DẠNG 5 BÀI TẬP VỀ PHẢN ỨNG ESTE HÓA A Lý thuyết và phương pháp giải Phản ứng este hóa là phản ứng giữa rượu và axit hữu cơ khi có mặt của axit H2SO4 đặc, đun nóng Ví dụ o 2 4H SO ,t 3 2 5 3 2 5 2CH CO[.]
DẠNG 5: BÀI TẬP VỀ PHẢN ỨNG ESTE HÓA A Lý thuyết phương pháp giải - Phản ứng este hóa phản ứng rượu axit hữu có mặt axit H2SO4 đặc, đun nóng H 2SO ,t ⎯⎯⎯⎯ → CH3COOC2 H5 + H 2O Ví dụ: CH3COOH + C2 H5OH ⎯⎯⎯ ⎯ o - Các tốn phản ứng este hóa thường liên quan đến hiệu suất phản ứng - Hiệu suất phản ứng tính theo sản phẩm: m H = tt 100% m lt Trong đó: mtt: khối lượng sản phẩm thu theo thực tế mlt: khối lượng sản phẩm thu theo lý thuyết - Để làm tốt tập cần bám sát vào kiện đề cho xét xem chất phản ứng hết, chất phản ứng dư tính tốn theo u cầu đề B Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Cho 30 gam axit axetic tác dụng với 27,6 gam rượu etylic có H2SO4 đặc làm chất xúc tác đun nóng 35,2 gam este Tính hiệu suất phản ứng este hóa? A 40% B 60% C 80% D 100% Hướng dẫn giải: H 2SO ,t ⎯⎯⎯⎯ → CH3COOC2 H5 + H 2O CH3COOH + C2 H5OH ⎯⎯⎯ ⎯ o Ban đầu 0,5 Phản ứng 0,5 meste = 0,5 88 = 44g Hiệu suất phản ứng Đáp án C 0,6 0,5 35,2 100% = 80% 44 0,5 mol mol Ví dụ 2: Cho 150 gam axit axetic tác dụng với 161 gam ancol etylic có H 2SO4 đặc làm xúc tác Khi phản ứng xảy xong có 60% lượng axit chuyển thành este Khối lượng este thu sau phản ứng kết thúc là: A 132 gam B 230 gam C 235 gam D 240 gam Hướng dẫn giải: H 2SO ,t ⎯⎯⎯⎯ → CH3COOC2 H5 + H 2O CH3COOH + C2 H5OH ⎯⎯⎯ ⎯ o Ban đầu 2,5 3,5 mol Phản ứng 2,5 2,5 2,5 Do hiệu suất 60% nên số mol este 2,5.60% = 1,5 mol Khối lượng este 1,5.88= 132 g Đáp án A Ví dụ 3: Cho gam axit axetic tác dụng với 4,6 gam rượu etylic đun nóng có mặt H2SO4 đặc làm xúc tác (hiệu suất 100%) khối lượng etyl axetat : A 8,8g B 88g C 17,6g D 176g Hướng dẫn giải: ⎯⎯⎯⎯ → CH3COOC2 H5 + H 2O CH3COOH + C2 H5OH ⎯⎯⎯ ⎯ H SO ,t o Ban đầu 0,1 0,1 mol Suy khối lượng este thu 0,1 88 = 8,8 g Đáp án A C Bài tập vận dụng Câu 1: Cách sau dùng để điều chế etyl axetat? A đun hồi lưu hỗn hợp etanol, giấm axit sunfuric đặc B đun hồi lưu hỗn hợp axit axetic, rượu trắng axit sunfuric C đun hỗn hợp etanol, axit axetic axit sunfuric đặc cốc thủy tinh chịu nhiệt D đun hồi lưu hỗn hợp etanol, axit axetic axit sunfuric đặc Hướng dẫn giải: Cách tốt để điều chế etyl axetat đun hồi lưu hỗn hợp etanol, axit axetic axit sunfuric đặc H 2SO ,t ⎯⎯⎯⎯ → CH3COOC2 H5 + H 2O CH3COOH + C2 H5OH ⎯⎯⎯ ⎯ o Đáp án D Câu 2: Hỗn hợp X gồm axit HCOOH axit CH3COOH (tỉ lệ mol 1:1) Lấy 5,3 gam hỗn hợp X tác dụng với 5,75 gam C2H5OH (có xúc tác H2SO4 đặc) thu m gam hỗn hợp este (hiệu suất phản ứng este hoá 80%) Giá trị m là: A 10,12 B 6,48 C 8,10 D 16,20 Hướng dẫn giải nHCOOH= n CH COOH = 0,05 mol n C H OH = 0,125mol ⇒ Ancol dư Vậy hỗn hợp este gồm: n HCOOC H = n CH COOC H = 0,05.80% = 0,04mol 5 ⇒ m = 6,48 gam Đáp án B Câu 3: Khi đun nóng 25,8 gam hỗn hợp ancol etylic axit axetic có H 2SO4 đặc làm xúc tác thu 14,08 gam este Nếu đốt cháy hồn tồn lượng hỗn hợp thu 23,4 g H2O Tìm thành phần trăm chất hỗn hợp đầu hiệu suất phản ứng este hoá A 53,5% C2H5OH; 46,5% CH3COOH H = 80% B 55,3% C2H5OH; 44,7% CH3COOH H = 80% C 60,0% C2H5OH; 40,0% CH3COOH H = 75% D 45,0% C2H5OH; 55,0% CH3COOH H = 60% Hướng dẫn giải: n H O = 1,3 mol Đặt a, b số mol C2H5OH CH3COOH ⇒ 46a + 60b = 25,8 (1) n H O = 3a + 2b = 1,3 (2) Từ (1) (2) ⇒ a = 0,3mol b = 0,2 mol 0,3.46 %m C H OH = 100% = 53,49% 25,8 %m CH COOH = 100% − 53,49% = 46,51% n CH COOC H = 0,16 mol ⇒H= 0,16 100% = 80% 0,2 Đáp án A Câu 4: Cho 23 gam rượu etylic phản ứng với lượng dư CH 3COOH, xúc tác H2SO4 đặc, đun nóng Tính số gam este thu hiệu suất phản ứng 70% A 30,8g B 26,4g C 44g D 46g Hướng dẫn giải: n C H OH = 0,5mol H 2SO ,t ⎯⎯⎯⎯ → CH3COOC2 H5 + H 2O CH3COOH + C2 H5OH ⎯⎯⎯ ⎯ o 0,5 0,5 mol Do hiệu suất phản ứng 70% nên 0,5.70% = 0,35mol neste thực tế = 100% Vậy meste thực tế = 0,35.88 = 30,8 gam Đáp án A Câu 5: Đun nóng 24 gam axit axetic với lượng dư ancol etylic (xúc tác H2SO4 đặc, đun nóng), thu 26,4 gam este Hiệu suất phản ứng este hóa A 44% B 50% C 60% D 75% Hướng dẫn giải: H 2SO ,t ⎯⎯⎯⎯ → CH3COOC2 H5 + H 2O CH3COOH + C2 H5OH ⎯⎯⎯ ⎯ Lý thuyết: 0,4 → 0,4 0,3 100% = 75% Hiệu suất phản ứng 0,4 o mol Đáp án D Câu 6: Trộn 300ml dung dịch axit axetic 1M 50 ml ancol etylic 46º (d = 0,8g/ml) có thêm H2SO4 đặc vào bình cầu đun nóng bình cầu thời gian, sau chưng cất thu 19,8g este Hiệu suất phản ứng este hoá A 65% B 75% C 85% D 90% Hướng dẫn giải: naxit = 0,3 mol; 50.46.0,8 = 0,4mol ; nancol = 100.46 neste = 0,225 mol H 2SO ,t ⎯⎯⎯⎯ → CH3COOC2 H5 + H 2O CH3COOH + C2 H5OH ⎯⎯⎯ ⎯ o Ban đầu: Phản ứng: 0,3 0,3 0,4 0,3 0,225.100% = 75% Hiệu suất phản ứng là: H = 0,3 0,3 mol mol Đáp án B Câu 7: Đun nóng gam axit axetic với gam ancol etylic (xúc tác H2SO4 đặc, đun nóng), hiệu suất phản ứng este hóa 60% Khối lượng este thu A 4,4 g B 4,6 g C 5,2 g D 5,28 g Hướng dẫn giải: n CH COOH = 0,1mol;n C H OH = 0,13mol H 2SO ,t ⎯⎯⎯⎯ → CH3COOC2 H5 + H 2O CH3COOH + C2 H5OH ⎯⎯⎯ ⎯ Ban đầu: 0,1 0,13 mol Phản ứng: 0,1 0,1 0,1 mol meste lý thuyết = 0,1.88 = 8,8 gam Do hiệu suất phản ứng 60% nên meste thực tế = 8,8.0,6 = 5,28g Đáp án D Câu 8: Cho 23 gam rượu etylic phản ứng với lượng dư CH 3COOH, xúc tác H2SO4 đặc, đun nóng Tính số gam este thu hiệu suất phản ứng 80% A 30,8g B 26,4 g C 44g D 35,2 g Hướng dẫn giải: n C H OH = 0,5mol o H 2SO ,t ⎯⎯⎯⎯ → CH3COOC2 H5 + H 2O CH3COOH + C2 H5OH ⎯⎯⎯ ⎯ o 0,5 0,5 mol Do hiệu suất phản ứng 80% nên 0,5.80% = 0,4mol neste thực tế = 100% Vậy meste thực tế = 0,4.88 = 35,2 gam Đáp án D Câu 9: Cho 20,5 gam hỗn hợp ancol etylic axit axetic tác dụng với kali dư thu 4,48 lít H2 (đktc) Nếu cho hỗn hợp thực phản ứng este hóa khối lượng este thu bao nhiêu? Giả sử phản ứng xảy hoàn toàn A 10 gam B 12 gam C 13,2 gam D 14,2 gam Hướng dẫn giải: Gọi số mol ancol axit x, y mol C2 H5OH + K → C2 H5OK + H 2 x 0,5x mol CH3COOH + K → CH3COOK + H 2 y 0,5y mol Ta có hệ phương trình: 0,5x + 0,5y = 0,2 x = 0,25 46x + 60y = 20,5 y = 0,15 Phản ứng este hóa: H 2SO ,t ⎯⎯⎯⎯ → CH3COOC2 H5 + H 2O CH3COOH + C2 H5OH ⎯⎯⎯ ⎯ Ban đầu 0,15 0,25 mol Phản ứng 0,15 0,15 0,15 mol Khối lượng este 0,15.88 = 13,2g Đáp án C Câu 10: Chia a gam axit axetic thành phần nhau: -Phần 1: Trung hòa vừa đủ 0,5 lít dung dịch NaOH 0,4 M -Phần 2: Thực phản ứng este hóa với ancol etylic thu m gam este (giả sử hiệu suất phản ứng 100%) Vậy m có giá trị là: A 16,7 gam B 17,6 gam C 16,8 gam D 18,6 gam Hướng dẫn giải: n NaOH = n CH COOH = 0,2mol o H 2SO ,t ⎯⎯⎯⎯ → CH3COOC2 H5 + H 2O CH3COOH + C2 H5OH ⎯⎯⎯ ⎯ Mà hiệu suất 100% nên neste = n NaOH = n CH COOH = 0,2mol o meste = 0,2 88=17,6 g Đáp án B ... gam axit axetic thành phần nhau: -Phần 1: Trung hòa vừa đủ 0,5 lít dung dịch NaOH 0,4 M -Phần 2: Thực phản ứng este hóa với ancol etylic thu m gam este (giả sử hiệu suất phản ứng 100%) Vậy m... 0,35mol neste thực tế = 100% Vậy meste thực tế = 0,35.88 = 30,8 gam Đáp án A Câu 5: Đun nóng 24 gam axit axetic với lượng dư ancol etylic (xúc tác H2SO4 đặc, đun nóng), thu 26,4 gam este Hiệu... Trộn 300ml dung dịch axit axetic 1M 50 ml ancol etylic 46º (d = 0,8g/ml) có thêm H2SO4 đặc vào bình cầu đun nóng bình cầu thời gian, sau chưng cất thu 19,8g este Hiệu suất phản ứng este hoá A