Hợp chất hữu cơ X là este mạch hở được tạo bởi một ancol no và một axit cacboxylic no. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X thu được 0,3 mol CO₂ và 0,2 mol H₂O.

Mặt khác, cho 0,1 mol X tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH thu được 8,2 gam muối và ancol Y.

a) Xác định công thức phân tử của X.
b) Xác định công thức cấu tạo của X và gọi tên.

Question

Hợp chất hữu cơ X là este mạch hở được tạo bởi một ancol no và một axit cacboxylic no. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X thu được 0,3 mol CO₂ và 0,2 mol H₂O.

Mặt khác, cho 0,1 mol X tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH thu được 8,2 gam muối và ancol Y.

a) Xác định công thức phân tử của X.
b) Xác định công thức cấu tạo của X và gọi tên.

Tienminh · Accepted Answer

{"userId":5262390,"userName":"🔥lear🔥"}

Lời giải chi tiết:

a) Xác định công thức phân tử của X

Tính số nguyên tử Carbon (C) và Hydrogen (H):

Số nguyên tử C=

n

X

n

CO

2

=

0,1

0,3

=3.

Số nguyên tử H=

n

X

2⋅n

H

2

O

=

0,1

2⋅0,2

=4.

Xác định loại este:

Vì X được tạo từ axit no và ancol no nhưng khi đốt cháy có n

CO

2

>n

H

2

O

(0,3>0,2), chứng tỏ đây không phải là este đơn chức no.

Độ bất bão hòa của X: k=

2

2⋅3+2−4

=2.

Vì axit và ancol tạo nên X đều no, nên 2 liên kết π này nằm trong 2 nhóm chức este (−COO−). Suy ra X là este hai chức và có 4 nguyên tử Oxygen (O).

Kết luận: Công thức phân tử của X là C

3

H

4

O

4

.

b) Xác định công thức cấu tạo và gọi tên

Phân tích phản ứng với NaOH:

Phương trình tổng quát: X+2NaOH→Mu

o

ˆ

ˊ

i+Y.

Số mol muối thu được từ 0,1 mol X phụ thuộc vào cấu tạo của este.

Với C

3

H

4

O

4

và là este hai chức mạch hở, cấu tạo duy nhất phù hợp là este của axit malonic (HOOC−CH

2

−COOH) và ancol metylic (CH

3

OH) là không thể vì không đủ số C.

Xét cấu tạo: HCOO−CH

2

−OOCH (Este tạo bởi axit fomic và ethylene glycol):

Muối thu được là HCOONa (0,2 mol).

Khối lượng muối: m=0,2⋅(1+12+16⋅2+23)=0,2⋅68=13,6 gam (Loại vì đề cho 8,2 gam).

Xét cấu tạo: (COOCH

3

)

2

(Dimethyl oxalate):

Muối thu được là (COONa)

2

(0,1 mol).

Khối lượng muối: m=0,1⋅(12⋅2+16⋅4+23⋅2)=0,1⋅134=13,4 gam (Loại).

Trường hợp este của axit đơn chức và ancol đa chức: Nếu muối là CH

3

COONa, khối lượng mol M=82 g/mol.

Số mol muối =

82

8,2

=0,1 mol.

Điều này chỉ xảy ra khi este có dạng R−COO−R

′

−OOC−H (không phù hợp vì thu được 2 loại muối) hoặc este nội vòng, hoặc đề bài có sự nhầm lẫn về số mol H

2

O (thường este no mạch hở C

3

phải có nhiều H hơn).

Lưu ý: Dựa trên dữ kiện C=3,H=4 và muối 8,2g (0,1 mol muối CH

3

COONa), cấu tạo hợp lý nhất về mặt toán học cho muối là CH

3

COONa, nhưng tổng số C trong este chỉ có 3, dẫn đến mâu thuẫn giữa các dữ kiện đề bài (số C và khối lượng muối). Bạn nên kiểm tra lại con số 0,2 mol H

2

O hoặc 8,2 gam muối trong đề bài gốc.

Timi · Answer

Để giải bài toán này, ta sẽ lần lượt thực hiện các bước sau:

### a) Xác định công thức phân tử của X.

1. **Phân tích sản phẩm đốt cháy:**
   - Theo đề bài, khi đốt cháy 0,1 mol X thu được 0,3 mol CO₂ và 0,2 mol H₂O.
   - Số mol CO₂ cho biết số nguyên tử cacbon (C) trong phân tử X: 
     $$ n_{C} = 0,3 \text{ mol} $$
   - Số mol H₂O cho biết số nguyên tử hydro (H) trong phân tử X: 
     $$ n_{H} = 2 \times 0,2 = 0,4 \text{ mol} $$

2. **Tính số nguyên tử trong phân tử X:**
   - Đặt công thức phân tử của X là CₓHᵧO₂ (vì X là este).
   - Theo quy tắc bảo toàn khối lượng trong phản ứng đốt cháy:
     $$ C_{X} = 0,3 \text{ mol} $$
     $$ H_{X} = 0,4 \text{ mol} $$
   - Bây giờ, ta cần xác định số nguyên tử O. Theo phản ứng đốt cháy, tổng số mol O trong sản phẩm là:
     $$ O = n_{CO₂} + \frac{n_{H₂O}}{2} = 0,3 + 0,1 = 0,4 \text{ mol} $$

3. **Tổng hợp lại công thức:**
   - Ta có:
     - C: 3
     - H: 6
     - O: 2
   - Vậy công thức phân tử của X là $ C₃H₆O₂ $.

### b) Xác định công thức cấu tạo của X và gọi tên.

1. **Tính toán lượng muối:**
   - 0,1 mol X tác dụng với NaOH thu được 8,2 gam muối.
   - Muối tạo thành từ phản ứng giữa axit và ancol sẽ có công thức là RCOONa (với R là gốc ancol).
   - Khối lượng muối (NaRCOO) = 8,2g.
   - Tính số mol muối:
     $$
     \text{Molar mass of NaRCOO} = M_{Na} + M_{C} + M_{O} \times 2 \text{ (trong C₃H₆O₂)}
     $$
   - Muối là muối natri của axit cacboxylic, vậy:
     - $ M_{Na} = 23 $
     - $ M_{C} = 12 $
     - $ M_{O} = 16 $

- Gọi mol muối là n:
     $$
     n = \frac{8,2}{M_{NaRCOO}}
     $$

2. **Tìm công thức cấu tạo cụ thể:**
   - Do X là este tạo thành từ một axit và một ancol, và có công thức phân tử $ C₃H₆O₂ $. Một axit đơn giản có thể là axit axetic (CH₃COOH) và ancol có thể là etanol (C₂H₅OH).
   - Vậy, công thức cấu tạo của X có thể là $ CH₃COOC₂H₅ $ (este axit axetic và etanol).

3. **Tên gọi:**
   - Tên gọi của este này là ethyl acetate (axetat etyl).

### Kết luận:

- a) Công thức phân tử của X là $ C₃H₆O₂ $.
- b) Công thức cấu tạo của X là $ CH₃COOC₂H₅ $ và tên gọi là ethyl acetate (axetat etyl).

Hợp chất hữu cơ X là este mạch hở được tạo bởi một ancol no và một axit cacboxylic no. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X thu được 0,3 mol CO₂ và 0,2 mol H₂O. Mặt khác, cho 0,1 mol X tác dụng vừa đủ với dun...