Các dạng bài toán thủy phân este đa chức hay, chi tiết

Giang Ngày: 10-06-2023 Lớp 12

280

Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Các dạng bài toán thủy phân este đa chức hay, chi tiết, từ cơ bản đến nâng cao giúp học sinh nắm vững kiến thức về Các dạng bài toán thủy phân este đa chức, từ đó học tốt môn Hoá.

Các dạng bài toán thủy phân este đa chức hay, chi tiết

A. Lý thuyết và phương pháp giải

1. Một số dạng este đa chức thường gặp:

- Este tạo thành từ axit đơn chức và ancol đa chức (n chức): (RCOO)_nR’

(RCOO)_nR + nNaOH $\overset{t °}{\to}$ nRCOONa + R'(OH)_n

n_ancol = n_este; n_muối= n.n_este

- Este tạo thành từ axit đa chức (n chức) và ancol đơn chức: R(COOR’)_n

R(COOR’)_n+ nNaOH $\overset{t °}{\to}$ R(COONa)_n + R'OH

n_ancol = n.n_este; n_muối= n_este

- Este tạo thành từ axit đa chức (n chức) và ancol đa chức (m chức): R_m(COOR’)_n.mR’_n.

R_m(COOR’)_n.mR’_n+ m.nNaOH $\overset{t °}{\to}$ mR(COONa)_n + nR'(OH)_m

2. Các công thức cần chú ý khi giải toán

+ $\frac{n_{NaOH}}{n_{este}} = m$ với m là số chức este được tạo bởi axit và ancol.

+ Định luật bảo toàn khối lượng: m_este + m_kiềm = m_{muối rắn}+ m_ancol

+ Cô cạn dung dịch sau phản ứng được chất rắn khan, chú ý đến lượng kiềm còn dư hay không.

m_{rắn khan} = m_muối+ m_NaOH _{(hoặc KOH)}_{(nếu có)}

+ n_-COO- = n_NaOH _{(hoặc KOH)}_pứ

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Este X có công thức phân tử C₇H₁₂O₄, khi cho 16 gam X tác dụng vừa đủ với 200 gam dung dịch NaOH 4% thì thu được một ancol Y và 17,8 gam hỗn hợp hai muối. Công thức cấu tạo của X là

A. CH₃COO(CH₂)₃OOCCH₃

B. CH₃COO(CH₂)₂OOCC₂H₅

C. HCOO(CH₂)₃OOCC₂H₅

D. HCOO(CH₂)₃OOCCH₃

Hướng dẫn giải:

n_NaOH = 0,2 mol

Este X có CTPT C₇H₁₂O₄ Este X 2 chức.

Thu được 2 muối và 1 ancol $\to$ este tạo bởi hai axit đơn chức và ancol hai chức.

$\to n_{X} = \frac{n_{NaOH}}{2} = \frac{0, 2}{2} = 0, 1 mol$ = n_ancol

Áp dụng ĐLBTKL: m_este + m_NaOH = m_{muối rắn}+ m_ancol

m_ancol = 6,2 gam m_ancol = 62 (g/mol) ancol Y là: C₂H₄(OH)₂

Chọn B

Ví dụ 2: Thủy phân hoàn toàn 0,1 mol este X (mạch hở và chỉ chứa 1 loại nhóm chức) cần dùng vừa đủ 100 ml dung dịch NaOH 3M, thu được 24,6g muối của 1 axit hữu cơ và 9,2 g 1 ancol. Công thức của X là:

A. C₃H₅(COOC₂H₅)₃

B. (HCOO)₃C₃H₅

C. (CH₃COO)₃C₃H₅

D. (CH₃COO)₂C₂H₄

Hướng dẫn giải:

n_NaOH = 0,3 mol

$n_{X} = 0, 1 mol = \frac{n_{NaOH}}{3} \to$ este 3 chức

$\to$ Sau phản ứng thu được muối của 1 axit hữu cơ; và 1 ancol

$\to$ Este tạo bởi axit đơn chức và ancol 3 chức.

Phương trình phản ứng:

(RCOO)₃R + 3NaOH $\overset{t °}{\to}$ 3RCOONa + R'(OH)₃

$\to$ n_ancol= n_este= 0,1 mol ⇒ M_ancol= $\frac{9, 2}{0, 1}$ = 92g/mol $\to$ C₃H₅(OH)₃

n_muối= 3.n_este= 0,3 mol

M_muối= $\frac{24, 6}{0, 3}$ = 82 CH₃COONa

(CH₃COO)₃C₃H₅

Chọn C

C. Bài tập tự luyện

Câu 1: Cho 21,8 gam chất hữu cơ A chỉ chứa một loại nhóm chức tác dụng với 1 lít dung dịch NaOH 0,5M thu được 24,6 gam một muối và 0,1 mol rượu B. Lượng NaOH dư có thể trung hòa hết 0,5 lít dung dịch HCl 0,4. Cho biết công thức cấu tạo thu gọn của A?

A. (CH₃COO)₃C₃H₅

B. (HCOO)₃C₃H₅

C. (C₂H₅COO)₃C₃H₅

D. Kết quả khác

Câu 2: Chất A có công thức C₅H₈O₄ khi đun với dung dịch NaOH thu được muối X và ancol Y. Số mol Y gấp 2 lần số mol X. Biết X nung với vôi tôi xút được CH₄. Công thức của A là

A. (CH₃COO)₂CH₂

B. HOOC-CH₂-COO-C₂H₅

C. CH₃-COO-CH₂-COO-CH₃

D. CH₂(COOCH₃)₂

Câu 3: Khi thủy phân 0,01 mol este x của một rượu đa chức và axit đơn chức, phải dùng 0,8g NaOH. Mặt khác khi thủy phân 32g X cần 16g NaOH thu được 32,8 g muối. CTCT thu gọn của X là

A. (CH₃COO)₂C₂H₄

B. (CH₂=CHCOO)₃C₂H₃

C. (CH₃COO)₂C₃H₆

D. (C₂H₃COO)₃C₃H₅

Câu 4: Cho 0,1 mol một este X tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,2 mol NaOH, thu được hỗn hợp hai muối của hai axit hữu cơ đều đơn chức và 6,2 gam một ancol Y. Y là

A. propan-1,3-điol

B. butan-1-ol

C. propan-1-ol hay propan-1-ol

D. etilenglicol

Câu 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. 17,5

B. 14,5

C. 15,5

D. 16,5

Câu 6: Một đieste (X) xuất phát từ một ancol đa chức (X₁) và 2 axit đơn chức (không axit nào có phản ứng tráng gương). Khi cho m gam X tác dụng với 200 ml dd NaOH 1M (phản ứng vừa đủ) thu được 17,8 gam hỗn hợp 2 muối và 6,2 gam ancol. Công thức của X là

A. CH₂=CH-COO-CH₂-CH₂-OOC-C₂H₅

B. CH₃COOCH₂CH₂OOCC₂H₅

C. CH₂=CH-COO-CH₂-CH₂-CH₂

D. CH₂=CH-COO-CH₂-CH₂-OOC-CH₃

Câu 7: Cho 0,01 mol một este tác dụng vừa đủ với 100ml dung dịch NaOH 0,2M, đun nóng. Sản phẩm tạo thành gồm một ancol và một muối có số mol bằng nhau và bằng số mol este. Mặt khác, xà phòng hóa hoàn toàn 1,29 gam este đó bằng một lượng vừa đủ 60ml dung dịch KOH 0,25M, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 1,665 gam muối khan. Công thức của este đó là:

A. C₂H₄(COO)₂C₄H₈

B. C₄H₈(COO)₂C₂H₄

C. CH₂(COO)₂C₄H₈

D. C₄H₈(COO)C₃H₆

Câu 8: Este X có công thức phân tử C₇H₁₀O₄ mạch thẳng. Khi cho 15,8 gam X tác dụng vừa đủ với 200 gam dd NaOH 4% thì thu được một rượu Y và 17,6 gam hỗn hợp 2 muối. Công thức cấu tạo của 2 muối nào sau đây có thể thỏa mãn :

A. C₂H₃COONa và C₂H₅COONa

B. CH₃COONa và C₂H₃COONa

C. CH₃COONa và C₃H₅COONa

D. HCOONa và C₂H₃COONa

Câu 9: Thủy phân hoàn toàn một trieste X cần vừa đủ 300 ml dung dịch NaOH 1M. Sau phản ứng thu được dung dịch Y chứa hai muối có tổng khối lượng là 25,2 gam và 9,2 gam ancol Z. Mặt khác, 67,2 gam X làm mất màu tối đa dung dịch chứa a mol Br₂. Giá trị của a là:

A. 1,5

B. 1,2

C. 0,9

D. 1,8

Câu 10: E là este thuần chức, mạch không phân nhánh. Đun nóng m gam E với 150 ml dung dịch NaOH 2M đến hoàn toàn thu được dung dịch X. Trung hòa X cần 200 ml dung dịch HCl 0,3M thu được dung dịch Y. Cô cạn Y thu được 22,95 gam hỗn hợp 2 muối khan và 11,04 gam hỗn hợp 2 ancol đơn chức. E là:

A. CH₃-CH₂-OOC-CH₂COOCH₃

B. HCOOCH₃ và CH₃COOC₂H₅

C. C₂H₅-COO-C₂H₅

D. CH₃CH₂CH₂-OOC-CH₂CH₂COOCH₃

Đáp án tham khảo