Hỗn hợp E gồm 3 este X, Y, Z đều no, mạch cacbon hở và không phân nhánh (MX < MY < MZ). Đốt cháy hoàn toàn 18,26 gam E cần 13,104 lít O2 (đktc), thu được 8,82 gam H2O. Mặt khác, đun nóng 18,26 gam E với dung dịch NaOH (lấy dư 40% so với lượng phản ứng), cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được chất rắn T và hỗn hợp hai ancol no (kế tiếp trong dãy đồng đẳng). Đốt cháy hoàn toàn T, thu được Na2CO3, CO2 và 1,08 gam H2O. Phân tử khối của Z là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai*Đốt E:
\(\begin{array}{*{20}{l}} {\;\;\;\;\;{\rm{ }}E{\rm{ }}\;\;\;\;\;\;\; + {\rm{ }}\;\;\;\;\;\;\;{O_2}\;\;\;\;\;\;\;\;\; \to {\rm{ }}\;\;\;\;\;C{O_2}\;\;\;\;\;\;\; + {\rm{ }}\;\;\;\;\;\;\;{H_2}O}\\ {18,26{\rm{ }}\left( g \right)\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}0,585{\rm{ }}\left( {mol} \right)\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}0,49{\rm{ }}\left( {mol} \right)}\\ {BTKL{\rm{ }} \Rightarrow {\rm{ }}{m_{C{O_2}}}\; = {\rm{ }}{m_E}\; + {\rm{ }}{m_{{O_2}}}\; - {\rm{ }}{m_{{H_2}O}}\; = {\rm{ }}28,16{\rm{ }}\left( g \right){\rm{ }} \to {\rm{ }}{n_{C{O_2}}}\; = {\rm{ }}0,64{\rm{ }}\left( {mol} \right)}\\ {BTNT:{\rm{ }}O{\rm{ }} \Rightarrow {\rm{ }}{n_{O(E)}}\; = {\rm{ }}2{n_{C{O_2}}}\; + {\rm{ }}{n_{{H_2}O}}\; - {\rm{ }}2{n_{{O_2}}}\; = {\rm{ }}0,6{\rm{ }}\left( {mol} \right){\rm{ }} \to {\rm{ }}{n_{COO}}\; = {\rm{ }}\raise.5ex\hbox{$\scriptstyle 1$}\kern-.1em/ \kern-.15em\lower.25ex\hbox{$\scriptstyle 2$} {\rm{ }}{n_{O(E)}}\; = {\rm{ }}0,3{\rm{ }}\left( {mol} \right)} \end{array}\)
Ta thấy nCO2 > nH2O mà các este đều no → hỗn hợp có chứa este 2 chức (do mạch hở, không phân nhánh)
→ neste hai chức = nCO2 - nH2O = 0,64 - 0,49 = 0,15 mol
Lại thấy nCOO = 2neste hai chức ⟹ X, Y, Z đều là este hai chức
Thủy phân E thu dược các ancol no, đơn chức, đồng đẳng kế tiếp nên X, Y, Z đều được tạo bởi axit 2 chức và ancol đơn chức
Ctb = 0,64 : 0,15 = 4,267 nên có 1 este có số C < 4,267 → X là (COOCH3)2
→ 2 ancol là CH3OH và C2H5OH
*Thủy phân E:
nNaOH pư = nCOO = 0,3 mol → nNaOH dư = 0,3.40% = 0,12 mol
\(\begin{array}{l} E\left\{ \begin{array}{l} {(COOH)_2}:0,15\\ C{H_2}:x\\ C{H_3}OH:y\\ {C_2}{H_5}OH:z\\ {H_2}O: - 0,3 \end{array} \right. + NaOH:0,42 \to Ran,T\left\{ \begin{array}{l} {(COONa)_2}\\ C{H_2}:x\\ NaO{H_{du}}:0,12 \end{array} \right. + {O_2} \to {H_2}O:0,06\\ \begin{array}{*{20}{l}} {\left( 1 \right){\rm{ }}{m_{hh{\rm{ }}E}}\; = {\rm{ }}0,15.90{\rm{ }} + {\rm{ }}14x{\rm{ }} + {\rm{ }}32y{\rm{ }} + {\rm{ }}46z{\rm{ }} + {\rm{ }}18.\left( { - 0,3} \right){\rm{ }} = {\rm{ }}18,26}\\ {\left( 2 \right){\rm{ }}{n_{C{O_2}}}\; = {\rm{ }}2.0,15{\rm{ }} + {\rm{ }}x{\rm{ }} + {\rm{ }}y{\rm{ }} + {\rm{ }}2z{\rm{ }} = {\rm{ }}0,64} \end{array} \end{array}\)
(3) nH2O(đốt muối) = nCH2 + 0,5nNaOH dư → x + 0,5.0,12 = 0,06
Giải hệ trên được x = 0; y = 0,26; z = 0,04
Do x = 0 ⟹ không cần trả CH2 cho gốc axit
⟹ X, Y, Z đều được tạo từ (COOH)2
Vì MX < MY < MZ nên các chất X, Y, Z là:
\(\begin{array}{*{20}{l}} {\left( X \right){\rm{ }}{{\left( {COOC{H_3}} \right)}_2}}\\ {\left( Y \right){\rm{ }}C{H_3}OOC - COO{C_2}{H_5}}\\ {\left( Z \right){\rm{ }}{{\left( {COO{C_2}{H_5}} \right)}_2}}\\ { \Rightarrow {\rm{ }}{M_Z}\; = {\rm{ }}146} \end{array}\)
