Dạng bài tập về hiệu suất phản ứng Este hóa

Chuyên đề Hóa học 12 Dạng bài tập về hiệu suất phản ứng Este hóa. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn giải bài tập Hóa học lớp 12 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.

A. Phương pháp về hiệu suất phản ứng Este hóa

Công thức tính hiệu suất phản ứng:

Cách 1: Tính theo lượng chất ban đầu cần lấy

Dạng bài tập về hiệu suất phản ứng Este hóa

Cách 2: Tính theo lượng sản phẩm phản ứng thu được:

Dạng bài tập về hiệu suất phản ứng Este hóa

B. Ví dụ minh họa bài tập về hiệu suất phản ứng Este hóa

Ví dụ 1: Thực hiện phản ứng este hóa 9,2 gam glixerol với 60 gam axit axetic. Giả sử chỉ thu được glixerol triaxetat có khối lượng 17,44g. Tính hiệu suất của phản ứng este hóa:

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

nglixerol = 0,1 mol

naxit axetic = 1 mol

Phương trình phản ứng

C3H5(OH)3 + 3CH3COOH ⇔ C3H5(OOCCH3)3 + 3H2O

0,1                     0,3                     0,1

Từ PT: meste = 0,1. 218 = 21,8g

Thực tế: meste = 17,44 gam

Hiệu suất: H% = 17,44/21,8 .100% = 80%

Ví dụ 2: 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?

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

CH3COOH + C2H5OH ⇌ CH3COOC2H5 + H2O

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

Hiệu suất H = 60% ⇒ Thực tế khối lượng axit đã dùng: m = 1,2/60% = 2 gam

Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm axit HCOOH và CH3COOH (tỉ lệ mol 1:1). Lấy 5,3 gam hỗn hợp X tác với 5,75 gam CH3CH2OH (có xúc tác H2SO4 đặc) thu được m gam hỗn hợp este (hiệu suất của các phản ứng este hóa đều bằng 80%). Giá trị của m là:

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

nHCOOH = nCH3COOH = 0,05 mol

nC2H5OH = 0,125mol ⇒ Ancol dư

Vậy hỗn hợp este gồm:

nHCOOC2H5= nCH3COOC2H5 = 0,05.80% = 0,04 mol

⇒ m = 0,04.(74 + 88) = 6,48 gam

C. Bài tập vận dụng về hiệu suất phản ứng Este hóa

Câu 1. Hai este đơn chức X và Y là đồng phân của nhau. Khi hóa hơi 1,85 gam X thu được thể tích hơi đúng bằng thể tích của 0,7 gam N2 (đo cùng điều kiện). Công thức cấu tạo thu gọn của X và Y là:

A. HCOOC2H5 và CH3COOCH3

B. C2H5COOC2H5 và C2H5COOC2H3

C. HCOOCH2CH2CH3 và CH3COOC2H5

D. C2H5COOCH3 và HCOOCH(CH3)2

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Ta có: nX = nN2  = 0,7/28 = 0,025 (mol)

Gọi công thức phân tử của hai este đồng phân đơn chức là CxHyOz.

⇒ Meste =1,85/0,025 = 74 ⇒ 12x + y + 32 = 74 ⇒ 12x + y = 42

⇒ nghiệm hợp lí: x = 3; y = 6

Vậy công thức phân tử của X và Y là: C3H6O2.

Công thức cấu tạo: HCOOC2H5; CH3COOCH3.

Câu 2. Xà phòng hóa 8,8 gam etyl axetat bằng 200ml dung dịch NaOH 0,2M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch thu được chất rắn có khối lượng là:

A. 3,28 gam

B. 10,40 gam

C. 8,56 gam

D. 8,20 gam

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Ta có: n_{CH_3COOC_2H_5} =8,8/88  = 0,1 (mol) và nNaOH = 0,2 . 0, 2 = 0,04 (mol)

Phản ứng

CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH

mCH3COONa = 0,04 . 82 = 3,28 (gam)

Câu 3. Đun 12 gam axit axetic với 13,8 gam etanol (có H2SO4 đặc làm xúc tác) đến khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng, thu được 11 gam este. Hiệu suất phản ứng este hóa là:

A. 50,0%

B. 75,0%

C. 62,5%

D. 55,0%

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Ta có: nCH3COOH = 12/60 = 0, 2 (mol) và nC2H5OH  = 13,8/48 = 0, 3 (mol) > 0,2mol

⇒ Hiệu suất tính theo số mol axit phản ứng:

CH3COOH + C2H5OH \overset{H^{+} ,t^{\circ } }{\rightleftharpoons} CH3COOC2H5 + H2O

0,2                   0,2                         0,2

Từ (*) ⇒ meste = 0,2 . 88 = 17,6 (gam)

Vậy H = 11/17,6 . 100% = 62,5%

Câu 4. Hỗn hợp X gồm HCOOH và CH3COOH (tỉ lệ mol 1:1); hỗn hợp Y gồm CH3OH và C2H5OH (tỉ lệ mol 3:2). Lấy 11,13 gam hỗn hợp X tác dụng với 7,52 gam hỗn hợp Y có xúc tác H2SO4 đặc, đun nóng. Khối lượng của este thu được là (biết hiệu suất các phản ứng este đều 75%)

A. 14,52 gam

B. 10,89 gam

C. 11,616 gam

D. 11,4345 gam

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Gọi số mol từng chất của HCOOH và CH3COOH là x (mol) (Vì tỉ lệ 1:1)

=> 46x + 60x = 11,13

=> x = 0,105 (mol)

Gọi số mol của CH3OH là 3y ; mol C2H5OH là 2y

=> 32.3y + 46.2y = 7,52

=> y = 0,04 (mol)

Ta thấy ∑ nH+ = 0,0,105.2 = 0,21 (mol)

∑ nOH- = 0,12 + 0,08 = 0,2 (mol)

=> ancol sẽ phản ứng hết nếu H =100%

=> H = 75% phải tính theo số mol của ancol

=> nOH- pư = 0,2.%H = 0,2.0,75 = 0,15 (mol)

Vì nCH3OH : nC2H5OH = 3: 2 => tỉ lệ phản ứng este hóa cũng vậy

=> nCH3OH pư = 0,09 (mol) ; nC2H5OH pư = 0,06 (mol)

Vì nHCOOH : nCH3COOH = 1: 1 => tỉ lệ phản ứng este hóa cũng vậy

=> nHCOOH pư = 0,075; nCH3COOH pư = 0,075 (mol)

meste = mHCOO- + mCH3COO- + mCH3- + mC2H5- = 0,075.45 + 0,075.59 + 0,09.15 + 0,06.29 = 10,89 (g)

Câu 5. Trộn 20 ml cồn etylic 92o với 300 ml axit axetic 1M thu được hỗn hợp X. Cho H2SO4đặc vào X rồi đun nóng, sau một thời gian thu được 21,12 gam este. Biết khối lượng riêng của ancol etylic nguyên chất là 0,8 gam/ml. Hiệu suất phản ứng este hoá là:

A. 75%.

B. 80%.

C. 85%.

D. Kết quả khác.

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

nC2H5OH = (20.0,92.0,8)/46 = 0,32 mol

nCH3COOH = 0,3 mol

nCH3COOCH3 = 21,12/88 = 0,24 mol

Phương trình phản ứng:

CH3COOH + C2H5OH → CH3COOCH3 + H2O (1)

0,24                0,24               0,24

Ban đầu số mol ancol nhiều hơn số mol axit suy ra ancol dư, hiệu suất phản ứng tính theo axit.

Theo (1) số mol axit và ancol tham gia phản ứng là 0,24 mol. Vậy hiệu suất phản ứng là:

H = 0,24/0,3 .100 = 80%

Câu 6. Đun 3,0 gam CH3COOH với C2H5OH dư (xúc tác H2SO4 đặc), thu được 2,2 gam CH3COOC2H5. Hiệu suất của phản ứng este hóa tính theo axit là:

A. 25,00%.

B. 50,00%.

C. 36,67%.

D. 20,75%.

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

CH3COOH + C2H5OH Dạng bài tập về hiệu suất phản ứng Este hóa CH3COOC2H5

⇒ nCH3COOH ban đầu = 0,05 mol

 nCH3COOC2H5 = 2,2/88 Dạng bài tập về hiệu suất phản ứng Este hóa = 0,025 mol

⇒ H% = 0,025/0,05 .100% = 50%

Câu 7: Hỗn hợp X gồm axit HCOOH và CH3COOH (tỉ lệ mol 1:1). Hỗn hợp Y gồm hai ancol CH3OH và C2H5OH (tỉ lệ mol 3 : 2). Lấy 11,13 gam hỗn hợp X tác dụng với 7,52 gam hỗn hợp Y (có xúc tác H2SO4 đặc) thu được m gam hỗn hợp este (hiệu suất các phản ứng đều bằng 80%). Giá trị m là :

A. 11,616.

B. 12,197.

C. 14,52.

D. 15,246.

Đáp án hướng dẫn giải 

Đặt công thức trung bình của hai axit trong X là \overline RCOOH

\overline{M_x} = (46,1 + 60.1)/2 = 53 gam/mol

Đặt công thức trung bình của hai ancol trong Y là \overline{R'}OH

\overline{My}=\frac{32.3+46.2}5=37,6\;gam/mol

\overline RCOOH\;=\frac{11,13}{53}\;=\;0,21\;mol,\;n_{\overline{R'}OH}=\frac{7,52}{37,6}=0,2\;mol

Do đó axit dư, hiệu suất phản ứng tính theo ancol.

Phương trình phản ứng:

\overline RCOOH\;+\;\overline{R'}OH\;\xrightarrow{H_2SO_4đ}\overline RCOO\overline{R'}\;+\;H_2O

0,2.80% ←    0,2.80%        →        0,2.80%

Vậy khối lượng este thu được là : [(53+37,6) – 18].0,2.80% = 11,616 gam.

Câu 8. Cho 22,5 gam axit axetic phản ứng với 34,5 gam ancol etylic (xúc tác H2SO4 đặc), đun nóng , thu được 20,625 gam etyl axetat. Hiệu suất của phản ứng este hóa là:

A. 62,50%

B. 50 %

C. 40%

D. 31,25%

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết 

Ta có:

naxit axetic = 0,375 mol ; nancol etylic = 0,75 mol => ancol dư

Phương trình phản ứng:

CH3COOH + C2H5OH ⇔ CH3COOC2H5 + H2O

0,375                                      0,375

=> meste (lí thuyết) = 0,375.88 = 33 (g)

=> H = 20,625/33.100% = 62,5 %

Câu 9. Cho 40 gam axit axetic phản ứng với 11,5 gam rượu etylic tạo ra 16,5 gam etyl axetat. Tính hiệu suất của phản ứng este hóa?

A. 85%

B. 90%

C. 75%

D. 80%

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Ta có

nCH3COOH = 40/60 = 2/3 mol

nCH3CH2OH = 11,5 /46 = 0,25 mol

nCH3COOC2H5 = 16,5/88 = 0,1875 mol

Phương trình phản ứng hóa học:

CH3COOH + CH3CH2OH → CH3COOC2H5 + H2O

Xét tỉ lệ số mol của CH3COOH và CH3CH2OH => CH3CH2OH phản ứng hết nếu H = 100%

Theo phương trình hóa học:

nCH3CH2OH (phản ứng) = nCH3COOC2H5 = 0,1875 mol

=> %H = 0,1875/0,25.100% = 75%

Mời các bạn tham khảo thêm các bài viết dưới đây của chúng tôi:

Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn Dạng bài tập về hiệu suất phản ứng Este hóa. Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Hóa học lớp 10, Giải bài tập Hóa học lớp 11, Hóa học lớp 12, Thi thpt Quốc gia môn Văn, Thi thpt Quốc gia môn Lịch sử, Thi thpt Quốc gia môn Địa lý, Thi thpt Quốc gia môn Toán, đề thi học kì 1 lớp 11, đề thi học kì 2 lớp 11 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.

Để thuận tiện trong quá trình trao đổi tài liệu cũng như cập nhật tài liệu mới nhất, mời bạn đọc cùng tham gia nhóm Tài liệu học tập lớp 12 của VnDoc.com để có thêm tài liệu học tập nhé

Đánh giá bài viết
1 6.177
0 Bình luận
Sắp xếp theo
Chuyên đề Hóa học lớp 12 Xem thêm