Đốt cháy hoàn toàn 20,16 gam hỗn hợp X gồm ba este đều đơn chức cần dùng 1,16 mol O2, thu được CO2 và 11,52 gam H2O. Mặt khác đun nóng 20,16 gam X với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được hỗn hợp Y gồm ancol kế tiếp trong dãy đồng đẳng và 25,2 gam hỗn hợp Z gồm hai muối. Dẫ toàn bộ Y qua bình đựng Na dư, thấy khối lượng bình tăng 5,06 gam. Phần trăm khối lượng của este có khối lượng phân tử nhỏ nhất trong hỗn hợp X là
A. 26,19% B. 17,46% C. 17,86% D. 22,02%
Câu trả lời tốt nhất
nH2O = 0,64
Bảo toàn khối lượng —> nCO2 = 1,04
—> nX = (mX – mC – mH)/32 = 0,2
X gồm este của ancol (u mol) và este của phenol (v mol) —> u + v = 0,2
Bảo toàn khối lượng:
20,16 + 40(u + 2v) = 25,2 + (5,06 + u) + 18v
—> u = v = 0,1
M ancol = (u + 5,06)/u = 51,6
—> Ancol gồm C2H5OH (0,06) và C3H7OH (0,04)
Muối gồm ACOONa (0,2) và PONa (0,1)
—> 0,2(A + 67) + 0,1(P + 39) = 25,2
—> 2A + P = 79 —> A = 1, P = 77 là nghiệm duy nhất.
X gồm HCOOC2H5 (0,06), HCOOC3H7 (0,04), HCOOC6H5 (0,1)
—> %HCOOC2H5 = 22,02%
BTKL cho phản ứng cháy ta tìm được CO2 = 1,04
BTO: COO = mol X = 0,2
N.Xét:CO2 > H2O (1,04 > 0,64) => có este không no
Đồng thời đề không nói este mạch hở, số mol CO2 cách biệt H2O quá xa nên ta nghi ngờ trong X có este phenol. Gọi số mol của este phenol là a và số mol của este thường là b
BTKL cho phản ứng xà phòng hoá ta có:
20,16 + 40×(2a+b) = 18a + (5,06+b) + 25,2 (1)
Tổng mol este: a + b = 0,2 (2)
Từ (1) và (2) suy ra: a = 0,1 và b = 0,1
Áp dụng k:
piCOO + picòn lại – mol chất = CO2 – H2O= 0,4
Ta thấy 0,4:0,1=4 => pi còn lại nằm trong vòng benzene, không có pi C=C ngoài vòng.
Như vậy trong muối có: C6H5ONa (0,1); HCOONa (0,2) và nhóm CH2 thừa sau khi đồng đẳng => Áp dụng BTKL ta tìm được: CH2 = 0
Do sinh được 2 ancol nên chỉ có duy nhất 1 este phenol trong X là HCOOC6H5 (0,1)
Ta có b = mol este thường = mol ancol = 0,1
m ancol = 5,06 + b = 5,16 => M tb = 51,6
Mà hai ancol đơn (este đơn) và no (do không còn pi C=C ở ngoài như đã chứng minh ở trên) lại còn đồng đẳng kế tiếp (giả thiết) nên dễ dàng suy ra được 2 ancol đó là: C2H5OH và C3H7OH
từ mol ancol và m ancol ta suy ra được:
C2H5OH: 0,06 và C3H7OH: 0,04
Vậy 3 este trong X lần lượt từ nhỏ đến lớn là:
HCOOC2H5: 0,06
HCOOC3H7: 0,04
HCOOC6H5: 0,1
Kết luận: % m este nhỏ nhất là: 22,02%
Chọn D