Tiến hành este hóa axit X có dạng CnH2n+1COOH với rượu etylic, sau phản ứng tách và thu được hỗn hợp Z gồm este Y, axit X và rượu. Chia 14,8 gam Z thành 2 phần bằng nhau. Đốt cháy phần 1 bằng khí oxi dư thu được 14,85 gam CO2 và 6,75 gam H2O. Phần 2 phản ứng với 125 ml dung dịch NaOH 0,5M thu được dung dịch chứa m gam muối và 3,45 gam rượu. Xác định công thức cấu tạo của X, Y; tính m và hiệu suất phản ứng este hóa.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
n CO2 = 0,6 mol => m CO2 = 0,6 . 44 = 26,4 g
n H2O = 0,8 mol
=> n ancol = 0,8 – 0,6 = 0,2 mol
Bảo toàn khối lượng : m Oxy + m hỗn hợp = m CO2 + m H2O
=> m oxy + 15,2 = 26,4 + 14,4 => m Oxy = 25,6 g => n O2 = 0,8 mol
Bảo toàn nguyên tố oxy : n O ( trong hỗn hợp ) + 2 n O2 ( đốt cháy ) = n CO2 . 2 + n H2O
=> 2 n axit + n ancol + 0,8 . 2 = 0,8 + 0,6 .2
=> n Axit = 0,1 mol ( vì n ancol = 0,2 mol )
=> n axit . ( n + 1 ) + n ancol . m = n CO2
=> 0,1 . (n + 1 ) + 0,2 . m = 0,6
=> n +2 m = 5
TH1 m = 2 thì n = 1 TH2: m = 1 thì n = 3
C2H5OH và CH3COOH ( loại vì có số C giống nhau đều là 2 C )
hoặc C3H7COOH và CH3OH ( chọn )
C3H7COOH + CH3OH → C3H7COOCH3 + H2O
0,1 0,2 => 0,1 mol
=> n thực tế = 0,09 mol
=> m C3H7COOCH3 = 0,09 . 102 = 9,18 g
a)
\(2C_nH_{2n+1}COOH + 2Na \to 2C_nH_{2n+1}COONa + H_2\\ 2C_mH_{2m+1}OH + 2Na \to 2C_mH_{2m+1}ONa + H_2\\ C_nH_{2n+1}COOH + \dfrac{3n+1}{2}O_2 \xrightarrow{t^o} (n + 1)CO_2 + (n + 1)H_2O\\ C_mH_{2m+1}OH + \dfrac{3m}{2}O_2 \xrightarrow{t^o} m CO_2 + (m + 1)H_2O\\ C_nH_{2n+1}COOH + C_mH_{2m+1}OH \buildrel{{H_2SO_4,t^o}}\over\rightleftharpoons C_nH_{2n+1}COOC_mH_{2m+1} + H_2O\)
b)
Phần 1 :
n X + n Y = 2n H2 = 2.5,6/22,4 = 0,5(mol)
Phần 2 : n CO2 = 57,2/44 = 1,3(mol)
Phần 3 :
n X pư = n Y pư = n H2O = 2,7/18 = 0,15(mol)
- Nếu n X < n Y : Hiệu suất tính theo X
n X = 0,15/75% = 0,2(mol)
=> n Y = 0,5 - n X = 0,5 - 0,2 = 0,3 >n X = 0,2 ( thỏa mãn)
Bảo toàn nguyên tố với C :
(n + 1).n X + m.nY = n CO2
<=>(n + 1).0,2 + 0,3.m = 1,3
<=> 2n + 3m = 11
Với n = 1 ; m = 3 thì thỏa mãn . X là CH3COOH ; Y là C3H7OH
Với n = 4 ; m = 3 thì thỏa mãn . X là C4H9COOH ; Y là CH3OH
- Nếu n X > n Y : Hiệu suất tính theo Y
n Y = 0,15/75% = 0,2(mol)
=> n X = 0,5 - n Y = 0,5 - 0,2 = 0,3 > n Y(thỏa mãn)
n CO2 = (n + 1).n X + m.nY
<=>(n + 1)0,3 + 0,2.m = 1,3
<=> 3n + 2m = 10
Với n = 2 ; m = 2 thì thỏa mãn. X là C2H5COOH ; Y là C2H5OH
Đáp án D
Phần 3:
0,11g este + O 2 → 0,005 mol CO 2 +0,005mol H 2 O
Þ Este no Þ Axit và ancol đều no.
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng có:
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố O có: 2neste=2.0,005 + 0,005 – 2.0,00625=0,0025 mol Þ neste= 0,00125 mol
Þ CTPT của este là C4H8O2
Trường hợp 1: Axit là HCOOH (a mol) , ancol là C3H7OH (b mol)
Trường hợp 2: Axit CH3COOH ( a mol), ancol là C2H5OH (b mol)
Thỏa mãn với tất cả các giá trị 0 < a, b<0,2
Trường hợp 3: Axit C2H5COOH (a mol), ancol là CH3OH (b mol)
Vậy cả 3 trường hợp đều thỏa mãn.
Bước 1. Tìm muối B:
Đốt B: nNaCO3 = 6,89/106 = 0,065 mol
Đốt Z: nCO2 = 3,36/22,4 = 0,15 mol; nH2O = 4,32/18 = 0,24 mol
Bảo toàn Na: nNa/B = nNaOH = 2nNa2CO3 = 0,13 mol = nmuối
Vì X gồm 2 este no, mạch hở Z gồm các ancol no, hở
→ Hỗn hợp este X có ít nhất 1 este đơn chức hỗn hợp Z gồm 1 ancol đa chức, 1 ancol đơn chức
Axit tạo muối B là đơn chức, Gọi B là RCOONa
→ nCOONa = nNa/B = 0,13 mol => MCOONa = 10,66/0,13 = 82
R = 15, R là CH3, muối B là CH3COONa
Bước 2. Tìm các chất trong hỗn hợp Z
Vì CT của 1 ancol là CH3OH: a mol và ancol còn lại là CnH2n+2Om
ta có: a + nb = 0,15
và a + b = 0,09 → (n – 1).b = 0,06
a + mb = 0,13 → (m – 1).b = 0,04
(n-1)/(m-1) = 3/2
Có thể thấy ngay là n = 4 và m = 3, những giá trị lớn hơn, làm cho Mancol > 100
Vậy 2 ancol là CH3OH và C4H7(OH)3, Gọi a và b là số mol của 2 ancol tương ứng
→ Đáp án C
Đáp án B
Khi đốt cháy 15,3 gam Y ta có:
n C O 2 = 0 , 75 ( m o l ) ; n H 2 O = 0 , 75 ( m o l )
=> este no, đơn chức, mạch hở
=> ancol và axit cũng no, đơn chức, mạch hở
Bảo toàn khối lượng ta có:
m e s t e = m C + m H + m O = 12 n C O 2 + 2 n H 2 O + 16 n ( O t r o n g e s t e ) ⇒ n ( O t r o n g e s t e ) = 0 , 3 ( m o l ) ⇒ n e s t e = 0 , 15 ( m o l )
=> este có CTPT là C5H10O2
Xét phần 1 có: n H 2 = 0 , 15 ( m o l ) .
Vì axit và ancol đơn chức ⇒ n a x i t + n a n c o l = 0 , 3 ( m o l )
Xét phần 2: n C O 2 = 0 , 9 ( m o l ) ⇒ C ¯ X = 3
=>trong X một chất có 4 nguyên tử C, một chất có 1 nguyên tử C trong phân tử.
=>Các CTCT phù hợp của Y là:
H C O O C H 2 ( C H 2 ) 2 C H 3 ; H C O O C H 2 ( C H 3 ) C H 2 C H 3 ; H C O O C H 2 ( C H 3 ) ( C H 3 ) - C H 3 ; H C O O C H 2 - C H ( C H 3 ) - C H 3 ; C H 3 ( C H 2 ) 2 C O O C C H 3 ; C H 3 - C H ( C H 3 ) - C O O C C H 3
Chú ý: Bài toán chỉ cho rằng phần 3 thực hiện este hóa thu được este Y chứ không nói rằng khối lượng este trong phần 3 là 15,3 gam. Nếu bạn nào ngộ nhận khối lượng este là 15,3 gam sẽ thấy các số liệu bên trên của phần 1 và phần 2 không thỏa mãn.