Dạng 8: Phản ứng este hóa - Chuyên đề Hóa 11

A. Phương pháp giải & Ví dụ minh họa

Một số phản ứng cần chú ý:

Ví dụ minh họa

Bài 1: Hỗn hợp X gồm axit HCOOH và axit CH₃COOH (tỉ lệ mol 1: 1). Lấy 5,3 gam hỗn hợp X tác dụng với 5,75 gam C₂H₅OH (xúc tác H₂SO₄ đ) thu được m gam hỗn hợp este. Hiệu suất của các phản ứng este hóa đều bằng 80%. Xác định giá trị của m?

Bài giải:

Gọi công thức chung của X là: RCOOH

Ta có: M_RCOOH = (46+60)/2 = 53; n_X = 5,3/53 = 0,1 mol; n_C2H5OH = 5,75/46 = 0,125 mol

Phương trình phản ứng:

R COOH + C₂H₅OH ⇔ R COOC₂H₅ + H₂O

Hiệu suất phản ứng tính theo mol axit ⇒ n_este = 0,1.0,8 = 0,08 mol

Khối lượng este thu được là: m_este = 0,08. (8 + 44 + 29) = 6,48 g

Bài 2: 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%). Tính số gam este thu được?

Bài giải:

Số mol CO₂ và H₂O là: n_CO2 = 70,4/44 = 1,6 mol; n_H2O = 2,1 mol ⇒ ancol no đơn chức ⇒ Gọi công thức của 2 ancol là: R OH

n_ancol = 2,1 – 1,6 = 0,5 mol;

Khối lượng của 2 ancol là: m_ancol = m_C + m_H + m_O = 12.1,6 + 2.2,1 + 0,5.16 = 31,4 g

⇒ M_ancol = 31,4/0,5 = 62,8 ⇒ R = 45,8

Số mol axit axetic: n_{axit axetic} = 24/60 = 0,4 mol

Phương trình phản ứng:

Bài toán tính theo mol axit axetic ⇒ n_este = 0,4.0,5 = 0,2 mol

Khối lượng este thu được là: m_este = 0,2. (15 + 44+ 45,8) = 20,96 g

Bài 3: Hỗn hợp X gồm axit HCOOH và CH₃COOH (tỉ lệ mol 1: 1). Hỗn hợp Y gồm hai ancol CH₃OH và C₂H₅OH (tỉ lệ mol 3: 2). Lấy 11,13 gam hỗn hợp X tác dụng với 7,52 gam hỗn hợp Y (có xúc tác H₂SO₄ đặc) thu được m gam hỗn hợp este (hiệu suất các phản ứng đều bằng 80%). Giá trị m là?

Bài giải:

Do đó axit dư, hiệu suất phản ứng tính theo ancol.

Phương trình phản ứng:

Vậy khối lượng este thu được là: [ (53+37,6) – 18].0,2.80% = 11,616 gam.

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Đun nóng 24 gam axit axetic với lượng dư ancol etylic (xúc tác H₂SO₄ đặc), thu được 26,4 gam este. Hiệu suất của phản ứng este hóa là?

A. 75% B. 44% C. 55% D. 60%

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

CH₃COOH + C₂H₅OH ⇔ CH₃COOC₂H₅ + H₂O

n_axit = 24/60 = 0,4 mol; n_este = 26,4/ 88 = 0,3 mol

⇒ H = (0,3.100%)/ (0,4) = 75%

Bài 2: Hỗn hợp X gồm một axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở và một ancol no đơn chức, mạch hở. Đốt cháy hoàn toàn 21,7 gam X, thu được 20,16 lít khí CO₂ (đktc) và 18,9 gam H₂O. Thực hiện phản ứng este hóa X với hiệu suất 60%, thu được m gam este. Giá trị của m là?

A. 15,30 B. 12,24 C. 10,80 D. 9,18

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

C_nH_2nO₂ + 3n/2 O₂ → n CO₂ + nH₂O

C_nH_2n+2O + (3n+1)/2 O₂ → n CO₂ + (n+1)H₂O (2)

n_CO2 = 0,9 mol; n_H2O = 1,05 mol ⇒ n_ancol = 1,05 – 0,9 = 0,15 mol

m_X = m_C + m_H + m_{O (rượu)} + m_{O (axit)} = 0,9.12 + 1,05.2 + 0,15.16 + n_{O (axit)}.16 = 21,7

⇒ n_{O (axit)} = 0,4 mol; n_axit = 0,4/2 = 0,2 mol; n_CO2 = 0,15n + 0,2m = 0,9

⇒ ancol là C₂H₅OH và axit là C₂H₅COOH; n_este = 0,15.0,6 = 0,09 mol

⇒ m_este = 0,09.102 = 9,18 g

Bài 3: Trộn 300ml dung dịch axit axetic 1M và 50ml ancol etylic 46º (d=0,8g/ml) có thêm một ít H₂SO₄ đặc vào một bình cầu và đun nóng bình cầu một thời gian, sau đó chưng cất thu được 19,8g este. Hiệu suất của phản ứng este hoá là?

A. 65% B. 75% C. 85% D. 90%

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

CH₃COOH + C₂H₅OH ⇔ CH₃COOC₂H₅ + H₂O

n_axit = 0,3 mol; n_ancol = 50.46.0,8/100.46 = 0,4 mol; n_este = 19,8/88 = 0,225 mol

⇒ H = 0,225.100%/0,3 = 75%

Bài 4: Cho 180g axit axetic tác dụng với lượng dư rượu etylic có mặt axit sunfuric đặc làm xúc tác. Ở trạng thái cân bằng, nếu hiệu suất phản ứng là 66% thì khối lượng este thu được là?

A. 246g B. 174,24g C. 274g D. 276g

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

CH₃COOH + C₂H₅OH ⇔ CH₃COOC₂H₅ + H₂O

n_axit = 180/60 = 3 mol; n_este = 3.0,66 = 1,98 mol

⇒ m_este = 1,98.88 = 174,24 g

Bài 5: Tính khối lượng este metyl metacrylat thu dc khi đun nóng 215g axit metacrylat với 100g ancol metylic. Giả thiết pu este hóa đạt hiệu suất 60%

A. 125g B.175g C.150g D.200g

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

n_ancol = 100/32 = 3,125 mol; n_axit = 215/86 = 2,5 mol

⇒ n_este = 2,5.0,6 = 1,5 mol ⇒ m_este = 1,5.100 = 150 g

Bài 6: 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 ancol etylic chỉ thu được m gam 3 este và nước. Giá trị của m là?

A. 44,56. B. 35,76. C. 71,52. D. 19,08

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

n_X = n_CO2 = 0,2 mol;

⇒ M_X = 26,96/2.0,2 = 67,4; n_H2O = 2n_X = 2.0,2 = 0,4 mol

⇒ m_este = 13,48 + 0,2.46 – 0,2.18 = 19,08 g

Bài 7: Cho 5,76g axit hữu cơ đơn chức X tác dụng hết với CaCO₃ dư, 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.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

n_X = (7,28-5,76)/38.2 = 0,08 mol

⇒ M_axit = 5,76/0,08 = 72

⇒ X là C₂H₃COOH; n_ancol = 4,6/46 = 0,1 mol

⇒ n_este = 0,08.0,8 = 0,064 mol

⇒ m_este = 0,064.100 = 6,4 g

Bài 8: Cho 0,3 mol axit X đơn chức trộn với 0,25 mol ancol etylic đem thực hiện phản ứng este hóa thu được thu được 18 gam este. Tách lấy lượng ancol và axit dư cho tác dụng với Na thấy thoát ra 2,128 lít H₂. Vậy công thức của axit và hiệu suất phản ứng este hóa là?

A. CH₃COOH, H% = 68%. B. CH₂=CHCOOH, H%= 78%.

C. CH₂=CHCOOH, H% = 72%. D. CH₃COOH, H% = 72%.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

n_H2 = 0,095 mol

Gọi số mol axit và ancol phản ứng là x mol

⇒ 0,3 -x + 0,25 – x = 0,095.2

⇒ x = 0,18 mol

⇒ H = 72%; M_este = 18/0,18 = 100

⇒ axit C₂H₃COOH

Bài trước: Dạng 7: Dạng bài tập tính axit của axit cacboxylic - Chuyên đề Hóa 11 Bài tiếp: Dạng 9: Điều chế, nhận biết Anđehit, Xeton, Axit Cacboxylic - Chuyên đề Hóa 11