Oxi hóa hoàn toàn 3,01 gam hợp chất hữu cơ X rồi dẫn sản phẩm lần lượt qua bình đựng H₂SO₄ đặc và bình đựng KOH dư thì thấy khối lượng các bình tăng lên tương ứng là 1,89 gam và 6,16 gam. Hãy xác định công thức phân tử của X biết tỉ khối hơi của X so với khí oxi bằng 2,6875. (Cho NTK: O=16, C=12, H=1).

Bước 1: Tính số mol của C và H trong X

- Khối lượng bình đựng H₂SO₄ tăng chính là khối lượng của H₂O.

\(\to {m_{{H_2}O}} = 1,89\,gam \to {n_{{H_2}O}} = \dfrac{{1,89}}{{18}} = 0,105\,mol\)

\(\to {n_H} = 2{n_{{H_2}O}} = 2.0,105 = 0,21\,mol \to {m_H} = 0,21.1 = 0,21\,gam\)

- Khối lượng bình đựng KOH tăng chính là khối lượng của CO₂.

\(\to {m_{C{O_2}}} = 6,16\,gam \to {n_{C{O_2}}} = \dfrac{{6,16}}{{44}} = 0,14\,mol\)

\(\to {n_C} = {n_{C{O_2}}} = 0,14\,mol \to {m_C} = 0,14.12 = 1,68\,gam\)

Bước 2: Tính khối lượng và số mol O

Ta thấy: m_C + m_H = 1,68 + 0,21 = 1,89 < m_X

→ Trong X có chứa O.

\({m_O} = {m_X} - {m_C} - {m_H} = 3,01 - 1,68 - 0,21 = 1,12\,gam \to {n_O} = \dfrac{{1,12}}{{16}} = 0,07\,mol\)

Bước 3: Xác định CTĐG của X

Gọi công thức phân tử của X là C_xH_yO_z

\(x:y:z = {n_C}:{n_H}:{n_O} = 0,14:0,21:0,07 = 2:3:1\)

Vậy công thức đơn giản nhất của X là C₂H₃O

Bước 4: Xác định X

Vì tỷ khối hơi của X so với khí oxi bằng 2,6875 \(\to {M_X} = 2,6875.32 = 86\)

\(\to (2.12 + 3.1 + 1.16)n = 86 \to n = 2\)

Vậy công thức phân tử của X là C₄H₆O₂.