Phương pháp giải bài tập về hiệu suất phản ứng ester hóa (hay, chi tiết)

Bài viết Phương pháp giải bài tập về hiệu suất phản ứng ester hóa với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Phương pháp giải bài tập về hiệu suất phản ứng ester hóa.

Phương pháp giải bài tập về hiệu suất phản ứng ester hóa (hay, chi tiết)

Bài giảng: Bài toán hiệu suất phản ứng ester hóa - Cô Nguyễn Thị Thu (Giáo viên VietJack)

Phương pháp

Công thức tính hiệu suất phản ứng:

Cách 1: Tính theo lượng chất ban đầu cần lấy

Cách 2: Tính theo lượng sản phẩm phản ứng thu được:

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Thực hiện phản ứng ester hóa 9,2g glycerol với 60g acetic acid. Giả sử chỉ thu được glycerol triaxetat có khối lượng 17,44g. Tính hiệu suất của phản ứng ester hóa:

Giải

n_glycerol = 0,1 mol

n_{acetic acid} = 1 mol

Từ PT: m_ester = 0,1. 218 = 21,8g

Thực tế: m_ester =17,44g

Hiệu suất: H% = .100% = 80%

Ví dụ 2: Thực hiện phản ứng ester hóa m gam CH₃COOH bằng 1 lượng vừa đủ C₂H₅OH thu được 0,02 mol ester. Hiệu suất phản ứng H = 60%. Giá trị của m?

Giải

CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O

Theo lí thuyết: khối lượng CH₃COOH cần dùng là: 60.0,02 = 1,2 g

Hiệu suất H = 60% ⇒ Thực tế khối lượng axit đã dùng: m = = 2 g

Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm axit HCOOH và CH₃COOH (tỉ lệ mol 1:1). Lấy 5,3 gam hỗn hợp X tác với 5,75 gam CH₃CH₂OH (có xúc tác H₂SO₄ đặc) thu được m gam hỗn hợp ester (hiệu suất của các phản ứng ester hóa đều bằng 80%). Giá trị của m là:

A. 10,12

B. 16,20

C. 6,48

D. 8,10

Giải

n_HCOOH = n_CH3COOH = 0,05 mol

n_C2H5OH = 0,125mol ⇒ Ancol dư

Vậy hỗn hợp ester gồm:

n_HCOOC2H5 = n_CH3COOC2H5 = 0,05.80% = 0,04 mol

⇒ m = 0,04.( 74 + 88) = 6,48 gam

Bài tập vận dụng

Câu 1. Hai ester đơn chức X và Y là đồng phân của nhau. Khi hóa hơi 1,85 gam X thu được thể tích hơi đúng bằng thể tích của 0,7 gam N₂ (đo cùng điều kiện). Công thức cấu tạo thu gọn của X và Y là:

A. HCOOC₂H₅ và CH₃COOCH₃

B. C₂H₅COOC₂H₅ và C₂H₅COOC₂H₃

C. HCOOCH₂CH₂CH₃ và CH₃COOC₂H₅

D. C₂H₅COOCH₃ và HCOOCH(CH₃)2

Lời giải:

Ta có: n_X = n_N2 = = 0,025 (mol)

Gọi công thức phân tử của hai ester đồng phân đơn chức là C_xH_yO_z.

⇒ M_ester = = 74 ⇒ 12x + y + 32 = 74 ⇒ 12x + y = 42

⇒ nghiệm hợp lí: x = 3; y = 6

Vậy công thức phân tử của X và Y là: C₃H₆O₂.

Công thức cấu tạo: HCOOC₂H₅; CH₃COOCH₃.

Câu 2. Xà phòng hóa 8,8 gam ethyl acetate bằng 200ml dung dịch NaOH 0,2M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch thu được chất rắn có khối lượng là:

A. 3,28 gam

B. 10,40 gam

C. 8,56 gam

D. 8,20 gam

Lời giải:

Ta có: n_CH3COOC2H5 = = 0,1 (mol) và n_NaOH = 0,2 . 0, 2 = 0,04 (mol)

Phản ứng

CH₃COOC₂H₅ + NaOH → CH₃COONa + C₂H₅OH

m_CH3COONa = 0,04 . 82 = 3,28 (gam)

Câu 3. Đun 12 gam acetic acid với 13,8 gam ethanol (có H₂SO₄ đặc làm xúc tác) đến khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng, thu được 11 gam ester. Hiệu suất phản ứng ester hóa là:

A. 50,0%

B. 75,0%

C. 62,5%

D. 55,0%

Lời giải:

Ta có: n_CH3COOH = 12/60 = 0, 2(mol) và n_C2H5OH = = 0, 3( mol) > 0,2mol

⇒ Hiệu suất tính theo số mol axit phản ứng:

Từ (*) ⇒ m_ester = 0,2 . 88 = 17,6 (gam)

Vậy H = . 100% = 62,5%

Câu 4. Hỗn hợp X gồm axit HCOOH và CH₃COOH (tỉ lệ mol 1:1). Hỗn hợp Y gồm hai ancol CH₃OH và C₂H₅OH (tỉ lệ mol 3 : 2). Lấy 11,13 gam hỗn hợp X tác dụng với 7,52 gam hỗn hợp Y (có xúc tác H₂SO₄ đặc) thu được m gam hỗn hợp ester (hiệu suất các phản ứng đều bằng 80%). Giá trị m là:

A. 11,616.     B. 12,197.

C. 14,52.     D. 15,246.

Lời giải:

Đặt công thức trung bình của hai axit trong X là

Đặt công thức trung bình của hai ancol trong Y là

Do đó axit dư, hiệu suất phản ứng tính theo ancol.

Phương trình phản ứng :

Vậy khối lượng ester thu được là : [(53+37,6) – 18].0,2.80% = 11,616 gam

Câu 5. Trộn 20 ml cồn etylic 92o với 300 ml acetic acid 1M thu được hỗn hợp X. Cho H₂SO₄ đặc vào X rồi đun nóng, sau một thời gian thu được 21,12 gam ester. Biết khối lượng riêng của ethyl alcohol nguyên chất là 0,8 gam/ml. Hiệu suất phản ứng ester hoá là :

A. 75%.     B. 80%.

C. 85%.     D. Kết quả khác.

Lời giải:

Phương trình phản ứng :

Ban đầu số mol ancol nhiều hơn số mol axit suy ra ancol dư, hiệu suất phản ứng tính theo axit.

Theo (1) số mol axit và ancol tham gia phản ứng là 0,24 mol. Vậy hiệu suất phản ứng là :

Câu 6. Đun 3,0 gam CH₃COOH với C₂H₅OH dư (xúc tác H₂SO₄ đặc), thu được 2,2 gam CH₃COOC₂H₅. Hiệu suất của phản ứng ester hóa tính theo axit là:

A. 25,00%.     B. 50,00%.

C. 36,67%.     D. 20,75%.

Lời giải:

CH₃COOH + C₂H₅OH CH₃COOC₂H₅

⇒ n_{CH3COOH ban đầu} = 0,05 mol

n_CH3COOC2H5 = = 0,025 mol

⇒ H% = .100% = 50%

Bài giảng: Tổng hợp bài tập ester - lipid - Cô Nguyễn Thị Thu (Giáo viên VietJack)

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học lớp 12 có trong đề thi Tốt nghiệp THPT khác:

• Dạng bài tập phản ứng xà phòng hóa
• Bài tập tính khối lượng xà phòng
• Câu hỏi trắc nghiệm lý thuyết vai trò và ứng dụng của chất béo
• Câu hỏi trắc nghiệm lý thuyết về chất giặt rửa
• Dạng bài tập xác định chỉ số xà phòng hóa của chất béo
• Cách làm bài tập về chất béo

---