Hợp chất hữu cơ X1 có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản. Trong X1 phần trăm về khối lượng của cacbon và hiđro là 45,45% và 6,06% còn lại là của oxi. Cho X1 tác dụng với NaOH thu được ba sản phẩm hữu cơ. Mặt khác cho 9,9 gam X1 tác dụng với nước có H2SO4 làm xúc tác thu được ba sản phẩm hữu cơ trong đó hai sản phẩm cùng loại nhóm chức có tổng khối lượng 5,406 gam với hiệu suất 68%. Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của X1.

Đáp án:

- %O ( X1) = 100 - 45,45 - 6,06 = 48,49

- Lập tỉ lệ :

$\frac{0,4545}{12}$ : $\frac{0,0606}{1}$ : $\frac{0,4849}{16}$ = 5 : 8 : 4

=> CTPT của X1 là : C5H8O4

- Cho X1 tác dụng với NaOH và nước đều thu được 3 sản phẩm hữu cơ

=> CTCT của X1 có thể là :

     +TH1:      R1-OOC-R2-COO-R3

     +TH2:      R1-COO-R2-OOC-R3

- TH1: X1 là :   R1-OOC-R2-COO-R3

     - Ta có: R1 + R2 + R3 = 44 (1)

    - Cho 9,9 g X1 vào nước có H2SO4 ---> R1OH + R3OH + R2(COONa)2

                0,075 mol -->                              0,051       0,051

    - Ta có:     0,051×( R1 + 17) + 0,051×( R3 + 17 ) = 5,406 (2)

    - Từ (1) và (2) => R2 = -28 ( loại)

- TH2: X1 là:    R1-COO-R2-OOC-R3

     - Ta có: R1 + R2 + R3 = 44 (3)

     - 9,9 g X1 + H20 ---H2SO4---> R1COOH + R3COOH + R2(OH)2

      0,075 mol ---->                            0,051            0,051

     - Ta có: 0,051×( R1 + 45 ) + 0,051×( R3 + 45 ) = 5,406 (4)

     - Từ (3) và (4) => R2 = 28 ( C2H4)

     - Thay R2 vào (3) => R1 + R3 = 16

                                 => $\left \{ {{R1=1} \atop {R3=15}} \right.$ 

     - Vậy CTCT của X1 là : H-COO-CH2-CH2-OOC-CH3