by Cho 0,2 mol hỗn hợp E gồm chất X (C$_{n}$H$_{2n+4}$O$_{4}$N$_{2}$) và chất Y (C$_{m}$H$_{2m+3}$O$_{2}$N) đều mạch hở tác dụng vừa đủ với 0,25 mol NaOH, đun nóng, thu được hỗn hợp sản phẩm hữu cơ gồm 21,25 gam hỗn hợp Z gồm hai muối và 5,5 gam hỗn hợp hai khí làm quỳ tím ẩm hóa xanh có tỉ khối so với H$_{2}$ là 13,75. Khối lượng lớn nhất của X có thể đạt được trong 0,2 mol hỗn hợp E gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 11 gam.
B. 9,5 gam.
C. 12 gam.
D. 8 gam.
Hướng dẫn
Chọn đáp án là: C
Lời giải chi tiết:
M$_{khí}$ = 13,75.2 = 27,5 → có 1 khí là NH$_{3}$
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{n_E} = {n_X} + {n_Y} = 0,2\\{n_{NaOH}} = 2{n_X} + {n_Y} = 0,25\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}{n_X} = 0,05\\{n_Y} = 0,15\end{array} \right.\)
n$_{khí}$ = 5,5 : 27,5 = 0,2 mol
Như vậy số mol E bằng với số mol khí → X sinh ra 1 khí X’ và Y sinh ra 1 khí Y’
→ m$_{khí}$ = 0,05X’ + 0,15Y’ = 5,5
→ X’ + 3Y’ = 110
Để khối lượng X lớn nhất thì X’ phải lớn nhất và Y’ phải nhỏ nhất → Y’ = 17 (NH$_{3}$) và X’ = 59 (C$_{3}$H$_{9}$N)
Do sản phẩm thu được có 2 muối nên:
X có dạng R$_{1}$COONH$_{3}$R$_{2}$COO-NH(CH$_{3}$)$_{3}$: 0,05 mol
Y có dạng R$_{1}$COONH$_{4}$: 0,15 mol
Muối gồm R$_{1}$COONa (0,2 mol) và H$_{2}$NR$_{2}$COONa (0,05 mol)
→ m$_{muối}$ = 0,2.(R$_{1}$ + 67) + 0,05.(R$_{2}$ + 83) = 21,25
→ 4R$_{1}$ + R$_{2}$ = 74
Để khối lượng X lớn nhất thì R$_{2}$ phải lớn nhất, R$_{1}$ phải nhỏ nhất → R$_{1}$ = 1 và R$_{2}$ = 70
Vậy X là HCOO-NH$_{3}$-C$_{5}$H$_{10}$-COO-NH(CH$_{3}$)$_{3}$: 0,05 mol
Y là HCOONH$_{4}$: 0,15 mol
→ m$_{X max}$ = 0,05.236 = 11,8 gam gần nhất với 12 gam
Đáp án C
