Oxi hóa hoàn toàn 3,01 gam hợp chất hữu cơ X rồi dẫn sản phẩm lần lượt qua bình đựng H₂SO₄ đặc và bình đựng KOH dư thì thấy khối lượng các bình tăng lên tương ứng là 1,89 gam và 6,16 gam. Hãy xác định công thức phân tử của X  biết tỷ khối hơi của X so với khí oxi bằng 2,6875. (Cho O=16, C=12, H=1)

Phương pháp giải:

- Khối lượng bình đựng H₂SO₄ đặc tăng là khối lượng của H₂O, tính được số mol H₂O, số mol H và khối lượng H

- Khối lượng bình đựng KOH tăng là khối lượng của CO₂, tính được số mol CO₂, số mol C và khối lượng C.

- Xét tổng khối lượng C và khối lượng H với khối lượng của X, kết luận X có O trong phân tử hay không.

- Tính khối lượng và số mol O

- Gọi công thức phân tử của X là $C_x{H}_y{O}_z$

$x:y:z=n_C:n_H:n_O$

Kết luận công thức đơn giản nhất của X.

- Dựa vào tỷ khối của X so với khí O₂, tính phân tử khối của X.

- Kết luận công thức phân tử của X.

Giải chi tiết:

- Khối lượng bình đựng H₂SO₄ tăng chính là khối lượng của H₂O

$\to m_{H_{2}O}=\mathrm{1,89}gam\to n_{H_{2}O}=\frac{\mathrm{1,89}}{18}=\mathrm{0,105}mol$

$\to n_H=2n_{H_{2}O}=\mathrm{2.0,105}=\mathrm{0,21}mol\to m_H=\mathrm{0,21.1}=\mathrm{0,21}gam$

- Khối lượng bình đựng KOH tăng chính là khối lượng của CO₂

$\to m_{C{O}_2}=\mathrm{6,16}gam\to n_{C{O}_2}=\frac{\mathrm{6,16}}{44}=\mathrm{0,14}mol$

$\to n_C=n_{C{O}_2}=\mathrm{0,14}mol\to m_C=\mathrm{0,14.12}=\mathrm{1,68}gam$

Ta thấy: m_C + m_H = 1,68 + 0,21 = 1,89 < m_X

→ Trong X có chứa O

$m_O=m_X-m_C-m_H=\mathrm{3,01}-\mathrm{1,68}-\mathrm{0,21}=\mathrm{1,12}gam\to n_O=\frac{\mathrm{1,12}}{16}=\mathrm{0,07}mol$

Gọi công thức phân tử của X là C_xH_yO_z

$x:y:z=n_C:n_H:n_O=\mathrm{0,14}:\mathrm{0,21}:\mathrm{0,07}=2:3:1$

Vậy công thức đơn giản nhất của X là C₂H₃O

Vì tỷ khối hơi của X so với khí oxi bằng 2,6875 $\to M_X=\mathrm{2,6875.32}=86$

$\to (2.12+3.1+1.16)n=86\to n=2$

Vậy công thức phân tử của X là C₄H₆O₂