Phương pháp giải:

Quy về thủy phân E trong môi trường axit thì:

E + H₂O → Gly + Ala + Val

Trong đó:

X + H₂O → sp

Y + 2H₂O → sp

Z + 3H₂O → sp

Bảo toàn khối lượng → m_E

Bảo toàn nguyên tố C và H → m_{CO2 + H2O}

So sánh giữa 2 thí nghiệm → m

Lời giải chi tiết:

Cách 1:

Đặt n_X = 2a; n_Y = a; n_Z = a (có tỉ lệ mol tương ứng là 2 : 1 : 1)

n_GlyNa = 24,25 : 97 = 0,25; n_Ala-Na = 22,20 : 111 = 0,2; n_Val-Na = 13,9 : 139 = 0,1 mol

→ ∑ n_aa = 2n_X + 3n_Y + 4n_Z = n_GlyNa + n_Ala-Na + n_Val-Na

→  2.2a + 3a + 4a = 0,25 + 0,2 + 0,1 → a = 0,05 mol

→ ∑n_E = 4a = 0,2 mol

Như vậy nếu giả sử thủy phân E trong môi trường axit thì: E + H₂O → Gly + Ala + Val

Trong đó:

X + H₂O → sp

Y + 2H₂O → sp

Z + 3H₂O → sp

→ n_{H2O pứ} = 2a + 2.a + 3.a = 7a = 0,35 mol

Bảo toàn khối lượng: m_E + m_H2O = m_Gly + m_Ala + m_Val

→ m_E = 75.0,25 + 89.0,2 + 117.0,1 - 0,35.18 = 41,95 gam

- Đốt E thu được:

n_CO2 = n_C(E) = 2n_Gly + 3n_Ala + 5n_Val = 2.0,25 + 3.0,2 + 5.0,2 = 1,6 mol;

n_H2O = ½ n_H(E) = ½ (5n_Gly + 7n_Ala + 11n_Val - 2n_H2O) = ½ (5.0,25 + 7.0,2 + 11.0,2 - 2.0,35) = 1,525 mol

→ ∑(m_{CO2 + H2O} ) = 97,85 gam

Mà TN₂ đốt cháy chỉ tạo 39,14 gam tổng khối lượng CO₂ và H₂O

→ lượng chất trong TN₁ gấp (97,85 : 39,14 = 2,5) lần TN₂

→ m = 41,95 : 2,5 = 16,78 gam

Cách 2: Phương pháp trùng ngưng hóa

Ta tính được n_Gly-Na = 0,25 mol; n_Ala-Na = 0,2 mol; n_Val-Na = 0,1 mol → Gly : Ala : Val = 5 : 4 : 2

Trùng ngưng 2 mol X, 1 mol Y, 1 mol Z sinh ra peptit mới là T:

2X + Y + Z → (Gly₅Ala₄Val₂)_k (T) + 3H₂O

Số mắt xích của T = 11k = 2.2 + 1.3 + 1.4 → k = 1

→ T có công thức là Gly₅Ala₄Val₂ (có số C là 32, số H là 55)

Dễ dàng tính được: n_T = n_Gly : 5 = 0,05 mol và n_H2O = 0,15

BTKL: m_E = 0,05.(75.5 + 89.4 + 117.2 - 18.10) + 0,15.18 = 41,95 gam

Đốt cháy 97,85 (g) 

\(E\left\{ \begin{array}{l}
Gl{y_5}Al{a_4}Va{l_2}:0,05\\
{H_2}O:0,15
\end{array} \right. + {O_2} \to \left\{ \begin{array}{l}
C{O_2}:0,05.32 = 1,6\\
{H_2}O:0,05.55.0,5 + 0,15 = 1,525
\end{array} \right.\)

→ ∑m_CO2+H2O = 97,85 (g)

Tỷ lệ: Đốt 41,95 (g) E thu được tổng khối lượng CO₂ và H₂O là 97,85 (g)

                       m (g)                                                                       39,14 (g)

→ m = 16,78 (g)

Đáp án D