Google
Câu hỏi: Hỗn hợp E gồm ba este mạch hở đều tạo bởi axit cacboxylic và ancol: X (no, đơn chức); Y (không no, đơn chức, phân tử có hai liên kết π) và Z (no, hai chức). Cho 0,2 mol E phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH, thu được 12,88 gam hỗn hợp ba ancol cùng dãy đồng đẳng và 24,28 gam hỗn hợp T gồm ba muối cacboxylat. Đốt cháy toàn bộ T cần vừa đủ 0,175 mol O2, thu được Na2CO3, CO2 và 0,055 mol H2O. Phần trăm khối lượng của X trong E có giá trị gần nhất với
A. 12%.
B. 5%.
C. 9%.
D. 6%.
A. 12%.
B. 5%.
C. 9%.
D. 6%.
Phương pháp giải:
*Ba ancol thu được cùng dãy đồng đẳng ⟹ Ancol no, đơn chức, mạch hở.
⟹ nmuối T = nE
*Khi đốt cháy T:
Đặt nNa2CO3 = x mol; nCO2 = y mol. Lập hệ PT tìm x và y dựa vào BTKL và BTNT O.
*Xét thành phần của hỗn hợp muối T gồm hai muối đơn chức và một muối 2 chức.
Đặt nmuối 1 chức = a mol; nmuối 2 chức = b mol. Lập hệ PT tìm a và b dựa vào tổng số mol 2 muối và BTNT Na.
Tính số H trung bình để tìm CTCT các muối.
* Quy đổi 12,88 gam ancol thành CH3OH và CH2
Ghép với công thức muối để tìm ra công thức các este ban đầu.
⟹ %mX.
Giải chi tiết:
*Ba ancol thu được cùng dãy đồng đẳng ⟹ Ancol no, đơn chức, mạch hở.
⟹ nmuối T = nE = 0,2 mol
*Khi đốt cháy T:
- Đặt nNa2CO3 = x mol; nCO2 = y mol
- BTKL: mT + mO2 = mNa2CO3 + mCO2 + mH2O
⟹ 106x + 44y = 24,28 + 0,175.32 - 0,055.18 = 28,89 (1)
- BTNT Na: nCOONa(T) = 2nNa2CO3 = 2x (mol) ⟹ nO(T) = 4x (mol)
BTNT O: nO(T) + 2nO2 = 3nNa2CO3 + 2nCO2 + nH2O
⟹ 4x + 2.0,175 = 3x + 2y + 0,055
⟹ -x + 2y = 0,295 (2)
- Từ (1)(2) ⟹ x = 0,175 mol; y = 0,235 mol.
*Xét thành phần của hỗn hợp muối T gồm hai muối đơn chức và một muối 2 chức.
- Đặt nmuối 1 chức = a mol; nmuối 2 chức = b mol
⟹ $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
a+b={{n}_{T}}=0,2 \\
a+2b={{n}_{COONa}}=2.0,175=0,35 \\
\end{array} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
a=0,05 \\
b=0,15 \\
\end{array} \right.$
+) Số H trung bình của hỗn hợp muối: $\dfrac{2{{n}_{{{H}_{2}}O}}}{{{n}_{T}}}=\dfrac{2.0,055}{0,2}=0,55$
⟹ Trong T có muối không chứa nguyên tử H ⟹ (COONa)2 (0,15 mol)
+) Số H trung bình của hai muối đơn chức = 0,11/0,05 = 2,2
⟹ Một muối đơn chức là HCOONa.
- Muối tạo bởi este Y là muối đơn chức, không no có 1 liên kết đôi C=C
⟹ CTTQ có dạng CnH2n-1COONa hay Cn+1H2n-1O2Na
Đặt nmuối tạo bởi Y = t (mol) ⟹ nHCOONa = 0,05 - t (mol)
⟹ $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
t(n+1)+(0,05-t)=0,175+0,235-0,15.2=0,11\left( BT:C \right) \\
t(2n-1)+(0,05-t)=0,11\left( BT:H \right) \\
\end{array} \right.$
⟹ $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
nt=0,06 \\
2nt-2t=0,06 \\
\end{array} \right. $ ⟹ $ \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
n=2 \\
t=0,03 \\
\end{array} \right.$
Vậy hỗn hợp muối T gồm $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
HCOONa:0,02\left( mol \right) \\
{{C}_{2}}{{H}_{3}}COONa:0,03\left( mol \right) \\
{{(COONa)}_{2}}:0,15\left( mol \right) \\
\end{array} \right.$
*Quy đổi 12,88 gam ancol thành CH3OH (0,35 mol) và CH2 (0,12 mol)
$\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
X:HCOOC{{H}_{3}}.pC{{H}_{2}}\ \left( 0,02 \right) \\
Y:C{{H}_{2}}=CHCOOC{{H}_{3}}.qC{{H}_{2}}\ \left( 0,03 \right) \\
Z:{{\left( COOC{{H}_{3}} \right)}_{2}}.mC{{H}_{2}}\ \left( 0,15 \right) \\
\end{array} \right.$
Ta có: nCH2 = 0,02p + 0,03q + 0,15m = 0,12
→ m = 0 là nghiệm duy nhất. Để có 3 ancol thì p ≠ q ≠ 0 nên p = 3 và q = 2 là nghiệm duy nhất.
Vậy:
X là HCOOC4H9 (0,02 mol)
Y là CH2 = CHCOOC3H7 (0,03 mol)
Z là (COOCH3)2 (0,15 mol)
Vậy %mX = 8,81% gần nhất với 9%.
*Ba ancol thu được cùng dãy đồng đẳng ⟹ Ancol no, đơn chức, mạch hở.
⟹ nmuối T = nE
*Khi đốt cháy T:
Đặt nNa2CO3 = x mol; nCO2 = y mol. Lập hệ PT tìm x và y dựa vào BTKL và BTNT O.
*Xét thành phần của hỗn hợp muối T gồm hai muối đơn chức và một muối 2 chức.
Đặt nmuối 1 chức = a mol; nmuối 2 chức = b mol. Lập hệ PT tìm a và b dựa vào tổng số mol 2 muối và BTNT Na.
Tính số H trung bình để tìm CTCT các muối.
* Quy đổi 12,88 gam ancol thành CH3OH và CH2
Ghép với công thức muối để tìm ra công thức các este ban đầu.
⟹ %mX.
Giải chi tiết:
*Ba ancol thu được cùng dãy đồng đẳng ⟹ Ancol no, đơn chức, mạch hở.
⟹ nmuối T = nE = 0,2 mol
*Khi đốt cháy T:
- Đặt nNa2CO3 = x mol; nCO2 = y mol
- BTKL: mT + mO2 = mNa2CO3 + mCO2 + mH2O
⟹ 106x + 44y = 24,28 + 0,175.32 - 0,055.18 = 28,89 (1)
- BTNT Na: nCOONa(T) = 2nNa2CO3 = 2x (mol) ⟹ nO(T) = 4x (mol)
BTNT O: nO(T) + 2nO2 = 3nNa2CO3 + 2nCO2 + nH2O
⟹ 4x + 2.0,175 = 3x + 2y + 0,055
⟹ -x + 2y = 0,295 (2)
- Từ (1)(2) ⟹ x = 0,175 mol; y = 0,235 mol.
*Xét thành phần của hỗn hợp muối T gồm hai muối đơn chức và một muối 2 chức.
- Đặt nmuối 1 chức = a mol; nmuối 2 chức = b mol
⟹ $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
a+b={{n}_{T}}=0,2 \\
a+2b={{n}_{COONa}}=2.0,175=0,35 \\
\end{array} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
a=0,05 \\
b=0,15 \\
\end{array} \right.$
+) Số H trung bình của hỗn hợp muối: $\dfrac{2{{n}_{{{H}_{2}}O}}}{{{n}_{T}}}=\dfrac{2.0,055}{0,2}=0,55$
⟹ Trong T có muối không chứa nguyên tử H ⟹ (COONa)2 (0,15 mol)
+) Số H trung bình của hai muối đơn chức = 0,11/0,05 = 2,2
⟹ Một muối đơn chức là HCOONa.
- Muối tạo bởi este Y là muối đơn chức, không no có 1 liên kết đôi C=C
⟹ CTTQ có dạng CnH2n-1COONa hay Cn+1H2n-1O2Na
Đặt nmuối tạo bởi Y = t (mol) ⟹ nHCOONa = 0,05 - t (mol)
⟹ $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
t(n+1)+(0,05-t)=0,175+0,235-0,15.2=0,11\left( BT:C \right) \\
t(2n-1)+(0,05-t)=0,11\left( BT:H \right) \\
\end{array} \right.$
⟹ $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
nt=0,06 \\
2nt-2t=0,06 \\
\end{array} \right. $ ⟹ $ \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
n=2 \\
t=0,03 \\
\end{array} \right.$
Vậy hỗn hợp muối T gồm $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
HCOONa:0,02\left( mol \right) \\
{{C}_{2}}{{H}_{3}}COONa:0,03\left( mol \right) \\
{{(COONa)}_{2}}:0,15\left( mol \right) \\
\end{array} \right.$
*Quy đổi 12,88 gam ancol thành CH3OH (0,35 mol) và CH2 (0,12 mol)
$\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
X:HCOOC{{H}_{3}}.pC{{H}_{2}}\ \left( 0,02 \right) \\
Y:C{{H}_{2}}=CHCOOC{{H}_{3}}.qC{{H}_{2}}\ \left( 0,03 \right) \\
Z:{{\left( COOC{{H}_{3}} \right)}_{2}}.mC{{H}_{2}}\ \left( 0,15 \right) \\
\end{array} \right.$
Ta có: nCH2 = 0,02p + 0,03q + 0,15m = 0,12
→ m = 0 là nghiệm duy nhất. Để có 3 ancol thì p ≠ q ≠ 0 nên p = 3 và q = 2 là nghiệm duy nhất.
Vậy:
X là HCOOC4H9 (0,02 mol)
Y là CH2 = CHCOOC3H7 (0,03 mol)
Z là (COOCH3)2 (0,15 mol)
Vậy %mX = 8,81% gần nhất với 9%.
Đáp án C.