X là hợp chất thơm, có công thức phân tử C7H8O2; 0,5a mol X phản ứng vừa hết a lít dung dịch NaOH 0,5M. Mặt khác nếu cho 0,1 mol X phản ứng với Na (dư) thu được 2,24 lít khí H2 (đktc). Tổng số công thức cấu tạo thỏa mãn của X là A. 3. B. 5. C. 6. D. 4.
Xin chào mọi người, mình mới tham gia và đang cần sự giúp đỡ để giải đáp một câu hỏi. Có ai có thể dành chút thời gian không?

Để giải bài toán trên, ta sẽ thực hiện theo các bước sau:

Bước 1: Viết phương trình phản ứng giữa X và NaOH

C7H8O2 + NaOH → NaC7H7O2 + H2O

Bước 2: Xác định số mol NaOH cần để phản ứng với 0,5a mol X

0,5a mol X cần phản ứng với 0,5a mol NaOH

Bước 3: Tính số mol NaOH tương ứng với 0,5a mol X:

n(NaOH) = 0,5 x 0,5a = 0,25a mol

Bước 4: Tính số mol Na cần để phản ứng với X

2 mol Na tác dụng với 1 mol X

0,1 mol X cần phản ứng với 0,2 mol Na

Bước 5: Tính số mol Na tương ứng với 0,1 mol X:

n(Na) = 0,2 x 0,1 = 0,02 mol

Bước 6: Tính số mol H2 sinh ra từ phản ứng giữa Na và X

2 mol H2 tạo ra từ 1 mol X

0,1 mol X tạo ra 0,2 mol H2

Bước 7: Tính số mol H2 tương ứng với 0,1 mol X:

V(H2) = 2,24L

n(H2) = V/22,4 = 2,24/22,4 = 0,1 mol

Bước 8: Tổng số công thức cấu tạo thỏa mãn của X:

Tổng số công thức cấu tạo = (0,25a + 0,02 + 0,1) / 0,1 = 3,5

Vậy câu trả lời đúng là Tổng số công thức cấu tạo thỏa mãn của X là 4 (đáp án D)

Số mol Na phản ứng với 0,1 mol X là 0,4 mol. Mỗi mol Na phản ứng với X sẽ tạo ra 1 mol H2 nên với 0,4 mol Na ta thu được 0,4 mol H2, tương đương 2,24 lít khí H2 ở đktc. Như vậy, mỗi mol X tạo ra 1 mol H2, tức là công thức cấu tạo của X chứa 4 nguyên tử H. Do đó, tổng số công thức cấu tạo thỏa mãn của X là 4.

Với số mol Na phản ứng với X để tạo ra H2 là 0,1 mol, tức là mỗi mol X tương ứng với 4 mol Na, suy ra công thức cấu tạo của X chứa 4 hidro. Từ công thức phân tử của X đã biết (C7H8O2), ta có thể suy ra rằng có 4 nguyên tử H. Vậy tổng số công thức cấu tạo thỏa mãn của X là 4.

Để giải bài toán này, ta cần tìm ra công thức cấu tạo của hợp chất X. Từ phản ứng với NaOH, ta có số mol NaOH = số mol X = 0,5a. Ta suy ra công thức cấu tạo của X là C7H8O2. Khi phản ứng với Na thì tồn tại 2 nguồn hydro nên phản ứng sẽ tạo ra 2 phân tử H2, tức là 4 nguyên tử H. Do đó, ta có xác định được tổng số công thức cấu tạo thỏa mãn của X là 4.