Hóa học 12 nâng cao. Các đề luyện thi

Phương pháp giải bài tập về hỗn hợp Este Khi bài cho 2 chức hữu cơ khi tác dụng với NaOH hoặc KOH tạo ra: a) 2 muối và 1 ancol thì: + TH1: RCOOR’ và R”COOR’ có nNaOH = nR’OH RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH R”COOR’ + NaOH → R”COONa + R’OH ⇒ nNaOH = nR’OH + TH2: RCOOR’ và R”COOH có nNaOH > nR’OH RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH R”COOH + NaOH → R”COONa + H2O⇒ nNaOH > nR’OH b) 1 muối và 1 ancol thì: + TH1: RCOOR’ và R’OH: RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH + TH2: RCOOR’ và RCOOH RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O + TH3: RCOOH và R’OH RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O c) 1 muối và 2 ancol thì: + TH1: RCOOR’ và RCOOR” RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH RCOOR” + NaOH → RCOONa + R”OH + TH2: RCOOR’ và R”OH RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH Ví dụ minh họa bài tập về hỗn hợp Este Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm 1 ancol no, đơn chức và 1 axit no, đơn chức mạch hở. Chia X thành 2 phần bằng nhau. - Đốt cháy hoàn toàn phần 1 sản phẩm thu đ ược cho qua bình n ước vôi trong d ư thấy có 30g kết tủa.- Phần 2 được este hoá hoàn toàn v ừa đ ủ thu đ ược 1 este, đ ốt cháy este này thu được khối lượng H2O là:A. 1,8g.B. 3,6g.C. 5,4g.D. 7,2g. Giải Este thu được sẽ là este no, đơn chức mạch hở Khi đốt este này thu được = Do số C không đổi trong cả 2 phần nên = = = 0,3 mol ⇒ = 5,4 g Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm 2 chất A, B mạch hở, đều chứa các nguyên tố C, H, O và đều không tác dụng Na. Cho 10,7g hh X tác d ụng v ừa đ ủ NaOH r ồi cô c ạn s ản phẩm thu được phần rắn gồm 2 muối natri của 2 axít đ ơn ch ức no đ ồng đ ẳng liên tiếp và phần hơi bay ra chỉ có một rượu E duy nh ất. Cho E tác d ụng v ới Na d ư thu được 1,12lít H2 (đktc). Oxi hoá E bằng CuO đun nóng và cho sản ph ẩm có th ể tham gia phản ứng tráng gương. a) Tìm CTCT của E biết dE/KK = 2 b) Tìm CTCT A, B biết MA < MB Giải a. ME = 29.2 = 58 Oxi hoá E bằng CuO đun nóng và cho sản phẩm có thể tham gia ph ản ứng tráng gương ⇒ E là ancol bậc 1. ⇒ E: C3H6O : CH2=CH-CH2OH (rượu allylic) b. Theo bài ra A, B là 2 este đơn chức, đồng đẳng liên ti ếp: RCOOC 3H5 nX = nrượu = = 0,1 ⇒ MX = 10,7/0,1 = 107 ⇒ R = 22 ⇒ A: CH3COOCH2-CH=CH2 và B: C2H5COOCH2-CH=CH2 Bài tập vận dụng bài tập về hỗn hợp Este Câu 1. X là hỗn hợp chứa một axit đơn chức, một ancol hai ch ức và m ột este hai chức (đều mạch hở). Người ta cho X qua dung dịch nước Br 2 thì không thấy nước Br2 bị nhạt màu. Đốt cháy hoàn toàn 0,09 mol X c ần 10,752 lít khí O 2 (đktc). Sau phản ứng thấy khối lượng của CO2 lớn hơn khối lượng của H2O là 10,84 gam. Mặt khác, 0,09 mol X tác dụng vừa hết với 0,1 mol KOH. Cô c ạn dung d ịch sau ph ản ứng thu được m gam muối khan và một ancol có 3 nguyên t ử C trong phân t ử. Giá trị của m là: A. 9,8 B. 8,6 C. 10,4 D. 12,6 Đáp án = 0,48 mol Do chỉ thu được 1 ancol có 3 nguyên tử C ⇒ Ancol đó là C3H6(OH)2 Este = Axit + Ancol – H2O nên ta quy đổi hỗn hợp X thành: axit CnH2nO2: 0,1 mol ancol C3H6 (OH)2: a mol H2O: -b mol ⇒ nX = 0,1 + a – b = 0,09 (1) PTHH: Ta có hệ pt: = 0,05.(3n-2)+ 4a = 0,48 (2) – = 44.(0,1n + 3a) – 18.(0,1n + 4a – b) = 10,84 (3) Từ (1), (2), (3) ⇒ a = 0,07 ; b = 0,08 ; n = 2 Mặt khác Với n = 2 ⇒ mmuối = 0,1. 98 = 9,8 gam Câu 2. Hỗn hợp X chứa ba este mạch hở; trong đó có hai este đ ơn ch ức và m ột este hai chức, không no. Đốt cháy hoàn toàn 29,04 gam X c ần dùng 1,59 mol O 2, thu được 20,52 gam nước. Mặt khác hiđro hóa hoàn toàn 29,04 gam X v ới l ượng H2 vừa đủ (xúc tác Ni, to) thu được hỗn hợp Y. Đun nóng toàn b ộ Y v ới dung d ịch NaOH vừa đủ, thu được hỗn hợp Z chứa hai ancol và h ỗn h ợp T ch ứa hai mu ối c ủa hai axit kế tiếp trong dãy đồng đẳng. Dẫn toàn b ộ Z qua bình đ ựng Na d ư, th ấy kh ối lượng bình tăng 13,41 gam. Nung nóng hoàn toàn T v ới vôi tôi xút thu đ ược h ỗn h ợp khí có khối lượng là 6,96 gam. Phần trăm khối lượng của este có kh ối l ượng phân tử lớn nhất trong hỗn hợp X là: A. 57,0%. B. 53,3%. C. 48,9%. D. 49,6%. Đáp án = 0,57mol. Bảo toàn khối lượng ⇒ = 0,675mol Bảo toàn O ⇒ nO(X) = 0,33mol ⇒ Đốt 29,04 gam X ⇒ = 1,35 và nO(Y) = 0,66 ⇒ nNaOH = 0,33mol RCOONa + NaOH → RH + Na2CO3 = 1,14mol 0,33mol ⇒ R + 1 = 6,96/0,33 ⇒ R = 20,09 ⇒ 2 muối là CH3COONa và C2H5COONa = 0,21 mol và ⇒ nOH- (Z) = 0,33 mol ⇒ mZ = mtăng + 0,12 mol = 0,165mol = 13,74g Bảo toàn khối lượng ⇒ mY = 29,28g ⇒ phản ứng = = 0,12 mol ⇒ Đốt Y ⇒ ⇒ nEste đôi = = 1,35 mol và – O = 1,14 + 0,12 = 1,26 mol = 0,09mol Bảo toàn O ⇒ nEste đơn = 0,15mol ⇒ nAncol đơn (0,15mol) và nAncol đôi (0,09mol), với Z1 và Z2 là phân tử khối tương ứng. mZ = 0,15Z1 + 0,09Z2 = 13,74 ⇒ 5Z1 + 3Z2 = 458 ⇒ Z1 = 46 và Z2 = 76 là nghiệm duy nhất. ⇒ Z gồm C2H5OH (0,15mol) và C3H6(OH)2 (0,09mol) Kết hợp với số mol muối ta có Y chứa: CH3COOC2H5 (0,12mol); C2H5COOC2H5 (0,03mol) và CH3COO-C3H6-OOC-C2H5(0,09mol) Trong phản ứng cộng H2, dễ thấy nH2 = nC2H5COONa nên X chứa: CH3COOC2H5 (0,12mol); C2H3COOC2H5 (0,03mol) và CH3COO-C3H6-OOC-C2H3(0,09mol) ⇒ %CH3COO-C3H6 -OOC-C2H3 = 53,3% Câu 3. Hỗn hợp A gồm axit axetic và etanol. Chia A thành ba ph ần bằng nhau. + Phần 1 tác dụng với Kali dư thấy có 3,36 lít khí thoát ra. + Phần 2 tác dụng với Na 2CO3 dư thấy có 1,12 lít khí CO 2 thoát ra. Các thể tích khí đo ở đktc. + Phần 3 được thêm vào vài giọt dung dịch H 2SO4, sau đó đun sôi hỗn hợp một thời gian. Biết hiệu suất của phản ứng este hoá bằng 60%. Kh ối l ượng este t ạo thành là bao nhiêu? A. 8,80 gam. B. 5,20 gam. C. 10,56 gam. D. 5,28 gam. Đáp án = 3a mol, = 3b mol Phần 1: = 0,15 mol ⇒ Trong 1 phần: nhh A = 0,15.2 = 0,3 mol Phần 2: = 0,05 mol = a = 0,05.2 = 0,1 mol ⇒ b = 0,3 – 0,1 = 0,2 mol Phần 3: CH3COOH + C2H5OH → CH3COOC2H5 + H2O = 0,1. 88. 60% = 5,28g Đáp án D Câu 4. Hỗn hợp X gồm một ancol đơn chức Y, axit hữu cơ Z và este T tạo ra t ừ ancol Y và axit Z. Cho m gam X tác d ụng v ới 200 ml dung d ịch KOH 0,5 M(d ư 25% so với lượng phản ứng) đung nóng, sau khi kết thúc các ph ản ứng thu đ ược dung dịch A. Cô cạn dung dịch A thu được 8,96 gam chất rắn khan. Đ ốt cháy hoàn toàn m gam X trên bằng O2 lấy dư, thu được 8,96 lít CO2 (đktc) và 10,8 gam H2O. Công thức của T là A. HCOOC2H5 B. HCOOCH3 C. CH3COOC2H5 D. CH3COOCH3 Đáp án nKOH = 0,1 mol = nKOH pư + 25% nKOH pư ⇒ nKOH pư = 0,08mol và nKOH dư = 0,02 mol Khi cô cạn A thu được RCOOK (0,08mol); KOH dư (0,02 mol) mrắn = 8,96g ⇒ mRCOOK = 8,96 - 0,02.56 = 7,84g ⇒ MRCOOK = 7,84/0,08 =94 = > R = 15 Vậy Z là CH3COOH Đốt X thu = 0,6 > = 0,4 nên ancol no. Vì este = axit + ancol –H2 nên quy đổi X thành: CnH2n+2O: a mol CH3COOH: 0,08 mol H2O: -b mol = na + 0,16 = 0,4 (1) = na + a + 0,16 – b = 0,6 (2) Lấy (2) – (1) ⇒ a – b = 0,2 ⇒ a > 0,2 Từ (1) ⇒ na = 0,24 ⇒ = 1,2 Vậy n = 1 ⇒ Ancol CH3OH và este CH3COOCH3 Câu 5. Y là hai axit đều đơn chức; Z là este thuần chức, mạch h ở đ ược tạo b ởi X, Y và glixerol. Đốt cháy hoàn toàn 9,16 gam h ỗn h ợp E ch ứa X, Y, Z c ần dùng 0,2 mol O2, thu được 3,24 gam nước. Mặt khác hiđro hóa hoàn toàn 9,16 gam E c ần dùng 0,08 mol H2 (xúc tác Ni, to), thu được hỗn hợp T. Đun nóng toàn b ộ T v ới 300 ml dung dịch KOH 1M, cô cạn dung d ịch sau ph ản ứng thu đ ược m gam r ắn khan. Giá trị của m là A. 22,68.B. 19,72.C. 21,94.D. 14,40. Đáp án Bảo toàn khối lượng cho phản ứng đốt E ⇒ = 0,28mol Bảo toàn khối lượng cho phản ứng cộng H2 ⇒ mT = 9,32g Nếu đốt T thì cần = = 0,24 và thu được: = 0,28mol = 0,18 + 0,08 = 0,26mol Vì este = axit + ancol – H2 ⇒ Quy đổi T thành: CnH2nO2: a mol C3H5(OH)3: b mol H2O: -3b mol = na + 3b = 0,28 = na + 4b – 3b = 0,26 mT = a(14n + 32) + 92b – 18.3b = 9,16 + 0,08.2 Giải hệ trên được: a = 0,17 b = 0,01 na = 0,25 ⇒ Chất rắn gồm CnH2n-1O2K (0,17 mol) và KOH dư (0,13 mol) ⇒ mrắn = 22,68g