Tuyển tập phân loại đề thi HỮU CƠ 1997-2001(cũ)

IV- Lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ1-Biết Công thức đơn giản nhất, biện luận tìm CTPT Ví dụ 1: Viết công thức tổng quát của axit hữu cơ no, đa chức, mạch hở A có công thức chung C3

1-Chøng minh c«ng thøc tæng qu¸t cña hi®rocacbon

a-Chøng minh CTTQ cña ankan lµ CnH2n+2

-Nguyªn tö cacbon thuéc PNC nhãm IV: Cã 4 electron líp ngoµi cïng

- n nguyªn tö cacbon: 4n electron

- Sè liªn kÕt C-C: (n-1) liªn kÕt

- Sè electron t¹o liªn kÕt C-C: 2(n-1) electron

- Sè electron cßn l¹i: 4n - 2(n-1) = 2n +2 electron;

cã kh¶ n¨ng t¹o liªn kÕt víi 2n + 2 nguyªn tö H

VËy CTTQ cña ankan lµ CnH2n+2

b-Chøng minh CTTQ cña anken lµ CnH2n

-Nguyªn tö cacbon thuéc PNC nhãm IV: Cã 4 electron líp ngoµi cïng

- n nguyªn tö cacbon: 4n electron

- Sè liªn kÕt C-C: (n-1) liªn kÕt

- Sè liªn kÕt π : 1 liªn kÕt

- Sè electron t¹o liªn kÕt C-C: 2(n-1) electron

- Sè electron t¹o liªn kÕt π: 2 electron

- Sè electron cßn l¹i: 4n - 2(n-1) - 2 = 2n electron;

cã kh¶ n¨ng t¹o liªn kÕt víi 2n nguyªn tö H

VËy CTTQ cña anken lµ CnH2n

c-Chøng minh CTTQ cña ankin (hoÆc anka®ien) lµ CnH2n - 2

-Nguyªn tö cacbon thuéc PNC nhãm IV: Cã 4 electron líp ngoµi cïng

- n nguyªn tö cacbon: 4n electron

- Sè liªn kÕt C-C: (n-1) liªn kÕt

- Sè liªn kÕt π : 2 liªn kÕt

- Sè electron t¹o liªn kÕt C-C: 2(n-1) electron

- Sè electron t¹o liªn kÕt π: 4 electron

- Sè electron cßn l¹i: 4n - 2(n-1) - 4 = 2n- 2 electron;

cã kh¶ n¨ng t¹o liªn kÕt víi 2n -2 nguyªn tö H

VËy CTTQ cña ankin (hoÆc anka®ien) lµ CnH2n-2

d-Chøng minh CTTQ cña aren lµ CnH2n - 6

-Nguyªn tö cacbon thuéc PNC nhãm IV: Cã 4 electron líp ngoµi cïng

- n nguyªn tö cacbon: 4n electron

- Sè liªn kÕt C-C: (n-1) liªn kÕt

- Sè liªn kÕt π : 3 liªn kÕt

- Sè vßng: 1 vßng

- Sè electron t¹o liªn kÕt C-C: 2(n-1) electron

- Sè electron t¹o liªn kÕt π vµ vßng: (6+ 2) electron

- Sè electron cßn l¹i: 4n - 2(n-1) - 8 = 2n- 6 electron;

cã kh¶ n¨ng t¹o liªn kÕt víi 2n -6 nguyªn tö H

VËy CTTQ cña aren lµ CnH2n-6

2-C«ng thøc tæng qu¸t cña mét sè hîp chÊt h÷u c¬ quan träng

B¶ng 1:

Hîp chÊt h÷u c¬ C«ng thøc tængqu¸t §iÒu kiÖnHîp chÊt chøa C,H,O CxHyOz y ≤ 2x+2; ch½nHîp chÊt chøa C,H,O,N CxHyOzNt y ≤ 2x+2+ tHîp chÊt chøa C,H,O,X

Amino axit, este cña aminoaxit

(hoÆc muèi amoni cña axit cha

3-Viết công thức cấu tạo các đồng phân

Bớc 1: Xác định độ bất bão hoà (∆) và tìm các nhóm chức có thể có của hợpchất (xem bảng 2)

Bớc 2: ứng với mỗi nhóm chức, viết mạch cacbon có thể có, từ mạch dài nhất(mạch không phân nhánh) đến mạch ngắn nhất bằng cách bớt dần số nguyên

tử cacbon ở mạch chính để tạo nhánh (gốc ankyl)

Bớc 3: Thêm nối đa (nối đôi, nối ba), nhóm chức, nhóm thế vào các vị tríthích hợp trên từng mạch cacbon

Bớc 4: Thêm H vào từng mạch cacbon cho đủ hoá trị

(Độ bất bão hoà (∆): Cho biết số liên kết π (trong nối đôi, nối ba) hoặc số vòng hoặc cả hai mà phân tử hợp chất hữu cơ có thể có.

Cách tính giá trị độ bất bão hoà (∆):

Với hợp chất hữu cơ dạng CxHyOzNtXu(với X là halogen):

∆ =

Ví dụ: ∆ = 0 ⇒ hợp chất hữu cơ no, mạch hở.

∆ > 0 ⇒ hợp chất hữu cơ có chứa liên kết π (nối đôi, nối ba ) hoặc dạng mạch vòng hoặc cả hai).

Bảng 2: Giá trị ∆ và hợp chất hữu cơ tơng ứng (có thể có)

Cn H 2n O 2

*-COOH:Axit no đ.c

*-COO-: Este no đ.c -CH=O Anđehit -OH + rợu

C n H 2n+1 N

*Amin cha no

Cn H 2n-2 O 2

-COOH (-COO-) -C=C- Axit (este) cha no (1lk C=C)

*2-CHO Anđehit no,

Dựa vào CTPT và giá trị ∆ có thể suy ra nhóm chức có thể có.

Ví dụ 1: Hợp chất mạch hở có CTPT C3H6O, ∆ = 1 ⇒ có 1 liên kết π trongphân tử

*Liên kết-C=O trong -C = O ; Anđehit

CH3CH2CH=O (anđehit propionic)

trong -C - ; Xeton: CH3- C- CH3 (axeton)

-OH Rợu cha no CH2=CH-CH2-OH (rợu anlylic)

-C = C-

Ví dụ 2: Viết CTCT các chất có CTPT C3H7O2N

Giải: * Aminoaxit: H2N-CH2CH2COOH; CH3-CH(NH2)-COOH

*Muối amoni của axit cha no đơn chức: CH2=CH-COONH4

Ví dụ 3: Viết CTCT và gọi tên các chất có CTPT C2H7NO2, biết mỗi chất đều

dễ dàng phản ứng với dung dịch HCl và với dung dịch NaOH Viết phơng trìnhphản ứng trực tiếp tạo ra từng chất từ các chất đầu thích hợp Cho biết phơngpháp hoá học để phân biệt các chất đó với nhau Viết phơng trình phản ứng.(ĐHSPHNội 2-2000-tr373)

Giải: *Muối amoni (của NH 3) với axit no đơn chức: CH3-COONH4

*Muối amoni (của amin) với axit no đơn chức: H-COONH3-CH3

Các phơng trình phản ứng: (độc giả tự viết).

(Chú ý: Trong trờng hợp này, nếu xác định giá trị ∆thì ∆=0 !).

Ví dụ 4: Chất A có công thức C2H6ClO2N Biết rằng A tác dụng đợc vớiNaOH tạo muối của aminoaxit và tác dụng đợc với rợu etylic Xác định côngthức cấu tạo của A và viết các phơng trình phản ứng

* Gốc hiđrocacbon là phần còn lại khi phân tử hiđrocacbon mất đi một

hay nhiều nguyên tử hiđro

Mất 1 nguyên tử H cho gốc hoá trị I Ví dụ: CnH2n+1 − , C2H5 −

Mất 2 nguyên tử H cho gốc hoá trị II Ví dụ: CnH2n= , C2H4=

Mất a nguyên tử H cho gốc hoá trị a Ví dụ: CnH2n+2 -a

Theo đặc điểm của gốc hiđrocacbon ngời ta chia thành gốc no, không

no, thơm Theo hoá trị chia thành gốc hoá trị I, II, a.

(sec-, tert- xuất phát từ tiếng Anh: Secondary, tertiary nghĩa

là bậc 2, bậc 3)

C6H5 − phenyl CH2 = CH− vinyl −CH2− metylen

C6H5-CH2− benzyl CH2=CH-CH2− anlyl −CH2-CH2− etylen

II-Hiđrocacbon 1-Ankan

Hỗn hợp X gồm CxHy (A) và H2 Đun nóng hỗn hợp này với xúc tác Ni thu

đợc khí Y duy nhất Tỉ khối hơi của Y so với H2 gấp ba lần tỉ khối hơi của X sovới H2 Đốt cháy một lợng khác của Y thu đợc 22 gam CO2 và13,5 gam H2O.Xác định A (ĐH Cần Thơ-2000-tr306)

Khi đốt cháy hỗn hợp hiđrocacbon, nếu (số nguyên tử cacbon trung bình)trong khoảng:

3

Ví dụ 2: Trong một bình kín dung tích 20 lít chứa 9,6 gam oxi và m gamhỗn hợp 3 hiđrocacbon A, B, C Nhiệt độ và áp suất trong bình lúc đầu là 0oC

và 0,448 atm Bật tia lửa điện để đốt cháy hết các hiđrocacbon và giữ nhiệt độbình ở 136,5oC, áp suất trong bình lúc này là P Cho hỗn hợp khí trong bìnhsau phản ứng lần lợt đi qua bình 1 đựng H2SO4 đặc và bình 2 đựng đựng dungdịch KOH d thấy khối lợng bình 1 tăng 4,05 gam và bình 2 tăng 6,16 gam

1 Tính P, giả thiết dung tích bình không đổi

2 Xác định công thức phân tử của các hiđrocacbon, biết B, C có cùng sốnguyên tử cacbon, và số mol của A gấp 4 lần tổng số mol của B và C

Ví dụ: NaOOC-CH2-COONa + 2NaOH CH4↑ + 2Na2CO3

Trong trờng hợp này, ankan tạo thành có ít hơn muối ban đầu 2 nguyên tửcacbon

Lu ý: Khi nhiệt phân muối với vôi tôi xút, thu đợc CH4 , muối ban đầu có thể

là CH3COONa hoặc NaOOC-CH2-COONa (natri malonat).

Ví dụ: Viết các phơng trình phản ứng biểu diễn sơ đồ biến hoá sau dới dạngcông thức cấu tạo:

2-Anken (olefin) (CnH2n ; n ≥ 2)

Chó ý: -Dïng xóc t¸c Pd s¶n phÈm t¹o thµnh chñ yÕu lµ anken

-Dïng xóc t¸c Ni s¶n phÈm t¹o thµnh chñ yÕu lµ ankan

Br2

HBr

HBr

3n −1 2

2

* Phản ứng thế với ion kim loại, chỉ có axetilen và ankin có liên kết ba đầumạch có phản ứng Ví dụ:

H-C ≡ C -H + Ag2O Ag- C ≡ C -Ag↓ + H2O (1)

bạc axetilua (vàng nhạt)

Ag2C2 là chất rắn dễ nổ, khi tác dụng với axit vô cơ cho lại axetilen

Ví dụ: Ag- C ≡ C -Ag + 2HCl → H-C ≡ C -H↑ + 2AgCl↓ (2)

Phản ứng (1) và (2) thờng dùng để nhận biết và điều chế axetilen tinh khiết(dĩ nhiên cả các ankin có liên kết ba đầu mạch).

2R-C≡C -H + Ag2O 2R-C≡C-Ag↓ + H2O

( Với CuCl:

H-C ≡C -H + 2CuCl + 2NH3 Cu-C ≡C-Cu↓+ 2NH4Cl)

(nâu đỏ)

hiđrocacbon có thể xác định số liên kết π trong phân tử

Số liên kết π = (Liên kết π trong phân tử hiđrocacbon,

trong nhóm -C=O (anđehit, xeton )).

Số liên kết π = (Liên kết π trong phân tử hiđrocacbon

mạch hở (C=C; C≡C), C=C ngoài nhánh của hiđrocacbon thơm).

III-Một số hợp chất có nhóm chức

1-Rợu

Một số kiến thức cần lu ý:

+ Rợu tác dụng với Na (hoặc K, Ca ):

R(OH)a + aNa → R(ONa)a + H2↑

Dựa vào số mol H2 thu đợc và số mol rợu phản ứng, xác định số nhóm

-OH trong phân tử.

Số nhóm OH =

*Phản ứng tách nớc: Một phân tử rợu no đơn chức tách một phân tử H2Ocho anken Nếu tách nớc của rợu bậc hai, bậc ba thờng cho hỗn hợp hai anken,sản phẩm chính tạo ra tuân theo qui tắc Zaixep:

Nhóm -OH bị tách cùng với nguyên tử H ở nguyên tử C bậc cao hơn

+Rợu đơn chức Anken(hay olefin) ⇒ Rợu no đơn chức

+Hai rợu đơn chức một anken(hay olefin)

⇒ Hai rợu no đơn chức là đồng phân, có cùng mạch cacbon, chỉ khác nhau

về vị trí nhóm -OH trong phân tử

*Phản ứng tách nớc: Hai phân tử rợu tách một phân tử H2O cho ete

-Nếu một rợu cho 1 ete

-Nếu hỗn hợp hai rợu khác nhau cho 3 ete

nhiđrocacbon

-Nếu hỗn hợp ba rợu khác nhau cho 6 ete.

+Rợu no đơn chức sản phẩm A

sản phẩm BNếu: < 1 ⇒ MA < Mrợu ; A là anken

+ Rợu bậc III khó bị oxi hoá

(Chất oxi hoá thờng dùng là K2Cr2O7 trong môi trờng axit, KMnO4 trongaxit hoặc bazơ, oxi không khí khi có chất xúc tác, CuO (tO) )

*Phản ứng cháy của rợu Ví dụ, đốt cháy rợu no, đơn chức:

CnH2n +1OH + O2 nCO2 + (n+1)H2O

Ta có:

= n + 1 n > 1

Số mol rợu phản ứng = Số mol H2 O - Số mol CO 2

-Khi đốt cháy một rợu, thu đợc tỉ lệ:

> 1 ⇒ rợu no (CTTQ: CnH2n +2-a(OH)a ; CnH2n+2Oa )

-Khi đốt cháy hỗn hợp rợu, nếu (số nguyên tử cacbon trung bình) trongkhoảng:

1< = < 2 ; ví dụ: = 1,4 ⇒ trong hỗn hợp có CH3OH

Ví dụ: Trong một bình kín dung tích 16 lít chứa hỗn hợp hơi của 3 rợu đơnchức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng Giữ nhiệt độ bình ở 136,5OC, rồi bơmthêm 17,92 gam oxi vào bình, thấy áp suất bình đạt đến 1,68 atm Bật tia lửa

điện để đốt cháy hết hỗn hợp Sản phẩm cháy cho qua bình đựng dung dịchCa(OH)2 d thấy khối lợng bình tăng 22,92 gam, đồng thời xuất hiện 30 gamkết tủa

⇒ n = 2.n = 2.n

[O]

[O]

12

−H2O

H2SO4đặc

r ợu p.ứng anken

2

a- Nếu sau khi bật tia lửa điện để đốt cháy hết hỗn hợp rợu, giữ bình ở

273OC thì áp suất trong bình là bao nhiêu

2-Anđehit nguyên tử O)

1) Anđehit bị H2 khử thành rợu bậc nhất:

a) Anđehit đơn chức: R-CHO + Ag2O R-COOH + 2Ag↓

(hoặc viết dới dạng AgNO 3 /NH 3 :

R-CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O R-COONH4 + 2Ag↓ + 2NH4NO3)

b) Anđehit đa chức (a chức):

R(CHO)a + aAg2O R(COOH)a + 2aAg↓

c)Anđehit fomic (với Ag2O d trong dung dịch NH3):

H-CHO + 2Ag2O CO2 + H2O + 4Ag↓

Chú ý: Không nên viết CO 2↑ vì trong dung dịch NH 3 thực chất thu đợc

(NH 4 ) 2 CO 3

(hoặc viết dới dạng AgNO 3 /NH 3 :

H-CHO + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O NH4)2CO3 + 4Ag↓ + 4NH4NO3)

*Đặc biệt axit fomic cũng nh các muối, các este của nó do có nhóm -CH=O nên cũng tham gia phản ứng tráng bạc!

d)Axit fomic: H-C-OH + Ag2O CO2 + H2O + 2Ag↓

(hoặc viết dới dạng AgNO 3 /NH 3 :

H-C-OH + 2AgNO3 + 4NH3 + 2H2O (NH4)2CO3 + 2Ag↓ + 4NH4NO3

đ)Este của axit fomic Ví dụ:

H-C-OCH3 + Ag2O HO-C -OCH3 + 2Ag↓

- 1 mol anđehit phản ứng thu đợc 2 mol Ag ⇒ Anđehit đơn chức.

- 1 mol anđehit phản ứng thu đợc 4 mol Ag ⇒ Anđehit hai chức

(hoặc anđehit fomic!).

3-Axit cacboxylic

Axit cacboxylic no đơn chức: CTPT CmH2mO2 ( m ≥ 1)

CTTQ CnH2n+1COOH (n ≥ 0)

*Phản ứng trung hoà tổng quát:

R(COOH)a + aNaOH → R(COONa)a + aH2O

Chú ý: * Dựa vào số mol NaOH và số mol của axit phản ứng, xác định số

nhóm cacboxyl (-COOH) trong phân tử:

Số nhóm cacboxyl =

* Trong phản ứng:

R-COOH + NaOH → R-COONa + H2O

Khối lợng 1 mol muối natri hơn khối lợng 1mol axit là:

23 - 1 = 22 gam

Dựa vào độ tăng khối lợng (∆) có thể tính đợc số mol của axit phản ứng và

số mol muối tạo thành (hoặc xác định số nhóm -COOH)

Số nhóm cacboxyl =

Ví dụ 1: Trung hoà 19,4 gam hỗn hợp hai axit cacboxylic no, đơn chứcbằng một lợng KOH vừa đủ, cô cạn dung dịch sau khi trung hoà thu đợc 30,8gam hỗn hợp muối

a) Tính tổng số mol axit có trong 19,4 gam hỗn hợp

b) Cần bao nhiêu lít khí oxi (ở đktc) để đốt cháy hoàn toàn 1,94 gam hỗnhợp axit trên

c) Biết 2 axit là kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng, định công thức cấu tạocủa từng axit Tìm khối lợng của từng axit trong 19,4 gam hỗn hợp

(ĐHDLVănLang-99)

Giải:

a-Gọi công thức tổng quát của hai axit cacboxylic no đơn chức là:

(trong đó là số nguyên tử cacbon trung bình).

Số mol hỗn hợp axit là x mol

tăng

22n

c) Hai axit là kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng, ta có:

= 1,333 ⇒ n = 1 ; CH3-COOH (axit axetic)

m = 2 ; CH3-CH2-COOH (axit propionic)

Tìm khối lợng của từng axit (độc giả tự giải).

Ví dụ 2: Hỗn hợp A gồm hai axit hữu cơ no (mỗi axit chứa không quá 2nhóm COOH) có khối lợng 16 g, tơng ứng với 0,175 mol

Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp A rồi cho sản phẩm cháy đi qua nớc vôi trong

d, thu đợc 47,5 g kết tủa Mặt khác, nếu cho hỗn hợp A tác dụng vừa đủ vớidung dịch Na2CO3, thu đợc 22,6 g muối Tìm công thức cấu tạo và tính số gammỗi axit trong hỗn hợp A

4-Este (ĐH Bách khoa HN-98tr42)

Phản ứng este hoá:

R-COOH + R′-OH R-COO-R′ + HOH

axit + rợu este + H2O

Đặc biệt khi dùng anhiđrit axit, phản ứng xảy ra dễ dàng và có thể không cầnchất xúc tác Ví dụ anhiđrit axetic:

CH3-CO-O-CO-CH3 (hoặc viết dạng (CH3-CO)2O)

CH3-CO-O-CO-CH3 + C2H5-OH → CH3-COO-C2H5 + CH3-COOH

Cách viết công thức este:

*Este đơn chức tạo bởi:

Axit đơn chức: R-COOH (CxHy-COOH ; x ≥ 0; y ≤ 2x +1)

và rợu đơn chức: R′-OH (CnHm-OH ; n ≥ 1; m ≤ 2n +1)

Công thức este: R-COO-R′ (CxHy-COO-CnHm)

hoặc R′-OCO-R (CnHm-OCO-CxHy)

hoặc R′-OOC-R (CnHm-OOC-CxHy)

11,4 38

n 2n+1

C H COOH C H COOKn 2n+1

tăng tăng

*Este đa chức tạo bởi:

Axit đơn chức: R-COOH (CxHy-COOH ; x ≥ 0; y ≤ 2x +1)

và rợu đa chức (b chức): R′(OH)b(CnHm(OH)b ;

n ≥ 1; b ≤ n; m ≤ 2n +2-b)

Công thức este: (R-COO)bR′ ( (CxHy-COO)bCnHm)

hoặc R′(OCO-R)b (CnHm(OCO-CxHy)b )

hoặc R′(OOC-R)b ( CnHm(OOC-CxHy)b )

*Este đa chức tạo bởi:

Axit đa chức (a chức): R(COOH)a (CxHy(COOH)a ;

x ≥ 0; y ≤ 2x+2- a)

và rợu đơn chức : R′-OH (CnHm-OH ; n ≥ 1; m ≤ 2n +1)

Công thức este: R(COOR′)a ( CxHy(COOCnHm)a )

hoặc (R′OCO)aR ((CnHmOCO)aCxHy )

hoặc (R′OOC) aR ( (CnHmOOC)a-CxHy )

* Este đa chức tạo bởi:

Axit đa chức (a chức): R(COOH)a (CxHy(COOH)a ;

x ≥ 0; y ≤ 2x +2 - a)

và rợu đa chức (b chức): R′(OH)b (CnHm(OH)b ;

n ≥ 1; b ≤ n; m ≤ 2n +2 -b)

Công thức este: Rb(COO)abR′a ( (CxHy)b(COO)ab(CnHm)a )

hoặc R′a(OCO)abRb ( (CnHm)a(OCO) ab(CxHy)b )

hoặc R′a(OOC)abRb ( (CnHm)a(OOC) ab(CxHy)b )

Tính chất hoá học của este:

Tính chất hoá học quan trọng nhất của este là phản ứng thuỷ phân

+Thuỷ phân trong dung dịch axit- Phản ứng thuận nghịch

R-COO-R′ + HOH R-COOH + R′-OH (1)

este + H2O axit + rợu

+Thuỷ phân trong dung dịch kiềm (Phản ứng xà phòng hoá)

- Phản ứng không thuận nghịch

*Phơng trình phản ứng thuỷ phân este đơn chức bằng kiềm:

R-COO-R′ + NaOH → R-COONa + R′-OH (2)

este + NaOH → muối + rợu

Theo phơng trình (2) neste = nNaOH = nmuối = nrợu

áp dụng đlbtkl ta có: meste + mNaOH = mmuối + mrợu

Este đơn chức có hai nguyên tử O trong phân tử, ta có:

n = n1

2

*Phơng trình phản ứng thuỷ phân este đa chức bằng kiềm:

(R-COO)bR′ + bNaOH → bR-COONa + R′(OH)b (3)

R(COOR′)a + aNaOH → R(COONa)a + aR′-OH (4)

Theo phơng trình (2,3) ta có:

Số nhóm chức este =

Một số tr ờng hợp đặc biệt:

+Este tham gia phản ứng tráng gơng là este của axit formic

Ví dụ: H-C-OC2H5 + Ag2O HO-C-OC2H5 + 2Ag↓

+Este có dạng R-COO-CH=CH-R′ khi xà phòng hoá cho muối và anđehit

Ví dụ: R-COO-CH=CH2 + NaOH → R-COONa + CH3-CHO

á p dụng: Este A là dẫn xuất của benzen có công thức phân tử C9H8O2 A phảnứng với nớc brom theo tỉ lệ số mol là 1 : 1; tác dụng với dung dịch NaOH chomột muối và một anđehit Hãy cho biết công thức cấu tạo của A và viết các ph-

+Este có dạng R-COO-C6H5 khi xà phòng hoá cho hai muối và nớc

Ví dụ: R-COO-C6H5 + 2NaOH → R-COONa + C6H5-ONa + H2O

Bài tập

1- Một este (không có nhóm chức khác) có 3 nguyên tố C, H, O Lấy 1,22

gam E phản ứng vừa đủ với 200ml dung dịch KOH 0,1M Cô cạn dung dịchsau phản ứng thu đợc phần hơi chỉ có nớc và phần rắn 2,16 gam hỗn hợpmuối Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp muối này thu đợc 2,64 gam CO2, 0,54 gam

H2O và a gam K2CO3 Tính a gam và xác định công thức phân tử, công thứccấu tạo của E Biết khối lợng phân tử của E nhỏ hơn 140 đvC

+ Este vòng khi xà phòng hoá cho một chất duy nhất.

Ví dụ: CH2  C = O + NaOH → CH2  COONa

(CH2)2 - O (CH2)2 -OH

(hoặc xem bài 1- trang 37 (ĐHSP HN2001-tr66)

*Hợp chất có CTPT C n H 2n O 2 tác dụng đợc với dung dịch NaOH tạo thànhmuối

+Nếu muối tạo thành có số nguyên tử C = n ⇒ hợp chất đầu là axit

+Nếu muối tạo thành có số nguyên tử C < n ⇒ hợp chất đầu là este

Ví dụ 1: Hai đồng phân (A), (B) là hai chất hữu cơ đơn chức, mạch hở cócông thức nguyên (C2H3O)n Khi cho 8,6 gam mỗi chất tác dụng với dung dịchNaOH d thu đợc hai muối natri lần lợt có khối lợng 8,2 gam và 9,4 gam Xác

định công thức phân tử, công thức cấu tạo và gọi tên của (A) và (B).(CĐSPTPHCM-2000-tr362).

• Vậy: A là CH3COOC2H3 ⇒ CTCT CH3COOCH=CH2 vinyl axetat

B là CH2=CH-COOCH3 ⇒CTCT CH3COOCH=CH2 metyl acrilat

Ví dụ 2: Hai chất đồng phân A và B có công thức phân tử C3H7NO2 Khicho tác dụng với dung dịch NaOH trong điều kiện thích hợp, A cho sản phẩm

E (C3H6NO2Na), còn B cho sản phẩm F (C2H4NO2Na)

Xác định công thức cấu tạo, gọi tên A và B; biết rằng trong phân tử củachúng có nhóm -NH2 So sánh tính tan trong nớc của chúng, giải thích

(ĐHYHải Phòng-2001tr115)

Giải: • Vì phân tử A có chứa nhóm -NH2, phản ứng với đợc dung dịch NaOH,sản phẩm E có 3 nguyên tử C nên A là aminoaxit:

H2N-C2H4-COOH (A) CTCT các đồng phân của A:

H2N-CH2-CH2-COOH axit β-amino propionic (axit 3-amino

propanoic)

CH3-CH-COOH

NH2

axit α-amino propionic; (alanin)

(axit 2-amino propanoic)

• Vì phân tử B có chứa nhóm -NH2, phản ứng với đợc dung dịch NaOH, sảnphẩm F có 2 nguyên tử C nên B là este của aminoaxit: (B) H2N-CH2COOCH3

(metyl aminoaxetat) *Các phơng trình phản ứng: (độc giả tự viết)

IV- Lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ

1-Biết Công thức đơn giản nhất, biện luận tìm CTPT

Ví dụ 1: Viết công thức tổng quát của axit hữu cơ no, đa chức, mạch hở A

có công thức chung (C3H4O3)n , hãy tìm giá trị của n để xác định công thứcphân tử của A Viết công thức cấu tạo thu gọn tất cả các đồng phân axit trên Giải: (ĐHY Thái Bình-99tr202)

Cách 2: Biện luận, chọn nghiệm thích hợp

*Dựa vào công thức tổng quát có nhóm chức: C3n/2H5n/2(COOH)3n/2

Biện luận: n phải là một số chẵn n = 2, 4

Nếu n = 2, CTPT là C3H5(COOH)3, phù hợp (gốc hiđrocacbon no hoá trị 3)

Nếu n = 4, CTPT là C6H10(COOH)6 , không phù hợp (thừa hoá trị của H).

Vậy CTPT là C3H5(COOH)3

CTCT các đồng phân axit: (Độc giả tự viết).

Ví dụ 2: Hãy biện luận để tìm công thức phân tử của các chất có công thức

đơn giản nhất sau đây:

a) (C3H4)n biết nó là đồng đẳng của benzen

b) (C2H5O)n biết nó là rợu no đa chức

c) (C4H9ClO)n

Giải: (a, b) (Xem ví dụ 1-Độc giả tự giải)

c) Biện luận, chọn nghiệm thích hợp

Nếu n = 1, CTPT là C4H9ClO, phù hợp

Nếu n = 2, CTPT là C8H18Cl2O2, không phù hợp phù hợp (thừa hoá trị H,Cl).

Vídụ 3: Một axit A mạch hở, không phân nhánh có công thức phân tử(C3H5O2)n Xác định n và viết công thức cấu tạo của A

Giải: (C3H5O2)n ⇒ C3nH5nO2n

Công thức tổng quát có nhóm chức: C2nH4n(COOH)n

Biện luận: n phải là một số chẵn n = 2, 4

Nếu n = 2, CTPT là C4H8(COOH)2, phù hợp (gốc hiđrocacbon no hoá trị 2)

Nếu n = 4, CTPT là C8H16(COOH)4 , không phù hợp (thừa hoá trị của H).

Vậy CTPT là C4H8(COOH)2

CTCT của A là: HOOC−CH2−CH2−CH2−CH2−COOH

(hoặc dùng (C3H5O2)n: Với n = 2, A: C6H10O4 : chấp nhận đợc,

n = 4, A: C12H20O8 : loại, không phù hợp)

Bài tập áp dụng

1-Công thức đơn giản nhất của một anđehit no, đa chức là (C2H3O)n Hãybiện luận để tìm công thức phân tử, viết công thức cấu tạo của anđehit Từanđehit này có thể điều chế đợc butađien-1,3 không? Nếu đợc hãy viết các ph-

ơng trình phản ứng (Đề100-II.2)

2- Đốt cháy 14,6 gam một axit no đa chức ta thu đợc 0,6 mol CO2 và 0,5mol H2O Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo và gọi tên củaaxit đó, biết mạch cacbon thẳng (Đề 70-II.2)

3-Một hợp chất hợp chất hữu cơ Y có công thức CnHn +1 không làm mất màudung dịch brom Xác định công thức cấu tạo của Y Biết rằng khối lợng phân tửcủa Y nhỏ hơn 100 đ.v.C Viết các phơng trình phản ứng (có kèm theo điềukiện) xảy ra khi cho Y tác dụng với khí clo theo tỉ lệ mol 1: 1

(ĐHDLNNTH-2001 tr234)

4-Hợp chất hữu cơ A chỉ chứa hai nguyên tố X và Y A có phân tử khối

150 < MA < 170 Đốt cháy hoàn toàn m gam A sinh ra cũng m gam H2O Akhông làm mất màu nớc brom, cũng không tác dụng với brom có mặt bột sắt,nhng lại phản ứng với brom khi chiếu sáng tạo thành một dẫn xuất monobromduy nhất

a) X và Y là gì? Giải thích Xác định công thức đơn giản nhất và công thứcphân tử của A

b) Thiết lập công thức cấu tạo của A, biết rằng A là phân tử có tính đối xứngcao (ĐHQGHN-97-tr5)

5-Một hiđrocacbon A có công thức (CH)n 1 mol A phản ứng vừa đủ với 4mol H2 hoặc với 1 mol Br2 trong dung dịch brom Xác định công thức cấu tạocủa A Từ hiđrocacbon tơng ứng và từ rợu tơng ứng viết phản ứng điều chế trựctiếp ra A (ĐHQG TPHCM-Đợt 3-98-tr33)

2-tơng quan giữa số nguyên tử cacbon và số nguyên tử hiđro

Ví dụ: Hợp chất hữu cơ (Z) có công thức phân tử tổng quát là CxHyO2, từ côngthức phân tử tổng quát của (Z) hãy chuyển thành công thức cấu tạo tổng quátrồi biện luận các giá trị của x và y để cho chất (Z) là hợp chất no, mạch hở.Biết rằng trong phân tử (Z) không chứa chức ete, (Z) không phải là hợp chấttạp chức (YdợcTPHCM-99-HVKTQS-2000-tr206)

CxHyO2 Cx-1Hy-1-COOH Cx-2Hy-2(CHO)2 CxHy-2(OH)2

Công thức chuẩn CnH2n+1-COOH CnH2n(CHO)2 CnH2n(OH)2

+Nếu (Z) là axit (este) no đơn chức, dựa vào công thức chuẩn ta có:

3-Hãy chỉ rõ những chất nào ghi dới đây là rợu bậc một đơn chức và gọi tên

đốt

+ Nếu z = 1, CTTQ của A là CxHyO; với x ≥ 1; y ≤ 2x +2.

CHO

CH2= CH-CH=O + 2H2 CH3-CH2-CH2-OH

Ví dụ 2: A, B, C, D, E là các chất hữu cơ mạch hở chỉ chứa C, H, O đều

không làm mất màu nớc brom, đều có phân tử khối bằng 74 đvC Cho các chất

đó tác dụng với Na; dung dịch NaOH; Ag2O trong dung dịch NH3 thu đợc kếtquả sau:

CTTQ của các hợp chất là CxHyOz ; với x ≥ 1; y ≤ 2x + 2; z ≥ 1

Các hợp chất đều không làm mất màu dung dịch brom ⇒ là các hợp chất no + Nếu z = 1, CTTQ của A là CxHyO; với x ≥ 1; y ≤ 2x +2

CH3-CH2-COOH + NaOH → CH3-CH2-COONa + H2O

* C t¸c dông víi NaOH: C lµ este CH3-COO-CH3

CH3-COO-CH3 + NaOH → CH3-COONa + CH3-OH

* D t¸c dông víi Na, Ag2O/NH3: D lµ rîu + an®ehit CH3-CH-CH=O

CH3CH-CH=O + Ag2O → CH3CH-COOH + 2Ag↓

* E t¸c dông víi 3 chÊt: E lµ axit + an®ehit: O=CH-COOH

O=CH-COOH + Na → O=CH-COONa + H2↑

O=CH-COOH + NaOH → O=CH-COONa + H2O

HOOC-CH=O + Ag2O → HOOC-COOH + 2Ag↓

Tãm t¾t c¸c trêng hîp: CTTQ cña chÊt CxHyOz (∆ : §é béi liªn kÕt).

z ∆ M = 60 M = 74 CTTQ Lo¹i hîp chÊt cã thÓ cã

121

2

NH 3 , t o

OHOH

12

NH3, t o

12

OHONa

OH

1 0 C3H8O C4H10O CnH2n+2O -OH: Rợu (-O- ete) no đơn chức

2- A là đồng đẳng của benzen có 9,43% hiđro về khối lợng.

a) Viết công thức phân tử và công thức cấu tạo của A

b) Hoàn thành phơng trình phản ứng theo sơ đồ sau:

E (polime)

(ĐH Ngoại Thơng-Phía Nam-98tr153)

3- Tỉ khối hơi của chất X (chứa C, H, Cl) so với hiđro bằng 56,5 Phần trăm

khối lợng của clo trong X bằng 62,83%

a-Xác định công thức phân tử của X

b-Viết các phơng trình phản ứng khi cho các đồng phân của X tác dụng vớidung dịch NaOH lấy d (ĐHNông Lâm-TPHCM-2001tr222)

4-Có một hỗn hợp khí gồm một ankan A và một anken B Biết rằng khối

l-ơng phân tử của B bằng 2,625 lần khối lợng phân tử của của A Xác định côngthức cấu tạo của A và B

Từ A, B cùng các chất vô cơ tự chọn và điều kiện cần thiết, viết các phơngtrình phản ứng điều chế rợu metylic, axit acrylic và polimetyl acrylat

6- Các hợp chất hữu cơ mạch hở chứa các nguyên tố cacbon, hiđro và oxi là

A1, B1, C1, D1 đều có phân tử khối bằng 60 đ.v.C Các chất B1, C1, D1 tácdụng đợc với Na, giải phóng H2 Khi oxi hoá B1 (có xúc tác) sẽ tạo thành sảnphẩm có khả năng tráng gơng Chất C1 tác dụng đợc với dung dịch NaOH

(5) + C 4 H 6

A

Cl2=

11

Tỉ số mol:

Chất D1 có khả năng tham gia phản ứng tráng gơng Chất A1 không tác dụngvới Na, không tác dụng với NaOH và không tham gia phản ứng tráng gơng.Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của các chất trên Viết cácphơng trình phản ứng xảy ra (ĐH Xây dựng-98tr169)

7- Viết công thức cấu tạo dạng mạch thẳng của các hợp chất hữu cơ chỉ chứa

C, H, O cùng có phân tử khối bằng 74 đvC Trong số các hợp chất tìm đợc, hợpchất nào có thể vừa tác dụng đợc với Na, NaOH và tham gia phản ứng trángbạc Viết phơng trình phản ứng (ĐHDL Đông Đô-98tr311)

8-Cho A là hợp chất hữu cơ chứa các nguyên tố C, H, O Tỉ khối hơi của A so

9-Chất A chứa C, H, O có khối lợng phân tử bằng 74 Xác định công thức

cấu tạo của A và viết các phơng trình phản ứng xảy ra, biết:

-A tác dụng đợc với dung dịch NaOH và với Ag2O trong dung dịch NH3

- Khi đốt cháy 7,4 gam A, thấy thể tích CO2 thu đợc vợt quá 4,7 lít (ở đktc).(ĐHNông Lâm-TPHCM-2001tr222)

10- Viết công thức cấu tạo và tên gọi tất cả các hợp chất chỉ chứa các nguyên

tố C, H, O, có phân tử khối bằng 60 đvC Những chất nào trong số các chất đó

có thể chuyển hoá theo sơ đồ sau:

1 Viết công thức cấu tạo của A, B, C, D

2 Nếu thành phần khối lợng của Na trong B là 31,08% thì A ứng với côngthức nào? (ĐH Ngoại Thơng-Phía Bắc-98tr140)

12-Hai chất hữu cơ A, B tạo ra bởi 3 nguyên tố và đều có 34,78% oxi về

khối lợng Nhiệt độ sôi của A là 78,3OC; của B là - 23,6OC

1 Tìm công thức phân tử và công thức cấu tạo của A, B

2 Hoàn thành phơng trình phản ứng sau:

A -→ A1 → A2 -→ A3 -→ A4 -→ A5 -→ B

(ĐH Ngoại Thơng-Phía Nam-98tr152)

13-Một hỗn hợp gồm 4 đồng phân của một hợp chất hữu cơ Các đồng

phân này đều dễ hoà tan trong dung dịch HCl Tỉ khối hơi của mỗi đồng phân

so với hiđro đều là 29,5

- Hãy xác định cấu tạo của các đồng phân trên

+ ? + ? + ? + ? + ? + ?

(1) (2) (3) (4) (5) (6)

- Tính khối lợng của hỗn hợp ban đầu, biết rằng khi đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp này thì tạo thành 4,48 lít nitơ (đo ở đktc) (ĐHSP Hà Nội 2-98)

14- Ba chất X, Y, Z có công thức phân tử dạng (CH2O)n với n ≤ 3 Cho biết:

- X chỉ tham gia phản ứng tráng bạc

-Y vừa tham gia phản ứng tráng bạc, vừa phản ứng với Na

- Z tác dụng với dung dịch NaHCO3 vừa đủ, làm bay hơi nớc dung dịch sauphản ứng, sản phẩm khan còn lại có thể có thể tiếp tục phản ứng với Na Oxihoá Z ở điều kiện thích hợp sẽ tạo thành hợp chất chỉ chứa một loại nhómchức

Đốt cháy hoàn toàn X, Y, Z với số mol bằng nhau thì số mol nớc thu đợc từ Ynhỏ hơn từ Z Hãy:

a- Xác định công thức cấu tạo của X, Y và Z

b-Viết phơng trình phản ứng theo sơ đồ:

Z Z1 Z2 P (P là một polime) (ĐH Hàng hải-2001tr284)

15-Khi phân tích chất hữu cơ A chỉ chứa C, H, O thì có:

mC + mH = 3,5 mO

a- Tìm công thức đơn giản của A

b- Lấy hai rợu đơn chức X, Y đem đun nóng với H2SO4 đậm đặc ở nhiệt độthích hợp thì thu đợc A Xác định công thức cấu tạo mạch hở của A, X, Y biếtrằng A là ete (ĐHQGTPHCM-2000tr30)

16*-Hợp chất hữu cơ (A) có công thức phân tử CxHyNO, phân tử khối của(A) bằng 113 đvC (A) có đặc điểm cấu tạo và các tính chất sau: Phân tử cómạch cacbon không phân nhánh, không làm mất màu dung dịch Br2, nhng bịthuỷ phân trong dung dịch NaOH và có khả năng cho phản ứng trùng hợp.a) Định công thức phân tử, công thức cấu tạo và gọi tên (A)

b) Viết các phơng trình phản ứng thoả mãn các tính chất trên

(ĐHYDợc TPHCM-CB-98tr210)

4-Lập công thức phân tử-Phơng pháp khối lợng

Ví dụ 1:

Đốt cháy hoàn toàn 1,04 gam một hợp chất hữu cơ A thu đợc 896 ml khí

CO2 ở điều kiện tiêu chuẩn và 0,72 gam H2O

1) Xác định công thức phân tử của A, biết rằng 1,04 gam A ở thể hơi chiếmmột thể tích bằng thể tích của 0,32 gam oxi ở cùng điều kiện nhiệt độ và ápsuất

2) Xác định công thức cấu tạo của A, biết rằng khi đun nóng A với dungdịch NaOH thu đợc một rợu no đơn chức có tỉ khối hơi so với hiđro bằng 23 vàmột hợp chất B; A có khả năng phản ứng với Na giải phóng khí hiđro

n = = 0,04 molH

2 O

0,72 18

Thay các giá trị tơng ứng, tìm trực tiếp x, y, z (Độc giả tự giải)

Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 12,96 gam muối A của một axit hữu cơ đợc

4,77 gam natri cacbonat, 13,104 lít CO2 (đktc) và 4,050 gam nớc

a- Cho biết công thức phân tử, công thức cấu tạo của A, biết A là muối củaaxit hữu cơ đơn chức, phân tử có chứa vòng benzen

b- Nếu thêm dần axit vào dung dịch nớc của A thì có phản ứng gì xảy ra? c- Viết các phơng trình phản ứng điều chế A từ toluen

z2

y2y2

13,104 22,4

4,05 18

Vì A là muối natri của axit hữu cơ đơn chức ⇒ n = 1.

CTPT của A C7H5O2Na

CTCT của A C6H5-COONa hay:

b-Vì A là muối của axit yếu nên khi cho axit B vào dung dịch A thì:

*Axit B phải mạnh hơn axit C6H5-COOH mới có phản ứng:

Ví dụ: C6H5-COONa + HCl → C6H5-COOH + NaCl

*Axit B yếu hơn axit C6H5-COOH thì không có phản ứng!

c-Sơ đồ phản ứng điều chế A từ toluen:

C6H5CH3 → C6H5CH2Cl → C6H5CH2OH → C6H5CHO

C6H5COONa ← C6H5COOH Các phơng trình phản ứng: (Độc giả tự viết).

Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn 10,30 gam một chất hữu cơ X phải dùng vừa

đủ 11,76 lít oxi Sản phẩm cháy có 8,10 gam H2O, 10,08 lít hỗn hợp N2 và

CO2 Các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn

a Xác định công thức phân tử của X biết tỉ khối hơi của nó đối với hiđro là51,5

b Viết công thức cấu tạo của X, biết X là este của rợu etylic Viết công thứccấu tạo của axit đã tạo ra X. (ĐHHànghảiMN-99tr239)

n = 0,4 mol ⇒ nC = n = 0,4 mol; mC = 0,4ì12 = 4,8 gam

n = = 0,45 mol ⇒ nH = 2ìn = 2ì0,45 = 0,9 mol; mH = 0,9 gam

n = 0,05 mol ⇒ nN = 2×n = 0,1 mol ; mN = 0,1×14 = 1,4 gam

*Xác định hợp chất chứa mấy nguyên tố:

mO = mX - (mC + mH + mN ) = 10,3 - (4,8 + 0,9 + 1,4) = 3,2 gam

nO = = 0,2 mol Vậy hợp chất X chứa C, H, O và N

Gọi công thức tổng quát của X là CxHyOzNt , ta có:

x : y : z : t = nC : nH : nO : nN = 0,4 : 0,9 : 0,2 : 0,1 = 4 : 9 : 2 : 1 CTĐGN của X: C4H9O2N;

Công thức thực nghiệm của X: (C4H9O2N)n

MX = 103 = 103n ⇒ n = 1 Vậy CTPT của X là C4H9O2N

b-Vì X là este của rợu etylic, CTCT của X là:

H2N-CH2COO-CH2-CH3

Công thức cấu tạo của axit tạo ra X: H2N-CH2COOH

Bài tập áp dụng phần phơng pháp khối lợng

1-Đốt cháy hoàn toàn 1,80 gam một hợp chất hữu cơ X thu đợc 3,96 gam

2-Để đốt cháy 8,9 gam chất hữu cơ X phải dùng hết 8,4 lít O2 Sản phẩmcháy gồm 6,3 gam nớc và 7,84 lít hỗn hợp N2 và CO2 (các khí đo ở đktc)

a) Xác định công thức phân tử của X, biết X có 1 nguyên tử N trong phântử

b) Viết công thức cấu tạo của X, biết rằng X là este của rợu metylic

(ĐHYHN-98tr191)

3- Đốt cháy hoàn toàn 0,12 mol chất hữu cơ A mạch hở cần dùng 50,4 lítkhông khí Sau phản ứng, cho toàn bộ sản phẩm cháy gồm CO2, H2O, N2 hấpthụ hoàn toàn vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2 d thấy khối lợng bình tănglên 23,4 gam và có 70,92 gam kết tủa Khí thoát ra khỏi bình có thể tích41,664 lít

Biết rằng A vừa tác dung đợc với dung dịch HCl, vừa tác dụng đợc với dungdịch NaOH Xác định công thức cấu tạo của A

(Các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn, không khí gồm 20% oxi và 80%nitơ theo thể tích, coi nh N2 không bị nớc hấp thụ) (ĐHBKHN-2001tr4)

4-Một chất hữu cơ A có chứa C, H, O Đốt cháy hoàn toàn 4,3 gam A rồi dẫn

sản phẩm qua bình 1 chứa P2O5 d và bình 2 chứa NaOH d Sau thí nghiệm,bình 1 tăng lên 2,7 gam và bình 2 thu đợc 21,2 gam muối Tìm công thức phân

tử của A, biết A là đơn chức Từ A và rợu metylic, bằng 2 phản ứng liên tiếp

3,2

16

điều chế đợc thuỷ tinh plexiglas (thuỷ tinh hữu cơ) Xác định công thức cấu tạocủa A. (ĐHCần Thơ-99tr71)

5-Đốt cháy hoàn toàn m gam hợp chất hữu cơ A thu đợc 6,16 gam CO2;1,89 gam H2O và khối lợng oxi tham gia phản ứng vừa bằng khối lợng CO2

tạo ra

1/ Tính m và công thức đơn giản nhất của A

2/ Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của A, biết A là mộtmonome có thể tạo ra polime có tính đàn hồi cao Nếu đem trùng hợp A, ngoàisản phẩm chính còn có sản phẩm phụ nào, nếu có, hãy viết công thức của sảnphẩm phụ đó

3/ Dẫn 3,36 lít khí A (đktc) lội từ từ qua 1 lít nớc brom 0,2M, thấy dung dịchnớc brom mất màu hoàn toàn và không có khí bay ra Hãy xác định khối lợngcủa các sản phẩm cộng thu đợc Biết sản phẩm cộng vị trí 1,2 gấp 4 lần (về sốmol) sản phẩm cộng vị trí 1,4 (ĐHDLPhơng Đông-99tr367)

6-Đốt cháy một hiđrocacbon đợc CO2 và H2O theo tỉ lệ khối lợng 11: 9 Xác

định công thức phân tử của hiđrocacbon và viết phản ứng điều chế C2H6 từhiđrocacbon đã cho (các chất phản ứng khác tự chọn)

8- Rợu A có một loại chức Đốt cháy hoàn toàn 10,4 gam A cần dùng hết

15,68 l khí O2 điều kiện tiêu chuẩn và thu đợc tỉ lệ:

Số mol CO2 : số mol H2O = 5 : 6

1) Xác định công thức tối giản và công thức phân tử của A

2) Lấy 5,2 gam A cho tác dụng vừa hết với 4 gam CuO (nung nóng) và thu

đợc chất hữu cơ B có khả năng tráng gơng Xác định công thức cấu tạo của A

biết rằng sản phẩm nổ là hỗn hợp các khí CO, CO2, N2, H2 và áp suất thực tếnhỏ hơn áp suất lí thuyết 12% (ĐHDợcHN-99tr213)

10-Đốt cháy hoàn toàn 1,608 gam chất A thu đợc 1,272 gam Na2CO3 và0,528 gam CO2 Cho A tác dụng với dung dịch HCl ta thu đợc một axit hữu cơhai lần axit (B)

1) Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo của A

2) Cho 1,71 gam axit B tác dụng với 0,95 gam mangan đioxit (không tinhkhiết) trong môi trờng H2SO4 theo phản ứng:

MnO2 + B + H2SO4 → MnSO4 + CO2↑ + H2O

Để xác định lợng axit B d, ngời ta thêm từ từ dung dịch KMnO4 0,025M tớilúc thuốc tím không bị mất màu theo phản ứng:

KMnO4 + B + H2SO4 → MnSO4 + CO2↑ + K2SO4 + H2O

thấy tốn hết 152 ml dung dịch KMnO4

Tính % MnO2 trong mangan đioxit (Đề 58tr109)

11- Đốt cháy hoàn toàn 0,44 gam một axit hữu cơ, sản phẩm cháy đợc hấpthụ hoàn toàn vào bình 1 đựng P2O5 và bình 2 đựng dung dịch KOH Sau thínghiệm thấy khối lợng bình 1 tăng 0,36 gam và bình 2 tăng 0,88 gam Mặtkhác, để phản ứng hết với 0,05 mol axit cần dùng 250 ml dung dịch NaOH0,2M Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo của axit

(ĐH Nông LâmTPHCM 2001tr222)

12-Đốt cháy hoàn toàn 7,7 gam một hợp chất hữu cơ A có chứa C, H, O, N

thu đợc 4,48 lít khí CO2; 1,12 lít khí N2 (các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn) và6,3 gam H2O Biết công thức đơn giản nhất cũng là công thức phân tử

13-Hợp chất hữu cơ A có khối lợng phân tử nhỏ hơn khối lợng phân tử của

benzen, chỉ chứa 4 nguyên tố C, H, O, N, trong đó hiđro 9,09%, nitơ 18,18%

Đốt cháy 7,7 gam chất A, thu đợc 4,928 lít khí CO2 đo ở 27,3OC, 1 atm

a Xác định công thức phân tử của A

b Cho 7,7 gam chất A tác dụng hết với 200 ml dung dịch NaOH Sau đó

đem cô cạn dung dịch thì thu đợc 12,2 gam chất rắn khan Tính nồng độ dungdịch NaOH

c Đốt cháy bằng tia lửa điện 3,08 gam chất A (giả sử thể tích không đángkể) trong một bình kín chứa 4,48 lít oxi đo ở 0OC, 1 atm Sau khi cháy, nhiệt

độ của bình là 136,5OC Cho rằng tất cả nitơ đều bị cháy thành NO2 , tính ápsuất trong bình

d Cho tất cả sản phẩm đốt cháy hấp thụ vào 500 gam dung dịch KOH11,2% Tính nồng độ phần trăm của KOH trong dung dịch mới

(ĐHQG TPHCM-Đợt 2-98tr25)

14-Hợp chất A cấu tạo bởi C, H, O, N có M = 89.

Đốt cháy 1 mol A thu đợc hơi H2O, 3 mol CO2 và 0,5 mol N2.

(Giải toán hoá học 11-Nguyễn Trọng Thọ- tr136)

Phân huỷ hợp chất hữu cơ bằng CuO nung nóng

16- Phân tích 1,7 gam chất hữu cơ Y (chỉ chứa C, H, O) bằng CuO thì sau thí

nghiệm thu đợc H2O; 2,156 gam CO2 và lợng CuO giảm 1,568 gam Tìm côngthức phân tử của Y

Biết tỉ khối hơi của Y so với không khí: 3 < dY < 4

(Giải toán hoá học 11- Nguyễn Trọng Thọ - tr137)

5-Phơng pháp thể tích

Dùng xác định CTPT của các hiđrocacbon ở thể khí hoặc các chất lỏng dễbay hơi dựa vào thể tích của các chất tham gia phản ứng và thể tích các sảnphẩm khí

Ví dụ 1: Khi đốt một thể tích hiđrocacbon A cần 6 thể tích oxi và sinh ra

4 thể tích CO2 Biết A có thể làm mất màu dung dịch brom và có thể kết hợphiđro tạo thành một hiđrocacbon no mạch nhánh Xác định công thức cấu tạocủa A, viết các phơng trình phản ứng (ĐHDợc HN-98tr212)

Giải: Gọi CTTQ của hiđrocacbon A là: CxHy (x ≥ 2 ; y ≤ 2x)

(vì A làm mất màu dung dịch brom- là hiđrocacbon không no)

Vậy CTPT của hiđrocacbon A là C4H8

A làm mất màu dung dịch brom, tác dụng với hiđro tạo hiđrocacbon no mạchnhánh Vậy A là hiđrocacbon không no mạch có nhánh

CTCT của A: CH2= C - CH3

Các phơng trình phản ứng: (Độc giả tự giải).

Ví dụ 2: Một hợp chất đơn chức X chứa C, H, O Khi đốt cháy 1 mol X cần

vừa đủ 3 mol O2 Xác định công thức cấu tạo có thể có của X

Xác định công thức cấu tạo đúng của X biết rằng: Khi oxi hoá hết một lợng

X bằng oxi (có xúc tác) thì nhận đợc hỗn hợp Y có khả năng phản ứng với Na,

y4

y2y

4

1 x + y/4 x

1 6 4= =

CH3

Ag2O trong dung dịch NH3 và Na2CO3 Viết tất cả các phơng trình phản ứngxảy ra (ĐHXây dựng-2000tr251)

Giải: Gọi CTTQ của X là CxHyOz ; (x ≥ 1; y ≤ 2x +2; 1 ≤ z ≤ 2 (X đơn chức))

Phơng trình phản ứng cháy:

CxHy Oz + (x + - ) O2 → xCO2 + H2O

Theo p-trình: 1 mol (x+ - ) mol

Theo bài : 1 mol 3 mol

Vậy CTPT của X là C2H6O CTCT có thể có của X:

y4

z2y4

z2

1 x + y/4 -z/2

1 3=

y4

z2y4

12

xt xt

12

NH3, t o

y4

Hỗn hợp khí đem đốt thờng gồm hiđrocacbon và một khí khác nh N2,, CO2,

NH3, amin (ví dụ CH 3 NH 3 ).

Ví dụ: Sau khi đốt cháy 300 ml một hỗn hợp khí gồm một hiđrocacbon và

nitơ bằng 675 ml khí oxi (lấy d) ta thu đợc 1050 ml khí Nếu cho hơi nớc ngng

tụ hết thì còn lại 600 ml khí Nếu cho khí còn lại đó lội qua dung dịch NaOH

d thì chỉ còn 300 ml khí (các thể tích khí đều đợc đo ở cùng điều kiện) Hãy lậpcông thức phân tử của hiđrocacbon, gọi tên và viết phơng trình phản ứng củahiđrocacbon đó với một phân tử Br2. (CĐKTKTCNI-99 )

Giải- Cách 1: Gọi CTTQ của hiđrocacbon là CxHy.

Vậy CTPT của hiđrocacbon A là C2H6

Phơng trình phản ứng với Br2: (Độc giả tự viết).

y2y

4

y2

1 x + y/4 x y/2 y/4 x + y/4

a 675 -a 300 450 225 300 + 225= = = = =

N2

O2 d hiđrocacbon

2

450 2

1- Khi đốt cháy một thể tích hiđrocacbon Y cần 10 thể tích oxi, tạo ra 8 thể

tích CO2 (các thể tích đo ở cùng điều kiện) Hãy viết các phơng trình phản ứngtrùng hợp chất Y tạo thành polime Biết Y là hợp chất có vòng thơm

(ĐH Đà Nẵng-98tr71)

2- Đốt cháy hoàn toàn hiđrocacbon A (khí, điều kiện thờng) thì trong hỗn

hợp sản phẩm cháy thu đợc CO2 chiếm 76,52% khối lợng

*Các chất đồng đẳng là các chất có cấu tạo tơng tự nhau, tính chất hoá học

t-ơng tự nhau, trong thành phần cấu tạo hơn kém nhau một hay nhiều nhóm-CH2-

*Các chất là đồng đẳng kế tiếp nhau phân tử khác nhau 1 nhóm -CH2- Nhvậy, đối với nguyên tử cacbon thì giá trị số nguyên tử cacbon trung bình bị kẹpgiữa hai giá trị tìm đợc Ta có n < < n +1, nghĩa là nếu tìm đợc = 2,7 chẳnghạn thì một chất có số nguyên tử C là 2, chất kia là 3

Ví dụ 1:

Đốt cháy hoàn toàn 7,8 gam hỗn hợp A gồm hai rợu no đơn chức, mạch hở, là

đồng đẳng liên tiếp, thu đợc 6,72 lít khí CO2 (đktc) Xác định công thức phân

tử của 2 rợu. (ĐH Y Thái Bình-98tr221).

Giải:

Gọi công thức tổng quát của hai rợu no đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy

đồng đẳng là , ( là số nguyên tử cacbon trung bình)

Vậy ta có: n = 1 ; rợu metylic CH3-OH

m = 2 ; rợu etylic CH3-CH2-OH

6,7222,4

n

14 + 18 7,8

0,3

c- Nêu phơng pháp hoá học phân biệt A và B (Giải toán hoá học 11-tr190).

Giải:

a- Gọi công thức tổng quát của A là CxHy (với x ≥ 2, y ≤ 2x);

phân tử khối của A là MA; phân tử khối của C là MC

+ Chng cất lấy sản phẩm, cho qua CuO nung nóng:

CH3-CH2-OH + CuO CH3-CH=O + Cu + H2O

1- Cho hỗn hợp X gồm 6,4g rợu metylic và b mol hỗn hợp hai rợu no đơn

chức đồng đẳng liên tiếp nhau

Chia X thành hai phần bằng nhau

Phần 1: Cho tác dụng hết với Na thu đợc 4,48 lít khí H2

Phần 2: Đốt cháy hoàn toàn rồi cho sản phẩm cháy lần lợt qua hai bình kín.Bình 1 đựng P2O5, bình 2 đựng dung dịch Ba(OH)2 d Phản ứng kết thúc nhậnthấy bình 1 nặng thêm a gam, bình 2 nặng thêm (a + 22,7) gam

b- Xác định công thức phân tử của hai rợu Viết công thức cấu tạo các đồngphân là rợu của hai rợu nói trên Gọi tên.

c- Tính phần trăm khối lợng các chất trong hỗn hợp X?

Biết: Các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn Các phản ứng có hiệu suất100% (ĐHThơng mại-2001tr48)

2-Một hỗn hợp hai rợu đơn chức là đồng đẳng kế tiếp nhau, mỗi rợu chiếmmột nửa về khối lợng Số mol hai rợu trong 27,6 gam hỗn hợp khác nhau 0,07mol

a- Tìm công thức của hai rợu

b- Nếu cho hỗn hợp hai rợu đó đun nóng với H2SO4 đặc ở 140OC thì lợng etethu đợc tối đa là bao nhiêu? (ĐHNgoại thơngHCM-2001tr39)

3- Hỗn hợp A gồm hai rợu no đơn chức liên tiếp trong dãy đồng đẳng:

a- Đốt cháy hoàn toàn m1 gam hỗn hợp A cần vừa đủ 38,808 lít không khí(ở 27,3OC và 1 atm) Mặt khác đem oxi hoá hoàn toàn m1 gam bằng oxi (xúctác: Cu, tO) thu đợc hỗn hợp hai anđehit tơng ứng (hỗn hợp B) Tỉ khối hơi của

c- Thực hiện phản ứng este hoá m1 gam hỗn hợp A với (m2 + 0,96) gam hỗnhợp C (xúc tác: H2SO4 đặc) Tính số mol este tạo thành (Giả thiết hiệu suấtphản ứng 100%) (ĐHXây dựng-2000tr252)

4- Cho 2,84 gam một hỗn hợp hai rợu đơn chức là đồng đẳng liên tiếp nhau

tác dụng với một lợng Na vừa đủ, tạo ra 4,6 gam chất rắn và V lít khí H2 ở

đktc

a Tính V

b Xác định công thức phân tử của hai rợu trên

c Viết sơ đồ điều chế mỗi rợu từ CH4 (ĐHNN1-Khối A-98 )

5- Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp A gồm 2 rợu đơn chức, mạch hở, kế tiếp

nhau trong dãy đồng đẳng thu đợc khí CO2 và hơi nớc có tỉ lệ thể tích tơng ứng

đo ở điều kiện tiêu chuẩn

a) Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo và gọi tên các rợu

b) Tính phần trăm khối lợng mỗi rợu trong m gam

c) Nếu cho lợng CO2 thu đợc ở trên hấp thụ hết vào dung dịch nớc vôi chứa4,44 gam Ca(OH)2 Hãy tính khối lợng kết tủa thu đợc

(ĐHDuyTân-98tr306)

7- Oxi hoá 10,2 gam hỗn hợp hai anđehit kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng,ngời ta thu đợc hỗn hợp hai axit cacboxylic no đơn chức Để trung hoà hỗn hợpaxit này cần phải dùng 200 ml dung dịch NaOH 1M

a- Hãy xác định công thức cấu tạo của hai anđehit

b-Hãy xác định thành phần phần trăm (theo khối lợng) của mỗi anđehit tronghỗn hợp (ĐHKinh tế-2001-tr23)

8- Hỗn hợp B gồm hai anđehit no, đơn chức, mạch thẳng, kế tiếp nhau

trong dãy đồng đẳng Khi cho 3,32 gam hỗn hợp B tác dụng với dung dịchAgNO3 trong dung dịch amoniac (lấy d), thu đợc 10,8 gam Ag Mặt khác nếu

cho 3,32 gam hỗn hợp B tác dụng với H2 d có xúc tác Ni nung nóng thì thu đợchỗn hợp hai rợu Chia hỗn hợp hai rợu thành hai phần bằng nhau:

Phần một cho tác dụng với Na d sinh ra V1 lít H2 (đo ở 27,3O C và 1 at) Phần hai cho tác dụng với CH3COOH d có xúc tác H2SO4 thu đợc b gamhỗn hợp hai este.

a Tìm công thức phân tử và số mol của mỗi anđehit trong B ?

b Tìm V1 và b ?

Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. (ĐH Lâm nghiệp-99 )

9- Một hỗn hợp gồm hai axit cacboxylic no đơn chức kế tiếp nhau trong dãy

đồng đẳng của axit axetic Lấy m gam hỗn hợp, rồi thêm vào đó 75 ml dungdịch NaOH 0,2M Sau đó phải dùng 25 ml dung dịch HCl 0,2 M để trung hoàNaOH d Sau khi đã trung hoà, đem cô cạn dung dịch đến khô, thu đợc 1,0425gam hỗn hợp các muối khan

a- Viết công thức cấu tạo của hai axit cacboxylic, giả sử các phản ứng xảy rahoàn toàn

b- Tính giá trị m (CĐSPThừa Thiên Huế 2001tr299)

10- Đốt cháy hoàn toàn 0,12 mol hỗn hợp X gồm 2 chất hữu cơ A và B chứa

C, H, O liên tiếp trong dãy đồng đẳng, dùng hết 0,285 mol O2, thu đợc số mol

đặc và bình dung dịch NaOH Sau thí nghiệm thấy độ tăng khối lợng bình 2lớn hơn độ tăng khối lợng bình 1 là 3,38 gam Hãy xác định công thức phân tử

và tính phần % theo khối lợng của mỗi axit trong hỗn hợp A

(ĐHDLHảiPhòng-2000tr349)

7-Lập công thức phân tử các chất cùng dãy đồng đẳng

Đặc điểm của các bài toán áp dụng phơng pháp này là không biết hai đồng

đẳng có liên tiếp hay không Khi giải, trớc hết ta tìm số nguyên tử cacbontrung bình ⇒ hai chất sẽ có số nguyên tử cacbon lớn hơn và nhỏ hơn Sau

đó dựa vào điều kiện cho để kết luận có một hoặc nhiều nghiệm hợp lí

Ví dụ: Cho 10 lít hỗn hợp (ở 54,6OC và 0,8064 atm) gồm hai anken lội quabình nớc brom, thấy khối lợng bình tăng 16,8 gam

a) Tính tổng số mol hai anken

b) Biện luận các cặp anken có thể có trong hỗn hợp khí ban đầu và tính sốmol mỗi anken Biết rằng số nguyên tử cacbon trong mỗi anken (olefin) khôngquá 5 (≤ 5)

Giải: a) Tính tổng số mol hai anken

áp dụng phơng trình trạng thái, tính Vo = 6,72 lít ⇒ nhh = 0,3 mol

b) Gọi công thức chung của hai anken là

Phơng trình phản ứng của anken với dung dịch brom:

70x1 + 28y1 = 16,8 ; giải ra: x1 = 0,15 mol; y1 = 0,15 mol

8- Xác định số nhóm chức trong phân tử hợp chất hữu cơ

M

NH3, t o

nn16,8

Nhóm -COO- : + NaOH → Muối + Rợu

Viết công thức cấu tạo có thể có của A (HVCNBCViễn thông 2001tr261)

x : y : z = nC : nH : nO = 0,06 : 0,12 : 0,06 = 1 : 2 : 1

CTĐGN của A: CH2O

b) Xác định số lợng các nhóm chức:

Vì A tác dụng với NaHCO3 nên trong A phải có nhóm -COOH

Vì A tác dụng với Na nên trong A phải có nhóm -COOH và có thể có nhóm -OH

Gọi CTTQ của A là: (HO)bR(COOH)a , (trong đó a và b lần lợt là số nhóm-COOH và số nhóm -OH)

Phơng trình phản ứng: (Chọn 1 mol A).

(HO)bR(COOH)a + (a + b)Na → (NaO)bR(COONa)a + H2↑ (1)

1 mol 0,5(a + b) mol (HO)bR(COOH)a + aNaHCO3→ (HO)bR(COONa)a + aCO2↑ + aH2O (2)

CTCT của A: CH3-CH-COOH hoặc HO-CH2-CH2COOH.

(axit lactic)

Bài tập áp dụng

1-Một hợp chất A có MA < 170 Đốt cháy hoàn toàn 0,486 gam A sinh ra405,2 ml CO2 (đktc) và 0,270 gam H2O Xác định công thức phân tử của A a- A tác dụng với dung dịch NaHCO3 và với natri đều sinh ra chất khí với sốmol đúng bằng số mol chất A đã dùng

b-Những nhóm chức nào của A đã phản ứng với NaHCO3 và với natri? Số ợng mỗi nhóm chức đó trong phân tử là bao nhiêu? Viết các phơng trình phảnứng

c- A và sản phẩm B tham gia phản ứng theo hệ số tỉ lợng nh sau:

(ĐHSP HN2001tr66)

2-a) Một rợu no mạch hở có số cacbon bằng với số nhóm chức Cho 9,3

gam rợu X tác dụng với Na d thu đợc 3,36 lít khí H2 (đktc) Xác định côngthức cấu tạo của rợu X

b- Đun nóng hỗn hợp gồm 1 mol axit axetic và 2 mol rợu X với xúc tác

H2SO4 đậm đặc thu đợc một hỗn hợp gồm hai este A và B, trong đó B có khối ợng phân tử lớn hơn A Viết các phơng trình phản ứng xảy ra và tính khối lợngcủa từng este có trong hỗn hợp, biết rằng chỉ có 60% axit bị chuyển hoá thànheste và tỉ lệ số mol của A và B trong hỗn hợp thu đợc là 2 : 1.(HVHCQG2001tr296)

3-1) Đốt cháy chất A (gồm C, H, O) thu đợc số mol nớc gấp đôi số mol

CO2 Xác định công thức cấu tạo của A

2) Cho 4,6 gam B là rợu hoặc axit tác dụng với Na d thu đợc 3 lít H2 ở0,448 atm và 54,6OC Xác định công thức cấu tạo có thể có của B, biết khối l-ợng phân tử của B nhỏ hơn 2 lần khối lợng phân tử của A

3) Đun nóng 14,2 gam hỗn hợp M gồm A và B với H2SO4 đặc thì thấy có 0,9gam nớc tạo thành Tính hiệu suất của phản ứng giữa A và B và thành phần %khối lợng của chúng trong M, biết lợng B ban đầu có trong M khi phản ứngvới AgNO3 trong NH3 d cho 21,6 gam Ag (Học việnKTQS-98 )

4-Bài trùng lặp-1) Đốt cháy chất A (gồm C, H, O) thu đợc số mol nớc gấp

đôi số mol CO2 Xác định công thức cấu tạo của A

2) Cho 4,6 gam B là rợu hoặc axit tác dụng với Na d thu đợc 3 lít H2 ở0,448 atm và 54,6OC Xác định công thức cấu tạo có thể có của B, biết khối l-ợng phân tử của B nhỏ hơn 2 lần khối lợng phân tử của A

đun nóng đun nóng

(dung dịch n ớc)

đun nóng

(dung dịch n ớc)

OH