PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TOÁN ðẶC TRƯNG VỀ ESTE-LIPIT ðÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP TỰ LUYỆN I.. B Dạng 3: Bài toán liên quan tới phản ứng thủy phân và xà phòng hóa 1.. Câu 7: Phân
Trang 1PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TOÁN ðẶC TRƯNG VỀ ESTE-LIPIT
ðÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP TỰ LUYỆN
I ðÁP ÁN
Dạng 1: Bài tập về phản ứng ñốt cháy este – lipit
1 A 2 B 3 A 4 A 5 C 6 C 7 A 8 B 9 A 10 A
11 C 12 B 13 A 14 D 15 C 16 C 17 D 18 D 19 B 20 A
21 C 22 D 23 A 24 D 25 B 26 A
Dạng 2: Hằng số cân bằng của phản ứng este hóa và thủy phân este
1 C 2 B
Dạng 3: Bài toán liên quan tới phản ứng thủy phân và xà phòng hóa
1 C 2 B 3 D 4 C 5 C 6 C 7 D 8 A 9 A 10 A
11 D 12 A 13 A 14 D 15 B 16 D 17 D 18 B 19 D 20 C
21 B 22 B 23 C 24 D 25 A 26 D 27 C 28 B 29 B 30 A
31 B 32 D 33 D 34 A 35 D 36 A 37 C 38 B 39 B 40 B
41 B 42 B 43 B 44 C 45 D 46 A 47 C 48 A 49 B 50 D
51 C 52 D 53 B 54 A 55 C 56 A 57 B 58 A 59 B
Dạng 4: Hiệu suất của phản ứng este hóa
Dạng 5: Bài tập về các chỉ số của chất béo
1 C 2 A 3 C 4 B 5 D 6 C 7 D 8 C
II HƯỚNG DẪN GIẢI
Dạng 1: Bài tập về phản ứng ñốt cháy este - lipit
Câu 3:
Este no, ñơn chức (mạch hở) ⇔ CnH2nO2
Phản ứng cháy: CnH2nO2 + (3n − 2)/2O2 → nCO2 + nH2O
nCO2 = nO2 ⇔ (3n − 2)/2 = n → n = 2 → Este là C2H4O2 hay HCOOCH3 (metyl fomiat)
ðây là một dạng bài tập thông thường khá phổ biến và không khó
Câu 7:
Phân tích ñề bài:
- Trước khi xác ñịnh số ñồng phân, phải xác ñịnh ñược CTPT và cấu tạo của X
- Tất cả các số liệu của bài toán ñều ñược cho ở dạng khối lượng → liên tưởng tới việc sử dụng phương pháp bảo toàn khối lượng ñể giải
- Nếu bảo toàn về khối lượng, ta sẽ có số liệu về O2 → liên tưởng tới việc sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố oxi
Phương pháp thông thường:
Ta dễ có:
n = n = 0,005 mol→ este no, ñơn chức, mạch hở
Sơ ñồ hóa phản ứng: X + O 2 → CO + H O2 2
Bảo toàn khối lượng cho phản ứng, ta có:
m + m = m + m → m = 0,22 + 0,09 - 0,11 = 0,2 gam hay 0,00625 mol
Bảo toàn nguyên tố Oxi cho phản ứng, ta có:
m + m = m + m → m = 0,005 2 + 0,005 - 0,00625 2 = 0,0025 mol× ×
O (X)
n = = 0,00125 mol sè C = = 4 C H O
Nếu cấu tạo của este là RCOOR’ thì ta dễ có R + R = 3 = 0 + 3 (n- và iso-) = 1 + 2 = 2 + 1
Trang 2Như vậy, X có 4 ñồng phân
Phương pháp kinh nghiệm:
Không thực hiện phần giải bài tập ñể tìm CTPT, bởi nếu ñã làm nhiều bài tập về axit/este thì ta có thể dễ dàng nhận thấy “mối liên hệ” giữa 0,11 gam và 88 gam/mol, số mol CO2 và H2O bằng nhau cũng có thể dễ dàng nhẩm ñược ñể xác nhận lại
Do ñó, dễ có CTPT của este là C4H8O2 và số ñồng phân là 4
Câu 14:
Phản ứng xà phòng hóa tạo ra muối có khối lượng lớn hơn este → gốc rượu của este phải có M < 23 →
chỉ duy nhất ñáp án D thỏa mãn
Câu 16:
2 este no, ñơn chức, mạch hở → loại B
Thuỷ phân tạo 1 muối và 2 ancol ñồng ñẳng liên tiếp → 2 este no ñơn chức mạch hở là ñồng ñẳng kế tiếp
→ loại D
Câu 17:
X tác dụng ñược với dung dịch NaOH ñun nóng → loại B
X tác dụng ñược với dung dịch AgNO3 trong NH3 → loại A
Câu 18:
Khai thác dữ kiện 1:
Este của rượu metylic → loại ñáp án A
Khai thác dữ kiện 2:
Ta dễ dàng có
2,64
n = = 0,06 mol vµ n = 0,01 mol n : n = 0,06 : 0,02 = 3 : 1
Bỏ qua các dữ kiện khác, ta thấy chỉ duy nhất ñáp án D thỏa mãn ñiều kiện này
Câu 19:
T là CH4 (M = 16) → Y là CH3COONa
Áp dụng ñịnh luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng ñốt cháy Z, ta có:
5 04
22 4
m + m = m + m = 4,8 + 32 , = 12 gam
,
×
m - m = 2 gam,
m = 6,6 gam hay 0,15 mol vµ m = 5 gam hay 0,3 mol,
n = 2n Z lµ CH O X lµ CH COOCH
Câu 24:
Phân tích ñề bài:
- Phản ứng với Ca(OH)2 dư chỉ tạo ra kết tủa CaCO3 → khối lượng của dung dịch chắc chắn phải giảm (cái này thầy từng giải thích rất nhiều lần) → loại ngay 2 ñáp án B và C
*
Chỉ xét riêng yếu tố này ñã có thể chọn 50 : 50
- ðề bài cho rất nhiều chất nhưng ta có thể thấy ngay là chúng có chung CTTQ dạng CnH2n-2O2 và có số liệu về CO2 → nghĩ ñến chuyện dùng phương pháp C trung bình
- Do ñộ bất bão hòa (k) của các chất = 2
2
H O
2
n = n - n
→
- ðề bài có 2 số liệu → ta có quyền ñặt tới 2 ẩn, 2 ẩn ñó sẽ là: số mol hỗn hợp và số C trung bình
Phương pháp thông thường:
Dễ dàng nhẩm ñược
n = n = 0,18 mol , thay vào sơ ñồ phản ứng, ta có:
0,18
C H O nCO
14n + 30 n (14n + 30) gam n mol = n = 6
3,42 3,42 gam 0,18 mol
2
3, 42
n = = 0,03 mol n = n - n = 0,18 - 0,03 = 0,15 mol
+ 30
×
Hoặc:
Trang 3Gọi số mol của hỗn hợp là a, ta cú hệ phương trỡnh:
2
hh
CO
m = (14n + 30)a = 3,42 gam n = 6
a = 0,03 mol
n = na = 0,18 mol
→
m = m - (m↓ + m ) = 18 - (18 0,15 + 44ì ì 18) = 7,38 gam
Phương phỏp kinh nghiệm:
- Phản ứng với Ca(OH)2 dư chỉ tạo ra kết tủa CaCO3 → khối lượng của dung dịch chắc chắn phải giảm (cỏi này thầy từng giải thớch rất nhiều lần) → loại ngay 2 ủỏp ỏn B và C
- Do ủộ bất bóo hũa (k) của cỏc chất = 2
3, 42 72
2
n = n - n = 0,18 - n < n 0,1325 mol
(số mol hỗn hợp lớn nhất khi hỗn hợp gồm toàn bộ là C3H4O2)
m = m - (m↓ + m ) < 18 - (18 0,1325 + 44ì ì 18) = 7,695 gam
Trong 2 ủỏp ỏn A và D, chỉ cú D thỏa món
Dạng 2: Hằng số cõn bằng của phản ứng este húa và thủy phõn este
Cõu 1:
Cõn bằng của tất cả cỏc phản ứng este húa cú thể sơ ủồ húa một cỏch ủơn giản như sau:
2
A(axit) + R(r−ợu) ⇌ E(este) + H O
Từ giả thiết, ta dễ dàng cú: [ ][ ]
[ ][ ] ( )
( )
2 2
2
3
*
Gọi số mol C2H5OH cần dựng khi hiệu suất cực ủại là x, cõn bằng khi ủú là:
A(axit) + R(r−ợu) ⇌ E(este) + H O2
Trước cõn bằng: 1 mol x mol 0 mol 0 mol
Phản ứng: 0,9 mol 0,9 mol 0,9 mol 0,9 mol
Sau phõn ly: 0,1 mol (x – 0,9) mol 0,9 mol 0,9 mol
Thay vào biểu thức tớnh Kcb, ta cú:
2 2
cb
K = = = 4 x 2, 925 mol
Dạng 3: Bài toỏn liờn quan tới phản ứng thủy phõn và xà phũng húa
Cõu 11:
Phõn tớch ủề bài: dễ dàng thấy bài toỏn cú thể phải sử dụng Phương phỏp Bảo toàn khối lượng (biết khối
lượng của 3 trong 4 chất trong phản ứng), chỳ ý là cả 4 ủỏp ỏn ủều cho thấy 2 este ủó cho là no, ủơn chức (Phương phỏp Chọn ngẫu nhiờn)
Phương phỏp truyền thống:
Áp dụng ủịnh luật bảo toàn khối lượng, ta cú: mNaOH = mmuối + mr−ợu - meste = 1g
1
n = = 0,025 mol = n = n = n (este đơn chức)
40
→
M = = 82 axit trong este là CH COOH
0, 94
M = = 37, 6 2 r−ợu trong este là CH OH và C H OH
hoặc thay 2 bước tớnh Mmuối và Mr−ợu bằng:
1,99
M = = 79,6 2 este phải là C H O và C H O
Trang 4Căn cứ vào 4 ủỏp ỏn thỡ chỉ cú D là thỏa món
Phương phỏp kinh nghiệm:
Từ dữ kiện 2,05g ta cú thể kết luận ngay axit trong este là CH3COOH (kinh nghiệm) hoặc chia thử ủể tỡm
số mol chẵn (CH3COONa cú M = 82)
n = n = 0,025 mol (este đơn chức)
→
M = = 79,6 2 este phải là C H O và C H O 2 r−ợu là CH OH và C H OH
Cõu 16:
Sơ ủồ phản ứng thủy phõn triglyxerit ủó cho là:
thủy phân
C H (OCO) R (R ) → C H (OH) + R COOH + 2R COOH
46
n = = 0,5 mol = n
92
444
M = 41 + 44 3 + R + 2R = = 888 R + 2R = 715
0,5
Gọi CT trung bỡnh của cỏc gốc axit là: C Hn 2n +1 k± trong ủú n là số nguyờn tử C trung bỡnh và k là ủộ bất bóo hũa trung bỡnh của cỏc gốc axit
Ta cú: R + 2R1 2 715
R = 14n + 1 k = =
± trong ủú 1± ≪k 14n, do ủú, ta xấp xỉ 1 k± ≈0
715
3
n 17 loại đáp án A và C
14
1 k = - 14 17 = k = R là C H (k = 1) và R là C H (k = 0)
Vậy ủỏp ỏn ủỳng là D C17H33COOH và C17H35COOH
*
Cỏch làm này rừ ràng và khoa học hơn rất nhiều so với cỏch “mũ”:
R + 2R = 715 = 271 + 2ì273 → R là C H − và R là C H −
Cõu 25:
Khai thỏc dữ kiện 1:
meste < mmuối → Khối lượng mol của gốc rượu < 23 → phải cú 1 gốc rượu là CH3-
→ loại ủỏp ỏn B và D
Khai thỏc dữ kiện 2:
2
X
H
gốc axit
22,2
d = 37 M = 74 n = = 0,3 mol = n
74 23,2
M = - 44 - 23 = 10,33 < 15 trong số 2 muối phải có muối HCOONa
0,3
→
→ loại ủỏp ỏn C
Khai thỏc dữ kiện 3:
2
X X
d = 37 → M = 74 → 2 este ủú chỉ cú thể là HCOOC2H5 và CH3COOCH3
Vậy ủỏp ỏn ủỳng là A
Cõu 28:
CTPT cho thấy X là hợp chất ủơn chức
n = n = = 0,05 mol M = = 68 HCOONa loại A
Vỡ sản phẩm thủy phõn cũn lại (cú chứa nối ủụi) khụng làm mất màu nước brom → phải là xeton → C
liờn kết với nhúm –COO- mang nối ủụi và cú bậc bằng 2→ ủỏp ỏn ủỳng là B
Cõu 40:
Phõn tớch ủề bài: Nhận thấy 2 este này là ủồng phõn của nhau → cú cựng M và dễ dàng tớnh ủược số mol
Trang 5Hướng dẫn giải:
Ta có este 66, 6 r−îu
n = = 0,9 mol = n
74 Phản ứng tách nước tạo ete có tỷ lệ: H SO , 140 C 2 4 o
2
2R−îu → 1Ete + 1H O
Do ñó,
2
1
n = n = 0,45 mol m = 18 0,45 = 8,1g
Câu 44:
Do sinh ra hỗn hợp muối → Loại A, D → n(Y) = 0,1 mol
Cách 1: Phương pháp bảo toàn khối lượng
MY = [(16 + 8) – 17,8]/0,1 = 62 → Y là HO-CH2-CH2-OH
(Nên tính nhẩm một số giá trị, thay vì thực hiện phép tính liên hoàn:
MY = [(160*0,1 + 100*8%) – 17,8]/0,1 = 62 sẽ rất dễ mắc sai sót)
Cách 2: Phương pháp tăng – giảm khối lượng
mtăng = 17,8 – 16 = 1,8g (nhẩm) → Mtăng = 1,8/0,1 = 18 (nhẩm) → Mgốc rượu = 23*2 – 18 = 28
→ -CH2-CH2-
→ X là CH3COO-(CH2)2-OOCC2H5
Câu 45:
Phân tích ñề bài: ðây là “bài toán xuôi” rất ñơn giản vì ñề bài ñã cho số mol NaOH và phản ứng xảy ra
vừa ñủ → ñiểm mấu chốt là phải xác ñịnh ñược ñúng CTCT của este ban ñầu
Hướng dẫn giải:
ðieste của etylen glicol với 2 axit ñơn chức có dạng: RCOO-CH2-CH2-OCO-R’ với số nguyên tử O = 4
→ số nguyên tử C = 5 và CTCT của este X là: CH3COO-CH2-CH2-OCO-H
n
es
m = M = 132 = 16,5 gam
Câu 55:
Phân tích ñề bài: Nhận thấy ñây là “bài toán xuôi” rất ñơn giản vì ñề bài ñã cho số mol chất ñầu và phản
ứng xảy ra vừa ñủ → ñiểm mấu chốt là phải xác ñịnh ñược ñúng tỷ lệ phản ứng
Hướng dẫn giải:
Trong công thức của asprin vừa có 1 nhóm chức axit (-COOH) tác dụng với KOH theo tỷ lệ 1:1, vừa có 1 nhóm chức este của phenol (-COO-C6H4-) tác dụng với KOH theo tỷ lệ 1:2
Do ñó, tỷ lệ phản ứng tổng cộng là asprin : KOH = 1 : 3
pirin
43, 2 180
n = 3n = 3 = 0,72 mol V = 0,72 lÝt
Nhận xét:
Câu hỏi này khá dễ, tuy nhiên, học sinh cũng cần có kiến thức tương ñối vững vàng ñể không bị “ngợp” trước cái tên “rất kêu” của aspirin hoặc công thức “có vẻ phức tạp” của nó vì nếu xác ñịnh sai tỷ lệ phản ứng thì các em sẽ dễ rơi vào ñáp án nhiễu, trong ñó, ñáp án 0,48 (ứng với tỷ lệ 1:2) là ñáp án nhiễu dễ mắc phải nhất
Ngoài ra, ñối với các bạn ñang trong quá trình ôn tập thì có thể lưu ý thêm về phản ứng este hóa bằng anhiñrit axit ñối với nhóm chức –OH phenol
Câu 56:
Phản ứng: (RCOO)3C3H5 + 3NaOH → 3RCOONa + C3H5(OH)3 (nhẩm trong ñầu)
Theo bảo toàn khối lượng: m(xà phòng) = m(chất béo) + m(NaOH) – m(glixerol)
→ m(xà phòng) = 17,24 + 40*0,06 – 92*0,06/3 = 17,80 gam (các giá trị 40, 92 và 0,02 là nhẩm ñược)
Dạng 4: Hiệu suất của phản ứng este hóa
Câu 4:
Dễ dàng nhẩm ra X gồm 0,05 mol mỗi chất, hay là 0,1 mol axit → M trung bình = 53
Chú ý là ở ñây, số mol C2H5OH là 0,125 mol nên lượng phản ứng phải tính theo các axit
M = (53 + 46 – 18)*0,1*0,8 = 6, 48 (các giá trị 53, 46, 18 là phải thuộc hoặc tính nhẩm ñược)
Phản ứng este hóa có dạng: A(axit) + R(r−îu) ⇌ E(este) + H O2 do ñó, khối lượng este sinh ra phải nhỏ hơn tổng khối lượng rượu và axit ban ñầu → loại D
Trang 6Giáo viên: Vũ Khắc Ngọc