lời:

Hiện tượng: dung dịch phân thành hai lớp và dung dịch có mùi thơm là CH₃COOC₂H₅.

PTHH: 

IV. ỨNG DỤNG VÀ ĐIỀU CHẾ

BÀI TẬP CUỐI SGK

Bài 1: Hợp chất X có công thức cấu tạo...

Hướng dẫn trả lời:

Đáp án C. 

Bài 2: Trong các chất sau, chất nào có nhiệt độ sôi cao nhất...

Hướng dẫn trả lời:

Đáp án D.

Nhiệt độ sôi: carboxylic acid > alcohol > carbonyl.

Acetic acid (CH₃CHOOH) có phân tử khối lớn hơn formic acid (HCOOH) =>.

Bài 3: Trình bày phương pháp hoá học để...

Hướng dẫn trả lời:

Cho lần lượt các chất ra từng ống nghiệm có đnáh stt:

 - Lấy mỗi dung dịch một giọt nhỏ lên giấy quỳ tím => dung dịch acetic acid sẽ đổi màu quỳ tím thành đỏ

 - Nhỏ dung dịch AgNO₃/NH₃, có xúc tác t0 vào 3 ống nghiệm còn lại => dung dịch  acetaldehyde sẽ có kết tủa màu trắng bạc

CH₃CHO + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O → CH₃COONH₄ + 2Ag↓ + 2NH₄NO₃

 - Nhỏ dung dịch trong hai ống nghiệm còn lại vào ống nghiệm chứa Cu(OH)₂ => Lọ có glycerol sẽ xuất hiện phức màu xanh lam.

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

 - Lọ còn lại là Ethanol 

Bài 4: Đun nóng 12 gam acetic acid với 13,8...

Hướng dẫn trả lời:

Ta có: n_CH3COOH=$\frac{12}{60}$ = 0,20 mol

n_C2H5OH=13,846≈ 0,3 mol

n_CH3COOC2H5=$\frac{11}{88}$≈ 0,125 mol

PTHH: CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O

0,2 mol CH₃COOH < 0,3 mol C₂H₅OH

=> Hiệu suất phản ứng tính theo CH₃COOH

H = 0,125 : 0,20 = 62,5%.

Vậy hiệu suất phản ứng ester hóa là 62,5%.

Bài 5*: Giấm được sử dụng khá phổ biến để chế biến thức ăn...

Hướng dẫn trả lời:

Trung bình thể tích dung dịch NaOH 0,1 M cần dùng (mL) là:

n_NaOH=25,0+25,1+24,93 = 25,0 mL

Số mol NaOH cần dùng là: 

n_NaOH = 0,1.25.10⁻³ = 0,0025 mol.

CH₃OOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O

=> n_CH3COOH = n_NaOH = 0,0025 mol.

Nồng độ mol của acetic acid trong giấm là: 

C_M = nV=0,00255.10⁻³ = 0,5 M.

Bài 6*: Hợp chất X được dùng nhiều để tổng hợp polymer...

Hướng dẫn trả lời:

Phần trăm khối lượng O là: 

100% - 50% - 5,56% = 44,44%

Gọi CTĐGN của X là C_xH_yO_z.

Ta có: x:y:z =  = 3:4:2

CTĐGN của X là: C₃H₄O₂

Phân tử khối của X là 72

=> (12.3 + 1.4 + 16.2).n = 72.n = 72 => n = 1.

CTPT của X là: C₃H₄O₂.

 X có liên kết -COOH trong phân tử.

Vậy CTCT của X là CH₂=CH-COOH.