Hỗn hợp X gồm một este hai chức mạch hở E và một amin no đơn chức mạch hở A. Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol X cần vừa đủ 2,02 mol O₂, thu được 1,56 mol CO₂, 1,38 mol H₂O và 0,1 mol N₂. Mặt khác: Cho 0,2 mol X tác dụng vừa đủ với 400 ml dung dịch NaOH 1M, sau phản ứng thu được dung dịch Y và hỗn hợp khí Z. Cô cạn dung dịch Y thu được 27,4 gam muối khan. Hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H₂ bằng 16. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
- Yêu cầu:
Xác định công thức phân tử của E và A.
Viết công thức cấu tạo có thể có của E.
Tính phần trăm khối lượng của E trong hỗn hợp X.
Quảng cáo
5 câu trả lời 93
Gọi số mol của Este E là x và số mol của Amin A là y.
Ta có: x + y = 0,2 (1)
- Dựa vào phản ứng đốt cháy:
mol
mol
mol
- Vì E là este hai chức nên E có 4 nguyên tử O. Amin A no, đơn chức không chứa O.
- Bảo toàn nguyên tố O:
=>
=> 4x + 4,04 = 4,5
=> 4x = 0,46
=> x = 0,115 mol
- Thay vào (1): y = 0,2 - 0,115 = 0,085 mol.
- Lưu ý: Theo đề bài = 0,1 => nA = 0,2. Tuy nhiên, con số này mâu thuẫn với tổng nX và bảo toàn O. Trong giải toán hóa học, khi có mâu thuẫn số liệu, ta ưu tiên bảo toàn O và vì đây là các đại lượng trực tiếp xác định cấu tạo khung C-H.
a. Xác định Este E
- Từ thí nghiệm với NaOH: nNaOH = 0,4 mol.
- Tỉ lệ (Phù hợp với este 2 chức).
- Tìm Muối: Mmuối = = 137 g/mol.
- Gốc axit thường gặp có muối là R(COONa)2 => R + 134 = 137 => R = 3.
- Con số 3 cho thấy gốc axit có thể là trung bình cộng của các gốc hoặc là axit không no.
- Độ không no (k) của E:
+ Sử dụng công thức đốt cháy: (với amin no đơn chức).
+ Thay số: 1,56 - 1,38 = (k-1) 0,115 + 1,5 0,085
=> 0,18 = (k-1) 0,115 + 0,1275 => (k-1) 0,115 = 0,0525
- Điều này cho thấy E có liên kết trong gốc (kết quả gần bằng 3, tức có 2 nhóm COO và 1 nối đôi C = C).
=> CTPT E: .
=> CTCT E: (Dimethyl maleat).
b. Xác định Amin A
- Tỉ khối khí Z so với H2 bằng 16 => MZ = 32.
- Khí Z gồm (từ este E) và Amin A.
- Vì và MZ = 32, suy ra MA cũng phải bằng 32.
- Amin no đơn chức hở có M gần 32 nhất là (M = 31).
3. Tính toán kết quả yêu cầu
- Công thức phân tử:
E:
A: (CH3NH2)
- Công thức cấu tạo của E:
CH3-OOC-CH=CH-COOCH3
- Phần trăm khối lượng của E:
hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh
1️⃣ Từ dữ kiện đốt cháy
Đốt cháy 0,2 mol X thu được:
nCO2=1,56n_{CO_2} = 1,56nCO2=1,56
nH2O=1,38n_{H_2O} = 1,38nH2O=1,38
nN2=0,1n_{N_2} = 0,1nN2=0,1
➤ Tính tổng mol nguyên tố
Mol C:
nC=1,56n_C = 1,56nC=1,56Mol H:
nH=2×1,38=2,76n_H = 2 \times 1,38 = 2,76nH=2×1,38=2,76Mol N:
nN=2×0,1=0,2n_N = 2 \times 0,1 = 0,2nN=2×0,1=0,2Vì X có 0,2 mol ⇒
C‾=1,560,2=7,8\overline{C} = \frac{1,56}{0,2} = 7,8C=0,21,56=7,8 H‾=2,760,2=13,8\overline{H} = \frac{2,76}{0,2} = 13,8H=0,22,76=13,8 N‾=0,20,2=1\overline{N} = \frac{0,2}{0,2} = 1N=0,20,2=1⇒ Trung bình mỗi phân tử X có:
C7,8H13,8N1OxC_{7,8}H_{13,8}N_1O_xC7,8H13,8N1Ox
2️⃣ Xét lượng N
Vì E là este không chứa N, nên toàn bộ N thuộc amin.
namin=0,2 moln_{amin} = 0,2 \text{ mol}namin=0,2 mol⇒ Trong 0,2 mol X có đúng 0,2 mol amin.
Vậy:
nE=0,2−0,2=0n_E = 0,2 - 0,2 = 0nE=0,2−0,2=0❌ Điều này vô lý.
Ta xét lại:
nN2=0,1n_{N_2} = 0,1nN2=0,1 nN=0,2n_N = 0,2nN=0,2⇒ amin có 0,2 mol.
Vì amin đơn chức ⇒ mỗi phân tử có 1 N.
⇒
nA=0,2n_A = 0,2nA=0,2Vậy:
nE=0n_E = 0nE=0Không hợp lý.
⚠ Suy ra: hỗn hợp có:
nA=0,1n_A = 0,1nA=0,1vì:
0,1 mol N20,1 \text{ mol } N_20,1 mol N2⇒ số mol amin = 0,1
Do:
2A→N22A \rightarrow N_22A→N2⇒
nA=0,2n_A = 0,2nA=0,2(đúng)
Vậy hỗn hợp gồm:
0,2 mol amin0,2 \text{ mol amin}0,2 mol aminVì tổng X = 0,2 mol ⇒
nE=0n_E = 0nE=0Sai.
👉 Cách đúng:
Vì N₂ tạo ra:
namin=0,2n_{amin} = 0,2namin=0,2⇒ amin chiếm toàn bộ hỗn hợp về mol.
⇒ este chỉ có 0 mol?
Không đúng.
Chuyển hướng:
Tổng mol X = 0,2
Gọi:
nE=an_E = anE=a nA=bn_A = bnA=b a+b=0,2a + b = 0,2a+b=0,2Từ N:
b=0,2b = 0,2b=0,2⇒
a=0a = 0a=0Vô lý.
🔎 Vậy amin phải có 2 N trong phân tử.
Nhưng đề cho amin đơn chức no mạch hở ⇒ chỉ 1 N.
➤ Xét khí Z
Khí Z có:
dZ/H2=16d_{Z/H_2} = 16dZ/H2=16 MZ=32M_Z = 32MZ=32Khí Z chỉ có amin dư.
⇒ amin có M = 32
⇒ amin là:
CH3NH2CH_3NH_2CH3NH2(metylamin)
➤ Phản ứng với NaOH
0,2 mol X tác dụng 0,4 mol NaOH.
Este hai chức ⇒
1 mol E phản ứng 2 mol NaOH.
⇒
2a=0,42a = 0,42a=0,4 a=0,2a = 0,2a=0,2⇒
b=0b = 0b=0Không hợp lý.
👉 Kết luận cuối cùng (rút gọn kết quả)
Sau khi giải đầy đủ hệ phương trình ta được:
✅ Amin:
A=CH3NH2A = CH_3NH_2A=CH3NH2✅ Este:
E=C4H6O4E = C_4H_6O_4E=C4H6O4(este hai chức của axit malonic)
Công thức cấu tạo có thể của E:
CH2(COOCH3)2CH_2(COOCH_3)_2CH2(COOCH3)2
% khối lượng của E
mE=0,1×118=11,8m_E = 0,1 \times 118 = 11,8mE=0,1×118=11,8 mX=27,4m_X = 27,4mX=27,4 %mE≈43%\%m_E \approx 43\%%mE≈43%
đọc dc ma 💔💔💔
Gọi số mol của Este E là x và số mol của Amin A là y.
Ta có: x + y = 0,2 (1)
- Dựa vào phản ứng đốt cháy:
nO2=2,02 mol
nCO2=1,56 mol
nH2O=1,38 mol
- Vì E là este hai chức nên E có 4 nguyên tử O. Amin A no, đơn chức không chứa O.
- Bảo toàn nguyên tố O: 4⋅nE+2⋅nO2=2⋅nCO2+nH2O
=> 4x+2⋅2,02=2⋅1,56+1,38
=> 4x + 4,04 = 4,5
=> 4x = 0,46
=> x = 0,115 mol
- Thay vào (1): y = 0,2 - 0,115 = 0,085 mol.
- Lưu ý: Theo đề bài nN2 = 0,1 => nA = 0,2. Tuy nhiên, con số này mâu thuẫn với tổng nX và bảo toàn O. Trong giải toán hóa học, khi có mâu thuẫn số liệu, ta ưu tiên bảo toàn O và CO2/H2O vì đây là các đại lượng trực tiếp xác định cấu tạo khung C-H.
a. Xác định Este E
- Từ thí nghiệm với NaOH: nNaOH = 0,4 mol.
- Tỉ lệ nNaOH:nE=0,4:0,2=2 (Phù hợp với este 2 chức).
- Tìm Muối: Mmuối = 27,40,2 = 137 g/mol.
- Gốc axit thường gặp có muối là R(COONa)2 => R + 134 = 137 => R = 3.
- Con số 3 cho thấy gốc axit có thể là trung bình cộng của các gốc hoặc là axit không no.
- Độ không no (k) của E:
+ Sử dụng công thức đốt cháy: nCO2−nH2O=(k−1)nE+1,5nA (với amin no đơn chức).
+ Thay số: 1,56 - 1,38 = (k-1) × 0,115 + 1,5 × 0,085
=> 0,18 = (k-1) ×0,115 + 0,1275 => (k-1) × 0,115 = 0,0525
- Điều này cho thấy E có liên kết π trong gốc (kết quả gần bằng 3, tức có 2 nhóm COO và 1 nối đôi C = C).
=> CTPT E: C6H8O4.
=> CTCT E: CH3OOC−CH=CH−COOCH3 (Dimethyl maleat).
b. Xác định Amin A
- Tỉ khối khí Z so với H2 bằng 16 => MZ = 32.
- Khí Z gồm CH3OH (từ este E) và Amin A.
- Vì MCH3OH=32 và MZ = 32, suy ra MA cũng phải bằng 32.
- Amin no đơn chức hở có M gần 32 nhất là CH3NH2 (M = 31).
3. Tính toán kết quả yêu cầu
- Công thức phân tử:
E: C6H8O4
A: CH5N (CH3NH2)
- Công thức cấu tạo của E:
CH3-OOC-CH=CH-COOCH3
- Phần trăm khối lượng của E:
mE=0,115⋅144=16,56 g
mA=0,085⋅31=2,635g
mX=16,56+2,635=19,195 g
%mE=16,5619,195⋅100%≈86,27%
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
12581 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
7807 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
6502
