Bài 9.34, 9.35, 9.39, 9.40 trang 71, 72 SBT hóa học 11: Axit pentanoic có công thức cấu tạo là gì ?

Bài 9.39: Hỗn hợp M chứa ancol no A và axit cacboxylic đơn chức B, cả hai đều mạch hở. Tổng số mol 2 chất trong hỗn hợp M là 0,5 mol. Để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp M cần dùng vừa hết 30,24 lít 0₂. Sản phẩm cháy gồm có 23,4 g \({H_2}O\) và 26,88 lít C0₂. Các thể tích đo ở đktc.

Hãy xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo, tên gọi và phần trăm khối lượng từng chất trong hỗn hợp M, biết rằng chất B hơn chất A một nguyên tử cacbon.

Khi đốt 0,5 mol hỗn hơp M, số mol C0₂ thu đươc là : \(\frac{{26,88}}{{22,4}}\) = 1,2 (mol).

Nếu đốt 1 mol hỗn hợp M, số mol C0₂ thu được sẽ là 2,4 (mol).

Như vậy chất A và chất B có chứa trung bình 2,40 nguyên tử cacbon , chất A lại kém chất B 1 nguyên tử cacbon. Vậy, A có 2 và B có 3 nguyên tử cacbon.

A là ancol no có 2 cacbon : C₂H_6-x(OH)_x hay C₂H₆O_x

B là axit đơn chức có 3 cacbon : C₃H_y0₂.

Đặt số mol A là a, số mol B là b :

a + b = 0,5 (1)

C₂H₆O_x + \(\frac{{7 – x}}{2}\)0₂ \( \to \) 2C0₂ + 3H₂0

a mol       \(\frac{{7 – x}}{2}a\) mol      2a mol 3a mol

C₃H_y0₂+ \((2 + \frac{y}{4})\)0₂ \( \to \) 3C0₂ + \(\frac{y}{2}\)H₂0

b mol       \((2 + \frac{y}{4})\)b mol  3b mol   \(\frac{y}{2}\)bmol

Số mol 0₂ là : (3,5 – 0,5x)a + (2 + 0,25y)b = \(\frac{30,24}{22,4}\) = 1,35 (mol) (2)

Số mol C0₂ là : 2a + 3b = 1,2 (mol) (3)

Số mol C0₂ là : 3a + \(\frac{y}{2}\)b = \(\frac{23,4}{18}\) = 1,30 (mol) (4)

Giải hệ phương trình đại số tìm được : a = 0,3 ; b = 0,2 ; x = 2 ; y = 4.

Chất A : C₂H₆0₂ hay  etanđiol (hay etylenglicol) chiếm \(\frac{{0,3.62}}{{0,3.62 + 0.2.72}}\). 100% = 56,4% khối lượng M.

Chất B : C₃H₄0₂ hay CH₂ = CH – COOH, axit propenoic chiếm 43,64% khối lượng M.

Bài 9.40: Hỗn hợp M chứa 3 axit cacboxylic đơn chức mạch hở, trong đó hai chất là axit no kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng và một chất là axit không no có một liên kết kép ở gốc hiđrocacbon.

Cho 29,6 g M tác dụng với dung dịch NaOH rồi cô cạn, thu được 40,6 g hỗn hợp muối khan. Đốt cháy hoàn toàn 8,88 g M thu được 6,72 lít C0₂ (đktc).

Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo, tên gọi và phần trăm khối lượng từng chất trong hỗn hợp M.

Các axit đơn chức tác dụng với NaOH như sau :

RCOOH + NaOH \( \to \) RCOONa + H₂0

Cứ 1 mol RCOOH biến thành 1 mol RCOONa thì khối lượng tăng thêm : 23 – 1 = 22 (g).

Khi 29,6 g M biến thành hỗn hợp muối, khối lượng đã tăng thêm : 40,6 – 29,6= 11 (g).

Vậy số mol 3 axit trong 29,60 g M là : \(\frac{{11}}{{22}} = 0,5(mol)\)

Khối lượng trung bình của 1 mol axit trong hỗn hợp là :

\(\frac{{29,6}}{{0,5}} = 59,2(g)\)

Vậy trong hỗn hợp M phải có axit có phân tử khối nhỏ hơn 59,2. Chất đó chỉ có thể là H-COOH. Nhưng M có 2 axit no kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng nên đã có HCOOH thì phải có CH₃COOH.

Giả sử trong 8,88 g M có x mol HCOOH, y mol CH₃COOH và z mol C_nH_2n-1COOH :

\(\left\{ \begin{array}{l}
x + y + z = \frac{{0,5.8,88}}{{29,6}} = 0,15(1)\\
46{\rm{x}} + 60y + (14n + 44)z = 8,88(2)
\end{array} \right.\)

2HCOOH + 0₂ \( \to \) 2C0₂ + 2H₂0

x mol                       x mol

CH₃COOH + 20₂ \( \to \) 2C0₂ + 2H₂0

y mol                            2y mol

C_nH_2n-1COOH + \(\frac{{3n}}{2}\)0₂ \( \to \) (n + 1)C0₂ + nH₂0

z mol                                       (n + 1)z mol

x + 2y + (n + 1)z= \(\frac{{6,72}}{{22,4}}\) = 0,3 (3)

Cách giải hệ phượng trình :

Nhân 2 vế của phương trình (3) với 14 ta có

14x + 28y + (14n + 14)z = 4,2 (3’)

Lấy (2) trừ đi (3′) :

32x + 32y + 30z = 4 68 (2′)

Nhân (1) với 30 ta có :

30x + 30y + 30z = 4,50 (1′)

Lấy (2′) trừ đi (1′) : 2x + 2y = 0,18 \( \Rightarrow \) x + y = 0,09 \( \Rightarrow \) z = 0,15 – 0,09 = 0,06

Thay các giá trị vừa tìm được vào phương trình (3), ta có :

0,09 + y + 0,06(n + 1) = 0,3

y = 0,15 – 0,06n

0 < y < 0,09 \( \Rightarrow \) 0 < 0,15 – 0,06n < 0,09

1  < n < 2,5

\( \Rightarrow \) n = 2 ; y = 0,15 – 0,06.2 = 0,03 \( \Rightarrow \) x = 0,06.

Thành phần khối lượng của hỗn hợp :

H-COOH (CH₂0₂) axit metanoic là : \(\frac{{0,06.46}}{{8,88}}\). 100% = 31,1%.

CH3-COOH (C₂H₄0₂) axit etanoic là : \(\frac{{0,03.60}}{{8,88}}\). 100% = 20,3%.

CH₂ = CH-COOH (C₃H₄0₂) axit propenoic là: \(\frac{{0,06.72}}{{8,88}}\). 100% = 48,6%.

9.34. Độ linh động của nguyên tử H trong nhóm OH của các chất C₂H₅OH, C₆H₅OH, HCOOH và \(C{H_3}\)COOH tăng dần theo trật tự nào ?

A. C₂H₅OH < C₆H₅OH < HCOOH < \(C{H_3}\)COOH.

B. \(C{H_3}\)COOH < HCOOH < C₆H₅OH < C₂H₅OH.

C. C₂H₅OH < C₆H₅OH < \(C{H_3}\)COOH < HCOOH.

D. C₆H₅OH < C₂H₅OH < \(C{H_3}\)COOH < HCOOH.

9.35. Ghép tên với công thức cấu tạo cho phù hợp.

9.34. C

9.35.

1 – D; 2 – F; 3 – A; 4 – B; 5 – E; 6 – C