Hỗn hợp X gồm một axit cacboxylic đơn chức, một axit cacboxylic hai chức (hai axit đều mạch hở, có cùng số liên kết π) và hai ancol đơn chức là đồng đẳng liên tiếp. Đốt cháy hoàn toàn m gam X, thu được 0,21 mol CO2 và 0,24 mol H2O. Thực hiện phản ứng este hóa m gam X (giả sử hiệu suất các phản ứng đều bằng 100%), hỗn hợp sau phản ứng chỉ có nước và 5,4 gam các este thuần chức. Phần trăm khối lượng của ancol có phân tử khối lớn trong X gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 11%
B. 7%.
C. 9%.
D. 5%.
Đáp án : A
Có n H2O > n CO2 => 2 ancol no, đơn chức, mạch hở, đồng đẳng liên tiếp
Gọi CTPT của axit cacbonxylic đơn chức và axit cacboxylic 2 chức trong X lần lượt là
CnH2n+2-2kO2 và CmH2m+2-2kO4 (k ≥ 2)
Đốt cháy ancol no, đơn chức, mạch hở thì n ancol = n H2O – n CO2 .
Đặt n ancol = a
CnH2n+2-2kO2 → n CO2 + (n+1 – k )H2O
x xn x (n+1 – k )
CmH2m+2-2kO4 → m CO2 + (m+1 – k )H2O
Y ym y (m+1 – k )
Vậy n H2O – n CO2 = a + (1 – k )(x+y) = 0,24 – 0,21 = 0,03 (1)
Mặt khác, este hóa hoàn toàn hh X thì được hỗn hợp chỉ chứa este và nước
=> ∑ n OH = ∑ n COOH
Hay a = x + 2y <=> a – x – 2y = 0 (2)
Do k ≥ 2
Với k = 3 , (1) <=> a – 2x – 2y = 0,03
Có a – 2x – 2y < a – x – 2y <=> 0,03 < 0 (vô lý)
=> k = 2 => (1) <=> a – x – y = 0,03
Mặt khác, m hh = m este + m H2O = m C + m H + m O
<=> 5,4 + 18a = 0,21. 12 + 0,24. 2 + 16a + 32x + 64y
<=> - 2a + 32x + 64y = 2,4 (3)
Từ (1)(2)(3) => a = 0,08; x = 0,02 ; y = 0,03
n hh = 0,08 + 0,02 + 0,03 = 0,13 mol
=> Số ng. tử C trung bình = 0,21: 0,13 = 21/13
Số ng. tử H trung bình = 0,24. 2 : 0,13 = 3,63
Các hợp chất trong X đều chứa số H chẵn => Có 1 hợp chất chứa 2 nguyên tử H
=> đó là HOOC – COOH (C2H4O2); n C2H4O2 = 0,03 mol
m hh = 5,4 + 18. 0,08 = 6,84 gam
=> m ancol + m axit đơn chức = 6,84 – 0,03. 90 = 4,14 gam
Vì số ng tử C trung bình = 21/13 => hh X chứa 1 chất có số nguyên tử C = 1
=> Đó là CH3OH => ancol còn lại là C2H6O
Axit đơn chức chứa 1 lk π trên mạch C, thuộc dãy đồng đẳng của axit acrylic
=> 0,08. M ¯ ancol + 0,02. Maxit = 4,14
32 < M ¯ ancol < 46
