Bài viết cách giải các dạng bài toán thủy phân este của phenol dưới đây 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. Mời các em học sinh cùng tham khảo bài viết dưới đây.
Mục lục bài viết
1. Dạng 1 – Cho phương trình phản ứng hóa học, tính khối lượng sản phẩm thu được:
Đầu tiên, xác định phương trình phản ứng hóa học cho quá trình thủy phân este trong môi trường kiềm, thường là NaOH. Este của phenol khi thủy phân sẽ tạo ra phenol và muối của axit tương ứng. Phương trình tổng quát có dạng: RCOOC6H5 + 2NaOH → RCOONa + C6H5ONa + H2O. Trong đó, R là gốc hydrocarbon có thể thay đổi tùy thuộc vào este cụ thể.
Tiếp theo, áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: khối lượng của este và NaOH phản ứng sẽ bằng tổng khối lượng của muối và nước tạo thành. Từ đó, có thể thiết lập các phương trình toán học để tính toán khối lượng của các chất sau phản ứng dựa trên số mol của este và NaOH ban đầu.
Nếu biết số mol của este tham gia phản ứng có thể dễ dàng tính được số mol của NaOH cần thiết dựa trên tỉ lệ stoichiometry của phản ứng và từ đó tính được khối lượng của muối tạo thành. Ví dụ, nếu có 0,1 mol este và phản ứng vừa đủ với NaOH, ta sẽ có 0,1 mol của mỗi muối tạo thành và khối lượng của muối có thể được tính bằng cách nhân số mol với khối lượng mol của muối.
Trong trường hợp phản ứng không hoàn toàn, cần xác định lượng este còn lại hoặc lượng NaOH dư sau phản ứng để tính toán chính xác hơn. Đôi khi, việc cô cạn dung dịch sau phản ứng để thu được chất rắn khan cũng là một phần của quá trình giải bài toán, đặc biệt khi ta cần xác định khối lượng của muối khan.
Bài tập
– Câu 1: Cho 8,8 gam CH3COOC2H5 phản ứng hết với dung dịch NaOH (dư), đun nóng.
Khối lượng muối CH3COONa thu được là
A.12,3 gam.
B.16,4 gam.
C.4,1 gam.
D.8,2 gam.
Đáp án: D. 8,2 gam.
nCH3 COOC2H5 = 0,1(mol)
PTTƯ CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH
nCH3COOC2H5 = nCH3COONa = 0,1(mol).
Vậy khối lượng muối là mCH3COONa = 0,1.82 = 8,2g → Đáp án D.
– Câu 2: Xà phòng hóa hoàn toàn 17,6 gam CH3COOC2H5 trong dung dịch NaOH (vừa đủ), thu được dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là:
A.16,4.
B.19,2.
C.9,6.
D.8,2
Đáp án: D.8,2.
nCH3 COOC2H5 = 0,1(mol) PTTƯ CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH nCH3COOC2H5 = nCH3COONa = 0,1(mol). Vậy khối lượng muối là mCH3COONa = 0,1.82 = 8,2g → Đáp án D.
– Câu 3: Este X có công thức phân tử C2H4O2. Đun nóng 9,0 gam X trong dung dịch NaOH vừa đủ đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam muối. Giá trị của m là
A.10,2
B.15,0
C.12,3
D.8,2.
Đáp án: A.10,2
Este X có CTPT là C2H4O2 chỉ có một CTCT là HCOOCH3.
C2H4O2 + NaOH→HCOONa + CH3OH
nHCOONa = nC2H4O2 = 0,15 mol.
Vậy khối lượng muối thu được là: mHCOONa = 0,15.68 = 10,2 (g).
Đáp án A.
– Câu 4: Đun nóng 8,8 gam etyl axetat với 200 ml dung dịch NaOH 0,2M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch thu được chất rắn khan có khối lượng là
A.3,28 gam.
B.8,56 gam.
C.8,2 gam.
D.10,4 gam.
Đáp án: A.3,28 gam.
Chú ý trong phản ứng thủy phân môi trường kiềm thì mchất rắn= mmuối + mNaOH dư( nếu có).
CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH.
2. Dạng 2 – Xác định sản phẩm trong phương trình phản ứng hóa học:
– Câu 1: Cho 3,7 gam este no, đơn chức, mạch hở tác dụng hết với dung dịch KOH, thu
được muối và 2,3 gam rượu etylic. Công thức của este là
A.C2H5COOC2H5.
B.C2H5COOCH3.
C.HCOOC2H5.
D.CH3COOC2H5.
Đáp án: C.HCOOC2H5.
Vì este no, đơn chức. Đặt CTPT CnH2nO2
Nhận thấy: Khi thủy phân este no đơn chức thì nC2H5OH = neste = 0,05 mol.
→ Meste = 3,7: 0,05 = 74 = 14n + 32 → n=3. CTPT là C3H6O2
Vậy CTCT là HCOOC2H5. Đáp án C.
– Câu 2: Đun nóng 0,1 mol este đơn chức X với 135 ml dung dịch NaOH 1M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch thu được ancol etylic và 9,6 gam chất rắn khan. Công thức cấu tạo của X là
A.C2H5COOCH3.
B.C2H3COOC2H5.
C.C2H5COOC2H5.
D.CH3COOC2H5.
Đáp án: D.CH3COOC2H5.
Dựa đáp án tất cả đều là este đơn chức.X thủy phân tạo ancol etylic. Đặt CT este dạng RCOOC2H5.
ROOC2H5 + NaOH → RCOONa + C2H5OH
nX= 0,1 mol< nNaOH= 0,135 mol. Vậy sau phản ứng NaOH còn dư.
Chất rắn khan gồm RCOONa 0,1 mol và NaOH dư 0,035 mol.
→ mchất rắn= mRCOONa + mNaOH → 9,6 = 0,1( MR + 67)+ 0,035. 40→ MR= 15 (CH3).
Vậy CTCT CH3COOC2H5. Đáp án D
– Câu 3: Thủy phân este X có công thức phân tử C4H8O2 trong dung dịch NaOH thu được hỗn hợp 2 chất hữu cơ Y và Z trong đó Z có tỉ khối hơi so với H2 bằng 23. Tên của X là
A.etyl axetat.
B.Metyl axetat.
C.metyl propionat.
D.propyl fomat.
Đáp án: A.etyl axetat.
Đặt este X C4H8O2 có CTCT dạng RCOOR’ ( với MR+MR’= 44).
RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH.
MZ = 23.2 = 46. Vậy Z là C2H5OH hay MR’ = 29.→ MR = 44 – 29 = 15 ( CH3).
CTCT của X là CH3COOC2H5.Tên gọi X là etyl axtetat. Đáp án A.
– Câu 4: Thuỷ phân hoàn toàn 11,44 gam este no, đơn chức, mạch hở X với 100 ml dung
dịch NaOH 1,3M (vừa đủ) thu được 5,98 gam một ancol Y. Tên gọi của X là
A.Etyl fomat.
B.Etyl axetat.
C.Etyl propionat.
D.Propyl axetat.
Đáp án: B.Etyl axetat.
RCOOR1 + NaOH → RCOONa + R1OH
neste = nNaOH = nR1OH = 0,1 × 1,3 = 0,13 mol.
Meste = 11, 44/0,13 = 88. C4H8O2.
Mancol = MR1 + 17 = 5,98/0,13 = 46. MR1 = 29. C2H5-.
=>Este là CH3COOC2H5.
=> Đáp án B.
– Câu 5: Thuỷ phân hoàn toàn 4,4 gam este no đơn chức E bằng dung dịch NaOH vừa đủ sau phản ứng thu được 4,1 gam chất rắn khan. Mặt khác đốt cháy hoàn toàn 4,4 gam
E thu được 4,48 lít CO2 (ở đktc). Chất E là:
A.CH3COOCH3.
B.CH3COOC2H5.
C.CH3COOC3H7.
D.C2H5COOCH3.
Đáp án: B.CH3COOC2H5.
CnH2nO2 → nCO2.
4,4/(14n + 32) = 0,2/n
=>n = 4. C4H8O2.
neste = 4,4/88 = 0,05 mol.
Mmuối = 4,1/0,05 = 82
=>CH3COONa.
=>CH3COOC2H5.
=>Đáp án B.
3. Dạng 3 – Cho phương trình phản ứng hóa học, tính thể tích NaOH:
Phản ứng thủy phân este của phenol trong môi trường kiềm thường được tiến hành với dung dịch NaOH. Trong phản ứng này, este của phenol phản ứng với NaOH tạo ra muối và phenol. Cụ thể, phương trình hóa học cho phản ứng này có thể được viết như sau: RCOOC6H5 + 2NaOH → RCOONa + C6H5ONa + H2O, trong đó R là gốc hydrocarbon. Tỉ lệ mol giữa este và NaOH là 1:2, nghĩa là một mol este cần hai mol NaOH để phản ứng hoàn toàn. Để tính thể tích của NaOH cần dùng, trước hết cần biết số mol của este tham gia phản ứng. Số mol này có thể được xác định thông qua khối lượng của este và phân tử khối của nó. Sau đó, áp dụng tỉ lệ mol đã biết, số mol NaOH cần dùng sẽ được tính toán. Cuối cùng, với nồng độ của dung dịch NaOH (thường được biểu thị qua M – mol/lít), thể tích dung dịch NaOH cần dùng có thể được tính bằng cách chia số mol NaOH cho nồng độ của nó.
Bài tập
– Câu 1: Thuỷ phân hoàn toàn 22,2 gam hỗn hợp gồm hai este HCOOC2H5 và CH3COOCH3 bằng dung dịch NaOH 1M (đun nóng). Thể tích dung dịch NaOH tối
thiểu cần dùng là
A.400 ml.
B.300 ml.
C.150 ml.
D.200 ml.
Đáp án: B.300 ml.
Nhận thấy 2 este đều no, đơn chức có cùng CTPT là C3H6O2.
Vì 2 este no, đơn chức nên lượng NaOH tối thiểu để phản ứng thủy phân xảy ra hoàn toàn là → nNaOH = nC3H6O2 = 0,3(mol).
Vậy VNaOH = 0,3/1 = 0,3(lít) = 300ml. Đáp án B.
– Câu 2: Xà phòng hoá hoàn toàn 17,6 gam hỗn hợp 2 este là etyl axetat và metyl propionat bằng lượng vừa đủ V (ml) dung dịch NaOH 0,5M. Giá trị V là
A.200 ml.
B.500 ml.
C.400 ml
D.600 ml.
Đáp án: C.400 ml
CTPT của etyl axetat và metyl propionat đều là C4H8O2.
neste = 17,6/88 = 0,2 mol.
nNaOH = neste = 0,2 mol.
VNaOH = 0, 2/0,5 × 1000 = 400 ml.
=> Ta có đáp án C
THAM KHẢO THÊM:
