Bài tập Bài toán điều chế ester lớp 12 (có lời giải)

Đáp án đúng là: D

${n}_{acetic\ acid}=\frac{16{,}2}{60}=0{,}27\ mol;\ {n}_{isoamyl\ alcohol}=\frac{14{,}96}{88}=0{,}17\ mol;\ {n}_{ester}=\frac{15{,}6}{130}=0{,}12\ mol$

Phương trình hóa học:

CH$_{3}$COOH + (CH$_{3}$)$_{2}$CHCH$_{2}$CH$_{2}$OH ⇋ CH$_{3}$COOCH$_{2}$CH$_{2}$CH(CH$_{3}$)$_{2}$ + H$_{2}$O

0,27 0,17 → 0,17 mol

Ta có: $\frac{{n}_{acid}}{1}>\frac{{n}_{alcohol}}{1}$nên sau phản ứng acid dư, lượng sản phẩm thu được theo lí thuyết tính theo alcohol.

Hiệu suất phản ứng là: H% = $\frac{0{,}12}{0{,}17}.100\%=70{,}59\%$.

Đáp án đúng là: B

${n}_{C{H}_{3}COOH}=0{,}3\ mol;\ {n}_{{C}_{6}{H}_{5}C{H}_{2}OH}=0{,}2\ mol;\ {n}_{C{H}_{3}COOC{H}_{2}{C}_{6}{H}_{5}}=0{,}15\ mol$

Phương trình hóa học:

CH$_{3}$COOH + C$_{6}$H$_{5}$CH$_{2}$OH $\overset{{H}_{2}S{O}_{4}\ đ{\text{, t}}^{\text{o}}}{⇌}$CH$_{3}$COOCH$_{2}$C$_{6}$H$_{5}$ + H$_{2}$O

0,3 0,2 → 0,2 mol

Ta có: $\frac{{n}_{acid}}{1}>\frac{{n}_{alcohol}}{1}$nên sau phản ứng acid dư, lượng sản phẩm thu được theo lí thuyết tính theo alcohol.

Hiệu suất của phản ứng điều chế benzyl acetate: H% = $\frac{0{,}15}{0{,}2}.100\%=75\%$

Đáp án đúng là: C

${n}_{C{H}_{3}COOH}=0{,}2\ mol;\ {n}_{{C}_{2}{H}_{5}OH}=0{,}3\ mol;\ {n}_{C{H}_{3}COO{C}_{2}{H}_{5}}=0{,}125\ mol$

Phương trình hóa học:

CH$_{3}$COOH + C$_{2}$H$_{5}$OH $\overset{{H}_{2}S{O}_{4}\ đ{\text{, t}}^{\text{o}}}{⇌}$CH$_{3}$COOC$_{2}$H$_{5}$ + H$_{2}$O

0,2 0,3 → 0,2 mol

Ta có: $\frac{{n}_{acid}}{1}<\frac{{n}_{alcohol}}{1}$nên sau phản ứng alcohol dư, lượng sản phẩm thu được theo lí thuyết tính theo acid.

Hiệu suất của phản ứng ester hoá là: H% = $\frac{0{,}125}{0{,}2}.100\%=62{,}5\%$.

Đáp án đúng là: A

${n}_{{C}_{2}{H}_{5}COOH}=0{,}25\ mol;\ {n}_{{C}_{2}{H}_{5}OH}=0{,}3\ mol;\ {n}_{{C}_{2}{H}_{5}COO{C}_{2}{H}_{5}}=0{,}15\ mol$

Phương trình hóa học:

C$_{2}$H$_{5}$COOH + C$_{2}$H$_{5}$OH $\overset{{H}_{2}S{O}_{4}\ đ{\text{, t}}^{\text{o}}}{⇌}$ C$_{2}$H$_{5}$COOC$_{2}$H$_{5}$ + H$_{2}$O

0,25 0,3 → 0,25 mol

Ta có: $\frac{{n}_{acid}}{1}<\frac{{n}_{alcohol}}{1}$nên sau phản ứng alcohol dư, lượng sản phẩm thu được theo lí thuyết tính theo acid.

Hiệu suất của phản ứng điều chế ethyl propionate trên là: H% = $\frac{0{,}15}{0{,}25}.100\%=60\%$.

Đáp án đúng là: B

${n}_{C{H}_{3}COOH}=0{,}2\ mol;\ {n}_{{C}_{3}{H}_{7}OH}=0{,}3\ mol$

Phương trình hóa học:

CH$_{3}$COOH + C$_{3}$H$_{7}$OH $\overset{{H}_{2}S{O}_{4}\ đ{\text{, t}}^{\text{o}}}{⇌}$ CH$_{3}$COOC$_{3}$H$_{7}$ + H$_{2}$O

0,2 0,3 → 0,2 mol

Ta có: $\frac{{n}_{acid}}{1}<\frac{{n}_{alcohol}}{1}$nên sau phản ứng alcohol dư, lượng sản phẩm thu được theo lí thuyết tính theo acid.

Do H = 70% Khối lượng ester thực tế thu được là:${m}_{C{H}_{3}COO{C}_{3}{H}_{7}}=102.0{,}2.70\%=14{,}28\ gam.$

Đáp án đúng là: B

${n}_{acetic\ acid}=\frac{4.1{,}05}{60}=0{,}07\ mol;\ {n}_{isoamyl\ alcohol}=\frac{8.0{,}81}{88}\approx 0{,}074\ mol;\ {n}_{ester}\approx \frac{6.0{,}88}{130}=0{,}041\ mol.$

Phương trình hóa học:

CH$_{3}$COOH + (CH$_{3}$)$_{2}$CHCH$_{2}$CH$_{2}$OH $\overset{{H}_{2}S{O}_{4}\ đ{\text{, t}}^{\text{o}}}{⇌}$ CH$_{3}$COOCH$_{2}$CH$_{2}$CH(CH$_{3}$)$_{2}$ + H$_{2}$O

0,07 0,074 → 0,07 mol

Ta có: $\frac{{n}_{acid}}{1}<\frac{{n}_{alcohol}}{1}$nên sau phản ứng alcohol dư, lượng sản phẩm thu được theo lí thuyết tính theo acid.

Hiệu suất của phản ứng là: $\text{H\%=}\frac{0{,}041}{0{,}07}.100\%\approx 58{,}57\%.$

Đáp án đúng là: D

$HO{C}_{6}{H}_{4}COOH+C{H}_{3}OH\ \overset{{H}_{2}S{O}_{4}\ đ{\text{, t}}^{\text{o}}}{⇌}\ HO{C}_{6}{H}_{4}COOC{H}_{3}+{H}_{2}O$

Khối lượng: 138 g → 152 g

18,63 tấn $\overset{H\ =\ 75\%}{\rightarrow }$ $m=\frac{18{,}63.152}{138}.75\%=15{,}39$tấn.

Số tuýp thuốc xoa bóp sản xuất được là $\frac{15,{39.10}^{6}}{2{,}7}=5,{7.10}^{6}$ tuýp = 5,7 triệu tuýp.

Đáp án đúng là: B

${m}_{methylsalicylate}={105.10}^{-3}.15,{4.10}^{6}=1,{617.10}^{6}\ g=1{,}617\$tấn.

$HO{C}_{6}{H}_{4}COOH+C{H}_{3}OH\ \overset{{H}_{2}S{O}_{4}\ đ{\text{, t}}^{\text{o}}}{⇌}\ HO{C}_{6}{H}_{4}COOC{H}_{3}+{H}_{2}O$

Khối lượng: 138 g → 152 g

m tấn $\overset{H\ =\ 60\%}{\leftarrow }$ 1,617 tấn

Khối lượng salicylic acid cần dùng là: m$_{salicylic acid}$= m = $\frac{1{,}617.138}{152.70\%}\approx 2{,}097\ \approx 2{,}1$ tấn.

Đáp án đúng là: B

m$_{aspirin}$ = 2.10$^{6}$.81 = 162.10$^{6}$ mg = 162 kg.

Phương trình hóa học:

(CH$_{3}$CO)$_{2}$O + HOC$_{6}$H$_{4}$COOH $\overset{{H}_{2}S{O}_{4}\ đ{\text{, t}}^{\text{o}}}{⇌}$ CH$_{3}$COOC$_{6}$H$_{4}$COOH + CH$_{3}$COOH

138 g → 180 g

m kg $\overset{H=\ 75\%}{\leftarrow }$ 162 kg

Khối lượng salicylic acid cần dùng là: m$_{salicylic acid}$= $m=\frac{162.138}{180.75\%}=165{,}5\ kg$.

Đáp án đúng là: B

Ta có: ${n}_{{C}_{2}{H}_{5}OH}=\ 0{,}125\ mol.$

Đặt ${n}_{HCOOH}=\ {n}_{C{H}_{3}COOH}=\ x\ mol$ ⇒ m$_{hh}$ = 46x + 60x = 5,3 ⇒ x = 0,05 mol.

Do $\frac{Σ{n}_{acid}}{1}<\frac{{n}_{alcohol}}{1}$nên sau phản ứng alcohol dư, lượng sản phẩm thu được theo lí thuyết tính theo acid.

Phương trình hóa học:

(1) HCOOH + C$_{2}$H$_{5}$OH $\overset{{H}_{2}S{O}_{4}\ đ{\text{, t}}^{\text{o}}}{⇌}$ HCOOC$_{2}$H$_{5}$ + H$_{2}$O

0,05 → 0,05.0,8 = 0,04 mol

(2) CH$_{3}$COOH + C$_{2}$H$_{5}$OH $\overset{{H}_{2}S{O}_{4}\ đ{\text{, t}}^{\text{o}}}{⇌}$ CH$_{3}$COOC$_{2}$H$_{5}$ + H$_{2}$O

0,05 → 0,05.0,8 = 0,04 mol

⇒ m$_{ester}$ = 0,04 (74 + 88) = 6,48 gam.

a. Đúng. Phản ứng giữa ethyl alcohol và propionic acid là phản ứng ester hóa.

b. Sai. Nếu thay dung dịch sodium chloride bão hòa bằng dung dịch sodium hydroxide bão hòa ethyl propionate sẽ bị thủy phân.

c. Đúng.

d. Sai. Dung dịch thu được tách lớp, ester ở phía trên.

a. Sai. Bình hứng ngoài ester còn có alcohol, nước … Ngoài ra, không phải toàn bộ ester thoát ra từ bình cầu đã thoát sang bình hứng. Do đó, không thể tính được hiệu suất phản ứng từ những thông tin này.

b. Đúng.

c. Đúng. Do H$_{2}$SO$_{4}$ đặc có tính oxi hóa mạnh nên có thể oxi hóa alcohol thành aldehyde, acid, CO$_{2}$ và bản thân nó bị khử xuống SO$_{2}$.

d. Đúng.

a. Sai. Công thức phân tử của salicylic acid là C$_{7}$H$_{6}$O$_{3}$.

b. Đúng. $\%O=\frac{16.3}{12.8+8+16.3}.100\%=31{,}58\%.$

c. Sai. Vì methyl salicylate là hợp chất hữu cơ tạp chức (chứa nhóm -OH phenol và nhóm chức ester -COO-).

d. Đúng. Do salicylate chứa 2 nhóm chức là -OH phenol và – COOH.

a. Sai. Đây là phản ứng ester hóa (điều chế ester).

b. Đúng. Alcohol có 1 peak đặc trưng tại 3650-3200 cm$^{-1}$ của -OH.

c. Đúng. 1750 cm$^{-1}$ là peak đặc trưng khoảng 1780- 1650 cm$^{-1}$ của liên kết C=O

d. Đúng. Acetic acid có 2 peak điển hình là 3300-2500 cm$^{-1}$ của -OH và 1780- 1650 cm$^{-1}$ của C = O. Ester có 1 peak đặc trưng của C = O, alcohol có 1 peak đặc trưng của -OH

⇒ Có thể phân biệt được các chất trên bằng phổ IR.

a. Đúng. Y là CH$_{3}$COOH có trong thành phần của giấm ăn.

b. Đúng. Z là C$_{2}$H$_{5}$OH có trong thành phần của nước rửa tay khô có tác dụng diệt khuẩn.

c. Sai. T: C$_{9}$H$_{14}$O$_{6}$ nên %m$_{O}$ = $\frac{16.6}{218}.100\%=44{,}04\%$

d. Sai. W là HCOOC$_{2}$H$_{5}$: C$_{3}$H$_{6}$O$_{2}$.

Đáp án: 50.

${n}_{acetic\ acid}=\frac{18}{60}=0{,}3\ mol;\ {n}_{isoamyl\ alcohol}=\frac{17{,}6}{88}=0{,}2\ mol;\ {n}_{ester}=\frac{13}{130}=0{,}1\ mol$

CH$_{3}$COOH + (CH$_{3}$)$_{2}$CHCH$_{2}$CH$_{2}$OH $\overset{{\text{H}}_{\text{2}}\text{S}{\text{O}}_{\text{4}}\text{,}\ {\text{t}}^{\text{o}}}{⇌}$ CH$_{3}$COOCH$_{2}$CH$_{2}$CH(CH$_{3}$)$_{2}$ + H$_{2}$O

0,3 > 0,2 → 0,2 mol

H% = $\frac{0{,}1}{0{,}2}.100\%=50\%$.

Đáp án: 11,48.

${n}_{C{H}_{3}COOH}=0{,}2\ mol;\ {n}_{{C}_{3}{H}_{7}OH}=0{,}15\ mol$

CH$_{3}$COOH + C$_{3}$H$_{7}$OH $\overset{{\text{H}}_{\text{2}}\text{S}{\text{O}}_{\text{4}}\ \text{,}\ {\text{t}}^{\text{o}}}{⇌}$ CH$_{3}$COOC$_{3}$H$_{7}$ + H$_{2}$O

0,2 < 0,15 → 0,15 mol

H = 75% $\Rightarrow$ ${m}_{C{H}_{3}COO{C}_{3}{H}_{7}}=102.0{,}15.75\%=11{,}48\ gam.$

Đáp án: 6,21.

m$_{methyl salicylate (3{,}8 triệu tuýp)}$ = 2,7.1,9.10$^{6}$ = 5,13.10$^{6}$ gam = 5,13 tấn.

$HO{C}_{6}{H}_{4}COOH+C{H}_{3}OH\ \ \ \overset{{H}_{2}S{O}_{4},\ {t}^{o}}{⇌}\ \ HO{C}_{6}{H}_{4}COOC{H}_{3}+{H}_{2}O$

Khối lượng: 138 g → 152 g

m$_{salicylic acid}$= $\frac{5{,}13.138}{152.75\%}=6{,}21\$tấn $\overset{H\ =\ 75\%}{\leftarrow }$ 5,13 tấn

Đáp án: 331

m$_{aspirin}$ = 4.10$^{6}$.81 = 324.10$^{6}$ mg = 324 kg

PTHH:

$\begin{matrix}{(CH{}_{3}CO)}_{2}O\ +\ HOC{}_{6}H{}_{4}COOH\overset{}{⇌}CH{}_{3}COOC{}_{6}H{}_{4}COOH\ +\ CH{}_{3}COOH \\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 138\ g\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \rightarrow \ \ \ \ \ \ \ \ \ 180\ g\ \\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ m\ \ \ \ \ \ \ kg\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \leftarrow \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 324\ kg\end{matrix}$

Ta có: $m=\frac{324.138.100}{180.75}=331kg.$

Đáp án: 60,78.

Số mol acetic acid là: ${n}_{acetic\ \ acid}=\frac{12.1{,}05}{60}=0{,}21\ \ mol$

Số mol pentyl alcohol là: ${n}_{pentyl\ \ alcohol}=\frac{11.0{,}81}{88}=0{,}10125\ \ mol$

⇒ Lượng sản phẩm theo lý thuyết và hiệu suất phản ứng tính theo alcohol.

Khối lượng ester tạo thành tính theo lí thuyết là: ${m}_{ester}=0{,}10125.130=13{,}1625\ \ gam.$

Hiệu suất phản ứng ester là: $H=\frac{8}{13{,}1625}.100\%=60{,}78\%.$