**Câu 4:**
a. Phương trình phản ứng hóa học giữa axetic acid (CH₃COOH) và rượu ethylic (C₂H₅OH) để tạo thành etyl acetat (CH₃COOC₂H₅) và nước (H₂O) là:
\[ \text{CH}_3\text{COOH} + \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \rightarrow \text{CH}_3\text{COOC}_2\text{H}_5 + \text{H}_2\text{O} \]
b. Để tính hiệu suất của phản ứng, trước tiên ta cần tính số mol của các chất tham gia phản ứng.
- Khối lượng mol của axetic acid (CH₃COOH) = 60 g/mol.
- Khối lượng mol của rượu ethylic (C₂H₅OH) = 46 g/mol.
- Khối lượng mol của etyl acetat (CH₃COOC₂H₅) = 88 g/mol.
Tính số mol của axetic acid và rượu ethylic:
- Số mol axetic acid:
\[ n_{\text{CH}_3\text{COOH}} = \frac{60 \text{ g}}{60 \text{ g/mol}} = 1 \text{ mol} \]
- Số mol rượu ethylic:
\[ n_{\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}} = \frac{100 \text{ g}}{46 \text{ g/mol}} \approx 2.17 \text{ mol} \]
Phản ứng xảy ra theo tỉ lệ 1:1, do đó axetic acid là chất giới hạn.
- Số mol etyl acetat tạo ra tối đa:
\[ n_{\text{CH}_3\text{COOC}_2\text{H}_5} = n_{\text{CH}_3\text{COOH}} = 1 \text{ mol} \]
Khối lượng etyl acetat tối đa có thể tạo ra:
\[ m_{\text{CH}_3\text{COOC}_2\text{H}_5} = n_{\text{CH}_3\text{COOC}_2\text{H}_5} \times 88 \text{ g/mol} = 1 \times 88 = 88 \text{ g} \]
Hiệu suất phản ứng được tính như sau:
\[ \text{Hiệu suất} = \frac{\text{Khối lượng thực tế}}{\text{Khối lượng lý thuyết}} \times 100\% = \frac{55 \text{ g}}{88 \text{ g}} \times 100\% \approx 62.5\% \]
**Câu 5:**
a. Nhận biết các dung dịch:
- **Axetic acid (CH₃COOH)**: Dùng quỳ tím, quỳ tím sẽ chuyển sang màu đỏ do axetic acid là axit.
- **Rượu ethylic (C₂H₅OH)**: Dùng thuốc thử như Na metal, nếu có khí H₂ thoát ra thì đó là rượu ethylic.
- **Glucose (C₆H₁₂O₆)**: Dùng thuốc thử Benedict, nếu có màu đỏ gạch thì có glucose.
b. Nhận biết các khí:
- **CH₄ (metan)**: Dùng nước brom, nếu màu nước brom không bị mất màu thì đó là metan.
- **CO₂ (carbon dioxide)**: Dùng nước vôi trong, nếu có kết tủa trắng (CaCO₃) thì đó là CO₂.
- **C₂H₄ (etilen)**: Dùng nước brom, nếu màu nước brom mất màu thì đó là etilen.
**Câu 6:**
a. Khi lên men glucose, phản ứng xảy ra là:
\[ C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2 \]
Từ 1 mol glucose sẽ tạo ra 2 mol rượu ethylic.
Khối lượng khí CO₂ thoát ra là 5,6 lít, ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc), 1 mol khí chiếm 22,4 lít.
Số mol CO₂:
\[ n_{CO_2} = \frac{5,6 \text{ lít}}{22,4 \text{ lít/mol}} = 0,25 \text{ mol} \]
Số mol rượu ethylic tạo ra:
\[ n_{C_2H_5OH} = n_{CO_2} = 0,25 \text{ mol} \]
Khối lượng rượu ethylic:
\[ m_{C_2H_5OH} = n_{C_2H_5OH} \times 46 \text{ g/mol} = 0,25 \times 46 = 11,5 \text{ g} \]
b. Hiệu suất quá trình lên men là 90%, do đó khối lượng glucose ban đầu là:
\[ m_{C_6H_{12}O_6} = \frac{n_{C_6H_{12}O_6} \times 180 \text{ g/mol}}{0,9} \]
Số mol glucose cần thiết để tạo ra 0,25 mol CO₂ là:
\[ n_{C_6H_{12}O_6} = \frac{0,25}{2} = 0,125 \text{ mol} \]
Khối lượng glucose:
\[ m_{C_6H_{12}O_6} = 0,125 \times 180 = 22,5 \text{ g} \]
**Câu 7:**
Khối lượng rượu ethylic trong 500 ml là:
\[ m_{C_2H_5OH} = 500 \text{ ml} \times 0,8 \text{ g/ml} = 400 \text{ g} \]
Số mol rượu ethylic:
\[ n_{C_2H_5OH} = \frac{400 \text{ g}}{46 \text{ g/mol}} \approx 8,7 \text{ mol} \]
Phản ứng lên men rượu ethylic thành axetic acid:
\[ C_2H_5OH + O_2 \rightarrow CH_3COOH + H_2O \]
Từ 1 mol rượu ethylic sẽ tạo ra 1 mol axetic acid. Khối lượng axetic acid thu được:
\[ m_{CH_3COOH} = n_{C_2H_5OH} \times 60 \text{ g/mol} \times 0,92 \]
Khối lượng axetic acid:
\[ m_{CH_3COOH} = 8,7 \times 60 \times 0,92 \approx 480 \text{ g} \]
**Câu 8:**
Từ 4,5 gam chất hữu cơ, thu được 6,6 gam CO₂ và 2,7 gam nước.
Số mol CO₂:
\[ n_{CO_2} = \frac{6,6 \text{ g}}{44 \text{ g/mol}} \approx 0,15 \text{ mol} \]
Số mol nước:
\[ n_{H_2O} = \frac{2,7 \text{ g}}{18 \text{ g/mol}} \approx 0,15 \text{ mol} \]
Chất hữu cơ có công thức tổng quát là \( C_xH_yO_z \).
Số mol C từ CO₂:
\[ n_C = n_{CO_2} = 0,15 \text{ mol} \]
Số mol H từ nước:
\[ n_H = 2 \times n_{H_2O} = 2 \times 0,15 = 0,30 \text{ mol} \]
Số mol O từ nước:
\[ n_O = n_{H_2O} = 0,15 \text{ mol} \]
Tính toán tỉ lệ:
- C: 0,15 mol
- H: 0,30 mol
- O: 0,15 mol
Tỉ lệ nguyên tố:
- C: 1
- H: 2
- O: 1
Công thức phân tử của chất hữu cơ là \( C_1H_2O_1 \) hay \( CH_2O \).
Khối lượng mol của chất hữu cơ là 60 g/mol, do đó công thức phân tử là \( C_2H_4O_2 \) (axetic acid).