Cách giải Bài tập về phản ứng thủy phân este hay, chi tiết - Hoá học lớp 12

Cách giải Bài tập về phản ứng thủy phân este hay, chi tiết

Với Cách giải Bài tập về phản ứng thủy phân este 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 thủy phân este từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Hoá học lớp 12.

A. Phương pháp & Ví dụ

Lý thuyết và Phương pháp giải

    Với este đơn chức

        + Trong phản ứng thủy phân este đơn chức thì tỉ lệ nNaOH: n este = 1:1 Riêng phản ứng thủy phân este của phenol thì tỉ lệ là nNaOH: n este = 2:1

        + Phản ứng thủy phân este thu được anđehit thì este phải có công thức là RCOOCH=CH–R’.

        + Phản ứng thủy phân este thu được xeton thì este phải có công thức là RCOOC(R’’)=CH–R’.

    (R’ có thể là nguyên tử H hoặc gốc hiđrocacbon, R’’ phải là gốc hiđrocacbon ).

        + Este có thể tham gia phản ứng tráng gương thì phải có công thức là HCOOR.

        + Este 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 este trong môi trường kiềm mà đề bài cho biết: “...Sau khi thủy phân hoàn toàn este, cô cạn dung dịch được m gam chất rắn” thì trong chất rắn thường có cả NaOH hoặc KOH dư.

        + Nếu thủy phân este mà khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng khối lượng của sản phẩm tạo thành thì este đem thủy phân là este vòng.

    Với este đa chức

        + Trong phản ứng thủy phân este đa chức thì tỉ lệ nNaOH: n este > 1

    Nếu T = 2 Este có 2 chức, T = 3 Este có 3 chức...

        + Este đa chức có thể tạo thành từ ancol đa chức và axit đơn chức; ancol đơn chức và axit đa chức; cả axit và ancol đều đa chức; hợp chất tạp chức với các axit và ancol đơn chức.

Ví dụ minh họa

Bài 1: Muốn thuỷ phân 5,6 gam hỗn hợp etyl axetat và etyl fomiat (etyl fomat) cần 25,96 ml NaOH 10% (D = 1,08 g/ml). Thành phần % khối lượng của etyl axetat trong hỗn hợp là :

    A. 47,14%.         B. 52,16%.         C. 36,18%.         D. 50,20%.

Hướng dẫn:

    Đặt x là số mol CH₃COOC₂H₅ và y là số mol HCOOC₂H₅.

    Phương trình phản ứng:

    CH₃COOC₂H₅ + NaOH → CH₃COONa + C₂H₅OH         (1)

    HCOOC₂H₅ + NaOH → HCOONa + C₂H₅OH         (2)

    Theo giả thiết và các phản ứng ta có hệ phương trình :

    ⇒ x = 0,03 và y = 0,04.

    ⇒ % m_CH3COOC2H5 = 47,14%.

    Đáp án A.

Bài 2: Cho m gam chất hữu cơ đơn chức X tác dụng vừa đủ với 50 gam dung dịch NaOH 8%, sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 9,6 gam muối của một axit hữu cơ và 3,2 gam một ancol. Công thức của X là :

    A. CH₃COOC₂H₅.         B. C₂H₅COOCH₃.

    C. CH₂=CHCOOCH₃.         D. CH₃COOCH=CH₂.

Hướng dẫn:

    Đặt công thức của X là RCOOR’.

    Theo giả thiết ta có :

    M_R’OH = R’+ 17 = 32 R’= 15 (CH_3–) và M_RCOONa = R + 67 = 96

    R = 29(C₂H_5–).

    Vậy công thức của X là C₂H₅COOCH₃.

    Đáp án B.

Bài 3: Một este X tạo bởi axit đơn chức và ancol đơn chức có tỉ khối với He bằng 22. Khi đun nóng X với dung dịch NaOH tạo ra muối có khối lượng bằng 17/22 lượng este đã phản ứng. Tên X là:

    A. Etyl axetat.         B. Metyl axetat.

    C. Iso-propyl fomat.         D. Metyl propionat.

Hướng dẫn:

    Este có công thức dạng RCOOR’, muối tạo thành là RCOONa.

    Phương trình phản ứng :

    RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH

    Vì số mol este bằng số mol muối, nên tỉ lệ về khối lượng của chúng cũng là tỉ lệ về khối lượng mol.

    ⇒ 17R’ - 5R = 726 (1).

    Mặt khác M_este = 4.22 = 88 ⇒ R + 44 + R’ = 88 ⇒ R + R’ = 44 (2).

    Từ (1) và (2) ta có: R = 1 (H-); R’ = 43 (C₃H_7-). Vậy tên este là iso-propyl fomat

Bài 4: Xà phòng hóa 8,8 gam etyl axetat bằng 200 ml dung dịch NaOH 0,2M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được bao nhiêu gam muối khan?

Hướng dẫn:

    Ta có: n_CH3COOC2H5 = 5,5/88 = 0,1 (mol)

    Và n_{NaOH ban đầu} = 0,2 .0,2 = 0,04 (mol)

    Este dư, NaOH hết

    CH₃COOC₂H₅ + NaOH → CH₃COONa + C₂H₅OH         (1)

    Từ (1) ⇒ n_{CH3 COONa} = n_NaOH = 0,04 (mol)

    m_{CH3 COONa} = 0,04 .82 = 3,28(gam)

Bài 5: Este X được tạo thành từ etylen glicol và hai axit cacboxylic đơn chức. Trong phân tử este, số nguyên tử cacbon nhiều hơn số nguyên tử oxi là 1. Khi cho m gam X tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thì lượng NaOH đã phản ứng là 10 gam. Giá trị của m là :

    A. 14,5.         B. 17,5.         C. 15,5.         D. 16,5.

Hướng dẫn:

    Theo giả thiết ta cho biết X là este hai chức của etylen glicol và axit hữu cơ đơn chức; X có 4 nguyên tử O và có 5 nguyên tử C.

    Vậy công thức của X là: HCOOC₂H₄OOCCH₃

    Phương trình phản ứng :

    HCOOC₂H₄OOCCH₃ + 2NaOH → HCOONa + CH₃COONa + C₂H₄(OH)₂

    Theo giả thiết và (1) ta có: n_{HCOOC2H4OOCCH3} = 1/2 n_NaOH = 1/2 . 10/40 = 0,125 mol

    Vậy m_X = 0,125.132 = 16,5 gam.

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Để xà phòng hóa 17,4 gam một este no đơn chức cần dùng 300 ml dung dịch NaOH 0,5M. tìm công thức phân tử của este đem dùng.

    A. C₆H₁₂O₂         B. C₅H₁₀O₂

    C. C₄H₈O₂         D. C₆H₁₀O₂

    Vậy công thức phân tử của este là C₆H₁₂O₂)

Lời giải:

Đáp án: A

    Gọi công thức của este no, đơn chức là C_nH_2nO₂

    Khi xà phòng hóa thì: n_este = n_NaOH

    n_este = 0,3 .0,5 = 0,15 (mol) ⇒ M_este = 17,4/0,15 = 116

    14n + 32 = 116 ⇒ n = 6

Bài 2: Thủy phân hoàn toàn 8,8 gam este đơn chức, mạch hở X với 100 ml dung dịch KOH 1M (vừa đủ ) thu được 4,6 gam một ancol Y. Xác định tên gọi của X.

    A. CH₃COOCH₃         B. HCOOC₂H₅

    C. CH₃COOC₂H₅         D. C₂H₅COOC₂H₅

Lời giải:

Đáp án: C

    Gọi công thức este đơn chức X là RCOOR'

    Ta có: n_KOH = 0,1*1 = 0,1(mol)

    RCOOR' + KOH → RCOOK + R'OH         (1)

    Từ (1) ⇒ n_R'OH = 0,1(mol) ⇒ M_R'OH = 4,6/0,1 = 46

    ⇒ R' = 29 ⇒ C₂H_5-

    Y: C₂H₅OH ⇒ X là CH₃COOC₂H₅( vì M_X = 88): etyl axetat

Bài 3: E là este của một axit đơn chức và ancol đơn chức. Để thủy phân hoàn toàn 6,6 gam chất E phải dùng 34,1 ml dung dịch NaOH 10% (d = 1,1 g/ml). Lượng NaOH này dùng dư 25% so với lượng NaOH phản ứng. Công thức cấu tạo đúng của E là:

    A. CH₃COOCH₃

    B. HCOOC₃H₇

    C. CH₃COOC₂H₅

    D. Cả B và C đều đúng

Lời giải:

Đáp án: D

    Ta có:

    ⇒ M_E = 88 gam ⇔ R + 44 + R’ = 88 ⇒ R + R’ = 44

    - Khi R = 1 ⇒ R’ = 43 (C₃H₇) ⇒ CTCT (E): HCOOC₃H₇(propyl fomiat)

    - Khi R = 15 ⇒ R’ = 29 ⇒ CTCT (E): CH₃COOC₂H₅ (etyl axetat)

Bài 4: Để xà phòng hóa 17,4 gam một este no đơn chức cần dùng 300 ml dung dịch NaOH 0,5M. Công thức phân tử của este là:

    A. C₃H6₆O₂

    B. C₅H₁₀O₂

    C. C₆H₁₂O₂

    D. C₄H₁₀O₂

Lời giải:

Đáp án: C

    Gọi công thức của este no, đơn chức là C_nH_2nO₂

    ⇒ n_este = n_NaOH

    ⇒ n_este = 0,3 x 0,5 = 0,15 (mol) ⇒ M_este = 17,4/0,15 = 116

    ⇒ 14n + 32 = 116 ⇒ n = 6

    Vậy công thức phân tử của este là C₆H₁₂O₂.

Bài 5: Cho axit salixylic (axit o-hiđroxibenzoic) phản ứng với anhiđrit axetic, thu được axit axetylsalixylic (o-CH₃COO–C₆H₄–COOH) dùng làm thuốc cảm (aspirin). Để phản ứng hoàn toàn với 43,2 gam axit axetylsalixylic cần vừa đủ V lít dung dịch KOH 1M. Giá trị của V là :

    A. 0,72.         B. 0,48.         C. 0,96.         D. 0,24.

Lời giải:

Đáp án: A

    o-CH₃COO–C₆H₄–COOH + 3KOH → CH₃COOK + o-KO–C₆H₄–COOK + H₂O (1)

    ⇒ n_KOH = 3.n_{o-CH3COO–C6H4–COOH} = 3 . 43,2/180 = 0,72 mol

Bài 6: Xà phòng hoá 22,2 gam hỗn hợp gồm 2 este đồng phân, cần dùng 12 gam NaOH, thu 20,492 gam muối khan (hao hụt 6%). Trong X chắc chắn có một este với công thức và số mol tương ứng là :

    A. HCOOC₂H₅ 0,2 mol.         B. CH₃COOCH₃ 0,2 mol.

    C. HCOOC₂H₅ 0,15 mol         D. CH₃COOC₂H₃ 0,15 mol.

Lời giải:

Đáp án: A

    n_Este = n = 0_NaOH,3 mol; mmuối theo lí thuyết = 20,492/94 . 100 = 21,8 gam.

    M_este = 22,2/0,3 = 74 gam/mol ⇒ công thức phân tử của 2 este có dạng C₃H₆O₂. Vậy công thức cấu tạo của hai este là HCOOC₂H₅ và CH₃COOCH₃.

    Gọi x là mol của HCOOC₂H₅ và y là số mol của CH₃COOCH₃. Ta có hệ

Bài 7: Xà phòng hoá hoàn toàn m gam lipit X bằng 200 gam dung dịch NaOH 8% sau phản ứng thu được 9,2 gam glixerol và 94,6 gam chất rắn khan. Công thức cấu tạo của X là :

    A. (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅.         B. (C₁₅H₃₁COO)₃C₃H₅.

    C. (C₁₇H₃₃COO)₃C₃H₅.         D. (C₁₇H₃₁COO)₃C₃H₅.

Lời giải:

Đáp án: D

    Đặt công thức trung bình của lipit X là C₃H₅(OOCR)₃.

    C₃H₅(OOCR)₃ + 3NaOH → C₃H₅(OH)₃ + 3RCOONa (1)

    Theo giả thiết ta có

    ⇒ Do đó trong 94,6 gam chất rắn có 0,1 mol NaOH dư và 0,3 mol RCOONa.

    ⇒ 0,1.40 + (R + 67).0,3 = 94,6 ⇒ R = 235 ⇒ R là C₁₇H_31–

Bài 8: Đun nóng 66,3 gam etyl propionat với 400 ml dung dịch NaOH 2M, cô cạn dung dịch sau phản ứng khối lượng chất rắn thu được là:

    A. 62,4 gam.

    B. 59,3 gam.

    C. 82,45 gam.

    D. 68,4 gam.

Lời giải:

Đáp án: D

    Bảo toàn khối lượng ⇒ chất rắn = 66,3 + 0,8.40 - 0,65.46 = 68,4 g