Mục lục bài viết

1. Bài toán về phản ứng đốt cháy este

1.1 Phương pháp & Ví dụ

Lý thuyết và Phương pháp giải

    CTTQ este: CnH2n+2-2k-2xO2x

    PT tổng quát

    TH este no, đơn chức 

    ⇒ nH2O = nCO2 ; neste = 1,5nCO2 - nO2

    ⇒ Số nguyên tử C là 

    Trường hợp đốt cháy một hỗn hợp nhiều este thuộc cùng dãy đồng đẳng thì ta cũng kết luận tương tự như trên.

    nhỗn hợp = 1,5nCO2 - nO2

    ở đây :  ,với nmin < n– < nmax

    khác với axit cacboxylic giá trị n– trong este luôn lớn hơn 2.

>> Xem thêm: Este là gì? Công thức cấu tạo, tính chất hóa học và bài tập về este?

 

1.2 Ví dụ minh họa

Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 7,4 gam este X đơn chức thu được 6,72 lít khí CO2 (đktc) và 5,4 gam nước. Xác định công thức phân tử của X.

Hướng dẫn:

    Ta có : nCO2 = 6,72/22,4 = 0,3 (mol) và nH2O = 5,4/18 = 0,3 (mol)

    Vì khi đốt cháy X thu được nH2O = nCO2 nên X là este no đơn chức

    Gọi công thức của este no, đơn chức là : CnH2nO2 (n ≥ 2)

    Theo đề bài, ta có: MX = (0,3/n).(14n + 32) = 7,4 ⇒ n = 3

    Vậy công thức phân tử của X là : C3H6O2.

Bài 2: 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?

Hướng dẫn:

    Ta có: nCO2 = 3,52/44 = 0,08 (mol); nH2O = 1,44/18 = 0,08(mol)

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

    X là este no, đơn chức ⇒ X dạng CnH2nO2

    Vậy công thức phân tử của X là : C4H8O2

Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 4,2 gam một este E thu được 6,16 gam CO2 và 2,52 gam H2O. Xác định công thức phân tử , công thức cấu tạo , gọi tên E.

Hướng dẫn:

    Ta có; nCO2 = 6,16/44 = 0,14(mol); nH2O = 2,52/18 = 0,14 (mol)

    Do nCO2 = nH2O ⇒ ∆ = 1 ⇒ E là este no,đơn chức dạng: CnH2nO2

    n = 2 ⇒ C2H4O2 ⇒ CTPT của E là HCOOCH3 (metyl fomiat)

Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn một lượng hỗn hợp hai este, cho sản phẩm phản ứng cháy qua bình đựng P2O5 dư, khối lượng bình tăng thêm 6,21 gam, sau đó cho qua tiếp dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được 34,5 gam kết tủa. Các este nói trên thuộc loại gì (đơn chức hay đa chức, no hay không no)?

Hướng dẫn:

    Khối lượng tăng lên của bình P2O5 là khối lượng H2 O

    P2O5 + 3H2O → 2H3PO4

    Có kết tủa tạo thành là do CO2 hấp thụ

    CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O

    Ta có: nCaCO3 = 34,5/100 = 0,345 (mol)

    nH2O = 6,21/18 = 0,345 (mol); nCO2 = nCaCO3 = 0,345 (mol)

    Số mol H2O = số mol của CO2 ⇒ ∆ = 1

    Do đó, hai este đều no, đơn chức

Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn 3,7 gam một este đơn chức X thu được 3,36 lít khí CO2 (đktc) và 2,7 gam nước. Tìm công thức phân tử của X.

Hướng dẫn:

    ta có: nCO2 = 3,36/22,4 = 0,15 (mol) và nH2O = 2,7/18 = 0,15 (mol)

    Vì nCO2 = nH2O ⇒ este no,đơn chức

    Gọi công thức este no, đơn chức là : CnH2nO2 (n ≥ 2)

    Theo đề bài, ta có phương trình:

    mX = (0,15/n).(14n + 32) = 3,7 ⇒ 2,1n + 4,8 = 3,7n ⇒ n = 3

    Vậy công thức phân tử của X là : C3H6O2

 

2. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Hỗn hợp X gồm 2 este no, đơn chức, mạch hở. đốt cháy hoàn toàn một lượng X cần dùng vừa đủ 3,976 lít khí oxi (đktc), thu được 6,38 gam CO2. Mặt khác, X tác dụng với dung dịch NaOH , thu được một muối và hai ancol là đồng đẳng kế tiếp. Công thức phân tử của hai este trong X là :

    A. C2H4O2 và C5H10O2         B. C2H4O2 và C3H6O2

    C. C3H4O2 và C4H6O2         D. C3H6O2 và C4H8O2

Đáp án: B

    Khi thủy phân X bời dung dịch NaOH, thu được muối và hai ancol là đồng đẳng liên tiếp X gồm hai este no, đơn chức, mạch hở đồng đẳng kế tiếp.

Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 10 ml một este cần dùng hết 45 ml O2, thu được VCO2 : VH2O = 4 : 3. Ngưng tụ sản phẩm cháy thấy thể tích giảm 30 ml. Các thể tích đo ở cùng điều kiện. Công thức của este đó là :

    A. C8H6O4.         B. C4H6O2.         C. C4H8O2         D. C4H6O4.

Đáp án: B

    Đối với các chất khi và hơi, tỉ lệ về thể tích bằng tỉ lệ về số mol nên có thể áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố theo thể tích của các chất.

    Theo giả thiết suy ra : VH2O = 30 ml ; VCO2 = 40 ml

    Sơ đồ phản ứng :

    CxHyOz + O2 → CO2 + H2O

    Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố cho các nguyên tố C, H, O ta có :

    Vậy este có công thức là C4H6O2.

Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 2,28 gam X cần 3,36 lít oxi (đktc) thu hỗn hợp CO2 và H2O có tỉ lệ thể tích tương ứng 6 : 5. Nếu đun X trong dung dịch H2SO4 loãng thu được axit Y có dY/H2và ancol đơn chức Z. Công thức của X là :

    A. C2H5COOC2H5.         B. CH3COOCH3.

    C. C2H3COOC2H5.         D. C2H3COOC3H7.

Đáp án: D

    Vì VCO2 : VH2O = nCO2 : nH2O = 6 : 5 ⇒ nC : nH = 6 : 10 = 3 : 5.

Bài 4: 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.

Đáp án: D

    Số mol CO2 bằng số H2O bằng 0,005 nên X là este no, đơn chức CnH2nO2.

    CnH2nO2 → nCO2

    Ta có hệ :

    Số este đồng phân của X là 4.

    HCOOCH2CH2CH3 ; HCOOCH(CH3)CH3 ; CH3COOCH2CH3 ; CH3CH2COOCH3.

Bài 5: Hỗn hợp X gồm vinyl axetat, metyl axetat và etyl fomat. Đốt cháy hoàn toàn 3,08 gam X, thu được 2,16 gam H2O. Phần trăm số mol của vinyl axetat trong X là :

    A. 25%.         B. 27,92%.         C. 72,08%.         D. 75%.

Đáp án: A

    Hỗn hợp X gồm CH3COOCH=CH2; CH3COOCH3; HCOOC2H5.

    Đặt công thức chung của ba chất là 

    Phần trăm về số mol của CH3COOC2H3 = 25%.

Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn 3,42 gam hỗn hợp gồm axit acrylic, vinyl axetat, metyl acrylat và axit oleic, rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 (dư). Sau phản ứng thu được 18 gam kết tủa và dung dịch X. Khối lượng X so với khối lượng dung dịch Ca(OH)2ban đầu đã thay đổi như thế nào ?

    A. Tăng 2,70 gam.         B. Giảm 7,74 gam.

    C. Tăng 7,92 gam.         D. Giảm 7,38 gam.

Đáp án: D

    Các chất đề cho đều có dạng CnH2n-2O2. Đặt công thức phân tử trug bình của các chất là 

    Sơ đồ phản ứng :

    Vậy dung dịch sau phản ứng giảm so với dung dịch X là :

    mCaCO3 - (mCO2 + mH2O) = 7,38 gam.

Bài 7: Đốt cháy 6 gam este E thu được 4,48 lít CO2 (đktc) và 3,6 gam H2O. Biết E có phản ứng tráng gương với dung dịch AgNO3/NH3. Công thức cấu tạo của E là :

    A. CH3COOCH2CH2CH3.         B. HCOOCH2CH2CH3.

    C. HCOOC2H5.         D. HCOOCH3.

Đáp án: D

    Đốt cháy E thu được mol nên E là este no, đơn chức, mạch hở có công thức phân tử là CnH2nO2.

    Sơ đồ phản ứng :

    E là C2H4O2(HCOOCH3).

Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X chỉ chứa nhóm chức este ta thu được 4.48 lít CO2(đktc) và 3,6 gam H2O. CTPT của este X có thể là:

    A. C6H8O2

    B. C4H8O4

    C. C2H4O2

    D. C3H6O2

Đáp án: C

    Ta có: nCO2 = 4,48/22,4 = 0,2 (mol); nH2O = 3,6/18 = 0,2 (mol)

    0,1 mol este khi chát tạo ra 0,2 mol CO2 và 0,2 mol H2O nên este là C2H4O2.

 

3. Phương pháp giải bài tập đốt cháy este

Các phương pháp cần nắm vững :
  • Phương pháp bảo toàn nguyên tố
  • Phương pháp bảo toàn khối lượng
  • Phương pháp trung bình
Este no, đơn chức, mạch hở đốt cháy este
VD: Đốt cháy hoàn toàn este no, đơn chức, mạch hở (X) thấy thể tích O2 cần đốt gấp 1,25 lần thể tích CO2 tạo ra. Số lượng công thức cấu tạo của X là:
đốt cháy este đơn chức. Este không no, đơn chức, mạch hở có 1 liên kết C=C phản ứng đốt cháy este
phản ứng cháy của este
Este không no, đơn chức, có k liên kết C=C trong phân tử:
CTTQ: CnH2n-2kO2
. Este bất kì:
Phản ứng cháy: CxHyOz + O2 —-> xCO2 + y/2H2O
– Áp dụng các định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn nguyên tố… để giải bài toán.

 

3.1 Bài toán đốt cháy 2 este đồng phân

– các este đồng phân => có cùng công thức phân tử cùng khối lượng phân tử.
VD: Đốt cháy hoàn toàn 0,25 mol hỗn hợp X gồm 2 este cùng dãy đồng đẳng rồi hấp thụ hết sản phẩm cháy vào bình đựng nước vôi trong xuất hiện 70 gam kết tủa và m bình tăng mg. m=?
Vì Ca(OH)₂ dư nên nCO₂=nCaCO₃↓=0,7 mol
C tb của hỗn hợp ===2,8 => phải có C₂H₄O₂
suy ra X gồm 2 este no đơn chức mạch hở -> nCO2 = nH2O
Vậy m bình tăng= m= mCO2+ mH2O= 0,7.( 44+18)=43,4g
 

3.2 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 công thức tổng quát => Đặt công thức phân tử trung bình để viết phương trình phản ứng, đưa về bài toán 1 este.
– số liên kết pi trong phân tử: k =( 2nC – nH +2)/2
 

3.3 Bài toán đốt cháy hỗn hợp nhiều este có cùng công thức tổng quát

– Đặt công thức phân tử trung bình
– Áp dụng các định luật bảo toàn để giải bài toán.
Một số bài tập áp dụng:
1, Đốt cháy hoàn toàn một lượng hỗn hợp 2 este, cho sản phẩm phản ứng cháy qua bình đựng P2O5 dư, khối lượng bình tăng thêm 6,21 gam, sau đó cho qua tiếp dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được 34,5 gam kết tủa. Các este trên thuộc loại nào ?
2, Đốt cháy hoàn toàn 13 gam este đơn chức X. Sản phẩm thu được gồm 30,8 gam CO2 và 12,6 gam nước. CTPT của X là
3,Đốt cháy hoàn toàn một lượng este no đơn chức thì thể tích khí CO2 sinh ra luôn bằng thể tích khí O2 cần cho phản ứng ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Tên gọi của este đem đốt là?
4,Cho hỗn hơp Z gồm 2 este no, đơn chức, mạch hở là đồng phân của nhau. Cho m gam hỗn hợp Y tác dụng vừa đủ với 100ml dung dịch NaOH 0,5M thu được muối của 1 axit hữu cơ và hỗn hợp 2 ancol. Mặt khác, để đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp Y cần 5,6 (L) khí Oxi, thu được 4,48l (L)khí CO2. thể tích các khí đều đo ở đktc. Xác định CTCT của 2 este.
5,Hỗn hợp X gồm hai este no, đơn chức, mạch hở. Đốt cháy hoàn toàn một lượng X cần dùng vừa đủ 3,976 lít khí O2 (ở đktc), thu được 6,38 gam CO2. Mặt khác, X tác dụng với dd NaOH, thu được một muối và hai ancol là đồng đẳng kế tiếp. Công thức phân tử của hai este trong X là?
6,Đốt cháy hoàn toàn 1,48g một hợp chất hữu cơ X thu được 2,64g khí cacbonic và 1,08 g nước. Biết X là este hữu cơ đơn chức. Este X tác dụng với dung dịch NaOH cho một muối có khối lượng phân tử bằng 34/37 khối lượng phân tử của este. Xác định CTCT của X.
7, Đốt cháy a gam một este X cần 11,76 lít O2 (đktc), sau phản ứng thu được hỗn hợp CO2 và hơi nước. Dẫn hỗn hợp này vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng 26,04 gam và thấy xuất hiện 42 gam kết tủa trắng. Biết este này do một axit đơn chức và ancol đơn chức tạo nên.Công thức phân tử của X là ?
8, Đốt cháy x gam C2H5OH thu được 0,2 mol CO2 . Đốt y gam CH3COOH thu được 0,2 mol CO2. Cho x gam C2H5OH tác dụng với y gam CH3COOH có xúc tác là H2SO4 đặc (giả sử hiệu suất phản ứng đạt 100%) thu được z gam este. Hỏi z bằng bao nhiêu?