Tổng hợp hóa học lớp 12

- Nhiệt độ sôi của este thường nhỏ hơn axit cacboxylic và ancol có cùng số nguyên tử cacbon do trong phân tử este không có liên kết hiđro.. Phản ứng với AgNO 3 trong dung dịch NH 3 phản

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG NAM LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG ESTE

HÓA HỌC 12 CƠ BẢN VÀ NÂNG CAO

A LÝ THUYẾT ĐẠI CƯƠNG:

● KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ESTE:

Khi thay thế nhóm -OH của axit cacboxylic bằng nhóm OR’ ta được este

Ví dụ: CH3COOCH3, HCOOC3H7, CH2=CH-COOC2H5…

Công thức chung của este đơn chức: RCOOR’ (R’OCOR), trong đó:

R: H hoặc gốc hiđrocacbon; R’: gốc hiđrocacbon (khác H)

I LÝ TÍNH ESTE:

- Este là chất lỏng khối lượng phân tử nhỏ thường dễ bay hơi, có mùi thơm đặc trưng của hoa quả

- Este ít tan trong nước nhưng tan nhiều trong dung môi hữu cơ

- Nhiệt độ sôi của este thường nhỏ hơn axit cacboxylic và ancol có cùng số nguyên tử cacbon do trong phân tử este không có liên kết hiđro

- Một số este có mùi đặc trưng: Isoamyl axetat (có mùi chuối chín), etyl isovalerat (có mùi thơm của táo)…

II CÔNG THỨC DẠNG CHUNG CỦA ESTE VÀ CÁCH ĐỌC TÊN:

Công thức tổng quát của este (đơn và đa chức): C n H 2n+2-2k-2a O 2a (n≥1, a≥1)

1 Công thức dạng chung của este đơn chức (a=1):

Tổng quát: C n H 2n-2k O 2 (k: số liên kết π)

- Trường hợp este no, đơn chức (k=0): CnH2nO2

- Trường hợp este không no, đơn chức, chứa 1 liên kết π (k=1): CnH2n-2O2

(Trong chương trình THPT, chỉ học trường hợp k=0 hoặc k=1)

2 Công thức dạng chung của este hai chức (a=2):

Tổng quát: C n H 2n-2-2k O 4 (k: số liên kết π)

- Trường hợp este no, hai chức: CnH2n-2O4

- Trường hợp este không no, hai chức, chứa 1 liên kết π: CnH2n-4O4

3 Cách đọc tên:

Tên este = tên gốc ancol + tên gốc axit (đuôi ‘at’)

Tên các gốc cần nhớ: CH=CH2- (vinyl), CH2=CH-CH2- (anlyl), CH3-CH=CH- (propenyl), C6H5- (phenyl),

C6H5CH2- (benzyl), CnH2n+1- (ankyl).

Cách đọc tên:

CH3COOCH=CH2: vinyl axetat, CH2=CH-COOCH3: metyl acrylat, C6H5COOCH2C6H5: benzyl benzoat,

HCOOCH2CH=CH2: anlyl fomat

III ĐỒNG PHÂN ESTE:

Lưu ý: Đối với este không no, khi viết đồng phân este, lưu ý đến đồng phân hình học cis-trans

C2H4O2: 1 đồng phân: HCOOCH3: metyl fomat

C3H6O2: 2 đồng phân: HCOOC2H5 (etyl fomat) và CH3COOCH3 (metyl axetat)

C4H8O2: 4 đồng phân: HCOOCH2CH2CH3 (n-propyl fomat), HCOOCH(CH3)2 (isopropyl fomat), CH3COOC2H5

(etyl axetat) và C2H5COOCH3 (metyl propionat)

C3H4O2: 1 đồng phân: HCOOCH=CH2 (vinyl fomat)

C4H6O2: 6 đồng phân: HCOOCH=CH-CH3 (propenyl fomat), trans-HCOOCH=CH-CH3, HCOOCH2-CH=CH2

(anlyl fomat), HCOOC(CH3)=CH2 (isopropenyl fomat), CH3COOCH=CH2 (vinyl axetat) và CH2=CH-COOCH3

(metyl acrylat)

IV HÓA TÍNH ESTE:

1 Phản ứng thủy phân este trong môi trường axit (phản ứng thuận nghịch):

Tổng quát:

RCOOR’ + H 2 O  RCOOH + R’OH (xúc tác H + ) Phân dạng:

Dạng 1a: RCOOR’ + H 2 O  RCOOR’ + R’OH

Ví dụ: CH3COOCH3 + H2O  CH3COOH + CH3OH

Dạng 1b: RCOOCH=CH-R’ + H 2 O  RCOOH + R’CH 2 -CHO

Ví dụ: CH2=CH-COOCH=CH-CH3 + H2O  CH2=CH-COOH + CH3-CH2-CHO

Dạng 1c: RCOO-C(R’)=CH 2 + H 2 O  RCOOH + CH 3 -CO-R’

Ví dụ: C2H5COO-C(CH3)=CH2 + H2O  C2H5COOH + C2H5-CO-CH3

2 Phản ứng thủy phân este trong môi trường kiềm (NaOH, KOH, Ba(OH)2, LiOH…):

Tổng quát:

RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH (xúc tác OH

-) Phân dạng:

Dạng 2a: RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH

Ví dụ: CH3COOCH3 + NaOH → CH3COONa + CH3OH

Dạng 2b: RCOOCH=CH-R’ + NaOH → RCOONa + R’CH 2 -CHO

Ví dụ: CH2=CH-COOCH=CH-CH3 + NaOH → CH2=CH-COONa + CH3-CH2-CHO

Dạng 2c: RCOO-C(R’)=CH 2 + NaOH → RCOONa + CH 3 -CO-R’

Ví dụ: C2H5COO-C(CH3)=CH2 + NaOH → C2H5COONa + CH3-CO-CH3

3 Phản ứng hiđro hóa (xúc tác Ni, to C):

Điều kiện: Este không no

CH3-COO-CH=CH-CH3

Ni , toC [-CH(CH3)-CH(OCOCH3)-]n

CH2=C(CH3)COOCH3

Ni , toC [-CH2-C(CH3)(OCOCH3)-]n

Thủy tinh hữu cơ (plexiglas)

5 Phản ứng khử este bằng LiAlH 4 (Liti nhôm hiđrua):

RCOOR’ LiAl H R’OH + RCH4 2OH

- nH2O > nCO2 → este no

- nCO2 > nH2O → este không no

7 Điều chế este: Đun nóng hồi lưu hỗn hợp axit và ancol (xúc tác H2SO4 đặc) sẽ thu được este

RCOOH + R’OH  RCOOR’ + H2O

- Để tăng hiệu suất tổng hợp este người ta thường dùng dư axit hoặc ancol, hoặc giảm nồng độ sản phẩm este

- Chất xúc tác H2SO4 đặc có tác dụng làm cho phản ứng xảy ra nhanh hơn, không ảnh hưởng đến chiều chuyển dịch cân bằng theo nguyên lý Lơ-sa-tơ-li-ê

- Cơ chế phản ứng tạo este: tách OH–

(hiđroxi) từ axit cacboxylic (RCOOH) và tách H+ từ ancol R’OH ta thu được este RCOOR’

Lưu ý: Điều chế este không no: Từ axit cacboxylic và ankin thu được este không no

Ví dụ: HCOOH + CH≡CH → HCOOCH=CH2

CH3COOH + CH≡C-CH3 → CH3COOC(CH3)=CH2

8 Este của phenol: Cho anhiđrit axit tác dụng với phenol thu được este của phenol

C6H5OH + (RCO)2O → RCOOC6H5 + RCOOH

Ví dụ: (CH3CO)2O + C6H5OH → CH3COOC6H5 + CH3COOH

9 Phản ứng với AgNO 3 trong dung dịch NH 3 (phản ứng tráng bạc):

Este có dạng HCOOR’ (este của axit fomic) có khả năng phản ứng được với dung dịch AgNO3 trong NH3 tạo ra được 2Ag

Ví dụ: HCOOCH3, HCOOCH=CH2…

10 Phản ứng làm mất màu dung dịch brom (trong nước):

Điều kiện: este không no hoặc este của axit fomic

Ví dụ: HCOOCH3, CH2=CHCOOCH3…

V ỨNG DỤNG CỦA ESTE:

- Dùng làm dung môi để tách, chiết chất hữu cơ, pha sơn (butyl axetat)

- Một số polime của este được dùng để sản xuất chất dẻo poli (vinyl axetat), hoặc sản xuất thủy tinh hữu cơ poli (metylmetacrylat)

- Một số este có mùi thơm, không độc đường dùng hương liệu trong công nghiệp thực phẩm (benzylfomat, etyl fomat…), mĩ phẩm (lianyl axetat, geranyl axetat…)

MỘT SỐ KIẾN THỨC NÂNG CAO VÀ MỞ RỘNG:

● ESTE THƠM PHẢN ỨNG VỚI DUNG DỊCH KIỀM:

RCOOC6H4R’ + 2NaOH → RCOONa + C6H4R’ONa + H2O

Ví dụ: CH3COOC6H5 + 2NaOH → CH3COONa + C6H5ONa + H2O

HCOOC6H4C2H5 + 2KOH → HCOOK + KOC6H4C2H5 + H2O

● CƠ CHẾ TẠO THÀNH ESTE ĐA CHỨC:

mR(COOH) n + nR’(OH) m

𝐇𝟐𝐒𝐎𝟒 đặ𝐜

R m (COO) m.n R’ n + m.nH 2 O

Ví dụ: 2CH2(COOH)2 + 2C2H4(OH)2 → (CH2)2(COO)4(C2H4)2 + 4H2O

CH3COOH + C2H4(OH)2 → (CH3COO)2C2H4 + H2O

● ESTE ĐA CHỨC PHẢN ỨNG VỚI DUNG DỊCH KIỀM:

Trường hợp I: Este được tạo thành từ axit đa chức R(COOH)n và ancol đơn chức R’OH

Công thức dạng chung: R(COOR’)n

Phương trình tổng quát: R(COOR’)n + nNaOH → R(COONa)n + nR’OH

Ví dụ: CH2(COOCH3)2 + 2NaOH → CH2(COONa)2 + 2CH3OH

Trường hợp II: Este được tạo thành từ axit đơn chức RCOOH và ancol đa chức R’(OH)n

Công thức dạng chung: (RCOO)nR’

Phương trình tổng quát: (RCOO)nR’ + nNaOH → nRCOONa + R’(OH)n

Ví dụ: (CH3COO)3C3H5 + 3NaOH → 3CH3COONa + C3H5(OH)3

● MỘT SỐ PHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO VÀ MỞ RỘNG:

1 xRCOOH + C3H5(OH)3 → (RCOO)x(OH)3-xC3H5 + xH2O

Ví dụ: 2CH3COOH + C3H5(OH)3 → (CH3COO)2OHC3H5 + 2H2O

2 HOOC-R-COOR’ + 2NaOH → NaOOC-R-COONa + R’OH + H2O

3 RCOOR’OOCR’’ + 2NaOH → RCOONa + R’’COONa + R’(OH)2

4 RCOOR’COOR’’ + 2NaOH → RCOONa + OH-R’COONa + R’OH

5 RCOOCH2CH2Cl + 2NaOH → RCOONa + C2H4(OH)2 + NaCl

6 RCOOCH(Cl)CH3 + 2NaOH → RCOONa + CH3CHO + NaCl

● MỘT SỐ TÊN AXIT VÀ ANCOL CẦN NHỚ:

AXIT: (COOH)2: axit oxalic, CH2(COOH)2: axit malonic, C2H4(COOH)2: axit sucinic, C3H6(COOH)2: axit glutaric, C4H8(COOH)2: axit ađipic

CH2=C(CH3)COOH: axit metacrylic, CH2=CH-COOH: axit acrylic, CH3CH=CHCOOH: axit α-butenoic,

CH2=CHCH2COOH: β-butenoic

ANCOL: C2H4(OH)2: etylenglycol (hay etan-1,2-điol), C3H5(OH)3: glyxerol (hay glyxerin hoặc triol), CH3CH(CH3)CH2CH2OH: ancol isoamylic

BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA BÀI: ESTE

Bài 1 trang 7 SGK: 1C, 2A, 3B, 4D

Bài 2 trang 7SGK:

a CH3COOH và HCOOCH3

b CH3COOH: axit axetic, HCOOCH3: metyl fomat

c HCOOCH3 có phản ứng tráng bạc vì trong phân tử có nhóm andehit

Bài 3 trang 7 SGK:

a Phản ứng este trong môi trường axit là phản ứng thuận nghịch, còn phản ứng este trong môi trường kiềm là phản ứng một chiều

b CH3COOCH2CH2CH(CH3)2 + H2O ↔ CH3COOH + (CH3)2CHCH2CH2OH

CH3OOCCH2CH2CH(CH3)2 + H2O ↔ (CH3)2CHCH2CH2COOH + CH3OH

C6H5COOCH3 + NaOH → C6H5COONa + CH3OH

C6H5OOCCH3 + 2NaOH → CH3COONa + C6H5ONa + H2O

Bài 4 trang 7 SGK: C

Bài 5 trang 7 SGK:

a OHC6H4COOH + CH3OH → OHC6H4COOCH3 + H2O

OHC6H4COOH + (CH3CO)2O → CH3OOCC6H4OCOCH3 + CH3COOH

b OHC6H4COOCH3 + 2NaOH → NaOC6H4COONa + CH3OH + H2O

CH3OOCC6H4OCOCH3 + 3NaOH → NaOOCC6H4ONa + CH3COONa + H2O

Bài 6 trang 8 SGK:

VH2O ∶ VCO2 = 1 ∶ 1 → este no, đơn chức, mạch hở

Phương trình tổng quát: RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH

Ta có: nNaOH = 0,03 mol → nRCOOR’ = 0,03 mol → MRCOOR’ = 2,22

0,03= 74 → 𝑀𝐶𝑛𝐻2𝑛𝑂2 = 74 → 14n + 32 = 74 →

n = 3 → este là C3H6O2

Hai este đồng phân A và B có công thức cấu tạo lần lượt là HCOOC2H5 (etyl fomat) và CH3COOCH3 (metyl axetat)

BÀI TẬP CƠ BẢN VÀ NÂNG CAO:

Bài 1: Xà phòng hóa hoàn toàn 0,1 mol este đơn chức X bằng 200 ml dung dịch KOH 1M, sau phản ứng thu đƣợc dung dịch Y và 4,6 gam ancol Z Cô cạn dung dịch Y thu đƣợc 15,4 gam chất rắn khan Đọc tên este X?

Hướng dẫn giải:

Este đơn chức: RCOOR’ + KOH → RCOOK + R’OH

Ta có: nRCOOR’ = nKOH = nRCOOK = nR’OH → nKOH dư = 0,2 – 0,1 = 0,1 mol → mKOH dư = 0,1.56 = 5,6 gam

Suy ra mRCOOK = 15,4 – 5,6 = 9,8 gam → MRCOOK = 98 → MR = 98 – 44 – 39 = 15 (-CH3)

MR’OH = 4,6/0,1 = 46 → MR’ = 29 (-C2H5)

Vậy công thức este là: CH3COOC2H5: Etyl axetat

Bài 2: Cho 4,48 gam hổn hợp gồm CH 3 COOC 2 H 5 và CH 3 COOC 6 H 5 (có tỉ lệ mol 1:1) tác dụng với 800 ml dung dịch NaOH 0,1 M thu đƣợc dung dịch X Cô cạn dung dịch X thì khối lƣợng chất rắn thu đƣợc là?

0,02……… 0,04…………0,02…………0,02

Vậy: mrắn = 0,04 82 + 0,02 116 + 0,02 40 = 6,4 gam

Bài 3: Khử một este E no đơn chức mạch hở bằng LiAlH 4 thu được một ancol duy nhất G Đốt cháy m gam G cần 2,4m gam O 2 Đốt m gam E thu được tổng khối lượng CO 2 và H 2 O là 52,08 gam Nếu cho toàn bộ lượng CO 2 , H 2 O này vào 500 ml dung dịch Ba(OH) 2 1M Khối lượng kết tủa sinh ra là?

Hướng dẫn giải:

G là ancol no, đơn chức: CnH2n+2O

CnH2n+2O + 1,5nO2 → CO2 + H2O

Theo đề ta có: (14n + 18)/m = 1,5n.32/2,4m → n = 3 → ancol là C3H8O → Este là C6H12O2

Đốt cháy E ta có: 52,08 = 44.6a + 18.6a → a = 0,14 mol → nCO2 = 0,84 mol

nOH– = 0,5 2 = 1 mol, lập tỉ lệ: nOH–/nCO2 = 1,19 → tạo 2 muối → nCO3

Hướng dẫn giải:

Công thức dạng chung của este X: (RCOO)3C3H5

Trường hợp I: Số nguyên tử cacbon nhiều hơn số nguyên tử oxi là 1, vậy X được tạo thành từ 2 axit HCOOH, 1 axit

CH3COOH và glyxerol nX = 30,78/190 = 0,162 mol

X + 3KOH → 2HCOOK + CH3COOK + C3H5(OH)3

Bảo toàn khối lượng ta có: 30,78 + 0,5 56 = mrắn + 0,162 92 → mrắn = 43,876 gam

Trường hợp II: Trong X được tạo thành từ 1 axit CH3COOH, 1 axit HCOOH và 1 nhóm OH chưa được este hóa nX = 30,78/162 = 0,19 mol

X + 2KOH → CH3COOK + HCOOK + C3H5(OH)3

Bảo toàn khối lượng ta có: 30,78 + 0,5 56 = mrắn + 0,19 92 → mrắn = 41,3 gam

Bài 5: Cho axit salixylic (axit o-hiđroxibenzoic) phản ứng với anhiđrit axetic, thu được axit axetylsalixylic

(o-CH 3 COO-C 6 H 4-COOH) dùng làm thuốc cảm (aspirin) Để phản ứng hoàn toàn với 43,2 gam axit axetylsalixylic

cần 800 ml dung dịch KOH 1,0M thu được dung dịch X, cô cạn dung dịch X thu được m gam chất rắn Giá trị của m là?

Hướng dẫn giải:

Ta có: naxit axetylsalyxilic = 43,2/180 = 0,24 mol

o-CH3COO-C6H4-COOH + 3KOH → KO-C6H4-COOK + CH3COOK + 2H2O

Bảo toàn khối lượng: 43,2 + 0,8 56 = mX + 0,24.2.18 → mX = 79,36 gam

Bài 6: Hỗn hợp X gồm HCOOH và CH 3 COOH trộn theo tỉ lệ mol 1 : 1 Cho 10,6 gam hỗn hợp X tác dụng với 11,5 gam C 2 H 5 OH (có H 2 SO 4 đặc làm xúc tác) thu được m gam este (hiệu suất phản ứng este hóa đạt 80%) Giá trị của m là?

Hướng dẫn giải:

MX =46 + 60

Phương trình phản ứng: RCOOH + C2H5OH → RCOOC2H5 + H2O

nRCOOC2H5 = 0,2.80% = 0,16 mol → m = 0,16 8 + 44 + 29 = 12,96 gam

Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn một este đơn chức, mạch hở X cần dùng 6,72 lít khí O 2 (đktc) thu được 5,4 gam nước Mặt khác cho 8,4 gam X tác dụng vừa đủ với 160 ml dung dịch KOH 1,0M thu được dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y thu được m gam chất rắn Giá trị của m là

Hướng dẫn giải:

CnH2n-2kO2 + (3n−k−2

2 )O2 → nCO2 + (n – k)H2O

HCOOCH3 + KOH → HCOOK + CH3OH

Bảo toàn khối lượng: 8,4 + 0,16.56 = m + 0,14.32 → m = 12,88 gam

Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn gam hỗn hợp X gồm hai este đồng phân của nhau cần dùng 0,525 mol O 2 và thu được 0,45 mol CO 2 , 0,45 mol H 2 O Nếu cho m gam X tác dụng hết với 0,2 mol NaOH, rồi khô cạn dung dịch tạo thành còn lại 12,9 gam chất rắn khan Phần trăm khối lượng của este có gốc axit nhỏ hơn trong X là?

Hướng dẫn giải:

Bảo toàn khối lượng ta được: mX + 0,525.32 = 0,45.44 + 0,45.18 → mX = 11,1 gam

Ta có: nCO2 = nH2O → este no, đơn chức, mạch hở Công thức dạng chung: CnH2nO2

Lại có: neste = 0,45/n → Meste = 74n/3 → 14n + 32 = 74n/3 → n = 3 → công thức este là C3H6O2 → có 2 đồng phân HCOOC2H5 và CH3COOCH3 (neste = 11,1/74 = 0,15 mol)

mchất rắn khan = 12,9 gam = mmuối + mNaOH dư → mmuối = 12,9 – 0,05.40 = 10,9 gam

HCOOC2H5 + NaOH → HCOONa + C2H5OH

CH3COOCH3 + NaOH → CH3COONa + CH3OH

Hướng dẫn giải:

%H/X = 13,04 → Ancol là C2H5OH

Ta có: nA = nH2, A tác dụng với NaOH thu được muối và ancol → A là este tạp chức có 2 nhóm –OH → Công thức cấu tạo của A là OH-CH2-CH(OH)-COOC2H5

OH-CH2-CH(OH)-COOC2H5 + NaOH → OH-CH2-CH(OH)-COONa + C2H5OH

Suy ra: mmuối = 0,05 128 = 6,4 gam

Bài 10: Hỗn hợp X gồm axit cacboxylic đơn chức Y và este đơn chức Z Đun nóng m gam X với 400 ml dung dịch NaOH 1,0M Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được ancol R (chứa 52,17%C; 13,04%H về khối lượng)

và 24,4 gam hỗn hợp rắn khan E gồm hai chất với số mol bằng nhau Cho ancol R tác dụng với Na dư thì thu được 0,56 lít khí H 2 (đktc) Thành phần phần trăm theo khối lượng của Z có trong X là?

Hướng dẫn giải:

Biện luận ta được R là ancol C2H5OH

RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O

a a a

RCOOC2H5 + NaOH → RCOONa + C2H5OH

0,05 0,05 0,05 0,05

nH2 = 0,56/22,4 = 0,025 mol → nancol = 0,05 mol

Ta có: nRCOONa = nNaOH dư → 0,05 + a = 0,4 – (a + 0,05) → a = 0,15 mol

mmuối = 24,4 – 0,2.40 = 16,4 gam → Mmuối = 16,4/0,2 = 82 → MR = 15 (-CH3)

1 CH3OCOC6H5 + KOH → C6H5COOK + CH3OH

2 CH2=CHCOOCH=CH-CH3 + NaOH → CH2=CHCOONa + CH3CH2CHO

3 CH2=CHCOOC6H4CH3 + 2KOH → CH2=CHCOOK + CH3C6H4OK + H2O

4 OH-C6H4-COOH + (CH3CO)2O → CH3COO-C6H4COOH + CH3COOH

Bài 12: Viết các đồng phân este đơn chức, mạch hở có công thức phân tử C 5 H 8 O 2 ?

Hướng dẫn:

HCOOCH=CH-CH2CH3 (cis-trans), HCOOCH=C(CH3)2, HCOOC(CH3)=CH-CH3 (cis-trans), HCOOC(C2H5)=CH2, HCOOCH2-CH=CH-CH3 (cis-trans), HCOOCH2C(CH3)=CH2, HCOOCH2CH2CH=CH2, HCOOCH(CH3)CH=CH2,

CH3COOCH=CH-CH3 (cis-trans), CH3COOCH2CH=CH2, CH3COOC(CH3)=CH2, C2H5COOCH=CH2,

CH2=CHCOOC2H5, CH2=CHCH2COOCH3, CH3CH=CHCOOCH3 (cis-trans), CH2=C(CH3)COOCH3 (*)

Lưu ý: Tất cả các đồng phân trên đều có chung đặc điểm:

- Tham gia phản ứng hiđro hóa và có khả năng làm mất màu dung dịch brom trong nước hoặc trong dung môi CCl4 (tetraclometan)

- Tham gia phản ứng trùng hợp tạo polime

- Riêng đồng phân este (*): Trùng hợp este này thu được thủy tinh hữu cơ (nhựa plexiglas)

Bài 13: Đun nóng m gam hỗn hợp X gồm các chất có cùng một loại nhóm chức với 600 ml dung dịch NaOH 1,15M, thu đƣợc dung dịch Y chứa muối của một axit cacboxylic đơn chức và 15,4 gam hơi Z gồm các ancol Cho toàn bộ Z tác dụng với Na dƣ, thu đƣợc 5,04 lít khí H 2 (đktc) Cô cạn dung dịch Y, nung nóng chất rắn thu đƣợc với CaO cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu đƣợc 7,2 gam một chất khí Giá trị của m là

Hướng dẫn giải: RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH (1); nNaOH dư = 0,6.1,15 - 0,45 = 0,24 mol

Hướng dẫn giải:

CnH2nO2 + O2 → nCO2 + nH2O; CmH2m+2O + O2 → mCO2 + (m+1)H2O

a an b bm

n

CO2 < nH2O → ancol no, đơn chức, mạch hở → nancol = 0,1 mol

Ta có: (14n+32).a + (14m+18).b = 7,6 và an + bm = 0,3 với b = 0,1 → a = 0,05 mol

0,05n + 0,1m = 0,3 Biện luận và hợp lí kết quả đề thì n = 4 và m = 1

Hướng dẫn giải:

T là este 2 chức → T tạo bởi axit đơn chức và ancol 2 chức

Mol O2 = 0,59 mol; mol H2O = 0,52 mol

Bảo toàn khối lượng: nCO2 = 11,16 + 0,59.32 − 0,52.18

44 = 0,47 mol

Mol H2O > mol CO2 → ancol no

Giả thiết → ancol no (x mol); axit có 2π (y mol); este có 4π (z mol) → 0,52 – 0,47 = x – y – 3z (bảo toàn π)

Bảo toàn O: 2x + 2y + 4z = 0,47.2 + 0,52 – 0,59.2 = 0,28

Mol Br2 (phản ứng) = y + 2z = 0,04 → x = 0,1; y = 0,02; z = 0,01

C = 0,470,1 + 0,02 + 0,01 = 3,6

→ ancol là: C3H8O2 (vì ancol có cùng số ngtử C với axit bé hơn)

[axit; este; ancol] + KOH dư → Muối + H2O + C3H8O2

(0,02; 0,01; 0,1) 0,02 + 0,01.2 0,02 0,1 + 0,01

Bảo toàn khối lượng: 11,16 + 56.(0,02 + 0,01.2) = m + 0,02.18 + 76(0,1+0,01) → m = 4,68 gam

Bài 16: Hai este X, Y có cùng công thức phân tử C 8 H 8 O 2 và chứa vòng benzen trong phân tử Cho 6,8 gam hỗn hợp gồm X và Y tác dụng với dung dịch NaOH dƣ, đun nóng, lƣợng NaOH phản ứng tối đa là 0,06 mol, thu đƣợc dung dịch Z chứa 4,7 gam ba muối Khối lƣợng muối của axit cacboxylic có phân tử khối lớn hơn trong Z

là

Hướng dẫn giải:

6,8 gam (0,05 mol) C8H8O2 + 0,06 mol NaOH → 4,7 gam ba muối + H2O và [CH3OH hoặc C6H5CH2OH]

Theo đề bài thu được 3 muối có 1 este là este của phenol

0,257n

0,05n

n

4,518n

32nn

nn

mm

mm

m

O H

OH CH

O H OH CH

O H OH

CH

Y) (X, O H OH

CH

O H OH CH muôi NaOH

Y)

(X,

2 3

2 3

2 3

2 3

2 3

5 6 2H COOC CH

H C HCOOCH :

Y X, CTCT

0,04n

0,05n

n

4,518n

108nn

nn

mm

mm

m

O H

OH CH H C

O H OH CH H C

O H OH

CH H C

Y) (X, O H OH

CH

O H OH CH H C muôi NaOH

Y)

(X,

2

2 5 6

2 2

5 6

2 2

5 6

2 3

2 2

5 6

→ mCH3COONa = 0,01 82 = 0,82 gam

BÀI TẬP ESTE DẠNG KHÓ VÀ NÂNG CAO (Dành cho Học Sinh Giỏi)

Bài 1: X là hợp chất hữu cơ mạch hở (chứa C, H, O) Hòa tan hết 0,11 mol X bằng 175 ml dung dịch KOH 2M, sau phản ứng thu đƣợc dung dịch Y và hỗn hợp Z Cô cạn dung dịch Y thu đƣợc 29,94 gam chất rắn khan Mặt khác, nếu oxi hóa hỗn hợp Z bằng CuO (nhiệt độ, xúc tác) sau phản ứng thu đƣợc hỗn hợp T chỉ chứa các anđehit Hấp thụ hết T vào dung dịch AgNO 3 trong NH 3 dƣ, phản ứng kết thúc đƣợc 92,62 gam kết tủa Biết trong X có số nguyên tử cacbon nhỏ hơn 10 Phần trăm theo khối lƣợng của H có trong X là?

Hướng dẫn giải:

nKOH

nX > 3 → X là hợp chất có dạng (RCOO)3R′ hoặc R(COOR′)3, do X tác dụng với KOH thu được muối và ancol

→ X là este

Trường hợp I: Este có dạng (RCOO)3R’

(RCOO)3R’ + 3KOH → 3RCOOK + R’(OH)3

0,11………… 0,33………0,33………0,11

29,94 = mKOH dư + mmuối RCOOK  29,94 = (0,35 – 0,33).56 + mRCOOK → mRCOOK = 28,82 gam

→ MRCOOK = 262

3 loại

Trường hợp II: Este có dạng R(COOR’)3

R(COOR’)3 + 3KOH → R(COOK)3 + 3R’OH

0,11………… 0,33………0,11……… 0,33

29,94 = mKOH dư + mR(COOK )3 29,94 = (0,35 – 0,33).56 + mR(COOK )3→ m= 28,82 gam

→ MR COOK 3= 28,82

0,11 = 262 → MR = 13 → R là CH → công thức muối là CH(COOK)3

T tác dụng với AgNO3 trong NH3 thu được 92,62 gam kết tủa Kết tủa đó gồm có Ag và kết tủa thế Ag vào nối ba đầu mạch của anđehit (tạo muối bạc amoni của anđehit)

Trường hợp a: T gồm HC≡C-CHO và anđehit RCHO (R khác H) → Ancol là HC≡C-CH2OH và RCH2OH

HC≡C-CHO + 2[Ag(NH3)2]OH → AgC≡C-COONH4↓ + 2Ag + 3NH3 + H2O

Trường hợp b: T gồm HC≡C-CHO và HCHO

HC≡C-CHO + 2[Ag(NH3)2]OH → AgC≡C-COONH4↓ + 2Ag + 3NH3 + H2O

b = 0,11 mol → Trong este X có ancol HC≡C-CHO và CH3OH

Công thức cấu tạo của X: CH ≡

COOHCOOCH3COOCH2C ≡ CH

Từ KC1 và KC2 ta có hệ phương trình và suy ra x = 9,97; x = 1,92 hay a = 9,97; a = 1,92

Bài 3: Hỗn hợp E gồm ancol đơn chức X, một axit cacboxylic đơn chức Y và este Z đƣợc tạo thành từ X và Y Lấy 0,13 mol hỗn hợp E phản ứng vừa đủ với 50 ml dung dịch KOH 1M đun nóng, đƣợc p gam ancol X Hóa hơi p gam X rồi dẫn vào ống đựng CuO dƣ đun nóng thu đƣợc anđehit F Cho toàn bộ F tác dụng hết với

lượng dư AgNO 3 trong NH 3 đun nóng thu đươc 43,2 gam Ag Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,13 mol hỗn hợp E thì thu được 5,6 lít khí CO 2 (đktc) và 5,94 gam H 2 O Phần trăm theo khối lượng của este Z có trong E là?

Đặt a mol RCOOH, b mol RCOOCH2R’, c mol R’CH2OH

RCOOH + KOH → RCOOK + H2O (1) RCOOCH2R’ + KOH → RCOOK + R’CH2OH (2) R’CH2OH + CuO → R’CHO + Cu + H2O (3) R’CHO + [Ag(NH3)2]OH → R’COONH4 + kAg (4)

Theo đề ta có: a + b + c = 0,13 mol, a + b = nKOH = 0,05 mol và (b + c).k = nAg = 43,2/108 = 0,4 mol

TH1: k = 2 (tạo ra 2Ag) → b + c = 0,2 mol > nhh → loại

TH2: k = 4 → anđehit HCHO, vậy ancol là CH3OH (tạo ra 4Ag) → b + c = 0,1

Vậy suy ra a = 0,03 mol, b = 0,02 mol và c = 0,08 mol Phương trình đốt cháy:

CH3OH + 1,5O2 → CO2 + 2H2O CnHmCOOH + O2 → (n + 1)CO2 + (m + 1)/2H2O

CnHmCOOCH3 + O2 → (n + 2)CO2 + (n + 3)/2H2O

Số mol CO2: a + b(n + 1) + c(n + 2) = 0,25 mol

Số mol H2O: 2a + b(m + 1)/2 + c(n + 3)/2 = 0,33 mol

Thay các giá trị a, b, c ta suy ra n = 2 và m = 5

Khối lượng hỗn hợp: mhhE = 0,08.32 + 0,03.74 + 0,02.88 = 6,54 gam

→ %meste Z = 0,02.88.100/6,54 = 26,92%

Bài 4: Axit cacboxylic X hai chức (có phần trăm khối lượng oxi nhỏ hơn 70%), Y và Z là hai ancol đồng đẳng

kế tiếp (M Y < M Z ) Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp A gồm X, Y, Z cần vừa đủ 8,96 lít khí O 2 (đktc) thu được 7,84 lít khí CO 2 và 8,1 gam H 2 O Mặt khác este hóa hỗn hợp A có H 2 SO 4 đặc làm xúc tác (hiệu suất phản ứng chỉ đạt 75%) thì khối lượng este thu được là?

Hướng dẫn giải:

%O/X < 70% → 16.4/MX < 0,7 → MX > 91,4 → n ≥ 3 (do HOOC-COOH có M = 90); CTDC của X là CmHnO4

Ta có: nhh = 0,2 mol, nCO2 = 0,35 mol, nH2O = 0,45 mol → số nguyên tử cacbon trung bình là:

nCtb = 0,35/0,2 = 1,75 → 2 ancol đó là CH3OH và C2H5OH Bảo toàn mol nguyên tố oxi ta có:

nO/hhA + 2.nO2 = 2.nCO2 + nH2O → nO/hhA = 0,35.2 + 0,45 – 0,4.2 = 0,35 mol

Đặt nX = x mol, nY+Z = y mol Ta có hệ phương trình: x + y = 0,2 và 4x + y = 0,35

Từ (2) → a + 2b = 0,35 – 0,05m thay vào (4) ta được: n = 2m – 2

• Biện luận: m = 3 → n = 4 → công thức axit là HOOC-CH2-COOH (axit malonic)

Với m = 3 thì từ (1,2) suy ra a = 0,1 và b = 0,05 thỏa mãn

Ta có mA = 0,1.32 + 0,05.46 + 0,05.104 = 10,7 gam → %mY/hhA = 3,2.100/10,7 = 29,90%

• Biện luận: m = 4 → n = 6 → công thức axit là HOOC-(CH2)2-COOH (axit succinic) Tương tự m = 4, từ (1,2) suy ra

a = 0,15 và b = 0 (vô lý, loại)

Khối lượng este:

Ta có 0,1 mol CH3OH và 0,05 mol C2H5OH, đặt công thức dạng chung là ROH

→ Mtrung bình ROH = (0,1.32 + 0,05.46)/0,15 = 110/3 → MR = 110/3 – 17 = 59/3, mol axit HOOC-CH2-COOH là 0,05

Trường hợp 1: HOOC-CH2-COOH + 2ROH → ROOC-CH2-COOR + 2H2O (H = 75%)

TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG ESTE – LUYỆN THI ĐẠI HỌC

Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn một este đơn chức, mạch hở X (phân tử có số liên kết π nhỏ hơn 3), thu được thể tích

khí CO2 bằng 6/7 thể tích khí O2 đã phản ứng (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện) Cho m gam X tác dụng hoàn

toàn với 200 ml dung dịch KOH 0,7M thu được dung dịch Y Cô cạn Y thu được 12,88 gam chất rắn khan Giá trị của m là

Câu 2: Thuỷ phân hoàn toàn 0,2 mol một este E cần dùng vừa đủ 100 gam dung dịch NaOH 24%, thu được một

ancol và 43,6 gam hỗn hợp muối của hai axit cacboxylic đơn chức Hai axit đó là

A HCOOH và C2H5COOH B HCOOH và CH3COOH

C C2H5COOH và C3H7COOH D CH3COOH và C2H5COOH

Câu 3: Este X được tạo thành từ etylen glicol và hai axit cacboxylic đơn chức Trong phân tử este, số nguyên tử

cacbon nhiều hơn số nguyên tử oxi là 1 Khi cho m gam X tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thì lượng NaOH đã phản ứng là 10 gam Giá trị của m là

Câu 4: Cho các phát biểu sau:

(1) Phản ứng thủy phân este trong môi trường axit là phản ứng thuận nghịch

(2) Ứng với hợp chất có công thức C2H4O2, có 3 đồng phân mạch hở

(3) Vinyl axetat và anlyl fomat có cùng công thức phân tử

(4) Este dùng làm hương liệu trong công nghiệp, mĩ phẩm, pha sơn

(5) Nhiệt độ sôi được sắp xếp giảm dần trong dãy: CH3COOH > C2H5OH > HCOOCH3 > CH4

(6) Anlyl metacrylat có công thức cấu tạo: CH2=C(CH3)COOCH2CH=CH2

Số phát biểu đúng là

Câu 5: Xà phòng hoá hoàn toàn 0,31 mol este đơn chức X (mạch hở) bằng 330 gam dung dịch KOH 2M Sau phản

ứng cô cạn thu được 80,98 gam chất rắn Mặt khác hiđro hoá hoàn toàn X (có Ni làm xúc tác, t0) thu được sản phẩm hữu cơ Y Khối lượng của Y là

Câu 6: Chất A chứa 2 loại nhóm chức, có khả năng phản ứng được với Na Thuỷ phân hoàn toàn 0,1 mol A cần 0,2

mol H2O thu được 18,0 gam B và 4,6 gam D Công thức nguyên của chất B và D lần lượt là (C3H6O3)n và (C2H6O)n

Tỉ lệ giữa A tham gia phản ứng và B sinh ra là 1 : 2 Công thức của chất A

A. HO-CH2-CH2-OOC-CH2-CH2-COOCH2CH3 B HO-CH2-CH2-OOC-CH2CH2-OOC-CH2CH3

C. HO-CH2-CH2-COO-CH2-CH2-OOC-CH2CH3 D HO-CH2-CH2-COO-CH2-CH2-COOCH2CH3

Câu 7: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm hai este X1, X2 là đồng phân của nhau cần dùng 19,6 gam O2, thu được 11,76 lít CO2 (đktc) và 9,45 gam H2O Mặt khác, nếu cho m gam hỗn hợp trên tác dụng hết với 200 ml dung dịch NaOH 1M rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng thì còn lại 13,95 gam chất rắn khan Tỉ lệ mol của X1, X2 là

Câu 8: Xà phòng hoá hoàn toàn 8,8 gam etyl axetat bằng 200 ml dung dịch NaOH 0,2M Sau khi phản ứng xảy ra

hoàn toàn, cô cạn thu được chất rắn khan có khối lượng?

Câu 9: Cho 0,1 mol glyxerol phản ứng với 0,15 mol axit axetic có H2SO4 đặc làm xúc tác (hiệu suất phản ứng chỉ đạt 60%) Sau phản ứng thu được m gam este B Giá trị của m là

Câu 10: Cho 21,8 gam chất hữu cơ A chỉ chứa một nhóm chức tác dụng với 1 lít dung dịch NaOH 0,5M thu được

24,6 gam muối và 0,1 mol ancol B Lượng NaOH dư có thể trung hoà hết 0,5 lít dung dịch HCl 0,4M CTCT thu gọn của A là

C. (HCOO)3C3H5 D. (C2H3COO)3C3H5

Câu 11: Hợp chất hữu cơ X chỉ chứa một loại nhóm chức duy nhất Đốt cháy hoàn toàn a mol X cần b mol O2 thu được c mol CO2 và d mol H2O (Biết c + 0,5d – b = 2a) Vậy X thuộc loại?

Câu 12: Cho axit salixylic (axit o–hiđroxibenzoic) phản ứng với anhiđrit axetic thu được axit axetylsalixylic (0–

CH3COO–C6H4–COOH) dùng làm thuốc cảm (aspirin) Để phản ứng hoàn toàn với 45 gam axit axetylsalixylic cần vừa đủ V lít dung dịch KOH 1M Giá trị của V là

Câu 13: Cho biết hằng số cân bằng của phản ứng este hoá giữa axit axetic và ancol etylic là 4 Nếu cho 1 mol

CH3COOH tác dụng với 1,6 mol C2H5OH đến khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng thì hiệu suất phản ứng bằng?