Câu hỏi
Đốt cháy hoàn toàn 14,24 gam hợp chất hữu cơ X và cho các sản phẩm sinh ra lần lượt đi qua các bình đựng CaCl2 khan và KOH dư thì thấy bình CaCl2 tăng thêm 10,08 gam còn bình KOH tăng thêm 21,12 gam. Mặt khác, khi đốt 7,12 gam chất đó sinh ra 0,896 lít nitơ (đktc). Biết rằng, phân tử chất đó chỉ chứa một nguyên tử nitơ. Công thức phân tử của X là
- A C3H7O2N.
- B C3H9N.
- C C2H5O2N.
- D C2H7N.
Phương pháp giải:
- Từ khối lượng bình CaCl2 tăng tính được khối lượng của H2O ⟹ số mol H
- Từ khối lượng bình KOH tăng tính được khối lượng của CO2 ⟹ số mol C
- Từ số mol N2 thu được khi đốt 7,12 gam X tính được số mol N2 khi đốt 14,24 gam X ⟹ số mol N
- So sánh: (mC + mH + mN) với mX ⟹ X có chứa O
- Lập tỉ lệ mol các nguyên tố ⟹ CTĐGN ⟹ CTPT
Lời giải chi tiết:
- Bình CaCl2 khan hấp thụ H2O ⟹ \({m_{{H_2}O}} = {m_{binh\,CaC{l_2}\,\tan g}} = 10,08\left( g \right) \to {n_{{H_2}O}} = \frac{{10,08}}{{18}} = 0,56\left( {mol} \right)\)
Bảo toàn nguyên tố H ⟹ \({n_H} = 2{n_{{H_2}O}} = 2.0,56 = 1,12\left( {mol} \right)\)
- Bình KOH hấp thụ CO2 ⟹ \({m_{C{O_2}}} = {m_{binh\,K{\rm{O}}H\,\tan g}} = 21,12\left( g \right) \to {n_{C{O_2}}} = \frac{{21,12}}{{44}} = 0,48\left( {mol} \right)\)
Bảo toàn nguyên tố C ⟹ \({n_C} = {n_{C{O_2}}} = 0,48\left( {mol} \right)\)
- Đốt 7,12 gam X thu được \(\frac{{0,896}}{{22,4}} = 0,04\) (mol) khí N2
⟹ Đốt 28,2 gam X thu được 0,08 mol khí N2
Bảo toàn nguyên tố N ⟹ \({n_N} = 2{n_{N2}} = 2.0,08 = 0,16\left( {mol} \right)\)
- Ta thấy: \({m_C} + {m_H} + {m_N} = 0,48.12 + 1,12 + 0,16.14 = 9,12\left( g \right) < {m_X}\) ⟹ X có chứa nguyên tố O
⟹ mO = 14,24 - 9,12 = 5,12 gam ⟹ nO = \(\frac{{5,12}}{{16}}\) = 0,32 (mol)
Ta có: nC : nH : nO : nN = 0,48 : 1,12 : 0,32 : 0,16 = 3 : 7 : 2 : 1
⟹ CTĐGN của X là C3H7O2N
Mà theo đề bài, phân tử X có chứa 1 nguyên tử N nên CTPT của X là C3H7O2N.
Chọn A.