Google
Câu hỏi: Hỗn hợp X chứa ba este đều mạch hở gồm hai este đơn chức và một este đa chức, không no chứa một liên kết đôi C=C; trong mỗi phân tử este chỉ chứa một loại nhóm chức. Đốt cháy hoàn toàn m gam X cần vừa đủ 0,775 mol O2 thu được CO2 và 0,63 mol H2O. Nếu thủy phân m gam X trên trong dung dịch NaOH (dư), thu được hỗn hợp Y chứa 2 ancol no có cùng số nguyên tử cacbon và hỗn hợp Z chứa 0,22 mol hai muối. Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn Y thu được 0,4 mol CO2 và 0,6 mol H2O. Tính phần trăm khối lượng của este có phân tử khối lớn nhất trong X?
A. 17,5%.
B. 21,4%.
C. 19,8%.
D. 27,9%.
A. 17,5%.
B. 21,4%.
C. 19,8%.
D. 27,9%.
Phương pháp giải:
* Xét X + NaOH
X (-COO-) + NaOH → 0,22 mol 2 muối + 2 ancol no, cùng số C (Y)
⟹ X gồm các este được tạo bởi 2 axit và 2 ancol.
Y + O2 → CO2 + H2O
Vì ancol trong Y no ⟹ nY = nCO2 – nH2O
Bảo toàn nguyên tố C ⟹ Hai ancol trong Y.
⟹ Dạng các este trong X, gọi số mol các este.
Dựa vào bảo toàn nguyên tố, và công thức nCO2 – nH2O = k. Nhchc (với k là số liên kết π trong hợp chất hữu cơ)
⟹ Số mol lần lượt các este ⟹ %meste.
Giải chi tiết:
* Xét X + NaOH
X (-COO-) + NaOH → 0,22 mol 2 muối (-COONa) + 2 ancol no, cùng số C (Y)
⟹ X gồm các este được tạo bởi 2 axit và 2 ancol.
⟹ n-COO- (X) = n-COONa (muối) = 0,22 mol.
* Xét Y + O2 → CO2 + H2O
Vì ancol trong Y no ⟹ nY = nCO2 – nH2O = 0,2 mol.
Bảo toàn nguyên tố C ⟹ Số C(Y) = nCO2/nY = 0,4/0,2 = 2.
Vì 2 ancol no, cùng số C ⟹ Hai ancol lần lượt là C2H6O và C2H6O2.
* X gồm 3 este đều mạch hở gồm hai este đơn chức và một este đa chức, không no chứa một liên kết đôi C=C; trong mỗi phân tử este chỉ chứa một loại nhóm chức.
⟹ 2 este đơn chức được tạo bởi ancol C2H5OH và axit đơn chức; este còn lại là este hai chức được tạo bởi C2H4(OH)2 và axit đơn chức.
Ta có nX = nancol = 0,2 mol.
* Xét X + O2
X (-COO-) + O2 → CO2 + H2O
Bảo toàn nguyên tố O ⟹ 2n-COO- (X) + 2nO2 = 2nCO2 + nH2O ⟹ nCO2 = 0,68 mol.
Bảo toàn nguyên tố C ⟹ Ctb (X) = nCO2/nX = 0,68/0,2 = 3,4
⟹ Trong X chắc chắn chứa 1 este là HCOOC2H5 (C = 3)
⟹ $X\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
HCOO{{C}_{2}}{{H}_{5}}(x) \\
RCOO{{C}_{2}}{{H}_{5}}(y) \\
RCOO{{C}_{2}}{{H}_{4}}OOCH(z) \\
\end{array} \right.+{{O}_{2}}\Rightarrow C{{O}_{2}}(0,68)+{{H}_{2}}O(0,63)$
(với x, y và z lần lượt là số mol của este trong X)
Ta có $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{n}_{X}}=x+y+z=0,2 \\
{{n}_{-COO-(X)}}=x+y+2x=0,22 \\
{{n}_{C{{O}_{2}}}}-{{n}_{{{H}_{2}}O}}=y+2z=0,05 \\
\end{array} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
x=0,17 \\
y=0,01 \\
z=0,02 \\
\end{array} \right.$
Giả sử axit RCOOH có số C trong R là n.
Bảo toàn nguyên tố C ⟹ 3.0,17 + (n + 3). 0,01 + (n + 4). 0,02 = 0,68 ⟹ n = 2.
Mà axit RCOOH không no, chứa 1 liên kết C=C ⟹ Axit là CH2=CHCOOH.
⟹ X gồm HCOOC2H5 0,17 mol; C2H3COOC2H5 0,01 mol và C2H3COOC2H4OOCH 0,02 mol.
Ta có mX = 16,46 g và este có khối lượng phân tử lớn nhất là C2H3COOC2H4OOCH có m = 2,88 gam.
Vậy %meste = 2,88.100%/16,46 = 17,5%.
* Xét X + NaOH
X (-COO-) + NaOH → 0,22 mol 2 muối + 2 ancol no, cùng số C (Y)
⟹ X gồm các este được tạo bởi 2 axit và 2 ancol.
Y + O2 → CO2 + H2O
Vì ancol trong Y no ⟹ nY = nCO2 – nH2O
Bảo toàn nguyên tố C ⟹ Hai ancol trong Y.
⟹ Dạng các este trong X, gọi số mol các este.
Dựa vào bảo toàn nguyên tố, và công thức nCO2 – nH2O = k. Nhchc (với k là số liên kết π trong hợp chất hữu cơ)
⟹ Số mol lần lượt các este ⟹ %meste.
Giải chi tiết:
* Xét X + NaOH
X (-COO-) + NaOH → 0,22 mol 2 muối (-COONa) + 2 ancol no, cùng số C (Y)
⟹ X gồm các este được tạo bởi 2 axit và 2 ancol.
⟹ n-COO- (X) = n-COONa (muối) = 0,22 mol.
* Xét Y + O2 → CO2 + H2O
Vì ancol trong Y no ⟹ nY = nCO2 – nH2O = 0,2 mol.
Bảo toàn nguyên tố C ⟹ Số C(Y) = nCO2/nY = 0,4/0,2 = 2.
Vì 2 ancol no, cùng số C ⟹ Hai ancol lần lượt là C2H6O và C2H6O2.
* X gồm 3 este đều mạch hở gồm hai este đơn chức và một este đa chức, không no chứa một liên kết đôi C=C; trong mỗi phân tử este chỉ chứa một loại nhóm chức.
⟹ 2 este đơn chức được tạo bởi ancol C2H5OH và axit đơn chức; este còn lại là este hai chức được tạo bởi C2H4(OH)2 và axit đơn chức.
Ta có nX = nancol = 0,2 mol.
* Xét X + O2
X (-COO-) + O2 → CO2 + H2O
Bảo toàn nguyên tố O ⟹ 2n-COO- (X) + 2nO2 = 2nCO2 + nH2O ⟹ nCO2 = 0,68 mol.
Bảo toàn nguyên tố C ⟹ Ctb (X) = nCO2/nX = 0,68/0,2 = 3,4
⟹ Trong X chắc chắn chứa 1 este là HCOOC2H5 (C = 3)
⟹ $X\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
HCOO{{C}_{2}}{{H}_{5}}(x) \\
RCOO{{C}_{2}}{{H}_{5}}(y) \\
RCOO{{C}_{2}}{{H}_{4}}OOCH(z) \\
\end{array} \right.+{{O}_{2}}\Rightarrow C{{O}_{2}}(0,68)+{{H}_{2}}O(0,63)$
(với x, y và z lần lượt là số mol của este trong X)
Ta có $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{n}_{X}}=x+y+z=0,2 \\
{{n}_{-COO-(X)}}=x+y+2x=0,22 \\
{{n}_{C{{O}_{2}}}}-{{n}_{{{H}_{2}}O}}=y+2z=0,05 \\
\end{array} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
x=0,17 \\
y=0,01 \\
z=0,02 \\
\end{array} \right.$
Giả sử axit RCOOH có số C trong R là n.
Bảo toàn nguyên tố C ⟹ 3.0,17 + (n + 3). 0,01 + (n + 4). 0,02 = 0,68 ⟹ n = 2.
Mà axit RCOOH không no, chứa 1 liên kết C=C ⟹ Axit là CH2=CHCOOH.
⟹ X gồm HCOOC2H5 0,17 mol; C2H3COOC2H5 0,01 mol và C2H3COOC2H4OOCH 0,02 mol.
Ta có mX = 16,46 g và este có khối lượng phân tử lớn nhất là C2H3COOC2H4OOCH có m = 2,88 gam.
Vậy %meste = 2,88.100%/16,46 = 17,5%.
Đáp án A.