Đốt cháy hoàn toàn 24,02 gam hỗn hợp E gồm một este no, đơn chức X và hai este no hai chức Y, Z

Câu hỏi số 681915:

Vận dụng cao

Đốt cháy hoàn toàn 24,02 gam hỗn hợp E gồm một este no, đơn chức X và hai este no hai chức Y, Z (đều mạch hở, M_X < M_Y < M_Z) thu được 0,98 mol CO₂ và 0,85 mol H₂O. Mặt khác, đun nóng 24,02 gam E với lượng NaOH vừa đủ, thu được hỗn hợp 3 muỗi hữu cơ T và 11,06 gam hai ancol kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Đốt cháy hết lượng T trên thì thu được Na₂CO₃, CO₂, và 5,49 gam H₂O. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần trăm khối lượng của Y trong hỗn hợp E gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 44%.

B. 39%.

C. 27%.

D. 30%.

Đáp án đúng là: A

Xem lời giải

Câu hỏi:681915

Phương pháp giải

Bảo toàn khối lượng: ${{\rm{m}}_{\rm{E}}} + {{\rm{m}}_{{{\rm{O}}_2}}} = {{\rm{m}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_2}}} + {{\rm{m}}_{{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}}}$

Bảo toàn nguyên tố O: ${{\rm{n}}_{{\rm{O (E)}}}} = 2{{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_3}}} + {{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}}} - 2{{\rm{n}}_{{{\rm{O}}_2}}}$

X là este no, đơn, hở; Y, Z là este no, hai chức, hở nên n_Y + n_Z = ${{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_2}}} - {{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}}}$

n_{O (E)} = 2n_X + 4(n_Y + n_Z)

n_NaOH = n_X + 2(n_Y + n_Z)

Bảo toàn nguyên tố Na: ${{\rm{n}}_{{\rm{N}}{{\rm{a}}_2}{\rm{C}}{{\rm{O}}_3}}} = \dfrac{1}{2}{{\rm{n}}_{{\rm{NaOH}}}}$

m_ancol = m_C + m_O + m_H

Ancol no, đơn, mạch hở nên $\dfrac{{{{\rm{n}}_{\rm{H}}}}}{2} - {{\rm{n}}_{\rm{C}}} = {{\rm{n}}_{\rm{O}}}$

Bảo toàn nguyên tố H: n_{H (ancol)} + n_{H (T)} = n_{H (E)} + n_{H (NaOH)}

Số nguyên tử C trong ancol = $\dfrac{{{{\rm{n}}_{\rm{C}}}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{O}}}}} = \dfrac{{\rm{x}}}{{\rm{z}}}$

Giải chi tiết

Hỗn hợp E + O₂ $\xrightarrow{{{{\text{t}}^o}}}$ CO₂ (0,98 mol) + H₂O (0,85 mol)

Bảo toàn khối lượng:

$\begin{array}{l}{{\rm{m}}_{\rm{E}}} + {{\rm{m}}_{{{\rm{O}}_2}}} = {{\rm{m}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_2}}} + {{\rm{m}}_{{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}}}\\ \Rightarrow {{\rm{m}}_{{{\rm{O}}_2}}} = {{\rm{m}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_2}}} + {{\rm{m}}_{{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}}} - {{\rm{m}}_{\rm{E}}} = 0,98.44 + 0,85.18 - 24,02 = 34,4{\rm{ (g)}}\end{array}$

$ \Rightarrow {{\rm{n}}_{{{\rm{O}}_2}}} = 1,075{\rm{ (mol)}}$

Bảo toàn nguyên tố O: ${{\rm{n}}_{{\rm{O (E)}}}} = 2{{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_3}}} + {{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}}} - 2{{\rm{n}}_{{{\rm{O}}_2}}} = 2.0,98 + 0,85 - 1,075.2 = 0,66{\rm{ (mol)}}$

X là este no, đơn, hở; Y, Z là este no, hai chức, hở nên n_Y + n_Z = ${{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_2}}} - {{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}}} = 0,13{\rm{ (mol)}}$

n_{O (E)} = 2n_X + 4(n_Y + n_Z) $ \Rightarrow $ n_X= (0,66 – 0,13.4) : 2 = 0,07 (mol)

n_NaOH = n_X + 2(n_Y + n_Z) = 0,07 + 2.0,13 = 0,33 (mol)

Bảo toàn nguyên tố Na: ${{\rm{n}}_{{\rm{N}}{{\rm{a}}_2}{\rm{C}}{{\rm{O}}_3}}} = \dfrac{1}{2}{{\rm{n}}_{{\rm{NaOH}}}} = 0,165{\rm{ (mol)}}$

Ancol chứa C (x mol), H (y mol) và O (z mol).

→ m_ancol = 12x + y + 16z = 11,06 (g)(1)

Ancol no, đơn, mạch hở nên $\dfrac{{\rm{y}}}{2} - {\rm{x}} = {\rm{z}}$ (2)

Đốt T thu được ${{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}}} = 0,305{\rm{ (mol)}}$

Hỗn hợp E + NaOH $ \to $ hỗn hợp muối T + hỗn hợp ancol

Bảo toàn nguyên tố H: n_{H (ancol)} + n_{H (T)} = n_{H (E)} + n_{H (NaOH)}

$ \Rightarrow $ y + 0,305.2 = 0,85.2 + 0,33

$ \Rightarrow $y = 1,42 (mol)(3)

Từ (1), (2), (3) $ \Rightarrow $ x = 0,43 mol; y = 1,42 mol; z = 0,28 mol.

Số nguyên tử C trong ancol = $\dfrac{{{{\rm{n}}_{\rm{C}}}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{O}}}}} = \dfrac{{\rm{x}}}{{\rm{z}}} = 1,536$

$ \Rightarrow $ Ancol gồm CH₃OH (a mol) và C₂H₅OH (b mol).

Ta có: $\left\{ \begin{array}{l}{\rm{a + b = 0}}{\rm{,28}}\\{\rm{a + 2b = 0}}{\rm{,43}}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{\rm{a = 0}}{\rm{,13 mol}}\\{\rm{b = 0}}{\rm{,15 mol}}\end{array} \right.$

n_{OH (T)} = 0,33 – z = 0,05 (mol)

E gồm: A-COO-B-COO-CH₃: 0,05 mol

R(COOCH₃)(COOC₂H₅): 0,13 – 0,05 = 0,08 mol

ACOOC₂H₅: 0,07 mol

(Suy luận cấu tạo theo trình tự: đỏ – xanh – xanh và cuối cùng còn lại dồn cho X)

mE = 0,05(A + B + 103) + 0,08(R + 132) + 0,07(A + 73) = 24,02

→ 12A + 5B + 8R = 320

A lấy các giá trị như 1, 15, 29…; B lấy giá trị 14, 28, …; R lấy giá trị 0, 14, 28…

→ A = 15; B = 28; R = 0 là nghiệm duy nhất.

E gồm:

CH₃-COO-C₂H₄-COO-CH₃: 0,05 mol

(COOCH₃)(COOC₂H₅): 0,08 mol

CH₃COOC₂H₅: 0,07 mol

%Y = 43,96%

Tham Gia Group Dành Cho 2K7 luyện thi Tn THPT - ĐGNL - ĐGTD

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Lộ Trình Sun 2025 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi TN THPT & ĐGNL; ĐGTD) tại Tuyensinh247.com. Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.