Hóa học - Hằng số cân bằng của phản ứng Este hóa

HẰNG SỐ CÂN BẰNG CỦA PHẢN ỨNG ESTE HÓA

Phần này hiện nay không thi ĐH

Ví dụ 2:Khi thực hiện phản ứng este hoá 1 mol CH3COOH và 1 mol C2H5OH, lượng este lớn nhất thu được là 2/3 mol. Để đạt hiệu suất cực đại là 90% (tính theo axit) khi tiến hành este hoá 1 mol CH3COOH cần sốmol C2H5OH là (biết các phản ứng este hoá thực hiện ở cùng nhiệt độ)

A. 0,456. B. 2,412. C. 2,925. D. 0,342. (Trích đề thi TSĐH khối A năm 2007).

Hướng dẫn.

Thí nghiệm 1: (Thí nghiệm này xác dịnh hằng số cân bằng dùng cho thí nghiệm 2)

CH3COOH + C2H5OH

o 2 4 H SO (đ),t   CH3COOC2H5 + H2O

Ban đầu 1____________1________________0 (Mol)

P/ Ư 2/3__________2/3_______________2/3_______________2/3 (Mol)

Cân bằng 1/3___________1/3______________2/3_______________2/3 (Mol)

cb

(2 / 3).(2 / 3) K 4 (1/ 3).(1/ 3)  

Thí nghiệm 2:

Đặt nC2H5OH = a mol.

CH3COOH + C2H5OH

o 2 4 H SO (đ),t  CH3COOC2H5 + H2O

Ban đầu 1___________a___________________0____________0 ( Mol)

P/ Ư 0,9_________0,9_________________0,9___________0,9 (Mol)

Cân bằng 0,1_________(a-0,9)______________0,9___________0,9 (Mol)

Thay vào KCb, ta có : cb

0,9.0,9 K 4 a 2,925 mol 0,1.(a 0,9)     

 Chọn đáp án C.

Lưu ý:

Khác với các phản ứng xảy ra trong dung dịch nước, khi tính KC không được bỏ qua nồng độ của H2O trong biểu thức tính.

Hằng số cân bằng tính theo nồng độ; tuy nhiên bài này lấy số mol chia cho thể tích (đặt là V) rồi lắp vào công thức thì V sẽ bị triệt tiêu do đó ta tính như trên. Trong 1 số bài toán hệ số của các chất trong phản ứng là khác nhau cần lưu ý điều này.

ThuVienDeThi.com

Ví dụ 8: Đun nóng hỗn hợp1 mol HCOOH, 1mol CH3COOH và 2 mol C2H5OH trong bình có thể tích không đổi đến trạng thái cân bằng thu được 0,6 mol HCOOC2H5 và 0,4 mol CH3COOC2H5. Nếu đun nóng hỗn hợp 1 mol HCOOH, 3 mol CH3COOH và a mol C2H5OH ở điều kiện như trên thu được 0,8 mol HCOOC2H5. Giá trị của alà:

A.12,88 B.9,97 C.5,6 D.6,64

( Đề thi HSG tỉnh Nghệ An năm học 2011-2012)

Hướng dẫn.

HCOOH + C2H5OH

0 , xt t     HCOOC2H5 + H2O;      

2 5 2 1

2 5

HCOOC H H O K HCOOH C H OH 

CB: 0,4 1 0,6 1 (mol)

CH3COOH + C2H5OH

0 , xt t     CH3COOC2H5 + H2O;      

3 2 5 2 2

3 2 5

CH COOC H H O K CH COOH C H OH 

CB: 0,6 1 0,4 1 mol

Số mol nước bằng tổng số mol nước ở cả 2pt=0,4+0,6

Số mol rượu dư = 2- 0,4-0,6

Từ các giá trị trên ta tính k1 = 1,5 ; k2 = 2/3

Gọi số mol của CH3COOC2H5 bằng b mol. Ta có:

HCOOH + C2H5OH

0 , xt t     HCOOC2H5 + H2O

CB: 0,2 a-08-b 0,8 0,8+b (mol)

CH3COOH + C2H5OH

0 , xt t     CH3COOC2H5 + H2O

CB: 3-b a-0,8-b b 0,8+b (mol)

Thay các giá trị cân bằng thu được ở trên vào các biểu thức k1 và k2 ở trên ta có:

1

0,8.(0,8 ) 0,2.( 0,8 ) b K a b    

2

.(0,8 ) (3 ).( 0,8 ) b b K b a b     

1

2

0,8.(3 ) 9 0,2. 4 k b k b    → b = 1,92 → a = 9,97

 Chọn đáp án B.

ThuVienDeThi.com

Chú ý:

Nước ở trong biểu thức cân bằng là nước của cả 2 phản ứng.

Dạng 2: Tính hằng số cân bằng Ở 25oC hằng số cân bằng của phản ứng:

CH3COOH + C2H5OH   CH3COOC2H5 + H2O là KC = 4. Biết nồng độ ban đầu của CH3CHOOH và C2H5OH đều bằng 1M. Nồng độ của este tạo thành khi cân bằng là A. 1M. B. 2/3M. C. 1/3M. D. 0,5M.

3 2 5 3 2 5 2 CH COOH C H OH CH COOC H H O

Ban đầu: 1 1

P / øng : x x x x

C©n bºng: (1-x)

   

C

(1-x) x x

x.x 2 K 4 x (1 x)(1 x) 3      

Cho 2 mol CH3COOH phản ứng với 3 mol C2H5OH trong môi trường axit với hiệu suất phản ứng este hóa đạt 66,67%. Hằng số cân bằng KC của phản ứng có giá trị là A. 4. B. 2. C. 1,6. D. 3,2.

3 2 5 3 2 5 2 CH COOH C H OH CH COOC H H O

Ban đầu: 2 3 P / ứng : 2h 2h 2h 2h

C©n bºng: 2-2h

   

h 0,6667 C C

3-2h 2h 2h

2h.2h K K 1,6 (2 2h)(3 2h)

     

Chú ý: Hằng số cân bằng tính theo nồng độ với số mũ là hệ số của các chất tương ứng, tuy nhiên ở đây hệ số các chất đều bằng 1 và cùng 1 dung dịch nên thể tích các chất đều là V do đó khi "lắp" vào KC ta sẽ giản lược được V. Biết rằng phản ứng este hóa:

CH3COOH + C2H5OH …