CHƯƠNG III: BIỆN LUẬN – XÁC ĐỊNH
CÔNG THỨC PHÂN TỬ CÔNG THỨC
CẤU TẠO CỦA CHẤT HỮU CƠ
Thứ ba, 19 Tháng 5 2009 06:42 Thầy Trung Hiếu
DẠNG 1: TỪ CÔNG THỨC ĐƠN GIẢN, XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC PHÂN TỬ
CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ.
Phương pháp:
* Bước 1: ( C
a
H
b
O
c
) º C
an
H
bn
C
cn
* Bước 2: Chuyển công thức tổng quát về công thức cấu tạo.
Nhờ công tác của các hợp chất hữu cơ:
+ Hiđrocacbon : C
n
H
2n+2-2k
+ Rượu : C
n
H
2n+2-2k-x
(OH)
x

4
O
3
)
n
® C
3n
H
4n
O
3n
(1)
Công thức tổng quát của axit no đa chức là: C
n
H
2n+2-x
(COOH)
x
(2)
Ta chuyển công thức C
3n
H
4n
O
3n
về dạng axit no đa:
(3)
Dựa vào công thức tổng quát axit no đa: C
n
H

x
H
y
; C
x
H
y
O
z
;
C
x
H
y
N
t

* Bước 2: Dựa vào % nguyên tố, lập phương trình toán. Ví dụ: 12x + y = 45z
* Bước 3: Dựa vào bài ra, tìm điều kiện để giảm ẩn số.
* Bước 4: Giải và chọn nghiệm thích hợp.
Ví dụ: Ba hiđrocacbob A, B, C ở thể khí, thành phần về khối lượng của hiđro tương ứng
là 25%; 14,27%; 7,69%. Xác định công thức phân tử A, B, C biết B, C cùng số nguyên
tử C và từ A bằng phản ứng tạo ra C.
Giải:
* A, B, C đều là hiđrocacbon: C
x
H
y
( 1≤ x ≤ 4 )
Công thức đơn giản (CH

H
2
; B : C
2
H
4
,.
DẠNG 3: XÁC ĐỊNH CTPT CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ DỰA VÀO TỈ LỆ SỐ MOL CÁC
CHẤT
Phương pháp:
* Bước 1: Xác định chất cần tìm thuộc loại gì để định công thức tổng quát.
* Bước 2: Dựa vào các dữ kiện, lập phương trình toán.
* Bước 3: Giải phương trình rồi lấy nghiệm thích hợp.
Ví dụ: Một hợp chất hữu cơ A chứa 10,34% hiđro. Khi đốt cháy A ta chỉ thu được CO
2

và H
2
O với số mol như nhau và số mol O
2
tiêu tốn gấp 4 lần số mol A. Xác định cộng
thức cấu tạo của A, biết rằng khi A cộng với H
2
thì thu được rượu đơn chức, còn khi cho
tác dụng với dung dịch KMnO
4
thì thu được rượu đa chức.
Giải:
* Khi đốt cháy A→CO
2

* Rượu không no: CH
2
= CH - CH
2
- OH (III)
* Rượu no vòng:
(IV)
* Ete vòng: (V)
(VI)
Trong các chất trên, chỉ có (III) là phù hợp:
(Rượu đơn chức)
DẠNG 4: XÁC ĐỊNH CTCT DỰA VÀO CTPT VÀ ĐẶC TRƯNG CỦA MỘT CHẤT
Phương pháp:
* Bước 1: Dựa vào công thức và dữ kiện, xác định công thức phân tử đã cho thuộc loại
hợp chất gì? đơn chức hay đa chức?
* Bước 2:
- Xác định liên kết đôi, ba; vị trí liên kết đó trong phân tử hợp chất.
- Xác định mạch C: mạch thẳng nhánh, vòng.
- Xác định nhóm chức = đơn chức, đa chức, tạp chức.
- Xác định vị trí nhóm thế hay nhóm chức trong phân tử.
Ví dụ 1: Xác định công thức cấu tạo của chất A ( C
6
H
6
)
n
biết rằng khi hiđro hoá thu được
n - hecxan; và 1 mol chất đó tác dụng với AgNO
3
trong NH

3
)
2
]NO
3
+ 2 NH
3
dung dịch
A)
Khi cho khí X vào dung dịch A, mà tạo ra kết tủa (chất rắn) thì X hoặc là ankin; ví dụ
, hoặc là anđehit (phản ứng tráng gương); nhưng nếu là ankin thì khi cho axit HI
vào dung dịch B sẽ không có không khí thoát ra.
Vậy X phải là anđehit và chỉ có HCHO khi tham gia phản ứng tráng gương tạo ra muối
amoni. Các phản ứng:
HCHO + 4 AgNO
3
=+ 6 NH
3
+ 2H
2
O → ( NH
4
)
2
CO
3
+ 4Ag¯ + 4 NH
4
NO
3

2
n < 6.
Mặt khác A là axit nên số nguyên tử O phải chẵn. Suy ra có cấu tạo phù hợp.
Nếu n = 2 A có công thức C
2
H
5
O
2
không có axit nào cấu tạo phù hợp.
Nếu n = 4 A có công thức C
4
H
4
O
4
hay C
2
H
2
(COOH)
2
ứng với hai đồng phân sau:
HOOC - CH = CH - COOH (I)
Riêng (I) còn có đồng phân cis - trans:
TRUNG HIẾU 24: Công thức đơn giản nhất của một hiđrocacbon là (C
x
H
2x+1
)

H
6
.
Công thức axit đã cho có thể viết (C
3n
H
4n
O
3n
.
Axit đã cho là no nên số nối đôi của axit = số nhóm COOH.
Vì một nhóm COOH gồm 2 nguyên tử O Þ 3n nguyên tử O tạo được 1,5n nhóm
COOH. Nói khác đi, axit đã cho phải chứa 1,5n nối đôi, suy ra:
TRUNG HIẾU 25: Hãy biện luận để tìm công thức phân tử của các chất có công thức
đơn giản nhất sau đây:
a) (C
n
H
4
)
n
biết nó là một đồng đẳng của benzen.
b) (C
2
H
6
O)
n
biết nó là rượu no đa chức. c) (C
4

HƯỚNG DẪN GIẢI:
Công thức của anđehit có thể viết lại: C
2n
H
3n
O
n
. Vì anđehit đã cho là no nên số nối đôi =
số nhóm CHO. Anđehit trên chứa n nguyên tử O, tức chứa n nhóm CHO hay n nối đôi.
Suy ra: Số nối đôi = 0,5( 4n -3n +2 ) = n Þ n + 2 = 2n Þ n = 2.
Vậy công thức phân tử cần tìm:C
2
H
6
O
2
ứng với các công thức cấu tạo sau:

Anđehit mạch thẳng có thể điều chế được butađien - 1, 3 như sau:
TRUNG HIẾU 27: Chất A có công thức phân tử C
11
H
20
O
4
. A tác dụng với NaOH tạo ra
muối của axit hữu cơ B mạch thẳng và 2 rượu là etanol và propanol - 2.
a) Viết công thức cấu tạo của A, B, gọi tên.
b) từ B viết phương trình phản ứng tạo thành tơ nilon - 6,6.
c) Hãy giải thích tại sao tơ nilon -6,6 và tơ enang dễ bị axit, kiềm phá huỷ.

- C º CH
Hexadiin - 1,5
Thật vậy:
Lượng kết tủa thu được = 1.292=292gam.
TRUNG HIẾU 29: A là hợp chất hữu cơ chứa các nguyên tố C, H, O. Tỉ khối hơi của A
so với Nước là 2. Khi tác dụng với AgNO
3
trong NH
4
OH thu được muối của 1 axit hữu
cơ đơn chức.
Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo và gọi tên A. Viết phương trình điều
chế A từ pentan.
HƯỚNG DẪN GIẢI:
Khối lượng phân tử của A = 28.2 = 56
A tráng gương cho muối của axit hữu cơ đơn chứcÞ A là anđehit đơn chức.
Gọi công thức của A làC
x
H
y
CHO, suy ra 12x + y + 29 = 56 12x + y = 27.
Chỉ có x = 2 và y = 3 là phù hợp.
Vậy A có công thức phân tử C
3
H
4
O, là phù hợp. Vậy A có công thức phân tử CH
2
= CH -
CHO.

TRUNG HIẾU 31: Cho 2 chất A và B có trong công thức phân tử là C
4
H
7
ClO
2
a) Viết công thức cấu tạo của A, B.
b) Viết phương trình phản ứng khi cho A, V tác dụng với H
2
SO
4
.
HƯỚNG DẪN GIẢI:
a) A, B tác dụng với NaOH đều cho muối và rượu nên A, B đều là este có cấu tạo như
sau:
Thật vậy:
b) A
1
là HO - CH
2
- COONa; B
1
là CH
3
COONa
Các phản ứng xảy ra:
TRUNG HIẾU 32: Một hợp chất hữu cơ A mạch thẳng có công thức phân tử C
3
H
10

2
-COONH
4
hoặc:
b) Các phản ứng của A:
TRUNG HIẾU 33: Một số hợp chất có công thức C
x
H
y
O
z
có M = 60đ.v.C.
a) Viết công thức cấu tạo các hợp chất trên. Chúng phải là đồng phân của nhau không?
b) Trong các chất trên, chất nào tác dụng được với Na, NaOH?
HƯỚNG DẪN GIẢI:
a) Ta có 12x + y + 16z = 60
* z = 1Þ 12x + y +16 = 60 Þ 12x + y = 44
Chỉ có x = 3 và y = 8 là phù hợp.
Vậy công thức phân tử trong trường hợp này là C
3
H
8
O ứng với các công thức cấu tạo
sau:
* z = 2 Þ 12x + y + 32 = 60 Þ 12x + y = 28
Chỉ có x = 2 và y = 4 là phù hợp.
Vậy công thức phân tử trong trường này là ứng với các công thức cấu tạo sau:
* z = 3 Þ 12x + y + 48 = 60 Þ 12x + y = 12 (loại)
Đồng phân là các chất có cùng công thức phân tử nên:
(I), (II), (III) là đồng phân của nhau ; (IV), (V), (VI) là đồng phân của nhau.

5
- COONH
4
Phản ứng xảy ra:
TRUNG HIẾU 35: Hãy xác định công thức phân tử của A (chứa các nguyên tố C, H, O)
và viết các phương trình phản ứng, biết rằng:
* A tác dụng với Na giải phóng H
2
* A tác dụng với Cu(OH)
2
tạo thành dung dịch xanh lam.
* A có thể tham gia phản ứng tráng gương.
* Khi đốt cháy 0,1 mol A thu được không quá 7 lít khí (sản phẩm) ở 136,5
0
C và 1 atm.
HƯỚNG DẪN GIẢI:
Gọi công thức của A là C
x
H
y
O
z
, ta có phản ứng:
Theo đề bài:
Vậy A chỉ chứa một nguyên tử C trong phân tử. Căn cứ vào các dữ kiện đã cho ta thấy:
* A tác dụng được với Na chứa -OH hoặc -COOH.
* A tác dụng được với Cu(OH)
2
cho dung dịch xanh lam A chứa ít nhất 2 nhóm -OH
gần nhau (điều này không xảy ra vì A chỉ có 1 nguyên tử C) hoặc chứa -COOH.

TRUNG HIẾU 37: Hợp chất hữu cơ X chứa một loại nhóm định chức, có công thức
phân tử là C
8
H
14
O
4
. Khi thuỷ phân X trong NaOH thu được một muối và 2 rượu A, B.
Phân tử rượu B có số nguyên tử C nhiều gấp đôi phân tử rượu A. Khi đun nóng với
H
2
SO
4
đặc, A cho một olefin đồng phân. Tìm công thức cấu tạo của X.
HƯỚNG DẪN GIẢI:
X thuỷ phân trong môi trường NaOH cho một muối và 2 rượu, suy ra X là este của một
điaxit. Công thức của X có thể viết:
R
2
COO - R = COOR
1
.
Hai rượu A, B đều tạo olefin nên A cũng như B đều chứa ít nhất 2 nguyên tử C trong
phân tử, và đều là các rượu no đơn chức.
X chứa 8 nguyên tử C trong phân tử, trong đó 2 nhóm định chức este (-COO-) chiếm
hết 2 nguyên tử C, nên tổng số nguyên tử C trong A và B phải ≤ 6 (Dấu = xảy xa khi
gốc R = 0)/
Do tổng số nguyên tử C trong A và B phải ≤ 6 , trong đó B có số nguyên tử C gấp đôi A
→ A là C
2

4
O
2
(B
1
)
a) Viết công thức cấu tạo của A, B, A
1
, B
1
và viết các phương trình phản ứng.
b) So sánh sự giống nhau và khác nhau về tính chất hoá học giữa A
1
và B
1
.
c) Viết phương trình phản ứng chuyển hoá lẫn nhau giữa A
1
và B
1
.
HƯỚNG DẪN GIẢI:
a) Công thức cấu tạo của A
1
và B
1
:A
1
: CH
3

.
a) Các chỉ số n, a, m có thể nhận các giá trị nào?
b) Khi công thức của anđehit A có n = 0, a = 0, m = 2; hãy viết phương trình phản ứng
khi cho A tác dụng với: H
2
; Cu(OH)
2
đun nóng; dung dịch AgNO
3
trong NH
4
OH.
c) Viết các phản ứng điều chế A từ CH CH.
HƯỚNG DẪN GIẢI:
a) Trong công thức: C
n
H
2n+2-2m-m
(CHO)
m
thì n ³ 0 ; a ³0 ; m ³ 1
Ví dụ: HCHO có n = 0; a = 0; m = 1
CH
3
CHO có n = 1; a = 0; m =1
b) Khi n = 0; a = 0; m = 2 ta có anđehit oxalic OHC - CHO.
Các phương trình phản ứng:
c) Các phương trình phản ứng:
không bền
Chú ý: Cũng có thể điều chế OHC - CHO từ CH CH theo sơ đồ:

SO
4
loãng đều có khí thoát ra.
a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong quá trình trên.
b) Viết tên của A
1
,A
2,
A
3
,

A
4
có phải là chất lưỡng tính không.
HƯỚNG DẪN GIẢI:
C
3
H
6
O
2
có các đồng phân mạch hở sau:
A
3
tráng gương được → A
3
là anđehit hoặc axitformic.
A
3