Dạng bài toán thủy phân Ester
Bài tập thủy phân ester có lời giải
Dạng bài toán thủy phân ester là một trong những chuyên đề trọng tâm của Hóa học 12, thường xuyên xuất hiện trong đề kiểm tra và kỳ thi THPT Quốc gia. Các dạng toán này không chỉ giúp học sinh củng cố kiến thức về phản ứng este mà còn rèn luyện kỹ năng tư duy, vận dụng công thức và phương pháp giải nhanh. Việc nắm vững phương pháp làm bài và luyện tập nhiều dạng bài tập thủy phân ester sẽ giúp học sinh tự tin chinh phục điểm số cao trong các kỳ thi.
A. TRỌNG TÂM KIẾN THỨC CẦN NHỚ
1. Với ester đơn chức
+ Trong phản ứng thủy phân ester đơn chức thì tỉ lệ nNaOH : nester = 1:1
+ Phản ứng thủy phân ester thu được aldehyde thì ester có công thức RCOOH=CH-R’.
(R’ có thể là nguyên nhân H hoặc gốc hydrocarbon, R’’ phải là gốc hydrocarbon)
Ester có thể tham gia phản ứng tráng gương thì phải có công thức là HCOOR.
Ester sau khi thủy phân cho sản phẩm có khả năng tham gia phản ứng tráng gương thì phải có công thức là HCOOR hoặc RCOOCH=CH–R’.
Nếu thủy phân ester trong môi trường kiềm mà đề bài cho biết: “…Sau khi thủy phân hoàn toàn ester, cô cạn dung dịch được m gam chất rắn” thì trong chất rắn thường có cả NaOH hoặc KOH dư.
Nếu thủy phân ester mà khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng khối lượng của sản phẩm tạo thành thì ester đem thủy phân là este vòng.
2. Với ester đa chức
Trong phản ứng thủy phân ester đa chức thì tỉ lệ nNaOH : nEster > 1
Nếu T = 2 thì ester có 2 chức, T = 3 thì ester có 3 chức…
Ester đa chức có thể tạo thành từ alcohol đa chức và acid đơn chức; alcohol đơn chức và acid đa chức; cả acid và alcohol đều đa chức; hợp chất tạp chức với các acid và alcohol đơn chức.
3. Một số định luật và công thức để giải toán
Định luật bảo toàn khối lượng:
mester + mNaOH = mmuối rắn + mH2O
Định luật bảo toàn nguyên tố.
Cô cạn dung dịch sau phản ứng được chất rắn khan, chú ý đến lượng base còn dư hay không.
mrắn khan = mmuối + mNaOH (nếu có)
II. CÂU HỎI VÍ DỤNG VẬN DỤNG
Câu 1. Cho 10 gam hỗn hợp X gồm ethanol và ethyl acetate tác dụng vừa đủ với 50 gam dung dịch NaOH 4%. Phần trăm khối lượng của ethyl acetate trong hỗn hợp là:
A. 22% B. 44% C. 50% D. 51%
Hướng dẫn trả lời
mester = 88 . 0 , 05 = 4 , 4gam
Câu 2. Cho 0,15 mol ester X mạch hở vào 150 gam dung dịch NaOH 8%, đun nóng để phản ứng thủy phân ester xảy ra hoàn toàn thu được 165 gam dung dịch Y. Cô cạn Y thu được 22,2 gam chất rắn khan. Có bao nhiêu công thức cấu tạo của X thỏa mãn?
A. 3. B. 1 C. 2 D. 4
Hướng dẫn giải
nester = 0,15 mol; n NaOH = 0,3 mol
Bảo toàn khối lượng m este = 165 – 150 = 15g mX = 100g/mol
22,2 g gồm NaOH: 0,15 mol và RCOONa: 0,15 mol
Bảo toàn khối lượng: 22,2 = 0,15 (40 + R + 44 + 23) R = 41 (C3H5-)
Công thức cấu tạo của X:
- CH₂=CH–CH₂–COOCH3
- CH₃–CH=CH–COOCH3
- CH₂=C(CH₃)–COOCH3
Câu 3. Đun nóng 0,1 mol chất X chứa một loại nhóm chức tác dụng vừa đủ với NaOH trong dung dịch thu được 13,4 gam muối của acid hữu cơ Y mạch thẳng và 9,2 gam rượu đơn chức. Cho toàn bộ lượng rượu đó tác dụng với Na thu được 2,479 lít H2 (đktc). Xác định CTCT của X.
- Diethyl oxalate
- Ethyl propionate
- Diethyl adipate
- Dimethyl oxalate
Hướng dẫn trả lời
nH2 = 0,1 mol n alcohol = 2nH2 = 0,2 mol (vì alcohol đơn chức)
M alcohol = 9,2 : 0,2 = 46 (C2H5OH)
Đun 0,1 mol X tạo ra 0,2 mol alcohol => X là ester 2 chức, muối của Y là muối 2 chức NaOOCRCOONa
Theo đề bài: 0,1.(R + 67.2) = 13,4 => R = 0
X là C2H5OOCCOOC2H5 (Diethyl oxalate)
III. CÂU HỎI TỰ LUYỆN TẬP
Câu 1. Xà phòng hóa 17,6 gam ethyl acetate bằng 200ml dung dịch NaOH 0,4M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch thu được chất rắn khan có khối lượng là
A. 20,8 gam
B. 17,12 gam
C. 16,4 gam
D. 6,56 gam
Câu 2. Xà phòng hóa 7,4 gam methyl acetate bằng 200 ml dung dịch KOH 0,8M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch thu được chất rắn khan có khối lượng là
A. 9,8 gam
B. 13,28 gam
C. 10,4 gam
D. 13,16 gam
Câu 3. Muốn thủy phân 5,6 gam hỗn hợp ethyl acetate và ethyl formate cần 25,96ml NaOH 10% (D = 1,08 g/ml). Thành phần % khối lượng của ethyl acetate trong hỗn hợp là
A. 47,14%
B. 52,16%
C. 36,18%
D. 50,20%
Câu 4. Hỗn hợp hai ester A và B là đồng phân của nhau có khối lượng 2,59 gam tác dụng vừa đủ với 40 ml dung dịch NaOH 0,875M sau phản ứng thu được 2,66 gam muối. % theo số mol của hai alcohol thu được sau phản ứng là
A. 48,12% và 51,88%
B. 57,14% và 42,86%
C. 50% và 50%
D. 45,14% và 54,86%
Câu 5. Đun nóng 10,8 gam ester X (C2H4O2) với dung dịch KOH dư, thu được lượng muối là
A. 17,64 gam
B. 15,12 gam
C. 12,24 gam
D. 14,76 gam
Câu 6. Thủy phân hoàn toàn ester mạch hở X (chỉ chứa một loại nhóm chức) có công thức phân tử C7H12O4 bằng dung dịch NaOH, thu được một muối của carboxylic acid đơn chức và một alcohol. Công thức cấu tạo của X là
A. CH3COO-CH2-CH2-COOC2H5.
B. CH3COO-[CH2]3-OOCCH3.
C. HCOO-[CH2]3-OOC2H5.
D. C2H5COO-[CH2]2-OOCCH3.
Câu 7. Đun nóng ester X đơn chức, mạch hở với dung dịch KOH 12% (vừa đủ), thu được 87,1 gam dung dịch Y. Chung cất dung dịch Y, thu được 6,9 gam alcohol ethylic. Giả sử nước bay hơi không đáng kể. Công thức phân tử của X là
A. C4H8O2
B. C5H10O2
C. C5H8O2
D. C6H12O2
Câu 8. Cho 15,05 gam ester X đơn chức, mạch hở tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được 5,6 gam alcohol methyllic và muối của carboxylic acid Y. Công thức phân tử của Y là
A. C2H4O2.
B. C3H4O4.
C. C4H6O4.
D. C4H8O2.
Câu 9. Đun nóng chất hữu cơ X (CH3OOC-[CH2]2-CH(CH3)-COOCH3) với dung dịch KOH vừa đủ, thu được m gam hỗn hợp muối và 9,36 gam hỗn hợp alcohol. Giá trị m là
A. 29,94 gam
B. 26,76 gam
C. 22,92 gam
D. 35,70 gam
Câu 10. Cho 4,2 gam ester đơn chức no E tác dụng hết với dung dịch NaOH thì thu được 4,76 gam muối sodium. Vậy công thức cấu tạo của E có thể là
A. CH3COOCH3
B. HCOOCH3
C. CH3COOC2H5
D. HCOOC2H5
IV. ĐÁP ÁN HƯỚNG DẪN GIẢI
📥Mời các bạn tải File đầy đủ về tham khảo!
