I.
Phương pháp giải bài tập.
Este có công thức phân tử tương tự như axit
cacboxylic, do có ít nhất 1 liên kết đôi trong nhóm chức nên ta luôn có: nCO2
≥ nH2O
Chú ý hai dãy đồng đẳng sau đây.
-
Este no, đơn chức, mạch hở: CnH2nO2
(k=1, vì đơn chức nên 1 lk pi nằm trong nhóm chức).
Khi cháy: CnH2nO2
+ O2 à nCO2 + nH2O
nCO2 = nH2O
-
Dãy este có CTPT CnH2n-2Oa
(k=2, tương tự ankin hay ankaddien)
Khi cháy: CnH2n-2O2
+ O2 à nCO2 + (n-1)H2O
neste = nCO2
– nH2O
TH1: a = 2 à
CnH2n-2O2: este đơn chức, mạch hở, không no chứa
1 liên kết đôi C=C.
TH2: a = 4 à
CnH2n-2O4: este no, mạch hở, hai chức.
Ngoài trường hợp này ra đề thi có thể cho những este
có k > 2, khi đó chú ý tới công thức tổng quát: Este có độ bất bão hòa là k,
có CT: CnH2n+2-2kOa. Khi đó: neste
= (nCO2 – nH2O)/(k-1).
Khi k > Số nhóm chức este thì este đó là không no
(có thể nằm ở gốc của axit hoặc gốc của ancol, khi đó cần sử dụng thêm các dữ
kiện đề bài để xác định chính xác cấu tạo của este).
II.
Ví dụ
Ví
dụ 1: Đốt cháy este no, đơn chức X thu được số mol nước
sinh ra bằng số mol O2 tham gia phản ứng. Tên của X là:
A.
Metyl fomat B. etyl
axetat C. n-propyl axetat D. Metyl axetat
Hướng dẫn giải
Dựa vào các đáp án à X là este no,
đơn chức, mạch hở.
Phương pháp: Bảo toàn nguyên tố O (chú ý rằng với những
bài toán cho dữ kiện về O2 ta phải sử dụng bảo toàn O2
theo một cách nào đó).
X: CnH2nO2 + O2
à
nCO2 + nH2O
Cách 1: Viết và cân bằng phương trình phản ứng
CnH2nO2
+ (3n-2)/2O2 à nCO2 + nH2O
Theo giả thiết: (3n-2)/2 = n à
n = 2, công thức phân tử của X là C2H4O2, cấu
tạo HCOOCH3
Đáp
án A.
Cách 2: CnH2nO2 +
nO2 à nCO2 + nH2O
Bảo toàn nguyên tố O à 1.2 + n.2 = n.2
+ n.1 à
n = 2
Đáp án A.
Ví
dụ 2: Cho đốt cháy 0,11 gam este X tạo bởi axit đơn chức
và ancol đơn chức. Sau phản ứng thu được 0,22 gam CO2 và 0,09 gam H2O.
Số este đồng phân của X là:
A.
4 B. 6 C. 5 D. 2
Hướng dẫn giải
Phương pháp
Chú ý về việc phân tích lựa chọn dãy đồng đẳng (hạn
chế số ẩn).
Để xác định được số đồng phân của X thì bước đầu
tiên là xác định công thức phân tử.
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: Vì tất cả các
dữ kiện đều ở dạng khối lượng (Vì biết meste nhưng chưa biết công thức
phân tử, nên không thể qui đổi về số mol được).
Sơ đồ: X + O2
à CO2 + H2O
0,11 m 0,22 0,09
mO2 = 0,2 (gam) hay no2
= 0,00625 (mol)
Bài toán quay trở lại bài toán biết số mol của O2.
Bảo toàn O: nO(X) + nO(O2) = nO(CO2)
+ nO(H2O) à nO(X) = 0,0025 (mol)
Mà X là este đơn chức à nX =
½ nO(X) = 0,00125
MX = 88, X là C4H8O2
(có 4 đồng phân)
Đáp
án A
Ví
dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn 3,42 gam hỗn hợp gồm axit
acrylic, vinyl axetat, metyl acrylat và axit oleic) rồi hấp thụ sản phẩm cháy
vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư, sau phản ứng thu được 18 gam kết
tủa và dung dịch X. Khối lượng dung dịch X so với khối lượng dung dịch Ca(OH)2
ban đầu thay đổi như thể nào:
A.
Giảm 7,74 gam B.
Tăng 7,92 gam
C.
Tăng 2,7 gam D.
Giảm 7,38 gam
Hướng dẫn giải
Khi cho sản phẩm cháy cho qua dung dịch nước vôi
trong dư à chỉ tạo CaCO3 kết tủa, do đó
khối lượng của dung dịch luôn giảm. Loại đáp án B và C.
-
Biểu diễn các chất: axit acrylic CH2=CH-COOH vinyl axetat CH3COOCH=CH2
Metyl
acrylat CH2=CH-COOCH3 axit
oleic C17H33COOH
Như
vậy tất cả các chất đều có k = 2 và có 2O trong phân tử
-
CTPT chung cho tất cả các chất: CnH2n-2O2
(M = 14n+30)
Cách 1: Gọi số mol của este là a. Ta có hệ phương
trình:
a(14n+30)
= 3,42 và an = 0,18 à n = 6 và a = 0,03
Cách 2: Phương trình cháy: CnH2n-2O2
à
nCO2
Theo
bài: 3,42 gam 0,18
Theo
pứ: 14n + 30 n
Từ đó ta có: 3,42n = 0,18(14n+30) à
n = 6 , nhh = 0,03
Số mol H2O = nCO2 – nhh
= 0,18 – 0,03 = 0,15 mol
Khi đó: mdd giảm = mkết tủa –
mCO2 – mH2O = 7,38 (gam)
Đáp
án D.
Ví
dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn 2,76 gam hỗn hợp X gồm CxHyCOOH, CxHyCOOCH3, CH3OH thu được 2,688 lít CO2 (đktc) và 1,8 gam H2O.
Mặt khác, cho 2,76 gam X phản ứng vừa đủ với 30 ml dung dịch NaOH 1M, thu được 0,96 gam CH3OH. Công thức của CxHyCOOH là:
A. C3H5COOH. B. CH3COOH. C.
C2H3COOH. D. C2H5COOH.
Hướng dẫn giải
Ta có: nCO2
= 0,12 mol > nH2O = 0,1 à Loại đáp án B,
D (vì nếu axit no, thì este cũng no, khi đó đốt cháy hỗn hợp ta phải có nH2O
> nCO2).
Quan sát các đáp án à axit không no,
1 lk đôi, đơn chức.
Ta có: nCH3OH = 0,03 = neste +
nancol
nNaOH
= 0,03 = neste + naxit
Từ đây ta có: naxit = nancol à
neste = nCO2 – nH2O = 0,02; nancol
= 0,01; naxit = 0,01
Khi đó: 2,76 = 0,02.Meste + 0,01.Maxit
+ 0,01.MCH3OH à Axit là C2H3COOH
Đáp
án C
Ví
dụ 5: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol một loại chất béo thì
thu được CO2 và nước có số mol hơn kém nhau 0,6 mol. Nếu cho 0,3 mol
chất béo này tác dụng vừa đủ với V lít dung dịch Br2 0,5M thì giá trị
của V là:
A.
0,36 B.
3,6 C. 2,4 D. 1,2
Hướng dẫn giải
Áp dụng công thức: nbéo = (nCO2
– nH2O)/(1-k) à k = 7.
Vì chất béo là trieste à
trong phần gốc của các axit có 4 liên kết đôi. Khi phản ứng với Br2
thì chỉ có các liên kết đôi mới cộng được Br2.
Vậy: Chất
béo + 4Br2 à Sp
Từ đó tính được V = 2,4 (lít).
Đáp
án C
Ví
dụ 6: Đốt cháy hoàn toàn 4,4 gam hợp chất hữu cơ đơn chức
thu được sản phẩm cháy gòm 4,48 lít CO2 (đktc) và 3,6 gam H2O.
Mặt khác, cho 4,4 gam X tác dụng với NaOH vừa đủ thì thu được 4,8 gam muối của
axit hữu cơ Y và chất hữu cơ Z. Tên của X là:
A. Etyl
propionat B.
Etyl axetat
C. isopropyl axetat D. Metyl propionat
Ví dụ 7: Trong một bình kín chứa hơi chất hữu cơ X (có dạng CnH2nO2) mạch hở và O2 (số mol O2 gấp đôi số mol cần cho phản ứng cháy) ở 139,9oC áp suất trong bình là 0,8 atm. Đốt cháy hoàn toàn X sau đó đưa
về nhiệt độ ban đầu, áp suất trong bình lúc này là 0,95 atm. X có công thức phân tử là:
A. C4H8O2. B. C3H6O2. C. CH2O2. D. C2H4O2.
Ví dụ 8: Hỗn hợp Z gồm hai este X và Y tạo bởi cùng một ancol và hai axit cacboxylic kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng (MX <
MY). Đốt cháy hoàn toàn m gam Z cần dùng 6,16 lít khí O2 (đktc), thu được 5,6 lít khí CO2 (đktc)
và 4,5 gam H2O. Công thức este X và giá trị của m tương ứng là:
A. (HCOO)2C2H4 và 6,6 . B. HCOOCH3 và 6,7.
C. CH3COOCH3 và 6,7. D. HCOOC2H5 và 9,5.
Ví dụ 9: Hỗn hợp X gồm hai este no, đơn chức, mạch hở. Đốt cháy hoàn toàn một lượng X cần dùng vừa đủ 3,976 lít khí O2 (ở đktc), thu được 6,38 gam CO2.
Mặt khác, X tác dụng với dung dịch NaOH, thu được một muối và hai ancol là đồng đẳng kế tiếp. Công thức phân tử của hai este trong X là:
A.
C2H4O2 và C3H6O2 . B. C3H4O2 và C4H6O2.
C. C3H6O2 và C4H8O2. D. C2H4O2 và C5H10O2.
III. Bài tập tự luyện
Câu
1: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp X gồm hai este đồng
đẳng kế tiếp thu được 5,6 lít CO2 (đktc) và 4,5 gam H2O.
Số mol của mỗi este lần lượt là:
A. 0,04 và 0,06 B. 0,08 và 0,02 C. 0,05 và 0,05 D.
0,045 và 0,055
Câu
2:Hỗn hợp Z gồm 2 este X và Y tạo bởi cùng một ancol
và hai axit cacboxylic đồng đẳng kế tiếp (MX < MY). Đốt
cháy hoàn toàn m gam Z cần dùng 6,16 lít khí O2 (đktc) và 4,5 gam H2O.
Công thức este X và giá trị của m tương ứng là:
A. CH3COOCH3
và 6,7 B.
HCOOC2H5 và 9,5
C. HCOOCH3 và 6,7 D. (HCOO)2C2H4
và 6,6
Câu
3: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm các este no,
đơn chức, mạch hở. Sản phẩm cháy được dẫn vào bình đựng nước vôi trong dư thấy
khối lượng của bình tăng 6,2 gam. Số mol CO2 và H2O sinh
ra lần lượt là:
A. 0,1 và 0,1 B. 0,01 và 0,1 C.
0,1 và 0,01 D. 0,01 và 0,01
Câu
4: X là một este tạo bởi axit không no chứa một nối
đôi, đơn chức mạch hở và ancol no, đơn chức mạch hở. Đốt cháy hoàn toàn a mol X
thu được 22,4 lít CO2 (đktc) và 13,5 gam H2O. Trị số của
a và công thức phân tử của X lần lượt là:
A. 0,75 và C4H6O2 B. 0,25 và C4H6O2 C. 0,25 và C5H8O2 D. 0,5 và C4H6O2
Câu
5: Hỗn hợp X gồm các este no, đơn chức, mạch hở. Đốt
cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X bằng một lượng oxi vừa đủ. Toàn bộ sản phẩm cháy
được dẫn chậm qua dung dịch H2SO4 đặc, dư thấy khối lượng
bình axit tăng m gam và có 13,44 lít CO2 lít khí (đktc) thoát ra.
Giá trị của m là:
A. 5,4 B. 7,2 C.
10,8 D. 14,4
Câu
6: Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp X gồm các este no,
đơn chức, mạch hở rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2
dư, thu được m gam kết tủa và khối lượng dung dịch thu được sau phản ứng giảm
58,9 gam. Giá trị của m là:
A. 95 B. 115 C.
135 D. 155
Câu
7: Hỗn hợp X gồm CH3COOH và C3H7OH
với tỉ lệ mol 1:1. Chia X thành hai phần bằng nhau.
-
Phần 1: Đem đốt cháy hoàn toàn thu được 2,24 lít khí CO2 (đktc).
-
phần 2: Đem este hóa thu được este Y với hiệu suất 100%, sau đó đem đốt
cháy hoàn toàn Y thì khối lượng H2O thu được là:
A. 1,8 gam B. 2,7 gam C.
3,6 gam D. 0,9 gam
Câu
8: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp các este no, đơn
chức, mạch hở rồi dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2
dư, sau khi kết thúc thí nghiệm thấy khối lượng bình tăng 1,55 gam và có m gam
kết tủa. Giá trị của m là:
A. 6,895 B. 4,925 C.
11,65 D. 9,85
Câu
9: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol este X rồi cho toàn bộ sản
phẩm cháy vào bình (1) đựng P2O5 dư, bình (2) đựng dung dịch
NaOH dư, sau phản ứng khối lượng bình (1) tăng 7,2 gam, bình (2) thu được 42,4
gam muối. Mặt khác nếu cho 0,1 mol X tác dụng hết với NaOH thì thu được 8,2 gam
muối. Tên gọi của X là:
A. propyl axetat B. metyl propionat C. etyl axetat D.
vinyl axetat
Câu
10: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol este X thu được 0,3 mol
CO2 và 0,3 mol H2O. Nếu cho 0,1 mol X tác dụng hết với
NaOH thì thu được 8,2 gam muối. CTCT của X là:
A. HCOOC2H3 B. CH3COOCH3 C. HCOOC2H5 D. CH3COOC2H5
Câu
11: Đốt cháy hoàn toàn một lượng hỗn hợp hai este, cho
sản phẩm cháy đi qua bình đựng P2O5 dư, khối lượng bình
tăng thêm 6,21 gam, sau đó cho tiếp qua dung dịch Ca(OH)2 dư, thu
được 34,5 gam kết tủa. Các este trên thuộc loại gì?
A. Este no B.
Este no, đơn chức, mạch hở
C.
Este không no D.
Este không no, đa chức.
Câu
12: Este X có đặc điểm sau:
- Đốt cháy hoàn toàn X tạo thành CO2
và H2O có số mol bằng nhau.
- Thủy phân X trong môi trường axit
được chất Y (tham gia phản ứng tráng gương) và chất Z (có số nguyên tử cacbon bằng
nửa số nguyên tử cacbon có trong X).
Phát
biểu không đúng là:
A. Đốt cháy hoàn toàn 1
mol X tạo thành 2 mol CO2 và 2 mol H2O.
B. Chất Y tan vô hạn
trong nước.
C. Chất X thuộc loại
este no, đơn chức, mạch hở.
D. Đun Z với dung dịch H2SO4
đặc ở 170oC thu được anken.
Câu
13: Khi đốt cháy hoàn toàn một este X cho số mol CO2
bằng số mol H2O. Thủy phân hoàn toàn 6,0 gam este X cần vừa đủ dung
dịch chứa 0,1 mol NaOH. CTPT của este là:
A. C2H4O2 B. C3H6O2 C.
C4H8O2 D.
C5H8O4
Câu
14: Đốt cháy hoàn toàn 3,7 gam chất hữu cơ X cần dùng vừa
đủ 3,92 lít O2 (đktc). Thu được
co2 và H2O có tỉ lệ
số mol là 1:1, X tác dụng với KOH tạo ra hai chất hữu cơ. Số đồng phân cấu tạo
của X thỏa mãn điều kiện trên là:
A. 1 B.
2 C.
3 D. 4
Câu
15: Đốt cháy hoàn toàn a mol este X tạo bởi rượu no đơn
chức, mạch hở và axit không no có một nối đôi, đơn chức, mạch hở thu được 11,2
lít CO2 (đktc) và 7,2 gam H2O. Giá trị của a và CTPT của
X là:
A. 0,1 và C4H6O2 B. 0,2 và C5H8O2 C. 0,15 và C4H6O2 D. 0,1 và C5H8O2
Câu
16: Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp hai este no, đơn
chức mạch hở. Sản phẩm cháy được dẫn vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2
dư, thấy khối lượng bình tăng 12,4 gam và tạo ra m gam kết tủa. Giá trị của m
là:
A. 12,4 B. 10 C.
20 D. 28,18
Câu
17: Cho lượng CO2 thu được khi đốt cháy hoàn
toàn 0,2 mol hỗn hợp X gồm HCOOC2H5 và CH3COOCH3
qua 2 lít dung dịch NaOH 0,4M. Khối lượng muối thu được sau phản ứng là:
A. 42,8 gam B. 50,4 gam C.
54,8 gam D. 63,6 gam
Câu
18: Khi đốt cháy hoàn toàn một este no, đơn chức, mạch
hở thu được số mol CO2 bằng số mol O2 đã phản ứng. Tên gọi
của este là:
A. metyl fomat B. etyl axetat C. propyl axetat D. metyl axetat
Câu
19: Đốt cháy hỗn
hợp hai este no, đơn chức ta thu được 1,8 gam H2O. Thủy phân hoàn
toàn hỗn hợp hai este trên ta thu được hỗn hợp X gồm ancol và axit. Nếu đốt
cháy hoàn toàn ½ hỗn hợp X thì thể tích CO2 thu được là bao nhiêu?
A. 1,12 lít B. 2,24 lít C.
3,36 lít D. 4,48 lít
Câu
20: E là este của axit cacboxylic no, đơn chức mạch hở X
và ancol không no có một nối đôi, đơn chức, mạch hở Y. Đốt a mol E thu được b
mol CO2, đốt a mol X thu được c mol CO2, đốt a mol Y thu
được 0,5b mol H2O. Quan hệ giữa b và c là:
A. b=c B. b=2c C. c=2b D. b=3c
Câu
21: Đốt cháy hoàn toàn m gam este X cần 5,6 lít O2
(đktc) thu được 12,4 gam hỗn hợp Y gồm khí CO2 và hơi nước có tỉ khối
so với H2 bằng 15,5. Mặt khác cho X qua LiAlH4, t0
thu được chất hữu cơ duy nhất. X là:
A. metyl propionat B. propyl propionat C. etyl axetat D.
metyl fomat
Câu
22: Đốt cháy hoàn toàn 4,3 gam este đơn chức, mạch hở X
thu được 0,2 mol CO2 và 0,15 mol H2O. Số đồng phân cấu tạo
của X là:
A. 2 B.
6 C.
4 D. 5
Câu
23: Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp X gồm các este no,
đơn chức, mạch hở. Toàn bộ sản phẩm cháy được dẫn vào bình đựng dung dịch
Ca(OH)2 dư, sau phản ứng thấy khối lượng bình tăng 34,1 gam và thu
được m gam kết tủa. Giá trị của m là:
A. 55 B. 60 C.
75 D. 27,5
Câu 24: Đốt
cháy hoàn toàn một este đơn chức, mạch hở X (phân tử có số liên kết p nhỏ
hơn 3), thu được thể tích khí CO2 bằng
6/7 thể tích khí O2 đã phản ứng (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện). Cho m gam X
tác dụng hoàn toàn với 200 ml dung dịch KOH 0,7M thu được dung dịch Y. Cô cạn Y thu được 12,88 gam chất rắn khan. Giá trị của m là:
A. 8,88. B. 6,66 . C. 10,56. D. 7,20.
Câu 25: Hỗn hợp
M gồm ancol no, đơn chức X và axit cacboxylic đơn chức Y, đều mạch hở và có cùng số nguyên tử C, tổng số mol của hai chất là 0,5 mol (số mol của Y lớn hơn số mol của X). Nếu đốt cháy hoàn toàn M thì thu được 33,6 lítkhí CO2 (đktc) và 25,2 gam H2O. Mặt khác, nếu đun nóng M với H2SO4 đặc để thực hiện phản ứng este hoá (hiệu suất là 80%) thì số gam este thu được là:
A. 34,20. B. 18,24. C. 27,36. D. 22,80.