Google
Câu hỏi: Hỗn hợp E gồm ba este mạnh hở đều tạo bởi axit cacboxylic với ancol, trong đó hai este có cùng số nguyên tử cacbon. Xà phòng hóa hoàn toàn 20,1 gam E bằng dung dịch NaOH vừa đủ, thu được 11,0 gam hỗn hợp X gồm hai ancol đơn chức, kế tiếp trong dãy đồng đẳng và hỗn hợp Y gồm hai muối. Cho toàn bộ X vào bình dung dịch H2SO4 đặc ở $140{}^\circ C$ để chuyển hết toàn bộ ancol thành ete thì thấy có 8,3 gam ete tạo thành. Đốt cháy hoàn toàn Y cần vừa đủ 0,225 mol O2, thu được Na2CO3, CO2 và H2O. Phần trăm số mol của este có phân tử khối nhỏ nhất trong E là
A. 44,78%
B. 16,67%
C. 33,33%
D. 50%
A. 44,78%
B. 16,67%
C. 33,33%
D. 50%
Phân tích:
- Trong phản ứng tách nước ở $140{}^\circ C$ thì ${{n}_{ancol}}=2{{n}_{{{H}_{2}}O}}$
- Tìm khối lượng mol trung bình của ancol = 36,67 $\Rightarrow $ hai ancol là CH3OH và C2H5OH
- Este tác dụng NaOH thì ${{n}_{NaOH}}={{n}_{\text{COONa}}}={{n}_{OH\text{ trong ancol}}}$ (trừ este của phenol)
- Chìa khóa của bài toán là tìm ra ${{n}_{C{{O}_{2}}}}={{n}_{{{H}_{2}}O}}$ trong phản ứng đốt muối $\Rightarrow $ Các muối đều no, đơn, hở
- Thủy phân E thu được muối và ancol đều đơn chức, no $\Rightarrow $ Các este đều no và đơn chức
Hướng dẫn giải:
Sơ đồ:
$E+\underbrace{NaOH}_{0,3}\xrightarrow{\left( 1 \right)}\left\langle \begin{aligned}
& ancol\ 12ROH\xrightarrow{140{}^\circ C \left( II \right)}R-O-R+{{H}_{2}}O \\
& muoi Y\left\{ \begin{aligned}
& COONa \\
& C \\
& H \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow{{{O}_{2}}0,225 mol \left( III \right)}\left\{ \begin{aligned}
& N{{a}_{2}}C{{O}_{3}}\text{ 0}\text{,15} \\
& \text{C}{{\text{O}}_{2}} \\
& {{H}_{2}}O \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right.$
Bước 1: Tìm ancol
- BTKL (II): ${{n}_{{{H}_{2}}O}}=\dfrac{{{m}_{X}}-{{m}_{Este}}}{18}=0,15\Rightarrow {{n}_{X}}=2{{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,3\Rightarrow {{M}_{X}}=\dfrac{11}{0,3}=36,67$
$\Rightarrow X$ gồm CH3OH 0,2) và C2H5OH 0,1)
Bước 2: Tìm muối
- E tác dụng NaOH thì ${{n}_{NaOH}}={{n}_{OH\text{ trong muoi}}}=0,2+0,1=0,3 mol$
- BTKL cho (I): ${{m}_{este}}+{{m}_{NaOH}}={{m}_{Y}}+{{m}_{ancol}}\Rightarrow {{m}_{Y}}=20,1+0,3.40-11=21,1 gam$
- $\left\{ \begin{aligned}
& BTKL\text{ cho }\left( III \right):44{{n}_{C{{O}_{2}}}}+18{{n}_{{{H}_{2}}O}}+0,15.106=0,225.32+21,1 \\
& BTKL\text{ O cho }\left( III \right):2{{n}_{C{{O}_{2}}}}+{{n}_{{{H}_{2}}O}}+0,15.3=0,225.2+0,3.2 \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{C{{O}_{2}}}}=0,2 mol \\
& {{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,2 mol \\
\end{aligned} \right.$
Vì ${{n}_{C{{O}_{2}}}}={{n}_{{{H}_{2}}O}}\Rightarrow $ Các muối đều no, đơn, hở $\Rightarrow {{n}_{muoi}}={{n}_{NaOH}}=0,3 mol$
- BTNT C cho (III): ${{n}_{\text{C trong muoi}}}={{n}_{C{{O}_{2}}}}+{{n}_{N{{a}_{2}}C{{O}_{3}}}}=0,35 mol\Rightarrow \overline{C}=\dfrac{0,35}{0,3}=1,167$
$\Rightarrow $ Một muối là HCOONa x mol
Vì hai este có cùng số nguyên tử cacbon $\Rightarrow $ Muối còn lại là CH3COONa y mol
Ta có $\left\{ \begin{aligned}
& x+y=0,3 \\
& x+2y=0,35 \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& x=0,25 mol \\
& y=0,05 mol \\
\end{aligned} \right.$
Vậy E gồm $\left\{ \begin{aligned}
& HCOO{{C}_{2}}{{H}_{5}}\text{ 0}\text{,1 mol} \\
& \text{C}{{\text{H}}_{3}}COOC{{H}_{3}}\text{ 0}\text{,05 mol} \\
& \text{HCOOC}{{\text{H}}_{3}}\text{ 0}\text{,15 mol} \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \%{{n}_{HCOOC{{H}_{3}}}}=\dfrac{0,15.100\%}{0,3}=50\%$
Lưu ý: Tính nhẩm phần trăm khối lượng thì ra phương án sai là A. 44,78%
- Trong phản ứng tách nước ở $140{}^\circ C$ thì ${{n}_{ancol}}=2{{n}_{{{H}_{2}}O}}$
- Tìm khối lượng mol trung bình của ancol = 36,67 $\Rightarrow $ hai ancol là CH3OH và C2H5OH
- Este tác dụng NaOH thì ${{n}_{NaOH}}={{n}_{\text{COONa}}}={{n}_{OH\text{ trong ancol}}}$ (trừ este của phenol)
- Chìa khóa của bài toán là tìm ra ${{n}_{C{{O}_{2}}}}={{n}_{{{H}_{2}}O}}$ trong phản ứng đốt muối $\Rightarrow $ Các muối đều no, đơn, hở
- Thủy phân E thu được muối và ancol đều đơn chức, no $\Rightarrow $ Các este đều no và đơn chức
Hướng dẫn giải:
Sơ đồ:
$E+\underbrace{NaOH}_{0,3}\xrightarrow{\left( 1 \right)}\left\langle \begin{aligned}
& ancol\ 12ROH\xrightarrow{140{}^\circ C \left( II \right)}R-O-R+{{H}_{2}}O \\
& muoi Y\left\{ \begin{aligned}
& COONa \\
& C \\
& H \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow{{{O}_{2}}0,225 mol \left( III \right)}\left\{ \begin{aligned}
& N{{a}_{2}}C{{O}_{3}}\text{ 0}\text{,15} \\
& \text{C}{{\text{O}}_{2}} \\
& {{H}_{2}}O \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right.$
Bước 1: Tìm ancol
- BTKL (II): ${{n}_{{{H}_{2}}O}}=\dfrac{{{m}_{X}}-{{m}_{Este}}}{18}=0,15\Rightarrow {{n}_{X}}=2{{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,3\Rightarrow {{M}_{X}}=\dfrac{11}{0,3}=36,67$
$\Rightarrow X$ gồm CH3OH 0,2) và C2H5OH 0,1)
Bước 2: Tìm muối
- E tác dụng NaOH thì ${{n}_{NaOH}}={{n}_{OH\text{ trong muoi}}}=0,2+0,1=0,3 mol$
- BTKL cho (I): ${{m}_{este}}+{{m}_{NaOH}}={{m}_{Y}}+{{m}_{ancol}}\Rightarrow {{m}_{Y}}=20,1+0,3.40-11=21,1 gam$
- $\left\{ \begin{aligned}
& BTKL\text{ cho }\left( III \right):44{{n}_{C{{O}_{2}}}}+18{{n}_{{{H}_{2}}O}}+0,15.106=0,225.32+21,1 \\
& BTKL\text{ O cho }\left( III \right):2{{n}_{C{{O}_{2}}}}+{{n}_{{{H}_{2}}O}}+0,15.3=0,225.2+0,3.2 \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{C{{O}_{2}}}}=0,2 mol \\
& {{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,2 mol \\
\end{aligned} \right.$
Vì ${{n}_{C{{O}_{2}}}}={{n}_{{{H}_{2}}O}}\Rightarrow $ Các muối đều no, đơn, hở $\Rightarrow {{n}_{muoi}}={{n}_{NaOH}}=0,3 mol$
- BTNT C cho (III): ${{n}_{\text{C trong muoi}}}={{n}_{C{{O}_{2}}}}+{{n}_{N{{a}_{2}}C{{O}_{3}}}}=0,35 mol\Rightarrow \overline{C}=\dfrac{0,35}{0,3}=1,167$
$\Rightarrow $ Một muối là HCOONa x mol
Vì hai este có cùng số nguyên tử cacbon $\Rightarrow $ Muối còn lại là CH3COONa y mol
Ta có $\left\{ \begin{aligned}
& x+y=0,3 \\
& x+2y=0,35 \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& x=0,25 mol \\
& y=0,05 mol \\
\end{aligned} \right.$
Vậy E gồm $\left\{ \begin{aligned}
& HCOO{{C}_{2}}{{H}_{5}}\text{ 0}\text{,1 mol} \\
& \text{C}{{\text{H}}_{3}}COOC{{H}_{3}}\text{ 0}\text{,05 mol} \\
& \text{HCOOC}{{\text{H}}_{3}}\text{ 0}\text{,15 mol} \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \%{{n}_{HCOOC{{H}_{3}}}}=\dfrac{0,15.100\%}{0,3}=50\%$
Lưu ý: Tính nhẩm phần trăm khối lượng thì ra phương án sai là A. 44,78%
Đáp án D.