by Chất X (C$_{x}$H$_{y}$O$_{4}$N$_{2}$) là muối amoni của axit cacboxylic đa chức; chất Y (C$_{m}$H$_{n}$O$_{2}$N$_{2}$) là muối amoni của một amino axit. Cho m gam E gồm X và Y (có tỉ lệ mol tương ứng là 3 : 5) tác dụng hết với lượng dư dung dịch NaOH đun nóng, thu được 4,928 lít (đktc) hỗn hợp khí (gồm 2 chất hữu cơ là đồng đẳng liên tiếp) có tỉ khối so với hiđro bằng 383/22 và 19,14 gam hỗn hợp muối. Phần trăm khối lượng của Y trong E là
A. 54,64%.
B. 50,47%.
C. 49,53%.
D. 45,36%.
Hướng dẫn
Chọn đáp án là: A
Phương pháp giải:
Xét hỗn hợp khí có M$_{khí}$ = \(\frac{{383}}{{22}}\).2 = 34,8 (g/mol) ⟹ một khí là CH$_{3}$NH$_{2}$ và khí còn lại là C$_{2}$H$_{5}$NH$_{2}$ (vì 2 khí này đồng đẳng liên tiếp) ⟹ số mol từng khí
Xét hỗn hợp E có n$_{X}$ : n$_{Y}$ = 3 :5
Lại có n$_{N(khí)}$ = 2n$_{X}$ + n$_{Y}$ (vì X là muối của axit cacboxylic đơn chức còn Y là muối amoni của aminoaxit)
⟹ n$_{X}$ và n$_{Y}$
E + NaOH thì : C$_{x}$H$_{y}$O$_{4}$N$_{2}$ + 2NaOH →muối +khí + 2H$_{2}$O
C$_{m}$H$_{n}$O$_{2}$N$_{2}$ + NaOH → muối + khí + H$_{2}$O
Theo PTHH thì n$_{NaOH}$ = n$_{H2O}$ = 2n$_{X}$ + n$_{Y}$
B. TKL có m$_{E}$ = m$_{muối}$ + m$_{khí}$ + m$_{H2O}$ – m$_{NaOH}$
Muối thu được từ X có dạng R(COONa)$_{x}$ và từ Y là H$_{2}$NR’COONa
Theo m$_{muối}$ lập phương trình ẩn R và R’ ⟹ biện luận tìm 2 giá trị này ⟹ công thức của X và Y theo số mol từng chất và số mol hai khí
Lời giải chi tiết:
Xét hỗn hợp khí có M$_{khí}$ = \(\frac{{383}}{{22}}\).2 ≈ 34,8 (g/mol)
⟹ Khí gồm CH$_{3}$NH$_{2}$ và C$_{2}$H$_{5}$NH$_{2}$ (vì 2 khí là đồng đẳng liên tiếp)
Đặt n$_{CH3NH2}$ = x mol và n$_{C2H5NH2}$ = y mol thì \(\left\{ \begin{array}{l}x + y = \frac{{4,928}}{{22,4}} = 0,22\\\frac{{31{\rm{x}} + 45y}}{{x + y}} = 34,8\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}x = 0,16\\y = 0,06\end{array} \right.\)
Xét hỗn hợp E có n$_{X}$ : n$_{Y}$ = 3 : 5 (1)
Lại có n$_{N(khí)}$ = 2n$_{X}$ + n$_{Y}$ (vì X là muối của axit cacboxylic hai chức còn Y là muối amoni của aminoaxit)
⟹ 2n$_{X}$ + n$_{Y}$ = 0,16 + 0,06 = 0,22 (2)
Từ (1) (2) ⟹ n$_{X}$ = 0,06 mol và n$_{Y}$ = 0,1 mol
E + NaOH thì: C$_{x}$H$_{y}$O$_{4}$N$_{2}$ + 2NaOH → muối + khí + 2H$_{2}$O
C$_{m}$H$_{n}$O$_{2}$N$_{2}$ + NaOH → muối + khí + H$_{2}$O
Theo PTHH thì: n$_{NaOH}$ = n$_{H2O}$ = 2n$_{X}$ + n$_{Y}$ = 0,22
B. TKL ⟹ m$_{E}$ = m$_{muối}$ + m$_{khí}$ + m$_{H2O}$ – m$_{NaOH}$ = 19,14 + 0,16.31 + 0,06.45 + 0,22.18 – 0,22.40 = 21,96 (g)
Muối thu được từ X có dạng R(COONa)$_{2}$ (0,06 mol) và từ Y là H$_{2}$N-R’-COONa (0,1 mol)
⟹ m$_{muối}$ = 0,06.(R + 134) + 0,1.(R’ + 83) = 19,14 ⟹ 0,06R + 0,1R’ = 2,8
⟹ 3R + 5R’ = 140
⟹ R’ = 28 và R = 0 thỏa mãn
B. iện luận cấu tạo X, Y:
Ta thấy: n$_{C2H5NH2}$ = n$_{X}$ = 0,06 mol ⟹ X là CH$_{3}$NH$_{3}$OOC-COONH$_{3}$C$_{2}$H$_{5}$
n$_{CH3NH2}$ = n$_{X}$ + n$_{Y}$ = 0,06 + 0,1 = 0,16 mol ⟹ Y là H$_{2}$NC$_{2}$H$_{4}$COONH$_{3}$CH$_{3}$
\( \to \% {m_Y} = \frac{{0,1.120}}{{21,96}}.100\% = 54,64\% \)
Đáp án A
