Chuyên đề hữu cơ lớp 11 được biên soạn tương đối đầy đủ về các câu hỏi và bài tập được giải chi tiết các nội dung, các phần hữu cơ lớp 11, đồng thời có các bài tập tự luyện ở phía dưới có hướng dẫn giải và đáp án của các phần bài tập tự luyện. các phần về hóa học hữu cơ bao gồm: hidrocacbon no, không no, thơm, ancol, andehit và axitcacboxylic. Tài liệu này giúp giáo viên và học sinh tham khảo rất bổ ích nhằm nâng cao kiến thức về hóa học hữu cơ lớp 11.
Trang 1TÀI LIỆU GIẢNG DẠY HÓA HỌC 11 CHƯƠNG 4: ĐẠI CƯƠNG HÓA HỌC HỮU CƠ
Đioxin (TCDD)
Trang 2CĐ1: Mở đầu về Hóa học hữu cơ
CĐ2: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ
CĐ3: Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ
CĐ4: Độ bất bão hòa
CĐ5: Phản ứng hữu cơ
CĐ6: Tổng ôn đại cương Hóa học hữu cơ
CHUYÊN ĐỀ 1: MỞ ĐẦU VỀ HÓA HỮU CƠ
3 Đặc điểm chung của hợp chất hữu cơ
- Liên kết chủ yếu trong hợp chất hữu cơ là liên kết cộng hóa trị.
- Các hợp chất hữu cơ thường có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp, tan ít trong nước, tan nhiềutrong các dung môi hữu cơ
- Phản ứng hữu cơ thường xảy ra chậm, không hoàn toàn và theo nhiều hướng khác nhau nênthường tạo ra hỗn hợp sản phẩm
4 Phân tích định tính: Nhằm xác định sự có mặt của các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ.
Nguyên tắc: Chuyển hợp chất hữu cơ thành hợp chất đơn giản sau đó nhận biết bằng các phản ứngđặc trưng
5 Phân tích định lượng: Nhằm xác định tỉ lệ khối lượng (hàm lượng) các nguyên tố trong hợp
chất hữu cơ
Nguyên tắc: Chuyển hợp chất hữu cơ thành hợp chất đơn giản sau đó dùng các phản ứng đặc trưng
để xác định và tính hàm lượng các nguyên tố theo công thức:
BÀI TẬP TỰ LUẬN
Câu 1: Cho các chất sau: C2H4, CO2, CH4, Al4C3, CH3COOH, C2H7NO2, C6H12O6, CaCO3, C6H6,
C2H5Cl, C2H5OH, C2H2, NaCN, NaHCO3 Hãy phân loại các chất trên vào bảng sau:
Hợp chất hữu cơ Hợp chất vô cơ Hiđrocacbon Dẫn xuất của hiđrocacbon
C 2 H 4 , CH 4 , C 6 H 6 , C 2 H 2 CH 3 COOH, C 2 H 7 NO 2 , C 6 H 12 O 6 ,
C 2 H 5 Cl, C 2 H 5 OH CO NaHCO 2 , Al 3 4 C 3 , CaCO 3 , NaCN,
Câu 2: Tính phần trăm khối lượng các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ X biết:
(a) Đốt cháy hoàn toàn 6 gam hợp chất hữu cơ X bằng O2 dư thu được 6,72 lít khí CO2 (đktc) và 7,2gam H2O (Đ/S: % C, %H, %O lần lượt là 60%, 13,3%, 26,7%)
ĐẠI CƯƠNG HÓA HỌC HỮU CƠ
Trang 3(b) Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon X, thu được hỗn hợp khí và hơi Y Dẫn Y qua bình đựng H 2 SO 4
đặc, thấy khối lượng bình tăng thêm 2,7 gam và có khí Z thoát ra Dẫn khí Z vào bình đựng Ca(OH) 2 dư, thu được 15 gam kết tủa trắng (Đ/S: % C, %H lần lượt là 85,71%, 14,29%)
(c) Đốt cháy hoàn toàn 9 gam một hợp chất hữu cơ X, thu được hỗn hợp sản phẩm khí và hơi gồm CO 2 và
H 2 O Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng nước vôi trong dư, thu được 30 gam kết tủa đồng thời thấy khối lượng bình tăng thêm 18,6 gam (Đ/S: % C, %H, %O lần lượt là 40%, 6,67%, 53,33%)
Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn 5,05 gam hợp chất X (chứa C, H, Cl) trong oxi dư, sau đó dẫn hỗn hợp
sản phẩm qua dung dịch AgNO3 dư thu được 14,35 gam kết tủa trắng Khí thoát ra cho hấp thụ vàodung dịch Ba(OH)2 dư thấy có 19,7 gam kết tủa (Đ/S: % C, %H, %Cl lần lượt là 23,76%, 5,94%,70,3%)
Câu 4 [QG.20 - 201] Thí nghiệm xác định định tính nguyên tố cacbon và hidro trong phân tử
saccarozơ được tiến hành theo các bước sau:
Bước 1: Trộn đều khoảng 0,2 gam saccarozơ với 1-2 gam đồng(II) oxit, sau đó cho hỗn hợp ống
nghiệm khô (ống số 1) rồi thêm tiếp khoảng 1 gam đồng(II) oxit để phủ kín hỗn hợp Nhồi mộtnhúm bông có rắc một ít bột CuSO4 khan rồi cho vào phần trên của ống nghiệm số 1 rồi nút cao su
Cho các phát biểu sau:
(a) Sau bước 3, màu trắng của CuSO4 chuyến thành màu xanh của CuSO4.5H2O
(b) Thí nghiệm trên còn được dùng để xác định định tính nguyên tố oxi trong phân tử saccarozơ.(c) Dung dịch Ca(OH)2 được dùng để nhận biết CO2 sinh ra trong thí nghiệm trên
(d) Ở bước số 2, lắp ống số 1 sao cho miệng ống hướng lên
(e) Kết thúc thí nghiệm, tắt đèn cồn, để ống số 1 nguội hẳn rồi mới đưa ống dẫn khí ra khỏi dungdịch trong ống số 2
B các hợp chất của cacbon (trừ CO, CO2)
C các hợp chất của cacbon (trừ CO, CO2, muối cacbonat, xianua, cacbua,…)
D các hợp chất chỉ có trong cơ thể sống.
Câu 2 Cặp hợp chất nào sau đây là hợp chất hữu cơ?
Trang 4Câu 3 Dãy chất nào sau đây là hợp chất hữu cơ?
A. (NH4)2CO3, CO2, CH4, C2H6 B C2H4, CH4, C2H6O, C3H9N
C. CO2, K2CO3, NaHCO3, C2H5Cl D. NH4HCO3, CH3OH, CH4, CCl4
Câu 4 Trong thành phần của hợp chất hữu cơ
Câu 5 Liên kết hóa học trong phân tử hợp chất hữu cơ chủ yếu là
A liên kết ion B liên kết cộng hóa trị
C liên kết cho - nhận D. liên kết hiđro
Câu 6 Các chất hữu cơ thường có đặc điểm chung là
A. phân tử luôn có các nguyên tố C, H và O
B. có nhiệt độ nóng chảy cao
C khả năng phản ứng chậm và không theo một hướng xác định
D. khó bị phân hủy dưới tác dụng nhiệt
Câu 7 Dẫn xuất hiđrocacbon là các hợp chất mà thành phần nguyên tố
Câu 8 Phản ứng hóa học của các chất hữu cơ thường
Câu 9 Phương pháp phân tích nhằm xác định các nguyên tố có mặt trong hợp chất hữu cơ bằngcách phân hủy hợp chất đó thành các chất vô cơ đơn giản rồi nhận biết bằng các phản ứng đặc trưnggọi là
Câu 10 Để xác định hàm lượng các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ, bạn có thể sử dụng phươngpháp phân tích nào sau đây?
2 Mức độ thông hiểu (trung bình)
Câu 11 Nhóm chất nào dưới đây đều là dẫn xuất của hiđrocacbon?
A. CH2Cl2, CH2BrCH2Br, CHCl3, CH3COOCH3, C6H5CH3
B. CH2Cl2, CH2=CHCHO, CH3COOH, CH2=CH2
C CHBr3, CH2=CH COOCH3, C6H5OH, C2H5OH, (CH3)3N
D. CH3OH, CH2=CHCl, C6H5ONa, CH≡CCH3
Câu 12 Nguyên tắc chung của phép phân tích định tính là
A Chuyển hóa các nguyên tố C, H, N,… thành các chất vô cơ dễ nhận biết
B Đốt cháy hợp chất hữu cơ để tìm hiđro do có hơi nước thoát ra.
C Đốt cháy hợp chất hữu cơ để tìm cacbon dưới dạng muội đen.
D Đốt cháy hợp chất hữu cơ để tìm nitơ do có mùi khét.
Câu 13 Để xác nhận trong phân tử chất hữu cơ có nguyên tố H người ta dùng phương phápnào sau đây?
A Đốt cháy rồi cho sản phẩm qua P2O5
B Đốt cháy rồi cho sản phẩm qua CuSO4 khan
C Đốt cháy thấy có hơi nước thoát ra.
D Đốt cháy rồi cho sản phẩm cháy qua bình đựng H2SO4 đặc
Trang 5Câu 14 Oxi hóa hợp chất hữu cơ X thành các sản phẩm vô cơ đơn giản Qua phép phân tích nàosau đây có thể kết luận được trong X có hiđro?
A. Dẫn sản phẩm vào bình chứa dung dịch Ca(OH)2 dư thấy xuất hiện kết tủa trắng
B Dẫn sản phẩm vào bình chứa CuSO4 khan thì thấy một phần chất rắn không màu chuyển sangmàu xanh
C. Dẫn sản phẩm vào bình chứa dung dịch AgNO3 thấy xuất hiện kết tủa trắng
D. Dẫn sản phẩm vào bình chứa dung dịch NaOH thấy thoát ra khí có mùi khai, có khả năng làmquỳ tím hóa xanh
Câu 15 Cho hình vẽ thí nghiệm phân tích định tính hợp chất hữu cơ C6H12O6:
Hãy cho biết vai trò của bông và CuSO4 khan trong thí nghiệm trên ?
A Xác định sự có mặt của O B Xác định sự có mặt của C và H.
Câu 16 (QG.15): Để phân tích định tính các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ, người ta thực hiện
một thí nghiệm được mô tả như hình vẽ:
Hợp chất hữu cơ và CuO Bông trộn CuSO4 khan
Phát biểu nào sau đây đúng?
A Thí nghiệm trên dùng để xác định clo có trong hợp chất hữu cơ.
B Trong thí nghiệm trên có thể thay dung dịch Ca(OH)2 bằng dung dịch Ba(OH)2
C Bông trộn CuSO4 khan có tác dụng chính là ngăn hơi hợp chất hữu cơ thoát ra khỏi ốngnghiệm
D Thí nghiệm trên dùng để xác định nitơ có trong hợp chất hữu cơ.
Câu 17 Khi oxi hóa cacbon và hiđro trong hợp chất hữu cơ thành CO2 và H2O rồi dẫn qua bìnhđựng dung dịch nước vôi trong dư thì
A Khối lượng bình tăng lên và có kết tủa trắng xuất hiện
B. Khối lượng bình giảm xuống và có chất rắn màu xanh xuất hiện
C. Khối lượng bình tăng lên và có chất rắn màu xanh xuất hiện
D. Khối lượng bình giảm xuống và có chất rắn màu trắng xuất hiện
Câu 18 Có thể xác định trong thành phần một chất hữu cơ X có clo hay không bằng cách
Trang 6A. đun chất X với nước.
B. đốt cháy X, dẫn sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2
C đốt cháy X, dẫn sản phẩm cháy vào dung dịch AgNO3
D. đốt cháy X, dẫn sản phẩm cháy vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng
Câu 19 Đốt cháy một hợp chất hữu cơ chỉ chứa C, H, O rồi dẫn sản phẩm cháy qua bình chứadung dịch H2SO4 đậm đặc thì thấy khối lượng bình tăng lên Nguyên nhân là do H2SO4 đậm đặc đãhấp thụ chất nào trong sản phẩm cháy?
Câu 20 Khi phân tích định tính để xác định cacbon trong chất hữu cơ, có thể thay dung dịch nướcvôi trong bằng chất nào sau đây?
C Dung dịch Ba(OH)2 D. Dung dịch H2SO4 đậm, đặc
Câu 21 Đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu cơ X thu được hỗn hợp CO2 và H2O Dẫn hỗn hợp nàyqua bình đựng dung dịch nước vôi trong dư thu được 6 gam kết tủa trắng Khối lượng cacbon trong
X là
Câu 22 Đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu cơ X thu được một hỗn hợp khí và hơi gồm CO2 và H2O.Dẫn hỗn hợp này qua bình đựng dung dịch H2SO4 đặc thì thấy khối lượng bình tăng lên 0,54 gam.Khối lượng hiđro trong X là
Câu 23 Đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu cơ X thu được 4,48 lít CO2 (đktc) và 3,6 gam hơi nước.Khối lượng cacbon và hiđro trong X lần lượt là:
Câu 24 Đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu cơ X thu được 896 ml CO2 (đktc) và 0,9 gam H2O Sốmol hiđro và cacbon trong X lần lượt là:
Câu 25 Đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu cơ X thu được hỗn hợp CO2 và H2O Cho hỗn hợp nàyhấp thụ hoàn toàn vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thì thấy xuất hiện 30 gam kết tủa, khốilượng bình tăng lên 18,6 gam Khối lượng cacbon và hiđro trong X lần lượt là:
Câu 26 Đốt cháy hoàn toàn 6 gam hợp chất hữu cơ X, thu được 4,48 lít (ở đktc) khí CO2 và 3,6gam H2O Khối lượng oxi trong X là
Câu 27 Đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu cơ X thu được hỗn hợp a mol CO2 và b mol H2O Tổng
số mol oxi nguyên tử trong sản phẩm (nO, sp) được tính theo công thức nào dưới đây?
Trang 7C D.
Câu 29 Đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu cơ X thu được CO2 và H2O Dẫn hỗn hợp này qua bìnhđựng dung dịch H2SO4 đặc thì thấy khối lượng bình tăng lên 0,54 gam Khối lượng hiđro trong X là
Câu 30 Đốt cháy hoàn toàn 4,4 gam hợp chất hữu cơ X cần dùng vừa đủ 11,2 lít O2 (đktc), chỉ tạo
ra CO2 và H2O Tổng khối lượng sản phẩm cháy là
Câu 31 Đốt cháy hoàn toàn 8,8 gam hợp chất hữu cơ X cần dùng vừa đủ V lít O2 (đktc), tạo ra 8,96lít CO2 và 7,2 gam H2O V có giá trị là
Câu 32 Để đốt cháy hoàn toàn 2,85 gam hợp chất hữu cơ X cần dùng vừa đủ 4,2 lít O2 (đktc) Sản
chất X là
Câu 33 Đốt cháy hoàn toàn 9 gam hợp chất X thu được 17,6 gam CO2; 12,6 gam H2O và 2,24 lít
N2 (đktc) Thành phần phần trăm khối lượng oxi (%mO) trong hợp chất X là
A. CaCO3 và Ca(OH)2 B CaCO3 và Ca(HCO3)2
Trang 8Hướng dẫn giải
Câu 37 β-caroten là một chất hữu cơ có trong thành phần củ cà rốt β-caroten có thể chuyển thành
vitamin A nên còn được gọi là “tiền vitamin A” Khi oxi hóa hoàn toàn β-caroten thu được một hỗn
hợp sản phẩm khí và hơi X gồm CO2 và H2O Dẫn hỗn hợp X lần lượt qua bình chứa CuSO4 khan(bình 1) và Ca(OH)2 dư (bình 2) Kết quả cho thấy, một phần CuSO4 không màu ở bình 1 chuyểndần sang chất rắn Y màu xanh; ở bình 2 xuất hiện kết tủa trắng Z Y và Z lần lượt là
Hướng dẫn giải
Câu 38 Đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu cơ A thu được hỗn hợp khí và hơi X gồm CO2, H2O vàHCl Dẫn hỗn hợp X qua bình chứa CuSO4 khan thì thấy xuất hiện chất rắn Y màu xanh Dẫn hỗnhợp X qua bình chứa AgNO3 thì xuất hiện kết tủa Z màu trắng Dẫn hỗn hợp X vào bình chứa dungdịch Ca(OH)2 dư thì thấy xuất hiện kết tủa T màu trắng Cho cho biết T, Y và Z lần lượt là
Hướng dẫn giải
Câu 39 Cho các chất: CaC2, CO2, HCOOH, C2H6O, CH3COOH, CH3Cl, NaCl, K2CO3 Số hợp chấthữu cơ trong các chất trên là
Câu 40 Trong các hợp chất sau: NaHCO3, CaC2, HCOOH, (NH4)2CO3, HCHO, KCN, C6H5OH,
C2H5OH, CaCO3, CHCl3, CH3OH, C3H9N, Al4C3, (NH2)2CO, C2H4O Số hợp chất hữu cơ là
Câu 41 Cho các phát biểu về đặc điểm chung của các phân tử hợp chất hữu cơ:
(1) Thành phần nguyên tố chủ yếu là C và H
(2) Có thể chứa nguyên tố khác như Cl, N, P, O
(3) Liên kết hóa học chủ yếu là liên kết cộng hoá trị
(4) Liên kết hoá học chủ yếu là liên kết ion
(5) Dễ bay hơi, khó cháy
(6) Phản ứng hoá học xảy ra nhanh
Các phát biểu đúng là
A. (4), (5), (6) B (1) , (2) , (3) C. (1), (3), (5) D. (2), (4), (6)
Hướng dẫn giải
Bao gồm: 1, 2, 3
(4) Sai vì liên kết hóa học chủ yếu trong hợp chất hữu cơ là liên kết cộng hóa trị
(5) Sai vì các hợp chất hữu cơ dễ cháy
(6) Sai vì phản ứng hóa học của các hợp chất hữu cơ thường xảy ra chậm, không hoàn toàn
Trang 9Câu 42 Đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu cơ X cần 3,36 lít O2 (đktc), thu được hỗn hợp sản phẩmgồm CO2 và H2O Dẫn hỗn hợp sản phẩm vào bình đựng dung dịch nước vôi trong dư thì thấy xuấthiện 15 gam kết tủa và khối lượng bình tăng lên 9,3 gam Khối lượng oxi trong hợp chất X là
Hướng dẫn giải
Câu 43 Đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu cơ X cần vừa đủ 19,2 gam O2, thu được sản phẩm khí vàhơi gồm: 11,2 lít CO2 (đktc); 7,2 gam hơi nước và 3,65 gam khí HCl Phần trăm khối lượng clotrong X là
Hướng dẫn giải
Câu 44 Đốt cháy hoàn toàn 3 gam hợp chất hữu cơ X bằng CuO dư ở nhiệt độ cao thu được hỗnhợp khí và hơi gồm CO2, H2O và N2 Dẫn từ từ hỗn hợp khí này qua nước vôi trong dư, thì thấy cònlại duy nhất một khí có thể tích 1,12 lít (đktc) Phần trăm khối lượng nitơ trong X là
Hướng dẫn giải
Câu 45 [QG.20 - 202] Thí nghiệm xác định định tính nguyên tố cacbon và hiđro trong phân tử
saccarozơ được tiến hành theo các bước sau:
Bước 1: Trộn đều khoảng 0,2 gam saccarozơ với 1 đến 2 gam đồng (II) oxit, sau đó cho hỗn hợp
vào ống nghiệm khô (ống số 1) rồi thêm tiếp khoảng 1 gam đồng (II) oxit để phủ kín hỗn hợp Nhồimột nhúm bông có rắc bột CuSO4 khan vào phần trên ống số 1 rồi nút bằng nút cao su có ống dẫnkhí
Bước 2: Lắp ống số 1 lên giá thí nghiệm rồi nhúng ống dẫn khí vào dung dịch Ca(OH)2 đựngtrong ống nghiệm (ống số 2)
Bước 3: Dùng đèn cồn đun nóng ống số 1 (lúc đầu đun nhẹ, sau đó đun tập trung vào phần có
hỗn hợp phản ứng)
Cho các phát biểu sau
(a) CuSO4 khan được dùng để nhận biết H2O sinh ra trong ống nghiệm
(b) Thí nghiệm trên, trong ống số 2 có xuất hiện kết tủa trắng
(c) Ở bước 2, lắp ống số 1 sao cho miệng ống hướng lên
(d) Thí nghiệm trên còn được dùng để xác định định tính nguyên tố oxi trong phân tử saccarozơ.(e) Kết thúc thí nghiệm: tắt đèn cồn, để ống số 1 nguội hẳn rồi mới đưa ống dẫn khí ra khỏi dungdịch trong ống số 2
Số phát biểu đúng là
A 3 B 1 C 4 D 2
Hướng dẫn giải
Trang 10Câu 46 [QG.20 - 203] Thí nghiệm xác định định tính nguyên tố cacbon và hidro trong phân tử
saccarozơ được tiến hành theo các bước sau:
Bước 1: Trộn đều khoảng 0,2 gam saccarozơ với 1-2 gam đồng(II) oxit, sau đó cho hỗn hợp ốngnghiệm khô (ống số 1) rồi thêm tiếp khoảng 1 gam đồng(II) oxit để phủ kín hỗn hợp Nhồi mộtnhúm bông có rắc một ít bột CuSO4 khan rồi cho vào phần trên của ống nghiệm số 1 rồi nút cao su
Cho các phát biểu sau:
(a) Ở bước 2, lắp ống số 1 sao cho miệng ống hướng lên
(b) Thí nghiệm trên, CuO có vai trò chuyển nguyên tố C thành CO2, nguyên tố H thành H2O.(c) Thí nghiệm trên còn được dùng để xác định định tính nguyên tố oxi trong phân tử saccarozơ.(d) Dung dịch Ca(OH)2 được dùng để nhận biết CO2 sinh ra trong thí nghiệm trên
(e) Kết thúc thí nghiệm: tắt đèn cồn, để ổng số 1 nguội hẳn rồi mới đưa ống dẫn khi ra khỏi dungdịch trong ống số 2
Câu 47 [QG.20 - 204] Thí nghiệm xác định định tính nguyên tố cacbon và hidro trong phân tử
saccarozơ được tiến hành theo các bước sau:
Bước 1: Trộn đều khoảng 0,2 gam saccarozơ với 1 đến 2 gam đồng (II) oxit, sau đó cho hỗn hợp
ống nghiệm khô (ống số 1) rồi thêm tiếp khoảng 1 gam đồng (II) oxit để phủ kín hỗn hợp Nhồi mộtnhúm bông có rắc bột CuSO4 khan vào phần trên của ống số 1 rồi nút bằng nút cao su có ống dẫnkhí
Bước 2: Lắp ống số 1 lên giá thí nghiệm rồi nhúng ống dẫn khí vào dung dịch Ca(OH)2 đựngtrong ống nghiệm (ống số 2)
Bước 3: Dùng đèn cồn đun nóng ống số 1 (lúc đầu đun nhẹ, sau đó đun tập trung vào phần có
hỗn hợp phản ứng)
Cho các phát biểu sau:
(a) Sau bước 3, màu trắng của CuSO4 khan chuyển thành màu xanh của CuSO4.5H2O
(b) Thí nghiệm trên, trong ống số 2 có xuất hiện kết tủa trắng
(c) Ở bước 2, lắp ống số 1 sao cho miệng ống hướng lên
(d) Thí nghiệm trên còn được dùng để xác định định tính nguyên tố oxit trong phân tử saccarozơ.(e) Kết thúc thí nghiệm: tắt đèn cồn, để ống số 1 nguội hẳn rồi mới đưa ống dẫn khí ra khỏi dungdịch trong ống số 2
Trang 12CHUYÊN ĐỀ 2: CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ
KIẾN THỨC CẦN NHỚ
1 Công thức tổng quát: Cho biết thành phần nguyên tố trong hợp chất hữu cơ: CxHyOzNtXv
2 Công thức đơn giản nhất: Cho biết tỉ lệ tối giản về số nguyên tử của các nguyên tố trong hợp
chất hữu cơ
3 Công thức phân tử: Cho biết số lượng nguyên tử mỗi nguyên tố trong hợp chất hữu cơ.
DẠNG 1: THIẾT LẬP CÔNG THỨC ĐƠN GIẢN NHẤT HỢP CHẤT HỮU CƠ
LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- Giả sử hợp chất hữu cơ có công thức tổng quát: CxHyOzNt Để xác định công thức đơn giản nhất
ta xác định tỉ lệ nguyên tử các nguyên tố thông qua:
+ Hàm lượng các nguyên tố:
+ Số mol các nguyên tố:
VÍ DỤ MINH HỌA
Câu 1: Thiết lập công thức đơn giản nhất của các hợp chất hữu cơ trong các trường hợp sau:
(a) Khi phân tích vitamin A ta thu được 83,9 %C; 10,5%H, còn lại là O (Đ/S: C20H30O)
(b) Khi phân tích một hợp chất hữu cơ X người ta thu được 32 %C; 6,67 %H; 42,67 %O, còn lại lànitơ (Đ/S: C2H5O2N)
(c) Khói thuốc lá làm tăng khả năng bị ung thư phổi, hoạt chất có độc trong thuốc lá là nicotin.Phân tích nguyên tố định lượng cho thành phần phần trăm khối lượng như sau:74,031%C,8,699%H, 17,27%N (Đ/S: C5H7N)
(d) Đioxin là chất độc Hoá Học mà Quân đội Mĩ dùng nhiều trong chiến tranh với mục đích làmrụng lá cây rừng, trong đó nhiều nhất là ở Việt Nam Phân tích nguyên tố cho thấy Đioxin có phầntrăm khối lượng các nguyên tố C, H và Cl tương ứng là 44,72%; 1,24%; 44,10%, còn lại là oxi.(Đ/S: C6H2OCl2)
Câu 2: Thiết lập công thức đơn giản nhất của các hợp chất hữu cơ trong các trường hợp sau:
(a) Đốt cháy 5,8 gam một hợp chất hữu cơ X bằng oxi dư, sau phản ứng thu được 8,96 lít khí CO2
(đktc) và 9 gam H2O (Đ/S: C2H5)
(b) Đốt cháy hoàn toàn 1,89 gam melamin thu được 0,81 gam H2O; 1,008 lít CO2 và 1,008 lít khí(đktc) N2 (Đ/S: CH2N2)
(c) Đốt cháy hoàn toàn 9 gam một hợp chất hữu cơ X, thu được hỗn hợp sản phẩm khí và hơi gồm
CO2 và H2O Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng nước vôi trong dư, thu được 30 gam kếttủa Khối lượng bình tăng thêm 18,6 gam (Đ/S: CH2O)
Hướng dẫn giải
(d) Đốt cháy hoàn toàn 4,6 gam hợp chất hữu cơ A Sản phẩm cháy lần lượt qua bình 1 đựng H2SO4
đặc, bình 2 đựng nước vôi trong thì thấy bình 1 tăng 5,4 gam; bình 2 có 10 gam kết tủa Lọc bỏ kếttủa, đun nóng phần nước lọc thu được thêm 5 gam kết tủa nữa (Đ/S: C2H6O)
Hướng dẫn giải
Trang 13Câu 3 Kết quả phân tích nguyên tố trong hợp chất X cho biết phần trăm khối lượng các nguyên tố
là %C = 40,00; %H = 6,67; còn lại là oxi Công thức đơn giản nhất của hợp chất X là
Câu 4 Trong phân tử hợp chất hữu cơ X, phần trăm khối lượng của cacbon và hiđro lần lượt bằng 52,17 % và 13,04 %, còn lại là oxi Công thức đơn giản nhất của X là
Câu 5 Khi phân tích thành phần khối lượng các nguyên tố trong vitamin C, thu được kết quả: %C
= 40,91; %O = 54,55; còn lại là hiđro Công thức đơn giản nhất của phân tử vitamin C là
A. C2H5O2 B C3H4O3 C. C3H5O3 D. C3H6O3
Câu 6 Trước kia, “phẩm đỏ” dùng để nhuộm áo choàng cho các Hồng y giáo chủ được tách chiết
từ một loài ốc biển Đó là một hợp chất có thành phần nguyên tố như sau: 45,70 %C; 1,90 %H; 7,60 %O; 6,70 %N; 38,10 %Br Công thức đơn giản của phẩm đỏ là
Câu 7 Hợp chất X có chứa ba nguyên tố C, H, O với số mol mỗi nguyên tố lần lượt là 0,03; 0,06
và 0,015 mol Công thức đơn giản nhất của X là
A. C3H6O5 B. CH2O5 C C2H4O D. CH2O
Câu 8 Phân tích định lượng hợp chất hữu cơ X ta thấy tỉ lệ khối lượng các nguyên tố là mC : mH :
mO = 24 : 6 : 16 Công thức đơn giản nhất của hợp chất X là
Câu 11 Để đốt cháy hoàn toàn hợp chất X cần vừa đủ 6,72 lít O2 thu được 4,48 lít CO2 và 5,4 gam
H2O Công thức đơn giản nhất của hợp chất X là (thể tích các khí được đo ở đktc)
A. CH3O B. C2H3O C C2H6O D. C4H12O
Trang 14Câu 12 Đốt cháy hoàn toàn 7,2 gam hợp chất CxHyOz thu được 6,72 lít (ở đktc) CO2 và 3,6 gam
H2O Tỉ lệ x : y : z tối giản là
Câu 13 Đốt cháy hoàn toàn hợp chất CxHyOz cần 6,72 lít O2 (đktc), thu được hỗn hợp sản phẩm gồm CO2 và H2O Dẫn hỗn hợp sản phẩm vào bình đựng dung dịch nước vôi trong dư thì thấy xuất hiện 20 gam kết tủa và khối lượng bình tăng lên 14,2 gam Tỉ lệ x: y: z tối giản là:
DẠNG 2: THIẾT LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ
Dạng 2.1 Thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ dựa vào hàm lượng các nguyên tố
LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
✧ Bài toán: Cho hợp chất hữu cơ X có hàm lượng các nguyên tố là %mC; %mH; %mO; … Phân
tử khối của X là MX Xác định công thức phân tử của X
✧ Phương pháp:
- Bước 1: Gọi công thức của X là: CxHyOzNt Từ tỉ lệ nguyên tử các nguyên tố ⇒ CTĐG
- Bước 2: Từ CTĐG và phân tử khối ⇒ hệ số n ⇒ CTPT của X.
Chú ý: %mC + %mH + %mO + %mN = 100%
VÍ DỤ MINH HỌA
Câu 1: Tính khối lượng mol phân tử của các chất sau:
(a) Hợp chất hữu cơ X có tỉ khối so với hiđro là 22
(b) Tỉ khối hơi của X so với heli bằng 18,5
(c) Hợp chất hữu cơ Y có tỉ khối hơi so với không khí bằng 2,07
(d) Thể tích hơi của 3,3 gam chất X bằng thể tích của 1,76 gam khí oxi (đo ở cùng điều kiện)
Câu 2: Thiết lập công thức phân tử của X trong các trường hợp sau:
(a) Vitamin A có công thức đơn giản nhất là C20H30O Khối lượng mol của vitamin A gấp 6,5 lầnkhối lượng mol của CO2 (Đ/S: C20H30O)
(b) Hợp chất hữu cơ X có %C = 85,8%; %H = 14,2% Phân tử khối của X là 56 đvC (Đ/S: C4H8)
(c) Người ta xác định được % khối lượng các nguyên tố trong vitamin C: %C = 40,91% ; %H =
4,545% ; %O = 54,545% Xác định CTPT biết Mvitamin C = 176 đvC (Đ/S: C 6 H 8 O 6)
(d) Phenolphtalein là chất chỉ thị màu dùng để nhận biết dung dịch bazơ có % về khối lượng C, H,
O lần lượt là 75,47%; 4,35% và 20,18% Khối lượng mol phân tử của phenolphtalein = 318(g/mol) Tìm công thức phân tử của phenolphtalein? (Đ/S: C 20 H 14 O 4)
(e) Hợp chất hữu cơ X có %C = 51,3%; %H = 9,4%; %N = 12%; %O = 27,3% Tỉ khối hơi của Xđối với không khí là 4,034 (Đ/S: C5H11O2N)
(g) Hợp chất hữu cơ X có %C = 49,58%; %H = 6,44% Khi hoá hơi hoàn toàn 5,45 gam X, thu
được 0,56 lít hơi (đktc) (Đ/S: C 9 H 14 O 6)
Câu 3: Khói thuốc lá làm tăng khả năng bị ung thư phổi, hoạt chất có độc trong thuốc lá là nicotin.Xác định khối lượng phân tử của nicotin có giá trị 162 đvC Phân tích nguyên tố định lượng chothành phần phần trăm khối lượng như sau: 74,07%C, 8,65%H, 17,28%N Xác định CTPT củanicotin (Đ/S: C 10 H 14 N 2)
Câu 4: Đioxin là chất độc Hoá Học mà Quân đội Mĩ dùng nhiều trong chiến tranh với mục đíchlàm rụng lá cây rừng, trong đó nhiều nhất là ở Việt Nam Phân tích nguyên tố cho thấy Đioxin có
Trang 15phần trăm khối lượng các nguyên tố C, H và Cl tương ứng là 44,72%; 1,24%; 44,10%, còn lại làoxi Biết tỉ khối của Đioxin so với nitơ là 11,5 Xác định CTPT của đioxin (Đ/S: C 12 H 4 O 2 Cl 4)
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Câu 1 Phân tích thành phần hợp chất X thu được kết quả về hàm lượng các nguyên tố như sau: %C
= 34,62; %H = 3,84; còn lại là oxi Tỉ khối của X so với heli là 26, công thức phân tử của X là
Câu 2 Phân tích thành phần của hợp chất hữu cơ Y thu được kết quả về hàm lượng các nguyên tố như sau: %O = 40,00; %H = 10,00; còn lại là một nguyên tố#A Biết rằng 0,5 mol Y có khối lượng bằng 1 mol hơi CH3COOH ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất Công thức phân tử của Y là
A C5H12O3 B. C2H8O3 C. C5H10O4 D. C4H8O4
Câu 3 Khi phân tích hợp chất hữu cơ Z thu được kết quả về hàm lượng các nguyên tố như sau: %C
= 61,02; %H = 15,52; còn lại là nitơ Tỉ khối hơi của Z so với O2 nhỏ hơn 2 Công thức phân tử của
Z là
A. C2H6N2 B. C2H7N C C3H9N D. C2H8N2
Câu 4 Phân tích thành phần hợp chất hữu cơ X thu được các kết quả sau: %C = 49,40; %H = 9,80;
%N = 19,18; còn lại là oxi Tỉ khối của A so với heli bằng 18,25 Công thức phân tử của A là
A. C3H6NO B C3H7NO C. C3H8NO D. C3H9NO
Câu 5 Khi phân tích thành phần hợp chất hữu cơ X thu được các số liệu thực nghiệm như sau: %C
= 54,54; %H = 9,09; còn lại là oxi 0,5 mol X có khối lượng bằng 1 mol CO2 ở cùng điều kiện nhiệt
độ và áp suất Công thức phân tử của X là
A. C4H7O2 B C4H8O2 C. C3H8O3 D. C4H6O2
Câu 6 (M.15): Từ tinh dầu hồi, người ta tách được anetol là một chất thơm được dùng sản xuất
kẹo cao su Anetol có tỉ khối hơi so với N2 là 5,286 Phân tích nguyên tố cho thấy, anetol có phầntrăm khối lượng cacbon và hiđro tương ứng là 81,08%; 8,10%, còn lại là oxi Công thức phân tửcủa anetol là
A C10H12O B C5H6O C C3H8O D C6H12O
Dạng 2.2 Thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ dựa vào phản ứng cháy
LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
✧ Bài toán: Đốt cháy hợp chất hữu cơ X thu được lượng CO2 và H2O Phân tử khối của X là MX.Tìm công thức phân tử của X
PTPƯ cháy:
✧ Phương pháp:
– Bước 1: Gọi công thức của X là CxHyOzNt Tính số mol các sản phẩm cháy ⇒ số mol mỗinguyên tố
– Bước 2: Tính tỉ lệ giữa các nguyên tử ⇒CTĐG x : y : z : t = nC : nH : nO : nN
– Bước 3: Từ CTĐG và phân tử khối ⇒ hệ số n ⇒ CTPT của hợp chất.
Chú ý: 1 Nếu đốt cháy hchc X thu được CO2, H2O ⇒ X chứa C, H và có thể chứa O
2
3 Dẫn CO2, H2O, N2 qua bình (1) đựng H2SO4, P2O5, CuSO4, CaCl2; bình (2) đựng
Ca(OH)2, NaOH
⇒ mbình (1) tăng = ; mbình (2) tăng =
Trang 164 Dẫn CO2, H2O, N2 qua bình đựng dung dịch Ca(OH)2, Ba(OH)2.
5 Trong cùng điều kiện áp suất, to thì tỉ lệ về thể tích bằng tỉ lệ về số mol
VÍ DỤ MINH HỌA
Câu 1: Lập công thức phân tử của các hợp chất hữu cơ trong các trường hợp sau:
(a) Từ ơgenol (trong tinh dầu hương nhu) điều chế được metylơgenol là chất dẫn dụ côn trùng Khiđốt cháy hoàn toàn 8,9 gam metylơgenol thu được 24,2 gam CO2 ; 6,3 gam H2O Tỉ khối hơi của X sovới heli là 44,5 (Đ/S: C 11 H 14 O 2)
(b) Paracetamol (X) là thành phần chính của thuốc hạ sốt và giảm đau Đốt cháy hoàn toàn 5,285gam X, thu được 2,835 gam H2O; 12,32 gam CO2 và 0,392 lít N2 (đktc) Tỉ khối hơi của X so vớihiđro là 75,5 (Đ/S: C 8 H 9 O 2 N)
(c) Đốt cháy hoàn toàn 1,88 gam X (chứa C, H, O) cần 1,904 lít khí O2 (đktc), thu được CO2 và
H2O với tỷ lệ mol tương ứng là 4:3 Biết công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất, côngthức phân tử của X là? (Đ/S: C 8 H 12 O 5)
Hướng dẫn giải
(d) Đốt cháy 14,8 gam một hợp chất hữu cơ X (chỉ chứa C, H, O) trong oxi dư, dẫn sản phẩm cháy
qua bình (1) đựng P2O5, sau đó dẫn qua bình (2) đựng dung dịch nước vôi trong dư thấy khối lượng bình (1) tăng 10,8 gam, bình (2) xuất hiện 60 gam kết tủa Khi hóa hơi 14,8 gam X thu được thể
tích bằng thể tích của 6,4 gam oxi ở cùng điều kiện (Đ/S: C3H6O2)
Hướng dẫn giải
(e) Đốt cháy hoàn toàn một hợp chất hữu cơ A cần 6,72 lít khí O2 (ở đktc) thu được CO2 và H2O.Toàn bộ sản phẩm cháy cho vào dung dịch Ca(OH)2 thu được 10 gam kết tủa và dung dịch X, cho
X phản ứng với NaOH dư lại thu được 10 gam kết tủa nữa Biết rằng khối lượng dung dịch X có
phân tử (Đ/S: C2H4O2)
Hướng dẫn giải
Trang 17Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn 3,61 gam hợp chất hữu cơ X thu được hỗn hợp khí và hơi gồm CO2,
H2O, HCl Dẫn hỗn hợp này qua bình đựng AgNO3 lấy dư trong HNO3 ở nhiệt độ thấp thu được2,87 gam kết tủa và bình chứa tăng thêm 2,17 gam (cho biết chỉ có H2O và HCl bị hấp thụ) Dẫnkhí thoát ra cho vào 100 ml dung dịch Ba(OH)2 1 M thu được 15,76 gam kết tủa, đun sôi dung dịchlại thu được kết tủa Tìm công thức phân tử của X biết MX < 200 đvC
Hướng dẫn giải
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Câu 1 Đốt cháy hoàn toàn 0,09 gam hợp chất X chứa C, H, O cho 0,132 gam CO2 và 0,054 gam
H2O Tỉ khối hơi của X so với hiđro bằng 30 Công thức phân tử của X là
Câu 2 Đốt cháy hoàn toàn 0,18 gam hợp chất X chứa C, H, O cho 0,006 mol CO2 và 0,108 gam
H2O Tỉ khối hơi của X so với hiđro bằng 30 Công thức phân tử của X là
Trang 18Câu 3 Đốt cháy hoàn toàn một hợp chất hữu cơ E cần dùng vừa đủ 0,784 lít O2 (đktc), thu được0,03 mol CO2 và 0,36 gam nước Biết tỉ khối của E so với heli là 14 Công thức phân tử của E là
A. C4H8O2 B. C4H10O C. C3H8O D C4H8O
Câu 8 Đốt cháy hoàn toàn 7,5 gam hợp chất hữu cơ X thu được một hỗn hợp gồm CO2, H2O, N2.Dẫn hỗn hợp sản phẩm lần lượt qua các bình chứa P2O5 (bình 1) và nước vôi trong dư (bình 2) Saukhi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, chỉ còn lại một khí duy nhất có thể tích 1,12 lít Khối lượngbình 1 tăng 4,5 gam còn bình 2 xuất hiện 20 gam kết tủa trắng Công thức phân tử của X là
Trang 19Dạng 2.3 Thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ thông qua biện luận
LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
✧ Bài toán: Cho hợp chất hữu cơ X có khối lượng phân tử MX Tìm công thức phân tử của X.Hoặc đốt cháy hợp chất hữu cơ X, cho ít (thiếu) dữ kiện Tìm công thức phân tử của X
✧Phương pháp:
– Bước 1: Gọi công thức của X là CxHyOz (thường X chỉ chứa C, H; C, H, O hoặc C, H, N)
– Bước 2: Dựa vào đề bài lập phương trình chứa x, y, z Giải phương trình nghiệm nguyên tìm x,
y, z
– Bước 3: Dựa vào dữ kiện (nếu có), suy ra nghiệm phù hợp.
Chú ý: 1 Trong các hợp chất hữu cơ chứa C, H, O thì số H luôn là số chẵn và y ≤ 2x + 2
2 Bài toán có thể có nhiều nghiệm.
3 Trong công thức đơn giản, số nguyên tử mỗi nguyên tố là nhỏ nhất có thể.
+ x = 1, y = 18, z = 1+ x = 2, y = 6, z = 1+ x = 1, y = 2, z = 2
Câu 2: Xác định công thức phân tử của X trong các trường hợp sau:
(a) Hiđrocacbon X là thành phần chính của khí gas có khối lượng phân tử là 44 (Đ/S: C3H8)
(b) Hiđrocacbon Y là thường dùng làm dung môi để hòa tan các chất hữu cơ có tỉ khối hơi so vớihiđro là 39 (Đ/S: C6H6)
(c) Khi bị kiến hoặc ong đốt ta thấy buốt đó là do trong nọc độc của chúng chứa hợp chất axitfomic Phân tích axit fomic người ta thấy nó chứa C, H, O trong đố số C nhỏ hơn số O và có khốilượng phân tử là 46 (Đ/S: CH2O2)
Câu 3: Tìm CTPT của hợp chất hữu cơ A biết MA < 70 g/mol; A chứa C, H, O và 53,33% oxi về khối lượng (Đ/S: CH2O và C2H4O2)