Cho lượng este này tác dụng vừa đủ với KOH thu được hỗn hợp 2 ancol kế tiếp và 3,92g muối của một axit hữu cơ.. Tìm CTCT 2 este đó..[r]
(1)CÁC DẠNG BÀI TẬP CHƯƠNG ESTE – LIPIT ƠN TẬP MƠN HĨA HỌC 12 TRƯỜNG THPT TAM KỲ
A Xác định công thức phân tử công thức cấu tạo este 1 Phương pháp giải:
- Cần nắm vững kiến thức lý thuyết tính chất hóa học este - CTTQ:
+ este no, đơn chức, mạch hở: CnH2nO2 ( n>=2)
+ Este đơn chức: CxHyO2, y chẵn hay RCOOR’ ( R’ # H )
+ Este chức: R1-OOC-R-COO-R2 ( axit chức R(COOH)2, rượu đơn chức R1OH, R2OH) R1 -COO-R-OOC-R2 ( axit đơn chức R1COOH, R2COOH, rượu chức R(OH)2; R1 R2 giống khác
- Nhận dạng este:
+ Khi đốt cháy hoàn toàn este thu được: nCO2 = nH2O → este no, đơn chức, mạch hở nCO2 > nH2O → este khơng no
+ Khi xà phịng hóa este có: nNaoHneste=nNaoHneste= 1: → este đơn chức + số chức este xác định nNaoHnestenNaoHneste
- Xác định CTPT este:
+ Xác định KLPT este: từ Meste → CTPT este
+ Từ phản ứng thủy phân, xác định ancol axit este → CTPT este - Cần lưu ý:
+ Phản ứng thủy phân este có trường hợp đặc biệt: gốc rượu có C mang nối đơi gắn trực tiếp với nhóm cacboxyl Khi đó, sản phẩm phản ứng thủy phân ancol mà andehit ( C mang nối đôi bậc 1) xeton ( C mang nối đôi bậc 2)
RCOOCH=CH – R’+ NaOH → RCOONa + R’CH2CHO RCOOC=C(R2)– R1 + NaOH → RCOONa + R2 – CO – R1 + Este phenol: thủy phân kiềm:
RCOOC6H5 + NaOH → RCOONa + C6H5OH C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O
- Kết hợp với kiến thức học để xác định cấu tạo xác este: + este làm màu nước Brom → este có nối đơi
+ este đơn chức có phản ứng tráng bạc → este axit fomic HCOOR II Bài tập ví dụ:
Ví dụ 1:
Hợp chất hữu đơn chức, k phân nhánh X có chứa nguyên tố C, H, O X tác dụng với NaOH tham gia phản ứng tráng bạc 0,1 mol X tác dụng vừa đủ với NaOH, sau phản ứng thu 6g ancol Xác định CTCT X
Lời giải
Theo đề bài: X + NaOH → X axit cacboxylic este
(2)HCOOR + NaOH HCOONa + ROH 0,1 0,1 MROH = 6/0,1 = 60 → R = 43: C3H7
X khơng phân nhánh nên X có CTCT là: HCOOCH2CH2CH3 Ví dụ 2:
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
Lời giải:
1 mol X làm màu mol Br2 → X có chứa nối đơi 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 Ví dụ 3:
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
Lời 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 → C2H4(OH)2
X k phân nhánh nên có CTCT phù hợp là: HCOO-CH2-CH2-OOC-CH2-CH2-CH3
CH3COOCH2-CH2-OOCCH2CH3 Ví dụ 4:
(3)Lời giải:
0,1 mol este đơn chức X + 0,3 mol NaOH thu hỗn hợp muối → X este chức dạng R1 -OOC-R-COOR2 X este phenol
Trường hợp 1: X este chức R1-OOC-R-COOR2
Tương tự VD3: tính R1 + R2 = 64, X k phản ứng với Brom nên R1 R2 no, k chọn cặp giá trị thỏa mãn
Trường hợp 2: X este phenol → X có dạng: RCOOC6H5 RCOOC6H5 + 2NaOH -à RCOONa + C6H5ONa + H2O
→ M(muối) = 0,1.(R + 67) + 0,1.116 = 19,8 → R = 15: CH3
→ X là: CH3COOC6H5 B Phản ứng đốt cháy este I Kiến thức cần nắm vững: 1 Phản ứng đốt cháy 1este: a Este no, đơn chức, mạch hở: - CTTQ: CnH2nO2, n ≥
- Phản ứng cháy: CnH2nO2 + (3n−2)/2O2 → nCO2 + nH2O +nCO2 = nH2O
+nO2 = 3/2nCO2 - neste
b Este không no, đơn chức, mạch hở có liên kết C=C: - CTTQ: CnH2n-2O2, n>=4
- Phản ứng cháy: CnH2n-2O2 + (3n−3)/2O2 → nCO2 + (n-1)H2O + nCO2 > nH2O
+ neste = nCO2 – nH2O
c Este khơng no, đơn chức, có k liên kết C=C phân tử: - CTTQ: CnH2n-2kO2:
d Este khơng no, có từ liên kết C=C trở lên phân tử CnH2n+2-2kOm + O2 → nCO2 + (n+1-k)H2O
+nCO2 > nH2O
+neste = (nCO2 – nH2O)/k-1 e 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 tồn ngun tố… để giải tốn 2 Bài toán đốt cháy hỗn hợp este:
a Bài toán đốt cháy este đồng phân:
- este đồng phân → có CTPT, KLPT
b Bài toán đốt cháy este tạo thành từ axit, ancol đồng đẳng ancol, axit đồng đẳng:
(4)- số liên kết pi phân tử: k = (2nC – nH +2)/2 c Bài toán đốt cháy hỗn hợp nhiều este có CTTQ: - Đặt CTPT trung bình
- Áp dụng định luật bảo tồn để giải tốn II Bài tập minh họa:
Ví dụ 1: Đốt cháy 6g este Y ta thu 4,48 l CO2 (đktc) 3,6g H2O Tìm CTCT Y Lời giải:
nCO2 = 0,2 mol nH2O = 0,2 mol
→ nCO2 = nH2O → este Y no, đơn chức, mạch hở Đặt CTTQ Y CnH2nO2
Có: CnH2nO2 + O2 → nCO2 + nH2O 14n+32 n mol 0,2 mol → (14n +32).0,2 = 6n
→ n =
→ CTPT Y: C2H4O2 → CTCT Y: HCOOCH3
Ví dụ 2: 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
Lời 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 Ví dụ 3:
Đốt cháy hồn tồn 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
Lời giải:
nO2 = 0,1775 mol nCO2 = 0,145 mol
2 este + KOH → hỗn hợp ancol muối axit hữu → Bài toán este tạo axit hữu ancol đồng đẳng liên tiếp
(5)Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 1,48g hợp chất hữu X thu 2,64g khí cacbonic 1,08 g nước Biết X este hữu đơn chức Este X tác dụng với dung dịch NaOH cho muối có khối lượng phân tử 34/37 khối lượng phân tử este Xác định CTCT X
Bài 2: Cho hỗn hơp Y gồm este no, đơn chức, mạch hở đồng phân Cho m gam hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 100ml dung dịch NaOH 0,5M thu muối axit hữu hỗn hợp ancol Mặt khác, để đốt cháy hoàn tồn m gam hỗn hợp X cần 5,6l khí Oxi, thu 4,48l khí CO2 thể tích khí đo đktc Xác định CTCT este
Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 1,7g este X, đơn chức cần 2,52 lit O2 (đktc) thu CO2 H2O có tỉ lệ số mol 1:2 Biết 0,01 mol X tác dụng vừa đủ với 0,02 mol NaOH, X khơng có phản ứng tráng gương KLPT X < 140 Xác định CTCT X
C Hiệu suất phản ứng este hóa, phản ứng thủy phân este phản ứng xà phòng hóa I Phương pháp giải:
- Phản ứng este hóa phản ứng axit cacboxylic ancol điều kiện nhiệt độ, có H2SO4 đặc làm xúc tác Trong điều kiện đó, đồng thời xảy phản ứng thủy phân este môi trường axit, tạo axit ancol ban đầu Phản ứng este hóa phản ứng thủy phân este axit phản ứng thuận nghịch, hiệu suất phản ứng H <100%
- Phản ứng thủy phân este môi trường kiềm – phản ứng xà phịng hóa – phản ứng chiều, phản ứng xảy hồn tồn khơng hồn tồn Hiệu suất phản ứng H ≤≤1 H = 1: phản ứng xảy hoàn toàn
- Xét phản ứng: A ⇌ B
Hiệu suất phản ứng tính theo sản phẩm tạo thành B là: HB% = −1 Trong đó:
msptt: Lượng sản phẩm lí thuyết: lượng sản phẩm tính từ tỉ lệ số mol phương trình msplt: Lượng sản phẩm thực tế: lượng sản phẩm cho đề Lượng chất tính theo khối lượng hay số mol
Nếu tính hiệu suất theo chất tham gia A thì: HA% = −1 Trong đó:
mctglt: Lượng chất tham gia lí thuyết lượng chất tính từ phương trình mcthtt: Lượng chất tham gia thực tế lượng chất cho đề
- Khi đề cho chất tham gia ban đầu có chứa % tạp chất → lượng chất tham gia thực tế = lượng cho đề (100 - %tạp chất)
- Đề cho hao hụt trình phản ứng/sản xuất lượng chất thực tế phản ứng = lượng chất đề (100% - % hao hụt)
- Khi đề cho trình gồm n giai đoạn, giai đoạn có hiệu suất H1, H2, ,Hn hiệu suất tồn q trình H = H1.H2 Hn
II Bài tập minh họa Ví dụ 1:
(6)Lời giải:
nglixerol = 0,1 mol naxit axetic = mol
C3H5(OH)3 + 3CH3COOH ⇌ C3H5(OOCCH3)3 + 3H2O 0,1 0,3 0,1
Từ PT: meste= 0,1 218 = 21,8g Thực tế: meste=17,44g
Hiệu suất: H% = (17,44 : 21,8).100 = 80% Ví dụ 2:
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?
Lời 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
Hiệu suất H= 60% → thực tế khối lượng axit dùng: m = (1,2.100) : 60 = g Ví dụ 3:
Từ kg đất đèn( có 96% canxi cacbua) điều chế axit axetic, hiệu suất toàn q trình điều chế axit đạt 80% Tồn 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
Lời giải:
mCaC2= 0,96 kg Sơ đồ toán:
CaC2 → C2H2 → C2H5COOH ( H= 80%) → CH3COOC2H5(H=90%) 64 kg → 88 kg
0,96 kg → (0,96.88) : 64 = 1,32 kg Theo lí thuyết: thu 1,32 kg este
Hiệu suất giai đoạn 80% 90% → Khối lượng este thực tế thu được: meste = (1,32.80.90) : 100.100 = 0,9504 kg
III Luyện tập:
Câu 1: 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
Câu 2: Đun nóng 6,0 gam CH3COOH với 6,0 gam C2H5OH ( có H2SO4 làm xúc tác, hiệu suất phản ứng este hoá 50%) Khối lượng este tạo thành là:
A.6,0 gam B.4,4 gam C.8,8 gam D.5,2 gam
Câu 3:Đun 12 gam axit axetic với lượng dư ancol etylic ( có H2SO4 đặc làm xúc tác) Đến phản ứng dừng lại thu 11 gam este Hiệu suất phản ứng este hoá bao nhiêu?
(7)Câu 4:Khi đun nóng 25,8 gam hỗn hợp ancol etylic axit axetic có H2SO4 đặc làm xúc tác thu 14,08 gam este Nếu đốt cháy hoàn toàn lượng hỗn hợp thu 23,4 ml H2O Tìm thành phần trăm chất hỗn hợp đầu hiệu suất phản ứng este hoá
A.53,5% C2H5OH; 46,5% CH3COOH hiệu suất 80% B.55,3% C2H5OH; 44,7% CH3COOH hiệu suất 80% C.60,0% C2H5OH; 40,0% CH3COOH hiệu suất 75% D.45,0% C2H5OH; 55,0% CH3COOH hiệu suất 60%
Câu 5:Biết phản ứng este hoá CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O
Có số cân K = 4, tính % Ancol etylic bị este hố bắt đầu với [C2H5OH] = M, [CH3COOH] = M
A.80% B.68% C.75% D.84,5%
Câu 6: Tính khối lượng este metyl metacrylat thu đun nóng 215 gam axit metacrylic với 100 gam ancol metylic Giả thiết phản ứng este hoá đạt hiệu suất 60%
A.125 gam B.175 gam C.150 gam D.200 gam
Câu 7: Đun nóng axit axetic với ancol isoamylic (CH3)2CH-CH2-CH2OH có H2SO4 đặc làm xúc tác thu isoamyl axetat (dầu chuối) Tính lượng dầu chuối thu từ 132,35g axit axetic đun nóng với 200g ancol isoamylic Biết hiệu suất phản ứng đạt 68%
A 97,5g B 195g C 292,5g D 159g
Câu 8: Chia a g axit axetic làm phần Phần trung hịa vừa đủ 0,5 lít dd NaOH 0,4M; phần thực phản ứng este hóa với ancol etylic thu m g este Giả sử hiệu suất phản ứng đạt 100%, giá trị m
A 16,7 B 17,6 C 18,6 D 16,8
Câu 9: Đun nóng axit axetic với ancol isoamylic (CH3)2CHCH2CH2OH có H2SO4 đặc xúc tác thu isoamyl axetat (dầu chuối) Tính lượng dầu chuối thu từ 132,35 g axit axetic đun nóng với 200 g ancol isoamylic? Biết hiệu suất phản ứng đạt 68%
A 292,5 g B 421,7 g C 195,0 g D 226,0 g D Phản ứng xà phịng hóa chất béo Xác định số chất béo
1 Kiến thức liên quan:
a Phản ứng xà phịng hóa chất béo:
- phản ứng chất béo với dung dịch kiềm NaOH/KOH, tạo grixerol hỗn hợp muối Na/K Hỗn hợp muối xà phịng
- Là phản ứng không thuận nghịch b Các số chất béo:
- Chỉ số axit: số miligam KOH cần để trung hòa axit béo tự có 1g chất béo
- Chỉ số xà phịng hóa: số miligam KOH cần để xà phịng hóa glixerit trung hịa axit béo tự
(8)- Chỉ số este: số miligam KOH cần để xà phịng hóa glixerit g chất béo, hiệu số số xà phòng hóa số axit
- Chỉ số I2: số miligam I2 cộng với 100g chất béo khơng no
2 Ví dụ minh họa: Ví dụ 1:
Khi xà phịng hóa 2,52g chất béo A cần 90ml dung dịch KOH 0,1M Mặt khác, xà phịng hóa hồn tồn 5,04g chất béo A thu 0,53g glixerol Tìm số axit số xà phịng hóa
Lời giải:
Có: mKOH = 0,09.0,1.56.1000 = 504 mg → Chỉ số xà phịng hóa: = 200 mg Phản ứng xà phịng hóa:
(RCOO)3C3H5 + 3KOH → C3H5(OH)3 + 3RCOOK nKOH = 3nglixerol = 3.(0,53 : 92)
→ mKOH = nKOH.56
→ số miligam KOH cần để xà phịng hóa 1g chất béo = mKOH : 5,04 = (3.0,53.56.1000) : (92.5,04) = 192 mg
→ số este mẫu chất béo = số xà phịng hóa - số axit → số axit = số xà phịng hóa - số este = 200 - 192 = mg Ví dụ 2:
Để trung hịa lượng axit tự có 14g mẫu chất béo, cần 15ml dung dịch KOH 0,1M Tính số axit mẫu chất béo
Lời giải:
mKOH= 15.0,1.56= 84 mg
→ số miligam KOH cần dùng để trung hòa lượng axit tự 1g mẫu chất béo là: 84/14 = mg → số axit mẫu chất béo là:
Ví dụ 3:
Để trung hịa 10g chất béo có số axit 5,6 cần dùng gam NaOH? Lời giải:
Mẫu chất béo có số axit 5,6 → Ta có:
(9)Website HOC247 cung cấp mơi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh tiếng
I.Luyện Thi Online
- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng
xây dựng khóa luyện thi THPTQG mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học
- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán
trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức Tấn
II.Khoá Học Nâng Cao HSG
- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho em HS
THCS lớp 6, 7, 8, u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG
- Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học Tổ Hợp dành
cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III.Kênh học tập miễn phí
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất
các môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi
miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh
Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai
Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online Chuyên Gia
- - - - -