Question

[Nguyễn Hoàng Nam]

Hỗn hợp E chứa ba este đều mạch hở, trong phân tử chỉ chứa một loại nhóm chức gồm este X (C_xH_2xO₂), este Y (C_yH_2y–2O₂) và este Z (C_zH_2z–2O₄). Đun nóng 0,4 mol E với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được 25,7 gam hỗn hợp gồm ba ancol cùng dãy đồng đẳng và 49,1 gam hỗn hợp T gồm ba muối. Đốt cháy toàn bộ T cần dùng 0,275 mol O₂, thu được Na₂CO₃ và 0,49 mol hỗn hợp gồm CO₂ và H₂O. Phần trăm khối lượng của Y trong hỗn hợp E là 

A. 8,35%.

B. 9,47%.

C. 7,87%.

D. 8,94%.

Answer 1

[Ngô Quang Sinh]

Đáp án A

Cách 1: X có CTPT C_nH_2nO₂ là este no, đơn chức, mạch hở ® ancol tạo X là no, đơn chức mạch hở. ® cả ba ancol cùng dãy đồng đẳng no, đơn chức, mạch hở ® Z tạo từ axit hai chức và ancol đơn chức.

Theo đó, n_{hỗn hợp muối T} = n_E = 0,04 mol. “Cảm nhận” đốt T đủ giả thiết để giải. Thật vậy:

ó Phản ứng đốt cháy: . 

- Gọi số mol Na₂CO₃ là x mol  → ∑ n C O O N a = 2 a   m o l  . Bảo toàn nguyên tố O với YTHH 01 có:

Phương trình: 4a+0,275.2= 3a+0,49.2- n H 2 O → n H 2 O = 0 , 42 - a   ( m o l ) n C O 2 = 0 , 06 + a   ( m o l )  

→  Bảo toàn khối lượng: 49,1+0,275.32= 106a+44(0,06+a)+18(0,43-a) → a= 0,36.

- YTHH 01 cho 0,72 mol Na trong 0,4 mol T ® có 0,32 mol muối Z'; còn lại 0,08 mol X' và Y'.

Đốt muối, có tương quan  ∑ n C O 2 - ∑ n H 2 O = n Y ' + n Z ' →  có 0,03 mol Y' và suy ra 0,05 mol X'

Biện luận 1:  có phương trình: 0,05n'+0,03m'+0,32x'= ∑ n C =0,06+2a= 0,78 mol (*) 

Với n', m', x' là các số nguyên và  n ' ≥ 1 ,   m ' ≥ 3 ,   x ' = 2 . Tóm lại, ở đốt cháy muối xử lí có được: 0,05 mol HCOONa; 0,03 mol C₂H₃COONa và 0,32 mol (COONa)₂.

Biện luận 2:  nếu ancol tạo Z là C₂H₅OH trở lên thì m a n c o l ≥ 0 , 32 . 2 . 46 = 29 , 44 ≥ 25 , 7   g a m .

→  ancol tạo ra Z là CH₃OH hay Z là (COOCH₃)₃. Giả sử X là HCOOR và Y là C 2 H 3 C O O R ' .

Ta có  

Giải phương trình nghiệm nguyên có R = 43 (gốc C₃H₇-) và R'= 57 (gốc C₄H₉-).

Vậy hỗn hợp E có 0,03 mol este Y là C₂H₃COOC₄H₉ (M=128).

Bảo toàn khối lượng phản ứng thủy phân có  m E =25,7+49,1-0,72.40= 46 gam 

→  Yêu cầu .

Cách 2: Suy luận như trên có n_muối = n_este = 0,4 mol.

ó Quy muối gồm: x mol HCOONa; y mol C₂H₃COONa; z mol (COONa)₂ và a mol CH₂. Ta có hệ 4 ẩn:

    - Tổng số mol các muối:         x+y+z= 0,4 mol (1) 

    - Tổng số mol H₂O va CO₂:    x+4y+z+2a= 0,49 mol (2) 

    - Tổng khối lượng muối T:      68x+94y+134z+14a= 49,1 mol (3)  

    - Số mol O₂ cần để đốt là:        0,5x+3y+0,5z+1,5a= 0,275 mol (4)  

Giải hệ ta được: x = 0,05 mol; y = 0,03 mol; z = 0,32 mol; a = 0  → ∑ n a n c o l = 0 , 72   m o l  

Lại quy đổi ancol gồm 0,72 mol CH₃OH và 0,19 mol CH₂. Thấy: 0,19= 0,05.2+0,03.3 => có 0,05 HCOOC₃H₇ và 0,03 C₂H₃COOC₄H₉ và 0,32 mol (COOCH₃)₂ => Yêu cầu như cách 1.

Cách 3: Gọi số mol X, Y, Z lần lượt là x, y, z mol.

Có n_NaOH = x + y + 2z = n_COONa = n_{O trong muối}. Lại có .

=> Bảo toàn O phản ứng đốt có  

=>  n C O 2 = 0 , 26 + z / 2   m o l   v à   n H 2 O = 0 , 23 - z / 2 . BTKL giải ra: z = 0,32 mol ® x + y = 0,08 mol.

→ ∑ n N a O H = 0 , 72   m o l = ∑ n a n c o l → M a n c o l = 35 , 7 →  có 1 ancol là CH₃OH.

=> Tiếp tục giải và biện luận tương tự cách