Cơ sở và phương pháp giải bài toán thủy phân este mạch hở môn Hóa học 12 năm 2021 - 2022 được HOC247 sưu tầm và biên tập, nhằm giúp các em học sinh ôn tập và củng cố lại các kiến thức đã học, hình thành cơ sở kiến thức vững chắc để các em tự tin bước vào kì thi của mình. Mời các em cùng theo dõi!
1. CƠ SỞ VÀ PHƯƠNG PHÁP TƯ DUY
– Tập kích vào este ban đầu: RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH
+ Tư duy giải toán \(\left\{ \begin{array}{l} {n_{COO}} = {n_{NaOH(pu)}} = n_{OH}^{ancol} = n_{COONa}^{muoi}\\ {m_{este(pu)}} + {m_{NaOH}} = {m_{muoi(ran)}} + {m_{ancol}} \end{array} \right.\)
+ Chú ý: Với bài toán xà phòng hóa este đơn chức tạo từ một ancol trong dung dịch NaOH
Nếu \({m_{este}} < {m_{muoi}}\) → Este phải có dạng: RCOOCH3 → \({n_{este}} = \frac{{{m_{muoi}} - {m_{este}}}}{{23 - 15}}\)
– Tập kích vào ancol sinh ra trong phản ứng thủy phân este:
+ Bài toán đốt cháy ancol
\({C_n}{H_{2n + 2 - 2k}}{O_z}(z \le n) \to nC{O_2} + (n - k + 1){H_2}O\)
→ \(\sum {{n_{C{O_2}}}} - \sum {{n_{{H_2}O}}} = \sum {{n_{ancol}} \times (k - 1)} \)
→ Ancol no, mạch hở \({{\rm{C}}_{\rm{n}}}{{\rm{H}}_{{\rm{2n + 2}}}}{{\rm{O}}_{\rm{z}}} \leftrightarrow \left\langle \begin{array}{l} {{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}}{\rm{ < }}{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}}}\\ {{\rm{n}}_{{{\rm{C}}_{\rm{n}}}{{\rm{H}}_{{\rm{2n + 2}}}}{{\rm{O}}_{\rm{z}}}}}{\rm{ = }}{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}}} - {{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}} \end{array} \right.\)
\({\rm{n}}_{{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}^{{\rm{ancol}}} = {\rm{n}}_{{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}^{{\rm{este}}} - {\rm{n}}_{{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}^{{\rm{muoi}}}\)
+ Bài toán ancol tác dụng với kim loại kiềm
Khi cho ancol tác dụng với kim loại kiềm (Na, K) thì H2 bay lên chính là H trong nhóm OH
\( \to \left\{ \begin{array}{l} {{\rm{n}}_{{\rm{OH}}}}{\rm{ = 2}}{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}}} = \frac{{{{\rm{m}}_{{\rm{muoi}}}} - {{\rm{m}}_{{\rm{ancol}}}}}}{{{\rm{22(38)}}}}\\ {{\rm{m}}_{{\rm{Na}}}}{\rm{ + }}{{\rm{m}}_{{\rm{ancol}}}}{\rm{ = }}{{\rm{m}}_{{\rm{ran sau}}}}{\rm{ + }}{{\rm{m}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}}} \to \Delta {{\rm{m}}_{{\rm{bi nh (ran) tang}}}} = {{\rm{m}}_{{\rm{ran sau}}}} - {{\rm{m}}_{{\rm{Na}}}} = {{\rm{m}}_{{\rm{ancol}}}} - {{\rm{m}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}}} \end{array} \right.\)
+ Bài toán tách nước ancol đơn chức
Tư duy theo 2 kiểu tách nước ancol
- Kiểu 1: Tách nước ancol đơn chức tạo ete 2ROH → R–O–R + H2O
Với dạng này ta luôn có: \(\left\{ \begin{array}{l} {{\rm{n}}_{{\rm{ete}}}}{\rm{ = }}{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}}}{\rm{ = }}\frac{{\rm{1}}}{{\rm{2}}}{{\rm{n}}_{{\rm{ancol}}}}\\ {{\rm{m}}_{{\rm{ancol}}}}{\rm{ = }}{{\rm{m}}_{{\rm{ete}}}}{\rm{ + }}{{\rm{m}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}}} \end{array} \right.\)
- Kiểu 2: Tách nước ancol no, đơn chức, mạch hở tạo anken CnH2n+1OH → CnH2n + H2O
Với dạng này ta luôn có: \(\left\{ \begin{array}{l} {{\rm{n}}_{{\rm{anken}}}}{\rm{ = }}{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}}}{\rm{ = }}{{\rm{n}}_{{\rm{ancol(pu)}}}}\\ {{\rm{m}}_{{\rm{ancol}}}}{\rm{ = }}{{\rm{m}}_{{\rm{anken}}}}{\rm{ + }}{{\rm{m}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}}} \end{array} \right.\)
– Tập kích vào muối sinh ra trong phản ứng thủy phân este:
+ Bài toán đốt cháy muối của axit cacboxylic
Nếu \({n_{C{O_2}}} = {n_{{H_2}O}} \leftrightarrow \) Muối của axit no, đơn chức, mạch hở
–COONa (2x mol) + O2 → Na2CO3 (x mol) + CO2 + H2O
2x + \(2{n_{{O_2}}}\) = 3x + \(2{n_{C{O_2}}}\) + \({n_{{H_2}O}}\)
\(\to {m_{muoi}} + {m_{{O_2}}} = {m_{N{a_2}C{O_3}}} + {m_{C{O_2}}} + {m_{{H_2}O}}\)
+ Bài toán về phản ứng vôi tôi – xút: R(COONa)x + xNaOH → RHx + xNa2CO3
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1. Hóa hơi hoàn toàn 4,4 gam một este X mạch hở, thu được thể tích hơi bằng thể tích của 1,6 gam khí oxi (đo ở cùng điều kiện). Mặt khác, thủy phân hoàn toàn 11 gam X bằng dung dịch NaOH dư, thu được 10,25 gam muối. Công thức của X là
A. CH3COOC2H5.
B. HCOOC3H7.
C. C2H5COOCH3.
D. C2H5COOC2H5.
Hướng dẫn giải
Xét ở 4,4 gam este X.
Ta có: \({n_X} = {n_{{O_2}}} = \frac{{1,6}}{{32}} = 0,05\,mol\)
⇒ \({M_X} = \frac{{4,4}}{{0,05}} = 88\)đvC ⇒ este đơn chức
Xét ở 11 gam este X, \({n_X} = 0,05.\frac{{11}}{{4,4}} = 0,125\,mol\)
⇒ nmuối = nX = 0,125 mol
Đặt công thức muối là RCOONa
⇒ R + 44 + 23 = \(\frac{{10,25}}{{0,125}} = 82\)
⇒ R = 15 (CH3 –)
Khi này este có dạng CH3COOR’
⇒ 59 + R’ = 88
⇒ R’ = 29 (C2H5 –)
⇒ Công thức của este X là CH3COOC2H5.
Ví dụ 2. Este đơn chức X có tỉ khối hơi so với CH4 là 6,25. Cho 20 gam X tác dụng với 300 ml dung dịch KOH 1M (đun nóng). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 28 gam chất rắn khan. Công thức cấu tạo của X là
A. CH2=CH-CH2-COO-CH3.
B. CH2=CH-COO-CH2-CH3.
C. CH3 -COO-CH=CH-CH3.
D. CH3-CH2-COO-CH=CH2.
Hướng dẫn giải
Gọi công thức của este có dạng RCOOR’
Ta có: MX = 6,25.16 = 100 (g/mol);
nKOH = 0,3.1 = 0,3 (mol)
nX =20100=0,2 mol
RCOOR’ + KOH → RCOOK + R’OH
0,2 → 0,2 → 0,2
⇒ nKOH dư = 0,3 – 0,2 = 0,1 (mol)
⇒ mRCOOK = mrắn – mKOH dư
= 28 – 0,1.56 = 22,4 gam
⇒ MRCOOK = 22,40,2 = 112
⇒ R = 29 (C2H5-)
⇒ R’ = 100 – 29 – 44 = 27 (CH2=CH-)
⇒ Công thức cấu tạo của X là CH3CH2COOCH=CH2.
Ví dụ 3. Cho 4,2 gam este đơn chức E tác dụng hết với dung dịch NaOH ta thu được 4,76 gam muối. Công thức cấu tạo của E là
A. CH3COOCH3
B. HCOOCH3
C. CH3COOC2H5
D. HCOOC2H5
Hướng dẫn giải
Gọi công thức chung của este là RCOOR’ (R’ là gốc hiđrocacbon)
Ta có: RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH
Khi thủy phân este mà mmuối > meste, vậy gốc R’ là CH3 → loại đáp án C và D
Theo phương pháp tăng giảm khối lượng:
1 mol este phản ứng → khối lượng muối tăng so với khối lượng este: 23 - 15 = 8 gam
Khối lượng tăng thực tế là: 4,76 – 4,2 = 0,56 gam
\(\begin{array}{l} {n_{RCOOC{H_3}}} = {n_{RCOONa}} = \frac{{0,56}}{8} = 0,07mol\\ \to {M_{RCOONa}} = \frac{{4,76}}{{0,07}} = 68 \end{array}\)
→ RCOONa là HCOONa
→ Công thức cấu tạo của E là HCOOCH3
Ví dụ 4. Xà phòng hoá hoàn toàn 1,99 gam hỗn hợp hai este bằng dung dịch NaOH thu được 2,05 gam muối của một axit cacboxylic và 0,94 gam hỗn hợp hai ancol là đồng đẳng kế tiếp nhau. Công thức của hai este đó là
A. CH3COOC2H5 và CH3COOC3H7.
B. HCOOCH3 và HCOOC2H5.
C. CH3COOCH3 và CH3COOC2H5.
D. C2H5COOCH3 và C2H5COOC2H5
Hướng dẫn giải
Este + NaOH → 1 muối (RCOONa) + 2 ancol (\(\overline R OH\))
Bảo toàn khối lượng: mNaOH = 2,05 + 0,94 – 1,99 = 1 gam
⟹ nNaOH = \(\frac{1}{{40}} = 0,025\,mol\)
⟹ nmuối = nancol = 0,025 mol
⟹ Mmuối = R + 44 + 23 = \(\frac{{2,05}}{{0,025}} = 82\)đvC.
⟹ R = 15
⟹ Muối thu được là CH3COONa.
\({\overline M _{ancol}} = \overline R + 17 = \frac{{0,94}}{{0,025}}\)
⟹ \(\overline R = 20,6\)
⟹ Hai ancol thu được là CH3OH và C2H5OH.
⟹ Este là CH3COOCH3 và CH3COOC2H5.
3. LUYỆN TẬP
Câu 1: Cho 8,8 gam CH3COOC2H5 phản ứng hết với dung dịch NaOH (dư), đun nóng. Khối lượng muối CH3COONa thu được là
A. 8,2 gam.
B. 16,4 gam.
C. 4,1 gam.
D. 12,3 gam.
Câu 2: Xà phòng hóa hoàn toàn 17,6 gam CH3COOC2H5 trong dung dịch NaOH (vừa đủ), thu được dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là
A. 8,2.
B. 9,6.
C. 19,2.
D. 16,4.
Câu 3: Este X có công thức phân tử C2H4O2. Đun nóng 9,0 gam X trong dung dịch NaOH vừa đủ đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam muối. Giá trị của m là
A. 10,2.
B. 12,3.
C. 15,0.
D. 8,2.
Câu 4: 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. 82,45 gam.
B. 68,4 gam.
C. 62,4 gam.
D. 59,3 gam.
Câu 5: Đun nóng 8,8 gam etyl axetat với 200 ml dung dịch NaOH 0,2M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch thu được chất rắn khan có khối lượng là
A. 8,2 gam.
B. 3,28 gam.
C. 10,4 gam.
D. 8,56 gam.
Câu 6: Thuỷ phân hoàn toàn 22,2 gam hỗn hợp gồm hai este HCOOC2H5 và CH3COOCH3 bằng dung dịch NaOH 1M (đun nóng). Thể tích dung dịch NaOH tối thiểu cần dùng là
A. 200 ml.
B. 150 ml.
C. 400 ml.
D. 300 ml.
Câu 7: Hỗn hợp X gồm etyl axetat và propyl axetat. Đun nóng hỗn hợp X với NaOH (vừa đủ) thu được 13,12 gam muối và 8,76 gam hỗn hợp rượu Y. Phần trăm khối lượng của etyl axetat trong hỗn hợp X là
A. 39,8%.
B. 34,1%.
C. 56,85%.
D. 45,47%.
Câu 8: Cho 3,7 gam este no, đơn chức, mạch hở tác dụng hết với dung dịch KOH, thu được muối và 2,3 gam ancol etylic. Công thức của este là
A. C2H5COOC2H5.
B. HCOOC2H5.
C. CH3COOC2H5.
D. C2H5COOCH3.
Câu 9: Thuỷ phân hoàn toàn 11,44 gam este no, đơn chức, mạch hở X với 100 ml dung dịch NaOH 1,3M (vừa đủ) thu được 5,98 gam một ancol Y. Tên gọi của X là
A. Propyl axetat.
B. Etyl fomat.
C. Etyl axetat.
D. Etyl propionat.
Câu 10: 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. Tên gọi của X là
A. propyl axetat.
B. etyl axetat.
C. etyl propionat.
D. etyl fomat.
Câu 11: Cho 4,4 gam hợp chất hữu cơ đơn chức X tác dụng vừa đủ với 50 ml dung dịch NaOH 1M, thu được 4,8 gam muối. Tên gọi của X là:
A. propyl axetat.
B. metyl propionat.
C. propyl fomat.
D. etyl axetat.
Câu 12: Cho 6,16 gam este đơn chức X phản ứng vừa hết dung dịch NaOH thu được 5,74 gam muối và 3,22 gam ancol Y. Tên gọi của X là
A. etyl axetat.
B. etyl fomat.
C. vinyl axetat.
D. vinyl fomat.
Câu 13: Khi cho 3,96 gam một este đơn chức X phản ứng với một lượng dung dịch NaOH vừa đủ, thu được 3,69 gam muối và 2,07 gam ancol Y. Tên của X là
A. metyl metanoat.
B. etenyl metanoat.
C. etyl axetat.
D. vinyl fomat.
Câu 14: X là một este no đơn chức, có tỉ khối hơi đối với CH4 là 5,5. Nếu đem đun 2,2 gam este X với dung dịch NaOH (dư), thu được 2,05 gam muối. Công thức cấu tạo thu gọn của X là
A. CH3COOC2H5.
B. HCOOCH2CH2CH3.
C. C2H5COOCH3.
D. HCOOCH(CH3)2.
Câu 15: Đun nóng 0,1 mol este đơn chức X với 135 ml dung dịch NaOH 1M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch thu được ancol etylic và 9,6 gam chất rắn khan. Công thức cấu tạo của X là
A. C2H5COOC2H5.
B. C2H5COOCH3.
C. CH3COOC2H5.
D. C2H3COOC2H5.
Câu 16: Thể tích hơi của 3 gam chất X (chứa C, H, O) bằng thể tích của 1,6 gam O2 (cùng điều kiện). Cho 3 gam X tác dụng với NaOH vừa đủ cô cạn dung dịch thu được 3,4 gam chất rắn. CTCT của X là
A. C2H5COOCH3.
B. HCOOCH3.
C. HCOOC2H5.
D. CH3COOC2H5.
Câu 17: Este X có công thức phân tử C4H8O2. Cho 2,2 gam X vào 20 gam dung dịch NaOH 8%, đun nóng, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y. Cô cạn Y thu được 3 gam chất rắn khan. Công thức cấu tạo của X là
A. CH3COOCH2CH3.
B. HCOOCH2CH2CH3.
C. CH3CH2COOCH3.
D. HCOOCH(CH3)2.
Câu 18: Thủy phân hoàn toàn 17,04 gam hỗn hợp X gồm este Y (C2H4O2) và este Z (C5H10O2) với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được 0,2 mol ancol Y và m gam muối. Giá trị của m là
A. 22,04
B. 21,84
C. 18,64
D. 25,24
Câu 19: 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. CH3COOCH=CH2.
B. CH3COOC2H5.
C. C2H5COOCH3.
D. CH2=CHCOOCH3.
Câu 20: Este X có công thức phân tử là C5H8O2. Đun nóng 0,1 mol X với 200 ml dung dịch NaOH 1M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 13,4 gam chất rắn khan. Công thức của este là
A. CH2=CH-COOC2H5.
B. CH3COO-CH2-CH=CH2.
C. CH2=C(CH3)-COOCH3.
D. HCOOCH=C(CH3)2.
---(Nội dung đầy đủ, chi tiết từ câu 21 đến câu 35 của tài liệu các em vui lòng xem Online hoặc Đăng nhập vào HOC247 đề tải về máy)---
ĐÁP ÁN PHẦN LUYỆN TẬP
1A |
2D |
3A |
4B |
5B |
6D |
7B |
8B |
9C |
10B |
11B |
12A |
13C |
14A |
15C |
16B |
17C |
18C |
19C |
20A |
21D |
22D |
23A |
24D |
25B |
26C |
27B |
28D |
29D |
30A |
31C |
32A |
33C |
34A |
35A |
Trên đây là một phần trích dẫn nội dung Cơ sở và phương pháp giải bài toán thủy phân este mạch hở môn Hóa học 12 năm 2021 - 2022. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
Ngoài ra các em có thể tham khảo thêm một số tư liệu cùng chuyên mục sau:
- Chuyên đề giải một số dạng bài tập Este – Lipit môn Hóa học 12 năm 2021-2022
- Phương pháp giải dạng bài tập chuyên đề Este – Lipit môn Hóa học 12 năm 2021
Thi online