Chất hữu cơ mạch hở X có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất. Đốt cháy hoàn toàn m gam X cần vừa đủ 6,72 lít O₂ (đktc), thu được 12,32 lít (đktc) hỗn hợp gồm CO₂ và hơi nước. Hấp thụ hết sản phẩm cháy vào 200 ml dung dịch Ba(OH)₂ 1M, sau phản ứng khối lượng phần dung dịch giảm bớt 2 gam. Cho m gam X tác dụng vừa đủ với 0,1 mol NaOH, thu được 0,05 mol H₂O và một chất hữu cơ Y. Phát biểu nào sau đây là sai?

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-

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