Dạng bài tập điều chế Ester
Bài tập điều chế ester có đáp án
Điều chế ester là một trong những nội dung quan trọng trong chương trình Hóa học lớp 12 theo Chương trình Giáo dục Phổ thông mới. Phản ứng ester hóa – phản ứng giữa carboxylic acid và alcohol – là phương pháp phổ biến nhất để tổng hợp ester. Bên cạnh đó, học sinh cũng cần nắm vững điều kiện phản ứng, vai trò xúc tác acid, cũng như cách viết phương trình điều chế.
I. KIẾN THỨC CẦN NẮM
1. Khái niệm về ester
Ester là hợp chất hữu cơ có công thức tổng quát: RCOOR', trong đó:
R: gốc hydrocarbon của acid.
R': gốc hydrocarbon của alcohol.
Nhóm chức đặc trưng của ester: -COO-
2. Phản ứng điều chế ester
Các ester thường được điều chế bằng cách đun hỗn hợp gồm carboxylic acid và alcohol, sử dụng sulfuric acid đặc làm xúc tác.
Ví dụ: Phản ứng điều chế isoamyl acetate:
CH3COOH + HOCH2CH2CH(CH3)2 
\(\overset{H_{2} SO_{4}đ,t^{o} }{\rightleftharpoons}\)CH3COOCH2CH2CH(CH3)2 + H2O
isoamyl alcohol isoamyl acetate
Một số ester được điều chế bằng phương pháp khác.
Ví dụ: Trong công nghiệp, vinyl acetate được tổng hợp từ ethylene và acetic acid với sự có mặt của oxygen, sử dụng xúc tác palladium:
2C2H4 + 2CH3COOH + O2 \(\overset{xt}{\rightarrow}\) 2CH3COOCH=CH2 + 2H2O
Vinyl acetate cũng có thể được tổng hợp từ acetic acid và acetylene, sử dụng zinc acetate làm xúc tác.
CH3COOH + CH=CH \(\overset{xt}{\rightarrow}\) CH3COOCH=CH2
II. CÂU HỎI VẬN DỤNG
Phần 1. Trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn
Câu 1: Ester được điều chế chủ yếu bằng phản ứng nào sau đây?
- Phản ứng tráng bạc
- Phản ứng trung hòa
- Phản ứng ester hóa giữa carboxylic acid và alcohol
- Phản ứng giữa carboxylic acid và phenol
Câu 2. Trong phản ứng ester hóa, vai trò của H₂SO₄ đặc là gì?
- Làm tăng pH của môi trường
- Làm chất khử
- Làm xúc tác và hút nước
- Làm chất oxi hóa.
Câu 3. Cho phản ứng: CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O. Ester thu được có tên là:
- Ethyl acetate
- Methyl acetate
- methyl methacrylate
- benzyl acetate
Câu 4. Ester hóa là phản ứng thuận nghịch. Để tăng hiệu suất tạo ester, ta cần:
- Giảm nhiệt độ
- Thêm H₂O
- Dùng xúc tác base
- Dùng H₂SO₄ đặc và đun nóng
Câu 5. Thuỷ phân ester có công thức phân tử C4H8O2 (với xúc tác acid), thu được 2 sản phẩm X và Y. Từ X có thể điều chế trực tiếp ra Y. Vậy chất X là
- methyl alcohol.
- ethyl acetate.
- formic acid.
- ethyl alcohol
Câu 6. Ester X được tạo bởi methyl alcohol và acetic acid. Công thức của X là
- HCOOC2H5.
- CH3COOC2H5.
- CH3COOCH3.
- HCOOCH3
Câu 7: Đun sôi hỗn hợp gồm 9 gam acetic acid và 6,4 gam alcohol methylic (xúc tác H2SO4 đặc), sau phản ứng thu được bao nhiêu gam ester? Biết hiệu suất của phản ứng là 75%.
- 11,1 gam.
- 8,325 gam.
- 13,2 gam
- 14,43 gam.
Hướng dẫn
nCH₃COOH = 9: 60 = 0,15 mol
nCH₃OH = 6,4 : 32 = 0,2 mol
CH₃COOH là chất dư vì số mol của nó ít hơn số mol cần thiết để phản ứng với CH₃OH.
nester tạo ra = nCH₃COOH = 0,15 mol
Tính khối lượng của ester tạo ra:
mester = 0,15.74 = 11,1g
Tính khối lượng ester thu được với hiệu suất 75%:
Khối lượng ester = 11,1. 75% = 8,325g
Câu 8: Đun sôi hỗn hợp gồm 11,84 gam propionic acid và 8,28 gam alcohol ethylic (xúc tác H2SO4 đặc), sau phản ứng thu được bao nhiêu gam ester? Biết hiệu suất của phản ứng là 85%.
- 19,82 gam.
- 15,606 gam.
- 15,22 gam.
- 13,872 gam
Hướng dẫn
nCH₃CH₂COOH = 11,84:74 = 0,16 mol
nC2H5OH = 8,28:46 = 0,18 mol
Phản ứng tỉ lệ mol 1:1, acid phản ứng hết
nester lí thuyết = nacid = 0,16 mol
Hiệu suất phản ứng 85%
nEster thực tế = 0,16.85% = 0,136 mol
Công thức ester thu được: CH₃CH₂COOC₂H₅
mester thu được = 0,136 .102 = 13,872 gam
Câu 9: Đun sôi hỗn hợp gồm 4,6 gam formic acid và 3,45 gam alcohol ethylic (xúc tác H2SO4 đặc), sau phản ứng thu được bao nhiêu gam ester? Biết hiệu suất của phản ứng là 60%.
- 3,33 gam.
- 3,52 gam.
- 4,44 gam.
- 5,47 gam.
Hướng dẫn
nHCOOH = 0,1 mol
nC2H5OH = 0,075 mol
Phản ứng tỉ lệ mol 1:1, alcohol phản ứng hết
nester lý thuyết = nalcohol = 0,075 mol
Hiệu suất phản ứng 60%
nester thực tế = 0,075.60% = 0,045 mol
mester = 74.0,045 = 3,33 gam
Câu 10: Đun sôi hỗn hợp gồm 13,5 gam formic acid và 6,4 gam alcohol methylic (xúc tác H2SO4 đặc), sau phản ứng thu được bao nhiêu gam ester? Biết hiệu suất của phản ứng là 95%.
- 11,4 gam.
- 15,2 gam.
- 22,2 gam
- 15,67 gam.
Phần 2. Trắc nghiệm Đúng – Sai
Câu 1. Cho 0,3 mol acid X đơn chức trộn với 0,25 mol alcohol ethylic đem thực hiện phản ứng ester hóa thu được thu được 18 gam ester. Tách lấy lượng alcohol và acid dư cho tác dụng với Na thấy thoát ra 2,35505 lít H2.
- Acid X là CH2=CHCOOH.
- Acid X là CH3COOH.
- Hiệu suất phản ứng ester hóa là 72%.
- Hiệu suất phản ứng ester hóa là 78%.
Trả lời
Ta có nacid = 0,3 mol; nalcohol = 0,25 mol; nH2 = 2,35505:24,79 = 0,095 mol
Giả sử acid là RCOOH
Phương trình hóa học: R-COOH + C₂H₅OH ⇌ R-COOC₂H₅ + H₂O
Ban đầu: 0,3 0,25
Phản ứng: x x x
Sau 0,3 – x 0,25 – x x
Theo phương trình phản ứng ta thấy acid dư, Hiệu suất tính theo alcohol
RCOOH + Na → RCOONa + 1/2H2
0,3 – x 1/2(0,3-x)
C2H5OH + Na → C2H5ONa +1/2H2
0,25 – x 1/2(0,25-x)
nH2 = 1/2(0,3-x) - 1/2(0,25-x) = 0,095 x = 0,19 mol
mester = R + 44 + 29 = 18:0,18 R = 27 (CH2=CH-)
Ester là CH2=CH-COOC2H5
Hiệu suất phản ứng ester hóa tính theo alcohol
H% = 0,18:0,25.100% = 72%
Vậy
a) Đúng
b) Sai
c) Đúng
d) Sai
Phần III . Câu hỏi trả lời ngắn
Câu 1: Đun HCOOH dư với 6,4 gam CH3OH (xúc tác H2SO4 đặc), thu được 2 gam HCOOCH3. Hiệu suất của phản ứng ester hóa tính theo alcohol là bao nhiêu?
Hướng dẫn
nCH3OH = 0,2 mol
nHCOOCH3 = 0,033 mol
Phương trình hoá học:
HCOOH + CH3OH ⇌ HCOOCH3 + H2O.
0,2 0,033 mol
Hiệu suất phản ứng ester hoá là:
H = 0,0333:0,2.100% = 16,65%
Chi tiết nội dung câu hỏi từng phần nằm trong FILE TẢI VỀ
