Bài tập este – Lý thuyết và cách giải chi tiết – Kiến Guru

Bài tập este là chủ đề quan trọng và từng xuất hiện rất nhiều lần trong kỳ thi tốt nghiệp THPT. Nhằm hỗ trợ quá trình ôn luyện cho bài thi quan trọng sắp tới, Kiến Guru xin gửi đến bạn đọc tổng hợp lý thuyết ngắn gọn và hướng dẫn giải bài tập đầy đủ, chi tiết nhất được biên soạn bám sát chương trình sách giáo khoa hóa học 12. Mời các bạn cùng theo dõi!

Lý thuyết Tính chất của Este

Nắm rõ các nội dung lý thuyết liên quan đến este và các tính chất của nó sẽ bổ trợ bạn đọc trong suốt quá trình giải bài tập este. Sau đây, hãy cùng Kiến ôn tập một cách sơ lược và có hệ thống nhất nhé!

1 – Cấu tạo, phân loại

Este có cấu tạo như thế nào? Những phương pháp nào được lựa chọn khi tiến hành phân loại este? Câu trả lời cho các câu hỏi này sẽ được bật mí ngay sau đây:

1. Cấu tạo của este:

Este được tạo thành khi thay nhóm -OH ở trong nhóm cacboxyl của axit cacboxylic bằng nhóm -OR. Đối với một số este đơn giản có công thức hóa học như sau:

RCOOH → R – COOR’ (R’ ≠ H)

Công thức cấu tạo chung của este: Este là dẫn xuất của axit cacboxylic. Một vài dẫn xuất khác của axit cacboxylic có công thức cấu tạo chung như sau:

• Đối với este được hình thành bởi axit đơn chức và rượu đơn chức RCOOH và R’OH có công thức chung là: RCOOR’. Trong trường hợp nếu R và R’ là gốc no thì este có dạng: CnH2nO2 với điều kiện n ≥ 2).
• Công thức chung của este tạo bởi axit đơn chức RCOOH và rượu đa chức R'(OH)n là: (RCOOH)nR’
• Este được tạo bởi axit đa chức (RCOOH)m và rượu đơn chức có công thức là: R(COOR’)m.
• Sự hình thành của este được tạo bởi sự kết hợp giữa axit đa chức (RCOOH)m và rượu đa chức R'(OH)n có công thức chung là: R(COOR’)m.nR’m

1. Phân loại:

Người ta dựa vào các đặc điểm của gốc hidrocacbon và số nhóm cacboxyl để chia este thành các nhóm ví dụ như: este no, este không no, este đơn chức, este đa chức,..

• Este no, đơn chức có công thức phân tử là CnH2nO2 hay CnH2n+1COOC’n’H2n’+1. Khi m ≥ 2: m = n + n’ + 1; n ≥ 0; n’ ≥ 1
• Đối với este không no, đơn chức:
• Este đơn chức, mạch hở, không no, có 1 nối đôi có công thức hóa học là: CmH2m-2O2
• Este hình thành từ axit không no, ancol no có công thức hóa học tổng quát là: CnH2n+1COOC’n’H2n’+1 (với n ≥ 2; n’ ≥ 1; m ≥ 4).
• Đối với este được hình thành từ axit no, ancol không no có công thức hóa học chung là: CnH2n+1COOC’n’H2n’-1 (với n ≥ 0; n’ ≥ 2; m ≥ 3)
• Đối với este đa chức:
• Este tạo bởi axit đơn chức và rượu đa chức có dạng: (RCOO)mR’. Đặc biệt là trong trường hợp gốc R’ là glixerol thì este có dạng lipit (RCOO)3C3H5 với R là gốc axit béo.
• Este tạo bởi axit đa chức và rượu đơn chức có dạng tổng quát là: R(COOR’)n (với n ≥ 2; R ≥ 0).
• Este hình thành bởi axit đa chức (RCOOH)n và rượu đa chức R'(OH) có dạng: R​m(COO)n.m ​R’​ n. Đặc biệt, khi m = nthì sẽ tạo nên este vòng có dạng tổng quát là: R(COO)nR”.

Danh pháp của este được đọc như thế nào? Phần tiếp theo đây Kiến Guru sẽ hướng dẫn bạn đọc cách giải bài tập este phần trắc nghiệm cách đọc tên nhanh và chính xác nhất.

2 – Danh pháp

Este có nhiều cách đọc tên đa dạng và phụ thuộc nhiều vào các chất cấu thành nó, cụ thể như sau:

• Đối với este được tạo thành từ ancol đơn chức, người ta thường sử dụng cách đọc tên như sau:

Cách đọc tên: Tên este = tên gốc hidrocacbon R’+ tên gốc axit (sẽ đổi đuôi ic thành đuôi at)

Ví dụ minh họa cách đọc tên:

1. CH3COOC2H5 sẽ được đọc là etyl axetat.
2. CH2 = CH – COO- CH3 sẽ được đọc là metyl axetat.

• Đối với các este được hình thành từ các ancol đa chức, chúng thường sẽ được đọc tên như sau: Tên este = tên ancol + tên gốc axit

Ví dụ minh họa về cách đọc tên: Vận dụng cách đọc tên trên để đọc tên este sau:

1. CH2COOC – CH3 sẽ được đọc tên là: etylenglycol điaxetat
2. (CH3COO)2C2H4 sẽ được đọc là etylenglicol điaxetat

• Đối với este có gốc axit đa chức: Người ta sẽ gọi tên este bằng các tên riêng của từng loại este:

Một số este tiêu biểu cần ghi nhớ:

C3H5(COOC17H35)3 là tristearin; C17H35COOH: axit stearic.

Sau khi đã hiểu được khái niệm este là gì, cách phân loại và đọc tên, sau đây bạn đọc hãy cùng Kiến ôn tập các tính chất vật lý tiêu biểu của este để vận dụng chúng vào các nội dung liên quan đến este bài tập trắc nghiệm lý thuyết nhé!

3 – Tính chất vật lý

Số lượng lớn este đều tồn tại trong trạng thái lỏng. Tuy nhiên, những este có khối lượng phân tử rất lớn có thể ở trạng thái rắn (như mỡ động vật hoặc sáp ong …). Este có nhiệt độ sôi khá thấp, chúng dễ bị bay hơi do giữa các phân tử không có sự liên kết hidro với nhau. Đồng thời, este cũng không tạo liên kết hidro giữa chúng với các phân tử nước cũng là nguyên nhân lý giải cho tính tan trong nước của este – chúng thường không tan hoặc ít tan trong nước.

Về mùi thơm, đa số các este có mùi thơm đặc trưng, chủ yếu là hương của các loại hoa, quả:

• Đối với Isoamyl axetat: CH3COOCH2CH2(CH3)2 có vị thơm của chuối.
• Etyl butirat(CH3CH2CH2COOC4H9) có mùi hương quả dứa.
• Geranyl axetat (Có công thức hóa học là: CH3COOC10H17) có mùi thơm của hoa hồng.
• Ngoài ra, amyl fomat có mùi mận, etyl Isovalerat có mùi táo, Benzyl axetat có mùi thơm hoa nhài, metyl 2-aminobenzoat có mùi hoa cam;…

4 – Tính chất hóa học

Nắm vững được các tính chất và phản ứng hóa học đặc trưng sẽ hỗ trợ bạn đọc rất nhiều trong quá trình giải bài tập este phần tính toán, vận dụng cao. Mời các bạn cùng theo dõi.

4.1 Phản ứng ở nhóm chức:

• Phản ứng thủy phân: Este bị thủy phân cả trong môi trường axit và trong môi trường kiềm.Thủy phân este trong môi trường axit là phản ứng nghịch của phản ứng este hóa, tổng quát như sau:

Ví dụ minh họa:

Trong khi đó, hiện tượng thủy phân este trong môi trường kiềm còn có tên gọi khác là phản ứng xà phòng hóa. Phản ứng này là phản ứng xảy ra một chiều. Công thức chung tổng quát của phản ứng này như sau:

Lấy ví dụ minh họa: Phản ứng thủy phân trong môi trường kiềm NaOH:

Lưu ý: Một số phản ứng thủy phân đặc biệt của este:

• Nếu este có dạng chất béo (lipit) thì khi diễn ra quá trình phản ứng xà phòng hóa, người ta thu được glixerol C3H5(OH)3 và xà phòng.
• Căn cứ vào chất sản phẩm sau các phản ứng thủy phân, ta có thể suy đoán được este ban đầu.
• Phản ứng khử: Liti nhôm hiđrua (Công thức hóa học là LiAlH4)có khả năng biến nhóm RCO- (còn có tên gọi khác là nhóm acyl) trở thành ancol bậc I, cụ thể như sau:

4.2 Phản ứng ở gốc hiđrocacbon:

Este có khả năng tham gia nhiều phản ứng tiêu biểu của các gốc hidrocacbon như phản ứng thế, cộng, tách, trùng hợp,….

• Este phản ứng cộng ở gốc không no: Các gốc hiđrocacbon không no ở este hoàn toàn có thể phản ứng cộng với H2, Br2, Cl2;…

Ví dụ minh họa cho tính chất này:

• Các este đơn giản (có liên kết C = Csẽ tham gia các phản ứng trùng hợp giống anken.

Một dạng bài tập este xuất hiện nhiều trong các đề thi là vận dụng các tính chất hóa học đặc trưng của este để nhận biết chúng với chất khác. Sau đây, mời bạn đọc cùng Kiến Guru tham khảo một số phương pháp giải nhanh phần este bài tập nhận biết.

5 – Cách nhận biết

Một số tính chất tiêu biểu nên vận dụng vào giải bài tập phần phân biệt este và các chất khác:

• Este của axit fomic có khả năng tráng gương.
• Các este của ancol không bền bị thủy phân tạo anđehit có khả năng tráng gương.
• Este không no có phản ứng làm mất màu dung dịch Brom.
• Este của glixerol hoặc chất béo khi thủy phân cho sản phẩm hòa tan Cu(OH)2

Một số dạng bài tập este

Vừa rồi Kiến đã cùng bạn đọc hệ thống những nội dung kiến thức cơ bản nhất về este. Tiếp theo sau đây, Kiến Guru chia sẻ bài tập este có đáp án được chúng mình chọn lọc từ các bài kiểm tra định kỳ bám sát đề thi nhất, mời các bạn cùng tham khảo:

Dạng 1: Bài tập este phần lý thuyết

Bài tập 1: Lựa chọn đáp án không chính xác trong các đáp án sau

Chất nào sau đây không phải là este?

A. HCOOCH=CH2. B. HCOOCH3.

C. CH3COOH. D. CH3COOCH3.

Hướng dẫn giải:

Este có nhóm chức là -COOR ( Với R là gốc hiđrocacbon) → Nên suy ra: HCOOCH = CH2, HCOOCH3, CH3COOCH3 đều là este → Loại đáp án A, B, D

Kết luận: CH3COOH không là este mà là axit axetic. Chọn C là đáp án đúng.

Bài tập 2: Lựa chọn câu trả lời đúng:

Công thức tổng quát của este no, đơn chức, mạch hở là

A. CnH2nO (với n ≥ 1). B. CnH2nO2 (với n ≥ 1).

C. CnH2nO2 ( với điều kiện n ≥ 2). D. CnH2nO3(n ≥ 2).

Hướng dẫn giải:

Theo lý thuyết: este no, đơn chức có công thức phân tử là CnH2nO2 (với điều kiện n ≥ 2)

Kết luận: Chọn C là câu trả lời đúng.

Dạng 2: Xác định công thức phân tử của este dựa vào

1. Phản ứng thủy phân trong môi trường axit, bazo:

RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH

néste = nNaOH = nmuối = nancol

Nếu là este no, đơn chức mạch hở M = 14n + 32 (CnH2nO2)

Khi cô cạn dung dịch thu được mà đề yêu cầu tính khối lượng rắn thu được thì: mrắn = mmuối + mNaOH dư

Thông thường với dạng bài tập này, ta áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để giải: meste + mNaOH = mrắn + mancol

1. Xác định CTPT dựa vào phản ứng cháy

Bài tập vận dụng:

Bài tập 1: Cho 13,2g một este no, đơn chức, mạch hở tác dụng hết với 150ml dung dịch KOH 1M. Số công thức cấu tạo (CTCT) của este thoả mãn tính chất trên là:

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

Hướng dẫn giải:

Gọi este có dạng: CnH2nO2

n KOH= 0,15 mol = neste → Meste = 13,20,15 = 88

Vì đây là este no, đơn chức, mạch hở nên ta có: 14n + 32 = 88 → n=4

Với n=4, Công thức phân tử là: C4H8O,, có 24- 2 = 4 công thức cấu tạo.

Kết luận: Chọn D là đáp án chính xác nhất.

Bài tập 2: Cho 12,9g một este đơn chức, mạch hở tác dụng hết với 150ml dung dịch KOH 1M. Công thức phân tử của este đó là?

Hướng dẫn giải:

Gọi este đơn chức mạch hở có dạng: CnH2nO2

nKOH = (150/1000) x1= 0,15 mol = neste→Meste = 86

Vì đây là este đơn chức mạch hở nên ta có: 14n + 32 = 86

→ n = 3,85 lấy n = 4

Kết luận: Công thức phân tử là C4H6O2

Bài tập 3: Đốt cháy hoàn toàn 6g este X thu được 4,48 lít CO2­ (đktc) và 3,6g H2O. Hãy xác định CTPT của X

Hướng dẫn giải:

Bài tập 4: Đun nóng 34 gam phenyl axetat (CH3COOC6H5) với một lượng dung dịch NaOH dư. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam muối. Tính giá trị của m?

A. 20,5 gam

B. 49,5 gam

C. 29 gam

D. 44 gam

Hướng dẫn giải:

néste = 0,25 mol

CH3COOC6H5 + 2NaOH → CH3COONa + C6H5ONa + H2O

0,25 0,5 0,25 0,25 0,25

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

meste + mNaOH = m2 muối + m nước

mmuối = 49,5 g

Kết luận: Chọn B là câu trả lời đúng.

Bài tập 5: Xà phòng hóa 8,8 gam etyl axetat (CH3COOC2H5) bằng 200ml dung dịch NaOH 0,2M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch thu được m gam chất rắn khan. Tính khối lượng của m.

A. 3,28 gam.

B. 8,56 gam.

C. 8,2 gam.

D. 10,4 gam.

Hướng dẫn giải:

nNaOH = 0,04 mol

neste = 0,1 mol

CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH

0,04 0,04

mrắn = mCH3COONa = 3,28g

Kết luận: Chọn A là đáp án chính xác cho bài tập trên.

Sau khi đã làm quen được các nội dung este bài tập phần xác định công thức cấu tạo, sau đây hãy cùng chúng mình ôn tập một dạng bài phổ biến trong chương trình hóa học – bài tập este tính hiệu suất.

Dạng 3: Bài toán tính hiệu suất phản ứng

Các công thức tổng quát để giải dạng bài tập này:

Bài tập vận dụng:

Hãy tính khối lượng este metyl metacrylat thu được khi đun nóng 215g axit metacrylic (CH2=C(CH3)COOH) với 100 gam ancol metylic (CH3OH). Giả sử phản ứng este hóa đạt hiệu suất 60%.

Hướng dẫn giải:

n axit = 2,5 mol

n ancol = 3,125 mol

n este=2,5 mol nên có: meste=2,5 x 100 = 250g

Vì phản ứng có hiệu suất bằng 60% nên khối lượng este metyl metacrylat thực tế tạo thành sau phản ứng là: meste= (250 x 60)/100=150g.

Dạng 4: Bài toán xác định công thức hóa học, gọi tên este

Phương pháp giải:

• Bước 1: Từ dữ liệu đề bài cho, xác định công thức phân tử.
• Bước 2: Từ giả thuyết của đề bài, suy ra công thức este cần tìm.

Bài tập vận dụng:

Một este no, đơn chức mạch hở X có khối lượng phân tử là 88. Cho 17,6 gam X tác dụng với 300ml dung dịch NaOH 1M đun nóng, sau đó cô cạn hỗn hợp, sau phản ứng thu được 23,2 gam rắn khan. Hãy xác định công thức cấu tạo của este X trong 4 đáp án sau:

A. HCOOCH2CH2CH3

B. HCOOCH(CH3)2

C. CH3CH2COOCH3.

D. CH3COOCH2CH3

Hướng dẫn giải:

Este X no, đơn chức, mạch hở nên có công thức tổng quát là: CnH2nO2

Ta có: 14n + 32 = 88 → n=4 Công thức phân tử là: C4H8O2.

nNaOH = 0,3 mol

nX = 0,2 mol

RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH

0,2 0,3 0,2 0,2

Mrắn = mNaOH dư + mRCOONa = 23,2

→mRCOONa = 19,2g

→MRCOONa = 19,2 / 0,2 = 96

→MR = 29 (C2H5-) CH3CH2COOCH3.

Kết luận: Chọn D là đáp án chính xác.

Hướng dẫn giải phần Este – bài tập

Kiến Guru gợi ý hướng dẫn giải các bài tập este trong sách giáo khoa hóa học 12 nhằm giúp bạn đọc rút ngắn thời gian hoàn thành các bài tập trên lớp, rèn luyện kỹ năng giải các bài tập tính toán nhanh hơn. Mời các bạn cùng theo dõi nội dung dưới đây:

1 – Bài 1 trang 7 sgk

Hãy điền chữ Đ (đúng) hoặc S (sai) trong mỗi ô trống bên cạnh các câu sau:

a) Este là sản phẩm của phản ứng giữa axit và ancol.

b) Este là hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm COO-

c) Este no, đơn chức, mạch hở có công thức phân tử CnH2nO2, với n ≥ 2.

d) Hợp chất CH3COOC2H5 thuộc loại este.

e) Sản phẩm của phản ứng giữa axit và ancol là este.

Hướng dẫn giải:

a) Sai: Do một số este được điều chế bằng phương pháp điều chế riêng, ví dụ: vinyl axetat.

B) Sai: Vì phân tử este không có nhóm COO- mà chỉ có (RCOO-).

c) Đúng: Este no, đơn chức, mạch hở có công thức phân tử là CnH2nO2 (n ≥ 2)

d) Đúng: Hợp chất CH3COOC2H5 thuộc loại este.

e) Sai: Vì axit có thể là axit vô cơ. Câu đúng phải là: ” Sản phẩm của phản ứng giữa axit cacboxylic và ancol là este.”

2 – Bài 2 trang 7 sgk

Ứng với công thức C4H8O2 có bao nhiêu este là đồng phân của nhau?

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

Hướng dẫn giải:

Công thức C4H8O2 có 4 đồng phân este, cụ thể như sau:

Kết luận: Chọn C là đáp án chính xác.

3 – Bài 3 trang 7 sgk

Chất X có CTPT C4H8O2. Khi X tác dụng với dung dịch NaOH sinh ra chất Y có công thức C2H3O2 Na. Công thức cấu tạo của X là:

A. HCOOC3H7 B. C2H5COOCH3

C. CH3COOC2H5 D. HCOOC3H5

Hướng dẫn giải:

Y có công thức phân tử là C2H3O2 Na nên suy ra công thức cấu tạo của Y là: CH3COONa. Ta suy ra được este X là CH3COOC2H5. Chọn C là câu trả lời đúng.

4 – Bài 4 trang 7 sgk

Khi thủy phân este X có công thức phân tử C4H8O2 trong dung dịch NaOh thu được hỗn hợp 2 chất hữu cơ Y, 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.

Hướng dẫn giải:

Vì Z có tỉ khối hơi so với H2 nên suy ra Z có thể ở dạng hơi. Do đó, Z là rượu.

Công thức phân tử của este X có dạng CnH2nO2 nên X là este no, đơn chức, mạch hở. Do đó, Z là rượu no đơn chức. Gọi CTPT của Z là CmH2m + 2O

Ta có: dZ/H2 = 23→ MZ = 46

Hay có: 14m +18 = 46 → m = 2

Do đó Z là C2H5OH, X là CH3COOC2H5.

Kết luận: Chọn A là đáp án chính xác.

5 – Bài 5 trang 7 sgk

Phản ứng thủy phân của este trong môi trường axit và môi trường bazơ khác nhau ở điểm nào?

Hướng dẫn giải:

• Phản ứng thủy phân este trong môi trường axit là phản ứng thuận nghịch, este vẫn còn, nổi lên trên bề mặt dung dịch.
• Phản ứng thủy phân este trong môi trường kiềm là phản ứng một chiều, este phản ứng hết.Phản ứng này còn được gọi là phản ứng xà phòng hóa.

6 – Bài 6 trang 7 sgk

Đốt cháy hoàn toàn 7,4 gam este X đơn chức thu được 6,72 lít CO2 (đktc) và 5,4 gam nước.

a) Xác định công thức phân tử của X.

b) Đun 7,4 gam X trong dung dịch NaOH vừa đủ đến khi phản ứng hoàn toàn thu được 3,2 gam ancol Y và một lượng muối Z. Viết công thức cấu tạo của X và tính khối lượng của Z.

Hướng dẫn giải:

Trên đây là tất tần tật lý thuyết và hướng dẫn giải các dạng bài tập este. Đây là nội dung đặc biệt quan trọng và sẽ xuất hiện trong kỳ thi tốt nghiệp THPT sắp tới. Mong rằng tài liệu này sẽ là nguồn tham khảo hữu ích cho quý bạn đọc trên hành trình chinh phục kỳ thi quan trọng bậc nhất đời người. Đừng quên theo dõi những chủ đề khác của Kiến Guru để có thêm nhiều tri thức hay ho nhé.

Kiến Guru chúc bạn học tốt!