Câu 12: (2 điểm) Một chất hữu cơ Z (chứa các nguyên tố C, H, Cl) trong đó thành phần % theo khối lượng của Cl là: 70,3%, của H: 5,94%. Biết 0,1 mol chất này có khối lượng 5,05 g. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của Z.
Có ai đó ở đây đã từng trải qua câu hỏi tương tự này chưa ạ và có thể chia sẻ kinh nghiệm hoặc đưa ra lời khuyên cho mình không ạ?

Để giải bài toán trên, chúng ta cần làm như sau:

Bước 1: Tính số mol của Cl và H trong một phân tử chất hữu cơ Z.
- % Cl trong Z = 70,3%
- % H trong Z = 5,94%
- Đặt mol của Cl trong Z là x, mol của H trong Z là y
- Ta có:
x = (% Cl / 100) * M / M(Cl)
y = (% H / 100) * M / M(H)
Trong đó M là khối lượng mol của Z, M(Cl) là khối lượng mol của Cl và M(H) là khối lượng mol của H.

Bước 2: Xác định công thức cấu tạo của Z.
- Ta tính số nguyên tử C trong Z bằng cách lấy tổng số nguyên tử Cl và H rồi trừ đi 1 (vì C là nguyên tố chính).
- Xác định công thức phân tử thông qua số mol của Cl, H và C trong Z.

Bước 3: Tính nguyên tử khối của Z bằng cách cộng tổng nguyên tử khối của các nguyên tố trong công thức phân tử của Z.

Bước 4: Tạo ra các phương trình để giải hệ phương trình từ các thông tin đã có.

Câu trả lời cho câu hỏi trên:
- Công thức phân tử của chất hữu cơ Z là C7H8Cl.
- Công thức cấu tạo của Z là 3-Clorotoluene.

Dựa vào thông tin về thành phần % của Cl và H trong chất Z, cũng như khối lượng của 0,1 mol chất Z, ta suy luận được rằng chất Z là ClH2 và có công thức cấu tạo Cl-H-H. Điều này đồng nghĩa với việc chất Z là cloetan (chloroethane).

Nhìn từ góc độ phân tử, chất Z được tạo thành từ 1 phân tử Cl và 2 phân tử H. Do đó, có thể chất Z là ClH2 (clorua hyđro). Tuy nhiên, để chắc chắn, ta cần kiểm tra lại thông tin khác để xác định chính xác công thức cấu tạo của Z.

Từ công thức phân tử HCl, ta có thể xác định công thức cấu tạo của chất hữu cơ Z. Chất Z có thành phần % Cl là 70,3%, tức là nó chứa HCl ở dạng kết hợp. Có thể chất Z là ClCH2Cl (đichlormetan) với công thức cấu tạo Cl-CH2-Cl.

Kết quả tính toán cho thấy x = 0,07 mol và y = 0,03 mol. Do đó, số mol C trong 0,1 mol Z là 0,1 - 0,07 - 0,03 = 0 mol. Điều này cho ta biết rằng chất Z không chứa nguyên tố C. Vậy công thức phân tử của chất Z sẽ là HCl.