1. Các công thức cấu tạo của C4H8O2
Để xác định số công thức cấu tạo của một công thức phân tử nhất định, ta có thể sử dụng các quy tắc cơ bản về hóa học hữu cơ. Công thức phân tử C4H8O2 có thể tương ứng với nhiều chất khác nhau, trong đó có các đồng phân của axit carboxylic và este.
Ta có: k = 4 * 2 + 2 - 8 = 1 => Trong phân tử có chứa 1 liên kết pi
Đây là hợp chất đơn chức =>Liên kết pi có thể nằm trong các chức: este, axit cacboxylic.
Các đồng phân đơn chức là:
1. H – COO – CH2 – CH2 – CH3 : Axit butyric/ axit butanoic
2. H – COO – CH (CH3) – CH3 : 2 – metylpropanoic
3. CH3 – COO – CH2 – CH3 : Etyl axetat
4. CH3 – CH2 – COO – CH3 : Metylpropinat
5. CH3 – CH2 – CH2 – COOH : n – propyl fomat
6. CH3 – CH(CH3) – COOH : Isopropyl fomat
Vậy ứng với công thức phân tử C4H8O2 thì chất có 6 đồng phân, hoàn toàn có thể là axit cacboxylic hoặc este.
2. Một số câu hỏi lý thuyết vận dụng
Câu 1. Hợp chất X có công thức cấu tạo: CH3CH2COOCH3. Tên gọi của X là
A. Etyl axetat
B. Metyl propionat
C. Metyl axetat
D. Propyl axetat
Trả lời: Tên este = tên gốc hidrocacbon R’+ tên gốc axit (“ic” → “at”) => Metyl propionat
Đáp án cần chọn là: B
Câu 2. Tên gọi nào sau đây sai?
A. Phenyl axetat: CH3COOC6H5
B. Metyl acrylat:CH2=CHCOOCH3
C. Metyl etilat: C2H5COOCH3
D. n-propyl fomat: HCOOCH2CH2CH3
Trả lời: Tên este = tên gốc hidrocacbon R’ + tên gốc axit (“ic” → “at”) C2H5COOH Có 3 cacbon => propionat
Đáp án cần chọn là: C
Câu 3. Este C4H8O2 có gốc ancol là metyl thì công thức cấu tạo của este đó là: A. CH3COOC2H5
B. C2H5COOCH3
C. HCOOC3H7
D. CH3COOCH3
Trả lời: Este C4H8O2 có gốc ancol là metyl => este có dạng RCOOCH3 =>R: CH3CH2-
Đáp án cần chọn là: B
Câu 4. Este C4H8O2 là este của ancol etylic. Công thức cấu tạo của este đó là:
A. HCOOC3H7
B. HCOOC3H5
C. CH3COOC2H5
D. C2H5COOCH3
Đáp án đúng: C
Este C4H8O2 là este của ancol etylic => este có dạng RCOOC2H5 => R: CH3 -
Câu 5. Thủy phân este có công thức phân tử C4H8O2 trong môi trường axit, thu được 2 sản phẩm hữu cơ X, Y. Từ X có thể điều chế trực tiếp ra Y. Tên gọi của este là:
A. Metyl propionat
B. Etyl axetat
C. Isopropyl fomat
D. Propyl fomat
Phương pháp giải:
Xem lại lý thuyết phản ứng thủy phân trong môi trường axit
RCOOR’ + H–OH → RCOOH + R’OH
Từ X có thể điều chế trực tiếp ra Y => Số C trong X = Số C trong Y trừ trường hợp đặc biệt => Este cần tìm
Lời giải chi tiết: RCOOR’ + H–OH → RCOOH + R’OH
- Từ X có thể điều chế trực tiếp ra Y => C2H5OH (X) + O2 → CH3COOH (Y) + H2O => CH3COOC2H5 + H–OH → C2H5OH (X) + CH3COOH (Y)
Đáp án cần chọn là: B
>> Tham khảo: Khi thuỷ phân chất béo trong môi trường kiềm thì? Hoá học 12
3. Một số câu hỏi bài tập vận dụng
Câu 1. Hỗn hợp X bao gồm 2 este có công thức phân tử là C4H8O2 và C3H6O2. Khi phản ứng với NaOH dư, thu được 6,14 gam hỗn hợp 2 muối và 3,68 gam ancol B duy nhất có tỉ khối so với oxi là 1,4375. Khối lượng của C4H8O2 và C3H6O2 trong A lần lượt là :
A. 3,6 gam và 2,74 gam.
B. 3,74 gam và 2,6 gam.
C. 6,24 gam và 3,7 gam.
D. 4,4 gam và 2,22 gam.
Đáp án: D. 4,4 gam và 2,22 gam.
Dựa trên thông tin MB = 1,4375.32 = 46 gam/mol, suy ra ancol B là C2H5OH.
Hai este có công thức phân tử là C4H8O2 và C3H6O2. Khi thủy phân, cả hai đều tạo ra ancol etylic, do đó công thức cấu tạo của chúng là: CH3COOC2H5 và HCOOC2H5. Xác định số mol của B (ancol etylic) thông qua khối lượng và khối lượng mol ⇒ nB = nmuối = 3,68 : 46 = 0,08 mol ⇒ Mmuối = 6,14 : 0,08 = 76,75g/mol
Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có: nHCOONa : nCH3COONa = (82-76,75) : (76,75 – 68) = 3:5
⇒ nCH3COONa = 0,05; nHCOONa = 0,03 ⇒ nCH3COOC2H5 = 0,05; nHCOOC2H5 = 0,03
⇒ mC4H8O2 = 4,4 gam; mC3H6O2 = 2,22 gam
Câu 2. Chất X có công thức phân tử C4H8O2. Khi X tác dụng với dung dịch NaOH sinh ra chất Y có công thức C2H3O2Na. Công thức cấu tạo của X là gì?
Lời giải chi tiết: C2H3O2Na có thể được viết lại dưới dạng CH3COONa. Do đó, este tương ứng với axit là CH3COOH, hay nói cách khác, este có dạng tổng quát CH3COOR, trong đó R có thể là một nhóm chức khác nhau. Trong trường hợp này, công thức phân tử của este là C4H8O2, và công thức cấu tạo cụ thể là CH3COOC2H5.
Câu 3. Đưa vào phản ứng 17,6 gam Chất X công thức C4H8O2 tác dụng hoàn toàn với 100 ml dung dịch chứa NaOH 1,5M và KOH 1,0M. Sau phản ứng và quá trình cô cạn, thu được 20 gam chất rắn. Công thức hoá học của X là
A. C2H5COOCH3
B. C3H7 COOH
C. CH3COO CH2CH3
D. HCOOC3H7
Đáp án đúng là C
Bảo toàn khối lượng : mancol + mrắn = mbazo + mX => mancol = 9,2g, nancol = neste =0,2 mol => Mancol = 46g (C2H5OH) => este là CH3COOC2H5 => C
Câu 4. Thủy phân este E có công thức phân tử C4H8O2 (trong môi trường có mặt H2SO4 loãng) tạo ra 2 sản phẩm hữu cơ là X và Y. Tính đặc biệt của quá trình này là có thể điều chế trực tiếp sản phẩm Y từ X thông qua một phản ứng duy nhất. Tên gọi của E là:
A. metyl propionat.
B. propyl fomat.
C. ancol etylic.
D. etyl axetat.
Đáp án đúng là D. Tên gọi của E là etyl axetat.
Giải chi tiết: X là C2H5OH; Y là CH3COOH
Phản ứng điều chế Y từ X: C2H5OH + O2 => CH3COOH + H2O (điều kiện: men giấm)
=> Công thức cấu tạo của E là: CH3COOC2H5 (etyl axetat)
Câu 5. Thủy phân este X, có công thức phân tử C4H8O2 trong dung dịch NaOH tạo ra 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
X dạng RCOOR'
Thủy phân X thu được Z có MZ = 46 => Z là ancol etylic (vì RCOONa nhỏ nhất là HCOONa có M = 68g/mol) => MR = 15
Vậy CTCT của X là CH3COOC2H5: etyl axtetat
Đáp án cần chọn là: A
Câu 6. Cho 3,7 gam este X 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
Phương pháp giải
- Thủy phân este đơn chức : neste = nancol => Meste - Este no đơn chức có CTPT : CnH2nO2 , có Meste => n
- X thủy phân thu được rượu etylic => X có dạng RCOOC2H5
Lời giải: n CH5OH = 0,05 mol
Thủy phân este đơn chức : Este no đơn chức có CTPT : CnH2nO2 , có M este = 3,70,05 = 74 g/mol => Meste = 14n + 32 = 74 => n = 3
X thủy phân thu được rượu etylic => X có dạng RCOOC2H5 Meste = R + 73 = 74 => R = 1 Vậy công thức cấu tạo là HCOOC2H5.
Đáp án cần chọn là: C
Câu 7. 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
Phương pháp giải
Khi X thủy phân, thu được rượu etylic, có dạng RCOOC2H5. Để xác định chất phản ứng hết n muối, ta so sánh số mol của este và NaOH theo phương trình:
nNaOH = 0,135 mol > neste nNaOH=0,135mol > neste
Do đó, NaOH dư và số mol muối (n) được xác định bằng số mol este và NaOH đã phản ứng:
muối = n este = nNaOH phản ứng = 0,1 mol
n muối = neste = nNaOH phản ứng = 0,1mol
Sử dụng khối lượng chất rắn khan tính của muối (R) có thể tính được khối lượng muối (m): NaOH dư = 0,135 − 0,1 = 0,035 mol
nNaOH dư = 0,135 − 0,1 = 0,035 mol
m muối = m muối + m NaOH => m muối = 9,6 − (0,035 × 40) = 8,2 g
m muối = 9,6 − (0,035 × 40) = 8,2g
Dùng khối lượng muối và số mol muối để tính được khối lượng molar của muối (M RCOONa ): M RCOONa = 8,2/ 0, 1 = 82
M RCOONa =15 (CH3 −)
Vậy công thức cấu tạo của X là CH3COOC2H5.
Đáp án cần chọn là: D
=> Ngoài ra, bạn đọc có thể tham khảo thêm bài viết Este là gì? Công thức cấu tạo, tính chất hóa học và bài tập về este?
