Cách tính hiệu suất phản ứng este hóa hay, chi tiết - Hoá học lớp 12

Cách tính hiệu suất phản ứng este hóa hay, chi tiết

Với Cách tính hiệu suất phản ứng este hóa hay, chi tiết Hoá học lớp 12 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập phản ứng este hóa từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Hoá học lớp 12.

A. Phương pháp & Ví dụ

Lý thuyết và Phương pháp giải

    Công thức tính hiệu suất phản ứng:

    Cách 1: Tính theo lượng chất ban đầu cần lấy

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

Ví dụ minh họa

Bài 1: 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:

Hướng dẫn:

    n_glixerol = 0,1 mol

    n_{axit axetic} = 1 mol

    Từ PT: m_este = 0,1.218 = 21,8g

    Thực tế: m_este = 17,44g

    Hiệu suất: H% = 17,44/21,8.100 = 80%

Bài 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?

Hướng dẫn:

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

    Hiệu suất H = 60% ⇒ thực tế khối lượng axit đã dùng: m = 1,2 . 100/60 = 2 g

Bài 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:

    A. 10,12

    B. 16,20

    C. 6,48

    D. 8,10

Hướng dẫn:

    Gọi công thức tương đương của hai axit là

    Vì số mol hai aixt bằng nhau nên

    Do vậy tính sản phẩm theo số mol axit

    Vậy m_este = 0,1(8 + 44 + 29) x 80/100 = 6,48 (gam)

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 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

Lời giải:

Đáp án: A

    Ta có: n_X = n_{N_2} = 0,7/28 = 0,025 (mol)

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

    ⇒ 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.

Bài 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

Lời giải:

Đáp án: A

    Ta có: n_CH3COOC2H5 = 8,8/88 = 0,1 (mol) và n_NaOH = 0,2 x 0, 2 = 0,04 (mol)

    Phản ứng

    ⇒ m_CH3COONa = 0,04 x 82 = 3,28 (gam)

Bài 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%

Lời giải:

Đáp án: C

    Ta có: n_CH3COOH = 12/60 = 0, 2(mol) và n_C2H5OH = 13,8/46 = 0, 3( mol) > 0,2

    ⇒ Hiệu suất tính theo số mol axit phản ứng:

    Từ (*) ⇒ m_este = 0,2 x 88 = 17,6 (gam)

    Vậy H = 11/17,6 x 100% = 62,5%

Bài 4: 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.

Lời giải:

Đáp án: A

    Đặt công thức trung bình của hai axit trong X là

    Đặt công thức trung bình của hai ancol trong Y là

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

    Phương trình phản ứng :

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

Bài 5: Trộn 20 ml cồn etylic 92^o với 300 ml axit axetic 1M thu được hỗn hợp X. Cho H2SO4 đặc 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.

Lời giải:

Đáp án: B

    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 x 100 = 80%.