Bài tập về phản ứng giữa axit cacboxylic và ancol

PHẢN ỨNG ESTE HÓA 1. Este sinh ra bởi axit, ancol bất kì: R(COOH)n + R,(OH)m Rm(COOH)n.m- R,n + n.m H2O Ví dụ 1: 3 R(COOH)2+ R,(OH)3 R3(COOH)6- R,2 + 6 H2O Ví dụ 2: Cho 0,1 mol Glixerol pư với 0,15 mol axit acrylic có H2SO4 đặc(H = 60%) thu được m gam este B ( không chứa chức khác). Giá trị m là: A. 7,62. B. 15,24. C. 21,167. D. 9,62. Ví dụ 3: Cho 0,1 mol Glixerol pư với 0,15 mol axit axetic có H2SO4 đặc(H = 60%) thu được m gam este B. Giá trị m là: A. 9,72. B. 8,16. xCH3COOH+ C3H5(OH)3 0,15 C. 5,56. D. 7,92. CH3(COOH)x- C3H5(OH)3-x + xH2O 0,1 Xét x =1,2,3 -> m 2. Tính hằng số cân bằng: RCOOH + R’OH B/đ a mol b mol P/ư x mol x mol (a-x) mol (b-x) mol Sau p/ư [ RCOOR ' ][ H 2 O] KC = [ RCOOH ][ R 'OH ] RCOOR’ x mol + H2O x mol x x  x2  V V  a  x b  x a  x b  x   V V Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 1 3. Tính hiệu suất của phản ứng este hóa: * Nếu a  b => H = x∕b . 100 => x = H b x 100 ; b= 100 H * Nếu a < b => H = x∕a . 100 => x = H a 100 a= x 100 H Phương pháp giải nhanh + áp dụng định luật bảo toàn khối lượng có mancol + maxit = meste + mnước + Hiệu suất phản ứng este hoá H = mestett .100% mestept VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ 1 : Hỗn hợp X gồm axit HCOOH và axit CH 3COOH (tỉ lệ mol 1:1). Lấy 5,3 gam hỗn hợp X tác dụng với 5,75 gam C 2H5OH (có xúc tác H 2SO4 đặc) thu được m gam hỗn hợp este (hiệu suất của các phản ứng este hoá đều bằng 80%). Giá trị của m là A. 10,12 g B. 6,48 g C. 8,10 g D. 16,20 g Lời giải Vì số mol ancol lớn hơn số mol 2 axit nên ancol dư. Số mol ancol pư = số mol 2 axit = 0,1 mol. áp dụng định luật bảo toàn khối lượng có mancol + m axit = m este + m nước  0,1.46 + 5,3 = m este + 0,1.18  m este = 8,10 gam H = 80% nên meste thu được = 8,10.80 = 6,48 gam. Chọn đáp án B 100 Ví dụ 2 : Đun 12 gam axit CH 3COOH với 13,8 gam C 2H5OH (có xúc tác H 2SO4 đặc) thu được 11 gam este. Hiệu suất của phản ứng este hoá là A. 75% B. 55% C. 62,5% D. 50% Lời giải Vì số mol ancol lớn hơn số mol axit nên ancol dư. Số mol ancol pư = số mol axit = 0,2 mol. áp dụng định luật bảo toàn khối lượng có mancol + maxit = meste + mnước  0,2.46 + 12 = meste + 0,2.18  meste = 17,6 gam Nên H= 11.100 = 62,5%. Chọn đáp án C 17,6 Ví dụ 3 : Đun 45 gam axit CH 3COOH với 69 gam C 2H5OH (có xúc tác H 2SO4 đặc) thu được 41,25 gam este. Hiệu suất của phản ứng este hoá là A. 40,00% B. 31,25% C. 62,50% D. 50,00% Lời giải Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 2 Vì số mol ancol lớn hơn số mol axit nên ancol dư. Số mol ancol pư = số mol axit = 0,75 mol. áp dụng định luật bảo toàn khối lượng có mancol + maxit = meste + mnước  0,75.46 + 45 = meste + 0,75.18  meste = 66 gam Nên H= 41,25.100 = 62,50%. Chọn đáp án C 66 Ví dụ 4: Hỗn hợp A gồm axit axetic và etanol. Chia A thành ba phần bằng nhau. + Phần 1 tác dụng với Kali dư thấy có 3,36 lít khí thoát ra. + Phần 2 tác dụng với Na 2CO3 dư thấy có 1,12 lít khí CO 2 thoát ra. Các thể tích khí đo ở đktc. + Phần 3 được thêm vào vài giọt dung dịch H 2SO4, sau đó đun sôi hỗn hợp một thời gian. Biết hiệu suất của phản ứng este hoá bằng 60%. Khối lượng este tạo thành là bao nhiêu? A. 8,80 gam B. 5,20 gam C. 10,56 gam D. 5,28 gam Bài giải: Hỗn hợp A CH3COOH: a mol C 2H 5OH : b mol  a 0,1 mol nA a  b 2nH2 0,3 mol    a 2nCO2 0,1 mol b 0,2 mol Vì a < b (  hiệu suất tính theo axit)  số mol este thực tế thu được: n = 0,1.60% = 0,06 mol  Khối lượng este thực tế thu được: m = 0,06.88 = 5,28 gam  đáp án D Ví dụ 5: Để đốt cháy hoàn toàn 1 mol axit cacboxylic đơn chức X cần đủ 3,5 mol O2. Trộn 7,4 gam X với lượng đủ ancol no Y (biết tỉ khối hơi của Y so với O 2 nhỏ hơn 2). Đun nóng hỗn hợp với H 2SO4 làm xúc tác. Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 8,7 gam este Z (trong Z không còn nhóm chức nào khác). Công thức cấu tạo của Z là: A. C2H5COOCH2CH2OCOC2H5 B. C2H3COOCH2CH2OCOC2H3 C. CH3COOCH2CH2OCOCH3 D. HCOOCH2CH2OCOH Bài giải: Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 3 Phản ứng cháy: CXHyO2 + (x + Theo (1), ta có : x + y -1)O2  xCO2 + y H2O 4 2 y y -1= 3,5  x + = 4,5  4 4 x  3  y  6 (1)  X : C2H5COOH Ancol no Y : CnH2n+2-m (OH)m (1 m n)  este Z : (C2H5COO)mCnH2n+2-m  Meste = 73m + 14n + 2 – m = 8,7 .m hay 14n + 2 = 15m 0,1 (2) Mặt khác d Y O < 2 hay 14n + 2 + 16m < 64  30m + 2 < 64 (vì m n)  m < 2,1 2 Từ (2)   n 2   m  2 ancol Y : C2H4(OH)2  Z : C2H5COOCH2CH2OCOC2H5  đáp án A. BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Đun nóng hỗn hợp gồm 1 mol axit X có công thức phân tử C4H6O4 với 1 mol CH3OH (xúc tác H2SO4 đặc) thu được 2 este E và F (MF > ME). Biết rằng mE =1,81mF và chỉ có 72% lượng rượu bị chuyển hoá thành este. Số gam E và F tương ứng là A. 47,52 và 26,28. B. 26,28 và 47,52. C. 45,72 và 28,26. D. 28,26 và 45,72. Câu 2: Trong phản ứng este hoá giữa rượu và axit hữu cơ thì cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều tạo ra este khi A. giảm nồng độ rượu hay axit. B. cho rượu dư hay axit dư. C. tăng nồng độ chất xúc tác. D. chưng cất để tách este ra. Dùng cho câu 3 và 4: Hỗn hợp M gồm rượu no X và axit đơn chức Y mạch hở có cùng số nguyên tử cacbon. Đốt cháy 0,4 mol M cần 30,24 lít O2 (đktc) thu được 52,8 gam CO2 và 19,8 gam H2O. Nếu đun nóng 0,4 mol M với H2SO4 đặc là xúc tác, thu được m gam hỗn hợp 2 este (h = 100%). Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 4 Câu 3: Công thức phân tử của X và Y tương ứng là A. C3H8O3 và C3H4O2. B. C3H8O2 và C3H4O2. C. C2H6O2 và C2H4O2. D. C3H8O2 và C3H6O2. Câu 4: Giá trị của m là A. 22,2. B. 24,6. C. 22,9. D. 24,9. Câu 5: Cho 24,0 gam axit axetic tác dụng với 18,4 gam glixerin (H2SO4 đặc và đun nóng) thu được 21,8 gam glixerin triaxetat. Hiệu suất của phản ứng là A. 50%. B. 75%. C. 25%. D. 80%. Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm 2 rượu đơn chức, đồng đẳng kế tiếp thu được 14,08 gam CO2 và 9,36 gam H2O. Nếu cho X tác dụng hết với axit axetic thì số gam este thu được là A. 18,24. B. 22,40. C. 16,48. D. 14,28. Câu 7: Đốt cháy hoàn toàn 19,68 gam hỗn hợp Y gồm 2 axit là đồng đẳng kế tiếp thu được 31,68 gam CO2 và 12,96 gam H2O. Nếu cho Y tác dụng với rượu etylic, với hiệu suất phản ứng của mỗi axit là 80% thì số gam este thu được là A. 25,824. B. 22,464. C. 28,080. D. 32,280. Câu 8: Chia 26,96 gam hỗn hợp X gồm 3 axit đơn chức thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 cho tác dụng với NaHCO3 dư thu được 4,48 lít khí CO2 (đktc). Phần 2 cho tác dụng hết với etylen glicol chỉ thu được m gam 3 este tạp chức và nước. Giá trị của m là A. 44,56. B. 35,76. C. 71,52. D. 19,68. Câu 9: Cho 5,76g axit hữu cơ đơn chức X tác dụng hết với CaCO3dư, thu được 7,28g muối. Nếu cho X tác dụng với 4,6 rượu etylic với hiệu suất 80% thì số gam este thu được là A. 6,40. B. 8,00. C. 7,28. D. 5,76. Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 5 Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp hai ancol đơn chức X và Y thuộc cùng một dãy đồng đẳng, người ta thu được 70,4 gam CO2 và 37,8 gam H2O. Nếu cho m gam hỗn hợp trên tác dụng với 24,0 gam axit axetic (h = 50%) thì số gam este thu được là A. 20,96. B. 26,20. C. 41,92. D. 52,40. Câu 11: Đốt cháy hoàn toàn một rượu đa chức, thu được H2O và CO2 với tỉ lệ mol tương ứng là 3:2. Nếu cho rượu đó tác dụng với hỗn hợp gồm axit axetic và axit fomic thì số lượng este có thể tạo thành là A. 2. B. 3. C. 4. D. 5. Dùng cho câu 12 và 13: Đun nóng 25,8g hỗn hợp X gồm 2 rượu no, đơn chức, bậc 1, là đồng đẳng kế tiếp trong H2SO4 đặc ở 140oC thu được 21,3g hỗn hợp Y gồm 3 ete (h = 100%). Nếu cho 25,8g X tác dụng hết với axit fomic thì thu được m gam este. Câu 12: Tên gọi của 2 rượu trong X là A. metanol và etanol. B. etanol và propan-2-ol. C. etanol và propan-1-ol. D. propan-1-ol và butan-1-ol. Câu 13: Giá trị của m là A. 19,9. B. 39,8. C. 38,8. D. 19,4. Câu 14: Cho 37,6 gam hỗn hợp X gồm C2H5OH và một rượu đồng đẳng Y tác dụng với Na dư thu được 11,2 lít khí H2 (đktc). Nếu cho Y bằng lượng Y có trong X tác dụng hết với axit axetic thì thu được số gam este là A. 44,4. B. 22,2. C. 35,2. D. 17,6. Câu 15: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 rượu là đồng đẳng kế tiếp thu được 8,8 gam CO2 và 6,3 gam H2O. Cũng lượng hỗn hợp trên, nếu cho tác dụng hết với axit oxalic thì thu được m gam hỗn hợp 3 este không chứa nhóm chức khác. Giá trị của m là A. 19,10. B. 9,55. C. 12,10. D. 6,05. Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 6 Dùng cho câu 16 và 17: Chia 0,9 mol hỗn hợp 2 axit no thành 3 phần bằng nhau. Phần 1 đốt cháy hoàn toàn thu được 11,2 lít khí CO2(đktc). Phần 2 tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch NaOH 1M. Phần 3 tác dụng vừa đủ với rượu etylic (xúc tác H2SO4 đặc) thu được m gam hỗn hợp 2 este không chứa nhóm chức khác. Câu 16: Công thức cấu tạo của 2 axit ban đầu là A. CH3-COOH và CH2=CH-COOH. B. H-COOH và HOOC-COOH. C. CH3-COOH và HOOC-COOH. D. H-COOH và CH3-CH2-COOH. Câu 17: Giá trị của m là A. 36,6. B. 22,2. C. 22,4. D. 36,8. Câu 18: Chia hỗn hợp X gồm 2 axit hữu cơ no đơn chức, mạch hở, là đồng đẳng kế tiếp thành 3 phần bằng nhau. Phần 1 tác dụng với dung dịch NaHCO3 dư thu được 2,24 lít khí CO2 (đktc). Phần 2 đốt cháy hoàn toàn X thu được 6,272 lít CO2 (đktc). Phần 3 tác dụng vừa đủ với etylen glycol thu được m gam hỗn hợp 3 este không chứa nhóm chức khác. Giá trị của m là A. 9,82. B. 8,47. C. 8,42. D. 9,32. Câu 19: X, Y là 2 axit no, đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Cho hỗn hợp A gồm 5,52 gam X và 10,80 gam Y tác dụng hết với Na thu được 3,36 lít khí H2 (đktc). Nếu cho A tác dụng hết với rượu etylic thì thu được m gam este. Giá trị của m là A. 24,72. B. 22,74. C. 27,42. D. 22,47. Câu 20: Số lượng este thu được khi cho etylen glycol tác dụng với hỗn hợp gồm CH3COOH, HCOOH và CH2=CH-COOH là A. 6. B. 9. C. 12. D. 18. Câu 21 (A-07): Hỗn hợp X gồm HCOOH và CH3COOH (tỉ lệ mol 1:1). Lấy 5,3 gam X tác dụng với 5,75 gam C2H5OH (có xúc tác H2SO4 đặc), thu được m gam hỗn hợp este (hiệu suất các phản ứng este hoá đều bằng 80%). Giá trị của m là A. 10,12. B. 16,20. C. 8,10. D. 6,48. Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 7 Câu 22 (B-07): Cho glixerol (glixerin) phản ứng với hỗn hợp axit béo C17H35COOH và C15H31COOH, số loại trieste tối đa được tạo ra là A. 6. B. 3. C. 4. D. 5. Câu 23: Số lượng este thu được khi cho etylenglycol tác dụng với hỗn hợp gồm 4 axit cacboxylic đơn chức là A. 8. B. 10. C. 14. D. 12. Câu 24: Khi thực hiện phản ứng este hóa 1 mol CH3COOH và 1 mol C2H5OH, lượng este lớn nhất thu được là 2/3 mol. Để đạt hiệu suất cực đại là 90% (tính theo axit). Khi tiến hành este hóa 1 mol CH3COOH cần số mol C2H5OH là (biết các phản ứng este hoá thực hiện ở cùng nhiệt độ) A. 2,115. B. 2,925. C. 2,412. D. 0,456. Câu 25: Hỗn hợp X gồm axit fomic và axit axetic (tỉ lệ mol 1:1). Lấy 5,3 gam hỗn hợp X tác dụng với 5,75 gam ancol etylic (có xúc tác H2SO4 đặc) thu được m gam hỗn hợp este (hiệu suất của các phản ứng este hoá đều bằng 80%). Giá trị của m là A. 10,125. B. 6,48. C. 8,10. D. 16,20. Câu 26: Tính khối lượng este metyl metacrylat thu được khi đun nóng 215 gam axit metacrylat 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 27: Đun nóng 6,0 gam CH3COOH với 6,0 gam C2H5OH ( có H2SO4 làm xúc tác, hiệu suất phản ứng este hoá bằng 50%). Khối lượng este tạo thành là: A. 6,0 gam B. 4,4 gam C. 8,8 gam D. 5,2 Câu 28: Cho biết hằng số cân bằng của phản ứng este hoá: CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O KC = 4 Nếu cho hỗn hợp cùng số mol axit và ancol tác dụng với nhau thì khi phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng thì % ancol và axit đã bị este hoá là Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 8