Câu hỏi: Chất X (CxHyO2N2) là muối amoni của axit cacboxylic đa chức; chất Y (CmHnO2N2) là muối amoni của một amino axit. Cho m gam E gồm X và Y (có tỉ lệ mol tương ứng là 3 : 5) tác dụng hết với lượng dư dung dịch NaOH đun nóng, thu được 4,928 lít (đktc) hỗn hợp khí (gồm 2 chất hữu cơ là đồng đẳng liên tiếp) có tỉ khối so với hiđro bằng 383/22 và 19,14 gam hỗn hợp muối. Phần trăm khối lượng của Y trong E là
A. $54,64\%.~~$
B. $50,47\%.~$
C. $49,53\%.$
D. $45,36\%.$
A. $54,64\%.~~$
B. $50,47\%.~$
C. $49,53\%.$
D. $45,36\%.$
Phương pháp:
Xét hỗn hợp khí có Mkhí $=\dfrac{383}{22}\cdot 2=34,8(\text{g}/\text{mol})\Rightarrow $ một khí là CH3NH2 và khí còn lại là C2H5NH2 (vì 2 khí này đồng đẳng liên tiếp) $\Rightarrow $ số mol từng khí
Xét hỗn hợp E có ${{\text{n}}_{\text{X}}}\text{: }{{\text{n}}_{\text{Y}}}\text{=3:5}$
Lại có nNkhí) = 2nX + nY (vì X là muối của axit cacboxylic đơn chức còn Y là muối amoni của aminoaxit)
$\Rightarrow $ nX và nY
E+ NaOH thì : ${{\text{C}}_{\text{x}}}{{\text{H}}_{\text{y}}}{{\text{O}}_{4}}{{\text{N}}_{2}}+2\text{NaOH}\to $ muối +khí + 2H2O
${{\text{C}}_{\text{m}}}{{\text{H}}_{\text{n}}}{{\text{O}}_{2}}{{\text{N}}_{2}}+\text{NaOH}\to $ muối +khí + 2H2O
Theo PTHH thì nNaOH = nH2O = 2nX+nY
BTKL có mE=mmuối +mkhí + mH2O - mNaOH
Muối thu được từ X có dạng R(COONa)x và từ Y là $H2NR'COONa$
Theo muối lập phương trình ẩn R và $R'\Rightarrow $ biện luận tìm 2 giá trị này ở công thức của X và Y theo số mol từng chất và số mol hai khí
Hướng dẫn giải:
Xét hỗn hợp khí có Mkhí $=\dfrac{383}{22}.2\approx 34,8(\text{g}/\text{mol})$
$\Rightarrow $ Khí gồm CH3NH2 và C2H5NH2 (vì 2 khí là đồng đẳng liên tiếp)
Đặt ${{\text{n}}_{\text{CH}3\text{NH}2}}=\text{x mol v }\!\!\grave{\mathrm{a}}\!\!\text{ }{{\text{n}}_{\text{C2H5NH2}}}=\text{y} \text{mol}$ thì$\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
x+y=\dfrac{4,928}{22,4}=0,22 \\
\dfrac{31x+45y}{x+y}=34,8 \\
\end{array}\to \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
x=0,16 \\
y=0,06 \\
\end{array} \right. \right.$
Xét hỗn hợp E có ${{n}_{X}}:{{n}_{Y}}=3:5\left( 1 \right)$
Lại có nN(khí) = 2nX +nY (vì X là muối của axit cacboxylic hai chức còn Y là muối amoni của aminoaxit)
Từ (1)(2) = nX = 0,06 mol và nY= 0,1 mol
E+ NaOH thì: ${{\text{C}}_{\text{x}}}{{\text{H}}_{\text{y}}}{{\text{O}}_{4}}{{\text{N}}_{2}}+2\text{NaOH}\to $ muối +khí+2H2O
CmHnO2N2 + NaOH + muối + khí + H2O
Theo PTHH thì: ${{n}_{\text{NaOH}}}={{\text{n}}_{\text{H}2\text{O}}}=2{{\text{n}}_{\text{X}}}+{{\text{n}}_{\text{Y}}}=0,22$
BTKL $\Rightarrow $ mE = mmuối + mkhí + mH2O - MNaOH = 19,14 +0,16.31 +0,06.45 +0,22.18 - 0,22.40 = 21,96 (g)
Muối thu được từ X có dạng R(COONa)2 (0,06 mol) và từ Y là ${{H}_{2}}N-R'-COONa$ (0,1 mol)
$\Rightarrow $ mmuối = 0,06.(R + 134) + 0,1.(R' +83) = 19,14 = 0,06R + 0,1R' = 2,8
$\Rightarrow $ 3R + 5R' = 140
$\Rightarrow $ $R'=28$ và $R=0$ thỏa mãn
Biện luận cấu tạo X, Y:
Ta thấy: nC2H5NH2 =nX = 0,06 mol = X là CH3NH3OOC-COONH3C2H5
${{\text{n}}_{CH3NH2}}={{n}_{X}}+{{n}_{Y}}=0,06+0,1=0,16\text{ mol }\Rightarrow Y$ là ${{\text{H}}_{2}}\text{N}{{\text{C}}_{2}}{{\text{H}}_{4}}\text{COON}{{\text{H}}_{3}}\text{C}{{\text{H}}_{3}}$
$\to \%{{\text{m}}_{\text{y}}}=\dfrac{0,1.120}{21,96}.100\%=54,64\%$
Xét hỗn hợp khí có Mkhí $=\dfrac{383}{22}\cdot 2=34,8(\text{g}/\text{mol})\Rightarrow $ một khí là CH3NH2 và khí còn lại là C2H5NH2 (vì 2 khí này đồng đẳng liên tiếp) $\Rightarrow $ số mol từng khí
Xét hỗn hợp E có ${{\text{n}}_{\text{X}}}\text{: }{{\text{n}}_{\text{Y}}}\text{=3:5}$
Lại có nNkhí) = 2nX + nY (vì X là muối của axit cacboxylic đơn chức còn Y là muối amoni của aminoaxit)
$\Rightarrow $ nX và nY
E+ NaOH thì : ${{\text{C}}_{\text{x}}}{{\text{H}}_{\text{y}}}{{\text{O}}_{4}}{{\text{N}}_{2}}+2\text{NaOH}\to $ muối +khí + 2H2O
${{\text{C}}_{\text{m}}}{{\text{H}}_{\text{n}}}{{\text{O}}_{2}}{{\text{N}}_{2}}+\text{NaOH}\to $ muối +khí + 2H2O
Theo PTHH thì nNaOH = nH2O = 2nX+nY
BTKL có mE=mmuối +mkhí + mH2O - mNaOH
Muối thu được từ X có dạng R(COONa)x và từ Y là $H2NR'COONa$
Theo muối lập phương trình ẩn R và $R'\Rightarrow $ biện luận tìm 2 giá trị này ở công thức của X và Y theo số mol từng chất và số mol hai khí
Hướng dẫn giải:
Xét hỗn hợp khí có Mkhí $=\dfrac{383}{22}.2\approx 34,8(\text{g}/\text{mol})$
$\Rightarrow $ Khí gồm CH3NH2 và C2H5NH2 (vì 2 khí là đồng đẳng liên tiếp)
Đặt ${{\text{n}}_{\text{CH}3\text{NH}2}}=\text{x mol v }\!\!\grave{\mathrm{a}}\!\!\text{ }{{\text{n}}_{\text{C2H5NH2}}}=\text{y} \text{mol}$ thì$\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
x+y=\dfrac{4,928}{22,4}=0,22 \\
\dfrac{31x+45y}{x+y}=34,8 \\
\end{array}\to \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
x=0,16 \\
y=0,06 \\
\end{array} \right. \right.$
Xét hỗn hợp E có ${{n}_{X}}:{{n}_{Y}}=3:5\left( 1 \right)$
Lại có nN(khí) = 2nX +nY (vì X là muối của axit cacboxylic hai chức còn Y là muối amoni của aminoaxit)
Từ (1)(2) = nX = 0,06 mol và nY= 0,1 mol
E+ NaOH thì: ${{\text{C}}_{\text{x}}}{{\text{H}}_{\text{y}}}{{\text{O}}_{4}}{{\text{N}}_{2}}+2\text{NaOH}\to $ muối +khí+2H2O
CmHnO2N2 + NaOH + muối + khí + H2O
Theo PTHH thì: ${{n}_{\text{NaOH}}}={{\text{n}}_{\text{H}2\text{O}}}=2{{\text{n}}_{\text{X}}}+{{\text{n}}_{\text{Y}}}=0,22$
BTKL $\Rightarrow $ mE = mmuối + mkhí + mH2O - MNaOH = 19,14 +0,16.31 +0,06.45 +0,22.18 - 0,22.40 = 21,96 (g)
Muối thu được từ X có dạng R(COONa)2 (0,06 mol) và từ Y là ${{H}_{2}}N-R'-COONa$ (0,1 mol)
$\Rightarrow $ mmuối = 0,06.(R + 134) + 0,1.(R' +83) = 19,14 = 0,06R + 0,1R' = 2,8
$\Rightarrow $ 3R + 5R' = 140
$\Rightarrow $ $R'=28$ và $R=0$ thỏa mãn
Biện luận cấu tạo X, Y:
Ta thấy: nC2H5NH2 =nX = 0,06 mol = X là CH3NH3OOC-COONH3C2H5
${{\text{n}}_{CH3NH2}}={{n}_{X}}+{{n}_{Y}}=0,06+0,1=0,16\text{ mol }\Rightarrow Y$ là ${{\text{H}}_{2}}\text{N}{{\text{C}}_{2}}{{\text{H}}_{4}}\text{COON}{{\text{H}}_{3}}\text{C}{{\text{H}}_{3}}$
$\to \%{{\text{m}}_{\text{y}}}=\dfrac{0,1.120}{21,96}.100\%=54,64\%$
Đáp án A.