Câu hỏi hoá học

Để thuỷ phân hết 7,612 gam hỗn hợp X gồm 2 este đơn chức và 2 este đa chức thì cần dùng vừa hết 80ml dung dịch KOH aM. Sau phản ứng, thu được hỗn hợp Y gồm các muối của các axit cacboxylic và các ancol. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y thì thu được K2CO3; 4,4352 lít CO2 (đktc) và 3,168 gam H2O. Tìm a?

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

Ta có: n_CO2 = 4,4352/22,4 = 0,198 mol; n_H2O = 3,168/18 = 0,176 mol.

n_KOH = 0,08a → n_COO = 0,08a; n_K2CO3 = 0,04a mol

Bảo toàn nguyên tố:

n_C(X) = 0,04 + 0,198 ; n_H(X) = 2.0,176 - 0,08a ; n_O(X) = 0,08a.2

→ 12(0,04a + 0,198) + 2.0,176 - 0,08a + 0,16a.16 = 7,612

→ a = 1,65

Hợp chất X chứa (C,H,O) có 5 liên kết pi trong phân tử, X tác dụng với NaOH theo tỉ lệ 1: 3. Đốt cháy hoàn toàn 13,8 gam X cần dùng vừa đủ 15,68 lít khí O2 (đktc), sau phản ứng thu được 5,4 gam nước. Mặt khác, thủy phân hoàn toàn 6,9 gam X trong 100 ml dung dịch NaOH 2M thu được dung dịch A. Cô cạn dung dịch A thu được khối lượng chất rắn bằng bao nhiêu?

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

Ta có: n_O2 = 15,68/22,4 = 0,7 mol; n_H2O = 5,4/18 = 0,3 mol; n_NaOH = 0,1.2 = 0,2 mol

Thí nghiệm 1: Đốt cháy X

Bảo toàn khối lượng: m_X + m_O2 = m_CO2 + m_H2O

→ 13,8 + 0,7.32 = m_CO2 + 5,4 → = 30,8 g → n_CO2 = 30,8/44 = 0,7 mol

Bảo toàn nguyên tố oxi:

n_O(X) + 2n_O2 = 2n_CO2 + n_H2O → n_O(X) + 2.0,7 = 2.0,7 + 0,3 → n_O(X) = 0,3 mol

Gọi công thức của X là

Ta có: x: y: z = 0,7: 0,6: 0,3 = 7: 6: 3

→ Công thức đơn giản nhất của X là C₇H₆O₃

→ Công thức phân tử của X là (C₇H₆O₃)_n

Vì X có 5 liên kết π trong phân tử nên k = 5 → 4n + 1 = 5 → n =1

→ Công thức phân tử của X là C₇H₆O₃

Vì X phản ứng với NaOH theo tỉ lệ 1:3

→ Công thức cấu tạo của X là HCOOC₆H₄OH

Thí nghiệm 2: 6,9 gam X tác dụng với 0,2 mol NaOH: n_X = 6,9/138 = 0,05 mol

HCOOC₆H₄OH (0,05) + 3NaOH (0,2) → HCOONa (0,05) + ONaC₆H₄ONa (0,05) + 2H₂O

→ Chất rắn gồm: HCOONa: 0,05 mol; NaOC₆H₄ONa: 0,05 mol và NaOH: 0,2 – 0,05.3 = 0,05 mol

→ m_rắn = 0,05.68 + 154.0,05 + 40.0,05 = 13,1 g

X, Y, Z là 3 este đều đơn chức, mạch hở (trong đó Y và Z đều có hai liên kết pi trong phân tử và có đồng phân hình học). Đốt cháy 21,62 gam hỗn hợp E chứa X, Y, Z với oxi vừa đủ, sản phẩm cháy dẫn qua dung dịch Ca(OH)2 dư thấy khối lượng dung dịch giảm 34,5 gam so với trước phản ứng. Mặt khác, đun nóng 21,62 gam E với 300 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ), thu được hỗn hợp F chỉ chứa 2 muối và hỗn hợp gồm 2 ancol kế tiếp thuộc cùng dãy đồng đẳng. Tính khối lượng của muối có khối lượng phân tử lớn hơn trong hỗn hợp F?

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

- Đặt n_CO2 = X; n_H2O = y → n_↓ = X → m_{dd giam} = m_↓ - (m_CO2 + m_H2O)

→ 100x – (44x + 18y) = 34,5 (1)

- n_COO = n_NaOH = 0,3 mol, m_E = m_C + m_H + m_O

→ 21,62 = 12x + 2y + 0,3.2.16 = 21,62 (2)

Từ (1), (2) ta có có: x = 0,87 mol; y = 0,79 mol

- X, Y, Z đều đơn chức → n_E = n_COO = 0,3 mol → C = 0,87/0,3 = 2,9 → X là HCOOCH₃

2 ancol là CH₃OH và C₂H₅OH. Lại có Y và Z có 2π → liên kết π trong gốc axit

→ Y và Z tạo bởi cùng 1 gốc axit

n_Y,Z = n_CO2 - n_H2O = 0,08 mol → n_X = n_NaOH - 0,08 = 0,22 mol

=> C(Y,Z tb) = (x - nC(X)) : 0,08 = (0,87 - 2.0,22) : 0,08 = 5,375

Mà Y và Z có đồng phân hình học → chứa CH₃CH=CHCOOCH₃

→ 2 muối là: 0,08 mol CH₃CH=CHCOONa và 0,22 mol HCOONa

Muối có PTK lớn hơn là CH₃CH=CHCOONa

→ m_{muối có PTK lớn} = 0,08. 108 = 8,64g.

Cho hỗn hợp X gồm hai chất hữu cơ, no đơn chức, mạch hở (chứa C, H, O) tác dụng vừa đủ với 20ml dung dịch NaOH 2M thu được một muối và một ancol. Đun nóng lượng ancol thu được với axit H2SO4 đặc ở 170°C thu được 0,015 mol anken (là chất khí ở điều kiện thường). Nếu đốt cháy lượng X như trên rồi cho sản phẩm qua bình đựng CaO dư thì khối lượng bình tăng 7,75 gam. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phát biểu nào sau đây đúng ?

Nâng cao - Trắc nghiệm

Đáp án:

• Câu A. Khối lượng của chất có phân tử khối lớn hơn trong X là 2,55 gam.

• Câu B. Tổng phân tử khối của hai chất trong X là 164.

• Câu C. Thành phần phần trăm khối lượng các chất trong X là 49,5% và 50,5%.

• Câu D. Một chất trong X có 3 công thức cấu tạo phù hợp với điều kiện bài toán.

Hỗn hợp A gồm một axit đa chức X và một hợp chất hữu cơ tạp chức Y đều có thành phần chứa các nguyên tử C, H, O. Tiến hành ba thí nghiệm với m gam hỗn hợp A TN1: phản ứng hoàn toàn với lượng dư AgNO3 trong NH3 thu được 43,2 gam Ag. TN2: phản ứng vừa đủ với 100 ml dung dịch KHCO3 2M. TN3: phản ứng vừa đủ với 100 ml dung dịch KOH 4M, thu được 1 ancol duy nhất Z và hỗn hợp T gồm hai muối. Dẫn toàn bộ Z qua bình đựng Na dư thấy khối lượng bình tăng 9 gam, đồng thời thu được 2,24 lít khí H2. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp T bằng lượng O2 vừa đủ thu được 8,96 lít CO2, nước và muối cacbonat. Biết các khí đo ở điều kiệu tiêu chuẩn, phần trăm khối lượng của Y trong hỗn hợp A?

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

TN1 → n_CHO = 0,5. n_Ag = 0,2 mol

TN2 → n_HCO3 = n_COOH = 0,2 mol

TN3 → n_COO = n_KOH = 0,4 mol > n_COOH

→ chứng tỏ Y chứa nhóm COO: 0,2 mol, CHO: 0,2 mol.

Bảo toàn nguyên tố K → n_K2CO3 = 0,5n_KOH = 0,2 mol

Có ∑ n_{C (muối)} = n_CO2 + n_K2CO3 = 0,6 mol = n_COOH + n_CHO + n_COO

Y tạp chức → chứng tỏ X là (COOH)₂: 0,1 mol và Y là HOC-COOR': 0,2 mol

Ancol Z + Na → muối + H₂

→ m_ancol = m_{bình tăng} + m_H2 = 9,2 gam và n_OH- = 2n_H2 = 0,2 mol

Z là ancol đơn chức → M_ancol = 9,2/0,2 = 46 (C₂H₅OH )

→ Y là HOC-COOC₂H₅

%Y = 69,38%

Cho X, Y (MX < MY) là hai este mạch hở, có mạch cacbon không phân nhánh. Đốt cháy hoàn toàn X hoặc Y luôn thu được CO2 có số mol bằng số mol O2 đã phản ứng. Đun nóng 30,24 gam hỗn hợp E chứa X, Y (số mol của X gấp 1,5 lần số mol Y) trong 400 ml dung dịch KOH 1M, sau phản ứng chỉ thu được hỗn hợp F chứa 2 ancol và hỗn hợp G chứa 2 muối. Cho F vào bình đựng Na dư, sau phản ứng có khí H2 thoát ra và khối lượng bình tăng 15,2 gam. Đốt cháy hoàn toàn G cần vừa đủ 0,42 mol O2. Tính tổng số nguyên tử trong phân tử Y?

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

Bảo toàn gốc OH: n_{OH ancol} = n_KOH = 1.0,4 = 0,4 mol

-OH + Na → -ONa + 1/2 H₂ ↑

Bảo toàn khối lượng: m_F = 15,2 + 0,2.2 = 15,6 g.

Bảo toàn khối lượng: m_muối = 30,24 + 0,4.56 – 15,6 = 37,04 g.

Bảo toàn nguyên tố kali: n_COOK = n_KOH = 0,4 mol; n_K2CO3 = 0,2 mol

Đốt cháy G được: n_CO2 = x; n_H2O = y; n_K2CO3 = 0,2 mol

Bảo toàn nguyên tố Oxi: 0,4.2 + 0,42.2 = 0,2.3 + 2x + y (1)

Bảo toàn khối lượng: 37,04 + 0,42.32 = 0,2.138 + 44x + 18y (2)

Từ (1) và (2) ta có: x = 0,52 mol; y = 0 mol → muối không chứa H. Vậy muối phải là của axit 2 chức

→ X, Y là hai este 2 chức → n_X = 0,12 mol; n_Y = 0,08 mol

Đặt số C trong gốc axit của X và Y là a và b

n_C(X) + n_C(Y) = n_C(F) + n_C(G) → 0,12a + 0,08b = 0,2 + 0,52

Giải phương trình nghiệm nguyên: a = 2, b = 6

→ 2 muối là (COOK)₂ và KOOCC≡C–C≡CCOOK

Mặt khác, đốt X hay Y đều cho n_CO2 = n_O2

→ Có dạng cacbohidrat C_n(H₂O)_m

Lại có X và Y đều là este 2 chức → m = 4 → X, Y đều chứa 8H trong phân tử

Do X và Y mạch hở → 2 ancol đều đơn chức → n_F = n_OH = 0,4 mol → M_F = 39 → F có chứa ancol CH₃OH

→ X là CH₃OOCCOOC₂H₅; Y là CH₃OOCC≡C–C≡CCOOC₂H₅ chứa 21 nguyên tử

Đun 20,4 gam một chất hữu cơ A đơn chức với 300 ml dung dịch NaOH 1 M thu được muối B và hợp chất hữu cơ C. Cho C phản ứng với Na dư thu được 2,24 lít H2 (đktc). Nung B với hỗn hợp rắn gồm NaOH và CaO thu được khí D có tỉ khối đối với O2 bằng 0,5. Khi oxi hóa C bằng CuO được chất hữu cơ E không phản ứng với AgNO3/NH3. Xác định CTCT của A?

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

Chất C tác dụng với Na sinh ra khí H₂ ⇒ C là ancol.

Oxi hóa C ra E không phản ứng với AgNO₃ ⇒ C không là ancol bậc 1.

Các đáp án cho A là este đơn chức ⇒ B là muối của Na.

Nung B với NaOH rắn tạo ra D có M_D = 32. 0,5 = 16 → D là CH₄ → B là CH₃COONa.

Đặt công thức của A là CH₃COOR’

CH₃COOR’ + NaOH → CH₃COONa + R’OH

R’OH + Na → R’ONa + H₂↑

CH₃COONa + NaOH -^{CaO, to}→ CH₄↑ + Na₂CO₃.

Ta có: n_H2 = 0,1 mol → n_ancol = 2n_H2 = 2. 0,1 = 0,2 mol

n_NaOH = 0,3 mol > n_ancol → NaOH dư, este phản ứng hết.

→ n_este = n_ancol = 0,2 mol → M_este = 20,4/0,2 = 102 → R’ = 102 – 59 = 43.

→ gốc R’ là C₃H₇ và C là ancol bậc 2: CH₃CH(OH)CH₃

Thủy phân m gam hỗn hợp X gồm este đơn chức M (C5H8O2) và este hai chức N (C6H10O4) cần vừa đủ 150 ml dung dịch NaOH 1M rồi cô cạn thu được hỗn hợp Y gồm hai muối và hỗn hợp Z gồm hai ancol no đơn chức, đồng đẳng kế tiếp, ngoài ra không chứa sản phẩm hữu cơ nào khác. Cho toàn bộ hỗn hợp Z tác dụng với một lượng CuO (dư) nung nóng thu được hỗn hợp hơi T (có tỉ khối hơi so với H2 là 13,75). Cho toàn bộ hỗn hợp T tác dụng với một lượng dư dung dịch AgNO3/NH3 thu được 32,4 gam Ag. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính thành phần phần trăm của muối có phân tử khối nhỏ hơn trong Y?

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

Nhận thấy khi oxi hóa ancol bằng CuO luôn thu được hợp chất hữu cơ C (andehit hoặc xeton) và nước có số mol bằng nhau

Ta có M_T = (M_C + M_H2O)/2 = 27,5 → M_C = 37 → C chứa 2 anđehit kế tiếp nhau là HCHO, CH₃CHO

Do M_C = 37, sử dụng đường chéo → HCHO và CH₃CHO có số mol bằng nhau.

Gọi số mol của HCHO và CH₃CHO là x mol

Khi tham gia phản ứng tráng bạc → n_Ag = 4x + 2x = 0,3 → x = 0,05 mol

Vậy 2 ancol thu được gồm CH₃OH: 0,05 mol và C₂H₅OH: 0,05 mol

Khi thủy phân hỗn hợp X cần dùng 0,15 mol NaOH thu được 2 muối và 2 ancol CH₃OH: 0,05 mol; C₂H₅OH: 0,05 mol

→ B có cấu tạo CH₃OOC-CH₂COOC₂H₅: 0,05 mol và A phải có cấu tạo dạng este vòng C5H8O₂

Luôn có n_NaOH = 2n_B + n_A → n_A = 0,05 mol

Vậy hỗn hợp Y gồm NaOOOC-CH₂-COONa: 0,05 mol và C₅H₉O₃Na: 0,05 mol

→ % NaOOC-CH₂-COONa = (0,05.140.100) : (0,05.148 + 0,05.140) = 48,6%

X, Y, Z là ba este đều mạch hở, thuần chức trong đó X, Y đều đơn chức, Z hai chức. Đốt cháy hoàn toàn 19,28 gam hỗn hợp E chứa X, Y, Z cần dùng 0,94 mol O2 thu được 11,52 gam nước. Mặt khác đun nóng 19,28 gam E với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được hỗn hợp T chứa hai ancol đều no, không thuộc cùng dãy đồng đẳng và hỗn hợp gồm hai muối có tỉ lệ mol 1: 1. Dẫn toàn bộ T qua bình đựng Na dư, thấy khối lượng bình tăng 9,2 gam. Tính phần trăm khối lượng của este có khối lượng phân tử nhỏ nhất trong hỗn hợp E?

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

+) E (19,28 g) + O₂ (0,94 mol) → CO₂ + H₂O (0,64 mol)

→ Bảo toàn khối lượng: m_CO2 = m_E + m_O2 - m_H2O = 37,48 (g) → n_CO2 = 0,86 mol

→ Bảo toàn nguyên tố Oxi: n_O(E) = 2n_CO2 + n_H2O - 2n_O2 = 0,48 mol

→ n_OH(ancol) = n_NaOH = n_COO = 0,24 mol

ROH + Na → RONa + 1/2 H₂ ↑ → n_H2 = 0,12 mol

Bảo toàn khối lượng: m_T = m_{bình tăng} + m_H2 = 9,2 + 0,12.2 = 9,44 g.

Từ giả thiết → T gồm ancol đơn chức và 2 chức

Mặt khác, do X, Y, Z đều mạch hở → các muối đều đơn chức.

→ số mol mỗi muối là 0,12 mol

→ Bảo toàn khối lượng: m_muối = m_E + m_NaOH - m_T = 19,28 + 0,24.40 – 9,44 = 19,44 g

→ M_muối = 19,44/0,24 = 81

→ Phải chứa HCOONa → M_{muối còn lại} = (19,44 - 0,12.68)/0,12 = 94 (C₂H₃COONa)

+) Quy E về HCOOH, C₂H₃COOH, CH₃OH, C₂H₄(OH)₂, CH₂, H₂O

→ n_HCOOH - n_C2H3COOH = 0,12 mol, n_H2O = -n_COO = -0,24 mol

Đặt n_CH3OH = x; n_C2H4(OH)2 = y; n_CH2 = z

→ m_E = 0,12.46 + 0,12.72 + 32x + 62y + 14z – 0,24.18 = 19,28 g. (1)

n_CO2 = n_C(E) = 0,12 + 0,12.3 + x + 2y + z (2)

n_OH = x + 2y = 0,24 mol (3)

Từ (1), (2), (3) → x = 0,04 mol; y = 0,1 mol; z = 0,14 mol

→ Ancol là C₂H₅OH và C₃H₆(OH)₂

→ Hỗn hợp E gồm 0,02 mol HCOOC₂H₅; 0,02 mol C₂H₃COOC₂H₅ và 0,1mol C₂H₃COOC₃H₆OOCH

este có KLPT nhỏ nhất là HCOOC₂H₅

=> %mHCOOC2H5 = (0,02.72.100) : 19,28 = 7,68%

Hỗn hợp X gồm hai chất hữu cơ no, đơn chức, mạch hở. Đun 20,6 gam X với dung dịch NaOH đủ, thu được 20,5 gam một muối cacboxylat Y và 10,1 gam hỗn hợp Z gồm hai ancol là đồng đẳng kế tiếp. Đốt cháy hoàn toàn 10,1 gam Z, thu được 8,96 lít (đktc) CO2. Tính thành phần phần trăm về khối lượng của chất có khối lượng phân tử nhỏ hơn trong X?

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

Nhận thấy X thuỷ phân trong NaOH tạo muối và ancol → X là este

Bảo toàn khối lượng → m_NaOH = 20,5 + 10,1 - 20,6 = 10 gam → n_NaOH = 0,25 mol

→ n_muối = 0,25 mol → M_muối = 82 ( CH₃COONa)

Có n_ancol = 0,25 mol → M_ancol = 40,4

→ hai ancol là CH₃OH: x mol và C₂H₅OH: y mol

Ta có: x + y = 0,25 và x + 2y = 0,4

=> x = 0,1 và y = 0,15

X gồm CH₃COOCH₃: 0,1 mol và CH₃COOC₂H₅: 0,15

% CH₃COOCH₃ = [(0,1.74)/20,6]. 100% = 35,92%