Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Thủy phân và bài toán ester (Hóa học Lớp 12)

Este X (C${}_4$H${}_8$O${}_2$) thủy phân cho axit axetic (CH${}_3$COOH) và ancol Y. Theo bảo toàn nguyên tử: CH${}_3$COOC${}_2$H${}_5$ + H${}_2$O → CH${}_3$COOH + C${}_2$H${}_5$OH. Vậy Y là C${}_2$H${}_5$OH (etanol).

(AI giải đề cho tôi)
E, F có công thức C4H6O4, no mạch hở, tạo thành từ axit cacboxylic và ancol nên là este của axit oxalic: E = dimethyl oxalat (CH3OOC–COOCH3), F = ethyl hydrogen oxalat (HCOOCOOC2H5). Phản ứng: E + 2NaOH → (COONa)2 (Y) + 2CH3OH (Z); F + 2NaOH → (COONa)2 (Y) + C2H5OH (T) + H2O. Xét các phát biểu: (a) Từ Z (CH3OH) điều chế trực tiếp axit axetic bằng phản ứng carbonyl hóa: CH3OH + CO → CH3COOH (xúc tác), đúng. (b) T = C2H5OH có nhiệt độ sôi 78°C thấp hơn axit axetic (118°C), đúng. (c) Y = (COONa)2 không chứa hydro nên đốt cháy không sinh ra H2O; sản phẩm chỉ là Na2CO3 và CO2, sai. (d) E = dimethyl oxalat không chứa nhóm chức có khả năng tráng bạc (không phải andehit hay axit formic), sai. (đ) T = C2H5OH được dùng để sát trùng dụng cụ y tế, đúng. Vậy có 3 phát biểu đúng (a, b, đ), khớp đáp án D.

(AI giải đề cho tôi)
E, F có CTPT C4H6O4, là dẫn xuất của axit cacboxylic và ancol, phản ứng với NaOH theo tỉ lệ 1:2 và có chung sản phẩm Z.

- F + 2NaOH → Z + T + H2O: F là axit + este (tạp chức): CH3COOCH2COOH + 2NaOH → CH3COONa (Z) + HOCH2COONa (T) + H2O.
- E + 2NaOH → Y + 2Z: E là dieste có hai nhóm este giống nhau: CH3COO–CH2–OOCCH3 (metilen diacetat) + 2NaOH → 2CH3COONa (Z) + CH2(OH)2 (Y, phân hủy thành HCHO + H2O).

Xét các phát biểu:
(a) T = HOCH2COONa là muối của axit hydroxyacetic – axit hai chức (có nhóm –OH và –COOH), mạch hở → ĐÚNG.
(b) Y (HCHO) tác dụng với HCl không sinh ra axit axetic → SAI.
(c) F = CH3COOCH2COOH có nhóm este và nhóm carboxyl → hợp chất tạp chức → ĐÚNG.
(d) Z = CH3COONa; CH3COONa + HCl → CH3COOH + NaCl, điều chế trực tiếp được axit axetic → ĐÚNG.
(đ) E = CH3COOCH2OOCCH3 không có nhóm aldehyde/không có H dễ bị oxi hóa nên không tráng bạc được → SAI.

Vậy có 3 phát biểu đúng (a, c, d) → đáp án B.

$n_{O_2}=0,294$; $n_{H_{2}O}=0,228$
Bảo toàn khối lượng → $n_{C{O}_2}=0,276$
Ancol đơn và muối không nhánh nên các este đều 2 chức.
→ $n_E=n_{C{O}_2}-n_{H_{2}O}=0,048$
n muối = 0,048 và $n_{H_{2}O}$ đốt muối = 0,048
Số H của muối = 0,048.2/0,048 = 2
→ Muối là $C{H}_2(COONa{)}_2$
$n_{NaOH}=0,096$, bảo toàn khối lượng → $m_{Ancol}=3,576$
$n_{Ancol}=0,096$ → $M_{ancol}=37,25$: $C{H}_{3}OH$ và $C_2{H}_{5}OH$
X là $C{H}_2(COOC{H}_3{)}_2$
Y là $C{H}_2(COOC{H}_3)(COO{C}_2{H}_5)$ → $M_Y=146$
Z là $C{H}_2(COO{C}_2{H}_5{)}_2$

(AI giải đề cho tôi)
Thủy phân trong NaOH: $HCOOC{H}_3+NaOH\to HCOONa+C{H}_{3}OH$ và $C{H}_{3}COOC{H}_3+NaOH\to C{H}_{3}COONa+C{H}_{3}OH$. Cả hai este đều cho ancol metylic ($C{H}_{3}OH$) nên thu được 2 muối (HCOONa, CH_3COONa) và 1 ancol (metanol). Đáp án C, khớp với đáp án nguồn (62C).

Chọn đáp án D. $$X(C_4{H}_8{O}_2)+NaOH⟶C_2{H}_3{O}_{2}Na$$ Vậy X là este, công thức cấu tạo phù hợp là $C{H}_{3}COO{C}_2{H}_5$. PTHH: $C{H}_{3}COO{C}_2{H}_5+NaOH⟶C{H}_{3}COONa+C_2{H}_{5}OH.$

(AI giải đề cho tôi)
Este thủy phân cho CH3OH và CH3COOH phải tạo bởi ancol metylic (CH3OH) và axit axetic (CH3COOH), tức là metyl axetat CH3COOCH3. Phương trình: CH3COOCH3 + H2O $\to$ CH3COOH + CH3OH. Kiểm tra các phương án: A. metyl propionat (CH3CH2COOCH3) thủy phân cho CH3OH và axit propionic; C. etyl axetat (CH3COOC2H5) thủy phân cho C2H5OH và CH3COOH; D. metyl fomat (HCOOCH3) thủy phân cho CH3OH và HCOOH. Chỉ metyl axetat thỏa mãn. Kết quả trùng với đáp án nguồn (B).

Đáp án C

$\{\begin{array}{l}X:C_n{H}_{2n-2}{O}_4\\ Y:C_m{H}_{2m-10}{O}_6\end{array}$ a, b | m (gam) $\stackrel{+O_{2}0,5}{\to }$ $\{\begin{array}{l}C{O}_2:0,45\\ H_{2}O\end{array}$

0,16 (mol) $\stackrel{+NaOH0,42}{\to }$ 3 muối + 2 ancol cùng C

Sau phản ứng thu được 2 ancol cùng C $\to \{\begin{array}{l}{C}_3{H}_5(OH{)}_3\\ C_3{H}_6(OH{)}_2\end{array}$

$\{\begin{array}{l}\text{BTE}:0,45.6-10a-22b=0,5.4\\ \frac{n_E}{n_{COO}}=\frac{a+b}{2a+3b}=\frac{0,16}{0,42}\end{array}\to \{\begin{array}{l}a=0,015\\ b=0,025\end{array}$

Chạy C: $0,015n+0,025m=0,45⟶\{\begin{array}{l}3n+5m=90\\ n>5;m\ge 12\end{array}⟶\{\begin{array}{l}n=10\\ m=12(C_2{H}_{3}COO{)}_3{C}_3{H}_5\end{array}$

$0,16$ mol $E\{\begin{array}{ll}{C}_{10}{H}_{18}{O}_4& 0,06\\ C_{12}{H}_{14}{O}_6& 0,1\end{array}\stackrel{+NaOH0,42}{\to }\{\begin{array}{l}RCOONa\\ C_2{H}_{3}COONa0,3\end{array}+\{\begin{array}{ll}{C}_3{H}_6(OH{)}_2& 0,06\\ C_3{H}_5(OH{)}_3& 0,1\end{array}$

BTKL : $m_{mu\acute{\hat{o}}i}=a=(0,06.202+0,1.254+0,42.40)-(0,06.76+0,1.92)=40,56$ g

$\%m_{C_2{H}_{3}COONa}=\frac{0,3.94}{40,56}.100=69,53\%$

M${}_X$ = 88 (C${}_4$H${}_8$O${}_2$)
X${}_1$ và X${}_2$ đốt cháy cùng thể tích CO${}_2$ nên số C trong X${}_1$ và X${}_2$ bằng nhau. Nên X${}_1$ và X${}_2$ là CH${}_3$COOH và C${}_2$H${}_5$OH.
Vậy CT của X là CH${}_3$COOC${}_2$H${}_5$ (etyl axetat)

(AI giải đề cho tôi)
Thủy phân trong NaOH: HCOOCH${}_3$ → HCOONa + CH${}_3$OH; muối HCOONa (axit fomic) có tính khử, phản ứng tráng bạc được Ag. CH${}_3$COOCH=CH${}_2$ → CH${}_3$COONa + CH${}_2$=CHOH (enol không bền) → CH${}_3$CHO; andehit axetic tráng bạc được Ag. Vậy cả hai este ở phương án A đều cho sản phẩm tráng bạc. Các phương án khác: B có CH${}_3$COOC${}_2$H${}_5$ cho CH${}_3$COONa và C${}_2$H${}_5$OH (không tráng bạc); C có CH${}_3$COOCH${}_3$ cho CH${}_3$COONa và CH${}_3$OH (không tráng bạc); D có CH${}_3$COOC${}_2$H${}_5$ không tráng bạc. Đáp án A khớp với đáp án nguồn (Câu 25, bảng đáp án A).

• 3 este đơn chức nên Y là ancol đơn chức
$\Rightarrow n_Y=2n_{H_2}=2.\frac{0,896}{22,4}=0,08$ mol
• $m_{b\grave{ı}nht\breve{a}ng}=m_Y-m_{H_2}=2,48$ gam $\Rightarrow m_Y=2,48+2.0,04=2,56$ gam
$\Rightarrow M_Y=\frac{2,56}{0,08}=32\Rightarrow$ Y là $C{H}_{3}OH$.
• Có $n_X=n_Y=0,08$ mol $\Rightarrow {\overline{M}}_X=\frac{5,88}{0,08}=73,5$
$\Rightarrow$ X gồm $HCOOC{H}_3$, $C{H}_{3}COOC{H}_3$ và 1 este có CTTQ là $C_n{H}_{2n-2}{O}_2$
• $n_{H(X)}=2n_{H_{2}O}=2.\frac{3,96}{18}=0,44$ mol, $n_{O(X)}=2.0,08=0,16$ mol
$\Rightarrow n_{C{O}_2}=n_{C(X)}=\frac{5,88-0,44-16.0,16}{12}=0,24$ mol
$\Rightarrow n_{C_n{H}_{2n-2}{O}_2}=n_{C{O}_2}-n_{H_{2}O}=0,24-0,22=0,02$ mol $\Rightarrow n_{esteno}=0,08-0,02=0,06$ mol
$\Rightarrow 0,02n+0,06C_{esteno}=0,24\Rightarrow \frac{0,24-0,06.3}{0,02}<n<\frac{0,24-0,06.2}{0,02}\iff 3<n<6$
$\Rightarrow n=4$ hoặc 5 mà axit không no có đồng phân hình học nên $n=5$
Este không no là $C{H}_{3}CH=CHCOOC{H}_3$.
$\Rightarrow \%m_{C_5{H}_8{O}_2}=\frac{100.0,02}{5,88}.100\%=34,01\%$

Hỗn hợp E gồm 2 axit (a mol) và 2 este (b mol) với b = $n_{C{H}_{3}OH}$ = 0,262 mol
Theo BTKL: $m+40.(a+0,262)=37,396+8,384+18a$ (1) và $\%O=\frac{16,2.(a+0,262)}{m}.100=41,2$ (2)
Từ (1), (2) suy ra: m = 32 (g).

$n_{O_2}$ = 0,48 mol; $n_{NaOH}$ = 0,3 mol.
$\stackrel{\text{BTKL}}{\to }{m}_{C{O}_2}+m_{H_{2}O}=m_E+m_{O_2}=17,28+0,48.32=32,64$
⇒ 44.$n_{C{O}_2}$ + 18.$n_{H_{2}O}$ = 32,64 (I)
Dù là axit hay este khi tác dụng với NaOH ta luôn có sơ đồ:
–COO– + NaOH → –COONa + –OH
⇒ $n_{-COO-}$ = $n_{NaOH}$ = 0,3 mol ⇒ BTNT(O) ta có:
$n_{O(E)}+n_{O(O_2)}=n_{O(C{O}_2)}+n_{O(H_{2}O)}$ ⇔ 2.$n_{C{O}_2}$ + $n_{H_{2}O}$ = 2.0,3 + 2.0,48 = 1,56 (II)
Từ (I) và (II) ⇒ $n_{C{O}_2}$ = 0,57; $n_{H_{2}O}$ = 0,42.
$n_E=n_{-COO-}/2=0,15$; ${\overline{C}}_E=0,57/0,15=3,8$
⇒ X: $C{H}_2(COOH{)}_2$; Y: $C_2{H}_4(COOH{)}_2$; Z: $C_2{H}_6(COO{)}_2$; T: $C_3{H}_8(COO{)}_2$
Z: $C_2{H}_6(COO{)}_2$; T: $C_3{H}_8(COO{)}_2$ $\stackrel{+NaOH}{\to }$ 3 ancol có cùng số mol
⇒ Z: HCOO - CH${}_2$ - CH${}_2$ - OOC - H : a mol; T: CH${}_3$ - OOC - COO - C${}_2$H${}_5$ : a mol
⇒ $m_{3\text{ ancol}}$ = 62.a + 32.a + 46.a = 4,2 ⇒ a = 0,03
$n_X=x$; $n_Y=y$ ⇒ x + y = $n_E-n_Z-n_T$ = 0,09; $n_{C(X,Y)}=3x+4y=n_{C{O}_2}-n_{C(Z,T)}=0,3$ ⇒ x = 0,06; y = 0,03 ⇒
Chọn C

Chọn A. Ta có: $n_Y=n_E=0,2\to$ Đốt Y được $\{\begin{array}{l}{H}_{2}O:0,71\\ C{O}_2:0,71-0,2=0,51\end{array}$. $\to n_{O(trongY)}=0,71+0,51.2-0,72.2=0,29>n_Y\Rightarrow$ hỗn hợp Y chứa $\{\begin{array}{l}R(OH{)}_2:0,29-0,2=0,09\\ R^{\prime }OH:0,2-0,09=0,11\end{array}$. $\to 0,09.C_R+0,11.C_{R^{\prime }}=0,51\to \{\begin{array}{l}{C}_R=2\\ C_{R^{\prime }}=3\end{array}$. Bảo toàn khối lượng: $m_X=12,78+0,51.44-0,72.32+24,06-0,29.40=24,64$ gam. Hai este trong $X:\{\begin{array}{l}{C}_n{H}_{2n}{O}_2:0,11\\ C_m{H}_{2m-2}{O}_4:0,09\end{array}\to 0,11(14n+32)+0,09.(14m+62)=24,64\to \{\begin{array}{l}n=6\\ m=5\end{array}$. $\to C_2{H}_{5}COO{C}_3{H}_7$ và $\{\begin{array}{l}HCOO\\ C{H}_{3}COO\end{array}{C}_2{H}_4$. Este hai chức trong E là $\{\begin{array}{l}HCOO\\ C{H}_{3}COO\end{array}{C}_2{H}_4$ : 0,09 mol ⇒ \%m = 49,01\%.

X là HCOOCH${}_3$ ⇒ Y là HCOOH và Z là CH${}_3$OH.
(1) Đúng, X là este no, đơn chức.
(2) Đúng, HCOOH tan vô hạn trong nước.
(3) Sai, đun Z (CH${}_3$OH) với dung dịch H${}_2$SO${}_4$ đặc ở 170°C không thu được anken (CH${}_3$OH chỉ có 1 nguyên tử cacbon).
(4) Đúng, CH${}_3$OH ở trạng thái lỏng trong điều kiện thường.
(5) Sai, X không hòa tan được Cu(OH)${}_2$.
⇒ Có 3 phát biểu đúng.

Ta có: $n_{NaOH}=0,3\times 2=0,6mol\Rightarrow n_{RCOOC{H}_3}=0,6-0,1=0,5mol$ và $n_{N_2}=0,1\times 0,5=0,05mol$ (toàn bộ N của glyxin chuyển thành N${}_2$).
Hấp thụ Z vào nước vôi trong dư: $n_{CaC{O}_3}=n_{C{O}_2}=80/100=0,8mol$. Khối lượng dung dịch giảm = khối lượng CO${}_2$ + H${}_2$O hấp thụ vào (trừ phần C trả lại dưới dạng kết tủa thì không rời khỏi hệ, nên tổng khối lượng vào = khối lượng giảm + khối lượng kết tủa):
$80-(44\times 0,8+18n_{H_{2}O})=34,9\Rightarrow 18n_{H_{2}O}=80-35,2-34,9=9,9\Rightarrow n_{H_{2}O}=0,55mol$.
BT:O cho toàn bộ quá trình đốt chất rắn Y (sản phẩm: CO${}_2$ 0,8 mol; H${}_2$O 0,55 mol; Na${}_2$CO${}_3$ 0,3 mol; N${}_2$ 0,05 mol):
$2\times 0,6+2n_{O_2}=2\times 0,8+0,55+0,3\times 3\Rightarrow n_{O_2}=0,925mol$.
BTKL khi đốt chất rắn Y: $m_Y+0,925\times 32=44\times 0,8+18\times 0,55+28\times 0,05+106\times 0,3=35,2+9,9+1,4+31,8=78,3\Rightarrow m_Y=78,3-29,6=48,7(g)$ (lưu ý Na${}_2$CO${}_3$ 0,3 mol là sản phẩm rắn của quá trình đốt, nên được tính đầy đủ trong cân bằng khối lượng).
Khi cho X tác dụng với NaOH: este + NaOH → RCOONa + CH${}_3$OH; glyxin + NaOH → H${}_2$NCH${}_2$COONa + H${}_2$O (0,1 mol, tức 1,8 g).
BTKL: $m+0,6\times 40=m_Y+m_{C{H}_{3}OH}+m_{H_{2}O}=48,7+0,5\times 32+0,1\times 18=48,7+16+1,8$
$\Rightarrow m=66,5-24=42,5(g)$.
$\%m_{Gly}=\frac{0,1\times 75}{42,5}\times 100\%=17,65\%$

Ester X có công thức phân tử $C_5{H}_8{O}_2$, thủy phân trong acid tạo hai chất hữu cơ Y và Z. Điều kiện: X, Y, Z đều không phản ứng với thuốc thử Tollens; Y và Z đều không làm nhạt màu nước bromine. Xét đáp án A: $C{H}_{3}COOC(C{H}_3)=C{H}_2$. Khi thủy phân trong môi trường acid, ester này tạo $C{H}_{3}COOH$ và enol không bền, sau đó chuyển hóa thành acetone $C{H}_{3}COC{H}_3$. $C{H}_{3}COOH$ và $C{H}_{3}COC{H}_3$ đều: không phản ứng Tollens, không làm nhạt màu nước bromine. Các đáp án khác tạo ra acid formic, aldehyde hoặc chất còn liên kết C=C nên không phù hợp. Chọn A.

(AI giải đề cho tôi)
Etyl fomat (HCOOC2H5) là este của axit fomic. (a) Đúng: sau bước 2, ở bình 1 etyl fomat ít tan trong dung dịch H2SO4 loãng nên phân lớp; ở bình 2, ngay bước 2 (chỉ lắc, chưa đun) phản ứng với NaOH chưa xảy ra đáng kể, etyl fomat ít tan trong dung dịch NaOH đặc nên cũng phân thành hai lớp. (b) Đúng: đun cách thủy (nước nóng ~100°C) vẫn cung cấp đủ nhiệt độ để thủy phân este, tránh đun quá mạnh làm bay hơi mất etyl fomat (sôi ở 54°C). (c) Đúng: trong bình 2, etyl fomat thủy phân trong môi trường NaOH chính là phản ứng xà phòng hóa: HCOOC2H5 + NaOH → HCOONa + C2H5OH. (d) Đúng: bình 1 thủy phân trong H2SO4 tạo HCOOH (axit fomic có nhóm -CHO nên tráng bạc được); bình 2 tạo HCOONa (muối của axit fomic cũng cho phản ứng tráng bạc). Vậy cả 4 phát biểu đúng, đáp án B (khớp đáp án nguồn 77B).

(AI giải đề cho tôi)
Este CH${}_3$CH${}_2$COOCH${}_3$ (metyl propionat) thủy phân tạo axit CH${}_3$CH${}_2$COOH và ancol CH${}_3$OH. Phần ancol của este là nhóm metyl gắn với nhóm -COO-, nên ancol thu được là CH${}_3$OH. Đáp án A, khớp với đáp án nguồn (44A).