Giải SBT Hóa 11 (Chân trời sáng tạo) Bài 16: Alcohol

Sách bài tập Hóa học 11 Bài 16: Alcohol

Bài 16.1 trang 75 Sách bài tập Hóa học 11: Alcohol no, đơn chức, mạch hở có công thức chung là

A. C_nH_2n+1OH (n ≥ 1).

B. C_nH_2n+2O (n ≥ 2).

C. C_nH_2nOH (n ≥ 1).

D. C_nH_2n-1OH (n ≥ 2).

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Alcohol no, đơn chức, mạch hở có công thức chung là C_nH_2n+1OH (n ≥ 1)

Bài 16.2 trang 75 Sách bài tập Hóa học 11: Hợp chất thuộc loại polyalcohol là

A. CH₃OH.

B. CH₃CH₂OH.

C. CH₂=CHCH₂OH.

D. HOCH₂CH₂OH.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Polyalcohol là hợp chất alcohol có nhiều nhóm chức alcol.

Vậy polyalcohol là HOCH₂CH₂OH.

Bài 16.3 trang 75 Sách bài tập Hóa học 11: 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.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Số nhóm chức alcohol trong phân tử saccharose là 8.

Bài 16.4 trang 76 Sách bài tập Hóa học 11: Ethyl alcohol có công thức cấu tạo là

A. CH₃OCH₃.

B. CH₃CH₂OH.

C. HOCH₂CH₂OH.

D. CH₃CH₂CH₂OH.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Ethyl alcohol có công thức cấu tạo là CH₃CH₂OH (alcohol no, đơn có 2 nguyên tử carbon trong phân tử)

Bài 16.5 trang 76 Sách bài tập Hóa học 11: 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.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Đánh số từ đầu gần nhóm OH hơn, vậy alcohol trên có tên là 3-methylbutan-2-ol.

Bài 16.6 trang 76 Sách bài tập Hóa học 11: Trong các alcohol sau, alcohol nào có nhiệt độ sôi cao nhất?

A. CH₃CH₂OH.

B. HOCH₂CH₂OH.

C. CH₃CH₂CH₂OH.

D. CH₃CH₂CH₂CH₂OH.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Alcohol đa chức có nhiệt độ sôi cao hơn alcohol đơn chức.

Bài 16.7 trang 76 Sách bài tập Hóa học 11: 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.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

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

Bài 16.8 trang 76 Sách bài tập Hóa học 11: 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.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Alcohol phản ứng được với Cu(OH)₂ là alcohol đa chức, có nhiều nhóm –OH liền kề.

Bài 16.9 trang 76 Sách bài tập Hóa học 11: Nhóm chức alcohol không bị phá vỡ bởi tác nhân nào?

A. Na.

B. H₂SO₄ đặc, 170 °C.

C. Cu.

D. CuO, t^o

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Alcohol không phản ứng với Cu.

Bài 16.10 trang 77 Sách bài tập Hóa học 11: Alcohol bị oxi hoá bởi CuO, t° tạo thành ketone là

A. CH₃CH(OH)CH₃.

B. CH₃CH₂CH₂OH.

C. CH₃CH₂OH.

D. CH₃OH.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Alcohol bậc 1 bị oxi hóa thành aldehyde.

Alcohol bậc 2 bị oxi hóa thành ketone.

Alcohol bậc 3 không bị oxi hóa.

Bài 16.11 trang 77 Sách bài tập Hóa học 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. > 0,25 mg.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Theo Nghị định 100/2019/NĐ-CP của Chính phủ quy định, nồng độ cồn trong 1 L hơi thở ở mức > 0,25 mg là vi phạm luật khi tham gia giao thông.

Bài 16.12 trang 77 Sách bài tập Hóa học 11: 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.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Tín hiệu đặc trưng của nhóm chức alcohol là

Bài 16.13 trang 78 Sách bài tập Hóa học 11: 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.

Lời giải:

Albuterol có 3 nhóm -OH được kí hiệu (1), (2), (3) như hình bên dưới. Theo định nghĩa, nhóm -OH (1) không phải nhóm chức alcohol vì nhóm -OH không liên kết trực tiếp với nguyên tử carbon no (ở đây là nguyên tử carbon của vòng benzene); nhóm -OH (2) là alcohol bậc I, nhóm -OH (3) là alcohol bậc II.

Bài 16.14 trang 78 Sách bài tập Hóa học 11: 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 mẩu sodium vào cốc, bọt khí hydrogen xuất hiện trên bề mặt mẩu sodium. Thêm nước và chất chỉ thị phenolphthalein vào cốc, dung dịch dần chuyển màu hồng. Vận dụng thuyết Bronsted - Lowry, hãy giải thích sự đổi màu dung dịch phenolphthalein.

Lời giải:

Trong dung dịch, C₂H₅ONa phân li theo phương trình:

C₂H₅ONa →C₂H₅O^- + Na⁺

Theo thuyết Bronsted - Lowry, ion C₂H₅O^- bị thuỷ phân theo phương trình:

C₂H₅O^- + H₂O $\rightleftharpoons$ C₂H₅OH + OH^-

Dung dịch có tính kiềm nên làm dung dịch phenolphthalein không màu đổi màu hồng.

Bài 16.15 trang 78 Sách bài tập Hóa học 11: 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 mẩu nhỏ sodium có kích thước tương đương nhau.

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

Lời giải:

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.

Bài 16.16 trang 78 Sách bài tập Hóa học 11: 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.

Lời giải:

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 trang 79 Sách bài tập Hóa học 11: 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.

Lời giải:

Trong gạo nếp, thành phần chủ yếu là tinh bột ((C₆H₁₀O₅)_n), khi ủ với men (enzyme), xảy ra các phản ứng theo phương trình hoá học sau:

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O $\stackrel{enzyme}{\to }$ nC₆H₁₂O₆

C₆H₁₂O₆ $\stackrel{enzyme}{\to }$ 2C₂H₅OH + 2CO₂

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…

Bài 16.18 trang 79 Sách bài tập Hóa học 11: 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.

Lời giải:

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 trang 79 Sách bài tập Hóa học 11: 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:

Lời giải:

Số mol (theo kg) của đường saccharose:

$n_{C_{12}{H}_{22}{O}_{11}}=\frac{1000}{342}=2,924\left(mol\right)$

Khối lượng ethanol thu được với hiệu suất 90%:

$m_{C_2{H}_{5}OH}=2\times 2\times 2,924\times 46\times 90\%=484,214\left(kg\right)$

Bài 16.20 trang 80 Sách bài tập Hóa học 11: 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?

Lời giải:

Phương trình hoá học của phản ứng:

2C₂H₅OH $\stackrel{A{l}_2{O}_3,t^o}{\to }$ C₂H₅OC₂H₅ + H₂O

Số mol của diethyl ether : $n_{E{t}_{2}O}=\frac{1}{74}mol$

Khối lượng ethyl alcohol tối thiểu cần dùng là:

$m_{C_2{H}_{5}OH}=2\times \frac{1}{74}\times 46\times \frac{100}{95}=1,309$(tấn) = 1 309 (kg)

Bài 16.21 trang 80 Sách bài tập Hóa học 11: 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?

Lời giải:

LD₅₀ của ethanol đối với người trưởng thành trong khoảng 5 gam - 8 gam trên 1 kg trọng lượng cơ thể. Lượng ethanol trung bình có thể gây tử vong cho 50% đối tượng là người trưởng thành nặng 60 kg khoảng:

5×60 = 300 (g).

Lưu ý: Đây là lượng ethanol có thể gây nguy kịch trung bình cho 50% đối tượng, có nghĩa là sẽ có lượng ethanol gây tử vong cho 1% - 100% (LD₁ – LD₁₀₀).

Bài 16.22 trang 80 Sách bài tập Hóa học 11: Cho các liên kết và giá trị năng lượng liên kết (E_b) 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?

Lời giải:

a) Phương trình hoá học của phản ứng đốt cháy hơi ethanol:

C₂H₅OH(g) + 3O₂(g) →2CO₂(g) + 3H₂O(g)

Công thức tính biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào năng lượng liên kết như sau:

${\Delta }_r{H}_{298}^o=\sum E_b\left(c\text{d}\right)-\sum E_b\left(sp\right)$

${\Delta }_r{H}_{298}^o$ = 5×E_b(C-H) + E_b(C-C) + E_b(C-O) + E_b(O-H) + 3×E_b(O=O) - 2×2×E_b(C=O) - 3×2×E_b(O-H)

= 5×413+ 347+ 358+ 467+ 3×498-4×745-6×467 = -1 051 (kJ).

b) Phương trình hoá học của phản ứng đốt cháy hơi methanol:

CH₃OH(g) + $\frac{3}{2}$ O₂(g) →CO₂(g) + 2H₂O(g)

Công thức tính biến thiên enthalpy của phản ứng dựa vào năng lượng liên kết như sau :

A_rH°₂₉₈ = 3×E_b(C-H) + E_b(C-O) + E_b(O-H) + 1,5×E_b(O=O) - 2×E_b(C=O) - 4×E_b(O-H)

= 3×413 + 358 + 467+ 1,5×498 - 2×745 - 4×467 = -547 (kJ).

Vậy khi đốt cháy cùng số mol methanol và ethanol thì ethanol giải phóng nhiệt năng lớn hơn.

Bài 16.23 trang 81 Sách bài tập Hóa học 11: Hoạt động trải nghiệm.

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:

C₂H₅OH(l) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 3H₂O(g) ∆_rH°₂₉₈ = -1 234,83 kJ

Cho biết nhiệt lượng nước nhận được = khối lượng nước X nhiệt dung riêng của nước X biến thiên nhiệt độ (nhiệt dung riêng của nước là 4,18 J/g X 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?

Lời giải:

a) Tính khối lượng mỗi alcohol phản ứng: m_alcohol = m₂ – m₁, lần lượt được các giá trị m_al1, m_al2, m_al3, m_al4.

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 m_al2 và m_al3.

c) Xét trường hợp của ethanol, nhiệt lượng nước nhận được tư m_al1 (gam) ethanol:

Q = 100×4,18×(40 -t) (đơn vị: J)

Số mol ethanol phản ứng: $n_{ethanol}=\frac{m_{al1}}{46}$

Nhiệt lượng nước nhận được từ 1 mol ethanol là: $Q_{ethanol}=\frac{Q}{n_{ethanol}}$.

Enthalpy của quá trình đốt cháy ethanol là: AH = -Q_ethanol

(Giá trị này sẽ thấp hơn so với giá trị lí thuyết).

Khi đốt cháy alcohol, nhiệt lượng toả ra sẽ hao phí, một phần truyền vào môi trường, truyền cho bình tam giác, các nhóm thực hiện có thể xảy ra sai số,…

Xem thêm các bài giải SBT Hóa học lớp 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác: