Chinh phục bài tập este

Tỷ lệ khối lượng của A và B trong hỗn hợp X gần nhất với : 2 Dễ thấy rằng muốn tìm được tỷ lệ khối lượng của A và B thì ta phải tìm rõ A,B ra là các chất nào và số mol cụ thể.. Một kin

CHUYÊN ĐỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TẬP HAY KHÓ PHẦN

ESTE

Biên soạn:

I ) Tiếp cận và cách xử lý các bài toán Ancol

❖ Kinh nghiệm :

➢ Hiểu rõ bản chất về các phản ứng liên quan tới ancol như “ Tách nước tạo Anken, ete”, “phản ứng este hóa”…

➢ Xử lý tinh tế sự tương tác giữa CO2 và H O2 , O2 và CO2

➢ Vận dụng linh hoạt phương pháp Trung Bình (C, H, O) để biện luận chất

➢ Vận dụng linh hoạt các phương pháp quan trọng khác như Bảo Toàn Khối lượng, Bảo toàn nguyên tố,…

Anh sẽ trình bày 5 bài tập điển hình cho phần này các E nhé :

Bài 1 : Đun 15,2 gam hỗn hợp 2 ancol đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng với axit H SO2 4 đặc ở

o

140 Csau phản ứng thu được 9,375 gam hỗn hợp các ete Biết hiệu suất tạo các ete của các ancol đều là 75% Hai ancol là :

A CH OH3 và C H OH.2 5 C C H OH.3 7 và C H OH.4 9

B C H OH2 5 và C H OH.3 7 D C H OH3 5 và C H OH.4 7

Hướng dẫn giải

Đặt CT chung của 2 ancol là : C Hn 2n 2O nAncol(pu ) 15, 2 0, 75(mol)

14 n 18

Phương trình phản ứng : H SO 2 4 140 Co

H O2

2 5 BTKL

3 7 m

14n 18

Bài 2 : Hỗn hợp X gồm methanol, etanol, propanol, etilenglicol Để chuyển hết nhóm chức ancol trong m gam hỗn hợp X thành

cacbonyl cần 25,6 gam CuO Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X cần 17,696 lít O2 Mặt khác, 0,56 mol hỗn hợp X hòa tan

tối đa 3,92 gam Cu(OH)2 Giá trị của m là :

A 12,64 gam B 13,24 gam C 13,48 gam D 13,82 gam

H O CO CO

Tới đây các bạn đặt ẩn giải ta sẽ được đáp án B !

Câu 2 : Hỗn hợp T gồm hai ancol đơn chức X và Y ( MX MY), đồng đẳng kế tiếp với nhau Đun nóng 27,2 gam T với

2 4

H SO đặc nóng thu được hỗn hợp gồm các chất hữu cơ Z gồm : 0,08 mol 3 ete ( có khối lượng 6,76 gam) và một lượng ancol

dư Đốt cháy hoàn toàn Z cần vừa đủ 43,68 lít O2 Hiệu suất phản ứng tạo ete của X và Y lần lượt là :

Hướng dẫn giải

Mấu chốt bài toán này là các bạn cần chú ý rằng “ Lượng Oxi dùng để đốt cháy Z chính bằng lượng Oxi dùng để đốt cháy T ”

Tại sao lại vậy ? Độc giải hãy thử mình suy ngẫm xem

2

t C 6,76(gam)

Câu 3 : X,Y là 2 ancol đều đơn chức, mạch hở ( trong đó X no, Y không no chứa một liên kết đôi C=C) Đốt cháy 12,72 gam

hỗn hợp E chứa X,Y sản phẩm cháy dẫn qua dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 54,0 gam kết tủa; đồng thời khối lượng dung dịch giảm 17,28 gam, Mặt khác đun nóng 12,72 gam E với H SO2 4 đặc ở 140 Co thu được 5,184 gam hỗn hợp gồm 3 ete có cùng số mol Hiệu suất ete hóa của X, Y lần lượt là :

Hướng dẫn giải

Cách 1 : “ Lời giải chính quy ”

Tính toán đơn giản ta có sơ đồ sau :

3 2

3 BTNT.C

Bài 4 : Cho hỗn hợp X gồm một ancol no 2 chức mạch hở A và một ancol no đơn chức mạch hở B ( Các nhóm chức đều bậc 1 )

Cho m gam hỗn hợp X tác dụng với Na dư thu được 7,84 lít khí H2 Mặt khác, Oxi hóa hoàn toàn m gam hỗn hợp X thì thu được 23,2 gam hỗn hợp các Anđehit và hơi nước Đem đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X thì thu được V lít CO2 Hấp thụ hoàn toàn V lít CO2 vào 450 ml dung dịch chứa NaOH 2,75M và K CO2 3 1M Cô cạn dung dịch sau phản ứng ở nhiệt độ

thường thu được 145,125 gam chất rắn khan gồm 4 muối Tỷ lệ khối lượng của A và B trong hỗn hợp X gần nhất với :

2) Dễ thấy rằng muốn tìm được tỷ lệ khối lượng của A và B thì ta phải tìm rõ A,B ra là các chất

nào và số mol cụ thể Do đó ta cần tìm Vlít CO2 thông qua bài toán phụ Rồi quay ngược lại tìm ra A,B

Theo đề bài ta có :

2

H OH

2 3

K : 0,9(mol)

Na :1, 2375(mol) NaOH :1, 2375(mol)

A X, Y đều tác dụng với Cu(OH)2 tạo dung dịch xanh lam

B X chỉ có một đồng phân cấu tạo duy nhất

C Y có 3 đồng phân cấu tạo đều tác dụng Cu(OH)2 ở điều kiện thường tạo dung dịch xanh lam

Câu 6 : Hỗn hợp E chứa 2 ancol đều mạch hở và 1 anken Đốt cháy 0,2 mol E cần dùng 0,48 mol O2, thu được CO2 và H O2

có tổng khối lượng 23,04 gam Mặt khác dẫn 0,2 mol E qua bình đựng Na dư thấy khối lượng bình tăng 6,4 gam; đồng thời thấy thoát ra 1,792 lít khí H2 Nếu lấy 19,2 gam E làm mất màu tối đa V ml dung dịch Br2 1M Giá trị của V là :

Vô lý vì trong 1 Ancol ta luôn có : nOH  nAncol.

Vậy Anken phải là C H : 0, 04(mol)2 4

0,16n (n n )0, 04 Ancol còn lại không no

Trường hợp 1 : Ancol còn lại không no, có chứa 1 liên kết đôi C=C (k=1)

C ( C H )

C ( CH OH )3 2 4

n n

Vô lý vì Ancol không no có chứa 1 liên kết đôi C=C thì số Cacbon trong phân tử phải  3.

 Trường hợp này loại !

Trường hợp 2 : Ancol còn lại không no với k = 2

Ancol 3

2

BTKL CO

• Bình luận : Bài toán trên là một bài toán hay, có thể tiếp cận theo nhiều hướng khác nhau Với cách thứ nhất,

nó giúp các bạn hiểu sâu về bài toán và nếu cách hỏi có thay đổi đi như thế nào thì ta vẫn có thể ứng phó 1 cách tốt nhất ! Còn ở cách thứ 2, các bạn có 1 lời giải rất gọn gàng dựa vào sự tinh tế của mình Một kinh nghiệm dành cho các bạn mới học là “ Khi đề hỏi số mol Brom phản ứng hoặc cho số liệu liên quan tới Brom phản ứng với nối đôi “ thì khả năng cao sẽ vận dụng “ Bảo toàn mol  “ và “độ bất bão hòa k”

➢ Bài tập Ancol mở rộng

Câu 1 : Cho hỗn hợp T gồm một anken, một ancol no đơn chức, mạch hở và Phenol Chia hỗn hợp T thành 3 phần bằng nhau :

Phần 1 : Đem đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp T cần vừa đủ 2,5 mol O2 và thu được 40,32 lít CO2

Phần 2 : Cho hỗn hợp T phản ứng với dung dịch Brom thì thấy số mol Br2 phản ứng là 0,8 mol

Phần 3 : Cho hỗn hợp T tác dụng với dung dịch KMnO / H O4 2 rất loãng (2%) Thì thu được dung dịch X có chứa hỗn hợp Y gồm các ancol Thực hiện phản ứng este hóa hỗn hợp Y và lượng axit axetic dư thì thu được hỗn hợp Este A và B (

Bài 2 : Cho hỗn hợp T gồm một anken, một ancol no đơn chức, mạch hở và Phenol Chia hỗn hợp T thành 3 phần bằng nhau :

Phần 1 : Đem đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp T cần vừa đủ 2,5 mol O2 và thu được 40,32 lít CO2

Phần 2 : Cho hỗn hợp T phản ứng với dung dịch Brom thì thấy số mol Br2 phản ứng là 0,8 mol

Phần 3 : Cho hỗn hợp T tác dụng với dung dịch KMnO / H O4 2 rất loãng (2%) Thì thu được dung dịch X có chứa hỗn hợp Y gồm các ancol Nếu đem hỗn hợp Y tác dụng với Na thì thấy thoát ra 13,44 lít khí Các phản ứng xảy ra hoàn toàn % số khối lượng Ancol có trong hỗn hợp T gần nhất với :

A 20 B 21 C 22 D 19

Hướng dẫn giải Phân tích : Khi đốt cháy anken hoặc ancol no đơn chức mạch hở Ta luôn thu được :

n 2n 2

C H OH b(mol) 47

II ) Tiếp cận và cách xử lý các bài toán Axit

Cũng giống như phần Ancol, Kĩ năng giải bài tập liên quan tới các bài toán Axit cũng tương tự

❖ Kinh nghiệm :

➢ Hiểu rõ bản chất về các phản ứng liên quan tới ancol như “ Phản ứng este hóa”, “ phản ứng với vôi tôi sút của muối axit”,…

➢ Xử lý tinh tế sự tương tác giữa CO2 và H O2 , O2 và H O2

➢ Vận dụng linh hoạt phương pháp Trung Bình (C, H, O) để biện luận chất

➢ Vận dụng linh hoạt các phương pháp quan trọng khác như Bảo Toàn Khối lượng, Bảo toàn nguyên tố,…

Bài 1 : Hỗn hợp X gồm 2 axit cacboxylic mạch hở Cho 18,2 gam X tác dụng với dung dịch NaHCO3 vừa đủ thu được 8,96 lít khí CO2và dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y rồi đốt cháy hết toàn bộ muối khan thu được thì tạo ra chất rắn T; hỗn hợp Z gồm khí và hơi Cho Z vào dung dịch Ca(OH)2 dư thấy tách ra 20 gam kết tủa Phần trăm khối lượng của axit có phân tử lớn là :

Bài 2 : Hỗn hợp X chứa ba axit cacboxylic đều đơn chức, mạch hở, gồm một axit no và hai axit không no đều có một liên kết

đôi (C=C) Cho m gam X tác dụng vừa đủ với 150 ml dung dịch NaOH 2M, thu được 25,56 gam hỗn hợp muối Đốt cháy hoàn toàn m gam X, hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy bằng dung dịch NaOH dư, khối lượng dung dịch tăng thêm 40,08 gam Tổng khối lượng của hai axit không no trong m gam X là :

A 15,36 gam B 9,96 gam C 18,96 gam D 12,06 gam

Hướng dẫn giải

Nhanh trí ta xử lý ngay phản ứng với NaOH Ở đây ta có thể xử lý theo 2 cách đơn giản :

Cách 1 : Tăng giảm khối lượng :

Cứ 1 NaOH phản ứng  khối lượng tăng 22 gam

 0,3 mol NaOH phản ứng  khối lượng tăng 22.0,3=6,6 gam

BTKL 2

Bài 3 : Hỗn hợp X gồm 1 axit cacboxylic không no, đơn chức, mạch hở có 1 nối đôi C=C và 1 axit cacboxylic no hai chức mạch

hở Đốt cháy 29,6 gam hỗn hợp X cần 19,264 lít oxi Mặt khác 29,6 gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch NaOH dư ( số mol NaOH dư bằng 0,5 lần số mol của axit hai chức ở trên ) thu được dung dịch chứa 43,8 gam chất tan Phần trăm khối lượng axit hai chức trong hỗn hợp X là :

b 0, 68(mol) 22x 64y 14, 2

➢ Bình luận : Qua bài này các E có thể thấy, cách 1 cho ta lời giản tương đối ngắn gọn nhưng đòi hỏi tính toán

phức tạp hơn Cách 2 tuy nhiều ẩn số và dài hơn nhưng việc tính toán lại rất đơn giản Qua 2 cách trên, hi vọng

các em có thể đúc rút cho mình các kĩ năng riêng để giải 1 bài hóa học nhé

➢ Ngoài ra còn 1 cách nữa đó là dùng “ tiểu xảo – thử đáp án” trong bài toán này, bạn đọc hãy thử tự mình tìm tòi tiếp nhé !

Bài 4 : Hỗn hợp X gồm 2 axit cacboxylic A và B đơn chức, mạch hở ( MA  MB, Trong X số mol của A nhiều hơn số mol của

B và số liên kết  trong các chất nhỏ hơn 3 ) Đốt cháy hoàn toàn 4,02 gam X, thu được 2,34 gam H O2 Mặt khác 10,05 gam

X phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH, thu được 12,8 gam hỗn hợp muối Y Tỷ lệ khối lượng 2 muối A và B trong Y gần

m m

3 5 X

Bài 5 : Cho hỗn hợp T gồm 2 axit đa chức A,B và 1 axit đơn chức C ( số cacbon trong các chất không vượt quá 4 và chúng đều

mạch hở và không phân nhánh ) Chia hỗn hợp thành 3 phần bằng nhau :

Phần 1 : Cho tác dụng dung dịch NaOH dư thì thấy có 1,02 mol NaOH phản ứng,

Phần 2 : Đem đốt cháy trong Oxi dư thì thu được V lít CO2 và 14,04 gam nước

Phần 3 : Cho tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thu được 104,76(g) kết tủa

Biết số mol của CO2 lớn hơn 2 lần số mol Nước và số mol của A và B bằng nhau

Giá trị V gần nhất với :

A 51 B 52 C 53 D 54

Hướng dẫn giải

Đầu tiên ta nhìn thấy 1 điều đặc biệt rằng, 2 axit đa chức kia bản chất là 2 axit 2 chức !

Hỗn hợp axit T có thể phản ứng với AgNO3 sinh ra kết tủa Mà axit 2 chức mạch hở thì không thể tác dụng được với Vậy kết hợp với giả thiết “số cacbon trong các chất không vượt quá 4” thì axit đơn chức chỉ có thể là :

H O(A,B)

n 0, 78 0, 54 0, 24(mol)

2 A,B

BTTT : Cho hỗn hợp T gồm 2 axit đa chức A,B và 1 axit đơn chức C ( số cacbon trong các chất không vượt quá 4 và chúng đều

mạch hở và không phân nhánh ) Chia hỗn hợp thành 3 phần bằng nhau :

Phần 1 : Cho tác dụng dung dịch NaOH dư thì thấy có 1,02 mol NaOH phản ứng,

Phần 2 : Đem đốt cháy trong Oxi dư thì thu được V lít CO2 và 14,04 gam nước

Phần 3 : Cho tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thu được 104,76(g) kết tủa

Biết số mol của CO2 lớn hơn 2 lần số mol Nước

Tổng số nguyên tử trong A và B là :

A 16 B 18 C 20 D 22

III) Bài tập phối hợp kĩ năng Ancol – Anđehit – Axit

Câu 1 : X là hỗn hợp gồm một axit no, một andehit no và một ancol (không no, có một nối đôi và số C < 5 trong phân tử) Đốt

cháy hoàn toàn 0,06 mol X thu được 0,18 mol CO2 và 2,7 gam nước Mặt khác, cho Na dư vào lượng X trên thấy thoát ra 1,12 lít khí (đktc) Nếu cho NaOH dư vào lượng X trên thì số mol NaOH phản ứng là 0,04 mol Phần trăm khối lượng của andehit

trong X gần nhất với :

A 10 B 12 C 16 D 14

Hướng dẫn giải

chiếm không quá 50 % Giá trị m gần nhất với :

Câu 3 : Hỗn hợp M gồm ancol X và axit Y ( đều no đơn chức, mạch hở) và este Z tạo từ X và Y Đốt cháy hoàn toàn m(g) M

cần dùng vừa đủ 0,18 mol O2, sinh ra 0,14 mol CO2 Cho m gam M trên vào 500 ml dung dịch NaOH 0,1 M đun nóng Sau khi kết thức phản ứng thu được dung dịch N Cô cạn dung dịch N còn lại 3,68 gam chất rắn khan Người ta cho thêm bột CaO vào 3,68 gam chất rắn khan trên rồi nung trong bình kín ( chân không ) tới khi phản ứng hoàn toàn thu được chất vô cơ T Sục khí CO2 tới dư qua dung dịch chứa 0,5 mol chất vô cơ T, sau phản ứng hoàn toàn, trong dung dịch chứa m gam muối Giá trị của m là :

• Bình luận : Hay và khó của bài này chỉ nằm ở công thức “ ĐỘC “ kia mà thôi Mà chắc cũng không ít bạn hiểu rõ về

Công thức trên nhỉ ? Nó được chứng minh như sau :

Câu 4 : X là axit cacboxylic hai chức; Y là ancol no, đa chức (X, Y đều mạch hở) Đốt cháy 0,2 mol hỗn hợp E chứa X, Y cần

dùng 0,34 mol O2, thu được 10,752 lít CO2(đktc) và 7,92 gam nước Đun nóng hỗn hợp E có mặt H SO2 4 đặc làm xúc tác thu được chất hữu cơ Z Cho 26,16 gam Z tác dụng vừa đủ với 480 ml NaOH 1M, thu được dung dịch chứa một muối và một ancol Tổng số nguyên tử H (Hidro) có trong Z là :

n 2 n 2 t

CO H O (COOH)

m m 26,16

n 0, 48n

22

m m 26,16

n 0, 48n

44

Tới đây dễ tìm được 1 chất thỏa mãn đó là C H O7 6 8 được tạo ra từ phản ứng :

32(COOH) C H (OH) C H O H O

2

Vậy trong Z có 6 nguyên tử Hidro  D

• Trường hợp 3 : Z có 6 nhóm  COO( Dễ dàng tính toán và Loại trường hợp này ! )

Câu 5: Hỗn hợp X gồm anđehit axetic, axit butiric, etilen glicol và axit axetic , trong đó axit axetic chiếm 27,13% khối lượng

hỗn hợp Đốt 15,48 gam hỗn hợp X thu được V lít CO2 (đktc) và 11,88 gam H2O Hấp thụ V lít CO2 (đktc) vào 400ml dung dịch NaOH x mol/l thu được dung dịch Y chứa 54,28 gam chất tan Giá trị của x là

2 3 0,62(mol)

4 10(du ) z(mol) 8(mol)

Một cách “ thủ công “ nhất và cũng tự nhiên nhất Ta đặt ẩn phụ như trong sơ đồ

Dễ dàng xây dựng được 2 phương trình :

BTNT.C

GT

x y z 32x 3y z 1 8

❖ Ngoài ra các bạn còn có thể giải theo 1 hướng sáng tạo khác như sau :

Số mol  (Y) = số mol  (X) – số mol khí thoát ra

n 1 (n n ) 5(mol) n 0, 625(mol) B

Tại sao lại như vậy ? Bạn đọc hãy thử suy ngẫm và đúc rút ra nhé !

❖ Bài này có 2 điểm nhấn các bạn cần chú ý :

Tại sao lại xây dựng được cái công thức “ ĐỘC “ kia ? May mắn, hay phải máy móc nhớ ? Mình xin trả lời rằng, công thức đấy được xây dựng rất tự nhiên và các bạn chỉ cần nhớ 1 tính chất quen thuộc :

*Khi đốt cháy ancol, ete no đơn chức, mạch hở :

Mấu chốt là đây ! Khi nắm được tính chất này Ta hiểu ngay bản chất rằng Khi đốt cháy một chất X với ancol no

Và tự đó 1 cách tự nhiên, ta viết phương trình phản ứng rồi xây dựng ngay ra công thức

tráng gương… Và sau khi nắm được mấu chốt của bài này Các bạn có thấy tính chất trên giống kiểu bài tập nào mà mình đã gặp không ? Và rất nhiều câu hỏi mở xoay quanh bài toán này, Xin nhường lại câu trả lời cho độc giả

Câu 7 : Hỗn hợp X gồm C Hn 2n 1CHO;C Hn 2n 2 (CHO)2 ;C Hn 2n 3 (CHO)(COOH)2 ;C Hn 2n 2 (COOH)2 Cho m gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch AgNO / NH3 3 dư thu được 56,16 gam Ag Trung hòa m gam hỗn hợp X cần dùng 30 gam dung dịch hỗn hợp NaOH 12% và KOH 5,6% Đốt m gam hỗn hợp X cần dùng (m+7,92) gam O2 thu được V lít khí CO2 Hấp thụ hoàn toàn V lít CO2 vào 100 ml dung dịch chứa K CO2 3 1,72 M và NaOH xM, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y, Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch BaCl2 dư, thu được 101,652 gam kết tủa Giá trị của x gần nhất với :

2x y 0, 99512x 2y (0, 24 0, 26).16 m 16

0,344(mol) 0,172(mol)

2 3 2

3 0,86(mol)

0,1x (mol) 2 BaCO

3 0,516(mol)

K Na

K CO

CO

HCO NaOH

IV) Các kĩ thuật chinh phục bài tập Este :

Câu 1 : Cho hỗn hợp X gồm các este đơn chức Đem đốt cháy m gam X thì cần vừa đủ 2,55 mol O2 Thủy phân m gam X trong 900 ml dung dịch NaOH 1M ( vừa đủ ) thì thu được được 80,8 gam hỗn hợp muối Y và một ancol Z no đơn chức, mạch

hở Đem đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp muối Y thì cần dùng 87,36 lít khí O2 Giá trị m gần nhất với :

• Bình luận : Ví dụ trên là 1 ví dụ rất đơn giản cho dạng bài toán này Khi gặp phải dạng bài toán này, các bạn hãy đặt

cho mình câu hỏi : “ Sự chênh lệch Oxi đốt trong các trường hợp nó nằm ở đâu ?” Từ đó sẽ lần ra đáp án

Câu 2 : Hỗn hợp E chứa 3 este đều mạch hở và không phân nhánh (không chứa nhóm chức khác) Đun nóng 20,62 gam E cần

dùng 280 ml dung dịch NaOH 1M thu được hỗn hợp F chứa 3 ancol đều no và hỗn hợp muối T Lấy toàn bộ hỗn hợp muối này đun nóng với vôi tôi xút thu được duy nhất một hydrocacbon đơn giản nhất có thể tích là 5,6 lít (đktc) Mặt khác đốt cháy 20,62 gam E cần dùng 0,955 mol O2 (đktc) Phần trăm khối lượng của ancol có khối lượng phân tử nhỏ trong hỗn hợp F gần nhất với

Nếu Este chỉ thủy phân ra ancol đơn chức nAncol nCOO 0, 28(mol)MAncol 33 ( Rất nhỏ và dễ thấy vô lý ngay )

 Ancol có chứa cả ancol 2 chức ( Vì este không phân nhánh nên tối đa ancol chỉ 2 chức )

n1,125 Số mol CH OH3 trong 0,24 mol Ancol sẽ chiếm trên 50%

Đến lúc này, Muốn biện luận ra ancol còn lại là gì Các bạn phải quay lại biện luận hỗn hợp Este ban đầu:

Dễ thấy hỗn hợp Este ban đầu sẽ gồm 1 este đơn chức, 1 este 2 chức axit và 1 este 2 chức ancol

Phân tích + Tính toán nhỏ kết hợp với “Số mol CH OH3 trong 0,24 mol Ancol sẽ chiếm trên 50%” Tức ancol còn lại có số mol nhỏ hơn 0,12 “ Vậy ta được :