Giải bài tập SBT Hóa 12 Bài 1: Este

1. Giải bài 1.1 trang 3 SBT Hóa học 12

2. Giải bài 1.2 trang 3 SBT Hóa học 12

3. Giải bài 1.3 trang 3 SBT Hóa học 12

4. Giải bài 1.4 trang 3 SBT Hóa học 12

5. Giải bài 1.5 trang 3 SBT Hóa học 12

6. Giải bài 1.6 trang 3 SBT Hóa học 12

n_X = 3,7/74 = 0,05 mol

m_NaOH = (100.4)/100=4 gam

Bảo toàn khối lượng: 

m_X + m_NaOH = m­_rắn + m_ancol

→ 3,7 + 4 = 5,4 + m_ancol

→m_ancol = 2,3 gam

Vì X là este đơn chức nên n_ancol = n_X = 0,05 mol

→ M_ancol= 2,3/0,05 =46

→Ancol: C₂H₅OH

→Este: HCOOC₂H₅

→ Chọn A.

Thuỷ phân hoàn toàn hỗn hợp gồm hai este đơn chức X. Y là đồng phân cấu tạo của nhau cần 100 ml dung dịch NaOH  1M. Thu được 7.85 g hỗn hợp hai muối của hai axit là đồng đẳng kế tiếp và 4.95g 2 hai ancol bậc I. Công thức cấu tạo và phần trăm khối lượng của hai este là :

A. HCOOCH₂CH₂CH₃, 75% ; CH₃COOC₂H5, 25%.

B. HCOOC₂H₅, 45% ; CH3COOCH3, 55%.

C. HCOOC₂H₅, 55% ; CH3COOCH3, 45%.

D. HCOOCH₂CH₂CH₃, 25% ; CH₃COOC₂H₅, 75%.

Phương pháp giải

Bảo toàn khối lượng để tìm khối lượng hỗn hợp este

- Vì este là đơn chức nên n_este = n_NaOH

→ CTPT của X và Y → CTCT của X, Y.

- Đặt số mol của X và Y lần lượt là x, y mol.

- Lập hệ phương trình, suy ra phần trăm khối lượng của hai este

Hướng dẫn giải

n_NaOH = 0,1.1 = 0,1 mol

Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

m_{hh este} = m_muối + m_rượu – m_NaOH = 7,85 + 4,95 – 0,1.40 = 8,8 g

Theo đề bài hỗn hợp este là đơn chức → n_NaOH = n_{hh este} = 0,1 mol

→ M_este = 88 g/mol.

Dựa vào đáp án, hh este là hh este no, đơn chức→Công thức phân tử của 2 este là C₄H₈O₂ 

→ Loại đáp án B, C

→ Hỗn hợp este gồm HCOOC₃H₇ (x mol) và CH₃COOC₂H₅ (y mol).

Từ phản ứng thuỷ phân và khối lượng sản phẩm muối ta có hệ pt

   n_HCOOC3H7 + n_CH3COOC2H5 = x + y = 0,1

   m_HCOONa + m_CH3COONa =  67x + 82y = 7,85

→ x = 0,025 mol;  y = 0,075 mol

→ %m_HCOOC3H7 = 25% ;  %m_CH3COOC2H5 = 75%

→ Chọn D.

Este X có công thức đơn giản nhất là C₂H₄O. Đun sôi 4,4 g X với 200 g dung dịch NaOH 3% đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Từ dung dịch sau phản ứng thu được 8,1 g chất rắn khan. Công thức cấu tạo của X là

A.CH₃CH₂COOCH₃.                 B. CH₃COOCH₂CH₃

C. HCOOCH₂CH₂CH₃.              D. HCOOCH(CH₃)₂.

Phương pháp giải

- Từ đáp án suy ra CTPT của X → số mol của X

- Vì n_X  < n_NaOH → chất rắn gồm muối và NaOH dư → khối lượng của muối

- n_X  = n_muối → CT của muối

→ Công thức este.

Hướng dẫn giải

n_NaOH = (200.3)/(100.40) =0,15 mol

Từ đáp án → Công thức phân tử của X là C₄H₈O₂.

→ n_X = 0,05 mol. Đặt CTHH của X dạng RCOOR’

PT:  RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH

 n_X = n_{NaOH (pư)} = 0,05 mol

→ m_NaOH(dư) = 0,1 mol

→ Chất rắn thu được gồm RCOONa 0,05 mol và NaOH dư 0,1 mol

m_RCOONa = m_{chất rắn} – m_NaOH(dư) =  4,1 g → M_RCOONa = 82 → M_R = 15

→ CTCT của X là CH₃COOC₂H₅

→ Chọn B.

Đồng phân nào trong số các đồng phân mạch hở có công thức phân tử C₂H₄O₂ tác dụng được với

a)   Dung dịch natri hiđroxit ?

b)   Natri kim loại ?

c)   Ancol etylic ?

d)   Dung dịch AgNO₃/NH₃ sinh ra Ag ?

Viết các phương trình hoá học minh hoạ.

Phương pháp giải

- Viết các đồng phân cấu tạo của CTPT C₂H₄O₂ 

- Dựa vào tính chất hóa học của các chất tương ứng.

Hướng dẫn giải

Ứng với công thức phân tử C₂H₄O₂ có các công thức cấu tạo mạch hở sau: CH₃COOH (A); HCOOCH₃ (B); HOCH₂CHO (C).

Tác dụng được với dung dịch natri hiđroxit : A và B.

CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O

HCOOCH₃ + NaOH → HCOONa + CH₃OH

Tác dụng được với natri kim loại : A và C.

CH₃COOH + Na → CH₃COONa + ½ H₂

HOCH₂CHO + Na → NaOCH2CHO + ½ H₂

Tác dụng được với ancol etylic : A và C.

C₂H₅OH + CH₃COOH \(\xrightarrow{{{H^ + },{t^o}}}\) CH₃COOC₂H₅ + H₂O

C₂H₅OH + HOCH₂CHO → C₂H₅OCH₂CHO + H₂O

Tác dụng được với AgNO₃/NH₃ sinh ra Ag : B và C.

HCOOCH₃ + 2AgNO₃ + 2NH₃ → NH₄OOCOCH₃ + 2Ag + NH₄NO₃ + H₂O

HOCH₂CHO + 2AgNO₃ + 2NH₃ → HOCH₂COONH₄ + 2Ag + NH₄NO₃ + H₂O

Este đơn chức X có phần trăm khối lượng các nguyên tố C, H, O lần lượt là 48,65% ; 8,11% và 43,24%

a) Tìm công thức phân tử, viết các công thức cấu tạo có thể có và gọi tên X.

b) Đun nóng 3,7 g X với dung dịch NaOH vừa đủ đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Từ dung dịch sau phản ứng, thu được 4,1 g muối rắn khan. Xác định công thức cấu tạo của X.

Phương pháp giải

a. Từ phần trăm khối lượng các nguyên tố, ta xác định được công thức đơn giản nhất của X là C₃H₆O₂ → Công thức phân tử của X là C₃H₆O₂.

Viết các đồng phân ứng với CTPT đã tìm được, dựa vào lý thuyết về danh pháp của este và gọi tên các este tương ứng.

b. Gọi công thức của X là RCOOR₁ (R₁ # H)

→ Muối khan là RCOONa có số mol = số mol X

→ Công thức của muối

→ Công thức của este.

Hướng dẫn giải

a. Gọi CTPT của X là C_xH_yO_z

x : y : z = (48,65/12) : (8,11/1) : (43,24/16) = 3: 6 : 2

→ Công thức đơn giản nhất của X là C₃H₆O₂ 

Vì X là este đơn chức → Công thức phân tử của X là C₃H₆O₂

Các công thức cấu tạo có thể có của X là :

HCOOC₂H₅ (etyl fomat) và CH₃COOCH₃ (metyl axetat).

b. Đặt công thức của X là RCOOR₁ (R₁ # H).

RCOOR₁ + NaOH → RCOONa + R₁OH

n_X = 0,05 mol

Muối khan là RCOONa có số mol = số mol X = 0,05 mol

=> M _RCOONa= 4,1/0,05 = 82 (g/mol)

Từ đó suy ra muối là CH₃COONa.

Công thức cấu tạo của X là CH₃COOCH₃

Hai este X và Y là đồng phân cấu tạo của nhau. Tỉ khối hơi của X so với hiđro bằng 44.

a)  Tìm công thức phân tử của X và Y.

b) Cho 4,4 g hồn hợp X và Y tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 4,45 g chất rắn khan và hỗn hợp hai ancol là đồng đẳng kế tiếp. Xác định công thức cấu tạo của X, Y và gọi tên chúng.

Phương pháp giải

a. Từ tỷ khối hơi của X so với hiđro, tìm được M_X

→ Công thức phân tử của X, Y.

b. Vì X, Y đều đơn chức nên n_este = n_muối

→ Công thức của 2 muối

→ Công thức cấu tạo của X, Y.

Hướng dẫn giải

a) M_X = 44.2 = 88 (g/mol).

Vì nhóm COO trong phân tử este có khối lượng là 44, nên X và Y thuộc loại este đơn chức dạng RCOOR' hay C_xH_yO₂.

Ta có : 12x + y = 56 → x = 4;y = 8

Công thức phân tử của X và Y là C₄H₈O₂. X, Y thuộc loại este no, đơn chức, mạch hở.

b) Đặt công thức chung của 2 este là RCOOR ’. Phản ứng thủy phân trong dung dịch NaOH:

RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH

Chất rắn khan là hỗn hợp muối của hai axit là đồng đẳng kế tiếp (vì hai ancol là đồng đẳng kế tiếp).

n_este = n_muối = 4,4/88 = 0,05 mol 

M _RCOONa = 4,45/0,05= 89 (g\mol)

→ R = 22.

Hai muối tương ứng là CH₃COONa và C₂H₅COONa.

X là CH₃COOCH₂CH₃ (etyl axetat), Y là C₂H₅COOCH₃ (metyl propionat). 

Este đơn chức X thu được từ phản ứng este hoá giữa ancol Y và axit hữu cơ Z (có xúc tác là axit H₂SO₄). Đốt cháy hoàn toàn 4,3 g X thu được 4,48 lít khí CO₂ (đktc) và 2,7 g nước. Tìm công thức phân tử, viết công thức cấu tạo và tên gọi của X. Viết phương trình hoá học của phản ứng điều chế X từ axit và ancol tương ứng.

Phương pháp giải

- Từ sản phẩm cháy ta tìm được số mol C, H và O.

- Tìm công thức đơn giản nhất của X là 

- Mà X là este đơn chức, suy ra  công thức phân tử của X.

Hướng dẫn giải

Từ sản phẩm cháy ta có :

n_C = n_CO2 = 0,2mol → m_C = 0,2.12 = 2,4 gam

n_H = 2n_H2O = 0,3mol → m_H = 0,3.1 = 0,3 gam

m_O = m _X − m_C −m_H = 4,3 − 2,4 − 0,3 = 1,6 gam → n_O = 0,1 mol 

Đặt công thức phân tử của X là C_xH_yO_z. Ta có tỉ lệ :

x : y : z = 0,2 : 0,3 : 0,1 = 2 : 3 : 1.

→ CTĐGN của X là C₂H₃O

Mà X là este đơn chức nên công thức phân tử của X là C₄H₆O₂.

Vì X được tạo ra từ phản ứng este hoá giữa ancol Y và axit hữu cơ Z nên có công thức cấu tạo :

HCOOCH₂CH=CH₂ (anlyl fomat) hoặc CH₂=CHCOOCH₃ (metyl acrylat).

HCOOH + CH₂=CH−CH₂OH → HCOOCH₂−CH=CH₂ + H₂O 

CH₂=CH−COOH + CH₃OH → CH₂=CH−COOCH₃ + H₂O

Hỗn hợp X gồm axit axetic và ancol etylic. Chia X thành ba phần bằng nhau. Cho phần một tác dụng với natri dư thấy có 3,36 lít khí H₂ thoát ra (đktc). Phần hai phản ứng vừa đủ với 200 ml dung dịch NaOH 1M.

Thêm vào phần ba một lượng H₂SO₄ làm xúc tác rồi thực hiện phản ứng este hoá, hiệu suất đạt 60%.

a)   Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra.

b)   Tính khối lượng của hỗn hợp X đã dùng và khối lượng este thu được.

Phương pháp giải

Phần 1: n_ancol + n_axit = 2.n_H2

Phần 2: n_axit = n_NaOH

→n_axit → n_ancol

Phần ba: Vì n_ancol < n_axit → hiệu suất tính theo số mol của ancol

→ n_este → m_este

Hướng dẫn giải

a) Phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra:

CH₃COOH + Na → CH₃COONa + 12H₂

C₂H₅OH + Na → C₂H₅ONa + 12H₂

CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O

CH₃COOH + C₂H₅OH \(\xrightarrow{{{H_2}S{O_{4(d)}},{t^o}}}\) CH₃COOC₂H₅ + H₂O

b) 

n_H2 = 3,36/22,4 = 0,15 mol

n_NaOH = 0,2.1 = 0,2 mol

Phần 1: n_ancol + n_axit = 2.n_H2

→ n_ancol + n_axit = 2.0,15

Phần 2: n_axit = n_NaOH

→n_axit = 0,2 mol

→ n_ancol = 2.0,15 – 0,2 = 0,1 mol

→ m_X = 3.(0,2.60 + 0,1.46) = 49,8 gam.

Phần ba: Vì n_ancol < n_axit → hiệu suất tính theo số mol của ancol

→ neste = (0,1.60)/100 = 0,06 mol

→ m_este = m_CH3COOC2H5 = 0,06.88 = 5,28 gam