§Ó gi¸o viªn båi dìng häc sinh kh¸, giái ë c¸c trêng Phæ th«ng THCS dù thi häc sinh giái cÊp HuyÖn, cÊp TØnh vµ dù thi vµo c¸c trêng THPT Chuyªn ®îc tèt th× nhu cÇu cÊp thiÕt lµ cÇn cã mét hÖ th«ng c©u hái vµ bµi tËp Hãa häc cho tÊt c¶ c¸c chuyªn ®Ò nh :CÊu t¹o nguyªn tö, Nguyªn tè hãa häc, §¹i c¬ng hãa h÷u c¬, C¸c hîp chÊt cã nhãm chøc.... So víi nhiÒu m«n häc kh¸c nh m«n To¸n häc hay m«n VËt lý, m«n Hãa häc t¬ng ®èi ®¬n gi¶n. Tuy nhiªn møc ®é kiÕn thøc trong c¸c ®Ò thi Häc sinh giái m«n Hãa häc cÊp HuyÖn, cÊp TØnh, ®Ò thi tuyÓn sinh vµo c¸c trêng THPT Chuyªn… l¹i cao h¬n nhiÒu so víi kiÕn thøc mµ häc sinh ®îc häc theo s¸ch Gi¸o khoa cña Bé Gi¸o Dôc vµ §µo T¹o ban hµnh, dÉn ®Õn viÖc båi dìng HSG m«n Hãa häc ë cÊp THCS kh«ng hÒ dÔ dµng ®èi víi c¸c gi¸o viªn. Mét trong nh÷ng khã kh¨n nhiÒu gi¸o viªn gÆp ph¶i ®ã lµ nguån bµi tËp hãa häc theo tõng chuyªn ®Ò dïng ®Ó luyÖn cho häc sinh. V× vËy , trong chuyªn ®Ò nµy t«i ®• su tÇm, tËp hîp ph©n d¹ng l¹i mét sè c©u hái vµ bµi tËp vÒ este ë møc ®é vËn dông cao, nh»m gãp mét phÇn nµo ®ã cho nguån bµi tËp rÌn HSG cÊp THCS cña gi¸o viªn THCS thªm phÇn phong phó.
Trang 1CHUYấN ĐỀ: ESTE (BỒI DƯỠNG HSG LỚP 9)
PHẦN I Mở đầu
I Lý do chọn đề tài.
Trong quá trình giảng dạy ở trờng phổ thông nhiệm vụ phát triển
t duy cho học sinh là nhiệm vụ rất quan trọng, đòi hỏi tiến hành
đồng bộ ở các môn, trong đó Hóa học là môn khoa học thực nghiệm
đề cập đến nhiều vấn đề của khoa học, sẽ góp phần rèn luyện t duycho học sinh ở mọi góc độ đặc biệt là qua phần bài tập hóa học Bàitập hóa học không những có tác dụng rèn luyện kỹ năng vận dụng,
đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phongphú mà còn thông qua đó để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng cầnthiết về hóa học, rèn luyện tính tích cực, tự lực, trí thông minh sángtạo cho học sinh, giúp học sinh hứng thú trong học tập Qua bài tập hóahọc giáo viên kiểm tra, đánh giá việc nắm vững kiến thức và kỹ nănghóa học của học sinh
Để giáo viên bồi dỡng học sinh khá, giỏi ở các trờng Phổ thôngTHCS dự thi học sinh giỏi cấp Huyện, cấp Tỉnh và dự thi vào các trờngTHPT Chuyên đợc tốt thì nhu cầu cấp thiết là cần có một hệ thôngcâu hỏi và bài tập Hóa học cho tất cả các chuyên đề nh :Cấu tạonguyên tử, Nguyên tố hóa học, Đại cơng hóa hữu cơ, Các hợp chất cónhóm chức
So với nhiều môn học khác nh môn Toán học hay môn Vật lý, mônHóa học tơng đối đơn giản Tuy nhiên mức độ kiến thức trong các
đề thi Học sinh giỏi môn Hóa học cấp Huyện, cấp Tỉnh, đề thi tuyểnsinh vào các trờng THPT Chuyên… lại cao hơn nhiều so với kiến thức
mà học sinh đợc học theo sách Giáo khoa của Bộ Giáo Dục và Đào Tạoban hành, dẫn đến việc bồi dỡng HSG môn Hóa học ở cấp THCS không
hề dễ dàng đối với các giáo viên Một trong những khó khăn nhiều giáoviên gặp phải đó là nguồn bài tập hóa học theo từng chuyên đề dùng
để luyện cho học sinh
Vì vậy , trong chuyên đề này tôi đã su tầm, tập hợp phân dạnglại một số câu hỏi và bài tập về este ở mức độ vận dụng cao, nhằmgóp một phần nào đó cho nguồn bài tập rèn HSG cấp THCS của giáoviên THCS thêm phần phong phú
II Mục đớch nghiờn cứu
* Cung cấp cho học kiến thức cơ bản, kiến thức nõng cao trọng tõm về este
Trang 2* Rèn luyện cho học sinh khả năng tự nghiên cứu và sáng tạo trên cơ sở kiến thức
đã được học
* Phân loại, sắp xếp và đánh giá các bài tập trọng tâm về este có trong các đề thihọc sinh giỏi các cấp, đề thi tuyển sinh vào lớp chuyên Hóa ở các trường THPT Chuyên
III Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
*Cơ sở lý thuyết về este
* Hệ thống các bài tập nâng cao dành cho học sinh giỏi tỉnh
IV Nhiệm vụ nghiên cứu.
* Nghiên cứu và ứng dụng lý thuyết về este
* Soạn và giải các bài tập thi học sinh giỏi tỉnh, đề thi đại học,đề thi tuyển sinh vàocác lớp chuyên
* Thực nghiệm đánh giá việc giảng dạy về este trong việc giải các bài tập về este
V.
Ph ương pháp nghiên cứu
1.Nghiên cứu lý thuyết : Nghiên cứu sách giáo khoa, các tài liệu thuộc hóa học hữu
cơ, các đề thi học sinh giỏi tỉnh, các đề thi học tuyển sinh đại học, các đề thi học sinh giỏicác cấp với cơ sở lý thuyết về este làm chủ đạo
2 Tổng kết kinh nghiệm giải quyết các bài tập hóa học
3 Trao đổi, học hỏi kiến thức và kinh nghiệm từ đồng nghiệp
4 Trò chuyện và khơi gợi niềm đam mê học môn hóa của các em học sinh trongquá trình học tập
VI Giả thuyết khoa học.
Nếu học sinh nắm vững lý thuyết este và giải tốt các bài tập về este thì các học sinh
sẽ có một nền tảng kiến thức vững chắc để khám phá và trau dồi những kiến thức mới,tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình học tập và rèn luyện để có thể chinh phục nhữngđỉnh cao về tri thức
Trang 3PHẦN II NỘI DUNG Chương I: LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM VỀ ESTE I.Khái niệm và danh pháp
Tổng quát: RCOOH + R'OHH2SO4 đặc, t0RCOOR' + H2 O
Khi thay thế nhĩm OH ở nhĩm cacboxyl của axit cacboxylic bằng nhĩm OR’ thì được
este.
CT chung của este no đơn chức:
Este được tạo bởi axit cacboxylic no, đơn chức mạch hở và ancol no, đơn chức, mạch hở
(este no, đơn chức, mạch hở): Cm H 2m+1 COOC m’ H 2m’+1 hay C n H 2n O 2 (m ≥ 0; m’ ≥ 1; n ≥
Cơng Thức chung của Este đa chức được tạo bởi axit cacboxylic đa R(COOH)n
chức và ancol đa chức R’(OH)m : R(COO) n.m R’ (n, m cĩ thể bằng nhau)
Tĩm lại, cĩ thể đặt CTTQ của este : CxHyOz (x, z ≥ 2; y là số chẵn, y 2x)
2.Danh pháp: Tên este = Tên gốc hiđrocacbon của ancol + tên gốc axit (đuơi “at”) Thí dụ:
Trang 4CH3COOCH2CH2CH3 propyl axetat HCOOCH3 metyl fomat
CH3-COO-C2H5 etylaxetat H-COO-CH3
* Đặc điểm của phản ứng: Thuận nghịch và xảy ra chậm, vì axit và rượu có thể phản ứng
tạo lại este.
b Thuỷ phân trong môi trường bazơ (Phản ứng xà phòng hoá)
o NaOH
* Đặc điểm của phản ứng: Phản ứng chỉ xảy ra 1 chiều, vì không còn axit để phản ứng
tạo lại este
* Lưu ý: Một số este có phản ứng thuỷ phân đặc biệt hơn:
Từ este chứa gốc rượu không no tạo ra andehit, xeton
Vd: CH3COOCH=CH2 + NaOH ���t C0 CH3COONa+ CH3CHO
CH3COOC(CH3)=CH2 + NaOH ���t C0 CH3COONa+ CH3-CO-CH3
Từ este chứa gốc phenol tạo ra 2 muối
Vd: CH3COOC6H5 + 2NaOH ���t C0 CH3COONa + C6H5ONa + H2O
2.Phản ứng của gốc hiđrocacbon của este
a.Phản ứng cộng (với H 2 , X 2 , HX),
VD: CH3[CH2]7 CH=CH-[CH2]7 COOCH3 + H2 CH3[CH2]16COOCH3
b Phản ứng trùng hợp:
VD: nCH2=C(CH3)-COOCH3 ( -CH2-C(CH3) - COOCH3 ) n
3.Este của axit fomic có phản ứng tráng gương , phản ứng khử Cu(OH) 2
VD: H-COO-R + 2AgNO3 + 2NH3 + H2O HO-COO-R +2Ag + 2NH4NO3
H-COO-R + 2Cu(OH)2 + NaOH ���t C0 Cu2O + NaO-CO-OR + 3H2O
Trang 5RCOOH + R'OHH2SO4 đặc, t0RCOOR' + H2O
2.Phương pháp riêng:
Điều chế este của anol khơng bền bằng phản ứng giữa axit cacboxylic và ancol tương ứng
CH3COOH +CH CH t0, xt CH3COOCH=CH2
3.Este của axit và phenol
C6H5-OH + (CH3CO)2O���t C0 CH3COOC6H5 + CH3COOH Anhiđrit axetic Phenylaxetat
Chương II BÀI TẬP CĨ HƯỚNG DẪN GIẢI
CTCT các đồng phân: CH3COO-COOCH3 (1) HCOOCH2-CH2OOCH (2)
Câu 2 Viết các phương trình phản ứng hồn thành các phản ứng sau:
1 CH 3 COOC 2 H 5 + NaOH ���t C0 2 (CH 3 COO) 2 C 2 H 4 + NaOH ���t C0
3 CH 3 OOC-COOCH 3 + NaOH ���t C0 4 R(COO)m.nR’+ NaOH ���t C0
5 CH 3 COOCH=CH-CH 3 + NaOH ���t C0 6 HCOOC(CH 3 )=CH 2 + NaOH ���t C0
8 C 6 H 5 OOC-CH 3 + NaOH ���t C0 9 C
O
O+ NaOH ���t C0
Bài giải:
1 CH3COOC2H5+ NaOH ���t C0 CH3COOH + C2H5OH
2 (CH3COO)2C2H4 + 2NaOH ���t C0 2 CH3COONa + C2H4(OH)2
3 CH3OOC-COOCH3 + 2NaOH ���t C0 2CH3OH + (COONa)2
Trang 64 R(COO)m.nR’+ m.nNaOH ���t C m R(COONa)n + nR’(OH)m
5 CH3COOCH=CH-CH3 + NaOH ���t C0 CH3COONa + CH3-CH2-CHO
6 HCOOC(CH3)=CH2 + NaOH ���t C0 HCOONa + CH3CO-CH3
8 C6H5OOC-CH3 + 2NaOH ���t C0 C6H5ONa + CH3COONa + H2O
Bài giải:
- A, B đều tác dụng với H2 theo tỉ lệ mol 1 : 1 => A, B có một liên kết đôi C=C mạch ngoài
- A tác dụng với xút cho 1 muối và 1 anđehit, muối có phân tử khối lớn hơn phân
tử khối của natri axetat => A có CTCT là: C6H5COOCH=CH2
C6H5COOCH=CH2 + NaOH ���t C0 C6H5COONa + CH3CHO
- B tác dụng với xút dư cho 2 muối và nước, muối có phân tử khối lớn hơn phân tử khối của natri axetat nên B phải là este của phenol với axit không no, B có CTCT là:
-B, C tham gia phản ứng tráng bạc nên B,C phải có nhóm –CHO trong phân tử.
-(A) + H2SO4 (loãng) (C) => C phải là axit fomic, A phải là muối của axitfomic (HCOONa) và B là anđehit axetic (CH3-CHO); € là (NH4)2CO3; (F) là
CH3COONH4
=> CTCT của C3H4O2 là HCOOCH=CH2
Trang 7Phương trình phản ứng:
1 HCOOCH=CH2 + NaOH HCOONa + CH3CHO
2 2HCOONa + H2SO4 (loãng) 2HCOOH + Na2SO4
3 HCOOH + 2AgNO3 + 2NH3 + H2O (NH4)2CO3+ 2Ag + 2NH4NO3
4 CH3CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O CH3COONH4 + 2Ag + 2NH4NO3
II BÀI TẬP TỰ LUẬN
Dạng 01: Bài toán về phản ứng thuỷ phân este
1.Thuỷ phân một este đơn chức
1.a Phương pháp giải
- Trong môi trường axit: Phản ứng xảy ra thuận nghịch
RCOOR’ + HOH H+, to
RCOOH + R’OH
- Trong môi trường kiềm (phản ứng xà phòng hoá): Phản ứng một chiều, cần đun nóng
RCOOR’ + NaOH RCOOH + R’OH
Một số nhận xét :
+ Nếu n NaOH phản ứng = n Este Este đơn chức.
+ Nếu RCOOR’ (este đơn chức), trong đó R’ là C6 H 5 - hoặc vòng benzen có nhóm thế
n NaOH phản ứng = 2n este và sản phẩm cho 2 muối, trong đó có phenolat:
Trang 8VD: RCOOC6H5 + 2NaOH RCOONa + C6H5ONa + H2O
+ Nếu phản ứng thuỷ phân este cho 1 anđehit (hoặc xeton), ta coi như ancol (đồng phân với andehit) có nhóm –OH gắn trực tiếp vào liên kết C=C vẫn tồn tai để giải và từ
đó CTCT của este
+ Nếu sau khi thủy phân thu được muối (hoặc khi cô cạn thu được chất rắn khan) mà
m muối = m este + m NaOH thì este phải có cấu tạo mạch vòng (lacton):
C=O
O NaOH +
HO-CH2CH2CH2COONa
1.b.Một số bài tập minh họa
Bài 1: Thực hiện phản ứng xà phòng hoá chất hữu cơ X đơn chức với dung dịch
NaOH thu được một muối Y và ancol Z Đốt cháy hoàn toàn 2,07 gam Z cần 3,024 lít
O 2 (đktc) thu được lượng CO 2 nhiều hơn khối lượng nước là 1,53 gam Nung Y với vôi tôi xút thu được khí T có tỉ khối so với không khí bằng 1,03 Xác định CTCT của X ?
Và 44.- 18.= 1,53 gam = 0,09 mol ; = 0,135 mol
> Z là ancol no, đơn chức, mạch hở có công thức: CnH2n+1OH (n ≥ 1)
Từ phản ứng đốt cháy Z == n = 2
Y có dạng: CxHyCOONa T: CxHy+1 MT = 12x + y + 1 = 1,03.29 CTCT của X : C 2 H 5 COOC 2 H 5
Bài 2: Đun 20,4 gam một chất hữu cơ A đơn chức với 300 ml dung dịch
NaOH 1 M thu được muối B và hợp chất hữu cơ C Cho C phản ứng với Na dư thu được 2,24 lit H 2 (đktc) Nung B với NaOH rắn thu được khí D có tỉ khối đối với O 2
bằng 0,5 Khi oxi hóa C bằng CuO được chất hữu cơ E không phản ứng với
Đặt công thức của A là RCOOR’
CH3COOR’ + NaOH CH3COONa + R’OH
Trang 9R’OH + Na R’ONa + H2
Ta có: = 0,1 mol nAncol = 2.0,1 = 0,2 mol
nNaOH = 0,3 mol > nAncol NaOH dư, este phản ứng hết
nEste = nAncol = 0,2 mol Meste = 20,4/0,2 = 102
Bài giải:
Đặt công thức este X là RCOOCxHy
Meste = 3,125.32 = 100 neste = 20/100 = 0,2 mol nNaOH pư = neste = 0,2 mol
nNaOH dư = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol → mNaOH = 0,1.40 = 4 g
mmuối = 23,2 – 4 = 19,2 g Mmuối = 19,2/0,2 = 96 R = 96 – 67 = 29 R là
C 2 H 5 -
Lại có: RCOOCxHy + NaOH → RCOONa + CxHy+1O
Áp dụng BTKL: meste + mNaOH (ban đầu) = mbã rắn + m m= 20 + 40.0,3 – 23,2 = 8,8 gn= nX = 0,2 mol M = 8,8/0,2 = 44
12x + y = 27 gốc Hidrocacbon R’: –CH=CH 2
CTCT của X: C2 H 5 COOCH=CH 2
Bài 4: Đun nóng 0,1 mol este no, đơn chức mạch hở X với 30 ml dung dịch 20%
(D = 1,2 g/ml) của một hiđroxit kim loại kiềm A Sau khi kết thúc phản ứng xà phòng hoá, cô cạn dung dịch thì thu được chất rắn Y và 4,6 gam ancol Z, biết rằng Z bị oxi hoá bởi CuO thành sản phẩm có khả năng phản ứng tráng bạc Đốt cháy chất rắn Y
CTCT của X
Giải :
X là este no, đơn chức, mạch hở : CnH2n+1COOCmH2m+1 ( 0 n; 1 m)
Ta có: nX = nAOH (pư) = nZ = 0,1 mol MZ = 14m + 18 = = 46 m = 2
Trang 10Bài 7: Thủy phân hoàn toàn 0,1 mol este X trong NaOH dư, thu được 19,8 g hỗn
hợp gồm 2 muối Biết X không phản ứng với Brom Xác định CTPT và CTCT của X.
Lời giải:
0,1 mol este đơn chức X + 0,3 mol NaOH thu được hỗn hợp 2 muối => X là este 2 chức dạng R1-OOC-R-COOR2 hoặc X là este của phenol
Trường hợp 1: X là este 2 chức R1-OOC-R-COOR2
Tương tự VD3: tính được R1 + R2 = 64, X k phản ứng với Brom nên R1 và R2 đều
no, k chọn được cặp giá trị thỏa mãn
Trường hợp 2: X là este của phenol => X có dạng: RCOOC6H5
RCOOC6H5 + 2NaOH -à RCOONa + C6H5ONa + H2O
Thuỷ phân este đa chức
2.a Phương pháp giải
+Nếu n NaOH phản ứng = .n este ( > 1 và R’ không phải C 6 H 5 - hoặc vòng benzen có nhóm thế) Este đa chức.
Và:
+ R(COOR’)n + nNaOH R(COONa)n + nR’OH , n ancol = n.nmuối
+ (RCOO)nR’ + nNaOH nRCOONa + R’(OH)n , n muối = n.nancol
+ R(COO)nR’ + nNaOH R(COONa)n + R’(OH)n, n ancol = n muối
Sau đó giải tương tự bài toán thủy phân este đơn chức.
2.b.Bài tập minh họa
Bài 1: Este mạch thẳng A có CTPT C 7 H 12 O 4 chỉ chứa 1 loại nhóm chức Để thủy phân 16g A cần vừa đủ 200g dung dịch NaOH 4%, thu được 1 ancol B và 17,8g hỗn hợp 2 muối Xác định CTCT của A.
Bài giải:
nNaOH = 0,2 mol
nA= 0,1 mol
Trang 11=> A là este 2 chức
- Lại có: A + NaOH => hỗn hợp 2 muối => A có dạng: R1-COO-R-OOCR2
R1-COO-R-OOC-R2 + 2NaOH R1COONa + R2COONa + R(OH)2
Bài 2: Chất hữu cơ X có CTPT trùng với CTĐGN Trong đó thành phần % theo
khối lượng của C và H lần lượt là 45,45% và 6,06% còn lại là oxi Khi cho X tác dụng
trong môi trường axit H 2 SO 4 thu được 3 sản phẩm hữu cơ trong đó 2 sản phẩm cùng một loại nhóm chức có tổng khối lượng là 5,406 gam và đạt hiệu suất 68% Xác định CTPT và viết CTCT của X?
Bài giải
CTTQ của X: CxHyOz
Có mC : mH : mO = 45,45 : 6,06 : 48,49 => 12x : y : 16z = 45,45 : 6,06 : 48,49
x : y : z = 5 : 8 : 4 => CTPT X : C5H8O4 số mol X = 9,9/132 = 0,075 mol
X + NaOH - 3 sản phẩm hữu cơ
X là este no, hai chức
X + 2HOH - 2 sản phẩm hữu cơ đồng đẳng đơn chức + chất hữu cơ
2 chức (X1)
Trang 12Áp dụng BTKL : 9,9.0,68 + 2 0,075.0,68 = 5,406 + 0,075.0,68 MX1
M X1= 62 => CTCT của X1 là HO-CH2-CH2-OH
CTCT của X chỉ có thể là : HCOOCH 2 -CH 2 OOC-CH 3
Bài 3: Chất hữu cơ E được tạo bởi 3 loại nguyên tố chỉ chứa 1 loại nhóm chức,
trong đó Hiđro chiếm 6,85%; oxi chiếm 43,84% khối lượng của E, khối lượng mol của
E nhỏ hơn 250 gam Lấy 4,38 gam E cho tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, sản phẩm gồm ancol và 4,92 gam muối Tìm CTPT và CTCT của E.
(Trích đề thi chuyên Hóa ĐH KHTN Hà Nội năm học
2011-2012)
Bài giải:
CTTQ của E: CxHyOz
Có mC : mH : mO = 49,31 : 6,85 : 43,84 => 12x : y : 16z = 49,31 : 6,85 :43,84
x : y : z = 3 : 5 : 2 => CTĐG N của X : C3H5O2
CTTN: (C3H5O2)n với ME < 250; n chẵn => n < 3,4 => n = 2
CTPT của E: C 6 H 10 O 4
E + NaOH -> muối + rượu => E là este 2 chức.
n(E) = 0,03mol => n (NaOH) = 0,06mol
Có: E + 2NaOH -> muối + rượu
Bài 4: Chất X có công thức phân tử C6H8O4 Cho 1 mol X phản ứng hết với
dung dịch NaOH, thu được chất Y và 2 mol chất Z Đun Z với dung dịch H2SO4 đặc, thu được đimetyl ete Chất Y phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng (dư), thu được chất T Cho T phản ứng với HBr, thu được hai sản phẩm là đồng phân cấu tạo của
Trang 13nhau Viết CTCT của
Bài 5: Cho 0,01 mol một este X của axit hữu cơ phản ứng vừa đủ với 100 ml dung
dịch NaOH 0,2 M, sản phẩm tạo thành chỉ gồm một ancol Y và một muối Z với số mol bằng nhau Mặt khác, khi xà phòng hoá hoàn toàn 1,29 gam este đó bằng một lượng vừa đủ là 60 ml dung dịch KOH 0,25 M, sau khi phản ứng kết thúc đem cô cạn dung dịch được 1,665 gam muối khan Xác định công thức của X.
Giải:
Ta có: nZ = nY X chỉ chứa chức este
Sỗ nhóm chức este là: = = 2 CT của X có dạng: R(COO)2R’
Từ phản ứng thủy phân: naxit = nmuối = nKOH = 0,06.0,25 = 0,0075 mol
M muối = MR + 83.2 = = 222 MR = 56 R là: -C4 H 8
-Meste = = 172 R + 2.44 + R’ = 172 R’ = 28 (-C2 H 4 -)
Vậy X là: C 4 H 8 (COO) 2 C 2 H 4
Bài 6: Đun nóng 7,2 gam este X với dung dịch NaOH dư Phản ứng kết thúc thu
được glixerol và 7,9 gam hỗn hợp muối Cho toàn bộ hỗn hợp muối đó tác dụng với
H 2 SO 4 loãng thu được 3 axit hữu cơ no, đơn chức, mạch hở Y, Z, T Trong đó Z, T là đồng phân của nhau, Z là đồng đẳng kế tiếp của Y Xác định công thức cấu tạo của X Giải :
Vì Y, Z là đồng đẳng kế tiếp và Z, T là đồng phân của nhau
có thể đặt công thức chung của este X: C3H5(OCO)3
(1) C3H5(OCO)3 + 3NaOH 3COONa + C3H5(OH)3
Theo (1), ta có : nmuối = 3neste
CTCT các chất:
Trang 14 CTCT :
CH2CH
CH2
OCOC2H5OCOCH2CH2CH3OCOCH(CH3)2 hoặc
CH2CH
CH2
OCOCH2CH2CH3OCOC2H5OCOCH(CH3)2
3 Thủy phân hỗn hợp este
3.1 Phương pháp giải
+ Bài toán về hỗn hợp các este thì nên sử dụng phương pháp trung bình.
+ Các bước còn lại giải tương tự este đơn chức
3.2 Một số bài tập minh họa
Bài 1: Một hỗn hợp A gồm 2 este đơn chức X, Y (M X < M y ) Đun nóng 12,5 gam hỗn hợp A với một lượng dung dịch NaOH vừa đủ thu được 7,6 gam hỗn hợp ancol no
B, đơn chức có khối lượng phân tử hơn kém nhau 14 đvC và hỗn hợp hai muối Z Đốt cháy 7,6 gam B thu được 7,84 lít khí CO 2 (đktc) và 9 gam H 2 O Tính phần trăm khối lượng của X, Y trong hỗn hợp A
Bài giải :
Từ đề bài A chứa 2 este của 2 ancol đồng đẳng kế tiếp
Đặt công thức chung của ancol là
= 7,84/22,4 = 0,35 mol; = 9/18 = 0,5 mol nB = -= 0,5 – 0,35 = 0,15 mol
Trang 15+ neste = nCO2 – nH2O
3 Este không no, đơn chức, có k liên kết C=C trong phân tử:
+ neste = 2(nCO2 – nH2O)/k
4 Este không no, có từ 2 liên kết C=C trở lên trong phân tử
+neste = (nCO2 – nH2O)/(k-1)
5 Este bất kì:
- CTTQ: CxHyOz x, y, z nguyên dương, x>=2, z>=2
- Phản ứng cháy: CxHyOz + O2 > xCO2 + y/2H2O
- Áp dụng các định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn nguyên tố… để giải bài toán
2.1.b Một số bài tập minh họa
Trang 16Bài 1: Đốt cháy m (g) este mạch hở X tạo thành 0,4 mol CO 2 và 5,4g H 2 O 1 mol X làm mất màu dung dịch chứa 160g Br 2 1 mol X thủy phân vừa đủ với 1 mol kiềm tạo ra một sản phẩm thủy phân có thể tham gia phản ứng tráng bạc Xác định CTPT, CTCT
X
Bài giải:
1 mol X làm mất màu 1 mol Br2 => trong X có chứa 1 nối đôi
1 mol X thủy phân vừa đủ với 1 mol NaOH => X đơn chức
=> Đặt CTPT của este X là: CnH2n-2O2
Có: nC:nH = n : (2n-2) = 0,4 : 0,6 => n = 4
=>CTPT của X: C4H6O2
X thủy phân cho sản phẩm tham gia phản ứng tráng bạc
TH1: X là este của axit fomic:=> X có CTCT: HCOOCH=CH-CH3 hoặc
HCOOC(CH3)=CH2
TH2: X thủy phân ra andehit: => X có CTCT: CH3COOCH=CH2
=> Có 3 CTCT của X phù hợp đề bài:
=> CTPT của Y: C2H4O2
Trang 17=> CTCT của Y: HCOOCH 3
Bài 3 : 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 CO 2 bằng 6/7 thể tích khí O 2 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 Tìm giá trị của m
(Trích đề thi TS ĐH khối A năm
x y
Bài 4: Đốt cháy 0,8 gam một este X đơn chức được 1,76 gam CO 2 và 0,576 gam
được 7 gam muối khan Y Cho Y tác dụng với dung dịch axit loãng thu được Z không phân nhánh Xác định công thức cấu tạo của X
Bài giải :
Công thức X: CxHyO2 ( 2 x; y 2x )
Theo đề bài: mc = gam; mH = gam mO (X) = 0,256 gam
x:y:2 = 0,04:0,064:0,016 = 5:8:2