BÀI 19: CARBOXYLIC ACID

(20 câu)

1. NHẬN BIẾT (7 câu)

Câu 1. Carboxylic acid là gì?

Giải:

Carboxylic acid là những hợp chất hữu cơ mà trong phân tử có nhóm carboxyl (-COOH) liên kết trực tiếp với nguyên tử carbon hoặc nguyên tử hydrogen.

Câu 2. Công thức chung của carboxylic acid là gì?

Giải:

Công thức chung của carboxylic acid đơn chức, no, mạch hở: C_nH­_2n+1COOH.

Câu 3. Nêu tính chất vật lí của carboxylic acid.

Giải:

• Thể lỏng hoặc rắn
• Từ C1-C3 tan vô hạn trong nước
• Nhiệt độ sôi của RCOOH cao hơn của ROH

Câu 4. Tính chất hóa học chung của carboxylic acid là gì?

Giải:

• Tính acid yếu
• Dung dịch làm đổi màu quỳ tím
• Tác dụng với kim loại, base, oxide base, muối,…
• Phản ứng ester hóa

Câu 5. Nêu các cách điều chế carboxylic acid.

Giải:

• Oxi hóa alkane
• Lên men giấm

Câu 6: Nêu các ứng dụng của carboxylic acid.

Giải:

• Acetic acid dùng là giấm; dùng trong công nghiệp dệt; dược phẩm; sản xuất nước hoa,…
• Acrylic acid và methacrylic acid được dùng để sản xuất thủy tinh hữu cơ.
• Benzoic acid với liều lượng nhỏ được dùng làm chất bảo quản thực phẩm…

Câu 7: Phản ứng ester hóa là gì?

Giải:

Phản ứng giữa alcohol và carboxylic acid tạo thành ester được gọi là phản ứng ester hóa.

2. THÔNG HIỂU (5 câu)

Câu 1. Hãy viết công thức cấu tạo của acetic acid. Cho biết một số tính chất hoá học và ứng dụng của acetic acid mà em biết.

Giải:

Acetic acid có công thức cấu tạo 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, ...

Câu 2. Hãy chỉ ra hợp chất carboxylic acid trong số các chất sau đây:

CH₃CHO(1), C₆H₅OH(2), CH₂=CH-COOH(3), HOOC-COOH(4).

Giải:

CH₂=CH-COOH(3), HOOC-COOH(4).

Câu 3. Gọi tên theo danh pháp thay thế của các carboxylic acid sau:

1. a) (CH₃)₂CH-COOH b) (CH₃)₃C-COOH
2. c) CH₃CH=CH-COOH d) CH₃CH=C(CH₃)-COOH

Giải:

1. a) (CH₃)₂CH-COOH : 2-metylpropanoic acid
2. b) (CH₃)₃C-COOH: 2,2-đimetylpropanic acid
3. c) CH₃CH=CH-COOH: But-2-ene-1-oic acid
4. d) CH₃CH=C(CH₃)-COOH: 2-metylbut-2-ene-1-oic acid

Câu 4. Viết công thức cấu tạo, gọi tên thay thế của các carboxylic acid có cùng công thức phân tử là C₅H₁₀O₂.

Giải:

Carboxylic acid C₅H₁₀O₂

Câu 5. Căn cứ các dữ liệu về nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy, hãy chỉ ra các carboxylic acid ở thể lỏng và ở thể rắn ở điều kiện thường.

Giải:

Ở nhiệt độ thường, carboxylic acid mạch ngắn (chứa không quá 4 nguyên tử carbon trong phân tử) là chất lỏng, carboxylic acid mạch dài là chất rắn dạng sáp.

3. VẬN DỤNG (5 câu)

Câu 1. Vì sao acetic acid có thể tan vô hạn trong nước?

Giải:

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

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

HCOOH (A), C₂H₆ (B), CH₃CH=O (C), C₂H₅OH (D), CH₃COOH (E).

Hãy sắp xếp các chất trên theo chiều tăng dần về nhiệt độ sôi của chúng và giải thích.

Giải:

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.

Câu 3. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra giữa propionic acid với:

1. a) Zn.
2. b) CuO.
3. c) Cu(OH)₂.
4. d) CaCO₃.

Giải:

1. a) 2CH₃CH₂COOH + Zn → (CH₃CH₂COO)₂Zn + H₂
2. b) 2CH₃CH₂COOH + CuO → (CH₃CH₂COO)₂Cu + H₂O
3. c) 2CH₃CH₂COOH + Cu(OH)₂→ (CH₃CH₂COO)₂Cu + 2H₂O
4. d) 15CH₃CH₂COOH + 14CaCO₃→ 14CH₃CH₂COOCa + 10H₂O + 17CO₂

Câu 4. Trình bày cách phân biệt các dung dịch sau: acetic acid, acrylic acid, acetaldehyde

Giải:

Lấy mỗi chất một ít ra các ống nghiệm tương ứng có đánh số từ 1 đến 3:

- Cho quỳ tím vào 3 lọ mẫu thử đã đánh số => Lọ chứa acetic acid và acrylic acid sẽ đổi màu quỳ tím thành đỏ còn lọ chứa acetaldehyde không đổi màu.

=> Nhận biết acetaldehyde.

- Tiếp tục cho 2 lọ còn lại phản ứng hóa học với dung dịch bromine => Lọ chứa acrylic acid sẽ làm mất màu nước bromine.

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

Câu 5. Do phản ứng ester hoá là phản ứng thuận nghịch nên hiệu suất của phản ứng thường không cao. Đề xuất các biện pháp để nâng cao hiệu suất của phản ứng ester hoá.

Giải:

Phản ứng este hóa là thuận nghịch, muốn tăng hiệu suất phản ứng thuận, 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. 

4. VẬN DỤNG CAO (3 câu)

Câu 1. Từ các giá trị K_a cho trong Bảng 19.2, hãy cho biết carboxylic acid no, đơn chức, mạch hở nào có tính acid mạnh nhất.

Giải:

Dễ thấy HCOOH có giá trị K_a lớn nhất nên HCOOH có tính acid mạnh nhất.

(K_a = )

Câu 2. Giấm được sử dụng khá phổ biến để chế biến thức ăn. Bạn Mai muốn xác định nồng độ acetic acid có trong giấm bằng cách sử dụng dung dịch sodium hydroxide 0,1 M để chuẩn độ. Bạn lấy mẫu giấm ăn đó để làm thí nghiệm và kết quả chuẩn độ 3 lần như bảng sau:

Hãy giúp bạn Mai xác định nồng độ mol của acetic acid trong giấm.

Giải:

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

nNaOH=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

=> nCH3COOH = nNaOH = 0,0025 mol.

Nồng độ mol của acetic acid trong giấm là: 

C_M = nV=0,00255.10⁻³ = 0,5 M.

Câu 3: Ấm (siêu) đun nước lâu ngày thường có một lớp cặn bám dưới đáy. Hãy đề xuất một phương pháp đơn giản để loại lớp cặn đó.

Giải:

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