Ba hợp chất X, Y, Z có thành phần nguyên tố gồm cacbon, hidro và oxi. Biết cả X, Y đều có khối lượng mol là 76 gam/mol và 1,14 gam mỗi chất X hoặc Y tác dụng hết với Na đều giải phóng 336 ml H₂ (đktc). ChấtY tác dụng với NaHCO₃ tạo ra khí CO₂.

a) Xác định công thức cấu tạo của X, Y.

b) Biết rằng Z chỉ chứa một loại nhóm chức. Cho Z tác dụng với X đun nóng (có H₂SO₄ đặc xúc tác) thu được chất hữu cơ P (có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất). Đốt cháy hoàn toàn 17,2 gam P cần vừa đủ 14,56 lít O₂ (đktc), sản phẩm cháy chỉ có CO₂ và H₂O với tỷ lệ mol tương ứng là 7:4. Mặt khác, nếu cho 3,44 gam P tác dụng với 20ml dung dịch NaOH 2M thì thấy phản ứng vừa đủ. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của P và Z.

a) Đặt CTPT chung của X, Y là C_xH_yO_z(y chẵn; y 2x+2):

– Ta có: 12x + y +16z = 76 => z < 4,75

z = 1 => 12x + y = 60không có công thức phù hợp

z = 2 => 12x + y = 44=>x = 3; y = 8 CTPT: C₃H₈O₂

Từ giả thiết Y + NaHCO₃CO₂Y là axit

Số mol X (Y) = 1,14/76= 0,015; số mol H₂ = 0,336/22,4= 0,015

X có 2 nhóm –OH X có công thức C₃H₆(OH)₂

CTCT của X: CH₂OH–CHOH–CH₃ hoặc CH₂OH–CH₂–CH₂OH

z = 3 => 12x + y = 28x = 2; y = 4 CTPT: C₂H₄O₃

Vì số mol Y = số mol H₂Y có nhóm –COOH và nhóm –OH

CTCT của Y: HO–CH₂–COOH

z = 4 => 12x + y = 12không có công thức phù hợp.

b)Xác định công thức cấu tạo của P và Z

– Gọi số mol của CO₂ là 7x và H₂O là 4x.

–Bảo toàn khối lượng: 17,2 + 32.0,65 = 7x.44 + 18.4x x = 0,1

n_C = 7.0,1 = 0,7 (mol); n_H = 2.4.0,1 = 0,8 (mol); n_O = 0,5 (mol)

CTĐGN của P là C₇H₈O₅ (Cũng là CTPT)

– Số mol P tác dụng với NaOH = 3,44/172= 0,02 (mol); n_NaOH = 0,04 (mol)

Tỉ lệ phản ứng là 1: 2P phải có 2 nhóm chức tác dụng được với NaOH. Vì P có 5 nguyên tử oxi nên CTCT của P là

HOOC–C C–COOC₃H₆OH. Vậy Z là HOOC–C C–