Bài tập về phản ứng ester hóa và cách giải (hay, chi tiết)

Trang trước Trang sau

Với bài viết Bài tập về phản ứng ester hóa và cách giải sẽ giúp học sinh nắm vững lý thuyết, biết cách làm bài tập từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi môn Hóa học 9.

A. Lý thuyết và phương pháp giải.

- Phản ứng ester hóa là phản ứng giữa rượu và axit hữu cơ khi có mặt của axit H₂SO₄ đặc, đun nóng.

Ví dụ: $C H_{3} COO H + C_{2} H_{5} O H \overset{H_{2} S O_{4}, t^{o}}{⇄} C H_{3} COO C_{2} H_{5} + H_{2} O$

- Các bài toán về phản ứng ester hóa thường liên quan đến hiệu suất phản ứng.

- Hiệu suất của phản ứng tính theo sản phẩm:

$H = \frac{m_{t t}}{m_{l t}} .100 %$

Trong đó:

m_tt: khối lượng sản phẩm thu được theo thực tế.

m_lt: khối lượng sản phẩm thu được theo lý thuyết.

- Để làm tốt các bài tập cần bám sát vào dữ kiện đề bài cho xét xem chất nào phản ứng hết, chất nào phản ứng dư rồi tính toán theo yêu cầu đề bài

B. Ví dụ minh họa.

Ví dụ 1: Cho 30 gam acetic acid tác dụng với 27,6 gam ethylic alcohol có H₂SO₄đặc làm chất xúc tác đun nóng được 35,2 gam ester .Tính hiệu suất của phản ứng ester hóa?

A. 40%

B. 60%

C. 80%

D. 100%

Lời giải:

$C H_{3} COO H + C_{2} H_{5} O H \overset{H_{2} S O_{4}, t^{o}}{⇄} C H_{3} COO C_{2} H_{5} + H_{2} O$

Ban đầu 0,5 0,6 mol

Phản ứng 0,5 0,5 0,5 mol

m_ester = 0,5 .88 = 44g

Hiệu suất phản ứng là $\frac{35, 2}{44} .100 % = 80 %$

Đáp án C

Ví dụ 2: Cho 150 gam acetic acid tác dụng với 161 gam ethyl alcohol có H₂SO₄ đặc làm xúc tác. Khi phản ứng xảy ra xong thì có 60% lượng axit chuyển thành ester. Khối lượng ester thu được sau khi phản ứng kết thúc là:

A. 132 gam

B. 230 gam

C. 235 gam

D. 240 gam

Lời giải:

$C H_{3} COO H + C_{2} H_{5} O H \overset{H_{2} S O_{4}, t^{o}}{⇄} C H_{3} COO C_{2} H_{5} + H_{2} O$

Ban đầu 2,5 3,5 mol

Phản ứng 2,5 2,5 2,5

Do hiệu suất là 60% nên số mol ester là 2,5.60% = 1,5 mol

Khối lượng của ester là 1,5.88= 132 g

Đáp án A

Ví dụ 3: Cho 6 gam acetic acid tác dụng với 4,6 gam ethylic alcohol đun nóng và có mặt H₂SO₄ đặc làm xúc tác (hiệu suất 100%) khối lượng ethyl acetate là :

A. 8,8g

B. 88g

C. 17,6g

D. 176g

Lời giải:

$C H_{3} COO H + C_{2} H_{5} O H \overset{H_{2} S O_{4}, t^{o}}{⇄} C H_{3} COO C_{2} H_{5} + H_{2} O$

Ban đầu 0,1 0,1 mol

Suy ra khối lượng ester thu được là 0,1 .88 = 8,8 g

Đáp án A

C. Bài tập vận dụng

Câu 1: Cách nào sau đây dùng để điều chế ethyl acetate?

A. đun hồi lưu hỗn hợp ethanol, giấm và axit sunfuric đặc.

B. đun hồi lưu hỗn hợp acetic acid, rượu trắng và axit sunfuric.

C. đun hỗn hợp ethanol, acetic acid và axit sunfuric đặc trong cốc thủy tinh chịu nhiệt.

D. đun hồi lưu hỗn hợp ethanol, acetic acid và axit sunfuric đặc.

Lời giải:

Cách tốt nhất để điều chế ethyl acetate là đun hồi lưu hỗn hợp ethanol, acetic acid và axit sunfuric đặc.

$C H_{3} COO H + C_{2} H_{5} O H \overset{H_{2} S O_{4}, t^{o}}{⇄} C H_{3} COO C_{2} H_{5} + H_{2} O$

Đáp án D

Câu 2: Hỗn hợp X gồm axit HCOOH và axit CH₃COOH (tỉ lệ mol 1:1). Lấy 5,3 gam hỗn hợp X tác dụng với 5,75 gam C₂H₅OH (có xúc tác H₂SO₄ đặc) thu được m gam hỗn hợp ester (hiệu suất của các phản ứng ester hoá đều bằng 80%). Giá trị của m là:

A. 10,12

B. 6,48

C. 8,10

D. 16,20

Lời giải

n_HCOOH= $n_{C H_{3} C O O H}$ = 0,05 mol

$n_{C_{2} H_{5} O H}$ = 0,125mol ⇒ Ancol dư

Vậy hỗn hợp ester gồm:

$n_{H C O O C_{2} H_{5}} = n_{C H_{3} C O O C_{2} H_{5}} = 0, 05.80 % = 0, 04 m o l$

⇒ m = 6,48 gam

Đáp án B

Câu 3: Khi đun nóng 25,8 gam hỗn hợp ethyl alcohol và acetic acid có H₂SO₄ đặc làm xúc tác thu được 14,08 gam ester. Nếu đốt cháy hoàn toàn lượng hỗn hợp đó thu được 23,4 g H₂O. Tìm thành phần trăm mỗi chất trong hỗn hợp đầu và hiệu suất của phản ứng ester hoá.

A. 53,5% C₂H₅OH; 46,5% CH₃COOH và H = 80%

B. 55,3% C₂H₅OH; 44,7% CH₃COOH và H = 80%

C. 60,0% C₂H₅OH; 40,0% CH₃COOH và H = 75%

D. 45,0% C₂H₅OH; 55,0% CH₃COOH và H = 60%

Lời giải:

$n_{H_{2} O}$ = 1,3 mol

Đặt a, b là số mol C₂H₅OH và CH₃COOH

⇒ 46a + 60b = 25,8 (1)

và = 3a + 2b = 1,3 (2)

Từ (1) và (2) ⇒ a = 0,3mol và b = 0,2 mol

$\begin{array}{l} % m_{C_{2} H_{5} O H} = \frac{0, 3.46}{25, 8} .100 % = 53, 49 % \\ \Rightarrow % m_{C H_{3} COOH} = 100 % - 53, 49 % = 46, 51 % \end{array}$

$n_{C H_{3} CO O C_{2} H_{5}}$ = 0,16 mol

⇒ H = $\frac{0, 16}{0, 2} .100 %$ = 80%

Đáp án A

Câu 4: Cho 23 gam ethylic alcohol phản ứng với một lượng dư CH₃COOH, xúc tác H₂SO₄ đặc, đun nóng. Tính số gam ester thu được nếu hiệu suất phản ứng là 70%.

A. 30,8g.

B. 26,4g.

C. 44g.

D. 46g

Lời giải:

$n_{C_{2} H_{5} O H} = 0, 5 m o l$

$C H_{3} COO H + C_{2} H_{5} O H \overset{H_{2} S O_{4}, t^{o}}{⇄} C H_{3} COO C_{2} H_{5} + H_{2} O$

0,5 0,5 mol

Do hiệu suất phản ứng là 70% nên

n_{ester thực tế}= $\frac{0, 5.70 %}{100 %} = 0, 35 m o l$

Vậy m_{ester thực tế} = 0,35.88 = 30,8 gam.

Đáp án A

Câu 5: Đun nóng 24 gam acetic acid với lượng dư ethyl alcohol (xúc tác H₂SO₄ đặc, đun nóng), thu được 26,4 gam ester. Hiệu suất của phản ứng ester hóa là

A. 44%.

B. 50%.

C. 60%.

D. 75%.

Lời giải:

$C H_{3} COO H + C_{2} H_{5} O H \overset{H_{2} S O_{4}, t^{o}}{⇄} C H_{3} COO C_{2} H_{5} + H_{2} O$

Lý thuyết: 0,4 → 0,4 mol

Hiệu suất phản ứng là $\frac{0, 3}{0, 4} .100 % = 75 %$

Đáp án D

Câu 6: Trộn 300ml dung dịch acetic acid 1M và 50 ml ethyl alcohol 46º (d = 0,8g/ml) có thêm một ít H₂SO₄ đặc vào một bình cầu và đun nóng bình cầu một thời gian, sau đó chưng cất thu được 19,8g ester. Hiệu suất của phản ứng ester hoá là

A. 65%

B. 75%

C. 85%

D. 90%

Lời giải:

n_axit= 0,3 mol;

n_ancol = $\frac{50.46.0, 8}{100.46} = 0, 4 m o l$ ;

n_ester = 0,225 mol

$C H_{3} COO H + C_{2} H_{5} O H \overset{H_{2} S O_{4}, t^{o}}{⇄} C H_{3} COO C_{2} H_{5} + H_{2} O$

Ban đầu: 0,3 0,4 mol

Phản ứng: 0,3 0,3 0,3 mol

Hiệu suất phản ứng là: $H = \frac{0, 225.100 %}{0, 3} = 75 %$

Đáp án B

Câu 7: Đun nóng 6 gam acetic acid với 6 gam ethyl alcohol (xúc tác H₂SO₄ đặc, đun nóng), hiệu suất của phản ứng ester hóa là 60%. Khối lượng ester thu được là

A. 4,4 g

B. 4,6 g

C. 5,2 g

D. 5,28 g

Lời giải:

$n_{C H_{3} COO H} = 0, 1 m o l; n_{C_{2} H_{5} O H} = 0, 13 m o l$

$C H_{3} COO H + C_{2} H_{5} O H \overset{H_{2} S O_{4}, t^{o}}{⇄} C H_{3} COO C_{2} H_{5} + H_{2} O$

Ban đầu: 0,1 0,13 mol

Phản ứng: 0,1 0,1 0,1 mol

m_{ester lý thuyết}= 0,1.88 = 8,8 gam

Do hiệu suất của phản ứng là 60% nên m_{ester thực tế}= 8,8.0,6 = 5,28g

Đáp án D

Câu 8: Cho 23 gam ethylic alcohol phản ứng với một lượng dư CH₃COOH, xúc tác H₂SO₄ đặc, đun nóng. Tính số gam ester thu được nếu hiệu suất phản ứng là 80%.

A. 30,8g.

B. 26,4 g.

C. 44g.

D. 35,2 g

Lời giải:

$n_{C_{2} H_{5} O H} = 0, 5 m o l C H_{3} COO H + C_{2} H_{5} O H \overset{H_{2} S O_{4}, t^{o}}{⇄} C H_{3} COO C_{2} H_{5} + H_{2} O$

0,5 0,5 mol

Do hiệu suất phản ứng là 80% nên

n_{ester thực tế}= $\frac{0, 5.80 %}{100 %} = 0, 4 m o l$

Vậy m_{ester thực tế} = 0,4.88 = 35,2 gam.

Đáp án D

Câu 9: Cho 20,5 gam hỗn hợp ethyl alcohol và acetic acid tác dụng với kali dư thu được 4,48 lít H₂ (đktc). Nếu cho hỗn hợp đó thực hiện phản ứng ester hóa thì khối lượng ester thu được là bao nhiêu? Giả sử các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn.

A. 10 gam

B. 12 gam

C. 13,2 gam

D. 14,2 gam

Lời giải:

Gọi số mol của ancol và axit lần lượt là x, y mol

$C_{2} H_{5} O H + K \to C_{2} H_{5} O K + \frac{1}{2} H_{2}$

x 0,5x mol

$C H_{3} C O O H + K \to C H_{3} C O O K + \frac{1}{2} H_{2}$

y 0,5y mol

Ta có hệ phương trình:

$\{\begin{matrix} 0, 5 x + 0, 5 y = 0, 2 \\ 46 x + 60 y = 20, 5 \end{matrix} \Rightarrow \{\begin{matrix} x = 0, 25 \\ y = 0, 15 \end{matrix}$

Phản ứng ester hóa:

$C H_{3} COO H + C_{2} H_{5} O H \overset{H_{2} S O_{4}, t^{o}}{⇄} C H_{3} COO C_{2} H_{5} + H_{2} O$

Ban đầu 0,15 0,25 mol

Phản ứng 0,15 0,15 0,15 mol

Khối lượng ester là 0,15.88 = 13,2g.

Đáp án C

Câu 10: Chia a gam acetic acid thành 2 phần bằng nhau:

-Phần 1: Trung hòa vừa đủ bởi 0,5 lít dung dịch NaOH 0,4 M

-Phần 2: Thực hiện phản ứng ester hóa với ethyl alcohol thu được m gam ester (giả sử hiệu suất phản ứng là 100%)

Vậy m có giá trị là:

A. 16,7 gam

B. 17,6 gam

C. 16,8 gam

D. 18,6 gam

Lời giải:

$n_{N a O H} = n_{C H_{3} C O O H} = 0, 2 m o l$

$C H_{3} COO H + C_{2} H_{5} O H \overset{H_{2} S O_{4}, t^{o}}{⇄} C H_{3} COO C_{2} H_{5} + H_{2} O$

Mà hiệu suất là 100% nên n_ester= $n_{N a O H} = n_{C H_{3} C O O H} = 0, 2 m o l$

m_ester = 0,2. 88=17,6 g

Đáp án B

D. Bài tập tự luyện

Câu 1: Đun nóng 18 gam acetic acid với 9,2 gam ethyl alcohol (xúc tác H₂SO₄ đậm đặc, t°). Sau phản ứng thu được 12,32 gam ester. Hiệu suất phản ứng ester hoá là

A. 70%.

B. 46,67%.

C. 35,42%.

D. 92,35%.

Câu 2: Cho 6,6 gam acetic acid phản ứng với 4,04 gam hỗn hợp gồm methyl alcohol và ethyl alcohol tỉ lệ 2 : 3 về số mol (xúc tác H₂SO₄ đậm đặc, t°) thì thu được a gam hỗn hợp ester. Hiệu suất phản ứng ester hoá là 60%. Giá trị của a là

A. 4,944.

B. 5,103.

C. 4,44.

D. 8,8.

Câu 3: Đun m gam acetic acid với m gam ethanol (xúc tác H₂SO₄ đậm đặc, t°) thu được m gam ester. Hiệu suất của phản ứng ester hóa là

A. 50,00%.

B. 62,50%.

C. 68,18%.

D. 75,00%.

Câu 4: Cho 8,3 gam hỗn hợp X gồm HCOOH và C₂H₅COOH (có tỉ lệ mol 2 : 1) tác dụng với 7,52 gam hỗn hợp Y gồm CH₃OH và C₂H₅OH (có tỉ lệ mol 3 : 2) (chất xúc tác là H₂SO₄ đặc) thu được m gam hỗn hợp ester. Biết hiệu suất của phản ứng là 80%. Giá trị của m là

A. 11,616.

B. 11,24.

C. 8,992.

D. 10,044.

Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn 5,62 gam hỗn hợp gồm một acid no, đơn chức, mạch hở và một alcohol no, đơn chức, mạch hở thu được 0,21 mol CO₂ và 0,27 mol H₂O. Thực hiện phản ứng ester hóa hoàn toàn lượng hỗn hợp trên thu được m (g) ester. Giá trị của m là

A. 5,1.

B. 5,3.

C. 4,4.

D. 5,8.

Xem thêm phương pháp giải các dạng bài tập Hóa học lớp 9 hay, chi tiết khác:

Xem thêm các loạt bài Để học tốt Hóa học 9 hay khác:

Trang trước Trang sau

Giải bài tập lớp 9 sách mới các môn học