Chuyên đề Este bồi dưỡng học sinh khá, giỏi chuẩn bị tham dự các kì thi THPT QG by Dạy Kèm Quy Nhơn Official

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

PHẦN I. Më ®Çu

H Ơ

I . Lý do chọn đề tài.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

ÁN

-L

Í-

ẤP

TR ẦN

Ư N

ẠO

TP .Q

Trong qu¸ tr×nh gi¶ng d¹y ë tr−êng phæ th«ng nhiÖm vô ph¸t triÓn t− duy cho häc sinh lµ nhiÖm vô rÊt quan träng, ®ßi hái tiÕn hµnh ®ång bé ë çc m«n, trong ®ã Hãa häc lµ m«n khoa häc thùc nghiÖm ®Ò cËp ®Õn nhiÒu vÊn ®Ò cña khoa häc, sÏ gãp phÇn rÌn luyÖn t− duy cho häc sinh ë mäi gãc ®é ®Æc biÖt lµ qua phÇn bµi tËp hãa häc. Bµi tËp hãa häc kh«ng nh÷ng cã t¸c dông rÌn luyÖn kü n¨ng vËn dông, ®µo s©u vµ më réng kiÕn thøc ®> häc mét çch sinh ®éng, phong phó mµ cßn th«ng qua ®ã ®Ó «n tËp, rÌn luyÖn mét sè kü n¨ng cÇn thiÕt vÒ hãa häc, rÌn luyÖn tÝnh tÝch cùc, tù lùc, trÝ th«ng minh s¸ng t¹o cho häc sinh, gióp häc sinh høng thó trong häc tËp. Qua bµi tËp hãa häc gi¸o viªn kiÓm tra, ®¸nh gi¸ viÖc n¾m v÷ng kiÕn thøc vµ kü n¨ng hãa häc cña häc sinh. §Ó gi¸o viªn båi d−ìng häc sinh kh¸, giái ë çc tr−êng Phæ th«ng THCS dù thi häc sinh giái cÊp HuyÖn, cÊp TØnh vµ dù thi vµo çc tr−êng 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¶ çc chuyªn ®Ò nh− :CÊu t¹o nguyªn tö, Nguyªn tè hãa häc, §¹i c−¬ng hãa h÷u c¬, Çc 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 çc ®Ò thi Häc sinh giái m«n Hãa häc cÊp HuyÖn, cÊp TØnh, ®Ò thi tuyÓn sinh vµo çc tr−êng 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 d−ìng HSG m«n Hãa häc ë cÊp THCS kh«ng hÒ dÔ dµng ®èi víi çc 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 ®> s−u 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. II. Mục đích nghiên cứu * Cung cấp cho học kiến thức cơ bản, kiến thức nâng cao trọng tâm về este. * 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 thi học 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.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

H Ơ

* Soạn và giải các bài tập thi học sinh giỏi tỉnh, đề thi đại học,đề thi tuyển sinh vào các lớp chuyên. * Thực nghiệm đánh giá việc giảng dạy về este trong việc giải các bài tập về este.

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Ư N

ẠO

TP .Q

V.Phương 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 giỏi các 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 trong quá trình học tập.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

ÁN

-L

Í-

ẤP

TR ẦN

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 những đỉnh cao về tri thức.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

H Ơ N Y U

CH3COOC2H5 + H2O etyl axetat

ẠO

RCOOR' + H 2O

Tổng

H 2SO 4 ñaëc , t0

quát: RCOOH + R'OH

H2SO4 ®Æc,to

TP .Q

C2H5OH + CH3COOH

PHẦN II. NỘI DUNG Chương I: LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM VỀ ESTE I.Khái niệm và danh pháp 1.Khái niệm:

ẤP

TR ẦN

Ư N

Khi thay thế nhóm OH ở nhóm cacboxyl của axit cacboxylic bằng nhóm 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): CmH2m+1COOCm’H2m’+1 hay CnH2nO2 (m ≥ 0; m’ ≥ 1; n ≥ 2 ). Công thức chung của Este đa chức được tạo bởi axit cacboxylic đa chức R(COOH)nvà ancol đơn chức R’OH: R(COOR’)n Công Thức chung của Este đa chức được tạo bởi axit cacboxylic đơn chức RCOOH và ancol đa chức R’(OH)m : (RCOO)mR’ Công 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.mR’(n, m có thể bằng nhau) Tóm lại, có 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 (đuôi “at”). metyl fomat vinylaxetat

Ỡ N

ÁN

-L

Í-

Thí dụ: HCOOCH3 CH3COOCH2CH2CH3propyl axetat CH3-COO-C2H5 etylaxetat H-COO-CH3 metylfomat CH2=C(CH3)-COO-CH3 metylmetacrylat CH3-COO-CH=CH2 C6H5COO-CH3 metylbenzoat

BỒ

ID Ư

II. Tính chất hóa học 1.Phản ứng ở nhóm chức a. Thuỷ phân trong môi trường axit CH3COOC2H5 + H2O

H+

CH3COOH + C2H5OH

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

CH3COONa + C2H5OH

CH3COOC2H5 + NaOH

H Ơ

* 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)

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

TP .Q

* Đặc điểm của phản ứng: Phản ứng chỉ xảy ra 1 chiều, vì không còn axit để phản ứng tạo lại este.

ẠO

* Lưu ý: Một số este có phản ứng thuỷ phân đặc biệt hơn: − Từ este chứa gốc rượu không no tạo ra andehit, xeton. t C Vd: CH3COOCH=CH2 + NaOH → CH3COONa+ CH3CHO t C CH3COOC(CH3)=CH2 + NaOH → CH3COONa+ CH3-CO-CH3 − Từ este chứa gốc phenol tạo ra 2 muối. t C CH3COONa + C6H5ONa + H2O Vd: CH3COOC6H5 + 2NaOH → 2.Phản ứng của gốc hiđrocacbon của este a.Phản ứngcộng (với H2, X2, HX), /t VD: CH3[CH2]7 CH=CH-[CH2]7 COOCH3 + H2 Ni → CH3[CH2]16COOCH3 b. Phản ứng trùng hợp: o ,XT VD: nCH2=C(CH3)-COOCH3 t,P → ( -CH2-C(CH3) - COOCH3 ) n 3.Este của axit fomic có phản ứng tráng gương, phản ứng khử Cu(OH)2. o 3/t VD: H-COO-R + 2AgNO3 + 2NH3 + H2O NH  → HO-COO-R +2Ag↓ + 2NH4NO3 t C H-COO-R + 2Cu(OH)2 + NaOH → Cu2O↓ + NaO-CO-OR + 3H2O III. Điều chế 1. Phương pháp chung: Bằng phản ứng este hoá giữa axit cacboxylic và ancol.

Ư N

TR ẦN

ẤP

H2SO4 ñaëc, t0

RCOOH + R'OH

RCOOR' + H2O

ÁN

-L

Í-

2.Phương pháp riêng: Điều chế este của anol không bền bằng phản ứng giữa axit cacboxylic và ancol tương ứng. CH3COOH + CH CH

t0, xt

CH3COOCH=CH2

3.Este của axit và phenol t C C6H5-OH + (CH3CO)2O → CH3COOC6H5

BỒ

ID Ư

Ỡ N

Anhiđrit axetic

+ CH3COOH

Phenylaxetat

Chương II. BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ẠO

TP .Q

H Ơ

I.BÀI TẬP LÝ THUYẾT 1. Bài tập vận dụng mức độ thấp Câu 1.Viết CTCT các đồng phân este có cùng CTPT C4H6O2; C4H6O4. Bài giải: - C4H6O2 có dạng CnH2n-2O2 => este đơn chức không no có 1 nối đôi trong phân tử CTCT các đồng phân: CH2=CH-COOCH3 (1) CH3COOCH=CH2 (2) HCOOCH=CH-CH3 (3) HCOOCH2-CH=CH2 (4) HCOOCH(CH3)=CH2 (5) - C4H6O4 có dạng CnH2n-4O2 => este 2 chức no CTCT các đồng phân: CH3COO-COOCH3 (1) HCOOCH2-CH2OOCH (2)

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Ư N

Câu 2.Viết các phương trình phản ứng hoàn thành các phản ứng sau: t C t C 2. (CH3COO)2C2H4 + NaOH → 1. CH3COOC2H5+ NaOH → t C t C 3. CH3OOC-COOCH3+ NaOH → 4. R(COO)m.nR’+ NaOH → t C t C 5. CH3COOCH=CH-CH3 + NaOH → 6. HCOOC(CH3)=CH2+ NaOH → 0

t C 8. C6H5OOC-CH3 + NaOH → 9.

TR ẦN

t C + NaOH →

Bài giải: t C 1. CH3COOC2H5+ NaOH → CH3COOH + C2H5OH t C 2. (CH3COO)2C2H4 + 2NaOH → 2 CH3COONa + C2H4(OH)2 t C 3. CH3OOC-COOCH3 + 2NaOH → 2CH3OH + (COONa)2 t C 4. R(COO)m.nR’+ m.nNaOH → m R(COONa)n + nR’(OH)m t C 5. CH3COOCH=CH-CH3 + NaOH → CH3COONa + CH3-CH2-CHO t C 6. HCOOC(CH3)=CH2 + NaOH → HCOONa + CH3CO-CH3 t C 8. C6H5OOC-CH3 + 2NaOH → C6H5ONa + CH3COONa + H2O

ẤP

Í-

-L

C O

t C + NaOH → HO-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COONa +

H2O

ÁN

2. Bài tập vận dụng mức độ cao

BỒ

ID Ư

Ỡ N

Câu 1:Hai este A, B là dẫn xuất của benzene có cùng CTPT là C9H8O2. A, B đều cộng hợp với H2theo tỉ lệ mol 1:1. A tác dụng với xút cho 1 muối và 1 anđehit, B tác dụng với xút dư cho 2 muối và nước. Các muối có phân tử khối lớn hơn phân tử khối của natri axetat. Xác định CTCT của A, B và viết các phương trình phản ứng. 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.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- 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. t C C6H5COOCH=CH2+ NaOH → C6H5COONa + CH3CHO

H Ơ

TP .Q

- 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: CH2=CH-COOC6H5. 0

t C 2NaOH → CH2=CH-COONa + C6H5Ona + H2O Câu 2.Hoàn thành các phản ứng theo sơ đồ sau (dưới dạng công thức cấu tạo). 1. C3H4O2 + NaOH → (A) + (B) 2. (A) + H2SO4 (loãng) → (C) + (D) 3. € + AgNO3 + NH3 + H2O →€ + Ag ↓ + NH4NO3 4. (B) + AgNO3 + NH3 + H2O → (F) + Ag ↓ + NH4NO3 Bài giải: -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 axit fomic (HCOONa) và B là anđehit axetic (CH3-CHO); € là (NH4)2CO3; (F) là CH3COONH4 => CTCT của C3H4O2 là HCOOCH=CH2. Phương trình phản ứng:

ẤP

TR ẦN

Ư N

ẠO

CH2=CH-COOC6H5 +

BỒ

ID Ư

Ỡ N

ÁN

-L

Í-

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 Câu 3. a)Từ xenlulozơ và các chất vô cơ cần thiết viết phương trình phản ứng điều chế (ghi rõ điều kiện nếu có)Etyl axetat b)Từ khí thiên nhiên và các chất vô cơ cần thiết viết phương trình phản ứng điều chế poli vinyl axetat. Bài giải a) Điều chế Etyl axetat t C (C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 t C C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 mengiam C2H5OH + O2  → CH3COOH + H2O H SO ,t C CH3COOH + C2H5OH  + H2O → CH3COO C2H5 b) Điều chế vinyl axetat 0

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

1500 C , lamlanhnhanh 2CH4  → C2H2 + 3H2 Hg C2H2 + H2O  → CH3CHO t C 2CH3CHO + O2 → 2CH3COOH t C CH3COOCH=CH2 CH3COOH + CH≡CH → 2+

H Ơ

Ư N

ẠO

TP .Q

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 H+, to RCOOR’ + HOH RCOOH + R’OH - Trong môi trường kiềm (phản ứng xà phòng hoá): Phản ứng một chiều, cần đun nóng t RCOOR’ + NaOH → RCOOH + R’OH Một số nhận xét : + Nếu nNaOH phản ứng = nEste⇒Este đơn chức. + Nếu RCOOR’ (este đơn chức), trong đó R’ là C6H5- hoặc vòng benzen có nhóm thế ⇒nNaOH phản ứng = 2neste và sản phẩm cho 2 muối, trong đó có phenolat: VD: 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 mmuối = meste + mNaOH thì este phải có cấu tạo mạch vòng (lacton):

ẤP

TR ẦN

NaOH

HO-CH2CH2CH2COONa

Í-

C=O +

BỒ

ID Ư

Ỡ N

ÁN

-L

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 O2 (đktc) thu được lượng CO2 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 ? Bài giải : Theo đề bài: X đơn chức, tác dụng với NaOH sinh ra muối và ancol ⇒ X là este đơn chức: RCOOR’. Áp dụng BTKL: mX + mO = mCO + m H O 2

⇒ 44. nCO + 18. n H O = 2,07 + (3,024/22,4).32 = 6,39 gam 2

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Và 44. nCO - 18. n H O = 1,53 gam ⇒ nCO = 0,09 mol ; n H O = 0,135 mol 2

n H 2O > nCO2 → Z là ancol no, đơn chức, mạch hở có công thức: CnH2n+1OH (n

nCO2

n + 1 0,135 = ⇒ n = 2. n 0,09

n H 2O

TP .Q

Y có dạng: CxHyCOONa → T: CxHy+1⇒ MT = 12x + y + 1 = 1,03.29

Từ phản ứng đốt cháy Z ⇒

H Ơ

≥ 1)

x = 2 ⇒CTCT của X :C2H5COOC2H5 y = 6

→

ẤP

TR ẦN

Ư N

ẠO

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 H2 (đktc). Nung B với NaOH rắn thu được khí D có tỉ khối đối với O2 bằng 0,5. Khi oxi hóa C bằng CuO được chất hữu cơ E không phản ứng với AgNO3/NH3. Xác định CTCT của A? Bài giải: Chất C tác dụng với Na sinh ra khí H2⇒ C là ancol. Oxi hóa C ra E không phản ứng với AgNO3 ⇒ C không là ancol bậc 1. Các đáp án cho A là este đơn chức. Vậy B là muối của Na. Nung B với NaOH rắn tạo ra D có MD = 32.0,5 = 16. Vậy D là CH4⇒ Gốc R trong D là CH3-. Đặt công thức của A là RCOOR’ CH3COOR’ + NaOH → CH3COONa + R’OH R’OH + Na → R’ONa + H2 Ta có: nH = 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 ⇒ R’ = 102 – 59 = 43 ⇒ gốc R’ là C3H7- và ancol bậc 2 ⇒CTCT của A: CH3COOCH(CH3)CH3

ÁN

-L

Í-

BỒ

ID Ư

Ỡ N

Bài 3:Cho 20 gam este X có tỉ khối hơi so với O2 bằng 3,125, tác dụng với 0,3 mol NaOH. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 23,2 gam bã rắn. Xác định CTCT của X 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

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

⇒mmuối= 23,2 – 4 = 19,2 g ⇒ Mmuối = 19,2/0,2 = 96 ⇒ R = 96 – 67 = 29 ⇒ R là C2H5Lại có: RCOOCxHy + NaOH → RCOONa + CxHy+1O C H O

y +1

⇒ mC H

y +1O

= 20 + 40.0,3 –

y +1

TP .Q

y +1O

Áp dụng BTKL: meste + mNaOH (ban đầu) = mbã rắn + m C H 23,2 = 8,8 g n C H O = nX = 0,2 mol ⇒ M C H O = 8,8/0,2 = 44

y +1

H Ơ

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

⇒ 12x + y = 27 ⇒ x = 2 ⇒ gốc Hidrocacbon R’: –CH=CH2 y = 3

ẠO

⇒CTCT của X: C2H5COOCH=CH2

TR ẦN

Ư N

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 thì thu được 9,54 gam muối cacbonat, 8,26 gam hỗn hợp CO2 và hơi nước. Xác định 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 = 4,6 = 46 ⇒ m = 2 9,54 ⇒ 2 M A + 60

ẤP

100.( M A + 17)

= 2.

Mặt khác: 30.1,2.20 nA =

MA = 23 → A là Na ⇒ nNaOH (ban đầu) =

7,2 = 0,18 mol 40

C n H 2 n +1 COONa : 0,1 mol O 2 ,t 0 + → NaOH d −: 0,18 − 0,1 = 0,08 mol

-L

Í-

Y

Na 2 CO 3  CO 2 H O  2

mY + m O (p /−) = m Na CO + m CO + m H O 2

ÁN

Vậy:

0,1

Hay 0,1(14n+68) + 0,08.40 +

(3n + 1) .0,1.32 2

= 9,54 + 8,26 ⇒ n = 1

BỒ

ID Ư

Ỡ N

⇒CTCT củaX : CH3COOCH3 Bài 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

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

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.

H Ơ

Trường hợp 2: X là este của phenol => X có dạng: RCOOC6H5

RCOOC6H5 + 2NaOH -à RCOONa + C6H5ONa + H2O

=>M(muối) = 0,1.(R + 67) + 0,1.116 = 19,8

TP .Q

=> R = 15: CH3

ẠO

=>X là: CH3COOC6H5

Ư N

CTCT X:CH2=C(COOCH3)-COOCH3 2. Thuỷ phân este đa chức

2.a. Phương pháp giải

hoặc vòng benzen có nancol = n.nmuối nmuối = n.nancol nancol = nmuối

TR ẦN

+Nếu nNaOH phản ứng = α.neste (α> 1 và R’ không phải C6H5nhóm thế) ⇒Este đa chức. Và: + R(COOR’)n + nNaOH →R(COONa)n + nR’OH , + (RCOO)nR’ + nNaOH →nRCOONa + R’(OH)n , + R(COO)nR’ + nNaOH →R(COONa)n + R’(OH)n, Sau đógiải tương tự bài toán thủy phân este đơn chức.

ẤP

2.b.Bài tập minh họa Bài 1:Este mạch thẳng A có CTPT C7H12O4 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.

-L

Í-

Bài giải:

ÁN

nNaOH = 0,2 mol

nA= 0,1 mol

=> A là este 2 chức

BỒ

ID Ư

Ỡ N

- 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 0,1

0,1

M muối = 0,1. ( R1 + R2 + 134) = 17,8 g => R1 + R2 = 44

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

R1 = 1: HCOONa thì R2= 43: C3H7COONa

R2=15: CH3COONa thì R2 = 29: C2H5COONa

H Ơ

Mặt khác: BTKL =>mR(OH)2 = (16+ 8 -17,8).0,1 = 6,2

=>R(OH)2 = 62

TP .Q

=> R= 28 =>C2H4(OH)2 X k phân nhánh nên có thể có 2 CTCT phù hợp là:

ẠO

HCOO-CH2-CH2-OOC-CH2-CH2-CH3

TR ẦN

Ư N

CH3COOCH2-CH2-OOCCH2CH3 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 với NaOH tạo ra ba sản phẩm hữu cơ. Mặt khác khi cho 9,9 gam X tác dụng với H2O trong môi trường axit H2SO4 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 :

ẤP

48,49

ÁN

-L

Í-

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). 2. 0,075.0,68 = 5,406 + 0,075.0,68. MX1

Áp dụng BTKL : 9,9.0,68 +

Ỡ N

M X1= 62 => CTCT của X1 là HO-CH2-CH2-OH CTCT của X chỉ có thể là : HCOOCH2-CH2OOC-CH3

BỒ

ID Ư

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)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ẠO

TP .Q

H Ơ

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: C6H10O4 E + NaOH -> muối + rượu => E là este 2 chức. n(E) = 0,03mol => n (NaOH) = 0,06mol

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Ư N

Áp dụng BTKl : 4,38 + 0,06.40 = 4,92 + m(rượu)

Có: E + 2NaOH -> muối + rượu

TR ẦN

MR = (4,38 + 0,06.40 – 4,92)/0,03 = 62 => rượu là HO-CH2CH2-OH MR = (4,38 + 0,06.40 – 4,92)/0,06 = 31 loại R COOH

Có: KLPT TB muối = 4,92 : 0,06 = 82

= 82 => R = 15

CH3-COOCH2CH2OOC-CH3

Vậy CTCT của E có thể là:

H-COOCH2CH2OOC-C2H5

Bài giải:

ÁN

+ NaOH -> 2 mol Z + Y

Có: X

-L

Í-

ẤP

Bài 4: ChấtXcócôngthứcphântửC6H8O4.Cho1molXphảnứnghếtvớidungdịchNaOH,thu đượcchấtYvà2molchấtZ.ĐunZvớidungdịchH2SO4đặc,thuđượcđimetylete.ChấtYphảnứn g vớidungdịchH2SO4loãng(dư),thuđượcchấtT.ChoTphảnứngvớiHBr,thuđượchaisảnphẩ mlà đồng phân cấu tạo của nhau. Viết CTCT của .

H SO , dn ,140 C Z  → CH3OCH3+ H2O 4

BỒ

ID Ư

Ỡ N

Z là CH3OH ; 1mol X -> 2 mol Z => X là este 2 chức (tạo bởi axit 2 chức và CH3OH) CTCT của X có thể là : CH3OOC- CH=CH-COOCH3 (1) CH2=C(COOCH3)-COOCH3 (2) (1) Tác dụng HBr chỉ có 1 sản cộng duy nhất => loại (2) Tác dụng HBr chỉ có 2 sản cộng => thỏa mãn.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

n NaOH = 0,1.0,2 = 2 ⇒ CT của X có dạng: R(COO)2R’ nX 0,01

Sỗ nhóm chức este là:

Ư N

= 172 R + 2.44 + R’ = 172 ⇒ R’ = 28 (-C2H4-)

1,29 0,0075

222 ⇒MR = 56 → R là: -C4H8-

⇒ M muối = MR + 83.2 =

1,665 = 0,0075

ẠO

Từ phản ứng thủy phân: naxit = nmuối = 1 nKOH = 1 .0,06.0,25 = 0,0075 mol

Meste =

TP .Q

H Ơ

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

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

ẤP

TR ẦN

Vậy X là: C4H8(COO)2C2H4 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 H2SO4 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 C n H 2 n +1 )3 (1) C3H5(OCO C n H 2 n +1 )3 + 3NaOH → 3 C n H 2 n +1 COONa + C3H5(OH)3

Theo (1), ta có : nmuối = 3neste

7,2

41 + 3( 45 + 14 n)

-L

Í-

⇒ n = 2,67 ⇒ CTCT các chất:

7,9 14 n + 68

Y : C 2 H 5 COOH  Z : CH 3 CH 2 CH 2 COOH T : CH(CH ) COOH 3 2 

OCOC2H5

CH2

OCOCH2CH2CH3

OCOC2H5

CH2

OCOCH(CH3)2

CH2

OCOCH(CH3)2

ÁN

CH2

hoặc

ID Ư

Ỡ N

→CTCT :

.3 =

BỒ

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

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ẠO

TP .Q

H Ơ

3.2. Một số bài tập minh họa Bài 1:Một hỗn hợp A gồm 2 este đơn chức X, Y (MX < My). 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 CO2 (đktc) và 9 gam H2O. 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 C n H 2 n +1OH n CO = 7,84/22,4 = 0,35 mol; nH O = 9/18 = 0,5 mol ⇒ nB = n H O - n CO = 0,5 – 0,35 = 0,15 mol

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

C 2 H 5 OH : 0,1 mol  C 3 H 7 OH : 0,05 mol

= 2,33. Vậy B

Ư N

nCO2

⇒n =

TR ẦN

Đặt công thức chung của hai este là RCOOR′ ⇒ neste = nNaOH = nmuối = nY = 0,15 mol ⇒mZ = 12,5 + 0,15.40 – 7,6 = 10,9 g ⇒ M muèi = M R + 67 =

10,9 =72,67 ⇒ M R = 5,67 0,15

HCOOC 3 H 7

C x H y COOC 2 H 5

- trường hợp (I) ⇒ 

hoặc (II) 

HCOOC2 H 5  C x H y COOC3 H 7

x =1

(I)

Như vậy trong hai muối có một muối là HCOONa Hai este X, Y có thể là:

ẤP

y = 3

Vậy A X : HCOOC 2 H 5 : 59,2%

- trường hợp (II) ⇒ 12x + y = 8 ( loại)

-L

Í-

Y : CH 3 COOC 3 H 7 : 40,8%

ÁN

2.Dạng 2: Bài toán phản ứng đốt cháy este. 2.1. Phản ứng đốt cháy 1este:

BỒ

ID Ư

Ỡ N

2.1.a.Phương pháp giải: 1. Este no, đơn chức, mạch hở: - CTTQ: CnH2nO2, n ≥ 2

- Phản ứng cháy: CnH2nO2 + (

3n − 2 t 0C )O2 → nCO2 + nH2O 2

+nCO2 = nH2O

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

+nO2 =

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

3 nCO2 - neste 2

H Ơ

2. Este không no, đơn chức, mạch hở có 1 liên kết C=C: 3n − 3 )O2 2

t C nCO2 + (n-1)H2O →

TP .Q

- Phản ứng cháy: CnH2n-2O2 + (

- CTTQ: CnH2n-2O2, n ≥ 4

+ nCO2 > nH2O

3. Este không no, đơn chức, có k liên kết C=C trong phân tử:

ẠO

+ neste = nCO2 – nH2O

3n − 2 − 0,5k )O2 2

+ nCO2 > nH2O

+ neste = 2(nCO2 – nH2O)/k

t C nCO2 + (n-0,5k)H2O →

TR ẦN

- Phản ứng cháy: CnH2n-kO2 + (

Ư N

- CTTQ: CnH2n-2kO2 , n ≥ 4

4. Este không no, có từ 2 liên kết C=C trở lên trong phân tử

2n + 1 − k − m t 0C O2 → nCO2 + (n+1-k)H2O 2

- Phản ứng cháy: CnH2n+2-2kOm +

ẤP

+nCO2 > nH2O

Ó H

5. Este bất kì:

+neste = (nCO2 – nH2O)/(k-1)

-L

Í-

- CTTQ: CxHyOz. x, y, z nguyên dương, x>=2, z>=2

ÁN

- 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.

Ỡ N

2.1.b. Một số bài tập minh họa

BỒ

ID Ư

Bài 1: Đốt cháy m (g) este mạch hở X tạo thành 0,4 mol CO2 và 5,4g H2O. 1 mol X làm mất màu dung dịch chứa 160g Br2. 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:

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

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

H Ơ

=> Đặt CTPT của este X là: CnH2n-2O2

Có: nC:nH = n : (2n-2) = 0,4 : 0,6 => n = 4

TP .Q

=>CTPT của X: C4H6O2 X thủy phân cho sản phẩm tham gia phản ứng tráng bạc

ẠO

TH1: X là este của axit fomic:=> X có CTCT: HCOOCH=CH-CH3 hoặc HCOOC(CH3)=CH2

Ư N

TH2: X thủy phân ra andehit: => X có CTCT: CH3COOCH=CH2

TR ẦN

=> Có 3 CTCT của X phù hợp đề bài: HCOOCH=CHCH3; HCOOC(CH3)=CH2; CH3COOCH=CH2 Bài 2: Đốt cháy 6g este Y ta thu được 4,48 l CO2 (đktc) và 3,6g H2O. Tìm CTCT của Y.

Lời giải:

nCO2 = 0,2 mol

nH2O = 0,2 mol

ẤP

=> nCO2 = nH2O =>este Y no, đơn chức, mạch hở

Đặt CTTQ của Y là CnH2nO2

Có: CnH2nO2 + O2 -----------> nCO2 + nH2O

Í-

14n+32

-L

n mol 0,2 mol

ÁN

=> (14n +32).0,2 = 6n => CTPT của Y: C2H4O2

=> CTCT của Y: HCOOCH3

BỒ

ID Ư

Ỡ N

=> n = 2

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 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. Tìm giá trị của m

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

(Trích đề thi TS ĐH khối A năm 2010)

x = 3 thỏa mãn. y = 6

TP .Q

Theo đề bài : V(CO2)/V(O2) =6/7 => 3y = 2x + 12. => 

ẠO

CTPT X là: C3H6O2

12,88 = 92 => 56 < M R < M RCOOK 0, 2.0, 7

=> R ≡ CH3

Ư N

=> M RCOOK = 96 tức là: RCOOK = 98 => R = 15

MR =

y z y t 0C − ) O2 → xCO2 + H2O 2 2 2

(x +

Phản ứng đốt cháy: CxHyO2 +

H Ơ

Bài giải:

TR ẦN

Áp dụng tăng giảm khối lượng => số mol CH3COOK =

(12,88 − 0, 2.0, 7.56) = (98 − 56)

ẤP

0,12mol => Số mol X = 0,12 mol m = 0,12. 74 = 8,88 gam Bài 4:Đốt cháy 0,8 gam một este X đơn chức được 1,76 gam CO2 và 0,576 gam H2O. Cho 5 gam X tác dụng với lượng NaOH vừa đủ, cô cạn dung dịch sau phản ứng 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 ) 1,76.12 0,576.2 = 0,48 gam; mH = = 0,064 gam ⇒ mO 44 18

(X)

0,256 gam

Theo đề bài: mc =

BỒ

ID Ư

Ỡ N

ÁN

-L

Í-

⇒ x:y:2 = 0,04:0,064:0,016 = 5:8:2 ⇒ Công thức của X: C5H8O2 Vì X là este đơn chức (X không thể là este đơn chức của phenol) ⇒ nX = nY = nz = nNaOH = 0,05 mol Ta có : mX + mNaOH (pư) = 5 + 0,05.40 = 7 gam = mmuối Y

⇒ E là este mạch vòng:

C O

2.2. Bài toán đốt cháy hỗn hợp các este:

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

2.2.a. Phương pháp giải

1. Bài toán đốt cháy 2 este đồng phân:

H Ơ

- các este đồng phân => có cùng CTPT, cùng KLPT.

2. Bài toán đốt cháy 2 este tạo thành từ cùng 1 axit, 2 ancol đồng đẳng hoặc cùng 1 ancol, 2 axit đồng đẳng:

TP .Q

- Các este này sẽ có cùng dạng CTTQ => Đặt CTPT trung bình để viết phương trình phản ứng, đưa về bài toán 1 este.

ẠO

- số liên kết pi trong phân tử: k =( 2nC – nH +2)/2

TR ẦN

- Áp dụng các định luật bảo toàn để giải bài toán.

- Đặt CTPT trung bình

Ư N

3. Bài toán đốt cháy hỗn hợp nhiều este có cùng CTTQ:

2.2.b. Bài tập minh họa Bài 1: Cho 14,8g một hỗn hợp gồm 2 este đồng phân của nhau bay hơi ở điều kiện thích hợp. Kết quả thu được một thể tích hơi đúng bằng thể tích của 6,4g oxi trong cùng điều kiện như trên. Khi đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hai este trên, thu được sản phẩm phản ứng là CO2 và H2O , tỉ lệ thể tích khí CO2 và hơi H2O là 1:1. Xác định CTCT của 2 este.

ẤP

Lời giải:

Theo bài ra: nCO2 : nH2O = 1:1 => 2 este là no, đơn chức, mạch hở

Đặt CTTQ của 2 este đồng phân là CnH2nO2, n>=2

Í-

Có: thể tích hơi của 14,8g este bằng thể tích hơi của 6,4g O2

-L

=>neste = nO2 = 0,2 mol

ÁN

=> Meste = 74

CTCT của 2 este là CH3COOCH3 và HCOOC2H5.

Ỡ N

=> 14n+32 =74 => n=3=>CTPT: C3H6O2

BỒ

ID Ư

Bài 2:Đốt cháy hoàn toàn một lượng hỗn hợp hai este no, đơn chức cần 3,976 lit O2 (đktc) thu được 6,38g CO2. Cho lượng este này tác dụng vừa đủ với KOH thu được hỗn hợp 2 ancol kế tiếp và 3,92g muối của một axit hữu cơ. Tìm CTCT 2 este đó.

Lời giải: nO2 = 0,1775 mol

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

H Ơ

2 este + KOH => hỗn hợp 2 ancol kế tiếp và muối của 1 axit hữu cơ => Bài toán 2 este tạo bởi cùng 1 axit hữu cơ và 2 ancol là đồng đẳng liên tiếp.

Đặt CTPT trung bình của 2 este là Cn H 2 nO2

TP .Q

Phản ứng cháy:

0,1775

ẠO

3n − 2 t 0C O2  → nCO2 + nH 2O 2

=>CTCT của 2 este là :C3H6O2 và C4H8O2 3 nCO2- nO2 = 0,04 mol 2

TR ẦN

số mol este : neste =

= 3,625

Ư N

0,145

Cn H 2 nO2 +

nCO2 = 0,145 mol

Phản ứng thủy phân: Đặt CTTQ của 2 este là

=> Thủy phân thu được muối RCOOK

=> R =15: CH3-

ẤP

3,92 = 98 0, 04

=> MRCOOK =

nRCOOK = neste = 0,04 mol

Vậy: CTCT của 2 este là: CH3COOCH3 và CH3COOC2H5.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

ÁN

-L

Í-

Bài 3:Cho hỗn hợp X gồm hai hợp chất hữu cơ no, đơn chức tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch KOH 0,4M, thu được một muối và 336 ml hơi một ancol (ở đktc). Nếu đốt cháy hoàn toàn lượng hỗn hợp X trên, sau đó hấp thụ hết sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 (dư) thì khối lượng bình tăng 6,82 gam. Tìm công thức cấu của hai hợp chất hữu cơ trong X ? (Trích đề thi TS ĐH khối B năm 2009) Bài giải Số mol ancol = 0,015mol < số mol KOH = 0,04 mol =>Hỗn hợp gồm 1 esteno đơn chức và 1 axit no đơn chức Số mol este = 0,015mol Số mol axit = 0,025mol

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Vì X gồm 2 chất hữu cơ no, đơn chức nên số mol CO2 = số mol H2O =

6,82 = (44 + 18)

ẠO

2,82 − 0, 025.60 = 88 0, 015

CTPT của este là C4H8O2 TH2: Este có CTPT là C2H4O2

2,82 − 0, 015.60 = 76,8 => loại. 0, 025

Ư N

M ax =

0,22.1 + 16.2.0,04 = 2,82

một chất trong hỗn hợp X có CTPT : C2H4O2

Khối lượng X = mC + mH + mO = 0,11.12 gam TH1: Axit có CTPT là C2H4O2 M este =

H Ơ

0,11 = 2.75 0, 04

TP .Q

0,11mol

TR ẦN

Vậy: CTCT của các chất trong X là: axit CH3COOH Este: HCOOCH2CH2CH3 ; HCOOCH(CH3 )CH3 ; CH3COOC2H5; C2H5COOCH3.

ẤP

Bài 4: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 lit CO2 (đktc) và 9,45 gam H2O. Mặt khác, nếu cho m gam hỗn hợp trên tác dụng hết với 200ml dung dịch NaOH 1M rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng thì còn lại 13,95 gam chất rắn khan. Xác định Tỷ lệ mol của X1 , X2 . Bài giải: Bảo toàn khối lượng :

m + 19, 6 = 0, 525.44 + 9, 45 → m = 12, 95

nH 2O = nCO2 = 0, 525 → no ,đơn chức

Í-

Bảo toàn nguyên tố oxi :

-L

19, 6 .2 = 0,525.3 → nX = 0,175 → n = 3 32 CH 3COONa : a  → 13,95  HCOONa : 0,175 − a → 13,95 = 82a + 68.(0,175 − a) + 40(0, 2 − 0,175)  NaOH : 0, 2 − 0,175 

Ỡ N

ÁN

2nX +

→ a = 0, 075 → n(CH 3COOCH 3 ) : nHCOOC2 H 5 = 3 : 4

BỒ

ID Ư

3. Dạng 3:Bài toán về phản ứng este hoá. 3.1. Phương pháp giải RCOOH + R'-OH

H2SO4, t0

RCOOR' + H2O

Đặc điểm của phản ứng este hoá là thuận nghịch nên có thể gắn với các dạng bài toán:

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Tính hằng số cân bằng K:

RCOOR' H2O RCOOH R'OH

H Ơ

Kcb =

Tính hiệu suất phản ứng este hoá:

l−îng este thu ®−îc theo thùc tÕ . 100% l−îng este thu ®−îc theo lÝ thuyÕt

ẠO

n(n − 1) n(n + 1)  n+ = , m=n  là:  (Có 2 2 m + 2(m − 1)(n − 1) , m < n

thể chứng

đơn chức thì số este tối đa có thể thu được

TP .Q

Tính lượng este tạo thành hoặc axit cacboxylic cần dùng, lượng ancol … * Chú ý: Nếu tiến hành phản ứng este hóa giữa một ancol n chức với m axit cacboxylic

TR ẦN

Ư N

minh các công thức này về mặt toán học) 3.2. Một số bài tập minh họa Bài 1:Hỗn hợp A gồm axit axetic và etanol. Chia A thành ba phần bằng nhau. + Phần 1 tác dụng với Kali dư thấy có 3,36 lít khí thoát ra. + Phần 2 tác dụng với Na2CO3 dư thấy có 1,12 lít khí CO2 thoát ra. Các thể tích khí đo ở đktc. + Phần 3 được thêm vào vài giọt dung dịch H2SO4, sau đó đun sôi hỗn hợp một thời gian. Biết hiệu suất của phản ứng este hoá bằng 60%. Khối lượng este tạo thành là bao nhiêu? Bài giải: mol

n A = a + b = 2 n H 2 = 0,3 mol

Hỗn hợp A CH 3 COOH : a

⇒ 

a = 2 n CO 2 = 0,1 mol

ẤP

C 2 H 5 OH : b mol

a = 0,1 mol b = 0,2 mol

⇒

Vì a < b (⇒ hiệu suất tính theo axit) ⇒ số mol este thực tế thu được: n = 0,1.60% =

0,06 mol

ÁN

-L

Í-

⇒ Khối lượng este thực tế thu được: m = 0,06.88 = 5,28 gam Bài 2:Để đốt cháy hoàn toàn 1 mol axit cacboxylic đơn chức X cần đủ 3,5 mol O2. Trộn 7,4 gam X với lượng đủ ancol no Y (biết tỉ khối hơi của Y so với O2 nhỏ hơn 2). Đun nóng hỗn hợp với H2SO4 làm xúc tác. Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 8,7 gam este Z (trong Z không còn nhóm chức nào khác). Xác định công thức cấu tạo của Z Bài giải: y -1)O2→ xCO2 + y H2O (1) 4 2 y y Theo (1), ta có : x + -1= 3,5 x + = 4,5 ⇒  x = 3 ⇒ X : C2H5COOH 4 4 y = 6

BỒ

ID Ư

Ỡ N

Phản ứng cháy: CXHyO2 + (x +

Ancol no Y : CnH2n+2-m (OH)m (1 ≤ m ≤ n) ⇒ este Z : (C2H5COO)mCnH2n+2-m ⇒ Meste = 73m + 14n + 2 – m =

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

8,7 .m hay 14n + 2 = 15m 0,1

(2)

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Mặt khác d Y O < 2 hay 14n + 2 + 16m < 64 ⇒ 30m + 2 < 64 (vì m ≤ n) m < 2,1 2

Từ (2) ⇒ n = 2 → ancol Y : C2H4(OH)2

H Ơ

m = 2

⇒CTCT Z : C2H5COOCH2CH2OCOC2H5

TP .Q

Bài 3: Thực hiện phản ứng este hóa 9,2g glixerol với 60g axit axetic. Giả sử chỉ thu được glixerol triaxetat có khối lượng 17,44g. Tính hiệu suất của phản ứng este hóa:

ẠO

Lời giải:

nglixerol = 0,1 mol

Ư N

naxit axetic = 1 mol

C3H5(OOCCH3)3 + 3H2O

0,1

0,3

TR ẦN

C3H5(OH)3 + 3CH3COOH

Từ PT: meste= 0,1. 218 = 21,8g

10 3

17, 44 .100 = 80% 21,8

Hiệu suất: H%=

Thực tế: meste=17,44g

ẤP

Bài 4:Thực hiện phản ứng este hóa m gam CH3COOH bằng 1 lượng vừa đủ C2H5OH thu được 0,02 mol este. Hiệu suất phản ứng H = 60%. Giá trị của m?

-L

Í-

1 mol

CH3COOH

Lời giải:

ÁN

0,02 mol

C2H5OH

CH3COOC2H5 + H2O 1 mol 0,02 mol

Hiệu suất H= 60% => thực tế khối lượng axit đã dùng: m =

Ỡ N

Theo lí thuyết: khối lượng CH3COOH cần dùng là: 60.0,02=1,2 g 1, 2 .100 = 2 gam 60

BỒ

ID Ư

Bài 5:Từ 1 kg đất đèn( trong đó có 96% canxi cacbua) điều chế ra axit axetic, hiệu suất toàn quá trình điều chế axit đạt 80%. Toàn bộ lượng axit thu được cho tham gia phản ứng este hóa với lượng dư ancol etylic. Hiệu suất phản ứng este hóa là 90%. Tính khối lượng este etyl axetat thu được. Lời giải:

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

mCaC2= 0,96 kg CaC2

Sơ đồ bài toán:

9, 66.88 = 1,32kg 64

----->

0,96 kg

88 kg

---->

TP .Q

64 kg

H Ơ

---> C2H2 ---->C2H5COOH ( H= 80%) -----> CH3COOC2H5(H=90%)

ẠO

Theo lí thuyết: thu được 1,32 kg este

1,32.80.90 = 0,9504kg 100.100

Ư N

=> Khối lượng este thực tế thu được: meste =

=>Hiệu suất các giai đoạn là 80% và 90%

TR ẦN

4.Dạng 4:Bài toán hỗn hợp este và các chất hữu cơ khác ( ancol, axit cacboxylic, ...) 4.1. Phương pháp giải

ÁN

-L

Í-

ẤP

Khi đầu bài cho 2 chất hữu cơ khi tác dụng với NaOH hoặc KOH mà tạo ra: + 2 muối và 1 ancol thì có khả năng 2 chất hữu cơ đó là ♣ RCOOR’ và R’’COOR’ có nNaOH = nR’OH ♣Hoặc: RCOOR’ và R’’COOH có nNaOH > nR’OH + 1 muối và 1 ancol có những khả năng sau ♣ RCOOR’ và ROH ♣Hoặc: RCOOR’ và RCOOH ♣Hoặc: RCOOH và R’OH + 1 muối và 2 ancol thì có những khả năng sau ♣ RCOOR’ và RCOOR’’ ♣Hoặc: RCOOR’ và R’’OH * Đặc biệt chú ý: Nếu đề nói chất hữu cơ đó chỉ có chức este thì không sao, nhưng nếu nói có chức este thì chúng ta cần chú ý ngoài chức este trong phân tử có thể có thêm chức axit hoặc ancol!

Ỡ N

4.2. Bài tập minh họa

BỒ

ID Ư

Bài 1:Hỗn hợp A gồm ba chất hữu cơ X, Y, Z đơn chức đồng phân của nhau, đều tác dụng được với NaOH. Đun nóng 13,875 gam hỗn hợp A với dung dịch NaOH vừa đủ thu được 15,375 gam hỗn hợp muối và hỗn hợp ancol có tỉ khối hơi so với H2 bằng 20,67. Ở 136,50C, 1 atm thể tích hơi của 4,625 gam X bằng 2,1 lít. Xác định Phần trăm khối lượng của X, Y, Z (theo thứ tự KLPT gốc axit tăng dần)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bài giải : Mặt khác: X, Y, Z đơn chức, tác dụng được với NaOH ⇒ X, Y, Z là axit hoặc este x = 3 y = 6

⇒ CTPT dạng: CxHyO2, dễ dàng ⇒ 

1.2,1 4,625 = 0,0625mol ⇒ MX = = 74 0,082(273 + 136,5) 0,0625

H Ơ

Ta có : n X =

TP .Q

ẠO

Vậy

n A = a + b + c = 0,1875mol a = 0,075 X : C 2 H 5 COOH : a mol   32 b + 46 c  A Y : CH 3 COOCH 3 : b mol ⇒ d ancol / H = ⇒ b = 0,0375 = 20,67 2 2( b + c) c = 0,075  Z : HCOOC H : c mol  2 5   m muèi = 96a + 82 b + 68c = 15,375gam

→ Phần tram khối lượng của X, Y, Z lần lượt là: 40%; 20%; 40%.

TR ẦN

Ư N

Bài 2*:Hỗn hợp X gồm 3 este đơn chức được tạo từ cùng 1 một ancol Y với 3 axit cacboxylic (phân tử chỉ có nhóm COOH); trong đó có 2 axit no là đồng đẳng kế tiếp nhau và 1 axit không no có đồng phân hình học chứa liên kết đôi C=C trong phân tử). Thủy phân hoàn toàn 5,88 gam X bằng dung dịch NaOH , thu được hỗn hợp muối m và acol Y. Cho m gam Y vào bình được Na dư , sau phản ưng thu được 896 ml khí (đktc) và khối lượng bình tăng 2,48 gam. Măt khác, nếu đốt cháy hoàn toàn 5,88 gam X thì thu được CO2 và 3,96 gam nước. Xác định Phần trăm khối lượng của este không no trong X?

ẤP

Bài giải:

Số mol ancol = 2(số mol H2) = 0.08 mol

-L

Í-

Khối lượng ancol là 2.48 + 0.04*2 = 2.56 => 3.56/0.08 = 32 => Rượu là: CH3OH

ÁN

Ta có thể suy ra thêm:

Ỡ N

Trong 5.88g (0.08mol) hỗn hợp có 0.08 mol O (vì có có 2O trong tất cả các este đơn chất)

BỒ

ID Ư

sốmol H2O = 0.22 nên số mol H = 0,44 mol Bảo toàn khối lượng được số mol C = 0,24mol

C trung bình = 3 =>phải có 1 chất là C2H4O2, chất đồng đẳng là C3H6O3, chất còn lại là este của C4H6O2 và metanol nên là C5H8O2.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

lập hệ 3 phương trình:

H Ơ

x + y + z = 0.08

(2*14+32)x + (3*14 + 32)y + (5*14+ 32)z = 5.88

TP .Q

2x + 3y + 5z = 0.24

ẠO

=>x=0.04, y = 0.02, z=0.02

TR ẦN

Ư N

tính khối lượng rồi tính phần tram khối lượng %m este = 34,01%. Bài 3:Hỗn hợp X gồm một anđehit, một axit cacboxylic và một este (trong đó axit và este là đồng phân của nhau). Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol X cần 0,625 mol O2, thu được 0,525 mol CO2 và 0,525 mol nước. Nếu đem toàn bộ lượng anđehit trong X cho phản ứng hoàn toàn với một lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 thì khối lượng Ag tạo ra là Bài giải:

CO2 : 0,525 BTKL → m X = 0,525.44 + 0,525.18 − 0,625.32 = 12, 55    H 2 O : 0,525 →  BTNT.oxi X → n trong = 0,525.3 − 0,625.2 = 0,325 O : 0,625 O    2

ẤP

C H O : a a + b = 0,2 a = 0,075 nCO2 = nH 2 O  →  n 2n → → C m H 2 m O2 : b a + 2b = 0,325 b = 0,125 → 0, 075.CH 3CHO + 0,125.C 3H 6 O 2 = 12, 55 → n Ag = 0,075.2 = 0,15

BỒ

ID Ư

Ỡ N

ÁN

-L

Í-

mAg = 0,15.108 = 16,2 gam

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

H Ơ

Chương III. BÀI TẬP TỰ GIẢI

Ư N

ẠO

TP .Q

I.Bài tập lý thuyết Câu1. Viết các phương trình phản ứng dưới dạng tổng quát và lấy VD hoàn thành các phản ứng sau: 1. Este + KOH → 1 muối + 1 ancol 2. Este + KOH → 1 muối + 2 ancol 3. Este + KOH → 2 muối + 1 ancol 4. Este + KOH →n (phân tử) muối + m (phân tử) ancol 5. Este + KOH → 1 muối + 1 andehit6. Este + KOH → 1 muối + 1 xeton 7. Este + KOH → 2 muối + nước.8. Este + KOH → 2 muối + 1 ancol + nước 9. Este + KOH → 1 sản phẩm duy nhất

TR ẦN

Câu 2. Hoàn thành các sơ đồ phản ứng sau:

-L

Í-

ẤP

Câu 3. Các công thức C2H6O, C3H8O và C3H6O2 là công thức phân tử của 5 chất hữu cơ A, B, C, D, E. Trong đó chỉ A và E tác dụng với Na, B, D và E tác dụng được với NaOH. D tác dụng với NaOH thì được F.Mặt khác, khi đun nóng hỗn hợp hai chất hữu cơ A và F với dung dịch H2SO4 đặc nóng ở 1400C, thu được C. Hãy xác định A, B, C, D, E và viết phương trình phản ứng xảy ra.

ÁN

II. Bài tập tự luận Dạng 1: Thủy phân este

Ỡ N

Bài 1: Thủy phân hoàn toàn 19 gam hợp chất hữu cơ A (mạch hở tác dụng được với Na) thu được m1 gam B và m2 gam D chứa 2 loại nhóm chức.

BỒ

ID Ư

Đốt cháy hoàn toàn m1 gam B cần 9,6 gam O2 thu được 4,48 lít CO2 và 5,4 gam H2O.

Đốt cháy hoàn toàn m2 gam D cần 19,2 gam O2 thu được 13,44 lít CO2 và 10,8 gam H2O

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

H Ơ

(Trích đề thi chuyên Hóa THPT Chuyên Nguyễn Trãi Hải Dương 2012-2013)

Xác định CTPT và CTCT của A, B, D. Biết A có CTPT trùng CTĐG và các thể tích khí đo ở ĐKTC

TP .Q

Đáp số: CTPT (B)C2H6O; CTCT (B)CH3CH2OH ;

ẠO

CTPT (D): C3H6O3 ; CTCT (D): HO-CH2-CH2COOH hoặc CH3-CH(OH)COOH.

CTPT (A): C8H14O5; CTCT (A): HO-CH2-CH2COOCH2-CH2COOC2H5

Ư N

hoặc CH3-CH(OH)COOCH(CH3)COOC2H5.....

TR ẦN

Bài 2: Hợp chất X có thành phần gồm C, H, O, chứa vòng benzen. Cho 6,9 gam X vào 360 ml dung dịch NaOH 0,5M (dư 20% so với lượng cần phản ứng) đến phản ứng hoàn toàn, thu được dung dịch Y. Cô cạn Y thu được m gam chất rắn khan. Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 6,9 gam X cần vừa đủ 7,84 lít O2 (đktc), thu được 15,4 gam CO2. Biết X

có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất. Tìm m (Trích đề thi ĐH khối A - 2013) Đáp số: m = 13,2gam

ẤP

Bài 3:Hợp chất hữu cơ E là este của glixerol. Trong E ngoài chức este không còn nhóm chức nào khác. Đun nóng 8,64 gam E với lượng dư dung dịch NaOH. Sau khi phản ứng kết thúc, cô cạn hỗn hợp thu được 9,48 gam muối của 2 axit no đơn chức kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Xác định CTPT, CTCT của E.

Í-

(121 bài tập hóa học – BDHSG – Đào Hữu Vinh)

ÁN

-L

Đáp số: CTPT E: (C2H5COO)2C3H5(OOC-C3H7) có 4 đồng phân.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

Bài 4: Cho m gam chất X chứa C, H, O tác dụng với 152,5ml NaOH 25% có d = 1,28 g/ml. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch A chứa muối một axit hữu cơ, hai rượu đơn chức và xút dư. Trung hòa A bằng 255ml HCl 4M. Cô cạn dung dịch sau khi trung hòa thu được hỗn hợp hơi 2 rượu có tỉ khối hơi so với hiđro là 26,5 và 78,67 gam hỗn hợp muối khan. Xác định CTCT của X và tính m. Biết X có cấu tạo mạch thẳng.

(121 bài tập hóa học – BDHSG – Đào Hữu Vinh) Đáp số: CTCT của X: n-C3H7OOC-(CH2)4-OOCH2-CH3

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TP .Q

H Ơ

Bài 5:Hợp chất X phân tử chỉ chứa 2 nguyên tử oxi. Khi cho X tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH thì chỉ thu được 1 sản phẩm duy nhất. Đốt cháy hoàn toàn 0,36 gam X trong khí oxi thu được CO2 và hơi nước. Nếu dẫn sản phẩm cháy qua bình đựng KOH dư thấy khối lượng bình này tăng 0,84 gam, mặt khác nếu dẫn sản phẩm cháy đó qua bình đựng H2SO4đặc, dư thì thấy bình axit tăng 0,18 gam. Xác định CTPT và viết CTCT thích hợp của X.

CH3-OOC-(CH2)4COOCH2-CH2-CH2-CH3; m= 21,6 gam

ẠO

Đáp sô: CTPT của X: C3H4O2 là este mạch vòng.

TR ẦN

Ư N

Bài 6:Hỗn hợp X gồm một axit hữu cơ đơn chức (A), một este tạo bởi một axit đơn chức (B) và một muối. Mặt khác, cho a gam hỗn hợp X tác dụng với 1 lượng vừa đủ với NaOH đun nóng, thu được 4,38 gam hỗn hợp Y gồm 2 muối và 0,03mol rượu, rượu này có tỉ khối hơi so với H2 bằng 23. Đốt cháy hỗn hợp Y bằng một lượng oxi dư thu được muối Na2CO3 hơi nước và 2,128 lít CO2 (đktc). Giả thiết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. Xác định CTCT của các chất trong hỗn hợp X.

Đáp số: CTCT: (A) C2H5COOH; (B)CH3COOC2H5 ; (C)

ẤP

C2H5OH. Bài 7:Đun nóng 0,1 mol este đơn chức X với 30 ml dung dịch 20% (d = 1,2 g/ml) của một hiđroxit kim loại kiềm M. Sau khi kết thúc phản ứng, được dung dịch đem cô cạn cho chất rắn A và 3,2 gam ancol B. Đốt cháy hoàn toàn chất rắn A được 9,54 gam muối cacbonat; 8,26 gam hỗn hợp gồm CO2 và hơi nước. Biết rằng, khi nung A trong NaOH đặc có CaO thu được hiđrocacbon Z, đem đốt cháy Z cho số mol nước lớn hơn số mol CO2. Xác định kim loại M, tìm công thức cấu tạo của X. Đáp số: CTCTX là CH3COOCH3

BỒ

ID Ư

Ỡ N

ÁN

-L

Í-

Bài 8: Cho m gam este X thuần chức tạo bởi axit hữu cơ đơn chức và ancol đơn chức tác dụng hết với dung dịch NaOH. Sau phản ứng cho toàn bộ lượng ancol thu được qua bình đựng Na dư thu được khí Y có thể khử được 8/3 gam Fe2O3 ở nhiệt độ cao tạo ra Fe và bình đựng Na khối lượng tăng thêm 3,1 gam. Mặt khác m/2 gam X làm mất màu vừa hết 8gam Br2 trong CCl4 và thu được sản phẩm chứa 61,54% brom theo khối lượng. a) Xác định giá trị của m b) Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo có thể có của X Đáp số:a) m = 10 gam b) CTCT có thể có của X: CH3-CH=CH-COOCH3; CH2=C(CH3)-COO-CH3; CH2=CH-CH2-COO-CH3. Bài 9: Hai este X, Y có cùng công thức phân tử C8H8O2và chứa vòng benzen trong phân tử.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Ư N

ẠO

TP .Q

H Ơ

Cho6,8gamhỗnhợpgồmXvàYtácdụngvớidungdịchNaOHdư,đunnóng,lượngNaOHphản ứng tối đa là 0,06 mol, thu được dung dịch Z chứa 4,7 gam ba muối. Xác địnhkhối lượngmuối của axit cacboxylic có phân tử khối lớn hơn trong Z. (Trích đề thi ĐH khối B – 2014) Đáp số: m=0,82gam Bài 10:Đun hỗn hợp etylenglycol và axit cacboxylic X (phân tử chỉ có nhóm COOH) với xúc tác axit H2SO4 đậm đặc, thu được hỗn hợp sản phẩm chất hữu cơ trong đó có chất hữu cơ Y mạch hở. Đốt cháy hoàn toàn 3,95 gam Y cần 4,00 gam oxi, thu được CO2 và H2O theo tỉ lệ mol 2: 1. Biết Y có CTPT trùng với CTĐGN, Y phản ứng với NaOH theo tỉ lệ mol tương ứng 1: 2. Xác định CTCT của X và Y (Trích đề thi THPT QG - 2015) Đáp số: CTCT X, Y lần lượt là: HOOC-C≡C-COOH; HOOC-C≡C-COOCH2CH2-OH

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

TR ẦN

Bài 11:Hai este X, Y có cùng công thức phân tử C8H8O2và chứa vòng benzen trong phân tử. Cho6,8gamhỗnhợpgồmXvàYtácdụngvớidungdịchNaOHdư,đunnóng,lượngNaOHphản ứng tối đa là 0,06 mol, thu được dung dịch Z chứa 4,7 gam ba muối. Tính khốilượng muối của axit cacboxylic có phân tử khối lớn hơn trong Z (Trích đề thi ĐH khối A – 2014)

Í-

ẤP

Đáp số: m =0,82 gam. Bài 12:Xµ phßng ho¸ mét este A no ®¬n chøc b»ng mét l−îng võa ®ñ dung dÞch NaOH chØ thu ®−îc mét s¶n phÈm duy nhÊt B. C« c¹n dung dÞch sau ph¶n øng, nung B víi v«i t«i trén xót thu ®−îc r−îu Z vµ mét muèi v« c¬. §èt ch¸y hoµn toµn Z thu ®−îc CO2 vµ h¬i H2O cã tû lÖ vÒ thÓ tÝch lµ 3 : 4 (trong cïng ®iÒu kiÖn). ViÕt ph−¬ng tr×nh ph¶n øng vµ x¸c ®Þnh c«ng thøc cÊu t¹o cã thÓ cã cña este A. Đáp số: CTPT (A): C4H6O2 ; A có 3 đồng phân cấu tạo mạch vòng

Ỡ N

ÁN

-L

Dạng 2: Phản ứng đốt cháy este Bài 1: Để đốt cháy hoàn toàn 1 mol axit cacboxylic đơn chức X cần đủ 3,5 mol O2. Trộn 7,4 gam X với lượng đủ ancol no Y (biết tỉ khối hơi của Y so với O2 nhỏ hơn 2). Đun nóng hỗn hợp với H2SO4 làm xúc tác. Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 8,7 gam este Z (trong Z không còn nhóm chức nào khác). Xác định công thức cấu tạo của Z Đáp án : CTCT (Z) : C2H5COOCH2CH2OCOC2H5

BỒ

ID Ư

Bài 2:Đốt cháy hoàn toàn 3,74 gam hỗn hợp CH3COOH, CH3COOCxHy, CxHyOH thu được 3,584 lít khí CO2 (đktc) và 3,42 gam H2O. Mặt khác, cho 3,74 gam X phản ứng hết với 40ml dung dịch NaOH 1M thu được dung dịch Y và 0,05mol CxHyOH. Cô cạn dung dịch Y, thu được 2,86 gam chất rắn khan.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

a) Xác định CTPT của các chất trong X? b) Tính % theo khối lượng của các chất trong X

H Ơ

(Trích đề thi chuyên Hóa Lê Quí Đôn Đà Nẵng 2012-2013)

TP .Q

Đáp số: CTPT của rượu C2H5OH; % m CH3COOH = 16,04%; CH3COOC2H5 = 36,9%; CxHyOH = 36,9%

TR ẦN

Ư N

ẠO

Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai chất hữu cơ có cùng CTPT cần dùng 54,88 lít khí oxi, thu được 47,04 lít khí CO2 và 37,8 gam H2O. Nếu cho m gam X tác dụng hết với 800ml dung dịch NaOH 1M, thu được 16 gam ancol Y và dung dịch Z. Cô cạn dung dịch Z thu được 64,2 gam chất rắn khan. Các chất khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Xác định CTCT của 2 chất hữu cơ này và tính phần trăm khối lượng của chúng. (Trích đề thi chuyên Hóa trường THPT Chuyên Lê Quí Đôn Đà Nẵng 20132014) Đáp số: CTCT của este : CH3COOCH3 ; % m= 71,43%

Í-

ẤP

CTCT của axit: CH3CH2COOH ; %m =28,57% Bài 4:Cho 44,8 gam chất hữu cơ A (chứa C, H, O và A tác dụng được với Na) tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH, dung dịch thu được chỉ chứa hai chất hữu cơ B, D. Cô cạn dung dịch thu được 39,2 gam chất B và 26 gam chất D. - Đốt cháy 39,2 gam B thu được 13,44 lít CO2; 10,8 gam H2Ovà 21,2 gam Na2CO3. - Đốt cháy 26 gam D thu được 29,12 lít CO2; 12,6 gam H2Ovà 10,6 gam Na2CO3. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các khí đo ở đktc. 1. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo B, D. Biết công thức phân tử A, B, D đều trùng công thức đơn giản nhất. 2. Xác định công thức cấu tạo A.

ÁN

-L

Đáp số: 1) CTPT B là: C2H3O3Na; CTCT B là: HOCH2COONa ; CTPT D là: C7H7ONa; Có 3 CTCT D: CH3-C6H4-ONa (0-; m-; p-) 2) CTPT A: C11H12O5 ; Có 3 CTCT A: HO-CH2-COO-C6H4-CH3 (0-; m-; p-)

Ỡ N

Dạng 3: Phản ứng este hóa.

BỒ

ID Ư

Bài 1: Axít no X tiến hành phản ứng este hóa giữa X và rượu etylic thu được este Z. Sau phản ứng tách hỗn hợp Y gồm este, axit và ancol. Chia 29,6gam Y thành hai phần bằng nhau. Phần 1 phản ứng với 125ml dung dịch NaOH 1M thu được dung dịch chứa m gam muối và 6,9 gam rượu. Đốt cháy hoàn toàn phần 2 bằng khí oxi dư thu được 29,7 gam CO2 và 13,5 gam H2O

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TP .Q

H Ơ

a) Viết CTCT của X và Z b) Tìm m và tính hiệu suất phản ứng este hóa. (Trích đề thi vào lớp 10 chuyên Hóa Amstedam Hà Nội 2012-2013) Đáp số: X là C2H5COOH ; CTCT CH3-CH2-COOH ; m = 12gam; H% = 60% Z là C2H5COOC2H5 ; CH3CH2COOC2H5

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Dạng 4: Hỗn hợp este và các chất hữu cơ khác

TR ẦN

Ư N

ẠO

Bài 2*:Đun nóng hỗn hợp gồm 1 mol HCOOH; 1 mol CH3COOH và 2 mol C2H5OH có H2SO4 đặc xúc tác ở toC (trong bình kín dung tích không đổi) đến trạng thái cân bằng thì thu được 0,6 mol HCOOC2H5 và 0,4 mol CH3COOC2H5. Nếu đun nóng hỗn hợp gồm 1 mol HCOOH, 3 mol CH3COOH và a mol C2H5OH ở điều kiện như trên đến trạng thái cân bằng thì thu được 0,8 mol HCOOC2H5. Tính a? Đáp số: a = 9,97mol

ẤP

Bài 1:ChoX,YlàhaichấtthuộcdãyđồngđẳngcủaaxitacrylicvàMX<MY;Zlàancolcócùngsố nguyêntửcacbonvớiX;TlàestehaichứctạobởiX,YvàZ.Đốtcháyhoàntoàn11,16gamhỗnhợp EgồmX,Y,Z,Tcầnvừađủ13,216lítkhíO2 (đktc),thuđượckhíCO2 và9,36gamnước.Mặtkhác 11,16gamEtácdụngtối đavớidungdịchchứa0,04molBr2. Tính khốilượngmuốithu đượckhichocùng lượng E trêntác dụng hết với dung dịch KOH dư.(Trích đề thi ĐH khối A – 2014)

ÁN

-L

Í-

Đáp số: m =4,68 gam. Bài 2:Đốt cháy hoàn toàn 3,42 gam hỗn hợp gồm axit acrylic, vinyl axetat, metyl acrylat và axit oleic, rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 (dư). Sau phản ứng thu được 18 gam kết tủa và dung dịch X. Khối lượng X so với khối lượng dung dịch Ca(OH)2 ban đầu đã thay đổi như thế nào? (Trích đề thi ĐH khối A – 2010 )Đáp số: Giảm 7,38 gam.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

Bài 3: P và Q có khối lượng hơn kém nhau 28 gam, phân tử mỗi chất đều chứa C, H và 2 nguyên tử oxi. Cho 32,4 gam hỗn hợp Z gồm P và Q tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ sau đó cô cạn dung dịch thì thu được 32,8 gam chất rắn khan. Phần bay hơi gồm nước và hai rượu trong đó phần hơi của hai rượu chiếm thể tích bằng thể tích của 11,2 gam khí nitơ đo ở cùng điều kiện. Khi đốt cháy hoàn toàn một lượng mol như nhau của hai rượu thì số mol CO2 tạo ra từ hai rượu hơn kém nhau 3 lần. Xác định CTCT các este và phần trăm khối lượng của các chất trong Z.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Ư N

Chương IV. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

ẠO

TP .Q

H Ơ

Đáp số: CTCT: (P) CH3COOCH3 ; (Q) CH3COOCH(CH3)CH3 hoặc CH3COOCH2CH2CH3 %m : 68,52% và 31,48% Bài 4: X, Y là 2 axit cacboxylic đơn chức no mạch hở (MX< MY). T là este tạo bởi X, Y và ancol no mạch hở Z. Đốt cháy hoàn toàn 8,58 gam E gồm X, Y, T bằng một lượng oxi vừa đủ thu được 7,168 lít CO2 và 5,22 gam nước. Mặt khác 8,58 gam E tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thu được 17,28 gam Ag. Cho cùng một lượng E ở trên tác dụng với 150ml NaOH 1M. Tính khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng? Đáp số: m = 11,04gam

(Trích đề thi vào lớp 10 chuyên ĐH KHTN Hà nội năm 2008)

I. Mục đích thực nghiệm.

TR ẦN

Đánh giá khả năng tiếp thu kiến thức mới, khả năng vận dụng kiến thức và khả năng tư duy sáng tạo của học sinh.

Tìm kiếm học sinh có tố chất trở thành học sinh giỏi.

II. Phương pháp thực nghiệm.

1.Đối tượng:

- Chọn học sinh lớp 9 làm đối tượng thực nghiệm.

ẤP

- Chọn 16 học sinh lực học khá tương đương nhau .

- Chia làm 2 nhóm thực nghiệm: Nhóm I và nhóm II

2. Cách tiến hành thực nghiệm :

Í-

Thực nghiệm theo kiểu đối chứng .

ÁN

-L

-Giáo viên cung cấp tài liệu về este và cung cấp đầy đủ cho học sinh nhóm I kiến thức từ cơ bản đến nâng cao về este. Ở nhóm II Giáo viên cung cấp tài liệu rất cơ bản về este và chỉ hướng dẫn các em tự đọc tài liệu.

-Tiến hành thực nghiệm :

BỒ

ID Ư

Ỡ N

* Thực nghiệm lần 1 ( kiểm tra khả năng nhận thức ): Cho học sinh 2 nhóm làm các bài tập cơ bản (các bài tập có trong sách giáo khoa, hệ thông các bài tập cơ bản…). Chấm điểm : - Phân loại giỏi ,khá trung bình , kém.

* Thực nghiệm lần 2 (kiểm tra độ nhuần nhuyễn về kiến thức và sự sáng tạo ): cho học sinh 2 nhóm làm các bài tập có trong các đề thi chọn học sinh giỏi, đề thi tuyển sinh các cấp.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Chấm điểm :- Phân loại giỏi ,khá , TB , kém.

III. Kết quả thực nghiệm.

H Ơ

Sau khi tiến hành thực nghiệm tôi thu được kết qủa theo bảng sau :

Khá

Trung bình

Yếu

ẠO

Kết quả Giỏi

12,5%

75%

87,5%

TR ẦN

Nhóm I

Ư N

Đối tượng thực nghiệm

Nhóm II

TP .Q

*Kết quả thực nghiệm lần 1:

Khá

Trung bình

Yếu

Nhóm I

50%

37,5%

12,5%

25%

12,5%

Ỡ N

ÁN

Đối tượng thực nghiệm

-L

Í-

Giỏi

Kết quả

ẤP

*Kết quả thực nghiệm lần 2:

BỒ

ID Ư

Nhóm II

IV. Đánh giá kết quả thực nghiệm.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TP .Q

H Ơ

Với nhóm I, học sinh đã được cung cấp tài liệu đồng thời được giáo viên truyền đạt đầy đủ kiến thức về este và được giải đáp những vướng mắc về các vấn đề liên quan đến este nên các em có kiến thức chắc và sắc hơn, từ đó vận dụng lí thuyết, kĩ năng bài tập hiệu quả hơn, đồng thời phát huy được sự sáng tạo, khả năng phát hiện cũng như khả năng giải quyết vấn đề tốt hơn, nên nhóm I tiếp cận với các bài tập có trong các đề thi học sinh giỏi chủ động hơn và kết quả đạt điểm khá giỏi cao hơn hẳn so với các học sinh ở nhóm II (đặc biệt phần bài tập nâng cao).

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

BỒ

ID Ư

Ỡ N

ÁN

-L

Í-

ẤP

TR ẦN

Ư N

ẠO

Với nền tảng kiến thức về este vững vàng sẽ tạo cho học sinh sự tự tin khi tiếp cận với những kiến thức mới, từ đó các em có thể áp dụng kiến thức này một cách thuần thục, sáng tạo, hiệu quả và độ khắc sâu kiến thức của các em sẽ tốt hơn, tạo hứng thú cho các em muốn khám phá nhiều hơn nữa về môn Hóa học ./.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

H Ơ

PHẦN III: KẾT LUẬN.

BỒ

ID Ư

Ỡ N

ÁN

-L

Í-

ẤP

TR ẦN

Ư N

ẠO

TP .Q

Trên đây tôi đã trình bày chuyên đề giảng dạy về “Este” mà tôi đã học hỏi và tích lũy được trong quá trình giảng dạy của mình. Trong chuyên đề này tôi muốn chia sẻ kinh nghiệm, kiến thức ít ỏi mà tôi đã học hỏi và tích lũy được trong quá trình học tập và giảng dạy của mình tới các thầy cô cũng như những học sinh nào đang có nhu cầu tìm hiểu sâu về “ Este”, nó tương đối phù hợp với yêu cầu và mục đích giảng dạy, bồi dưỡng học sinh khá, giỏi chuẩn bị tham dự các kì thi THPT QG, học sinh giỏi các cấp THCS . Chuyên đề này có thể dùng làm tài liệu học tập cho học sinh các đội tuyển thi HSG môn Hoá học cấp THCS và tài liệu tham khảo cho các thầy cô giáo trong giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi Hoá học ở bậc THCS, tài liệu học tập cho học sinh THPT chuẩn bị thi THPT Quốc Gia và tài liệu tham khảo cho các thầy cô giáo đang giảng dạy môn Hóa học cấp THPT… Trong quá trình viết chuyên đề có thể còn có nhiều thiếu sót, tôi rất mong nhận được được sự góp ý, bổ xung của các thầy cô, các đồng nghiệp và các em học sinh ... sao cho chuyên đề này ngày càng có chất lượng tốt hơn!

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial