chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học lớp 9 cđ27

36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN CHUYÊN ĐỀ 27: BÀI TẬP ESTE – CHẤT BÉO A) ESTE I) BÀI TẬP LÝ THUYẾT Bài 1.Viết CTCT đồng phân este có CTPT C4H6O2; C4H6O4 Giải ⇒ *C4H6O2 có dạng CnH2n-2O2 este đơn chức khơng no có nối đơi phân tử CTCT đồng phân: CH2=CH-COOCH3 (1) CH3COOCH=CH2 (2) HCOOCH=CH-CH3 (3) HCOOCH2-CH=CH2 (4) HCOOCH(CH3)=CH2 (5) ⇒ *C4H6O4 có dạng CnH2n-4O2 este chức no CTCT đồng phân: CH3COO-COOCH3 (1) HCOOCH2-CH2OOCH (2) Bài 2.Viết phương trình phản ứng hồn thành phản ứng sau: t 0C t 0C  →  → CH3COOC2H5+ NaOH (CH3COO)2C2H4 + NaOH t 0C t 0C  →  → CH3OOC-COOCH3+ NaOH R(COO)m.nR’+ NaOH t 0C t 0C  →  → CH3COOCH=CH-CH3 + NaOH HCOOC(CH3)=CH2+ NaOH t 0C t 0C  →  → C6H5OOC-CH3 + NaOH + NaOH O C O Giải CH3COOC2H5+ NaOH t C  → CH3COOH + C2H5OH → (CH3COO)2C2H4 + 2NaOH CH3COONa + C2H4(OH)2 t 0C → CH3OOC-COOCH3 + 2NaOH 2CH3OH + (COONa)2 t 0C → R(COO)m.nR’+ m.nNaOH m R(COONa)n + nR’(OH)m t 0C → CH3COOCH=CH-CH3 + NaOH CH3COONa + CH3-CH2-CHO t 0C → HCOOC(CH3)=CH2 + NaOH HCOONa + CH3CO-CH3 t 0C → C6H5OOC-CH3 + 2NaOH C6H5ONa + CH3COONa + H2O t 0C → + NaOH HO-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COONa + H2O Bài 3: Hai este A, B dẫn xuất benzene có CTPT C9H8O2 A, B cộng hợp với H2theo tỉ lệ mol 1:1 A tác dụng với xút cho muối anđehit, B tác dụng với xút dư cho muối nước Các muối có phân tử khối lớn phân tử khối natri axetat Xác định CTCT A, B viết phương trình phản ứng t 0C O C O 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Giải - A, B tác dụng với H2 theo tỉ lệ mol : ⇒ A, B có liên kết đơi C=C mạch ⇒ - A tác dụng với xút cho muối anđehit, muối có phân tử khối lớn phân tử khối natri axetat A có CTCT là: C6H5COOCH=CH2 t 0C  → C6H5COOCH=CH2 + NaOH C6H5COONa + CH3CHO - B tác dụng với xút dư cho muối nước, muối có phân tử khối lớn phân tử khối natri axetat nên B phải este phenol với axit không no, B có CTCT là: CH2=CH-COOC6H5 t 0C  → CH2=CH-COOC6H5 + 2NaOH CH2=CH-COONa + C6H5ONa + H2O Bài Hoàn thành phản ứng theo sơ đồ sau (dưới dạng công thức cấu tạo) C3H4O2 + NaOH → (A) + (B) (A) + H2SO4 (loãng) → (C) + (D) (C) + AgNO3 + NH3 + H2O →(E) + Ag ↓ + NH4NO3 (B) + AgNO3 + NH3 + H2O → (F) + Ag ↓ + NH4NO3 Giải -B, C tham gia phản ứng tráng bạc nên B,C phải có nhóm –CHO phân tử -(A) + H2SO4 (loãng) → (C) => C phải axit fomic, A phải muối axit fomic (HCOONa) B anđehit axetic (CH3-CHO); (E) (NH4)2CO3; (F) CH3COONH4 ⇒ CTCT C3H4O2 HCOOCH=CH2 Phương trình phản ứng: HCOOCH=CH2 + NaOH →HCOONa + CH3CHO 2HCOONa + H2SO4 (loãng) →2HCOOH + Na2SO4 HCOOH + 2AgNO3 + 2NH3 + H2O → (NH4)2CO3+ 2Ag ↓ + 2NH4NO3 CH3CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → CH3COONH4 + 2Ag ↓ + 2NH4NO3 Bài a)Từ xenlulozơ chất vơ cần thiết viết phương trình phản ứng điều chế (ghi rõ điều kiện có)Etyl axetat b)Từ khí thiên nhiên chất vô cần thiết viết phương trình phản ứng điều chế poli vinyl axetat a) Giải b) Điều chế Etyl axetat t  → (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 t0  → C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 mengiam  → C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O H 2SO4 ,t o  → CH3COOH + C2H5OH CH3COO C2H5 c) Điều chế vinyl axetat + H2O 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 15000 C,lamlanhnhanh → 2CH4 C2H2 + 3H2 Hg 2+  → C2H2 + H2O CH3CHO t0  → 2CH3CHO + O2 2CH3COOH t0  → CH3COOH + CH≡CH CH3COOCH=CH2 I BÀI TỐN Dạng 1:Bài tốn phản ứng thuỷ phân este 1.Thuỷ phân este đơn chức 1.1 Phương pháp giải - Trong môi trường axit: Phản ứng xảy thuận nghịch H+, to RCOOR’ + HOH RCOOH + R’OH - Trong môi trường kiềm (phản ứng xà phịng hố): Phản ứng chiều, cần đun nóng t0 → RCOOR’ + NaOH RCOOH + R’OH  Một số nhận xét : + Nếu nNaOH phản ứng = nEste⇒Este đơn chức + Nếu RCOOR’ (este đơn chức), R’ C6H5- vịng benzen có nhóm ⇒nNaOH phản ứng = 2neste sản phẩm cho muối, có phenolat: VD: RCOOC6H5 + 2NaOH → RCOONa + C6H5ONa + H2O + Nếu phản ứng thuỷ phân este cho anđehit (hoặc xeton), ta coi ancol (đồng phân với andehit) có nhóm –OH gắn trực tiếp vào liên kết C=C tồn tai để giải từ ⇒ CTCT este + Nếu sau thủy phân thu muối (hoặc cô cạn thu chất rắn khan) mà m muối = meste + mNaOH este phải có cấu tạo mạch vịng (lacton): O C=O + NaOH HO-CH 2CH2CH2COONa 1.2 Bài tập minh họa Bài 6:Thực phản ứng xà phịng hố chất hữu X đơn chức với dung dịch NaOH thu muối Y ancol Z Đốt cháy hồn tồn 2,07 gam Z cần 3,024 lít O (đktc) thu lượng CO nhiều khối lượng nước 1,53 gam Nung Y với vôi xút thu khí T có tỉ khối so với khơng khí 1,03 Xác định CTCT X? Giải Theo đề bài: X đơn chức, tác dụng với NaOH sinh muối ancol ⇒ X este đơn chức: RCOOR’ mO2 mCO2 m H 2O Áp dụng BTKL: mX + = + nCO2 n H 2O ⇒ 44 + 18 = 2,07 + (3,024/22,4).32 = 6,39 gam nCO2 n H 2O nCO2 n H 2O Và 44 - 18 = 1,53 gam ⇒ = 0,09 mol ; = 0,135 mol nH O nCO 2 ⇒ > → Z ancol no, đơn chức, mạch hở có cơng thức: CnH2n+1OH (n ≥ 1) n H 2O n + 0,135 nCO2 0,09 n Từ phản ứng đốt cháy Z ⇒ = = ⇒ n = 4 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Y có dạng: CxHyCOONa ⇒ T: CxHy+1⇒ MT = 12x + y + = 1,03.29 x =  y = ⇒ ⇒CTCT X :C2H5COOC2H5 Bài 7: Đun 20,4 gam chất hữu A đơn chức với 300 ml dung dịch NaOH M thu muối B hợp chất hữu C Cho C phản ứng với Na dư thu 2,24 lit H (đktc) Nung B với NaOH rắn thu khí D có tỉ khối O2 0,5 Khi oxi hóa C CuO chất hữu E không phản ứng với AgNO 3/NH3 Xác định CTCT A? Giải Chất C tác dụng với Na sinh khí H2⇒ C ancol Oxi hóa C E không phản ứng với AgNO3 ⇒ C không ancol bậc Các đáp án cho A este đơn chức Vậy B muối Na Nung B với NaOH rắn tạo D có MD = 32.0,5 = 16 Vậy D CH4⇒ Gốc R D CH3- Đặt công thức A RCOOR’ CH3COOR’ + NaOH → CH3COONa + R’OH R’OH + Na → R’ONa + H2 nH Ta có: = 0,1 mol ⇒ nAncol = 2.0,1 = 0,2 mol nNaOH = 0,3 mol > nAncol⇒ NaOH dư, este phản ứng hết ⇒nEste = nAncol = 0,2 mol ⇒ Meste = 20,4/0,2 = 102 ⇒ R’ = 102 – 59 = 43 ⇒ gốc R’ C3H7- ancol bậc ⇒CTCT A: CH3COOCH(CH3)CH3 Bài 8: Cho 20 gam este X có tỉ khối so với O 3,125, tác dụng với 0,3 mol NaOH Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 23,2 gam bã rắn Xác định CTCT X Giải Đặt công thức este X RCOOCxHy Meste = 3,125.32 = 100 ⇒ neste = 20/100 = 0,2 mol ⇒ nNaOH pư = neste = 0,2 mol ⇒nNaOH dư = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol → mNaOH = 0,1.40 = g ⇒mmuối= 23,2 – = 19,2 g ⇒ Mmuối = 19,2/0,2 = 96 ⇒ R = 96 – 67 = 29 ⇒ R C2H5Lại có: RCOOCxHy + NaOH → RCOONa + CxHy+1O Áp dụng BTKL: meste + mNaOH (ban đầu) = mbã rắn + m n C x H y +1O = nX = 0,2 mol ⇒ M C x H y +1O C x H y +1O ⇒m C x H y +1O C x H y +1O = 20 + 40.0,3 – 23,2 = 8,8 g = 8,8/0,2 = 44 x =  y = ⇒ 12x + y = 27 ⇒ ⇒ gốc Hidrocacbon R’: –CH=CH2 ⇒CTCT X: C2H5COOCH=CH2 Bài 9: Đun nóng 0,1 mol este no, đơn chức mạch hở X với 30 ml dung dịch 20% (D = 1,2 g/ml) hiđroxit kim loại kiềm A Sau kết thúc phản ứng xà phịng hố, cạn dung dịch thu chất rắn Y 4,6 gam ancol Z, biết Z bị oxi hố CuO thành sản phẩm có khả phản ứng tráng bạc Đốt cháy chất rắn Y thu 9,54 gam muối cacbonat, 8,26 gam hỗn hợp CO2 nước Xác định CTCT X 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Giải X este no, đơn chức, mạch hở : CnH2n+1COOCmH2m+1 ( ≤ n; ≤ m) Ta có: nX = nAOH (pư) = nZ = 0,1 mol ⇒ MZ = 14m + 18 = Mặt khác: nA = 30.1,2.20 100.(M A + 17) = ⇒ nNaOH (ban đầu) = Y mY + = 46 ⇒ m = 9,54 2M A + 60 ⇒ MA = 23 → A Na 7,2 = 0,18 mol 40 C nH 2n+1COONa: 0,1 mol  O2 ,t0 NaOH d: 0,18− 0,1 = 0,08 mol + → Vậy: 4,6 0,1 mO2 (p /) = Na2CO3  CO2 H O  mNa2CO3 + mCO2 + mH2O (3n + 1) 0,1.32 Hay 0,1(14n+68) + 0,08.40 + = 9,54 + 8,26 ⇒ n = ⇒CTCT củaX : CH3COOCH3 Bài 10:Thủy phân hoàn toàn 0,1 mol este X NaOH dư, thu 19,8 g hỗn hợp gồm muối Biết X không phản ứng với Brom Xác định CTPT CTCT X Giải 0,1 mol este X + NaOH thu hỗn hợp muối => X este chức dạng R1-COO-R-OOCR2 X este phenol Trường hợp 1: X este chức R1-COO-R-OOC-R2 → R1-OOC-R-COOR2 + 2NaOH R1-COONa + R2-COONa + R(OH)2 0,1 0,1 0,1 (R1 + 67)0,1+ (R2 + 67)0,1= 19,8 ⇔ R1 + R2 = 64, X không phản ứng với Brom nên R1 R2 no, không chọn cặp giá trị thỏa mãn ⇒ Trường hợp 2: X este phenol X có dạng: RCOOC6H5 → RCOOC6H5 + 2NaOH RCOONa + C6H5ONa + H2O ⇒ M(muối) = 0,1.(R + 67) + 0,1.116 = 19,8 ⇒ R = 15: CH3 ⇒ X là: CH3COOC6H5 Câu 11: Cho hỗn hợp Z gồm chất hữu L, M tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa gam NaOH tạo hỗn hợp muối R1COONa, R2COONa ancol R’OH (trong R1, R2, R’ chứa cacbon, hyđro, R2 = R1 + 14) Tách lấy toàn ancol cho tác dụng hết với Na, thu 1,12 lít H2 (đktc) Mặt khác, cho 5,14 gamZ tác dụng với lượng vừa đủ NaOH thu 4,24 gam muối; để đốt cháy hết 15,42 gam Z cần dùng 21,168 lít O2 (đktc) tạo 11,34 gam H2O Xác định công thức chất L, M % khối lượng chúng hỗn hợp Z 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Giải * Phản ứng Z với dd NaOH tạo thành muối ancol Z có trường hợp sau TH1: Z gồm axit este TH2: Z gồm este tạo axit khác với ancol n NaOH = 0,1mol  → 2R'OH + 2Na 2R'ONa + H2 0,1 (mol) 0,05 (mol) ⇒ nNaOH = nR'OH Z gồm este Gọi công thức chung este RCOOR’ * Phản ứng đốt cháy 15,42 gam Z n O2 = 0, 945mol n H2 O = 0, 63mol ; m CO2 = m Z + m O2 − m H2O = 15, 42 + 30, 24 − 11,34 = 34,32 (gam) Bảo tồn KL có: 34,32 n CO2 = = 0, 78(mol) 44 nO = m Z − mC − m H 15, 42 − 0, 78.12 − 0.63.2 = = 0, 3(mol) 16 16 nz = n O = 0,15mol * Xét phản ứng thủy phân 5,14 gam Z 5,14.0,15 nZ = = 0, 05 (mol) 15, 42  → RCOOR' + NaOH RCOONa + R'OH Mol 0,05 0,05 0,05 4, 24 M RCOONa = = 84,8 = M R + 67 ⇔ M R = 17,8 0, 05 Vì R2= R1+ 14 ⇒ R1, R2 CH3- C2H5m R ' OH = m RCOOR’ + m NaOH − m RCOONa = 5,14 + 40.0, 05 − 4, 24 = 2,9 Bảo toàn khối lượng: 2,9 M R ' OH = = 58 = M R’ + 17 M R’ = 41 ( C3 H − ) 0,05 Vậy công thức este là: CH3COOC3H5: x mol; C2H5COOC3H5: ymol 100x + 114y = 5,14 x = 0,04 ⇔  x + y = 0,05  y = 0,01 Ta có hệ phương trình: 0, 04.100 %m CH3COOC3H5 = = 77,82%; %m C2 H5COOC3H5 = 100 − 77,82% = 22,18% 5,14 Thuỷ phân este đa chức 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 2.1 Phương pháp giải +Nếu nNaOH phản ứng = α.neste (α> R’ C6H5- vịng benzen có nhóm thế) ⇒Este đa chức Và: + R(COOR’)n + nNaOH →R(COONa)n + nR’OH , nancol = n.nmuối + (RCOO)nR’ + nNaOH →nRCOONa + R’(OH)n , nmuối = n.nancol + R(COO)nR’ + nNaOH →R(COONa)n + R’(OH)n, nancol = nmuối Sau giải tương tự tốn thủy phân este đơn chức 2.2.Bài tập minh họa Bài 12: Este mạch thẳng A có CTPT C7H12O4 chứa loại nhóm chức Để thủy phân 16g A cần vừa đủ 200g dung dịch NaOH 4%, thu ancol B 17,8g hỗn hợp muối Xác định CTCT A Giải nNaOH = 0,2 mol; nA = 0,1 mol ⇒ A este chức ⇒ Lại có: A + NaOH → hỗn hợp muối A có dạng: R1-COO-R-OOCR2 R1-COO-R-OOC-R2 + 2NaOH → R1COONa + R2COONa + R(OH)2 0,1 0,1 0,1 0,1 M muối = 0,1 ( R1 + R2 + 134) = 17,8 g ⇒ R1 + R2 = 44 + R1 = 1: HCOONa R2= 43: C3H7COONa + R2=15: CH3COONa R2 = 29: C2H5COONa ⇒ Mặt khác: BTKL mR(OH)2 = (16+ -17,8).0,1 = 6,2 ⇒ ⇒ ⇒ R(OH)2 = 62 R= 28 R C2H4 X khơng phân nhánh nên có CTCT phù hợp là: HCOO-CH2-CH2-OOC-CH2-CH2-CH3 CH3COOCH2-CH2-OOCCH2CH3 Bài 13: Chất hữu X có CTPT trùng với CTĐGN Trong thành phần % theo khối lượng C H 45,45% 6,06% lại oxi Khi cho X tác dụng với NaOH tạo ba sản phẩm hữu Mặt khác cho 9,9 gam X tác dụng với H2O môi trường axit H2SO4 thu sản phẩm hữu sản phẩm loại nhóm chức có tổng khối lượng 5,406 gam đạt hiệu suất 68% Xác định CTPT viết CTCT X? Giải CTTQ X: CxHyOz mC :  mH :  mO   =45,45 : 6,06 : 48,49  ⇔ 12x :  y  :  6z  =45,45 : 6,06 : 48,49  Có ⇒ x : y  :  z    =  5  :  8  :  Vậy CTPT X : C5H8O4 9,9 nX = =0,075 mol 132 → X + NaOH sản phẩm hữu ⇒ X este no, hai chức → X + 2HOH sản phẩm hữu đồng đẳng đơn chức + chất hữu chức (X1) 8 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Áp dụng BTKL : 9,9.0,68 + 0,075.0,68.18 = 5,406 + 0,075.0,68 MX1 ⇒ M X1= 62 => CTCT X1 HO-CH2-CH2-OH ⇒ CTCT X : HCOOCH2-CH2OOC-CH3 Bài 14: Chất hữu E tạo loại nguyên tố chứa loại nhóm chức, Hiđro chiếm 6,85%; oxi chiếm 43,84% khối lượng E, khối lượng mol E nhỏ 250 gam Lấy 4,38 gam E cho tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, sản phẩm gồm ancol 4,92 gam muối Tìm CTPT CTCT E Giải Vì E chất hữu nên nguyên tố cịn lại phải Cacnon Có: %C = (100- 6,85- 43,84)= 49,31% Đặt công thức tổng quát E CxHyOz Có: 49,31 6,85 43,84 : : = 3: 5: 12 16 x:y:z= ⇒ ⇒ CTPT E (C3H5O2)2 73n < 250; => n < 3,42 Vậy nghiệm phù hợp n = CTPT E C6H10O4 E + NaOH → ancol + muối ⇒E phải este Do E chứa loại nhóm chức phân tử E có chưa nguyên tử oxi nên E este lần Trường hợp 1: E tạo axit cacboxylic đơn chức rượu hai chức: (COO)2R’ (COO)2R’ + NaOH → COONa + R’(OH)2 Có: nE = 4,38 : 146 = 0,03 mol; ; ⇒ Vậy E có hai đồng phân thỏa mãn: CH3COO-CH2-CH2-OOC-CH3 HCOO-CH2-CH2-OOC-C2H5 Trường hợp 2: E tạo axit cacboxylic hai chức rượu đơn chức: R(COO)2 R(COO)2 + 2NaOH → R(COONa)2 + OH Có : nE= 4,38 : 146= 0,03 mol ; R-67.2 = 4,92: 0,03= 164; ⇒R= 30 ( không phù hợp) Trường hợp 3: E tạo axit hai chức rượu hai chức : R(COO)2R’ R(COO)2R’ + 2NaOH → R(COONa)2 + R’(OH)2 Có : nE= 4,38 : 146= 0,03 mol ; R-67x2 = 4,92: 0,03= 164; ⇒R= 30 ( không phù hợp) Bài 15: Chất X có cơng thức phân tử C6H8O4 Cho mol X phản ứng hết với dung dịch NaOH, thu chất Y mol chất Z Đun Z với dung dịch H2SO4 đặc, thu đimetylete Chất Y phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng (dư), thu chất T Cho T phản ứng với HBr, thu hai sản phẩm đồng phân cấu tạo Viết CTCT X Giải Có: X + NaOH → mol Z + Y H SO4 , dn ,140 C   → Z CH3OCH3+ H2O ⇒Z CH3OH ; 1mol X → mol Z ⇒ X este chức (tạo axit chức CH3OH) ⇒CTCT X : CH3OOC- CH=CH-COOCH3 (1) CH2=C(COOCH3)-COOCH3 (2) (1) Tác dụng HBr có sản cộng ⇒ loại (2) Tác dụng HBr có sản cộng ⇒ thỏa mãn Bài 16: Cho 0,01 mol este X axit hữu phản ứng ừa đủ với 100 ml dung dịch NaOH 0,2 M, sản phẩm tạo thành gồm ancol Y muối Z với số mol Mặt khác, xà phòng hố hồn tồn 36 CHUN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 1,29 gam este lượng vừa đủ 60 ml dung dịch KOH 0,25 M, sau phản ứng kết thúc đem cô cạn dung dịch 1,665 gam muối khan Xác định cơng thức X Giải Ta có: nZ = nY⇒ X chứa chức este n NaOH 0,1.0,2 nX 0,01 Số nhóm chức este là: = = ⇒ CT X có dạng: R(COO)2R’ Từ phản ứng thủy phân: naxit = nmuối = ⇒ M muối = MR + 83.2 = 1,665 0,0075 nKOH = 0,06.0,25 = 0,0075 mol = 222 ⇒MR = 56 → R là: -C4H8- 1,29 0,0075 Meste = = 172  R + 2.44 + R’ = 172 ⇒ R’ = 28 (-C2H4-) Vậy X là: C4H8(COO)2C2H4 Bài 17: Đun nóng 7,2 gam este X với dung dịch NaOH dư Phản ứng kết thúc thu glixerol 7,9 gam hỗn hợp muối Cho toàn hỗn hợp muối tác dụng với H 2SO4 lỗng thu axit hữu no, đơn chức, mạch hở Y, Z, T Trong Z, T đồng phân nhau, Z đồng đẳng Y Xác định cơng thức cấu tạo X Giải Vì Y, Z đồng đẳng Z, T đồng phân C nH 2n+1 ⇒ đặt công thức chung este X: C3H5(OCO )3 (1) C3H5(OCO C nH 2n+1 )3 + 3NaOH → C nH 2n+1 7,2 Theo (1), ta có : nmuối = 3neste ⇒ ⇔ 41+ 3(45+ 14n) n = 2,67 ⇒ CTCT chất: COONa + C3H5(OH)3 = 7,9 14n + 68 Y : C 2H 5COOH  Z : CH3CH2CH2COOH T : CH(CH ) COOH  CH2 OCOC2H5 CH2 OCOCH2CH2CH3 CH OCOCH2CH2CH3 CH OCOC2H5 →CTCT : CH2 OCOCH(CH3)2 CH2 OCOCH(CH3)2 Bài 18 Cho 2,54g este A bay thu thể tích thể tích 0,32g oxi điều kiện Thuỷ phân 25,4g este A cần dùng 400g dung dịch NaOH 3% Nếu thuỷ phân 6,35g este A NaOH thu 7,05g muối Tìm cơng thức cấu tạo este, biết hai chất tạo este đơn chức Giải 10 Ta có 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 0,32 n =n = = 0, 01 ( mol ) A O2 32 =>  M A  = 2,54 = 254 g / mol 0, 01 Thuỷ phân 25,4g este A cần dùng 400g dung dịch NaOH 3% n A = 25, = 0,1( mol ) 254 Ta có nNaOH =0,3(mol) => este có nhóm chức Mặt khác thủy phân este thu muối công thức cấu tạo este dạng: (R1COO)3R2 n A Thuỷ phân 6,35g este A NaOH ta có : = 6,35 = 0, 025 ( mol ) 254 o PTPƯ: (R1COO)3R2 + 3NaOH t  → 3 0,025 M R1COONa = 0,075 7, 05 = 94 0, 075 M (mol) (mol) => R1 = 94-67=27=> R1 =C2H3 ( R COO ) R Mặt khác ta có 3R1COONa + R2(OH)3 = 254 => R2= 41=>R2= C3H5 Vậy công thức cấu tạo este là: (C2H3COO)3C3H5 Bài 18-2 Thủy phân hoàn toàn 0,1 mol este X cần vừa đủ 100 gam dung dịch NaOH 12%, thu 20,4 gam muối axit hữu 9,2 gam rượu Xác định công thức cấu tạo X biết chất axit rượu tạo thành este đơn chức Giải m NaOH = Ta có: ⇒ 100 12 12 = 12 (g) ⇒ n NaOH = = 0,3 (mol) ⇒ n NaOH = 3n X 100 40 X este ba chức có chất axit rượu tạo thành este đơn chức + Trường hợp 1: axit đơn chức, rượu chức nên công thức este dạng (RCOO)3R’ 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN → 3RCOONa + R’(OH)3 11 (RCOO)3R’ + 3NaOH 0,1 0,3 0,3 0,1 (mol) 9,2 ⇒ Mr ỵu = =92 ⇒ M R' =92 - 17 3=35⇒ R' lµC 3H5 0,1 CH = CH − CH − 20,4 ⇒ M muèi = =68⇒ M R =68- 67 =1⇒ R lµ H 0,3 Vậy công thức este X (HCOO)3C3H5 + Trường hợp 2: axit chức, rượu đơn chức nên cơng thức este có dạng R(COOR’)3 R(COOR’)3 + 3NaOH 0,1 ⇒ Mr ỵ u = → 0,3 9,2 ≈ 30,67 0,3 R(COONa)3 + 3R’OH 0,1 0,3 (mol) ( loại ) Thủy phân hỗn hợp este Bài 19: Khi thủy phân hết 3,35 gam hỗn hợp X gồm hai este đơn chức, mạch hở cần vừa đủ 0,05 mol NaOH thu muối hỗn hợp Y gồm hai ancol dãy đồng đẳng Đốt cháy hết Y O dư, thu CO2 m gam H2O Tính giá trị m Giải - Vì thủy phân este đơn thu muối nên este khơng có este phenol ⇒ nX = nNaOH = 0,05 mol - MX = 67 ⇒ Có este có M < 67 C2H4O2: HCOOCH3 ⇒ este no, đơn chức, mạch hở - Gọi công thức chung este M =67 HCOOCnH2n+1  → n = 1,5:HCOOC1,5H4 + O2 ⇒ Ancol :C1,5H4OH  → 2,5H2O ⇒ nH2O = 2,5.0,05 = 0,125mol ⇒ mH2O = 2,25gam Bài 20: Một hỗn hợp A gồm este đơn chức X, Y (M X < My) Đun nóng 12,5 gam hỗn hợp A với lượng dung dịch NaOH vừa đủ thu 7,6 gam hỗn hợp ancol no B, đơn chức có khối lượng phân tử 14 đvC hỗn hợp hai muối Z Đốt cháy 7,6 gam B thu 7,84 lít khí CO (đktc) gam H2O Tính phần trăm khối lượng X, Y hỗn hợp A 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Giải 12 Từ đề ⇒A chứa este ancol đồng đẳng C nH 2n+1OH Đặt công thức chung ancol n H 2O nCO nH2O nCO2 = 7,84/22,4 = 0,35 mol; = 9/18 = 0,5 mol ⇒ nB = = 0,5 – 0,35 = 0,15 mol nCO2 C 2H 5OH : 0,1 mol ⇒ n = nB = 2,33 Vậy B  C 3H 7OH : 0,05 mol RCOOR′ ⇒ neste = nNaOH = nmuối = nY = 0,15 mol 10,9 M MR 0,15 M muèi R ⇒mZ = 12,5 + 0,15.40 – 7,6 = 10,9 g ⇒ = + 67 = =72,67 ⇒ = 5,67 Như hai muối có muối HCOONa Hai este X, Y là: Đặt cơng thức chung hai este (I)  HCOOC2 H  C x H y COOC3 H (II) HCOOC3H  C x H y COOC2H x =  y = - Trường hợp (I) ⇒ - Trường hợp (II) ⇒ 12x + y = ( loại) Vậy A X : HCOOC2H : 59,2%  Y : CH3COOC3H : 40,8% Bài 21 Hỗn hợp E gồm ba este mạch hở X, Y, Z có este hai chức hai este đơn chức, M X < MY < MZ Cho 24,66 gam E tác dụng hoàn toàn với dung dịch NaOH dư, thu hỗn hợp gồm ancol no 26,42 gam hỗn hợp muối hai axit cacboxylic dãy đồng đẳng Khi đốt cháy hồn tồn 24,66 gam E cần 1,285 mol O2, thu H2O 1,09 mol CO2 Khối lượng X 24,66 gam E Giải - Xét phản ứng cháy: BTKL BT(O)  → mH2O = 17,82gam⇒ nH2O = 0,99mol  → nO(E) = 0,6mol BTKL ⇒ nCOO = nNaOH = nCOONa = nOH = 0,3mol  → mancol = 10,24gam - Xét pư thủy phân: Mmuối = CH COONa:xmol x + y = 0,3 x = 0,17 mol 26,42 = 88,07⇒  ⇒ ⇒ 0,3 C2H5COONa:ymol 82x + 96y = 26,42 y = 0,13mol - Hỗn hợp E thủy phân tạo muối ancol no ⇒ E gồm este no 13 ⇒ neste chức = 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN nCO2 − nH2O = 0,1 mol M ancol = 51,2 = M ancol đơn + M ancol 2chøc - nNaOH = 0,3 mol ⇒ neste đơn = 0,1 mol ⇒ nE = nancol = 0,2 mol ⇒ - Vì Ancol chức C2H4(OH)2 C3H6(OH)3 M ancol đơn 40,4 (CH3OH v ROH) 26,4 (vụ lớ) nC2H4(OH)2 = 0,1mol ⇒ nmuèi = 0,2mol = 0,1mol CH3COONa+ 0,1mol C2H5COONa chức 0,07 mol 0,03 mol M ROH = 60:C3H7OH :0,03mol ®êngchÐo →   CH3OH :0,07mol X :CH3COOCH3 :0,07mol ⇒ mX = 5,18gam  ⇒ E Y :C2H5COOC3H7 :0,03mol Z :CH COOC H OOCC H :0,1mol  Dạng 2: Bài toán phản ứng đốt cháy este 2.1 Phương pháp giải: Este no, đơn chức, mạch hở: ≥ - CTTQ: CnH2nO2, n 3n − t 0C  → - Phản ứng cháy: CnH2nO2 + ( )O2 nCO2 + nH2O +nCO2 = nH2O +nO2 = nCO2 - neste Este không no, đơn chức, mạch hở có liên kết C=C: ≥ - CTTQ: CnH2n-2O2, n 3n − t 0C  → - Phản ứng cháy: CnH2n-2O2 + ( )O2 nCO2 + (n-1)H2O + nCO2 > nH2O + neste = nCO2 – nH2O Este khơng no, đơn chức, có k liên kết C=C phân tử: ⇒ Số mol ancol đơn 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN ≥ 14 - CTTQ: CnH2n-2kO2 , n 3n − − 0,5k t 0C  → - Phản ứng cháy: CnH2n-kO2 + ( )O2 nCO2 + (n-0,5k)H2O + nCO2 > nH2O + neste = 2(nCO2 – nH2O)/k Este khơng no, có từ liên kết C=C trở lên phân tử 2n + − k − m t 0C  → - Phản ứng cháy: CnH2n+2-2kOm + O2 nCO2 + (n+1-k)H2O +nCO2 > nH2O +neste = (nCO2 – nH2O)/(k-1) Este bất kì: - CTTQ: CxHyOz x, y, z nguyên dương, x>=2, z>=2 - Phản ứng cháy: CxHyOz + O2 > xCO2 + y/2H2O - Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn nguyên tố… để giải toán Bài toán đốt cháy este đồng phân: - este đồng phân => có CTPT, KLPT Bài tốn đốt cháy este tạo thành từ axit, ancol đồng đẳng ancol, axit đồng đẳng: - Các este có dạng CTTQ => Đặt CTPT trung bình để viết phương trình phản ứng, đưa toán este - số liên kết pi phân tử: k =( 2nC – nH +2)/2 Bài toán đốt cháy hỗn hợp nhiều este có CTTQ: - Đặt CTPT trung bình - Áp dụng định luật bảo tồn để giải tốn 2.2 Bài tập minh họa Bài 22: Đốt cháy m (g) este mạch hở X tạo thành 0,4 mol CO2 5,4g H2O mol X làm màu dung dịch chứa 160g Br2 mol X thủy phân vừa đủ với mol kiềm tạo sản phẩm thủy phân tham gia phản ứng tráng bạc Xác định CTPT, CTCT X Giải mol X làm màu mol Br2 => X có chứa nối đôi mol X thủy phân vừa đủ với mol NaOH => X đơn chức => Đặt CTPT este X là: CnH2n-2O2 Có: nC:nH = n : (2n-2) = 0,4 : 0,6 => n = =>CTPT X: C4H6O2 X thủy phân cho sản phẩm tham gia phản ứng tráng bạc TH1: X este axit fomic:=> X có CTCT: HCOOCH=CH-CH3 HCOOC(CH3)=CH2 TH2: X thủy phân andehit: => X có CTCT: CH3COOCH=CH2 => Có CTCT X phù hợp đề bài: HCOOCH=CH-CH3; HCOOC(CH3)=CH2; CH3COOCH=CH2 Câu 23 Đốt cháy hoàn toàn a gam chất hữu X chứa nguyên tố C, H, O thu khí CO nước theo tỉ VCO : VH O =6 : 2 lệ thể tích (đo điều kiện nhiệt độ áp suất) Tỉ khối X so với H 73 1/ Xác định công thức phân tử X? 2/ Thủy phân hoàn toàn 7,3 gam X 100 ml dung dịch KOH 1M (vừa đủ) thu muối 4,6 gam rượu Xác định cơng thức cấu tạo có X? 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Giải 15 Đặt CTPT CxHyOz VCO : VH O = 6: ⇒ x: y = 3: Ta có: M = (41+ 16z).n = 73.2 ⇔ (41.n + 16z.n) = 146 Vì số ngun tử H ln chẵn, nhận n = z = Vậy CTPT X C6H10O4 nC 6H10O4 = 0,05 mol nKOH = 0,1 mol Do X phản ứng với KOH theo tỉ lệ 1:2, thủy phân tạo muối rượu nên X este hai chức axit hai chức rượu đơn chức ⇒ nrượu = nKOH = 0,1 mol M rượu = 4,6 = 46 0,1 Vậy rượu C2H5OH Gọi CTPT X R(COOCH3)2 R + 2.(44 + 15) = 146 ⇔ R = 28 ⇒ R : −C2H4 − Ta có: Vậy CTCT có X là: Bài 24 :Đốt cháy hoàn toàn este đơn chức, mạch hở X (phân tử có số liên kết π nhỏ 3), thu thể tích khí CO2 6/7 thể tích khí O2 phản ứng (các thể tích khí đo điều kiện) Cho m gam X tác dụng hoàn toàn với 200 ml dung dịch KOH 0,7M thu dung dịch Y Cô cạn Y thu 12,88 gam chất rắn khan Tìm giá trị m (Trích đề thi TS ĐH khối A năm 2010) Giải (x + y z − ) 2 t 0C → Phản ứng đốt cháy: CxHyO2 + O2 xCO2 + VCO x =  =    ⇒  VO ⇒ y = Theo đề : 3y = 2x + 12 thỏa mãn ⇒ CTPT X là: C3H6O2 y H2O 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 12,88 = 92 16 M R M RCOOK 0, 2.0, ⇒ MR ⇒ = 56 < < M ⇒ RCOOK ⇒ ⇒ = 96 tức là: RCOOK = 98 R = 15 R ≡ CH3 (12,88 − 0, 2.0, 7.56) (98 − 56) ⇒ Áp dụng tăng giảm khối lượng số mol CH3COOK = = 0,12mol ⇒ Số mol X = 0,12 mol ⇒ m = 0,12 74 = 8,88 gam Bài 25: Đốt cháy 0,8 gam este X đơn chức 1,76 gam CO2 0,576 gam H2O Cho gam X tác dụng với lượng NaOH vừa đủ, cô cạn dung dịch sau phản ứng gam muối khan Y Cho Y tác dụng với dung dịch axit lỗng thu Z khơng phân nhánh Xác định công thức cấu tạo X Giải Công thức X: CxHyO2( 2≤ x; y ≤ 2x ) 1,76.12 0,576.2 = 0,48 = 0,064 44 18 Theo đề bài: mc = gam; mH = gam ⇒ mO (X) = 0,256 gam ⇒ x : y : = 0,04 : 0,064 : 0,016 = : : ⇒ Cơng thức X: C5H8O2 Vì X este đơn chức (X este đơn chức phenol) ⇒ nX = nY = nz = nNaOH = 0,05 mol Ta có : mX + mNaOH (pư) = + 0,05.40 = gam = mmuối Y O ⇒ E este mạch vòng: C O Bài 26: Cho 14,8g hỗn hợp gồm este đồng phân bay điều kiện thích hợp Kết thu thể tích thể tích 6,4g oxi điều kiện Khi đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hai este trên, thu sản phẩm phản ứng CO2 H2O , tỉ lệ thể tích khí CO2 H2O 1:1 Xác định CTCT este Giải ⇒ Theo ra: nCO2 : nH2O = 1:1 este no, đơn chức, mạch hở Đặt CTTQ este đồng phân CnH2nO2, n>=2 Có: thể tích 14,8g este thể tích 6,4g O2 ⇒ neste = nO2 = 0,2 mol ⇒ Meste = 74 ⇒ ⇒ ⇒ 14n+32 = 74 n=3 CTPT: C3H6O2 CTCT este CH3COOCH3 HCOOC2H5 Bài 27: Đốt cháy hoàn toàn lượng hỗn hợp hai este no, đơn chức cần 3,976 lit O2 (đktc) thu 6,38g CO2 Cho lượng este tác dụng vừa đủ với KOH thu hỗn hợp ancol 3,92g muối axit hữu Tìm CTCT este 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Giải 17 nO2 = 0,1775 mol nCO2 = 0,145 mol ⇒ ⇒ este + KOH hỗn hợp ancol muối axit hữu Bài toán este tạo axit hữu ancol đồng đẳng liên tiếp Cn H nO2 Đặt CTPT trung bình este Phản ứng cháy: 3n − t 0C Cn H nO2 + O2 → nCO2 + nH 2O 0,1775 ⇒ ⇒ 0,145 = 3,625 CTCT este :C3H6O2 C4H8O2 số mol este : neste = nCO2- nO2 = 0,04 mol Phản ứng thủy phân: Đặt CTTQ este RCOOR’ ⇒ Thủy phân thu muối RCOOK nRCOOK = neste = 0,04 mol 3,92 0, 04 ⇒ MRCOOK = = 98 ⇒ R =15: CH3Vậy: CTCT este là: CH3COOCH3 CH3COOC2H5 Bài 28: Cho hỗn hợp X gồm hai hợp chất hữu no, đơn chức tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch KOH 0,4M, thu muối 336 ml ancol (ở đktc) Nếu đốt cháy hoàn toàn lượng hỗn hợp X trên, sau hấp thụ hết sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ca(OH) (dư) khối lượng bình tăng 6,82 gam Tìm cơng thức cấu hai hợp chất hữu X ? Giải Số mol ancol = 0,015mol < số mol KOH = 0,04 mol ⇒ Hỗn hợp gồm esteno đơn chức axit no đơn chức Số mol este = 0,015mol Số mol axit = 0,025mol 6,82 (44 + 18) Vì X gồm chất hữu no, đơn chức nên số mol CO2 = số mol H2O = = 0,11mol 0,11 = 2.75 ⇒ n 0, 04 = chất hỗn hợp X có CTPT : C2H4O2 Khối lượng X = mC + mH + mO = 0,11.12 + 0,22.1 + 16.2.0,04 = 2,82 gam ⇒ TH1: Axit có CTPT C2H4O2 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 2,82 − 0, 025.60 = 88 18 0, 015 ⇒ M este = ⇒ CTPT este C4H8O2 ⇒ TH2: Este có CTPT C2H4O2 2,82 − 0, 015.60 = 76,8 0, 025 M ax = => loại Vậy: CTCT chất X là: axit CH3COOH Este: HCOOCH2CH2CH3 ; HCOOCH(CH3 )CH3 ; CH3COOC2H5; C2H5COOCH3 Bài 29: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm hai este X 1, X2 đồng phân cần dùng 19,6 gam O 2, thu 11,76 lit CO2 (đktc) 9,45 gam H2O Mặt khác, cho m gam hỗn hợp tác dụng hết với 200ml dung dịch NaOH 1M cô cạn dung dịch sau phản ứng cịn lại 13,95 gam chất rắn khan Xác định Tỷ lệ mol X1, X2 Giải m + 19, = 0, 525.44 + 9, 45 → m = 12,95 Bảo toàn khối lượng : nH 2O = nCO2 = 0,525 → no ,đơn chức Bảo toàn nguyên tố oxi : 19, 2nX + = 0,525.3 → nX = 0,175 → n = 32 CH 3COONa : a  → 13,95  HCOONa : 0,175 − a → 13, 95 = 82a + 68.(0,175 − a) + 40(0, − 0,175)  NaOH : 0, − 0,175  → a = 0, 075 → n(CH 3COOCH ) : nHCOOC2 H = : Dạng 3:Bài toán phản ứng este hoá 3.1 Phương pháp giải H SO , t0 RCOOH + R'-OH RCOOR' + H2O Đặc điểm phản ứng este hố thuận nghịch nên gắn với dạng tốn:  Tính số cân K: RCOOR' H2O RCOOH R'OH  Tính hiệu suất phn ng este hoỏ: l ợ ng este thu đợ c theo thùc tÕ 100% H= l ỵ ng este thu đợ c theo líthuyết Tớnh lng este to thành axit cacboxylic cần dùng, lượng ancol … * Chú ý: Nếu tiến hành phản ứng este hóa ancol n chức với m axit cacboxylic đơn chức số este tối n(n − 1) n(n + 1)  = , m=n n + 2  m + 2(m − 1)(n − 1) , m < n đa thu là: (Có thể chứng minh cơng thức mặt tốn học) 3.2 Một số tập minh họa Kcb = 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Bài 32: Hỗn hợp A gồm axit axetic etanol Chia A thành ba phần 19 + Phần tác dụng với Kali dư thấy có 3,36 lít khí + Phần tác dụng với Na2CO3 dư thấy có 1,12 lít khí CO2 Các thể tích khí đo đktc + Phần thêm vào vài giọt dung dịch H 2SO4, sau đun sơi hỗn hợp thời gian Biết hiệu suất phản ứng este hoá 60% Khối lượng este tạo thành bao nhiêu? Giải Hỗn hợp A CH3COOH : a mol  C2H 5OH : b mol ⇒ nA = a + b = 2nH2 = 0,3 mol  a = 2nCO2 = 0,1 mol ⇒ a = 0,1 mol  b = 0,2 mol 0,06 mol Vì a < b (⇒ hiệu suất tính theo axit) ⇒ số mol este thực tế thu được: n = 0,1.60% = ⇒ Khối lượng este thực tế thu được: m = 0,06.88 = 5,28 gam Bài 33: Để đốt cháy hoàn toàn mol axit cacboxylic đơn chức X cần đủ 3,5 mol O Trộn 7,4 gam X với lượng đủ ancol no Y (biết tỉ khối Y so với O2 nhỏ 2) Đun nóng hỗn hợp với H2SO4 làm xúc tác Sau phản ứng hoàn toàn thu 8,7 gam este Z (trong Z khơng cịn nhóm chức khác) Xác định cơng thức cấu tạo Z Giải y y Phản ứng cháy: CXHyO2 + (x + -1)O2→ xCO2 + H2O (1) y y x =  4 y = Theo (1), ta có : x + -1= 3,5  x + = 4,5 ⇒ ⇒ X : C2H5COOH Ancol no Y : CnH2n+2-m (OH)m (1 ≤ m ≤ n) ⇒ este Z : (C2H5COO)mCnH2n+2-m 8,7 m 0,1 ⇒ Meste = 73m + 14n + – m = hay 14n + = 15m (2) d Y O2 Mặt khác < hay 14n + + 16m < 64 ⇒ 30m + < 64 (vì m ≤ n)  m < 2,1 n =  m = Từ (2) ⇒ → ancol Y : C2H4(OH)2 ⇒CTCT Z : C2H5COOCH2CH2OCOC2H5 Bài 34: Thực phản ứng este hóa 9,2g glixerol với 60g axit axetic Giả sử thu glixerol triaxetat có khối lượng 17,44g Tính hiệu suất phản ứng este hóa: Giải nglixerol = 0,1 mol naxit axetic = mol C3H5(OH)3 + 3CH3COOH 0,1 0,3 Từ PT: meste= 0,1 218 = 21,8g Thực tế: meste=17,44g C3H5(OOCCH3)3 + 3H2O 0,1 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 17, 44 100 = 80% 20 21,8 Hiệu suất: H%= Bài 35: Thực phản ứng este hóa m gam CH3COOH lượng vừa đủ C2H5OH thu 0,02 mol este Hiệu suất phản ứng H = 60% Giá trị m? Giải CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O mol mol 0,02 mol 0,02 mol Theo lí thuyết: khối lượng CH3COOH cần dùng là: 60.0,02=1,2 g 1, 100 = gam 60 Hiệu suất H= 60% => thực tế khối lượng axit dùng: m = Bài 36: Từ kg đất đèn( có 96% canxi cacbua) điều chế axit axetic, hiệu suất tồn q trình điều chế axit đạt 80% Toàn lượng axit thu cho tham gia phản ứng este hóa với lượng dư ancol etylic Hiệu suất phản ứng este hóa 90% Tính khối lượng este etyl axetat thu Giải mCaC2= 0,96 kg Sơ đồ toán:  →  →  → CaC2 C2H2 C2H5COOH ( H= 80%) CH3COOC2H5(H=90%)  → 64 kg 88 kg 9, 66.88 = 1,32kg  → 64 0,96 kg Theo lí thuyết: thu 1,32 kg este =>Hiệu suất giai đoạn 80% 90% 1,32.80.90 = 0,9504kg 100.100 este = => Khối lượng este thực tế thu được: m Bài 37 Thực phản ứng este hóa hỗn hợp gồm 0,15 mol axit đơn chức X 0,1 mol ancol etylic với hiệu suất H% thu gam este Y Tách lấy lượng ancol axit lại cho tác dụng với Na dư thu 1,456 lít H2 (đktc) Xác định cơng thức cấu tạo X (biết X có mạch cacbon phân nhánh) tính H% Giải Gọi cơng thức axit RCOOH nC2 H5OH ( pu ) = x Đặt (mol) o H SO4 dac, t  → ¬   PTHH : (mol) RCOOH + x Sau phản ứng este hóa C2H5OH x (0,15 − x) mol RCOOH dư; RCOOC2H5 x (0,1 − x) + H2O x mol C2H5OH dư (1) 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 21 nH = 0, 065 PTHH: (mol) 2RCOOH + (mol)  → (0,15 − x) 2C2H5OH (mol) 2Na + 2Na  → 2RCOONa + H2 (0,15 − x) (2) 2C2H5OH (3) (0,1 − x) + H2 (0,1 − x ) 1 (0,15 − x ) + (0,1 − x) = 0, 065 2 x = 0, 06 Theo PTHH (2) (3), ta có: => nRCOOC2 H = 0, 06 0, 06*( R + 12 + 32 + 29) = R = 27 Theo PTHH (1), (mol) => => (- C2H3) Vậy công thức cấu tạo X là: CH2 = CH – COOH 0, 06 H% = *100% = 60% 0,1 Và Dạng 4:Bài toán hỗn hợp este chất hữu khác ( ancol, axit cacboxylic, ) 4.1 Phương pháp giải Khi đầu cho chất hữu tác dụng với NaOH KOH mà tạo ra: + muối ancol có khả chất hữu • RCOOR’ R’’COOR’ có nNaOH = nR’OH • Hoặc: RCOOR’ R’’COOH có nNaOH > nR’OH + muối ancol có khả sau • RCOOR’ ROH • Hoặc: RCOOR’ RCOOH • Hoặc: RCOOH R’OH + muối ancol có khả sau • RCOOR’ RCOOR’’ • Hoặc: RCOOR’ R’’OH * Đặc biệt ý: Nếu đề nói chất hữu có chức este khơng sao, nói có chức este cần ý ngồi chức este phân tử có thêm chức axit ancol! 4.2 Bài tập minh họa Bài 38: Hỗn hợp A gồm ba chất hữu X, Y, Z đơn chức đồng phân nhau, tác dụng với NaOH Đun nóng 13,875 gam hỗn hợp A với dung dịch NaOH vừa đủ thu 15,375 gam hỗn hợp muối hỗn hợp ancol có tỉ khối so với H 20,67 Ở 136,50C, atm thể tích 4,625 gam X 2,1 lít Xác định Phần trăm khối lượng X, Y, Z (theo thứ tự KLPT gốc axit tăng dần) Giải 1.2,1 4,625 = 0,0625mol = 74 0,082(273+ 136,5) 0,0625 Ta có : ⇒ MX = Mặt khác: X, Y, Z đơn chức, tác dụng với NaOH ⇒ X, Y, Z axit este nX = 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN x =  y = ⇒ CTPT dạng: CxHyO2, dễ dàng ⇒ 22 X : C 2H 5COOH : a mol  Y : CH3COOCH3 : b mol Z : HCOOC H : c mol  nA = a + b + c = 0,1875mol  32b + 46c  = 20,67 dancol/ H2 = 2(b + c)  mmuèi = 96a + 82b + 68c = 15,375gam a = 0,075  b = 0,0375 c = 0,075  ⇒ ⇒ → Phần tram khối lượng X, Y, Z là: 40%; 20%; 40% Bài 39: Hỗn hợp X gồm este đơn chức tạo từ ancol Y với axit cacboxylic (phân tử có nhóm COOH); có axit no đồng đẳng axit khơng no có đồng phân hình học chứa liên kết đơi C=C phân tử) Thủy phân hồn toàn 5,88 gam X dung dịch NaOH , thu hỗn hợp muối m acol Y Cho m gam Y vào bình Na dư , sau phản ưng thu 896 ml khí (đktc) khối lượng bình tăng 2,48 gam Măt khác, đốt cháy hồn tồn 5,88 gam X thu CO 3,96 gam nước Xác định Phần trăm khối lượng este không no X? Vậy A Giải Số mol ancol = 2(số mol H2) = 0.08 mol Khối lượng ancol 2.48 + 0.04*2 = 2.56 => 3.56/0.08 = 32 => Rượu là: CH3OH Ta suy thêm: Trong 5.88g (0.08mol) hỗn hợp có 0.08 mol O (vì có có 2O tất este đơn chất) số mol H2O = 0.22 nên số mol H = 0,44 mol Bảo toàn khối lượng số mol C = 0,24mol C trung bình = => phải có chất C2H4O2, chất đồng đẳng C3H6O3, chất lại este C4H6O2 metanol nên C5H8O2 Ta có   x + y + z = 0,08  x = 0,04     ( 2.14 + 32) x + ( 3.14 + 32) y + ( 5.14 + 32) z =   5,88 ⇔  y = 0,02   z = 0,02 2x + 3y + 5z = 0,24  Phần tram khối lượng %m este = 34,01% Bài 40: Hỗn hợp X gồm anđehit, axit cacboxylic este (trong axit este đồng phân nhau) Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol X cần 0,625 mol O2, thu 0,525 mol CO2 0,525 mol nước Nếu đem toàn lượng anđehit X cho phản ứng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO NH3 khối lượng Ag tạo Giải 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN CO2 :0,525 BTKL → mX = 0,525.44 + 0,525.18− 0,625.32 = 12,55    H O :0,525 →   BTNT.oxi → nOtrong X = 0,525.3− 0,625.2 = 0,325   O :0,625  23 C H O :a a+ b = 0,2 a = 0,075 nCO2 = nH2O   →  n 2n → → CmH2mO2 : b a+ 2b = 0,325 b = 0,125 → 0,075.CH3CHO + 0,125.C3H6O2 = 12,55→ nAg = 0,075.2 = 0,15  mAg = 0,15.108 = 16,2 gam A- CHẤT BÉO Bài 46: Thủy phân chất béo glixerol tristearat (C17H35COO)3C3H5 cần dùng 1,2 kg NaOH Biết hiệu suất phản ứng 80% Khối lượng glixerol thu là: (C17H35COO)3C3H5 + 3NaOH → 3C17H35COONa + C3H5(OH)3 (1) Ta có: nNaOH = 1,2/40 = 0,03 (kmol) nC H ( OH )  = Từ (1) ⇒ mC H ⇒ (OH )3 n   NaOH = 0,01 (kmol)   = 0,01 x 92 = 0,92 (kg) mC H (OH )   Vì H = 80% ⇒ thực tế = 0,92 x 80/100 = 0,736 (kg) Bài 47: Cần kg chất béo chứa 89% khối lượng tristearin (còn 11% tạp chất trơ bị loại bỏ trình nấu xà phòng) để sản xuất xà phòng chứa 72% khối lượng natri stearate (C17H35COO)3C3H5 + 3NaOH → 3C17H35COONa + C3H5(OH)3 x kg 1000.72% kg 890 912 890.720 ⇒ x= =702,63kg 912 Khối lượng chất béo : 702,63.(100/89) = 789,47(kg) Câu 48: Xà phịng hố hồn tồn 17,24 gam chất béo cần vừa đủ 0,06 mol NaOH Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu khối lượng xà phòng A 17,80 gam B 18,24 gam C 16,68 gam Giải Chất béo + 3NaOH → muối + C3H5(OH)3 D 18,38 gam 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 0,06 → 0,02 24 Áp dụng bảo toàn khối lượng : mchất béo + mNaOH = mmuối + mglixêrol ⇒ mxà phòng = 17,24 + 0,06.40 - 0,02.92 = 17, gam Câu 49: Cho 0,1 mol tristearin tác dụng hoàn tồn với dd NaOH dư, đun nóng, thu m gam glixerol Giá trị m A 27,6 B 4,6 C 14,4 D 9,2 Giải (C17H35COO)3C3H5 : 0,1 mol Chất béo + 3NaOH → 3C17H35COONa + C3H5(OH)3 0,1 → 0,3 0,1 mC H (OH )   = 0,1.92 = 9,2(g) Câu 50: Đốt cháy hoàn toàn mol chất béo, thu lượng CO2 H2O mol Mặt khác a mol chất béo tác dụng tối đa với 600 ml dung dịch Br2 1M Giá trị a A 0,20 B 0,30 C 0,18 Giải CxHyO6 → xCO2 + y x ∆= x y H2O y = ⇒ 2.x – y = 12 ⇒ y = 2.x – 12 2x + − y 2x + − 2x + 12  = =7 2 Có liên kết π ( COO) liên kết π ( C=C) Chất béo + Br2 → a→ 4a D 0,15 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 25 nBr = 0,6.1 = 0,6 mol ⇒ a = 0,15 ... este dạng (RCOO)3R’ 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN → 3RCOONa + R’(OH)3 11 (RCOO)3R’ + 3NaOH 0,1 0,3 0,3 0,1 (mol) 9, 2 ⇒ Mr ỵu = =92 ⇒ M R' =92 - 17 3=35⇒ R' lµC 3H5... CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN 12,88 = 92 16 M R M RCOOK 0, 2.0, ⇒ MR ⇒ = 56 < < M ⇒ RCOOK ⇒ ⇒ = 96 tức là: RCOOK = 98 R = 15 R ≡ CH3 (12,88 − 0, 2.0, 7.56) (98 − 56)... 36 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG CÁC CẤP VÀ ÔN THI VÀO 10 CHUYÊN Giải 12 Từ đề ⇒A chứa este ancol đồng đẳng C nH 2n+1OH Đặt công thức chung ancol n H 2O nCO nH2O nCO2 = 7,84/22,4 = 0,35 mol; = 9/ 18