Câu hỏi: X, Y là hai axit no, đơn chức và là đồng đẳng liên tiếp của nhau
(MY > MX); Z là ancol 2 chức; T là este tạo bởi X, Y, Z. Đốt cháy 0,15 mol hỗn hợp E chứa X, Y, Z, T cần dùng 0,725 mol O2 thu được lượng CO2 nhiều hơn H2O là 16,74 gam. Mặt khác 0,15 mol E tác dụng vừa đủyới 0,17 mol NaOH thu được dung dịch G và một ancol có tỉ khối so với H2 là 31. Phần trăm khối lượng của Ytrong hỗn hợp E là
A. $7,74\%.~~~~~~~$
B. $14,32\%.~$
C. $16,00\%.~$
D. $61,94\%.$
(MY > MX); Z là ancol 2 chức; T là este tạo bởi X, Y, Z. Đốt cháy 0,15 mol hỗn hợp E chứa X, Y, Z, T cần dùng 0,725 mol O2 thu được lượng CO2 nhiều hơn H2O là 16,74 gam. Mặt khác 0,15 mol E tác dụng vừa đủyới 0,17 mol NaOH thu được dung dịch G và một ancol có tỉ khối so với H2 là 31. Phần trăm khối lượng của Ytrong hỗn hợp E là
A. $7,74\%.~~~~~~~$
B. $14,32\%.~$
C. $16,00\%.~$
D. $61,94\%.$
Phương pháp:
Mancol = 31.2 = 62 (g/mol) $\Rightarrow $ ancol là C2H4(OH)2
Có nNaOH =nCOO- = 0,17 (mol)
Quy đổi hỗn hợp E thành: $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{\text{C}}_{n}}{{\text{H}}_{2n}}{{\text{O}}_{2}}:0,17\text{mol} \\
{{\text{C}}_{2}}{{\text{H}}_{4}}{{(\text{OH})}_{2}}:\text{ amol } \\
{{\text{H}}_{2}}\text{O}:-\text{bmol} \\
\end{array} \right.$
+) nE $\Rightarrow $ (1)
Xét quá trình đốt cháy E: ${{\text{C}}_{\text{n}}}{{\text{H}}_{2\text{n}}}{{\text{O}}_{2}}+\dfrac{3\text{n}-2}{2}{{\text{O}}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{0}}}\text{nC}{{\text{O}}_{2}}+\text{n}{{\text{H}}_{2}}\text{O}$
${{\text{C}}_{2}}{{\text{H}}_{6}}{{\text{O}}_{2}}+2,5{{\text{O}}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{0}}}2\text{C}{{\text{O}}_{2}}+3{{\text{H}}_{2}}\text{O}$
+)nO2 $\Rightarrow $ (2)
+) mCO2 -mH2O $\Rightarrow $ (3)
Từ (1), (2), (3) ta có a, b mol và n $\Rightarrow $ Công thức của 2 axit đồng đẳng
$\Rightarrow $ Lập hệ phương trình số mol của 2 axit vừa tìm được trong E theo số mol NaOH và CO2
$\Rightarrow $ % mY
Hướng dẫn giải:
Mancol = 31.2 = 62 (g/mol) $\Rightarrow $ ancol là C2H4(OH)2
Có nNaOH = nCOO- = 0,17 (mol)
Quy đổi hỗn hợp E thành: $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{\text{C}}_{\text{n}}}{{\text{H}}_{2\text{n}}}{{\text{O}}_{2}}:0,17 \text{mol} \\
{{\text{C}}_{2}}{{\text{H}}_{4}}{{(\text{OH})}_{2}}\text{:a} \text{mol} \\
{{\text{H}}_{2}}\text{O}:-\text{b} \text{mol} \\
\end{array} \right.$
$\Rightarrow ~{{n}_{E}}=0,17+a-b=0,15\left( 1 \right)$
Xét quá trình đốt cháy E:
${{\text{C}}_{\text{n}}}{{\text{H}}_{2\text{n}}}{{\text{O}}_{2}}+\dfrac{3\text{n}-2}{2}{{\text{O}}_{2}}\to \text{nC}{{\text{O}}_{2}}+\text{n}{{\text{H}}_{2}}\text{O}$
$\begin{aligned}
& 0,17\to 0,085(3n-2)\quad 0,17n 0,17n (\text{mol}) \\
& {{\text{C}}_{2}}{{\text{H}}_{6}}{{\text{O}}_{2}}+2,5{{\text{O}}_{2}}\to 2\text{C}{{\text{O}}_{2}}+3{{\text{H}}_{2}}\text{O} \\
\end{aligned}$
A →2,5a2a 3a(mol)
${{\text{n}}_{\text{O2}}}=0,085(3\text{n}-2)+2,5\text{a}=0,725\Rightarrow 0,255\text{n}+2,5\text{a}=0,895\left( 2 \right)$
${{\text{m}}_{\text{CO}}}_{2}-{{\text{m}}_{\text{H}2\text{O}}}=(0,17\text{n}+2\text{a}).44-(0,17\text{n}+3\text{a}-\text{b}).18=16,74\Rightarrow 4,42\text{n}+34\text{a}+18\text{b}=16,74 (3)$
Từ (1),(2),(3) ta có $a=0,1mol;b=0,12molv\grave{a}n=43/17=2,53~$
$\Rightarrow $ 2 axit đồng đẳng là CH3COOH và C2H5COOH
Vậy hỗn hợp E gồm: $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\text{X}:\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{COOH}:\text{x}(\text{mol}) \\
\text{Y}:{{\text{C}}_{2}}{{\text{H}}_{5}}\text{COOH}:\text{y}(\text{mol}) \\
\text{Z}:{{\text{C}}_{2}}{{\text{H}}_{4}}{{(\text{OH})}_{2}}:0,1-0,06=0,04(\text{mol}) \\
\text{T}:\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{COO}-\text{C}{{\text{H}}_{2}}\text{C}{{\text{H}}_{2}}-\text{OOC}{{\text{C}}_{2}}{{H}_{5}}:0,06 \left( mol \right) \\
\end{array} \right.$
Theo PTHH ta có:
$\Sigma {{\text{n}}_{CO2}}=0,17\cdot \dfrac{43}{17}+0,1.2=0,63(\text{mol})\Rightarrow {{\text{m}}_{\text{CO2}}}=27,72(\text{g})$
BTKL ta có: ${{\text{m}}_{\text{E}}}={{\text{m}}_{CO2}}+{{\text{m}}_{\text{H}2\text{O}}}-{{\text{m}}_{O2}}=27,72+10,98-0,725.32=15,5(\text{g})$
$\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\sum{{{n}_{\text{CO}{{\text{O}}^{-}}}}}=x+y+0,12=0,17 \\
\text{BT}:\text{C}\to 2x+3y+2.0,04+0,06.7=0,63 \\
\end{array}\Rightarrow \right. $ $ \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
x=0,02 \\
y=0,03 \\
\end{array}\Rightarrow \%{{\text{C}}_{2}}{{\text{H}}_{5}}\text{COOH}=\dfrac{0,03,74}{15,5}\cdot 100\%=14,32\% \right.$
Mancol = 31.2 = 62 (g/mol) $\Rightarrow $ ancol là C2H4(OH)2
Có nNaOH =nCOO- = 0,17 (mol)
Quy đổi hỗn hợp E thành: $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{\text{C}}_{n}}{{\text{H}}_{2n}}{{\text{O}}_{2}}:0,17\text{mol} \\
{{\text{C}}_{2}}{{\text{H}}_{4}}{{(\text{OH})}_{2}}:\text{ amol } \\
{{\text{H}}_{2}}\text{O}:-\text{bmol} \\
\end{array} \right.$
+) nE $\Rightarrow $ (1)
Xét quá trình đốt cháy E: ${{\text{C}}_{\text{n}}}{{\text{H}}_{2\text{n}}}{{\text{O}}_{2}}+\dfrac{3\text{n}-2}{2}{{\text{O}}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{0}}}\text{nC}{{\text{O}}_{2}}+\text{n}{{\text{H}}_{2}}\text{O}$
${{\text{C}}_{2}}{{\text{H}}_{6}}{{\text{O}}_{2}}+2,5{{\text{O}}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{0}}}2\text{C}{{\text{O}}_{2}}+3{{\text{H}}_{2}}\text{O}$
+)nO2 $\Rightarrow $ (2)
+) mCO2 -mH2O $\Rightarrow $ (3)
Từ (1), (2), (3) ta có a, b mol và n $\Rightarrow $ Công thức của 2 axit đồng đẳng
$\Rightarrow $ Lập hệ phương trình số mol của 2 axit vừa tìm được trong E theo số mol NaOH và CO2
$\Rightarrow $ % mY
Hướng dẫn giải:
Mancol = 31.2 = 62 (g/mol) $\Rightarrow $ ancol là C2H4(OH)2
Có nNaOH = nCOO- = 0,17 (mol)
Quy đổi hỗn hợp E thành: $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{\text{C}}_{\text{n}}}{{\text{H}}_{2\text{n}}}{{\text{O}}_{2}}:0,17 \text{mol} \\
{{\text{C}}_{2}}{{\text{H}}_{4}}{{(\text{OH})}_{2}}\text{:a} \text{mol} \\
{{\text{H}}_{2}}\text{O}:-\text{b} \text{mol} \\
\end{array} \right.$
$\Rightarrow ~{{n}_{E}}=0,17+a-b=0,15\left( 1 \right)$
Xét quá trình đốt cháy E:
${{\text{C}}_{\text{n}}}{{\text{H}}_{2\text{n}}}{{\text{O}}_{2}}+\dfrac{3\text{n}-2}{2}{{\text{O}}_{2}}\to \text{nC}{{\text{O}}_{2}}+\text{n}{{\text{H}}_{2}}\text{O}$
$\begin{aligned}
& 0,17\to 0,085(3n-2)\quad 0,17n 0,17n (\text{mol}) \\
& {{\text{C}}_{2}}{{\text{H}}_{6}}{{\text{O}}_{2}}+2,5{{\text{O}}_{2}}\to 2\text{C}{{\text{O}}_{2}}+3{{\text{H}}_{2}}\text{O} \\
\end{aligned}$
A →2,5a2a 3a(mol)
${{\text{n}}_{\text{O2}}}=0,085(3\text{n}-2)+2,5\text{a}=0,725\Rightarrow 0,255\text{n}+2,5\text{a}=0,895\left( 2 \right)$
${{\text{m}}_{\text{CO}}}_{2}-{{\text{m}}_{\text{H}2\text{O}}}=(0,17\text{n}+2\text{a}).44-(0,17\text{n}+3\text{a}-\text{b}).18=16,74\Rightarrow 4,42\text{n}+34\text{a}+18\text{b}=16,74 (3)$
Từ (1),(2),(3) ta có $a=0,1mol;b=0,12molv\grave{a}n=43/17=2,53~$
$\Rightarrow $ 2 axit đồng đẳng là CH3COOH và C2H5COOH
Vậy hỗn hợp E gồm: $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\text{X}:\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{COOH}:\text{x}(\text{mol}) \\
\text{Y}:{{\text{C}}_{2}}{{\text{H}}_{5}}\text{COOH}:\text{y}(\text{mol}) \\
\text{Z}:{{\text{C}}_{2}}{{\text{H}}_{4}}{{(\text{OH})}_{2}}:0,1-0,06=0,04(\text{mol}) \\
\text{T}:\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{COO}-\text{C}{{\text{H}}_{2}}\text{C}{{\text{H}}_{2}}-\text{OOC}{{\text{C}}_{2}}{{H}_{5}}:0,06 \left( mol \right) \\
\end{array} \right.$
Theo PTHH ta có:
$\Sigma {{\text{n}}_{CO2}}=0,17\cdot \dfrac{43}{17}+0,1.2=0,63(\text{mol})\Rightarrow {{\text{m}}_{\text{CO2}}}=27,72(\text{g})$
BTKL ta có: ${{\text{m}}_{\text{E}}}={{\text{m}}_{CO2}}+{{\text{m}}_{\text{H}2\text{O}}}-{{\text{m}}_{O2}}=27,72+10,98-0,725.32=15,5(\text{g})$
$\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\sum{{{n}_{\text{CO}{{\text{O}}^{-}}}}}=x+y+0,12=0,17 \\
\text{BT}:\text{C}\to 2x+3y+2.0,04+0,06.7=0,63 \\
\end{array}\Rightarrow \right. $ $ \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
x=0,02 \\
y=0,03 \\
\end{array}\Rightarrow \%{{\text{C}}_{2}}{{\text{H}}_{5}}\text{COOH}=\dfrac{0,03,74}{15,5}\cdot 100\%=14,32\% \right.$
Đáp án B.