Bài viết này sẽ tập trung vào dạng bài tập hóa học liên quan đến Hỗn Hợp Z Gồm 2 Este X Và Y, đồng thời cung cấp phương pháp giải chi tiết, dễ hiểu, giúp học sinh nắm vững kiến thức và tự tin giải quyết các bài toán tương tự.
Xét bài toán sau: Hỗn hợp Z gồm hai este X và Y tạo bởi cùng một ancol và hai axit cacboxylic kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng (MX < MY). Đốt cháy hoàn toàn m gam Z cần dùng 6,16 lít khí O2 (đktc), thu được 5,6 lít khí CO2 (đktc) và 4,5 gam H2O. Tìm công thức của este X và giá trị của m tương ứng.
Phân tích bài toán:
Đây là bài toán đốt cháy este, trong đó hỗn hợp Z gồm hai este no, đơn chức, mạch hở. Ta cần xác định công thức phân tử của hai este và tính khối lượng m của hỗn hợp.
Hướng dẫn giải chi tiết:
- Tính số mol các chất:
- nO2 = 6,16 / 22,4 = 0,275 mol
- nCO2 = 5,6 / 22,4 = 0,25 mol
- nH2O = 4,5 / 18 = 0,25 mol
- Xác định loại este:
Vì nCO2 = nH2O nên hai este X, Y là este no, đơn chức, mạch hở.
- Sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố O:
nO (Z) + 2 nO2 = 2 nCO2 + nH2O
nO (Z) + 2 0,275 = 2 0,25 + 0,25
=> nO (Z) = 0,2 mol
Hình ảnh minh họa phản ứng đốt cháy este no đơn chức mạch hở, tạo CO2 và H2O, giúp học sinh hình dung quá trình phản ứng và áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố.
- Tính số mol hỗn hợp Z:
Vì este no, đơn chức nên nZ = nO(Z) / 2 = 0,2 / 2 = 0,1 mol
- Tính số nguyên tử C trung bình:
nC(trung bình) = nCO2 / nZ = 0,25 / 0,1 = 2,5
Vì hai axit cacboxylic kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng nên hai este là HCOOCH3 và CH3COOCH3.
- Tính khối lượng m của hỗn hợp Z bằng định luật bảo toàn khối lượng:
m = mCO2 + mH2O – mO2
m = 0,25 44 + 4,5 – 0,275 32 = 6,7 gam
Vậy, công thức este X là HCOOCH3 và giá trị của m là 6,7 gam. Đáp án A là chính xác.
Lưu ý khi giải bài tập về hỗn hợp Z gồm 2 este X và Y:
- Luôn xác định loại este (no, đơn chức, mạch hở hay không no, đa chức,…).
- Sử dụng thành thạo các định luật bảo toàn (khối lượng, nguyên tố).
- Áp dụng phương pháp trung bình (số nguyên tử C trung bình, phân tử khối trung bình) để đơn giản hóa bài toán.
- Lập hệ phương trình để giải quyết các bài toán phức tạp hơn.
Hình ảnh minh họa công thức cấu tạo tổng quát của este và nhóm chức este (-COO-), giúp người học ôn lại kiến thức cơ bản về cấu tạo este.
Kết luận:
Nắm vững các kiến thức cơ bản về este, kết hợp với phương pháp giải bài tập phù hợp, bạn sẽ dễ dàng chinh phục các bài toán liên quan đến hỗn hợp Z gồm 2 este X và Y. Chúc các bạn học tốt!
