Cho các hợp chất hữu cơ no, mạch hở sau: X và Y (có cùng số mol) là hai axit cacboxylic đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng, Z là ancol ba chức (có số nguyên tử cacbon nhỏ hơn 5). Đun 5 mol hỗn hợp E gồm X, Y, Z với xúc tác H2SO4 đặc (giả sử chỉ xảy ra phản ứng este hóa với hiệu suất 50% được tính theo hai axit X và Y) thu được 3,5 mol hỗn hợp F gồm X, Y, Z và các sản phẩm hữu cơ (chỉ chứa nhóm chức este). Tiến hành các thí nghiệm sau:
Thí nghiệm 1: Cho a mol F tác dụng với Na dư, sau phản ứng hoàn toàn thu được 0,6 mol khí H2.
Thí nghiệm 2: Đốt cháy hoàn toàn (a + 0,35) mol F cần vừa đủ 5,925 mol khí O2 thu được CO2 và H2O. Phần trăm khối lượng của các este trong F gần nhất với
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sainaxit phản ứng = nH2O = nE – nF = 1,5
=> neste = nH2O/3 = 0,5 mol
naxit ban đầu = 1,5.50% = 3 ® nZ ban đầu = 2
=> nZ dư = 2 – 0,5 = 1,5
Vậy 3,5 mol F gồm các axit (1,5 mol), Z (1,5 mol) và các este (0,5 mol)
nH2 = 0,5naxit + 1,5nZ = 3
=> a = 0,6.3,5/3 = 0,7
0,7 + 0,35 = 1,05 mol F gồm axit (0,45), Z (0,45) và este (0,15)
Quy đổi 1,05 mol F thành HCOOH (0,45 +0,15.3 = 0,9), C3H5(OH)3 (0,45 + 0,15 = 0,6), CH2 (e) và H2O (-0,15.3 = -0,45)
nO2 = 0,9.0,5 + 0,6.3,5 + 1,5e = 5,925 => e = 2,25
=> mF = 120
Z có số C < 5 ⟹ Z là C4 hoặc C3
+ Nếu Z là C4H7(OH)3 → nC (Axit) = 0,9 + e = 2,55 → số C = 2,55/0,9 = 2,833 (loại vì 2 axit có số mol bằng nhau)
+ Nếu Z là C3H5(OH)3 → nC (Axit) = 0,9 + e = 3,15 → số C = 3,15/0,9 = 3,5
=> C2H5COOH (0,45 mol) và C3H7COOH (0,45 mol)
meste = mF – mC3,5H7O2 dư – mC3H5(OH)3 dư = 42,15
%meste = 35,125%
Đề thi thử tốt nghiệp THPT năm 2023 môn Hoá học
Trường THPT Nguyễn Du
