Bài 3: Bài tập Este - Phần 2

Bài giảng Bài tập Este (công thức cấu tạo) - Phần 2 sẽ cung cấp cho các em những dạng bài tập xác định công thức cấu tạo của Este để giúp các em phân loại và nắm vững phương pháp giải các dạng toán đó và đi sâu vào giải quyết các vấn đề khó hơn.

Câu 1: Một este đơn chức X mạch hở chứa 37,2% khối lượng oxi. Số công thức cấu tạo có thể có của X là:

A. 4                                B. 5                               C. 6                               D. 3

Giải:

\(\\ X: C_{x}H_{y}O_{2} \\ \\ \%m_{O} = \frac{37.2}{100} \\ \\ M_{X} = \frac{32}{37,2}.100 = 86 \\ \\ 12x + y + 32 = 86 \\ \\ 12x + y = 54\)

 C₄H₆O₂

\(\\ \Delta = \frac{2.4+2-6}{2}=2 \\ \\ H-COO-C=C-C \ \ \ \ \ CH_{3}-COO-C=C \\ \\ H-COO-C-C=C \ \ \ \ \ C=C-COO-C \\ \\ \begin{matrix} H-COO-C=C \\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ ^| \\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ C \end{matrix}\)

⇒ Chọn B

Câu 2 (TSCĐ 2007): Este X không no, mạch hở, có tỉ khối hơi so với oxi bằng 3,125 và khi tham gia phản ứng xà phòng hoá tạo ra một anđehit và một muối của axit hữu cơ. Có bao nhiêu công thức cấu tạo phù hợp với X?

A. 5                                B. 3                               C. 4                               D. 2

Giải:

\(\\ d_{X /O_{2}} = 3,125 \\ \\ M_{X} = 3,125.32 = 100\)

+ Đơn chức: \(C_{x}H_{y}O_{2}\)

\(\\ 12x + y + 32 = 100 \\ \\ 12x + y = 68\)

\(C_{5}H_{8}O_{2} \ \ \ \left ( \Delta = \frac{2.5+2-8}{2}=2 \right )\)

\(\\ RCOOCH=CHR' \\ \\ HCOOCH=CH-CH_{2}-CH_{3} \\ \\ \begin{matrix} HCOOCH=C-CH_{3} \\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ ^| \\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ CH_{3} \end{matrix} \\ \\ CH_{3}COO-CH=CH-CH_{3} \\ \\ CH_{3}-CH_{2}-COO-CH=CH_{2}\)

⇒ Chọn C

Câu 3: X, Y là 2 este đồng phân. Hóa hơi 3,7 gam X được thể tích hơi bằng với thể tích của 2,2 gam CO₂ (đo cùng điều kiện). X và Y có công thức cấu tạo là:

A. CH₃COOC₂H₅ và C₂H₅COOCH₃                        B. HCOOC₂H₅ và CH₃COOCH₃

C. HCOOCH₂CH₂CH₃ và CH₃COOC₂H₅                 D. CH₃COOCH=CH₂ và CH₂=CH–COOCH₃

Giải:

n (3,7 g este) = n (2,2 g CO₂)

\(\\ n = \frac{2,2}{44} = 0,05 \ mol \\ \\ M = \frac{m}{n} = \frac{3,7}{0,05} = 74 \\ \\ 74-32 = 42\)

\(C_{3}H_{6}O_{2} \left < \begin{matrix} \rightarrow HCOO-CH_{2}-CH_{3 } \\ \\ \rightarrow CH_{3}COOCH_{3} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \end{matrix} \right.\)

⇒ Chọn B

Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 3,7 gam một este đơn chức X thu được 3,36 lit khí CO₂ (đkc) và 2,7 gam nước. Công thức phân tử X là:

A. C₂H₄O₂                             B. C₃H₆O₂                             C. C₄H₈O₂                            D. C₅H₈O₂

Giải:

\(\\ n_{CO_{2}} = \frac{3,36}{22,4} = 0,15 \ mol \\ \\ n_{H_{2}O} = \frac{2,7}{18} = 0,15 \ mol\)

\(\\ \\ n_{CO_{2}} = n_{H_{2}O}\) ⇒ Đơn, no mạch hở C_nH_2nO₂ (a mol)

C_nH_2nO₂ → nCO₂
    a mol        na

\(\\ \left\{\begin{matrix} 3,7 = (14n+32)a \\ 0,15 = na \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \end{matrix}\right. \\ \\ a = 0,05 \\ \\ n = 3 \\ \\ \Rightarrow C_{3}H_{6}O_{2}\)

⇒ Chọn B

Câu 5: X là hỗn hợp 2 este đơn chức (tạo bởi cùng một ancol với 2 axit liên tiếp trong dãy đồng đẳng). Đốt cháy hoàn toàn 28,6 gam X được 1,4 mol CO₂ và 1,1 mol H₂O. Công thức phân tử 2 este trên là:

A. C₄H₆O₂ và C₅H₈O₂                                                        B. C₄H₄O₂ và C₅H₆O₂   

C. C₄H₈O₂ và C₅H₁₀O₂                                                       D. C₅H₈O₂ và C₆H₁₀O₂  

Giải:

\(\left.\begin{matrix} R_{1}-COO-R' \ \ \ \ \ \ \ \ \ \\ R_{1}-CH_{2}-COO-R' \end{matrix}\right\} C_{\overline{x}}H_{\overline{y}}O_{2} \ (a \ mol)\)

⇒ 2 este hơn nhau 1 (-CH₂-)

\(\\ C_{\overline{x}}H_{\overline{y}}O_{2} + \left ( \overline{x}+ \frac{\overline{y}}{4}-1 \right ) O_{2} \rightarrow \overline{x}CO_{2} + \frac{\overline{y}}{2}H_{2}O \\ a \ mol \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \overline{x}a \ \ \ \ \ \ \ \ \ \frac{\overline{y}a}{2}\)

\(\left.\begin{matrix} m = 28,6 = (12\overline{x} + \overline{y} + 32 )a \\ \\ 1,4 = \overline{x}a \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \\ \\ 1,1 = \dfrac{\overline{y}a}{2} \Rightarrow 2,2 = \overline{y}a \ \ \ \ \ \ \ \ \ \end{matrix}\right\} \begin{matrix} a = 0,3 \ \ \\ \\ \overline{x} = 4,66 \\ \\ \overline{y} =7,3 \end{matrix}\)

\(\\ 4 < \overline{x}=4,6 < 5 \\ \\ 4, \ 6 < \overline{y}=7,3< 8, \ 10... \\ \\ X: C_{4}H_{6}O_{2}; \ C_{5}H_{8}O_{2}\)

⇒ Chọn A

Câu 6: X là hỗn hợp 2 este đơn chức (tạo bởi cùng một axit với 2 ancol liên tiếp trong dãy đồng đẳng). Đốt cháy hoàn toàn 21,4 gam X được 1,1 mol CO₂ và 0,9 mol H₂O. Công thức phân tử 2 este trên là:

A. C₄H₆O₂ và C₅H₈O₂                                                        B. C₅H₈O₂ và C₆H₁₀O₂  

C. C₅H₆O₂ và C₆H₈O₂                                                        D. C₅H₄O₂ và C₆H₆O₂   

Giải:

\(\\ \left.\begin{matrix} R-COO-R' \ \ \ \ \ \ \ \ \ \\ R-COO-CH_{2}-R' \end{matrix}\right\} C_{\overline{x}}H_{\overline{y}}O_{2} \ (a \ mol)\)

hơn nhau 1(-CH₂-)

\(\\ C_{\overline{x}}H_{\overline{y}}O_{2} \xrightarrow[]{ \ \ \ } \overline{x}CO_{2} + \frac{\overline{y}}{2}H_{2}O \\ a \ mol \ \ \rightarrow \ \ \ \ \overline{x}a \ \ \ \ \ \ \ \ \frac{\overline{y}a}{2}\)

\(\left.\begin{matrix} 21,4 = (12\overline{x}+\overline{y}+32)a \\ \\ 1,1=\overline{x}a \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \\ \\ 0,9 = \dfrac{\overline{y}a}{2} \Rightarrow \overline{y}a = 1,8 \ \end{matrix}\right\}\)

\(\\ a = 0,2 \ mol \\ \\ 5 < \overline{x}=5,5 < 6 \\ \\ 8 < \overline{y}=9 < 10 \\ \\ C_{5}H_{8}O_{2}; \ C_{6}H_{10}O_{2}\)

⇒ Chọn B

Câu 7 (TSĐH A 2011): Đốt cháy hoàn toàn 0,11 gam một este X (tạo nên từ một axit cacboxylic đơn chức và một ancol đơn chức) thu được 0,22 gam CO₂ và 0,09 gam H₂O. Số este đồng phân của X là:

A. 2                                B. 5                               C. 6                               D. 4

Giải:

\(\\ n_{CO_{2}} = \frac{0,22}{44} = 0,005 \\ \\ n_{H_{2}O} = \frac{0,09}{18} = 0,005 \\ \\ n_{CO_{2}} = n_{H_{2}O}\)

⇒ Este đơn, no mạch hở

\(\\ C_{n}H_{2n}O_{2} \xrightarrow[]{ \ \ \ \ } n_{CO_{2}} \\ a \ mol \ \ \ \rightarrow \ \ \ \ \ na \ (mol) \\ \\ \left.\begin{matrix} 0,11 = (14n + 32)a \\ \\ 0,005 = na \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \end{matrix}\right\}\begin{matrix} a = 0,00125 \\ \\ n = 4 \ \ \ \ \ \ \ \ \ \end{matrix} \\ \\ CTPT: \ C_{4}H_{8}O_{2} \Rightarrow 4 \ CTCT\)

⇒ Chọn D

Câu 8 (TSCĐ  2007): Xà phòng hóa 8,8 gam etylaxetat bằng 200 ml 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. 10,4 gam                   C. 8,56 gam                   D. 8,2 gam

Giải:

\(\\ CH_{3}COOC_{2}H_{5} \ (C_{4}H_{8}O_{2}) \\ \\ CH_{3}COOC_{2}H_{5} + NaOH \xrightarrow[]{ \ \ t^0 \ } CH_{3}COONa + C_{2}H_{5}OH \\ 0,1 \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ > \ \ \ \ \ \ \ 0,04 \ \ \rightarrow \ \ \ \ \ \ \ \ 0,04 \\ \\ n_{este} = \frac{8,8}{88} = 0,1 \ mol \\ \\ n_{NaOH} = 0,2 . 0,2 = 0,04\)

+ Nếu NaOH dư: chất rắn sau cô cạn gồm: muối và NaOH dư

+ Nếu este dư: chất rắn chỉ có muối

\(m_{Cr} = m_{CH_{3}COONa} = 82.0,04 = 3,28 \ (gam)\)

⇒ Chọn A

Câu 9: Thủy phân hoàn toàn 8,8 gam este đơn chức, mạch hở X với 100ml dung dịch KOH 1M (vừa đủ) thu được 4,6g một ancol Y. Tên gọi của X là:

A. etyl fomat                  B. etyl propionat            C. etyl axetat                  D. propyl axetat

Giải:

\(\\ C_{x}H_{y}O_{2} \\ \\ n_{este} = n_{KOH} = 0,1 \\ \\ M_{este} = \frac{8,8}{0,1} = 88 \\ \\ 12x + y + 32 = 88 \\ \\ 12x + y = 56\)

C₄H₈O₂

RCOOR' + KOH → RCOOK + R'OH

   0,1          →                          0,1

\(\\ m_{ancol} = \frac{4,6}{0,1} = 46 \ \ (\underset{\ \ \ R'-OH}{C_{2}H_{5}-OH}) \\ \\ RCOOR' \Leftrightarrow \underset{etyl \ axetat }{CH_{3}COOC_{2}H_{5}}\)

⇒ Chọn C

Câu 10: Este X có công thức đơn giản nhất là C₂H₄O. Đun sôi 4,4 gam X với 200g dung dịch NaOH 3% đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Từ dung dịch sau phản ứng thu được 8,1 gam chất rắn khan. Công thức cấu tạo của X:

A. CH₃CH₂COOCH₃                                                          B. CH₃COOCH₂CH₃       

C. HCOOCH₂CH₂CH₃                                                        D. HCOOCH(CH₃)₂

Giải:

X: C₂H₄O

Công thức nguyên: (C₂H₄O)_n

C_2nH_4nO_n

Số lk \(\pi = \frac{2,2n+2-4n}{2}=1\)

⇒ Este đơn, no mạch hở

⇒ Có 2 nguyên tử O ⇒ n = 2

CTPT: C₄H₈O₂ (88)

RCOOR' + NaOH \(\xrightarrow[]{ \ t^0 \ }\) RCOONa + R'OH
   0,05   →  0,05              0,05
             dư 0,1

\(\\ n_{este} = \frac{4,4}{88} = 0,05 \ mol \\ \\ n_{NaOH } = \frac{200.3}{100.40} = 0,15 \ mol \\ \\ m_{Cr} = 8,1 = 0,1.40+0,05 (R+67) \\ \\ R = 15 \ (-CH_{3}) \\ \\ CH_{3}-COO-C_{2}H_{5}\)

⇒ Chọn B

Câu 11 (TSĐH B 2011): Khi cho 0,15 mol este đơn chức X tác dụng với dung dịch NaOH (dư), sau khi phản ứng kết thúc thì lượng NaOH phản ứng là 12 gam và tổng khối lượng sản phẩm hữu cơ thu được là 29,7 gam. Số đồng phân cấu tạo của X thỏa mãn các tính chất trên là:

A. 4                               B. 5                               C. 6                               D. 2

Giải:

n_{este đơn} = 0,15 mol

n_{NaOH pứ} = 12 : 40 = 0,3 mol

n_E : n_NaOH = 1 : 2

\(\\ RCOOC_{6}H_{4}R' + 2NaOH \rightarrow RCOONa + R'C_{6}H_{4}ONa + H2O \\ 0,15 \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 0,3 \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 0,15 \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 0,15 \\ \\ 29,7 = 0,15(R+67+R'+115) \\ \\ R + R' = 16 \\ \\ R = 1 (H) \Rightarrow R' = 15 \ (CH_{3})\)

\(R = 15 \ (CH_{3}) \Rightarrow R' = 1 \ (H)\)

⇒ 4 

⇒ Chọn A

Câu 12: Xà phòng hoá m gam este đơn chức X bằng KOH vừa đủ, thu được 49/43m gam muối và một anđehit. X là:

A. CH₃COOCH=CH₂                                            B. HCOOCH=CH₂        

C. C₂H₅COOCH=CH-CH₃                                   D. C₂H₅COOCH=CH₂

Giải:

\(\\ RCOOCH=CHR' \\ \\ \begin{matrix} RCOOCH=CHR' \\ m \\ \ \end{matrix} \begin{matrix} \ + \ KOH \xrightarrow[]{ \ t^0 \ } \\ \ < \\ \ \end{matrix} \begin{matrix} \ RCOOK + R'CH_{2}-CHO \\ \dfrac{49}{43}.m \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \end{matrix} \\ \\ M_{R'CH=CH-} \ < \ M_{K} = 39 \\ \\ R'+26 < 39 \Rightarrow R' < 13 \\ \\ R' = 1 \ (H) \\ \\ \begin{matrix} RCOOCH=CH_{2} \\ m \\ \ \end{matrix}\begin{matrix} \ \xrightarrow[]{ \ \ \ } \\ \ \\ \ \end{matrix}\begin{matrix} \ RCOOK \\ \dfrac{49}{43}m \end{matrix} \\ \\ \frac{R+44+27}{m} = \frac{(R+44+39).43}{49m} \\ \\ \Rightarrow R = 15 \ (-CH_{3}) \\ \\ CH_{3}COOCH=CH_{2}\)

⇒ Chọn A

Câu 13: Xà phòng hoá hoàn toàn m gam este E bằng NaOH vừa đủ được ancol F và 1,08m gam muối khan. Vậy E có công thức phân tử là:

A. C₃H₄O₂                      B. C₄H₆O₂                      C. C₄H₈O₂                     D. C₅H₈O₂

Giải:

\(\\ \begin{matrix} RCOOR' \\ m \end{matrix}\begin{matrix} \ + \ NaOH \ \xrightarrow[]{\ t^0 \ } \\ < \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \end{matrix} \begin{matrix} \ RCOONa \\ 1,08m \end{matrix}\begin{matrix} \ + \ R'OH \ \\ F \end{matrix} \\ \\ R' = 15, \ 29,... \\ \\ R' < 23 \ (Na) \Rightarrow R' \ (-CH_{3}) \\ \\ \begin{matrix} R-COOCH_{3} \\ m \end{matrix} \begin{matrix} \ \xrightarrow[]{ \ \ \ \ } \ \\ \ \end{matrix} \begin{matrix} RCOONa \\ 1,08m \end{matrix} \\ \\ \frac{m}{R+44+15} = \frac{1,08}{R+44+23} \\ \\ \Rightarrow R = 41\)

C₃H₅COOCH₃: C₅H₈O₂

⇒ Chọn D

Câu 14 (TSCĐ 2009): Cho 20 gam một este X (có phân tử khối là 100 đvC) tác dụng với 300 ml dung dịch NaOH 1M. Sau phản ứng, cô cạn dung dịch thu được 23,2 gam chất rắn khan. Công thức cấu tạo của X là:

A. CH₃COOCH=CHCH₃                                       B. CH₂=CHCH₂COOCH₃

C. CH₂=CHCOOC2H₅                                          D. C₂H₅COOCH=CH₂

Giải:

\(\\ M_{X} = 100 \\ \\ n_{X} = \frac{20}{100} = 0,2 \ mol \\ \\ n_{NaOH} = 0,3.1 = 0,3 \ mol \\ \\ M_{C_{x}H_{y}O_{2}} = 100 \\ \\ 12x + y + 32 = 100 \\ \\ \Rightarrow 12x + y = 68\)

\(\\ CTPT: C_{5}H_{8}O_{2} \\ \\ RCOOR' + NaOH \xrightarrow[]{ \ \ t^0 \ } RCOONa + R'OH \\ 0,2 \ \ \ \ \ \ \ \rightarrow \ \ 0,2 \ \ \ \ \ \ \ \rightarrow \ \ 0,2\)
                       dư 0,1

\(\\ 23,2 = 0,1 .40+0,2(R+67) \\ \\ \Rightarrow R = 29 \ (C_{2}H_{5}) \\ \\ C_{2}H_{5}COOCH=CH_{2}\)

⇒ Chọn D

Câu 15: Este X có tỉ khối hơi so với heli là 22. Có hai thí nghiệm sau:                  

Thí nghiệm 1: 8,8 gam X tác dụng với dung dịch chứa a mol NaOH thu được 6,56 gam muối.

Thí nghiệm 2: 8,8 gam X tác dụng với dung dịch chứa 2a mol NaOH thu được 8,2 gam muối.

X và a tương ứng là:

A. CH₃COOC₂H₅ và 0,1 mol                                B. CH₃COOCH₃ và 0,1 mol    

C. HCOOC₂H₅ và 0,08 mol                                  D. CH₃COOC₂H₅ và 0,08 mol

Giải:

Nếu lần II NaOH hết ⇒ muối (II) = 2 muối (I)

⇒ m' = 6,56.2 > 8,2

⇒ II: este hết

\(\\ M_{RCOONa} = \frac{8,2}{0,1} = 82 = R + 67 \Rightarrow R = 15 \ (CH_{3}-) \\ \\ CH_{3}COO-C_{2}H_{5}; \ a = 0,08\)

⇒ Chọn D