Khoảng giữa tháng 12 năm 2019, dịch viêm phổi cấp COVID-19 do chủng virus corona mới đã bùng phát tại thành phố Vũ Hán, thuộc tỉnh Hồ Bắc ở miền trung Trung Quốc. Triệu chứng của bệnh bao gồm sốt, ho, khó thở,… và có thể gây tử vong cho con người. Trong thời gian dịch bệnh diễn biến phức tạp, Bộ Y tế Việt Nam đã đưa ra các khuyến cáo phòng dịch trong đó có việc sử dụng nước rửa tay khô. Thành phần chính của nước rửa tay khô là chất hữu cơ X, chất này ở nồng độ thích hợp có tính sát khuẩn cao. Biết đốt cháy 6,9 gam X cần dùng 10,08 lít khí O$_{2}$ (đktc) thu được CO$_{2}$ và H$_{2}$O. Hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)$_{2}$ dư thấy khối lượng dung dịch giảm 37,8 gam. Công thức cấu tạo thu gọn của X là

Khoảng giữa tháng 12 năm 2019, dịch viêm phổi cấp COVID-19 do chủng virus corona mới đã bùng phát tại thành phố Vũ Hán, thuộc tỉnh Hồ Bắc ở miền trung Trung Quốc. Triệu chứng của bệnh bao gồm sốt, ho, khó thở,… và có thể gây tử vong cho con người. Trong thời gian dịch bệnh diễn biến phức tạp, Bộ Y tế Việt Nam đã đưa ra các khuyến cáo phòng dịch trong đó có việc sử dụng nước rửa tay khô. Thành phần chính của nước rửa tay khô là chất hữu cơ X, chất này ở nồng độ thích hợp có tính sát khuẩn cao. Biết đốt cháy 6,9 gam X cần dùng 10,08 lít khí O$_{2}$ (đktc) thu được CO$_{2}$ và H$_{2}$O. Hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)$_{2}$ dư thấy khối lượng dung dịch giảm 37,8 gam. Công thức cấu tạo thu gọn của X là

A. CH$_{3}$CH$_{2}$OH.

B. CH$_{3}$OCH$_{3}$.

C. CH$_{3}$COOH.

D. HCHO.

Hướng dẫn

Chọn phương án: A

Phương pháp giải:

– Tính số mol O$_{2}$

– Đặt ẩn là số mol của CO$_{2}$ và H$_{2}$O

+ Bảo toàn khối lượng cho phản ứng cháy lập được phương trình (1)

+ Từ khối lượng dung dịch giảm lập được phương trình (2)

Giải hệ thu được số mol CO$_{2}$, H$_{2}$O

– Tìm CTPT của X:

+ Dùng bảo toàn nguyên tố C, H tính được số mol C, H trong X

+ So sánh thấy m$_{C}$ + m$_{H}$ < m$_{X}$ → X có chứa O → n$_{O}$

+ Lập tỉ lệ n$_{C}$ : n$_{H}$ : n$_{O}$ ⇒ CTĐGN

+ Mà trong hợp chất hữu cơ chứa C, H, O ta luôn có: 0 < H ≤ 2C + 2 ⇒ CTPT

+ Viết các CTCT có thể có. Sau đó dựa vào dữ kiện đề bài cho chọn được CTCT thỏa mãn.

Lời giải chi tiết:

Ta có: \({n_{{O_2}}} = \frac{{10,08}}{{22,4}} = 0,45\left( {mol} \right)\)

Đặt số mol của CO$_{2}$ và H$_{2}$O lần lượt là a và b (mol)

– Bảo toàn khối lượng cho phản ứng cháy → \({m_{C{O_2}}} + {m_{{H_2}O}} = {m_X} + {m_{{O_2}}}\)

⇔ 44a + 18b = 6,9 + 0,45.32 = 21,3 (1)

– Khi hấp thụ sản phẩm cháy vào bình đựng Ba(OH)$_{2}$ dư có phản ứng:

CO$_{2}$ + Ba(OH)$_{2}$ → BaCO$_{3}$ ↓ + H$_{2}$O

Theo PTHH → \({n_{BaC{{\rm{O}}_3}}} = {n_{C{O_2}}} = a\left( {mol} \right)\)

Mặt khác, khối lượng dung dịch giảm: m$_{dd giảm}$ = \({m_{BaC{{\rm{O}}_3}}} – ({m_{C{O_2}}} + {m_{{H_2}O}})\)

⇔ 197a – (44a + 18b) = 37,8 ⇔ 153a – 18b = 37,8 (2)

Giải hệ (1) (2) ta được a = 0,3 và b = 0,45

Xét phản ứng đốt cháy X:

B. ảo toàn nguyên tố C → \({n_C} = {n_{C{O_2}}} = 0,3\left( {mol} \right) \to {m_C} = 0,3.12 = 3,6\left( g \right)\)

B. ảo toàn nguyên tố H → \({n_H} = 2{n_{{H_2}O}} = 0,9\left( {mol} \right) \to {m_H} = 0,9.1 = 0,9\left( g \right)\)

Ta thấy m$_{C}$ + m$_{H}$ = 3,6 + 0,9 = 4,5 gam < m$_{X}$

→ Trong X có chứa Oxi

Ta có: m$_{O}$ = m$_{X}$ – m$_{C}$ – m$_{H}$ = 6,9 – 3,6 – 0,9 = 2,4 gam → n$_{O}$ = 0,15 mol

Gọi công thức phân tử của X là C$_{x}$H$_{y}$O$_{z}$

Ta có: x : y : z = n$_{C}$ : n$_{H}$ : n$_{O}$ = 0,3 : 0,9 : 0,15 = 2 : 6 : 1

Vậy công thức đơn giản nhất của A là C$_{2}$H$_{6}$O

Suy ra CTPT của A có dạng (C$_{2}$H$_{6}$O)$_{n}$ hay C$_{2n}$H$_{6n}$O$_{n}$.

Trong hợp chất hữu cơ chứa C, H, O ta luôn có: H ≤ 2C + 2 ⟹ 6n ≤ 2.2n + 2 ⟹ n ≤ 1 ⟹ n = 1

→ CTPT là C$_{2}$H$_{6}$O

Các CTCT có thể có là CH$_{3}$CH$_{2}$OH và CH$_{3­}$OCH$_{3}$

Do X ở nồng độ thích hợp có tính sát khuẩn cao nên là CH$_{3}$CH$_{2}$OH (Etanol).

Chọn A.