Google
Câu hỏi: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp A gồm 3 este X, Y, Z (đều mạch hở và chỉ chứa chức este, Z chiếm phần trăm khối lượng lớn nhất trong A) thu được số mol CO2 lớn hơn số mol H2O là 0,25 mol. Mặt khác, m gam A phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH thu được 22,2 gam hai ancol hơn kém nhau 1 nguyên tử cacbon và hỗn hợp T gồm hai muối. Đốt cháy hoàn toàn T cần vừa đủ 0,275 mol O2, thu được CO2, 0,35 mol Na2CO3 và 0,2 mol H2O. Phần trăm khối lượng của Z trong A là:
A. 45,20%
B. 50,40%
C. 62,10%
D. 42,65%
A. 45,20%
B. 50,40%
C. 62,10%
D. 42,65%
Phương pháp:
Bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng.
Sơ đồ bài toán:
$m\left( g \right)A\left| \begin{aligned}
& \xrightarrow{+{{O}_{2}}}{{n}_{C{{O}_{2}}}}-{{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,25 \left( mol \right) \\
& \xrightarrow{+NaOH}\left\{ \begin{aligned}
& 22,2\left( g \right) ancol \\
& Muoi T\xrightarrow{+{{O}_{2}}:0,275}\left\{ \begin{aligned}
& C{{O}_{2}} \\
& {{H}_{2}}O:0,2 \\
& N{{a}_{2}}C{{O}_{3}}:0,35 \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right.$
Hướng dẫn giải:
Sơ đồ bài toán:
$m\left( g \right)A\left| \begin{aligned}
& \xrightarrow{+{{O}_{2}}}{{n}_{C{{O}_{2}}}}-{{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,25 \left( mol \right) \\
& \xrightarrow{+NaOH}\left\{ \begin{aligned}
& 22,2\left( g \right) ancol \\
& Muoi T\xrightarrow{+{{O}_{2}}:0,275}\left\{ \begin{aligned}
& C{{O}_{2}} \\
& {{H}_{2}}O:0,2 \\
& N{{a}_{2}}C{{O}_{3}}:0,35 \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right.$
Do các este đều mạch hở và chỉ chứa chức este nên không phải là este của phenol.
đứa chức
- Xét phản ứng đốt muối T:
nCOO = nNaOH = 2nNa2CO3 = 0,7 mol → nO(T )= 2 nCOO =1,4 mol
BTNT "O": nO(T) + 2nO2(đốt T) = 2nCO2 + nH2O + 3nNa2CO3→ 1,4 + 0,275.2 = 2 nCO2 + 0,2 + 0,35.3
→ nCO2 = 0,35 mol
BTKL: mmuối = mCO2 + mH2O + mNa2CO3 - mO2( đốt T) =0,3544 + 0,2.18 + 0,35.106 - 0,275.32 = 47,3 gam
- Xét phản ứng thủy phân A trong NaOH:
BTKL: mA = mmuối + m ancol - mNaOH = 47,3+22,2 – 0,7.40 = 41,5 gam
- Xét phản ứng đốt A:
Đặt nCO2=x và nH2O=y (mol)
+ nO(A) = 2nCOO = 1,4 mol. BTKL: mA = mC + mH + mO → 12x + 2y + 1,4.16 = 41,5 (1)
+ nCO2 - nH2O = 0,25 → x - y= 0,25 (2)
Giải hệ (1) và (2) thu được x = 1,4 và y = 1,15
BTNT "O": nO2 (đốt A)= [2nCO2 + nH2O – nO(A)]/2 = (2.1,4+ 1,15 - 1,4)/2 = 1,275 mol
- Xét phản ứng đốt ancol (phản ứng giả sử):
nO2(đốt ancol) = nO2(đốt A) – nO2(đốt T)= 1,275 - 0,275 = 1 mol
Đặt nCO2 = a; nH2O=b (mol)
BTKL: mCO2 + mH2O= mancol + mO2( đốt ancol) → 44a + 18b = 22,2+ 32 (3)
BTNT "O": 2 nCO2 + nH2O = nO(ancol) + 2nO2→ 2a + b = 0,7 + 2 (4)
Giải (3) và (4) thu được: a= 0,7 và b = 1,3
Nhận thấy: nO(ancol) = nCO2 → Các ancol đều có số C bằng số O→ Các ancol chỉ có thể là ancol no
→ nancol=nH20 - nCO2 = 1,3 - 0,7= 0,6 mol
→1 (CH3OH: u mol) < Ctb = 0,7: 0,6 = 1,16 < 2 (HO-CH2-CH2-OH: v mol)
nCO2 = u+2v = 0,7 và u + v=0,6
Giải được u = 0,5 và v = 0,1
- Phản ứng đốt muối T:
nC(T) = nCO2+ nNa2CO3 = 0,35 + 0,35 = 0,7 mol
nC(T) = nCOO → Số C trong T bằng số nhóm COO
→ 2 muối là HCOONa (n mol) và (COONa)2 (m mol)
mmuối = 68n + 134m = 47,3; nC(muối) = n+ 2m = 0,7
→ n = 0,4 và m = 0,15
Vậy A chứa:
HCOOCH3 (0,2 mol) → mHCOOCH3 = 0,2.60 = 12 gam
(HCOO)2C2H4(0,1 mol) → m(HCOO)2C2H4 = 0,1.118 = 11,8 gam
(COOCH3)2 (0,15 mol) → m(COOCH3)2 = 0,15.118 = 17,7 gam
Nhận thấy (COOCH3)2 có khối lượng lớn nhất → %mZ = 17,7/41,5.100% = 42,65%
Bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng.
Sơ đồ bài toán:
$m\left( g \right)A\left| \begin{aligned}
& \xrightarrow{+{{O}_{2}}}{{n}_{C{{O}_{2}}}}-{{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,25 \left( mol \right) \\
& \xrightarrow{+NaOH}\left\{ \begin{aligned}
& 22,2\left( g \right) ancol \\
& Muoi T\xrightarrow{+{{O}_{2}}:0,275}\left\{ \begin{aligned}
& C{{O}_{2}} \\
& {{H}_{2}}O:0,2 \\
& N{{a}_{2}}C{{O}_{3}}:0,35 \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right.$
Hướng dẫn giải:
Sơ đồ bài toán:
$m\left( g \right)A\left| \begin{aligned}
& \xrightarrow{+{{O}_{2}}}{{n}_{C{{O}_{2}}}}-{{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,25 \left( mol \right) \\
& \xrightarrow{+NaOH}\left\{ \begin{aligned}
& 22,2\left( g \right) ancol \\
& Muoi T\xrightarrow{+{{O}_{2}}:0,275}\left\{ \begin{aligned}
& C{{O}_{2}} \\
& {{H}_{2}}O:0,2 \\
& N{{a}_{2}}C{{O}_{3}}:0,35 \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right.$
Do các este đều mạch hở và chỉ chứa chức este nên không phải là este của phenol.
đứa chức
- Xét phản ứng đốt muối T:
nCOO = nNaOH = 2nNa2CO3 = 0,7 mol → nO(T )= 2 nCOO =1,4 mol
BTNT "O": nO(T) + 2nO2(đốt T) = 2nCO2 + nH2O + 3nNa2CO3→ 1,4 + 0,275.2 = 2 nCO2 + 0,2 + 0,35.3
→ nCO2 = 0,35 mol
BTKL: mmuối = mCO2 + mH2O + mNa2CO3 - mO2( đốt T) =0,3544 + 0,2.18 + 0,35.106 - 0,275.32 = 47,3 gam
- Xét phản ứng thủy phân A trong NaOH:
BTKL: mA = mmuối + m ancol - mNaOH = 47,3+22,2 – 0,7.40 = 41,5 gam
- Xét phản ứng đốt A:
Đặt nCO2=x và nH2O=y (mol)
+ nO(A) = 2nCOO = 1,4 mol. BTKL: mA = mC + mH + mO → 12x + 2y + 1,4.16 = 41,5 (1)
+ nCO2 - nH2O = 0,25 → x - y= 0,25 (2)
Giải hệ (1) và (2) thu được x = 1,4 và y = 1,15
BTNT "O": nO2 (đốt A)= [2nCO2 + nH2O – nO(A)]/2 = (2.1,4+ 1,15 - 1,4)/2 = 1,275 mol
- Xét phản ứng đốt ancol (phản ứng giả sử):
nO2(đốt ancol) = nO2(đốt A) – nO2(đốt T)= 1,275 - 0,275 = 1 mol
Đặt nCO2 = a; nH2O=b (mol)
BTKL: mCO2 + mH2O= mancol + mO2( đốt ancol) → 44a + 18b = 22,2+ 32 (3)
BTNT "O": 2 nCO2 + nH2O = nO(ancol) + 2nO2→ 2a + b = 0,7 + 2 (4)
Giải (3) và (4) thu được: a= 0,7 và b = 1,3
Nhận thấy: nO(ancol) = nCO2 → Các ancol đều có số C bằng số O→ Các ancol chỉ có thể là ancol no
→ nancol=nH20 - nCO2 = 1,3 - 0,7= 0,6 mol
→1 (CH3OH: u mol) < Ctb = 0,7: 0,6 = 1,16 < 2 (HO-CH2-CH2-OH: v mol)
nCO2 = u+2v = 0,7 và u + v=0,6
Giải được u = 0,5 và v = 0,1
- Phản ứng đốt muối T:
nC(T) = nCO2+ nNa2CO3 = 0,35 + 0,35 = 0,7 mol
nC(T) = nCOO → Số C trong T bằng số nhóm COO
→ 2 muối là HCOONa (n mol) và (COONa)2 (m mol)
mmuối = 68n + 134m = 47,3; nC(muối) = n+ 2m = 0,7
→ n = 0,4 và m = 0,15
Vậy A chứa:
HCOOCH3 (0,2 mol) → mHCOOCH3 = 0,2.60 = 12 gam
(HCOO)2C2H4(0,1 mol) → m(HCOO)2C2H4 = 0,1.118 = 11,8 gam
(COOCH3)2 (0,15 mol) → m(COOCH3)2 = 0,15.118 = 17,7 gam
Nhận thấy (COOCH3)2 có khối lượng lớn nhất → %mZ = 17,7/41,5.100% = 42,65%
Đáp án D.