Đun nóng hỗn hợp gồm 1 mol HCOOH, 1 mol CH3COOH và 2 mol C2H5OH ở t oC (trong bình kín dung tích không đổi) đến trạng thái cân bằng thì thu được 0,6 mol HCOO C2H5 và 0,4 mol CH3COOC2H5. Nếu đun nóng hỗn hợp gồm 1 mol HCOOH, 4 mol CH3COOH và a mol C2H5OH ở điều kiện như trên đến trạng thái cân bằng thì thu được 0,8 mol HCOO C2H5. Giá trị a là?

Khi đun nóng 1 mol HCOOH, 1 mol CH3COOH, 2mol C2H5OH:

Số mol các chất ở trạng thái cân bằng:

n(HCOOH) = 1 - 0,6 = 0,4mol; n(CH3COOH) = 1 - 0,4 = 0,6mol

n(C2H5OH) = 2 - 0,6 - 0,4 = 1mol; n(H2O) = 0,6 + 0,4 = 1mol

Hằng số cân bằng của các phản ứng este hóa:

Pư của HCOOH: K1 = [H2O].[HCOOC2H5]/[HCOOH][C2H5OH] = 1.0,6/0,4.1 = 1,5

Pư của CH3COOH: K2 = [H2O].[CH3COOC2H5]/[CH3COOH][C2H5OH] = 1.0,4/0,6.1 = 2/3

Khi đun nóng 1 mol HCOOH, 4 mol CH3COOH và a mol C2H5OH:

Gọi b là số mol của este CH3COOC2H5 thu được.

Số mol các chất ở trạng thái cân bằng:

n(HCOOH) = 1 - 0,8 = 0,2mol; n(CH3COOH) = 4 - b mol

n(C2H5OH) = a - 0,8 - b mol; n(H2O) = 0,8+b mol

Hằng số cân bằng của các phản ứng este hóa:

Phản ứng của HCOOH: K1 = (0,8+b).0,8/0,2(a-b-0,8) = 1,5

⇒ 1,5a - 1,5b - 1,2 = 4b + 3,2 ⇒ 1,5a - 5,5b = 4,4 [1]

Pư của CH3COOH: K2 =(0,8+b).b/[(4-b)(a-b-0,8)] = 2/3

⇒ K1/K2 = 0,8.(4-b)/b.0,2 = 1,5/(2/3) = 9/4

⇒ b = 2,56 mol

Thay b vào [1], ta được a = 12,32 mol

=> Đáp án C