Xăng sinh học là loại xăng được sản xuất từ sinh khối ví dụ như tảo. Giống như loại xăng được sản xuất truyền thống, nó chứa từ 6 (hexane) đến 12 (dodecane) nguyên tử cacbon trên mỗi phân tử và có thể được sử dụng trong động cơ đốt trong. Xăng sinh học thì khác so về mặt hóa học so với biobutanol và ethanol sinh học, vì những loại này là alcohol, không phải hydrocarbon.
Các công ty ví dụ như Diversified Energy Corporation đang phát triển các cách tiếp cận để lấy nguồn triglyceride và thông qua một quá trình khử oxy và tái tạo (bẻ gãy phân tử, đồng phân hóa, quá trình thơm hóa, và sản xuất các phân tử dạng vòng) để sản xuất ra xăng sinh học. Xăng sinh học này được làm ra với ý định tương xứng về các đặc tính hóa học, động lực học và đốt cháy với loại dầu hỏa giống nó, nhưng với nồng độ octane cao hơn. Các công ty khác cũng đang theo đuổi những cách tiếp cận tương tự dựa trên phương pháp tách tạp chất của dầu bằng hydro. Và cuối cùng là, vẫn có những công ty tập trung vào việc sử dụng sinh khối gỗ để chuyển đổi thành xăng sinh học bằng việc sử dụng các quy trình lên men.
BG100, hay xăng sinh học 100%, có thể ngay lập tức sử dụng như là một sự thay thế cho xăng dầu trong bất cứ động cơ xăng thông thường nào, và có thể được sử dụng trong cùng các kết cấu nhiên liệu, vì tính chất của nó tương xứng với xăng từ dầu truyền thống.[1] Dodecane cần một lượng nhỏ octane phụ trợ để tương xứng với xăng. Nhiên liệu etanol (E85) cần một động cơ đặc biệt và có năng lượng cháy thấp hơn và kinh tế nhiên liệu tương ứng.[2] Nhưng do những tương đồng về mặt hóa học của xăng sinh học nên nó cũng có thể được trộn với xăng thường. Có thể có tỉ lệ xăng sinh học cao hơn so với xăng thường và không cần phải điều chỉnh động cơ của phương tiện, không giống như ethanol.[3] Một trong những vấn đề chính mà khả năng sinh lời về mặt kinh tế của xăng sinh học là vốn cao. Các nhóm nghiên cứu đang thấy rằng các nhóm đầu tư hiện tại đang trở nên thiếu nhẫn nại với tốc độ của quy trình phát triển xăng sinh học. Thêm nữa, các nhóm môi trường có thể yêu cầu xăng sinh học phải được sản xuất theo cách bảo vệ động vật hoang dã, đặc biệt là cá.[4] Một nhóm nghiên cứu nghiên cứu về khả năng sinh lời về mặt kinh tế của xăng sinh học phát hiện ra rằng phương pháp sản xuất hiện tại và giá thành sản xuất cao sẽ ngăn công chúng tiếp cận với xăng sinh học.[5] Nhóm này quả quyết rằng giá thành xăng sinh học sẽ cần phải xấp xỉ $800 một thùng, và họ cho rằng giá thành này là bất khả thi nếu so với giá sản xuất hiện tại.[6] Một vấn đề nữa đang ngăn cản sự thành công của xăng sinh học đó chính là việc thiếu việc miễn thuế. Chính phủ đang miễn thuế cho nhiên liệu ethanol nhưng vẫn chưa miễn thuế cho xăng sinh học.[7] Điều này khiến xăng sinh học là một lựa chọn ít hấp dẫn hơn nhiều cho người tiêu dùng. Cuối cùng, việc sản xuất xăng sinh học có thể có ảnh hưởng lớn tới nền công nghiệp trồng trọt. Nếu xăng sinh học trở thành một loại năng lượng thay thế nghiêm túc thì một lượng lớn đất đai trồng trọt được đang còn tồn tại của chúng ta sẽ bị chuyển đổi thành trồng các loại cây chỉ nhằm mục đích sản xuất xăng sinh học. Việc này có thể làm giảm lượng đất sử dụng để trồng thực phẩm cho con người và có thể làm giảm nguồn cung lương thực tổng thể. Điều này sẽ gây ra hiện tượng tăng giá thành thực phẩm nói chung.[7]
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ TĨNH ĐỀ THI CHÍNH THỨC THỨCTHỨC (Đề thi có 02 trang, gồm 9 câu)KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2017-2018 Môn thi: HÓA HỌC Thời gian làm bài: 180 phút Câu 1. (3,0 điểm) Dùng hình vẽ, mô tả thí nghiệm điều chế và thử tính chất của etilen. Nêu rõ vai trò của các dụng cụ dùng làm thí nghiệm và cách tiến hành thí nghiệm. Các chất: 4-hiđroxi-3-metoxibenzanđehit có mùi thơm vani, 4-metoxibenzanđehit và p-isopropylbenzanđehit được chiết xuất từ quả cây hồi, đều được sử dụng trong chế biến thực phẩm và dược phẩm. Viết công thức cấu tạo của ba chất trên, trong ba chất đó, chất nào có nhiệt độ sôi cao nhất ? Vì sao ? Cho các chất sau: CO2, CaCO3, Ca(HCO3)2, Na2CO3. Hãy lập một sơ đồ biểu diễn tối đa mối quan hệ giữa các chất trên. Viết các phương trình hóa học biểu diễn các mối quan hệ đó. Câu 2. (1,5 điểm) Xăng sinh học (xăng pha etanol) được coi là giải pháp thay thế cho xăng truyền thống. Xăng pha etanol là xăng được pha 1 lượng etanol theo tỉ lệ đã nghiên cứu như: xăng E85 (pha 85% etanol), E10 (pha 10% etanol), E5 (pha 5% etanol),... 1) Tại sao xăng pha etanol được gọi là xăng sinh học ? Viết các phương trình hóa học để chứng minh. 2) Tại sao xăng sinh học được coi là giải pháp thay thế cho xăng truyền thống ? Biết khi đốt cháy 1 kg xăng truyền thồng thì cần 3,22 kg O2. Câu 3. (2,5 điểm) Cho 0,1 mol chất X (có công thức phân tử C2H9O6N3) tác dụng với dung dịch chứa 0,4 mol NaOH đun nóng, thu được một chất làm xanh giấy quỳ ẩm và dung dịch Y. Cô cạn Y, thu được m gam chất rắn khan. Tính m. 2) Tiến hành đồng trùng ngưng axit ε-aminocaproic và axit -aminoenantoic, thu được poliamit X. Đốt cháy hoàn toàn 48,7 gam X với O2 vừa đủ rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy qua dung dịch NaOH dư thì còn lại 4,48 lít khí (đktc). Tính tỉ lệ số mắt xích của mỗi loại amino axit trong X. Câu 4. (2,5 điểm) Hòa tan hết 1 gam kim loại X trong lượng dư dung dịch HNO3 15%, thu được 446 ml (đktc) hỗn hợp Y gồm ba khí. Trong Y có chứa 117 mg N2 và 269 mg NO. Biết trong Y thì nguyên tố N chiếm 60,7% về khối lượng. Xác định kim loại X và viết phương trình hóa học xảy ra. Hỗn hợp X gồm 1 gam MnO2, 3,94 gam hỗn hợp KCl và KClO3. Nung X ở nhiệt độ cao thu được chất rắn Y và khí Z. Cho hết lượng Y vào dung dịch AgNO3 dư, thu được 6,74 gam chất rắn. Cho toàn bộ lượng khí Z sục vào dung dịch chứa 0,13 mol FeSO4 và 0,06 mol H2SO4 thu được dung dịch T. Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào T, thu được a gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính a. Câu 5. (2,0 điểm) Hợp chất A chứa 2 nguyên tố là chất rắn ở điều kiện thường và chứa hơn 10% Hiđro về khối lượng. A là một tác nhân khử mạnh, có thể tác dụng với nước giải phóng đơn chất B. Nung nóng A trong CO2 tạo ra sản phẩm duy nhất là chất rắn kết tinh không màu C chứa 61,54% Oxi về khối lượng. Cho chất C phản ứng với H2SO4 loãng tạo ra chất hữu cơ D, song khi tác dụng với H2SO4 đặc thì thu được chất khí E nhẹ hơn không khí. Xác định các chất A, B, C, D, E và viết các phương trình hóa học xảy ra. Câu 6. (1,0 điểm) Điện phân dung dịch gồm HCl, NaCl, FeCl3 (điện cực trơ, có màng ngăn). Đồ thị nào sau đây biểu diễn đúng sự biến thiên pH của dung dịch theo thời gian (t) trong quá trình điện phân ? Giải thích ? (Bỏ qua sự thuỷ phân của muối) pH pH pH pH (1) t (2) t (3) t (4) t Câu 7. (2,5 điểm) X, Y là hai axit cacboxylic đều hai chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Z và T là hai este (chỉ chứa chức este) hơn kém nhau 14 đvC. Y và Z là đồng phân của nhau (MX < MY < MT). Đốt cháy hết 17,28 gam hỗn hợp A gồm X, Y, Z, T cần dùng vừa đủ 10,752 lít khí O2 (đktc). Mặt khác, để tác dụng hết 17,28 gam A cần dùng vừa đủ 300 ml dung dịch NaOH 1M, thu được 4,2 gam hỗn hợp gồm ba ancol có cùng số mol. Xác định công thức cấu tạo, gọi tên các chất X, Y, Z, T và tính số mol của chúng trong hỗn hợp A. Câu 8. (3,0 điểm) Hỗn hợp X gồm 4 este mạch hở, trong đó có 1 este đơn chức và ba este hai chức là đồng phân của nhau. Đốt cháy hết 11,88 gam X cần 14,784 lít khí O2 (đktc), thu được 25,08 gam CO 2. Đun nóng 11,88 gam X với 310 ml dung dịch NaOH 1M, cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu được m gam chất rắn Y và phần hơi chỉ chứa 1 ancol đơn chức Z. Cho hết lượng Z tác dụng với Na dư thì khối lượng bình chứa Na tăng 5,85 gam. Trộn m gam Y với CaO rồi nung nóng (không có mặt oxi), thu được 2,016 lít khí (đktc) một hiđrocacbon duy nhất. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Xác định công thức phân tử và viết công thức cấu tạo của các este trong hỗn hợp X. Câu 9. (2,0 điểm) Hỗn hợp A gồm tetrapeptit X và pentapeptit Y (đều mạch hở và đều tạo bởi Gly và Ala). Đun nóng m gam hỗn hợp A với dung dịch NaOH vừa đủ rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được (m+7,9) gam muối khan. Đốt cháy hết hỗn hợp muối, thu được Na2CO3 và hỗn hợp B gồm khí và hơi. Cho hết lượng B hấp thụ vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thì khối lượng bình tăng 28,02 gam và có 2,464 lít khí thoát ra (đktc). Tính % khối lượng X trong hỗn hợp A. -------------------------------Hết------------------------------ - Thí sinh không được sử dụng tài liệu (trừ bảng Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học) - Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ và tên thí sinh:………………………………………….. Số báo danh……………… SỞ GIÁO DỤC-ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 12 THPT HÀ TĨNH NĂM HỌC 2017-2018 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HOÁ HỌC Câu 1. (3,0 điểm) Dùng hình vẽ, mô tả thí nghiệm điều chế và thử tính chất của etilen. Nêu rõ vai trò của các dụng cụ dùng làm thí nghiệm và cách tiến hành thí nghiệm. Các chất: 4-hiđroxi-3-metoxibenzanđehit có mùi thơm vani, 4-metoxibenzanđehit và p-isopropylbenzanđehit được chiết xuất từ quả cây hồi, đều được sử dụng trong chế biến thực phẩm và dược phẩm. Viết công thức cấu tạo của ba chất trên, trong ba chất đó, chất nào có nhiệt độ sôi cao nhất ? Vì sao ? Cho các chất sau: CO2, CaCO3, Ca(HCO3)2, Na2CO3. Hãy lập một sơ đồ biểu diễn tối đa mối quan hệ giữa các chất trên. Viết các phương trình hóa học biểu diễn các mối quan hệ đó Hướng dẫn chấm Câu 1 (3đ)Nội dungĐiểm1.-Hình vẽ mô tả thí nghiệm điều chế và thử tính chất của etilen -Vai trò của các dụng cụ: Ống nghiệm chứa hỗn hợp phản ứng gồm etanol và H2SO4 đặc, đá bọt dùng tránh hiện tượng hỗn hợp phản ứng trào lên ống dẫn khí, bông tẩm NaOH đặc dùng giữ các chất như hơi nước, SO2, CO2, giá đỡ dùng để gắn các ống nghiệm, đèn cồn để nung nóng hỗn hợp phản ứng. -Cách tiến hành: cho khoảng 2ml etanol khan vào ống nghiệm sạch chứa sẵn vài viên đá bọt, cho tiếp khoảng 4ml H2SO4 đặc vào đồng thời lắc đều, lắp dụng cụ như hình vẽ. Đun nóng ống nghiệm sao cho hỗn hợp không trào lên ống dẫn khí. Đốt khí sinh ra ở đầu vuốt nhọn của ống dẫn khí. Làm tương tự và dẫn khí vào dung dịch KMnO4 rồi quan sát hiện tượng đổi màu của dung dịch. 0,5 0,5 2.Công thức cấu tạo các chất lần lượt là: Chất có nhiệt độ sôi cao nhất là 4-hiđroxi-3-metoxibenzanđehit, vì chất này có nhóm OH có khả năng tạo liên kết hiđro giữa các phân tử nên tăng nhiệt độ sôi 0,5 0,5 3.Sơ đồ biểu diễn mối quan hệ giữa các chất: Na2CO3 CO2 CaCO3 Ca(HCO3)2 Các phương trình hóa học: Na2CO3 + CaCl2 → CaCO3 + 2NaCl Ca(HCO3)2 + NaOH → CaCO3 + Na2CO3 + H2O Na2CO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O CO2 + NaOH → Na2CO3 + H2O CaCO3 + HCl → CaCl2 + CO2 + H2O CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 + HCl → CaCl2 + CO2 + H2O CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H 2O 0,5 0,5 Câu 2: (1,5 điểm) Xăng sinh học (xăng pha etanol) được coi là giải pháp thay thế cho xăng truyền thống. Xăng pha etanol là xăng được pha 1 lượng etanol theo tỉ lệ đã nghiên cứu như: xăng E85 (pha 85% etanol), E10 (pha 10% etanol), E5 (pha 5% etanol),... 1) Tại sao xăng pha etanol được gọi là xăng sinh học ? Viết các phương trình hóa học để chứng minh. 2) Tại sao xăng sinh học được coi là giải pháp thay thế cho xăng truyền thống ? Biết khi đốt cháy 1 kg xăng truyền thồng thì cần 3,22 kg O2. Hướng dẫn chấm Câu 2 (1,5đ)Nội dungĐiểm1.Xăng pha etanol được gọi là xăng sinh học vì lượng etanol trong xăng có nguồn gốc từ thực vật ( nhờ phản ứng lên men để sản xuất số lượng lớn). Loại thực vật thường được trồng để sản xuất etanol là: ngô, lúa mì, đậu tương, củ cải đường,… Ptpư: (C6H10O5)n + nH2O H+nC6H12O6 C6H12O6 men rượu2C2H5OH + 2CO2 0,5 0,5 2. Xét phản ứng cháy của 1 kg etanol: C2H5OH + 3O2t0 2CO2 + 3H2O =>mO2 = 3.(32:46)= 2,087 kg → mO2(khi đốt etanol) < mO2 (khi đốt xăng). Như vậy khi đôt cháy 1kg xăng thì tiêu tốn nhiều oxi hơn khi đôt cháy 1kg etanol Đốt cháy etanol tiêu tốn ít oxi hơn đồng nghĩa với lượng khí thải thoát ra ngoài ít hơn, hạn chế việc ô nhiễm môi trường. Hơn nữa, nguồn etanol dễ dàng sản xuất quy mô lớn không bị hạn chế về trữ lượng như xăng dầu truyền thống. Do vậy, dùng xăng sinh học là một giải pháp cần được nhân rộng trong đời sống và sản xuất 0,5 Câu 3: (2,5 điểm) Cho 0,1 mol chất X (có công thức phân tử C2H9O6N3) tác dụng với dung dịch chứa 0,4 mol NaOH đun nóng, thu được một chất làm xanh giấy quỳ ẩm và dung dịch Y. Cô cạn Y, thu được m gam chất rắn khan. Tính m. 2) Tiến hành đồng trùng ngưng axit ε-aminocaproic và axit -aminoenantoic, thu được poliamit X. Đốt cháy hoàn toàn 48,7 gam X với O2 vừa đủ rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy qua dung dịch NaOH dư thì còn lại 4,48 lít khí (đktc). Tính tỉ lệ số mắt xích của mỗi loại amino axit trong X. Hướng dẫn chấm Câu 3 (2,5đ)Nội dungĐiểm1.Theo gt ta suy ra CTCT của X là: NH3NO3 CH2 NH3HCO3 PTHH xảy ra: X + 3NaOH CH2(NH2)2 + NaNO3 + Na2CO3 + 3H2O Từ Pt ta suy ra chất rắn gồm NaNO3(0,1 mol), Na2CO3(0,1 mol), NaOH dư (0,1 mol) => m = 23,1 gam 0,5 0,5 2.Gọi tỉ lệ mắt xích của axit ε-aminocaproic và axit -aminoenantoic là x:y Ta có: x.H2N-(CH2)5-COOH + y.H2N-(CH2)6-COOH [-NH-(CH2)5-CO-]x[-NH-(CH2)6-CO-)]y + (x + y)H2O Đốt cháy X theo sơ đồ: [-NH-(CH2)5-CO-]x[-NH-(CH2)6-CO-)]y + O2 0,5(x + y)N2 + … Ta có sơ đồ: (113x + 127y) gam X cháy tạo ra 0,5(x + y) mol N2 48,7 gam X cháy tạo ra 0,2 mol N2 =>48,7.0,5(x + y) = 0,2(113x + 127y). Từ đó ta có: x:y = 3:5. Vậy tỉ lệ số mắt xích của axit ε-aminocaproic và axit -aminoenantoic trong X là 3:5 0,5 0,5 0,5 Câu 4: (2,5 điểm) Hòa tan hết 1 gam kim loại X trong lượng dư dung dịch HNO3 15%, thu được 446 ml (đktc) hỗn hợp Y gồm ba khí. Trong Y có chứa 117 mg N2 và 269 mg NO. Biết trong Y thì nguyên tố N chiếm 60,7% về khối lượng. Xác định kim loại X và viết phương trình hóa học xảy ra. Hỗn hợp X gồm 1 gam MnO2, 3,94 gam hỗn hợp KCl và KClO3. Nung X ở nhiệt độ cao thu được chất rắn Y và khí Z. Cho hết lượng Y vào dung dịch AgNO3 dư, thu được 6,74 gam chất rắn. Cho toàn bộ lượng khí Z sục vào dung dịch chứa 0,13 mol FeSO4 và 0,06 mol H2SO4 thu được dung dịch T. Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào T, thu được a gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính a. Hướng dẫn chấm Câu 4 (2,5)Nội dungĐiểm1. Gọi khí thứ 3 là NxOy, theo giả thiết ta có số mol các khí là N2 = 4,1786.10-3 mol; NO = 8,967.10-3 mol; NxOy = 6,765.10-3 mol. Suy ra %N = =>8,2 +94,71x = 4,1.MNxOy Xét các giá trị của x = 1, 2, 3 không có oxit nào của nitơ thõa mãn => x= 0 và M = 2, khí thứ 3 là H2 Dùng bảo toàn e => X = 12.n. Vậy n = 2 và X = 24, kim loại là Mg PTHH: 9Mg + 22HNO3 9 Mg(NO3)2 + N2 + 2NO + H2 + 10H2O 0,5 0,5 0,5 2. PTHH: KClO3 KCl + 1,5O2 Chất rắn thu được gồm MnO2 và AgCl => khối lượng AgCl = 6,74 – 1 = 5,74 gam => số mol AgCl = 0,04 mol Gọi x, y lần lượt là số mol KCl và KClO3 ta có hệ x + y = 0,04 74,5x + 122,5y = 3,94 Suy ra x = 0,02 và y = 0,02 => số mol O2 = 0,03 mol Khi sục O2 vào dung dịch ta có: 4FeSO4 + O2 + 2H2SO4 2Fe2(SO4)3 + 2H2O Từ Pt thì dung dịch sau phản ứng có FeSO4 = 0,01 mol; Fe2(SO4)3 = 0,06 mol, khi cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào sẽ thu được Fe(OH)2 = 0,01 mol; Fe(OH)3 = 0,12 mol; BaSO4 = 0,19 mol. Vậy khối lượng kết tủa là: m = 58,01 gam 0,5 0,5Câu 5: (2,0 điểm) Hợp chất A chứa 2 nguyên tố là chất rắn ở điều kiện thường và chứa hơn 10% Hiđro về khối lượng. A là một tác nhân khử mạnh, có thể tác dụng với nước giải phóng đơn chất B. Nung nóng A trong CO2 tạo ra sản phẩm duy nhất là chất rắn kết tinh không màu C chứa 61,54% Oxi về khối lượng. Cho chất C phản ứng với H2SO4 loãng tạo ra chất hữu cơ D, song khi tác dụng với H2SO4 đặc thì thu được chất khí E nhẹ hơn không khí. Xác định các chất A, B, C, D, E và viết các phương trình hóa học xảy ra. Hướng dẫn chấm Câu 5Nội dungĐiểmTheo giả thiết ta suy ra A là một hidrua kim loại có dạng MHn Ta có: %H = => 9.n > M Xét các giá trị n = 1, 2, 3, 4 nhận thấy chỉ có n = 1, M = 7 là thích hợp. Vậy M là kim loại Liti, A là LiH PTHH: LiH + H2O LiOH + 0,5H2 LiH + CO2 HCOOLi %O = 61,6% thõa mãn với bài ra. Vậy C là HCOOLi PTHH: 2HCOOLi + H2SO4 Li2SO4 + 2HCOOH HCOOLi + H2SO4 (đặc) LiHSO4 + CO + H2O Kết luận: A là LiH, B là H2, C là HCOOLi, D là HCOOH, E là CO 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu 6: (1,0 điểm) Điện phân dung dịch gồm HCl, NaCl, FeCl3 (điện cực trơ, có màng ngăn). Đồ thị nào sau đây biểu diễn đúng sự biến thiên pH của dung dịch theo thời gian (t) trong quá trình điện phân ? Giải thích ? (Bỏ qua sự thuỷ phân của muối) pH pH pH pH (1) t (2) t (3) t (4) t Hướng dẫn chấm Câu 6Nội dungĐiểm Lúc đầu Fe3+ bị điện phân thành Fe2+ nên PH không đổi, Sau đó đến H+ bị điện phân nên nồng độ axit giảm => PH tăng. Khi tiếp tục điện phân thì Fe2+ bị khử thành Fe nên pH không đổi, sau đó H2O bị điện phân thành H2 và OH- nên pH tăng. Vậy đồ thị số 2 là phù hợp với quá trình điện phân dung dịch đã cho. 0,5 0,5 Câu 7: (2,5 điểm) X, Y là hai axit cacboxylic đều hai chức, mạch hở, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng. Z và T là hai este (chỉ chứa chức este) hơn kém nhau 14 đvC. Y và Z là đồng phân của nhau (MX < MY < MT). Đốt cháy hết 17,28 gam hỗn hợp A gồm X, Y, Z, T cần dùng vừa đủ 10,752 lít khí O2 (đktc). Mặt khác, để tác dụng hết 17,28 gam A cần dùng vừa đủ 300 ml dung dịch NaOH 1M, thu được 4,2 gam hỗn hợp gồm ba ancol có cùng số mol. Xác định công thức cấu tạo, gọi tên các chất X, Y, Z, T và tính số mol của chúng trong hỗn hợp A. Hướng dẫn chấm Câu 7Nội dungĐiểmTheo giả thiết ta suy ra X, Y, Z, T đều tác dụng với NaOH theo tỉ lệ mol 1:2 => số mol A = 0,15 Trong A có số mol nhóm (COO) = 0,3 mol. Khi đốt cháy hết A cần 0,48 mol O2, gọi số mol CO2 và H2O tạo ra lần lượt là x và y. Bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố oxi ta có hệ: 44x + 18y = 32,64 và 2x + y = 1,56 => x = 0,57; y =0,42 Từ đó suy ra số nguyên tử C trung bình của A = 0,57:0,15 = 3,8. Mặt khác ta có X, Y là axit hai chức kế tiếp trong dãy đồng đẳng, Y và Z là đồng phân, Z là este hai chức (có số nguyên tử C > 3) nên công thức phân tử của X, Y, Z, T lần lượt là C3H4O4, C4H6O4, C5H8O4. Vì A tác dụng với NaOH tạo ra 3 ancol có cùng số mol, từ đó suy ra CTCT của Z là CH2 OOCH CH2 OOCH và T là C2H5-OOC-COO-CH3 X là HOOC-CH2-COOH, Y là HOOC-C2H4-COOH ba ancol là: CH3OH, C2H5OH, HO-CH2CH2-OH Gọi số mol của Z, T là z mol => số mol các ancol đều bằng z => ta có khối lượng các ancol = 140z = 4,2 => z = 0,03 => tổng số mol của X, Y là 0,15 – 0,06 = 0,09, tổng khối lượng của X và Y là 9,78 gam. Gọi số mol của X, Y lần lượt là a, b ta có hệ: 104a + 118b = 9,78; a + b = 0,09 Giải hệ thu được: a = 0,06; b = 0,03. Vậy số mol các chất lần lượt là: X = 0,06; Y = 0,03; Z = T = 0,03 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu 8: (3,0 điểm) Hỗn hợp X gồm 4 este mạch hở, trong đó có 1 este đơn chức và ba este hai chức là đồng phân của nhau. Đốt cháy hết 11,88 gam X cần 14,784 lít khí O2 (đktc), thu được 25,08 gam CO 2. Đun nóng 11,88 gam X với 310 ml dung dịch NaOH 1M, cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu được m gam chất rắn Y và phần hơi chỉ chứa 1 ancol đơn chức Z. Cho hết lượng Z tác dụng với Na dư thì khối lượng bình chứa Na tăng 5,85 gam. Trộn m gam Y với CaO rồi nung nóng (không có mặt oxi), thu được 2,016 lít khí (đktc) một hiđrocacbon duy nhất. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Xác định công thức phân tử và viết công thức cấu tạo của các este trong hỗn hợp X. Hướng dẫn chấm Câu 8Nội dungĐiểmTheo giả thiết ta có số mol O2 = 0,66; CO2 = 0,57 mol Áp dụng BTKL tính được H2O = 7,92 gam => số mol H2O = 0,44 mol Bảo toàn nguyên tố oxi ta có số mol O (trong X) = 0,26 mol => số mol nhóm COO = 0,13 mol Gọi công thức của ancol Z là ROH => công thức chung của 4 este là R’(COOR)n, ta có R’(COOR)n + nNaOH R’(COONa)n + nROH Từ đó suy ra số mol ROH = NaOH = 0,13 mol => số mol NaOH còn trong Y là 0,18 mol Ta có: ROH + Na RONa + 0,5H2 Bảo toàn khối lượng suy ra khối lượng của ROH = 5,85 + 0,065.2 = 5,98 gam Từ đó ta có: R + 17 = 46 => R = 29, vậy R là C2H5 Ta có: R’(COONa)n + nNaOH R’Hn + nNa2CO3 Theo PT và giả thiết ta có R’(COONa)n = R’Hn = 0,09 mol (NaOH còn dư và R’(COONa)n hết vì n < 2) Gọi công thức của este đơn chức là CnHm+1COOC2H5 (y mol) => 3 este 2 chức là CnHm(COOC2H5)2 (x mol) (vì muối tạo ra khi phản ứng với NaOH đun nóng chỉ tạo một hidrocacbon duy nhất) Từ trên ta có hệ: Tổng số mol este là x + y = 0,09; Tổng số nhóm COO là 2x + y = 0,13 => x = 0,04; y = 0,05 Từ đó suy ra : Số nguyên tử C = 0,04(n + 6) + 0,05(n + 3) = 0,57 => n = 2 Số nguyên tử H = 0,04(m + 10) + 0,05(m + 6) = 0,88 => m = 2. Vậy CTPT của este đơn chức là C5H8O2, cấu tạo: CH2=CH-COOCH2 -CH3 CTPT của 3 este 2 chức là C8H12O4, CTCT: CH2=CH(COOC2H5)2 C2H5OOC COOC2H5 COOC2H5 H C=C C=C H H H COOC2H5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu 9: (2,0 điểm) Hỗn hợp A gồm tetrapeptit X và pentapeptit Y (đều mạch hở và đều tạo bởi Gly và Ala). Đun nóng m gam hỗn hợp A với dung dịch NaOH vừa đủ rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được (m+7,9) gam muối khan. Đốt cháy hết hỗn hợp muối, thu được Na2CO3 và hỗn hợp B gồm khí và hơi. Cho hết lượng B hấp thụ vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thì khối lượng bình tăng 28,02 gam và có 2,464 lít khí thoát ra (đktc). Tính % khối lượng X trong hỗn hợp A. Hướng dẫn chấm Câu 9Nội dungĐiểmGọi công thức chung của X, Y là CknH2kn+2-kNkOk+1 (a mol) PTHH: CknH2kn+2-kNkOk+1 + kNaOH kCnH2nNO2Na + H2O kCnH2nNO2Na + O2 k(n – 0,5) CO2 + 0,5kNa2CO3 + knH2O + 0,5kN2 Theo giả thiết khối lượng muối tăng lên 7,9 gam nên ta có: [(14nk + 69) – (14nk + 29k + 18)].a = 7,9 Vì khối lượng bình Ba(O |
