Chất hữu cơ X chứa các nguyên tố C, H, O còn chất hữu cơ Y, Z đều chứa các nguyên tố C ,H,O,Na . Từ chất X tổng hợp thành chất Y, Z theo sơ đồ sau: X +NaOH --> Y+Z+H2O Cho 2,76 gam X tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, sau đó chưng khô thì thu được hơi nước và phần hỗn hợp chất rắn Y, Z có khối lượng 4,44 gam. Đốt cháy hoàn toàn 4, 44 gam hỗn hợp chất rắn Y, Z trong oxi thu được 3,18 gam Na2CO3; 2,464 lít CO2 (ở điều kiện tiêu chuẩn) và 0,9 gam nước. Tìm công thức phân tử của X biết phân tử khối của X bằng 138.

Hợp chất hữu cơ X có công thức đơn giản nhất C_aH_bO_c thì CTPT có dạng (C_aH_bO_c)n.

Dựa vào khối lượng mol phân tử của M_X tính được n rồi suy ra CTPT của X.

Ví dụ: Chất hữu cơ X có CT ĐGN là CH₂O và có khối lượng mol phân tử bằng 180,0 g/mol. Xác định CTPT của X.

Giải: CTPT của X là: (CH₂O)n

Vậy: (12 + 2 + 16).n = 180 → n = 6. Vậy CTPT: C₆H₁₂O₆

Nếu đề bài không cho M thì để tìm n ta phải biện luận như sau:

Với CTTQ C_xH_yO_z thì y ≤ 2x + 2, chẵn

Với CTTQ C_xH_yO_zN_t thì y ≤ 2x + 2 + t

Với CTTQ C_xH_yO_zX_u thì y ≤ 2x + 2 – u (X là halogen) y lẻ (chẵn) nếu t, u lẻ (chẵn)

Đáp án:

$C_7H_6O_3$ 

Giải thích các bước giải:

$X+NaOH\to \text{2 muối}+H_2O(1)$

$\text{2 muối}+O_2\to CO_2+Na_2CO_3+H_2O(2)$

$n_{CO_2}=\dfrac{2,464}{22,4}=0,11(mol)$

$n_{Na_2CO_3}=\dfrac{3,18}{106}=0,03(mol)$

$n_{H_2O}=\dfrac{0,9}{18}=0,05(mol)$

Bảo toàn Na: $n_{NaOH}=2n_{Na_2CO_3}=0,06(mol)$

Bảo toàn khối lượng:

$2,76+40.0,06=4,44+m_{H_2O(1)}$

$\to m_{H_2O(1)}=0,72(g)$

$\to n_{H_2O(1)}=\dfrac{0,72}{18}=0,04(mol)$

Bảo toàn C: $n_C=n_{CO_2}+n_{Na_2CO_3}=0,11+0,03=0,14(mol)$

Bảo toàn H: $n_H+n_{NaOH}=n_{H_2O(1)}.2+n_{H_2O(2)}.2$

$\to n_H+0,06=0,04.2+0,05.2$

$\to n_H=0,12(mol)$

$\to n_O=\dfrac{2,76-0,14.12-0,12}{16}=0,06(mol)$

$\to n_C:n_H:n_O=0,14:0,12:0,06=7:6:3$

$\to CTN:(C_7H_6O_3)_n$

Mà $M_X=138(g/mol)$

$\to (12.7+6+16.3).n=138$

$\to n=1$

Vậy CTPT X là $C_7H_6O_3$