⇔ ⇔ ⇔ ⇔ n = x n = x n = x
Ta coù: 2n = 2x+2-2a-y 2n = 2n+2-2a-n n = y
n = y n = y n = 2(1-a)
Vì n 1 ≥ ⇒ 2(1-a) 1 ≥ ⇒ a = 0, n = 2 Vậy CTPT của A là: C4H6O2
Cách 2: Gốc CnH2n là gốc hidrocacbon hóa trị n, với hydrocacbon CxHy ta luôn có: y 2 x+ 2≤ ⇒(2n+n) 2n+2≤ ⇒ ≤ ⇒ =n 2 n 1;2. Mà số nguyên tử H là chẵn
n = 2 ⇒ .
Vậy CTPT của A là: C4H6O2
Bài 25: Hợp chất hữu cơ A chứa C, H, O trong đó oxi chiếm 37,21% khối lượng. Trong A chỉ có một loại nhóm chức. Khi cho 1 mol A tác dụng với AgNO3 trong amoniac thu được 4 mol Ag. Xác định CTPT và viết CTCT thu gọn của A.
Hướng dẫn giải
- Biện luận theo tính chất:
+ A có phản ứng tráng bạc, vậy A có nhóm chức –CHO.
+ 1mol A tráng gương cho 4mol Ag, vậy A có thể là HCHO hoặc R(CHO)2.
• Trường hợp 1: A là HCHO Nhưng nếu vậy %O =
30100 100 . 16
= 53,3 % (¹ 37,21%)→ Loại
• Trường hợp 2: Chất (A) chứa 2 nhóm (-CHO)
Nghĩa là 1 phân tử A phải chứa 2 nguyên tử O (chiếm 37,21% về khối lượng). Đặt R(CHO)2⇒ A
16.2.100
M = 86
37,21 ≈ = R+2.29 ⇒ R = 28 ⇒ C2H4
Vậy CTPT A C2H4 (CHO)2 hay C4H6O2
Bài 26: Một chất A có chứa C, H, O. Đốt cháy hoàn toàn A cần thể tích oxi bằng thể tích CO2 sinh ra ở cùng điều kiện. Hỏi A thuộc loại hợp chất gì. Lấy 21,6 gam phản ứng hết với dung dịch AgNO3 trong NH3 dư thu được 25,92 gam Ag. Xác định CTCT mạch hở của A, biết rằng 1 mol A tạo ra 2 mol Ag.
Hướng dẫn giải
Đặt A có CTPT là CxHyOz
Ptpu cháy: C H O + (x+ - )x y z y z →xCO + H O2 y 2
4 2 2
Theo đề bài ta có: x+ - = xy z ⇔ y = 2z 4 2
⇒ Cx(H2O)z. Vậy A thuộc loại hợp chất Cacbonat.
Mặt khác, 1 mol A tạo ra 2 mol Ag →n = n =A 1 Ag 25,92 = 0,24mol
2 108 ⇒ A 21,6 M = = 180 0,12 →12x + 18z = 180 (x 6,z 0)≥ > Biện luận: x 6 7 8 9 10 z 6 5,33 4,66 4 3,33
Vậy x = 6, z = 6 là phù hợp →A là C6(H2O)6 hay C6H12O6. Vì có khả năng tham gia phản ứng tráng bạc, nên A là glucozơ.
Bài 27: Xác định CTPT của hai axit cacboxylic no đơn chức là đồng đẳng liên tiếp của nhau. Biết đốt cháy a gam hỗn hợp hai axit này rồi cho sản phẩm qua bình 1 đựng P2O5 và bình 2 đựng CaO mới nung thấy khối lượng bình 1 tăng b gam, bình 2 tăng (b + 3,64) gam. Mặt khác cần dùng 100 ml dung dịch NaOH 0,3 M để trung hoà a gam hỗn hợp 2 axit đó.
Hướng dẫn giải: Đặt CTTQ của 2 acid là : + + COOH H C : B COOH H C : A 1 m 2 m 1 n 2 n hay CTPT TB : CnH2n+1COOH - Phương trình phản ứng: 2 n 2n +1 n 2n +1
C H COOH + NaOH→C H COONa + H O
0,03 ← 0,3.0,1 (mol) ( ) ( ) 2 2 2 n 2n +1 3n+1 C H COOH + O n+1 CO + n+1 H O 2 → ÷ 0,03 (n+1).0,03 (n+1). 0,03 ( mol ) - Bình 1: P2O5 + 3 H2O = 2 H3PO4
Khối lượng bình 1 tăng là khối lượng H2O : 0,03.(n+1).18 = b (1) - Bình 2 : CaO + CO2 = CaCO3
Khối lượng bình 2 tăng là khối lượng CO2: 0,03.(n+1).44 = b+3,64 (2) Từ (1), (2) ⇒0,03 . (n+1 ) . 44 – 0,03 . (n+1). 18 = 3,64 ⇒n 3, 67=
n<n<m và m = n + 1 → n = 3, m = 4 CTPT của A: C3H7COOH ; B: C4H9COOH
Bài 28: Công thức đơn giản nhất của chất A là (C3H4O3)n. Hãy biện luận để tìm CTPT của A. Biết A là một axit no đa chức, mạch hở. Viết CTCT của A.
Hướng dẫn giải
Công thức của axit A có thể viết: 3n-3n 4n-3n 3n
2 2 2
C H (COOH)
So với axit no đa chức mạch hở: CaH2a + 2 − z(COOH)z, ta có 3n − 3n2 = a; 4n − 3n2 = 2a + 2 − z; 3n
2 = z ⇒ n = 2 Vậy CTPT (A): C6H8O6, CTCT (A): C3H5(COOH)3
Bài 29: Thủy phân hoàn toàn 0,1mol este E (chỉ chứa 1 loại nhóm chức) cần dùng vừa đủ 100 gam dung dịch NaOH 12%, thu được 20,4 gam muối của một axit hữu cơ và 9,2 gam một ancol. Xác định CTCT và gọi tên E, biết rằng 1một trong 2hai chất (ancol hoặc axit) tạo thành este là đơn chức.
Hướng dẫn giải
Ta có: nE : nNaOH = 0,1 : 12.100100.40= 0,1 : 0,3 = 1 : 3 ⇒ este 3 chức
• Trường hợp 1: do axit 3 chức + ancol đơn chức ⇒Công thức este là R(COOR’)3
R(COOR’)3+ 3NaOH → R(COONa)3 + 3R’OH (1)
3.40g (R + 67.3)g 3.(R’+ 17)g 3g 7,05g 2,3g
⇒ R =81, R’ =1(lẻ) ⇒loại
• Trường hợp 2: do axit đơn chức+ancol đa chức ⇒ công thức este là (RCOO)3R’
(RCOO)3R’ + 3NaOH → 3RCOONa + R’(OH)3 (2)
3.40g 3(R + 67)g (R’+ 17.3)g 3g 7,05g 2,3g
⇒ R = 27 ⇒ R là C2H3 ; R’= 41(nhận)
Vì R’ là gốc hoá trị 3 và là gốc no nên este có CTCT:
Bài 30: Tìm CTPT của một axit hữu cơ A mạch hở, biết 0,01 mol A tác dụng vừa đủ với 25 ml dung dịch NaOH 0,4M. Khi đốt cháy A thu được CO2 và H2O
theo tỉ lệ khối lượng 88 : 27, lấy muối natri của A nung với vôi tôi xút được hiđrocacbon. Viết CTCT các đồng phân axit của A.
Hướng dẫn giải
• Đặt công thức của axit A: R(COOH)z. nNaOH = 0,4.0,025 = 0,01 mol R(COOH)z + zNaOH → R(COONa)z + zH2O
1 z 0,01 0,01 ⇒ z = 1 (A là axit đơn chức) • Phương trình phản ứng đốt cháy A CxHyO2 + (x + y 4 - 1)O2→ xCO2 + y 2H2O 44x 9y gam Tỉ lệ khối lượng giữa CO2 và H2O : 2
2CO CO H O m 44x 88 = = m 9y 27⇒
Vậy công thức nguyên A có dạng: (C2H3)nO2 hay C2nH3nO2→axit: C2n-1H3n-
1COOH
• Muối Na của A có dạng: C2n−1H3n−1COONa
C2n−1H3n−1COONa + NaOH →CaO, to C2n−1H3n + Na2CO3
Vì C2n−1H3n ở thể khí nên: 2n − 1 ≤ 4 ⇒ n ≤ 2,5, mà H trong axit chẵn nên ⇒n=2
⇒ A là C4H6O2
Các CTCT của A (C4H6O2): CH2=CH−CH2−COOH ; CH3−CH=CH−COOH
Bài 31: Một hợp chất hữu cơ A đơn chức có cấu tạo mạch không phân nhánh, thành phần chỉ gồm C, H, O. Biết rằng trong A tỉ lệ số nguyên tử H và O là 2 : 1. Tỉ khối hơi của A đối với H2 là 36. Xác định CTCT có thể có của A.
Hướng dẫn giải MA = 36.2 = 72. Đặt CTPT A là CxH2yOy (x, y nguyên dương) ⇒ 12x + 18y = 72 y 1 2 3 4 x 4,5 3 1,5 0 CTPT A: C3H4O2 ⇒ CTCT A: CH2=CH−COOH và HCOO−CH=CH2
Bài 32: Cho hỗn hợp X gồm hai axit cacboxylic no, mạch không phân nhánh. Đốt cháy hoàn toàn 0,3mol hỗn hợp X, thu được 11,2lít khí CO2 (ở đktc). Nếu trung hòa 0,3mol X thì cần dùng 500ml dung dịch NaOH 1M. Tìm CTPT của 2 axit đó.
Hướng dẫn giải
Đặt công thức chung của 2 axit: C Hn 2n+2-a(COOH) hay R(COOH)a a
2
a a
R(COOH) + a NaOH→R(COONa) + a H O 0,3a = 0,5 a = 1,67
⇒ ⇒
⇒có 1 axit đơn chức và 1 axit đa chức (loại đáp án B và C) Mặt khác ta có: CO2 11, 2 n = = 0,5mol 22, 4 Ta có: CO2 X n 0,5 n + a = = = 1,67 n 0,3 . Với a = 1,67 ⇒ n = 0 Vậy có một axit là HCOOH và axit kia là (COOH)x
→chỉ phù hợp hóa trị khi x = 2 ⇒ HCOOH, HOOC-COOH .
Bài 33: Hỗn hợp X gồm hai este no, đơn chức, mạch hở. Đốt cháy hoàn toàn một lượng X cần dùng vừa đủ 3,976 lít khí O2 (ở đktc), thu được 6,38 gam CO2. Mặt khác, X tác dụng với dd NaOH, thu được một muối và hai ancol là đồng đẳng kế tiếp. Xác định công thức phân tử của hai este trong X.
Hướng dẫn giải 2 O 3,976 n = = 0,1775mol 22, 4 ; nCO2 = 6,38= 0,145mol 44
Đặt công thức chung cho hai este no, đơn chức, mạch hở là C H On 2n 2. X phản ứng với NaOH tạo một muối và hai ancol là đồng đẳng liên tiếp nên hai este hơn kém nhau một nhóm CH2. 2 2 2 2 n 2n 3n - 2 C H O + O n CO + n H O 2 o t → 2 2 O CO 3n - 2 n 2 0,1775 = = n = 3,625 n n 0,145 ⇒ ⇒CTPT 2 este là C3H6O2 và C4H8O2
Bài 34. Hiđrocacbon X là chất khí (ở nhiệt độ phòng, 250C). Nhiệt phân hoàn toàn X (trong điều kiện không có oxi) thu được sản phẩm C và H2, trong đó thể
tích khí H2 thu được gấp đôi thể tích khí X (đo ở cùng điều kiện). Xác định các công thức phân tử thỏa mãn X.
Hướng dẫn giải
Gọi công thức phân tử của X : CxHy ( x ≤ 4) CxHy →t0 xC + y/2 H2↑
Theo bài ra ta có y/2 = 2 ⇒ y= 4.
Vậy X có dạng CxH4. ⇒ các công thức phân tử thỏa mãn điều kiện X là: CH4, C2H4, C3H4, C4H4.
Bài 35. Ba chất hữu cơ mạch hở A, B, C có công thức phân tử tương ứng là: C3H6O, C3H4O2, C6H8O2. Chúng có những tính chất sau:
- Chỉ A và B tác dụng với Na giải phóng khí H2. - Chỉ B và C tác dụng được với dung dịch NaOH.
- A tác dụng với B (trong điều kiện xúc tác, nhiệt độ thích hợp) thu được sản phẩm là chất C.
Hãy cho biết công thức cấu tạo của A, B, C. Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
Hướng dẫn giải
A, B, C có công thức phân tử tương ứng là: C3H6O, C3H4O2, C6H8O2.
- A tác dụng với Na giải phóng khí H2. Vậy A là rượu, Công thức cấu tạo của A là: CH2=CH-CH2-OH.
- B tác dụng với Na giải phóng khí H2, B tác dụng được với dung dịch NaOH. Vậy B là axit có công thức cấu tạo là: : CH2=CH-COOH
- C tác dụng được với dung dịch NaOH, không tác dụng với Na và là sản phẩm phản ứng giữa A và B. Vậy C là este có công thức cấu tạo là:
CH2=CH-COOCH2-CH=CH2
Các phương trình phản ứng xảy ra là:
CH2=CH-CH2-OH + Na → CH2=CH-CH2-ONa + 1/2H2↑ CH2=CH-COOH + Na → CH2=CH-COONa + 1/2H2↑ CH2=CH-COOH + NaOH → CH2=CH-COONa + H2O
CH2=CH-COOCH2-CH=CH2 + NaOH→CH2=CH-COONa + CH2=CH-CH2-OH CH2=CH-COOH + CH2=CH-CH2-OH ← →xt,t0 CH2=CH-COOCH2-CH=CH2+ H2O
Bài 36. Có a gam hỗn hợp X gồm một axit no đơn chức A và một este B. B tạo ra bởi một axit no đơn chức A1 và một rượu no đơn chức C (A1 là đồng đẳng kế tiếp của A). Cho a gam hỗn hợp X tác dụng với lượng vừa đủ NaHCO3, thu được 1,92 gam muối. Nếu cho a gam hỗn hợp X tác dụng với một lượng vừa đủ NaOH đun nóng thu được 4,38 gam hỗn hợp hai muối của 2 axit A, A1 và 1,38 gam rượu C, tỷ khối hơi của C so với hiđro là 23. Đốt cháy hoàn toàn 4,38 gam hỗn hợp hai muối của A, A1 bằng một lượng oxi dư thì thu được Na2CO3, hơi nước và 2,128 lit CO2 (đktc). Giả thiết phản ứng xảy ra hoàn toàn.
a. Tìm công thức phân tử, công thức cấu tạo của A, A1, C, B. b. Tính a.
Hướng dẫn giải
Đặt A là RCOOH (x mol), A1 : R COOH′ , C : R1OH
Este B : R COOR′ 1 (y mol) 3:
X +NaHCO
* RCOOH NaHCO+ 3 →RCOONa CO+ 2 ↑ +H O2
x x
(R+67)x = 1,92 (1)
* X +NaOH :
2
RCOOH NaOH+ →RCOONa H O+
x x
1 1