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 4H SO (®),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 4H SO (®),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. 
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. 
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 ®Çu: 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 ®Çu: 2 3
P / øng : 2h 2h 2h 2h
C©n bºng: 2-2h 
 
h 0,6667
C C
 3-2h 2h 2h
2 h.2 h
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  CH3COOC2H5 + H2O; KC = 4. 
Cho nồng độ đầu của các chất: [C2H5OH] = 1M, [CH3COOH] = 2M. % ancol etylic bị este 
hóa là 
A. 80%. B. 68%. C. 75%. D. 84,5%. 
3 2 5 3 2 5 2 CH COOH C H OH CH COOC H H O
Ban ®Çu: 1 2
P / øng : h h h h
C©n bºng: (1-h) 
 
SOLVE
C
 (2-h) h h
h.h
K 4 h 0,845
(1 h)(2 h)
   
 
Chú ý: Khi SOLVE đến bước Solve for X ta nên nhập 1 giá trị của đáp án vào để quá trình 
SOVE xảy ra nhanh hơn. 
Đun nóng hỗn hợp X gồm 1 mol ancol etylic và 1 mol axit axetic (có 0,1 mol H2SO4 đặc làm 
xúc tác), khi phản ứn đạt đến trạng thái cân bằng thu được hỗn hợp Y trong đó có 0,667 mol 
etyl axetat. Hằng số cân bằng KC của phản ứng là 
A. KC = 2. B. KC = 3. D. KC = 4. D. KC = 5. 
3 2 5 3 2 5 2 CH COOH C H OH CH COOC H H O
Ban ®Çu: 1 1
C©n bºng : (1-x) (1-x) 0,667 0,667
Ph¶n øng: x 
 
3 2 5CH COOH C H OH
2
C 2
 x x x
ë tr¹ng th¸i cÇn bºng:
x 0,667 n n (1 x) 1 0,667 0,333
0,667
K 4
0,333
       
  
Ở 25oC hằng số cân bằng của phản ứng: 
CH3COOH + C2H5OH  CH3COOC2H5 + H2O là KC = 4. 
Biết nồng độ ban đầu của CH3CHOOH bằng 1M. Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng, nồng 
độ của CH3COOC2H5 là 0,93M. Nồng độ ban đầu của C2H5OH là 
A. 1M. B. 2/3M. C. 2M. D. 4M. 
(Trường THPT chuyên ĐHSP Hà Nội/ thi thử lần 4-2011) 
3 2 5 3 2 5 2 CH COOH C H OH CH COOC H H O
Ban ®Çu: 1 a
C©n bºng : (1-x) (1-x) 0,93 0,93
Ph¶n øng: x 
 
3
2 5
2
SOLVE3 2 5 2
C
3 2 5
 x x x
ë tr¹ng th¸i cÇn bºng:
[CH COOH] (1 x) 1 0,93 0,07
x 0,93
[C H OH] (a x) a 0,93
[CH COOC H ].[H O] 0,93
K 4
[CH COOH].[C H OH] 0,07.(a 0,93)
    
  
   
     

a 4. 
Axit axetic tác dụng với ancol isopropylic theo phản ứng thuận nghịch: 
CH3COOH + C3H7OH  CH3COOC3H7 + H2O 
Nếu ban đầu người ta cho 1 mol axit axetic tác dụng với 1 mol ancol isopropylic thì cân bằng 
sẽ đạt được khi có 0,6 mol isopropyl axetat được tạo thành. 
Lúc đó người ta thêm 1 mol axit axetic vào hỗn hợp phản ứng, cân bằng sẽ bị phá vỡ và 
chuyển đến trạng thái cân bằng mới. 
Khi cân bằng được thiết lập số mol C3H7OH là? 
A. 0,18. B. 0,22. C. 1,22. D. 0,78. 
(Trường THPT Chuyên Bắc Giang/ Thi thử lần 3-2014) 
+ Thí nghiệm 1 Xác định hằng số cân bằng KC: 
2
3 3 7 2
C
3 3 7
[CH COOC H ].[H O] 0,6
K 2,25
[CH COOH].[C H OH] (1 0,6).(1 0,6)
  
 
+ Thí nghiệm 2: Tính số mol C3H7OH ở thời điểm cân bằng 
3 3 7 3 3 7 2 CH COOH C H OH CH COOC H H O
CB cò : 0,4 0,4 0,6 0,6
Thay ®æi : 0,4 1 
 

2
C
Ph¶n øng: x x x x
CB míi: (1,4 - x) ( 0,4- x) (0,6+x) (0,6+x) 
(0,6 x)
K
(1,4 x).(0,4

 

SOLVE
2,25 x 0,18.
x)
  

Chú ý: 
+ Khi SOLVE, ở bước Solve for X ta nên nhập giá trị của đáp án bất kì vì trường hợp bậc 2 
máy tính thường bị "đơ". 
+ Ở bài này ta nên dùng kĩ thuật gộp 2 thí nghiệm. Sau khi tính được hằng số cân bằng là 
2,25 nếu gộp 2 thí nghiệm lại ta xem như có 2 mol CH3COOH phản ứng với 1mol C3H7OH 
đặt số mol CH3COOC3H7 ở thời điểm cân bằng là x ta có: 
2x
2,25 x 0,78 r­îu d­ = 1-0,78 = 0,22 mol
(2 x).(1 x)
   
 
Câu 11. Tiến hành lên men giấm 100ml dung dịch C2H5OH 46
o
 với hiệu suất 50% thì thu 
được dung dịch X. Đun nóng X (giả sử chỉ xảy ra phản ứng este hóa) đến trạng thái cân bằng 
thu được 17,6 gam este. Tính hằng số cân bằng của phản ứng este hóa ? 
2 2 5H O C H OH
( 1 0,8biÕt d g/ml; d g/ml)  
A. 4. B. 16. C. 17. D. 18. 
Chú ý: Lượng nước trong biểu thức cân bằng gồm nước trong dung dịch và trong phản ứng.
2 2
3 2 5
r­îu r­îur­îu
dd
H O H O
men giÊm
2 5 2 3 2
2 5
H 50%
3 CH COOC H
2
46.0,8
V 46 n 0,8 molV
46§é r­îu = .100 ;
V
V 54 n 3 mol
C H OH O CH COOH + H O.
C H OH d­ : 0,4 mol
17,6
CH COOH : 0,4 mol ; n 0,2 m
88
H O : 0,4 mol


   
 
   

 


  


C 2
ol;
0,2.(3 0,4 0,2)
K = 18
(0,4 0,2)
 


Bình luận: Bài này có hai quan điểm. 1 quan điểm không tính nước sinh ra ở sản phẩm lên 
men giấm và trong rượu sẽ ra đáp số là 1. Quan điểm này có vẻ chính xác hơn quan điểm 
trên. 
Cho 1,0 mol CH3COOH tác dụng với 1,0 mol C2H5OH tại nhiệt độ T (xt H2SO4 đặc) khi 
phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng thu được 0,50 mol CH3COOC2H5. Trong thí nghiệm 
khác, lấy 1,0 mol CH3COOH tác dụng với a mol C2H5OH (các điều kiện khác giữ không 
đổi) khi phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng thu được 0,8 mol CH3COOC2H5. Vậy giá 
trị của a tương ứng là 
A. 3,5. B. 4,0. C. 3,0. D. 5,0. 
(Trường THPT chuyên KHTN/ thi thử lần 4-2011) 
Thí nghiệm 1: 
 CH3COOH + C2H5OH 
o
2 4H SO (®),t CH3COOC2H5 + H2O 
Ban đầu 1____________1________________0 (Mol) 
Cân bằng 0,5___________0,5______________0,5_______________0,5 (Mol) 
P/ Ư 0,5__________0,5_________________________________ (Mol) 
cb
0,5.0,5
K 1
0,5.0,5
  
Thí nghiệm 2: 
Đặt nC2H5OH = a mol. 
 CH3COOH + C2H5OH 
o
2 4H SO (®),t CH3COOC2H5 + H2O 
Ban đầu 1___________a___________________0____________0 ( Mol) 
P/ Ư 0,8_________0,8_________________0,8___________0,8 (Mol) 
Cân bằng 0,2_________(a-0,8)______________0,8___________0,8 (Mol) 
Thay vào KCb, ta có : 
SOLVE
cb
0,8.0,8
K 1 a 4 mol
0,2.(a 0,8)
   

 Chọn đáp án C. 
Copyright 2016 © Nguyễn Công Kiệt 
https://www.facebook.com/nguyencongkietbk