Hợp chất hữu cơ R mạch carbon hở, không phân nhánh, chứa các nguyên tố C, H, O với phần trăm khối lượng lần lượt là 50,85%, 8,47%, 40,68%, MR = 118 g/mol. Khi cho cùng lượng R phản ứng với Na dư hoặc dung dịch NaHCO3 dư tạo ra H2 và CO2 có cùng số mol. R phản ứng với CrO3 trong dung dịch thu được hợp chất hữu cơ S làm giấy quỳ tím ẩm hóa đỏ. Đun nóng S với I2 trong dung dịch NaOH được chất T ở dạng kết tủa màu vàng.
a) Vẽ công thức cấu tạo của R và viết phương trình hóa học tạo chất T.
b) Đun nóng R với H2SO4 đặc thu được ba hợp chất hữu cơ U1, U2, U3 là đồng phân cấu tạo của nhau. Ba chất này đều phản ứng với dung dịch NaOH. U1, U2 làm mất màu dung dịch Br2, còn U3 không có phản ứng này. Phần trăm khối lượng carbon trong U1 là 60,0%, MU1 < 200 g/mol. Vẽ công thức cấu tạo của U1, U2, U3.
c) Hợp chất S được điều chế bằng cách đun nóng saccharose với dung dịch HCl (xúc tác) theo phương trình hóa học sau:
C12H22O11 (HCl) → 2S + 2V + H2O
i) Xác định công thức phân tử và gọi tên V.
ii) Tính khối lượng saccharose cần để điều chế 46,4 gam S, biết hiệu suất của phản ứng đạt 60%.
(a)
Số C = 118.50,85%/12 = 5
Số H = 118.8,47%/1 = 10
Số O = 118.40,68%/16 = 3
R là C5H10O3, R + Na dư hoặc R + NaHCO3 dư tạo nH2 = nCO2 nên R có 1 -OH và 1 -COOH.
S + I2/NaOH —> CHI3 (kết tủa vàng) nên R chứa CH3CHOH- và S chứa CH3CO-
R không phân nhánh nên cấu tạo là CH3CHOH[CH2]2COOH
S là CH3CO[CH2]2COOH
Phản ứng tạo T:
CH3CO[CH2]2COOH + 3I2 + 5NaOH —> CHI3 + NaOOC[CH2]2COONa + 3NaI + 4H2O
(b) Đun nóng R với H2SO4 đặc sẽ xảy ra phản ứng tách H2O.
Số C của U1 < 60%.200/12 = 10 —> U1 có 5C, tạo ra do phản ứng tách 1H2O từ 1R.
U1, U2 làm mất màu dung dịch Br2 nên U1, U2 có C=C; U3 không có phản ứng này nên U3 là ester vòng. Cấu tạo:

(c)
C12H22O11 (HCl) → 2CH3CO[CH2]2COOH + 2HCHO + H2O
V là HCHO (formaldehyde, methanal).
mC12H22O11 = 46,4.342/(2.116.60%) = 114 gam