ĐGNL ĐHQG Hà Nội - Khoa học tự nhiên - Thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ

Trả lời:

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

\[{m_X} + {m_{{O_2}}} = {m_{C{O_2}}} + {m_{{H_2}O}} \Rightarrow {m_{{H_2}O}} = 0,882\,gam\]

Bảo toàn nguyên tố C: \[{n_C} = {n_{C{O_2}}} = \frac{{2,156}}{{44}} = 0,049\,\,mol\]

Bảo toàn nguyên tố H: \[{n_H} = 2.{n_{{H_2}O}} = 2.\frac{{0,882}}{{18}} = 0,098\,\,mol\]

\[ \Rightarrow {n_{O{\kern 1pt} (hchc)}} = \frac{{1,47 - 0,049.12 - 0,098}}{{16}} = 0,049\,\,mol\]

\[{n_C}:{n_H}:{n_O} = 0,049:0,098:0,049 = 1:2:1\]

Đặt công thức phân tử của X là (CH₂O)_n.

Theo giả thiết ta có : 3.29 < 30n < 4.29 suy ra 2,9 < n < 3,87  nên n =3

Vậy CTPT của X là C₃H₆O₃

Đáp án cần chọn là: B

>

Trả lời:

Theo giả thiết: 1,88 gam A + 0,085 mol O₂  ®  4a mol CO₂ + 3a mol H₂O

Bảo toàn khối lượng:

\[{m_{C{O_2}}} + {m_{{H_2}O}} = {m_A} + {m_{{O_2}}} = 1,88 + 0,085.32 = 46\,\,gam\]

=>  44.4a + 18.3a = 46 =>a = 0,02 mol

Bảo toàn nguyên tố C: n_C = n_CO2 = 4a = 0,08 mol

Bảo toàn nguyên tố H: n_H = 2.n_H2O = 3a.2 = 0,12 mol

Bảo toàn nguyên tố O: n_{O (trong A)} + 2.n_O2 = 2.n_CO2 + n_H2O =>n_{O (trong A)} = 4a.2 + 3a - 0,085.2 = 0,05 mol

Þ n_C : n_H : n_O  =  0,08 : 0,12 : 0,05  =  8 : 12 : 5

Vậy công thức của chất hữu cơ A là C₈H₁₂O₅ có M_A < 203.

Đáp án cần chọn là: A

>

Trả lời:

Để đơn giản cho việc tính toán ta chọn :  b = 18 gama = 66 gam, x = 36 gam.

Bảo toàn nguyên tố C: \[{n_C} = {n_{C{O_2}}} = \frac{{66}}{{44}} = 1,5\,\,mol\]

Bảo toàn nguyên tố H: \[{n_H} = 2.{n_{{H_2}O}} = 2.\frac{{18}}{{18}} = 2\,\,mol\]

Ta thấy: m_C + m_H = 1,5.12 + 2 = 20 gam < m_A>

 =>trong A chứa O

=>m_{O (trong A)}  = 36 – 20 = 16 gam =>n_O = 1 mol

=>n_C : n_H : n_O = 1,5 : 2 : 1 = 3 : 4 : 2

Căn cứ vào các phương án ta thấy CTPT của X là C₃H₄O₂

Đáp án cần chọn là: B

Trả lời:

Theo giả thiết ta có : M_A = 14.M_He = 14.4 = 56 gam/mol

Đặt công thức phân tử của hợp chất A là C_xH_y (y ≤ 2x + 2), ta có : 12x + y = 56

   Vậy công thức phân tử của A là C₄H₈

Đáp án cần chọn là: D

Trả lời:

Theo giả thiết ta có : M_A = 29.2 = 58 gam/mol

Vì khi đốt cháy A thu được CO₂ và nước nên thành phần nguyên tố trong A chắc chắn có C, H, có thể có hoặc không có O.

Đặt công thức phân tử của A là C_xH_yO_z (y  2x + 2), ta có :

12x + y + 16z = 58  z <\[\frac{{58 - 1 - 12}}{{16}} = 2,8125\]

+ Nếu z = 0 12x + y = 58 \[ \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = 4}\\{y = 10}\end{array}} \right.\] A là C₄H₁₀

+ Nếu z = 1 12x + y = 42 \( \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = 3}\\{y = 6}\end{array}} \right.\) A là C₃H₆O

+ Nếu z = 2 12x + y = 26 \( \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = 2}\\{y = 2}\end{array}} \right.\)  A là C₂H₂O₂

Đáp án cần chọn là: C

\[\frac{{58>

Trả lời:

Bước 1: Viết các PTHH khi hấp thụ khí CO₂ vào dung dịch Ca(OH)₂ và dung dịch thu được tác dụng với Ba(OH)₂

Các phản ứng xảy ra :

 CO₂  +   Ca(OH)₂  →  CaCO₃  +   H₂O                                    (1)

mol:       0,1                   ←         0,1

2CO₂  +   Ca(OH)₂  →  Ca(HCO₃)₂                                          (2)

mol:       2x                  →              x

Ca(HCO₃)₂    +   Ba(OH)₂  →  BaCO₃  +   CaCO₃  +   H₂O         (3)

mol:           x                →                         x      →       x

Bước 2: Tính tổng khối lượng kết tủa sau 2 phản ứng và tổng khối lượng khí CO₂

∑m_{kết tủa} = m_{CaCO3 (1)}  + m_{BaCO3 (3)} + m_{CaCO3 (3)}

= 10 + 197x + 100x = 39,7 =>x = 0,1 mol

∑n_CO2 =  n_{CO2 (1)}  + n_{CO2 (2)}

= 2.x + 0,1 = 0,3 mol

Bước 3: Xác định CTPT của X

Khối lượng bình tăng

\[ = {m_{C{O_2}}} + {m_{{H_2}O}} = 16,8\,\,gam\,\, \Rightarrow {m_{{H_2}O}} = 16,8 - 0,3.44 = 3,6\,\,gam\]

\[ \Rightarrow {n_H} = 2.{n_{{H_2}O}} = 0,4\,\,mol \Rightarrow {n_C}:{n_H} = 0,3:0,4 = 3:4.\]

Vậy CTPT của X là C₃H₄.

Đáp án cần chọn là: C

Trả lời:

Bước 1: Tính số mol CO₂

Do đun nóng nước lọc lại thu được thêm kết tủa nên nước lọc có chứa Ba(HCO₃)₂.

CO₂ + Ba(OH)₂ → BaCO₃ + H₂O                      (1)

2CO₂  +   Ba(OH)₂  →  Ba(HCO₃)₂                    (2)

Ba(HCO₃)₂  → BaCO₃ + CO₂ + H₂O                 (3)

- Ta có: \[{n_{{O_2}}} = \frac{{6,72}}{{22,4}} = 0,3(mol)\]

\[{n_{BaC{{\rm{O}}_3}(1)}} = \frac{{19,7}}{{197}} = 0,1(mol)\]

\[{n_{BaC{{\rm{O}}_3}(3)}} = \frac{{9,85}}{{197}} = 0,05(mol)\]

- Ta có n_CO2 = n_BaCO3(1) + 2n_{Ba(HCO3)2 (2)} = n_BaCO3(1) + 2n_BaCO3(3) = 0,2(mol)

Bước 2: Tính số mol H₂O

\[{m_{dd{\kern 1pt} giam}} = {m_{BaC{{\rm{O}}_3}(1)}} - ({m_{C{O_2}}} + {m_{{H_2}O}})\]

\[ \Leftrightarrow 5,5 = 19,7 - (44.0,2 + {m_{{H_2}O}}) \Rightarrow {m_{{H_2}O}} = 5,4(g)\]

\[ \Rightarrow {n_{{H_2}O}} = \frac{{5,4}}{{18}} = 0,3(mol)\]

Bước 3: Xác định CTĐGN của X

- Bảo toàn nguyên tố C, H ta có:

\[{n_C} = {n_{C{O_2}}} = 0,2(mol)\]

\[{n_H} = 2{n_{{H_2}O}} = 2.0,3 = 0,6(mol)\]

- Bảo toàn nguyên tố O ta có: 

\[{n_{O(X)}} + 2{n_{{O_2}}} = 2{n_{C{O_2}}} + {n_{{H_2}O}}\]

⟹ n_O(X) + 2.0,3 = 2.0,2 + 0,3 ⟹ n_O(X) = 0,1 mol.

- Gọi CTPT của X là C_xH_yO_z

⟹ x : y : z = n_C : n_H : n_O = 0,2 : 0,6 : 0,1 = 2 : 6 : 1

⟹ CTĐGN là C₂H₆O

Bước 4: Biện luận tìm CTPT của X

CTPT của X có dạng (C₂H₆O)_n hay C_2nH_6nO_n

Trong hợp chất hữu cơ chứa C, H, O ta luôn có: 0 < H ≤ 2C + 2 ⟹ 0 < 6n ≤ 2.2n + 2 ⟹ 0 < n ≤ 1 ⟹ n = 1

Vậy công thức phân tử của X là C₂H₆O.

Đáp án cần chọn là: B

>

Trả lời:

Theo giả thiết, ta có : V_CO2 = 2 lít ; V_O2(dư) = 0,5 lít ; V_N2 = 16 lít =>V_O2(ban đầu) = 4 lít.

Sơ đồ phản ứng :

            C_xH_y      +    O₂      ->   CO₂   +   H₂O   +   O_{2 dư}  

lít:        1                   4               2             a            0,5       

      Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố đối với các nguyên tố C, H, O ta có :

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{1.x = 2.1}\\{1.y = a.2}\\{4.2 = 2.2 + a + 0.5.2}\end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = 2}\\{y = 6}\\{a = 3}\end{array}} \right.\)

      =>  Công thức của hiđrocacbon là C₂H₆.

Đáp án cần chọn là: A

Trả lời:

n_Ba(OH)2 = 0,2 mol; n_CO2+H2O = 12,32/22,4 = 0,55 mol

X mạch hở, phản ứng được với NaOH nên X là este hoặc axit.

Như vậy ta luôn có: n_CO2 ≥ n_H2O =>n_CO2 ≥ 0,55:2 = 0,275 mol

*Hấp thụ CO₂ vào Ba(OH)₂:

Tỉ lệ: n_OH- : n_CO2 ≤ 0,4 : 0,275 = 1,45 do đó khi cho CO₂ tác dụng với Ba(OH)₂ có thể xảy ra 2 trường hợp sau:

- TH1: Tạo muối Ba(HCO₃)₂ (khi tỉ lệ n_OH- : n_CO2 ≤ 1)

- TH2: Tạo muối BaCO₃ và Ba(HCO₃)₂ (khi tỉ lệ 1 < n_OH->

 : n_CO2 < 2)

Theo đề bài thì khối lượng dung dịch giảm chứng tỏ phản ứng có sinh ra BaCO₃ =>loại TH1

Vậy khi dẫn CO₂ vào dung dịch Ba(OH)₂ thu được BaCO₃ và Ba(HCO₃)₂

Đặt n_CO2 = x; n_H2O = y; n_BaCO3 = z (mol)

BTNT "Ba" =>n_Ba(HCO3)2 = n_Ba(OH)2 - n_BaCO3 = 0,2 - z (mol)

+ n_{CO2 + H2O} = x + y = 0,55 (1)

+ BTNT "C": n_CO2 = n_BaCO3 + 2n_Ba(HCO3)2 =>x = z + 2(0,2 - z) (2)

+ m _{dd giảm} = m_BaCO3 - (m_CO2 + m_H2O) =>197z - (44x  +18y) = 2 (3)

Giải hệ (1) (2) (3) thu được x = 0,3; y = 0,25; z = 0,1

*Phản ứng đốt X:

n_C = n_CO2 = 0,3 mol

n_H = 2n_H2O = 0,5 mol

BTNT "O": n_O(X) = 2n_CO2 + n_H2O - 2n_O2 = 2.0,3 + 0,25 - 2.0,3 = 0,25 mol

=>C : H : O = 0,3 : 0,5 : 0,25 = 6 : 10 : 5

Do CTPT của X trùng với CTĐGN nên CTPT X là C₆H₁₀O₅

n_X = 0,3 : 6 = 0,05 mol

Tỉ lệ: n_NaOH : n_X = 0,1 : 0,05 = 2 và n_X : n_H2O = 0,05 : 0,05 = 1:1 (X có 1 nhóm -COOH)

X tác dụng với NaOH theo tỉ lệ mol 1:2 tạo thành 1 mol H₂O và 1 chất hữu cơ Y nên có 2 trường hợp thỏa mãn là:

TH1: (X) HO-CH₂-CH₂-COOCH₂-CH₂-COOH; (Y) HO-CH₂-CH₂-COONa

TH2: (X) HO-CH(CH₃)-COOCH(CH₃)-COOH; (Y) HO-CH(CH₃)-COONa

A đúng vì đốt HO-CH₂-CH₂-COONa hay đốt HO-CH(CH₃)-COONa ta đều thu được số mol CO₂ bằng H₂O

B sai vì có 2 công thức phù hợp với X

C đúng vì tách nước HO-CH₂-CH₂-COONa hay HO-CH(CH₃)-COONa đều thu được CH₂=CH-COONa không có đồng phân hình học

D đúng vì X chứa nhóm -COOH có thể phản ứng với NH₃

Đáp án cần chọn là: B

>

Trả lời:

1 gam X chứa 5/29 gam H

=>58 gam X chứa 10 gam H

=>n_H = m_H : M_H = 10 : 1 = 10

=>Số nguyên tử H trong 1 phân tử X là 10

Đáp án cần chọn là: A

Trả lời:

n_CO2 = 3,36 : 22,4 = 0,15 mol

n_H2O = 4,5 : 18 = 0,25 mol

Ta thấy n_H2O >n_CO2 =>Hợp chất hữu cơ có dạng C_nH_2n+2O_z

Khi đó: n_X = n_H2O – n_CO2 = 0,25 – 0,15 = 0,1 mol

Đáp án cần chọn là: B

Trả lời:

n_X = m_X : M_X = 1,44 : 72 = 0,02 mol

n_C = n_CO2 = 4,4 : 44 = 0,1 mol

Số C = n_C : n_X = 0,1 : 0,02 = 5

Đáp án cần chọn là: B

Trả lời:

Giả sử sau phản ứng thu được 100 gam hỗn hợp gồm CO₂ và H₂O.

m_CO2 = 66,165 gam =>n_CO2 = 1,50375 mol =>n_C = n_CO2 = 1,50375 mol

m_H2O = 100 – 66,165 = 33,835 gam =>n_H2O = 1,87972 mol =>n_H = 2n_H2O = 3,75944 mol

Ta có: C : H = 1,50375 : 3,75944 ≈ 0,4

Quan sát các đáp án thấy B thỏa mãn

Đáp án cần chọn là: B

Trả lời:

Tỉ lệ về thể tích cũng là tỉ lệ về số mol

Giả sử đốt 2 mol M bằng 10,5 mol O₂ (vừa đủ) thu được 8 mol CO₂, 9 mol H₂O và 1 mol N₂

Bảo toàn nguyên tố:

n_C = n_CO2 = 8 mol

n_H = 2n_H2O = 18 mol

n_N = 2n_N2 = 2 mol

n_O = 2n_CO2 + n_H2O – 2n_O2 = 2.8 + 9 – 2.10,5 = 4 mol

Số C = n_C : n_M = 8 : 2 = 4

Số H = n_H ; n_M = 18 : 2 = 9

Số O = n_O : n_M = 4 : 2 = 2

Số N = n_N : n_M = 2 : 2 = 1

Vậy công thức phân tử của M là C₄H₉O₂N

Đáp án cần chọn là: D