Dạng bài tập về hiệu suất phản ứng Este hóa

Ta có: n_X = n_N2  = 0,7/28 = 0,025 (mol)

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

⇒ M_este =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.

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

Phản ứng

CH₃COOC₂H₅ + NaOH → CH₃COONa + C₂H₅OH

 m_CH3COONa = 0,04 . 82 = 3,28 (gam)

Ta có: n_CH3COOH = 12/60 = 0, 2 (mol) và n_C2H5OH  = 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 (*) ⇒ m_este = 0,2 . 88 = 17,6 (gam)

Vậy H = 11/17,6 . 100% = 62,5%

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 ∑ n_H+ = 0,0,105.2 = 0,21 (mol)

∑ n_OH- = 0,12 + 0,08 = 0,2 (mol)

=> ancol sẽ phản ứng hết nếu H =100%

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

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

Vì n_CH3OH : n_C2H5OH = 3: 2 => tỉ lệ phản ứng este hóa cũng vậy

=> n_CH3OH pư = 0,09 (mol) ; n_C2H5OH pư = 0,06 (mol)

Vì n_HCOOH : n_CH3COOH = 1: 1 => tỉ lệ phản ứng este hóa cũng vậy

=> n_{HCOOH pư} = 0,075; n_{CH3COOH pư} = 0,075 (mol)

m_este = m_HCOO- + m_CH3COO- + m_CH3- + m_C2H5- = 0,075.45 + 0,075.59 + 0,09.15 + 0,06.29 = 10,89 (g)

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%

CH₃COOH + C₂H₅OH CH₃COOC₂H₅

⇒ n_{CH3COOH ban đầu} = 0,05 mol

 nCH₃COOC₂H₅ = 2,2/88 = 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:

n_{axit axetic} = 0,375 mol ; n_{ancol etylic} = 0,75 mol => ancol dư

Phương trình phản ứng:

CH₃COOH + C₂H₅OH ⇔ CH₃COOC₂H₅ + H₂O

0,375                                      0,375

=> m_{este (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 

n_CH3COOH = 40/60 = 2/3 mol

n_CH3CH2OH = 11,5 /46 = 0,25 mol

n_CH3COOC2H5 = 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:

n_CH3CH2OH (phản ứng) = n_CH3COOC2H5 = 0,1875 mol 

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