Đốt cháy hoàn toàn 14,24 gam hợp chất hữu cơ X và cho các sản phẩm sinh ra lần lượt đi qua các bình đựng CaCl₂ khan và KOH dư thì thấy bình CaCl₂ tăng thêm 10,08 gam còn bình KOH tăng thêm 21,12 gam. Mặt khác, khi đốt 7,12 gam chất đó sinh ra 0,896 lít nitơ (đktc). Biết rằng, phân tử chất đó chỉ chứa một nguyên tử nitơ. Cho H = 1; C = 12; N = 14; O = 16. Công thức phân tử của X là

Phương pháp giải:

- Từ khối lượng bình CaCl₂ tăng tính được khối lượng của H₂O ⟹ số mol H.

- Từ khối lượng bình KOH tăng tính được khối lượng của CO₂ ⟹ số mol C.

- Từ số mol N₂ thu được khi đốt 7,12 gam X tính được số mol N₂ khi đốt 14,24 gam X ⟹ số mol N.

- So sánh: (m_C + m_H + m_N) với m_X ⟹ X có chứa O.

- Lập tỉ lệ mol các nguyên tố ⟹ CTĐGN ⟹ CTPT của X.

Giải chi tiết:

- Bình CaCl₂ khan hấp thụ H₂O

$m_{H_{2}O}=m_{binhCaC{l}_2\left(tang\right)}=10,08\left(g\right)\Rightarrow n_{H_{2}O}=\frac{10,08}{18}=0,56\left(mol\right)$ 

Bảo toàn nguyên tố H $\Rightarrow n_H=2n_{H_{2}O}=2.0,56=1,12\left(mol\right)$ 

- Bình KOH hấp thụ

$m_{C{O}_2}=m_{binhKOH\left(tang\right)}^{}=21,12\left(g\right)\Rightarrow n_{C{O}_2}=\frac{21,12}{44}=0,48\left(mol\right)$ 

Bảo toàn nguyên tố C $\Rightarrow n_C=n_{C{O}_2}=0,48\left(mol\right)$ 

- Đốt 7,12 gam X thu được 0,04 mol khí N₂

⟹ Đốt 28,2 gam X thu được 0,08 mol khí N₂

Bảo toàn nguyên tố N $\Rightarrow n_N=2n_{N_2}=2.0,08=0,16\left(mol\right)$ 

- Ta thấy: $m_C+m_H+m_N=0,48.12+1,12+0,16.14=9,12<m_X$ ⟹ X có chứa nguyên tố O

⟹ m_O = 14,24 - 9,12 = 5,12 gam ⟹ n_O = 0,32 (mol)

Ta có: n_C : n_H : n_O : n_N = 0,48 : 1,12 : 0,32 : 0,16 = 3 : 7 : 2 : 1

⟹ CTĐGN của X là C₃H₇O₂N.

Mà phân tử X có chứa 1 nguyên tử N nên CTPT của X là C₃H₇O₂N.

Chọn A.