PHẢN ỨNG OXI hóa KHÔNG HOÀN TOÀN - Hóa hữu cơ 11 12

Biên soạn : Thầy Nguyễn Minh Tuấn – THPT chun Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990

HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP OXI HĨA
KHƠNG HỒN TỒN HỢP CHẤT HỮU CƠ
I. NHỮNG VẤN ĐỀ LÝ THUYẾT CẦN NẮM VỮNG
1. Khái niệm :
Phản ứng oxi hóa khơng hồn tồn hợp chất hữu cơ là phản ứng hóa học, trong đó chất hữu cơ
này bị oxi hóa thành chất hữu cơ khác dưới tác dụng của các chất oxi hóa như dung dịch KMnO4, O2
(xúc tác, to), CuO (to),…
2. Các phản ứng oxi hóa khơng hồn tồn thường gặp :
2KMnO 4  3C2 H 4  4H 2 O 
 3C2 H 4 (OH)2  2MnO2  2KOH
o

t
2KMnO 4  C6 H 4 CH3 
 C6 H 4 COOK  KOH  2MnO2  H 2 O

toluen
o

t
CH 2 OH  CuO 
 CHO  Cu  H2 O
o

t
CH 2 OH  2CuO 
 COOH  2Cu  H 2 O

1

Cu, t o
CH 2 OH  O2 
 CHO  H 2O
2
o

t , xt
CH 2 OH  O2 
 COOH  2H 2 O

CHO  Br2  H 2 O 
 COOH  2HBr
o

t
CHO  2AgNO3  3NH 3  H 2 O 
 COOH  2Ag  2NH 4 NO3
o

t
Đặc biệt : HCHO  4AgNO3  4NH3  2H 2 O 
(NH 4 )2 CO3  2Ag  2NH 4 NO3

● Nhận xét : Trong phản ứng oxi hóa ancol thành anđehit hoặc axit thì n ROH phản ứng  n HOH tạo thành

III. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Để oxi hố hết 10,6 gam o-xylen (1,2-đimetylbenzen) cần bao nhiêu lít dung dịch KMnO4
0,5M trong mơi trường H2SO4 lỗng. Giả sử lượng KMnO4 dùng dư 20% so với lượng phản ứng.
A. 0,48 lít.
B. 0,24 lít.

C. 0,12 lít.
D. 0,576 lít.
Hướng dẫn giải
Sơ đồ phản ứng :
3

3

7

H3 C  C6 H 4  C H3  K Mn O 4  H 2 SO 4
3

3

2

 HOO C  C6 H 4  C OOH  Mn SO 4  K 2 SO 4  H 2 O

Suy ra : Chất khử là o-xilen, có hai ngun tử C thay đổi số oxi hóa từ -3 lên +3; chất oxi hóa là
KMnO4, số oxi hóa của Mn thay đổi từ +7 về +2.
Theo giả thiết và bảo tồn electron, ta có:
no xilen  0,1
 n KMnO phản ứng  0,24 mol

4
5nKMnO4 phản ứng  12n o xilen
 nKMnO

4 ban đầu

 Vdd KMnO 
4

 0,24  0,24.20%  0,288 mol

0,288
 0,576 lít
0,5

Ví dụ 2: Oxi hóa hồn tồn m gam p-xilen (p-đimetylbenzen) bằng dung dịch KMnO4 đun nóng, vừa
đủ thu được dung dịch X và chất rắn Y. Cho chất rắn Y phản ứng hết với dung dịch HCl đặc, dư thấy
thốt ra x mol Cl2. Số mol HCl phản ứng vừa đủ với các chất có trong dung dịch X là
A. 0,25x mol.
B. 2x mol.
C. 0,5x mol.
D. x mol.
Hướng dẫn giải


+ Sơ đồ phản ứng :

p  CH3C6 H4CH3

KMnO4

p  KOOCC6 H4COOK nHCl ? p  HOOCC6 H4COOH




(2)
KOH
KCl

(1)
HCl
MnO2 
 Cl2  MnCl2
(3)

x mol

BT e cho (2) : nMnO  nCl  x BT K : nKCl (2)  nKMnO  x
4
2
2
;

BT Mn : nKMnO  nMnO  x BT Cl : n HCl  nKCl (2)  x

4
2


Ví dụ 3: Oxi hóa hồn tồn hỗn hợp X gồm HCHO và CH3CHO bằng O2 (có xúc tác) thu được hỗn
hợp Y gồm 2 axit tương ứng. Tỉ khối hơi của Y so với X là T. Hỏi T biến thiên trong khoảng nào?
A. 1,36 < T < 1,53.
B. 1,53 < T < 1,64.
C. 1,12 < T < 1,36.
D. 1,36 < T < 1,64.

Hướng dẫn giải
Bản chất phản ứng :
1
t o , xt
O2  HCOOH
(1)
2
1
t o , xt
CH3CHO  O 2  CH3COOH
(2)
2
Giả sử X chỉ có HCHO, suy ra Y chỉ có HCOOH. Trường hợp này ta có :
M
M
46
T  Y  HCOOH 
 1,53.
MX
M HCHO
30
HCHO 

Giả sử X chỉ có CH3CHO, suy ra Y chỉ có CH3COOH. Trường hợp này ta có :
M CH COOH 60
M
3
T Y 

 1,36.

MX
M CH CHO
44
3

Trên thực tế X chứa cả HCHO và CH3CHO nên Y chứa cả HCOOH và CH3COOH.
Suy ra : 1,36  T  1,53

Ví dụ 4: Oxi hố 4,4 gam một anđehit đơn chức X bằng oxi (có xúc tác) thu được 6,0 gam hỗn hợpY
gồm axit cacboxylic Z tương ứng và anđehit dư. Khẳng định nào sau đây đúng?
A. Z là axit yếu nhất trong dãy đồng đẳng của nó.
B. X tác dụng với dung dịch AgNO3 /NH3, đun nóng, tạo ra Ag với số mol gấp đơi số mol X
phản ứng.
C. Z có khả năng tham gia phản ứng tráng gương.
D. Đốt cháy hồn tồn a mol X cần 3a mol O2.
Hướng dẫn giải
 n RCHO pư  n O pư 

n RCHO bđ  0,1
RCHO là HCHO
6  4,4
 0,1  
; 
16
RCOOH là HCOOH
M RCHO  44

+ Phát biểu đúng là "Z có khả năng tham gia phản ứng tráng gương" .
+Các phát biểu còn lại đều sai. HCOOH là axit mạnh nhất trong dãy đồng đẳng; HCHO phản ứng cho
số mol Ag gấp 4 lần số mol của nó; đốt cháy a mol X thì cần a mol CO2.

Ví dụ 5: Oxi hóa C2H5OH bằng CuO nung nóng, thu được hỗn hợp chất lỏng gồm CH3CHO,
C2H5OH dư và H2O có M  40 đvC. Hiệu suất phản ứng oxi hóa là :
A. 25%.

B. 15%.

C. 45%.

D. 55%.

1


Đặt nC

2H5OH ban đầu

Hướng dẫn giải
OH phản ứng  x mol.

 1 mol; n C

2 H5

Bản chất phản ứng :
to

C2 H 5OH  CuO  CH 3CHO  H 2O  Cu 
mol :

x

x



x



(1)

x

Sau phản ứng :
n(CH

3CHO, H2 O, C2 H5OH dư)

 nC

2 H5OH ban đầu

m (CH

 nC

2 H5OH phản ứng

3CHO, H2O, C2H5OH dư )

 mC

 M(CH3CHO, H2O, C2H5OH dư ) 
 Hoxi hóa C

2H5OH

 nCH

3CHO

2H5OH ban đầu

 nH

2O

 (1  x) mol;

 m O phản ứng  (46  16x) gam

46  16x
 40  x  0,25
1 x

 25%

Ví dụ 6: Oxi hố một ancol đơn chức bởi oxi (có mặt Cu), thu được hỗn hợp A gồm anđehit, axit
tương ứng, nước và ancol còn lại. Cho a gam hỗn hợp X tác dụng vừa hết với Na, được 4,48 lít hiđro

(ở đktc) và hỗn hợp Y. Cho hỗn hợp Y bay hơi được 24,4 gam chất rắn. Tính a? (biết trong a gam hỗn
hợp A có 1,1 gam anđehit)
A. 16,7 gam.
B. 15,6 gam.
C. 17,5 gam.
D. 18,6 gam.
Hướng dẫn giải


RCHO (1,1 gam)
RCOONa 
 Na 

HOH   NaOH

H
2

RCH OH

RCH ONa 0,2 mol
2
2








O2 , t o
RCH 2 OH 
 RCOOH,
xt: Cu

24,4 gam

n(RCOOH, RCH OH, HOH)  2n H  0,4
2
2

 m
m

 m (RCOONa, RCH ONa, HONa)
(RCOOH, RCH2 OH, HOH)
tăng
2
  


 
0,4(23 1)

24,4
?
15,6
gam

 a  m (RCOOH, RCH OH, HOH, RCHO)  15,6  1,1  16,7 gam

2

Ví dụ 7: Oxi hóa 4,8 gam ancol X đơn chức, bậc 1 thành axit tương ứng bằng O2. Lấy tồn bộ hỗn
hợp sau phản ứng (hỗn hợp Y) cho tác dụng với Na dư thì thu được 2,8 lít khí (đktc). Hỗn hợp Y tác
dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch NaOH xM. Giá trị của x là?
A. 1M.
B. 0,5M.
C. 1,25M.
D. 2,5M.
Hướng dẫn giải
 n HOH  n RCOOH  n ROH pư
 2n ROH pư  n ROH dư  0,25


 n HOH  n RCOOH  n ROH dư  2n H2  0,25  n ROH pư  n ROH dư  0,125


4,8
 38,4
M ROH 

0,125
ROH là CH OH
3

2n ROH pư  n ROH dư  0,25
n RCOOH  n ROH pư  0,1


 [NaOH]  1M



4,8
 0,15 n NaOH  n RCOOH  0,1
n ROH pư  n ROH dư 
32


2


Ví dụ 8: Oxi hóa 8 gam ancol metylic bằng CuO (đun nóng), sau một thời gian thu được hỗn hợp A
gồm HCHO, HCOOH, H2O và CH3OH (dư). Cho A tác dụng với lượng dư Na, thu được 3,36 lít H2
(đktc). Thể tích (ml) dung dịch NaOH 0,5M cần dùng để tác dụng hết lượng axit có trong A là:
A. 150.
B. 75.
C. 50.
D. 100.
Hướng dẫn giải
Theo bảo toàn nguyên tố H và giả thiết, ta có :

2.3,36
 0,3
 nCH3OH dö  n HOH  n HCOOH  2n H2 
22,4


nCH3OH pö  n H2O

8

n
 n CH OH pö 
 0,25
 CH3OH dö
3
32
nCH OH dö  n CH OH pö  n HCOOH  0,3
3
3




 
?

0,25

 n HCOOH  0,05; n NaOH  n HCOOH  0,05

0,05
V
 0,1 lít  100 ml
NaOH 0,5M 
0,5



Ví dụ 9: Oxi hoá 46,08 gam ancol đơn chức (có xúc tác) thu được hỗn hợp sản phẩm X. Chia X thành
ba phần bằng nhau:

Phần 1 tác dụng vừa đủ với 160 ml dung dịch KOH 1,0 M.
Phần 2 tác dụng với Na dư thu được 7,168 lít H2 (đktc).
Phần 3 tác dụng với AgNO3 dư trong NH3 đun nóng thu được m gam Ag.
Biết hiệu suất phản ứng oxi hoá ancol là 75%.
Giá trị của m là :
A. 86,4.
B. 77,76.
C. 120,96.
Hướng dẫn giải

D. 43,20.

 n RCH OH dö  n RCH OH pö  n RCOOH  0,64
Oxi hoùa ancol : n RCH OH pö  n HOH
2
2



 
2
 

0,16

?  0,48
 P1: n RCOOH  nKOH  0,16

46,08



P2 : n RCH2 OH dö  n HOH  n RCOOH  2n H2  0,64  M RCH2 OH  3.0,48  32 (CH 3OH)
 n Ag  4 n HCHO  2 n HCOOH  1,12

46, 08




 0,36 
 n CH3 OH pö  0,75.
0,2
0,16


3.32
n

 HCHO  0,36  n HCOOH  0,2
 m Ag  1,12.108  120,96 gam

Ví dụ 10: Dẫn hơi C2H5OH qua ống đựng CuO nung nóng thu được 11,76 gam hỗn hợp X gồm
anđehit, ancol dư và nước. Làm lạnh X rồi cho X tác dụng với Na dư thu được 2,24 lít H2 (ở đktc).
Phần trăm ancol bị oxi hoá là
A. 60%.
B. 75%.
C. 80%.
D. 50%.
Hướng dẫn giải
+ Ta có :

 n C H OH bñ  n C H OH dö  n C H OH pö  2 n H  0,2
2 5
2 5
2
 2 5
n HOH  n C H OH pö

2 5
0,1




n
n
2n
11,76  0,2.46
 C2 H5OH dö
n
HOH
H2
 0,16
 C2 H5OH pö  n CuO  n O/ CuO 
16
0,16
H
.100%  80%
0,2

3

Ví dụ 11: Oxi hóa 12,8 gam CH3OH ( có xúc tác) thu được hỗn hợp sản phẩm X gồm anđehit, axit và
ancol dư. Chia hỗn hợp X thành hai phần bằng nhau :
- Phần 1 cho tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư thu được 64,8 gam bạc.
- Phần 2 phản ứng vừa đủ với 30 ml dung dịch KOH 2M.
Hiệu suất q trình oxi hóa CH3OH là
A. 90%.
B. 55%.
C. 37,5%.
D. 75%.
Hướng dẫn giải
 n CH OH ở mỗi phần  0,2 mol
n HCOOH  0,06; n HCHO  0,12
 3

+ Ta có : P1: n HCOOH  n KOH  0,06  
0,06  0,12
H
 90%
P2 : 2n

 4n HCHO  0,6 
0,2
HCOOH


Ví dụ 12: Cho 4,6 gam một ancol no, đơn chức phản ứng với CuO nung nóng, thu được 6,2 gam hỗn
hợp X gồm anđehit, nước và ancol dư. Cho tồn bộ lượng hỗn hợp X phản ứng hồn tồn với lượng
dư dung dịch AgNO3 trong NH3, đun nóng, thu được m gam Ag. Giá trị của m là :

A. 16,2.
B. 43,2.
C. 10,8.
D. 21,6.
Hướng dẫn giải
Bản chất phản ứng :
to

 CH  OH  CuO   C  O  H 2 O  Cu  (1)




Ta có :
nancol phản ứng  n CuO phản ứng  n O trong CuO phản ứng 

6,2  4,6
 0,1 mol.
16

Mặt khác, sau phản ứng ancol còn dư, suy ra :
4,6
nancol ban đầu  0,1 mol  M ancol 
 46  ancol là CH 3OH (M  32).
0,1
Phản ứng tráng gương của HCHO:
o

1

to

4

o

HCHO  AgNO3  NH3  H2O  (NH4 )2 C O3  Ag  NH4 NO3
Theo bảo tồn electron và bảo tồn ngun tố C, ta có :
n Ag  4n HCHO  4n CH

3OH phản ứng

 0,4 mol  m Ag  0,4.108  43,2 gam

Ví dụ 13: Hỗn hợp X gồm etanol, propan–1–ol, butan–1–ol, pentan–1–ol. Oxi hóa khơng hồn tồn
một lượng X bằng CuO nung nóng, sau một thời gian thu được H2O và hỗn hợp Y gồm 4 anđehit
tương ứng và 4 ancol dư. Đốt cháy hồn tồn Y cần dùng vừa đủ 1,875 mol O2, thu được thu được
1,35 mol khí CO2 và H2O. Mặt khác, cho tồn bộ lượng Y trên phản ứng với lượng dư dung dịc
AgNO3 trong NH3, đun nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hồn tồn, thu được m gam Ag. Giá trị của
m là:
A. 64,8
B. 27,0
C. 32,4
D. 43,2
Hướng dẫn giải
+ Ta có :
 n RCHO  3 nCO  2 n O  0,3
 n RCH OH dư  n RCHO  2n O  2nCO  n H O
2
2


2
2
2

2
1,35
1,875


 n RCH2OH dư  n H2O  n CO2

 n Ag  2n RCHO  0,6 mol  64,8 gam

Ví dụ 14: Oxi hóa 4,16 gam ancol đơn chức X bằng O2 (xúc tác thích hợp) thu được 7,36 gam hỗn
hợp sản phẩm Y gồm ancol dư, anđehit, axit và nước. Cho Y tác dụng với Na dư thu được 2,464 lít H2
ở (đktc). Mặt khác, cho Y tác dụng với dung dịch AgNO3 dư trong NH3 dư đun nóng, đến phản ứng
hồn tồn thu được m gam Ag. Giá trị của m là:

4


A. 8,64.

B. 56,16.

C. 28,08.
Hướng dẫn giải

D. 19.44.

 Phöông trình phaûn öùng :
o

t
RCH 2 OH  O 
 RCHO  H 2 O
o

t
RCH 2 OH  2O 
 RCOOH  H 2 O


7,36  4,16
 0,2 
 n O pö 
 0,2  n RCH OH pö  0,1 RCH 2 OH laø CH 3OH
16

2



nO
n
 0,13
M
41,6


1 

RCH
OH
2
 CH3OH bñ
2

 n RCH2OH

 n HOH  n HCOOH  n HCHO  n CH OH pö
3
n
 0,09

 HCOOH
7,36  4,16

 0,2  n CH OH dö  0,02
 n HCOOH  n HOH  n O pö 
3
16


n HCHO  0,02
n CH OH dö  n HCOOH  n HOH  2n H  0,22
2
 3
 n Ag  4n HCHO  2n HCOOH  0,26 mol  m Ag  28,08 gam

5