Câu hỏi
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 O2 (đktc) thu được CO2 và H2O. 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 CH3CH2OH.
- B CH3OCH3.
- C CH3COOH.
- D HCHO.
Phương pháp giải:
- Tính số mol O2
- Đặt ẩn là số mol của CO2 và H2O
+ 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 CO2, H2O
- Tìm CTPT của X:
+ Dùng bảo toàn nguyên tố C, H tính được số mol C, H trong X
+ So sánh thấy mC + mH < mX → X có chứa O → nO
+ Lập tỉ lệ nC : nH : nO ⇒ 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 CO2 và H2O 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:
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓ + H2O
Theo PTHH → \({n_{BaC{{\rm{O}}_3}}} = {n_{C{O_2}}} = a\left( {mol} \right)\)
Mặt khác, khối lượng dung dịch giảm: mdd 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:
Bảo toàn nguyên tố C → \({n_C} = {n_{C{O_2}}} = 0,3\left( {mol} \right) \to {m_C} = 0,3.12 = 3,6\left( g \right)\)
Bảo 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 mC + mH = 3,6 + 0,9 = 4,5 gam < mX
→ Trong X có chứa Oxi
Ta có: mO = mX - mC - mH = 6,9 - 3,6 - 0,9 = 2,4 gam → nO = 0,15 mol
Gọi công thức phân tử của X là CxHyOz
Ta có: x : y : z = nC : nH : nO = 0,3 : 0,9 : 0,15 = 2 : 6 : 1
Vậy công thức đơn giản nhất của A là C2H6O
Suy ra CTPT của A có dạng (C2H6O)n hay C2nH6nOn.
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 C2H6O
Các CTCT có thể có là CH3CH2OH và CH3OCH3
Do X ở nồng độ thích hợp có tính sát khuẩn cao nên là CH3CH2OH (Etanol).
Chọn A.