Chào các em học sinh thân mến!

Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau giải một bài tập khá thú vị về phản ứng hóa học của Anđehit, cụ thể là phản ứng Hydro hóa. Đây là một kiến thức rất quan trọng trong chương Anđehit – Xeton của Hóa học 11 theo chương trình Sách giáo khoa mới.

Chúng ta cùng phân tích đề bài và tìm ra đáp án chính xác nhé!

Bài tập: hidro hóa hoàn toàn anđehit fomic (xúc tác Nitơ,t°) thu được sản phẩm là
A. Axit axetic
B. ancol metylic
C. etilen
D. propilen

PHÂN TÍCH VÀ GIẢI CHI TIẾT BÀI TẬP

Step 1: Phân tích đề bài và xác định các yếu tố quan trọng

• Chất phản ứng ban đầu: Anđehit fomic.
• Loại phản ứng: Hydro hóa hoàn toàn.
• Điều kiện phản ứng: xúc tác Nitơ, nhiệt độ (\(t^\circ\)).
• Yêu cầu: Xác định sản phẩm thu được.

Giải thích:

• Anđehit fomic, còn gọi là Fomanđehit, có công thức hóa học là \(HCHO\). Đây là anđehit đơn giản nhất.
• Phản ứng Hydro hóa là phản ứng cộng hidro (\(H_2\)) vào phân tử hợp chất hữu cơ. Trong trường hợp anđehit, phản ứng hydro hóa sẽ cộng hidro vào liên kết đôi C=O. Đây là một phản ứng khử.
• Quan trọng: Đề bài nêu xúc tác là “Nitơ”. Tuy nhiên, Nitơ (\(N_2\)) là một khí trơ ở điều kiện thường và không có khả năng làm xúc tác cho phản ứng hydro hóa. Các xúc tác phổ biến cho phản ứng hydro hóa anđehit, xeton (cộng \(H_2\)) là Niken (\(Ni\)), Platin (\(Pt\)) hoặc Paladi (\(Pd\)) ở nhiệt độ cao. Rất có thể đây là một lỗi đánh máy và xúc tác được ý muốn là Niken (\(Ni\)). Chúng ta sẽ giả định xúc tác là \(Ni\) (hoặc \(Pt\), \(Pd\)) để tiếp tục giải bài toán theo kiến thức đã học.

Step 2: Nhắc lại kiến thức về phản ứng Hydro hóa anđehit

Anđehit có nhóm chức \(-CHO\). Liên kết đôi \(-C=O\) trong nhóm cacbonyl có khả năng cộng hidro. Khi hydro hóa anđehit, liên kết \(\pi\) trong nhóm \(C=O\) sẽ bị phá vỡ, và mỗi nguyên tử H sẽ cộng vào nguyên tử C và O tương ứng.

Công thức chung:

\[
R-CHO + H_2 \xrightarrow{Ni, t^\circ} R-CH_2OH
\]

Giải thích: Sản phẩm của phản ứng hydro hóa anđehit là ancol bậc I. Tức là, nhóm \(-CHO\) sẽ chuyển hóa thành nhóm \(-CH_2OH\).

Step 3: Viết phương trình phản ứng cụ thể cho anđehit fomic

Anđehit fomic có công thức cấu tạo là \(H-CHO\).

Áp dụng quy tắc đã học ở Step 2, chúng ta sẽ có phương trình phản ứng:

\[
HCHO + H_2 \xrightarrow{Ni, t^\circ} CH_3OH
\]

Giải thích:

• Một phân tử \(H_2\) cộng vào liên kết đôi \(C=O\).
• Một nguyên tử H cộng vào nguyên tử C của nhóm cacbonyl.
• Một nguyên tử H còn lại cộng vào nguyên tử O của nhóm cacbonyl.
• Kết quả là nhóm \(-CHO\) (anđehit fomic) đã bị khử thành nhóm \(-CH_2OH\).

Step 4: Xác định tên gọi của sản phẩm

Sản phẩm thu được là \(CH_3OH\).

Giải thích:

• Chất \(CH_3OH\) là ancol có một nguyên tử cacbon.
• Tên IUPAC của nó là Metanol.
• Tên thông thường (hay dùng) là Ancol metylic.

Step 5: Đối chiếu với các lựa chọn

• A. Axit axetic (\(CH_3COOH\)): Đây là sản phẩm của phản ứng oxi hóa ancol etylic hoặc anđehit axetic, hoặc là sản phẩm của phản ứng lên men giấm. Không phải là sản phẩm hydro hóa anđehit fomic.
• B. Ancol metylic (\(CH_3OH\)): Chính xác! Đây là sản phẩm của phản ứng hydro hóa anđehit fomic như chúng ta đã phân tích ở trên.
• C. Etilen (\(C_2H_4\)): Đây là một anken có hai nguyên tử cacbon. Anđehit fomic chỉ có một nguyên tử cacbon, và phản ứng hydro hóa không làm thay đổi mạch cacbon. Do đó, đây là đáp án sai.
• D. Propilen (\(C_3H_6\)): Tương tự Etilen, đây là một anken có ba nguyên tử cacbon. Sai.

Vậy, đáp án đúng là B. ancol metylic.

Hy vọng qua các bước giải thích chi tiết này, các em đã nắm vững kiến thức về phản ứng hydro hóa của anđehit và cách áp dụng vào giải bài tập nhé! Chú ý kỹ về xúc tác trong các phản ứng để không bị nhầm lẫn.

Chúc các em học tốt!