Các dạng bài tập este trong đề thi đại học

[Áo Dài]

Trong hóa học, người ta định nghĩa este từ cấu trúc chung của nó. Khi thay nhóm OH ở nhóm cacboxyl của axit cacboxylic bằng nhóm OR, ta được một este. Do đó, Este có công thức chung là: R-COO-R’. Các dạng bài tập về este xuất hiện trong đề thi THPTQG rất cao. Đặc biệt là dạng toán VDC gồm hỗn hợp este hoặc phản ứng este. Để làm được các dạng toán về este, trước hết hãy nắm một số phản ứng cơ bản. Bởi mỗi phản ứng là một dạng bài tập.

Dưới đây, mình xin giới thiệu tới bạn đọc về các dạng bài tập este trong đề thi đại học.

Dạng 1: Dạng bài tập phản ứng đốt cháy este​

Phương pháp giải

• Phản ứng đốt cháy 1 este
  • Este no, đơn chức, mạch hở
    • CTTQ: CnH2nO2,n≥2
    • Phản ứng cháy:
    • CnH2nO2+3n−22O2→nCO2+nH2O
    • nCO2=nH2O
    • nO2=32nCO2–neste
  • Este không no, đơn chức, mạch hở có 1 liên kết C = C
    • CTTQ: CnH2n−2O2,n≥4
    • Phản ứng cháy:
    • CnH2n−2O2+3n−32O2→nCO2+(n−1)H2O
    • nCO2>nH2O
    • neste=nCO2–nH2O
  • Este không no, đơn chức, có k liên kết C=C trong phân tử
    • CTTQ: CnH2n−2kO2
  • Este không no, có từ 2 liên kết C=C trở lên trong phân tử
    • CnH2n+2−2kOm+O2→nCO2+(n+1−k)H2O
    • nCO2>nH2O
    • neste=nCO2–nH2Ok−1
  • Este bất kì
    • CTTQ: CxHyOz. x, y, z nguyên dương, x≥2,z≥2
    • Phản ứng cháy: CxHyOz+O2→xCO2+y2H2O
    • Áp dụng các định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn nguyên tố… để giải bài toán.
• Bài toán đốt cháy hỗn hợp các este
  • Bài toán đốt cháy 2 este đồng phân
    • Các este đồng phân ⇒ có cùng CTPT, cùng KLPT.
  • Bài toán đốt cháy 2 este tạo thành từ cùng 1 axit, 2 ancol đồng đẳng hoặc cùng 1 ancol, 2 axit đồng đẳng
    • Các este này sẽ có cùng dạng CTTQ ⇒. Đặt CTPT trung bình để viết phương trình phản ứng, đưa về bài toán 1 este.
    • Số liên kết pi trong phân tử: k=2nC–nH+22
  • Bài toán đốt cháy hỗn hợp nhiều este có cùng CTTQ
    • Đặt CTPT trung bình
    • Áp dụng các định luật bảo toàn để giải bài toán.

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 1,76 gam một este X thu được 3,52 gam CO2 và 1,44 gam H2O. Xác định công thức phân tử của X?

Cách giải

Ta có:

nCO2=3,5244=0,08(mol)

nH2O=1,4418=0,08(mol)

Do nCO2=nH2O⇒ X có độ bất bão hòa của phân tử Δ=1

X là este no, đơn chức ⇒ X dạng CnH2nO2

Vậy công thức phân tử của X là: C4H8O2

Dạng 2: Bài toán về phản ứng thuỷ phân este​

• Thuỷ phân một este đơn chức
  • Trong môi trường axit: Phản ứng xảy ra thuận nghịch
    • RCOOR′+HOH⇌RCOOH+R′OH
• Trong môi trường kiềm (phản ứng xà phòng hoá): Phản ứng một chiều, cần đun nóng
  • RCOOR′+NaOH→t∘RCOOH+R′OH
• Thủy phân este đa chức

Phương pháp giải

• Các dạng este đa chức
  • Este tạo thành từ axit đơn chức và ancol đa chức (n chức): (RCOO)nR′

(RCOO)nR′+nNaOH→nRCOONa+R′(OH)n

• Có thể là các axit khác nhau
  • Este tạo thành từ axit đa chức (n chức) và ancol đơn chức: R(COOR′)n
  • Este tạo thành từ axit đa chức (n chức) và ancol đa chức (m chức): Rm(COOR′)n.mR′n. Khi n = m thành R(COOR′)nR′→ este vòng
  • Este no, 2 chức, mạch hở: CnH2n−2O4
  • Trong phản ứng thủy phân este đa chức thì tỉ lệ: nNaOHNeste>1
  • Nếu T = 2 ⇒ Este có 2 chức, T = 3 ⇒ Este có 3 chức…

Ví dụ 2: Muốn thuỷ phân 5,6 gam hỗn hợp etyl axetat và etyl fomiat (etyl fomat) cần 25,96 ml NaOH 10% (D = 1,08 g/ml). Thành phần % khối lượng của etyl axetat trong hỗn hợp là bao nhiêu ?

Cách giải

Đặt x là số mol CH3COOC2H5 và y là số mol HCOOC2H5.

Phương trình phản ứng:

CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OH (1)

HCOOC2H5+NaOH→HCOONa+C2H5OH (2)

Theo giả thiết và các phản ứng ta có hệ phương trình :

88x+74y=5,6 và x+y=0,07 ⇔x=0,03 và y=0,04

⇒ % mCH3COOC2H5=47,14 %.

Dạng 3: Dạng bài tập các phản ứng hóa học của este​

Ví dụ 3: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:

Cách giải:

Hi vọng bài viết trên đây có thể giúp bạn thành thạo kĩ năng về các dạng bài toán este. Các phản ứng đặc trưng và những kiến thức liên quan cần chú ý để làm dạng toán nâng cao hơn. Mỗi khi học bài hóa, ta cần đặt ra và trả lời các câu hỏi kiến thức xoay quanh bài để nâng khả năng tư duy của mình. Giờ cũng là lúc để các bạn tìm đọc các dạng toán chuẩn bị cho kì thi đại học. Chúc bạn thành công trong kì thi của mình nhé !