Hỗn hợp X gồm 3 este đều mạch hở, không phân nhánh có tỉ lệ mol 1:1:1. Đốt cháy hoàn toàn 23,52 gam X cần dùng 0,84 mol O2, thu được CO2 và H2O. Đun nóng 23,52 gam X với dung dịch NaOH vừa đủ, chưng cất dung dịch sau phản ứng thu được 25,56 gam muối và hỗn hợp Y gồm hai ancol đều no, đơn chức. Dẫn toàn bộ Y qua bình đựng Na dư thấy khối lượng bình tăng 12 gam. Phần trăm khối lượng của este có khối lượng phân tử lớn nhất trong X là:
A. 36,22% B. 36,73% C. 39,80% D. 33,67%
Câu trả lời tốt nhất
nNaOH = x —> nY = x —> nH2 = 0,5x
—> mAncol = m tăng + mH2 = x + 12
Bảo toàn khối lượng:
23,52 + 40x = 25,56 + (x + 12) —> x = 0,36
—> Y có dạng CnH2n+2O (0,36 mol)
MY = (x + 12)/0,36 —> n = 7/6
—> Y chứa CH3OH (với nCH3OH ≥ 0,3) và ROH (với nROH ≤ 0,06) (1)
(Dấu bằng xảy ra khi ROH là C2H5OH)
nCO2 = u và nH2O = v
Bảo toàn khối lượng: 44u + 18v = 23,52 + 0,84.32
Bảo toàn O —> 2u + v = 2x + 0,84.2
—> u = 0,9 và v = 0,6
Cách 1:
Các este không nhánh tạo ancol đơn chức nên este tối đa 2 chức.
Số mol mỗi este trong X bằng nhau và bằng a mol.
TH1: X có 2 este đơn chức (tổng 2a mol) và 1 este hai chức (a mol)
nNaOH = 2a + 2a = 0,36 —> a = 0,09
Mỗi este có số mol là 0,09 nên các ancol có số mol là bội số của 0,09 (Vd: 0,09 – 0,18 – 0,36…), trái với (1), loại.
TH2: X có 1 este đơn chức (a mol) và 2 este hai chức (tổng 2a mol)
nNaOH = a + 2.2a = 0,36 —> a = 0,072, trái với (1) giống như TH trên, loại.
TH3: X chứa 3 este đơn chức:
nNaOH = 3a = 0,36 —> a = 0,12, trái với (1), giống như TH trên, loại.
TH4: X chứa 3 este 2 chức
nNaOH = 2.3a = 0,36 —> a = 0,06: Thỏa mãn (1) khi dấu bằng của (1) xảy ra. Lúc này Y gồm CH3OH (0,3) và C2H5OH (0,06)
X gồm CxHy(COOCH3)2; Cx’Hy'(COOCH3)2 và Cx”Hy”(COOCH3)(COOC2H5)
nC = 0,06(x + 4) + 0,06(x’ + 4) + 0,06(x” + 5) = 0,9
—> x + x’ + x” = 2 (*)
nH = 0,06(y + 6) + 0,06(y’ + 6) + 0,06(y” + 8) = 0,6.2
—> y + y’ + y” = 0
—> y = y’ = y” = 0 là nghiệm duy nhất.
Do x ≠ x’ nên x = x” = 0, x’ = 2 là nghiệm duy nhất.
X gồm (COOCH3)2; C2(COOCH3)2 và (COOCH3)(COOC2H5)
—> %C2(COOCH3)2 = 36,22%
Cách 2:
Bảo toàn C —> nC(muối) = u – 0,36n = 0,48
Bảo toàn H —> nH(muối) = 2v + x – 0,36(2n + 2) = 0
—> Các muối đều không có H
—> Các muối đều 2 chức, có cùng số mol là a.
Bảo toàn Na —> a = 0,06
—> Dấu bằng của (1) xảy ra. Lúc này Y gồm CH3OH (0,3) và C2H5OH (0,06)
Các muối có dạng Cn(COONa)2; Cm(COONa)2 và Cp(COONa)2
nC = 0,06(n + 2) + 0,06(m + 2) + 0,06(p + 2) = 0,48
—> n + m + p = 2
—> n = m = 0 và p = 2 là nghiệm duy nhất.
X gồm (COOCH3)2; C2(COOCH3)2 và (COOCH3)(COOC2H5)
—> %C2(COOCH3)2 = 36,22%