Biết X là hợp chất hữu cơ chứa (C, H, O) có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản

Câu hỏi số 333948:

Vận dụng cao

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, t⁰), 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 O₂tạo ra khi nhiệt phân hoàn toàn 42,66 gam KMnO₄. 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?

A. X là C₈H₁₄O₅, Y là C₃H₆O₃, Z là C₂H₆O.

B. X là C₈H₁₄O₅, Y là C₃H₆O₃, Z là C₃H₈O.

C. X là C₉H₁₆O₅, Y là C₄H₆O₂, Z là C₃H₆O.

D. X là C₈H₁₄O₅, Y là C₃H₆O₃, Z là C₃H₆O.

Đáp án đúng là: A

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:333948

Phương pháp giải

Cho X tác dụng với H₂O

X + H₂O $\buildrel {} \over\longrightarrow $ Y + Z (1)

Đốt cháy Y và Z

Y + O₂ $\buildrel {{t^o}} \over\longrightarrow $ CO₂ + H₂O (2)

Z + O₂ $\buildrel {{t^o}} \over\longrightarrow $ CO₂ + H₂O (3)

2KMnO₄ $\buildrel {{t^o}} \over\longrightarrow $ K₂MnO₄ + 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.

Giải chi tiết

Cho X tác dụng với H₂O

X + H₂O$\buildrel {} \over\longrightarrow $ Y + Z (1)

Đốt cháy Y và Z

Y + O₂ $\buildrel {{t^o}} \over\longrightarrow $ CO₂ + H₂O (2)

Z + O₂ $\buildrel {{t^o}} \over\longrightarrow $ CO₂ + H₂O (3)

2KMnO₄ $\buildrel {{t^o}} \over\longrightarrow $ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂(4)

Theo PT (4):${n_{{O_2}}} = {1 \over 2}{n_{KMn{O_4}}} = {1 \over 2} \times {{42,66} \over {158}} = 0,135(mol)$

Theo sơ đồ 2, 3 ta có:

$\eqalign{
& {m_{(Y + Z)}} + {m_{{O_2}}} = {m_{C{O_{2(2,3)}}}} + {m_{{H_2}{O_{(2,3)}}}} \cr
& \Rightarrow {m_{(Y + Z)}} = ({m_{C{O_{2(2,3)}}}} + {m_{{H_2}{O_{(2,3)}}}}) - {m_{{O_2}}} \cr
& {m_{(Y + Z)}} = ({{2,016} \over {22,4}} + {{0,672} \over {22,4}}) \times 44 + (1,62 + 0,81) - 0,135 \times 32 = 3,39(gam) \cr} $

Theo sơ đồ 1

$\eqalign{
& {m_X} + {m_{{H_2}O}} = {m_Y} + {m_Z} \cr
& {m_{{H_2}O}} = {m_Y} + {m_Z} - {m_X} \cr
& {m_{{H_2}O}} = 3,39 - 2,85 = 0,54(gam) \cr} $

Ta có :

Gọi công thức tổng quát của X là C_xH_yO_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 :${n_{C{O_2}}} = {n_{{H_2}O}} = 0,09(mol)$

Nên Y có CTTQ dạng C_nH_2nO_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^o}} \over\longrightarrow $ 3CO₂ + 3H₂O

Theo PTHH:

$\eqalign{
& {n_Y} = {1 \over 3}{n_{C{O_2}}} = {1 \over 3} \times 0,09 = 0,03(mol) \cr
& {m_Z} = 3,39 - 0,03 \times 90 = 0,69(g) \cr} $

Ta có:

$\eqalign{
& {n_{C(Z)}} = {n_{C{O_2}}} = 0,03(mol) \cr
& {n_{H(Z)}} = 2{n_{{H_2}O}} = 2 \times 0,03 = 0,09(mol) \cr
& {m_{O(Z)}} = 0,69 - 0,03 \times 12 - 0,09 \times 1 = 0,24(g) \cr
& {n_{O(Z)}} = {{0,24} \over {16}} = 0,015(mol) \cr} $

Gọi CTTQ của Z là C_aH_bO_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 C₂H₆O

C₂H₆O + 3O₂ $\buildrel {{t^o}} \over\longrightarrow $ 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 2}{n_{C{O_2}}} = {1 \over 2} \times 0,03 = 0,015(mol) \cr} $

Ta có:

${n_X}:{n_{{H_2}O}}:{n_Y}:{n_Z} = 0,015:0,03:0,03:0,015 = 1:2:2:1$

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 cần chọn là: A

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link