Biết X là hợp chất hữu cơ chứa (C, H, O) có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất. Cho 2,85 gam X tác dụng hết với H2O (có xúc tác H2SO4, t 0 ), phản ứng tạo ra 2 hợp chất hữu cơ Y và Z. Đốt cháy hết lượng Y ở trên thu được 2,016 lít khí CO2 và 1,62 gam hơi H2O. Khi đốt cháy hết lượng Z ở trên thu được 0,672 lít khí CO2 và 0,81 gam hơi H2O. Tổng lượng O2 tiêu tốn cho hai phản ứng cháy trên đúng bằng lượng O2 tạo ra khi nhiệt phân hoàn toàn 42,66 gam KMnO 4. Thể tích các khí đo ở đktc. Nếu biết thêm X tác dụng với Na giải phóng H2 và M Y = 90 g/mol. Xác định công thức phân tử của X,Y, Z lần lượt là?

Đây là dạng câu hỏi tính toán hóa học cơ bản. Trước hết cần xác định dữ kiện đề bài đang cho dưới dạng khối lượng, số mol hoặc thể tích khí, sau đó chọn công thức phù hợp để tìm kết quả.

Cho X tác dụng với H2O X+ H2O buildrel overlongrightarrow Y+ Z (1) Đốt cháy Y và Z Y+ O2 buildrel t° overlongrightarrow CO2+ H2O (2) Z+ O2 buildrel t° overlongrightarrow CO2+ H2O (3) 2KMnO 4 buildrel t° overlongrightarrow K 2 MnO 4+ MnO2+ O2 (4)

Từ phản ứng nhiệt phân (4) tìm được số mol O2

Từ phản ứng đốt cháy ta tìm được công thức phân tử của Y và Z

Từ phản ứng thủy phân của X ta tìm được công thức phân tử của Y và Z. Cho X tác dụng với H2O X+ H2Obuildrel overlongrightarrow Y+ Z (1) Đốt cháy Y và Z Y+ O2 buildrel t° overlongrightarrow CO2+ H2O (2) Z+ O2 buildrel t° overlongrightarrow CO2+ H2O (3) 2KMnO 4 buildrel t° overlongrightarrow K 2 MnO 4+ MnO2+ O2 (4)

Theo PT (4):n_O2 = 1 over 2n_KMnO4 = 1 over 2 × 42,66 over 158 = 0,135(mol)

Theo sơ đồ 2, 3 ta có: eqalign & m_(Y+ Z)+ m_O2 = m_CO2(2,3)+ m_H2O_(2,3) cr & ⇒ m_(Y+ Z) = (m_CO2(2,3)+ m_H2O_(2,3))− m_O2 cr & m_(Y+ Z) = (2,016 over 22,4+ 0,672 over 22,4) × 44+ (1,62+ 0,81)− 0,135 × 32 = 3,39(gam) cr

Theo sơ đồ 1 eqalign & m X+ m_H2O = m Y+ m Z cr & m_H2O = m Y+ m Z− m X cr & m_H2O = 3,39− 2,85 = 0,54(gam) cr

Ta có: Gọi công thức tổng quát của X là C x H y O z (x, y, z ) x:y:z = 0,12:0,21:0,075 = 8:14:5 Công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất

Vậy X là C8H14O5

Theo sơ đồ 2:n_CO2 = n_H2O = 0,09(mol) Nên Y có CTTQ dạng C n H2n O z Mà M Y = 90 Ta có 14n+ 16z = 90. Chỉ có cặp nghiệm x = z =3 là phù hợp CTPT của Y là C3H6O3

PTHH: C3H6O3+ 6O2 buildrel t° overlongrightarrow 3CO2+ 3H2O

Theo

PTHH: eqalign & n Y = 1 over 3n_CO2 = 1 over 3 × 0,09 = 0,03(mol) cr & m Z = 3,39− 0,03 × 90 = 0,69(g) cr

Ta có: eqalign & n C(Z) = n_CO2 = 0,03(mol) cr & n H(Z) = 2n_H2O = 2 × 0,03 = 0,09(mol) cr & m O(Z) = 0,69− 0,03 × 12− 0,09 × 1 = 0,24(g) cr & n O(Z) = 0,24 over 16 = 0,015(mol) cr Gọi CTTQ của Z là C a H b O c ( a, b, c € N*) a: b: c = 0,03:0,09: 0,015= 2: 6:1 Công thức thực nghiệm của Z là (C2H6O) n. Ta có 6n ≤ 2.2n+ 2 → n = 1 CTPT của Z là C2H6OC2H6O+ 3O2 buildrel t° overlongrightarrow 2CO2+ 3H2O X tác dụng với Na. Trong X có nhóm –OH hoặc COOH hoặc cả hai. eqalign & n X = 2,85 over 190 = 0,015(mol) cr & n Z = 1 over 2n_CO2 = 1 over 2 × 0,03 = 0,015(mol) cr

Ta có: n X:n_H2O:n Y:n Z = 0,015:0,03:0,03:0,015 = 1:2:2:1 Ta có X là C8H14O5 vậy X có hai nhóm –COO- và 1 nhóm –OH. Y có CTCT: HO-CH2−CH2−COOH hoặc CH3−CH(OH)-COOH Z có CTCT: C2H5−OH X có CTCT: HO-CH2−CH2−COO-CH2−CH2−COO-C2H5 hoặc CH3−CH-COO-C2H5 | OOC- CH(OH)-CH3

Đáp án A

Từ phân tích trên, đáp án đúng là A. X là C8H14O5, Y là C3H6O3, Z là C2H6O..