Các dạng toán về đại cương hóa học hữu cơ: xác định công thức phân tử (phương pháp tỉ lệ mol), viết công thức cấu tạo, độ bất bão hòa (Có hướng dẫn giải) Phụ đạo bồi dưỡng - Pdf 39

GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An

ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ
I. Lý thuyết
1. Khái niệm và phân loại hợp chất hữu cơ
Hợp chất hữu cơ là hợp chất của cacbon (trừ CO, CO2, muối cacbonat, xianua,
cacbua...).
Phân loại hợp chất hữu cơ:
• Hiđrocacbon là những hợp chất được tạo thành bởi các nguyên tử của hai
nguyên tố C và H.
• Dẫn xuất của hiđrocacbon là những hợp chất mà trong phân tử ngoài C, H
ra còn có một hay nhiều nguyên tử của các nguyên tố khác như O, N, S, halogen...
2. Đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ
a) Về thành phần và cấu tạo
- Nhất thiết phải chứa cacbon. Ngoài ra chủ yếu là các nguyên tố phi kim
- Liên kết hoá học ở các hợp chất hữu cơ thường là liên kết cộng hoá trị.
b) Về tính chất vật lí
- Thường có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp (dễ bay hơi)
- Thường ko hoặc ít tan trong nước nhưng tan trong nhiều dung môi hữu cơ.
c) Về tính chất hoá học
- Đa số các hợp chất hữu cơ kém bền với nhiệt và dễ cháy
- Phản ứng của các hợp chất hữu cơ thường xảy ra chậm, theo nhiều hướng khác
nhau và tạo ra hỗn hợp sản phẩm
3. Công thức đơn giản nhất
Công thức đơn giản nhất cho biểu thị tỉ lệ tối giản về số nguyên tử các nguyên tố
trong phân tử.
Thiết lập công thức đơn giản nhất
Gọi CTPT: CzHyOzNt
x : y : z : t = n C : nH : nO : nN
mC
m H mO m N

Trong đó:


GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An

100%

%C

%H %O %N
M .%C
M .% H
M .%O
x = 12.100 ; y = 1.100 ; z = 16.100

Áp dụng quy tắc đường chéo:
* Xác định CTPT thông qua CTĐGN
CTPT: CxHyOz = (CaHbOc)n
M = (12a + b + 16c)n => tìm n
* Xác định CTPT trực tiếp theo sản phẩm đốt cháy
y z
y

CxHyOz +(x+ 4 2 )O2 → xCO2 + 2 H2O

nA mol
nCO2

nCO2


D. 4, 5, 6
Bài 2: Cấu tạo hóa học là:
A. số lượng liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử
B. các loại liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử


GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An

C. thứ tự liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử
D. bản chất liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử
Bài 3: Phát biểu nào sau đây được dùng để định nghĩa công thức đơn giản nhất của
hợp chất hữu cơ?
A. CTĐGN là công thức biểu thị số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử
B. CTĐGN là công thức biểu thị tỉ lệ tối giản số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong
phân tử
C. CTĐGN là công thức biểu thị tỉ lệ % số mol mỗi nguyên tố trong phân tử
D. CTĐGN là công thức biểu thị tỉ lệ số nguyên tử C và H trong phân tử
Bài 4: Chất X có CTPT C6H10O4. Công thức nào sau đây là CTĐGN của X?
A. C3H5O2
B. C6H10O4
C. C3H10O2
D. C12H10O8
Bài 5: Cho chất axetilen (C2H2) và benzen (C6H6). Hãy chọn nhận xét đúng trong các
nhận xét sau?
A. Hai chất đó giống nhau về CTPT và khác nhau về CTĐGN
B. Hai chất đó khác nhau về CTPT và giống nhau về CTĐGN
C. Hai chất đó khác nhau về CTPT và khác nhau về CTĐGN
D. Hai chất đó có cùng CTPT và cùng CTĐGN
Bài 6: Phản ứng hóa học các hợp chất hữu cơ thường có đặc điểm là:
A. thường xảy ra rất nhanh và cho 1 sản phẩm duy nhất

C. CH2Br2-CH2Br2, CH2=CHBr, CH3Br, CH3CH3
D. HgCl2, CH2Br2-CH2Br2, CH2=CHBr, CH3CH2Br
Bài 11: Hiện tượng các chất có cấu tạo và tính chất hoá học tương tự nhau, chúng chỉ
hơn kém nhau một hay nhiều nhóm metylen (-CH2-) được gọi là hiện tượng
A. đồng phân B. đồng vị

C. đồng đẳng D. đồng khối

Bài 12: Cho các chất : C6H5OH (X) ; C6H5CH2OH (Y) ; HOC6H4OH (Z) ;

C6H5CH2CH2OH (T). Các chất đồng đẳng của nhau là:
A. Y, T.
B. X, Z, T
C. X, Z
D. Y, Z
Bài 13: Trong những dãy chất sau đây, dãy nào có các chất là đồng phân của nhau?
A. C2H5OH, CH3OCH3
B. CH3OCH3, CH3CHO
C. CH3CH2CH2OH, C2H5OH
D. C4H10, C6H6
Bài 14: Cho hỗn hợp các ankan sau : pentan (sôi ở 36oC), heptan (sôi ở 98oC), octan
(sôi ở 126oC), nonan (sôi ở 151oC). Có thể tách riêng các chất đó bằng cách nào sau
đây ?
A. Kết tinh.
B. Chưng cất
C. Thăng hoa.
D. Chiết.
Bài 15: Nung một hợp chất hữu cơ X với lượng dư chất oxi hóa CuO, người ta thấy
thoát khí CO2, hơi nước và khí N2. Chọn kết luận chính xác nhất trong các kết luận
sau:

= 12 : 1 : 16 : 14

%C
% H %O % N
= 12 : 1 : 16 : 14

mCO2

mC = 44

.12

m H 2O

mH = 18

;

.2

VN2

mN = 22,4

;

.28

;


Cách 2: %C = % H = %O = % N = 100%

Áp dụng quy tắc đường chéo, tìm x, y, z:
M .%C
M .% H
M .%O
x = 12.100 ; y = 1.100 ; z = 16.100

* Xác định CTPT thông qua CTĐGN
CTPT: CxHyOz = (CaHbOc)n
M = (12a + b + 16c).n => tìm n
* Xác định CTPT trực tiếp theo sản phẩm đốt cháy
y z
y

CxHyOz +(x+ 4 2 )O2 → xCO2 + 2 H2O

nA mol

nCO2

nH2O

=> Áp dụng quy tắc đường chéo, tìm x; y
Thay các giá trị x, y vào M = 12.x + 1.y + 16z => tìm z
Khi xác định CTPT các nguyên tố phải lưu ý, tổng hoá trị các nguyên tố phải chẵn.


GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An



CxHyOz +(x+ 4 2 )O2 → xCO2 + 2 H2O

nA
=
1

Có:

n O2
x+

y z

4 2

=

nCO2
x

=

n H 2O
y
2

II. Bài tập
Bài 1: (BT4.10-SBT) Đốt cháy hoàn toàn 2,2g hợp chất hữu cơ A thu được 4,4g
CO2 và 1,8g H2O.


CTPT: (C2H4O)n => MA = (12.2 + 1.4 + 16.1)n = 44n = 88
 n = 2 => CTPT: C4H8O2.
Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 7,3 gam hchc A thu được 13,2 gam CO 2 và 4,5 gam
H2O. Mặt khác, hoá hơi hoàn toàn 29,2 gam A thu được thể tích hơi bằng thể tích hơi
của 6,4 gam O2 đo ở cùng điều kiện. Tìm CTPT của A?
Giải:
29,2 6,4
=
M
32 => M = 146 g/mol
A
V29,2gA = V6,4gO2 =>
A

Gọi CTPT A là CxHyOz (x, y, z ≥ 0)
nCO2 = 13,2/44 = 0,3 mol
nH2O = 4,5/18 = 0,25 mol
nA = 7,3/146 = 0,05 mol
CxHyOz → xCO2 + y/2H2O
0,05

0,3

0,25

 CTPT: C6H10O4.
Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 3 gam hợp chất hữu cơ A. Sản phẩm cháy dẫn lần lượt
qua bình (1) đựng dung dịch H2SO4 đặc rồi dẫn qua bình 2 đựng Ca(OH)2 dư, thấy
khối lượng bình 1 tăng 3,6 gam, bình 2 có 15 gam kết tủa. Tỉ khối của A so với N 2 là


CxHyOzNt +(x+ 4 2 )O2 → xCO2 + 2 H2O + 2 N2

0,15g
0,0025 mol

0,22g

0,18g

0,005

0,01

56ml
0,0025(mol)

=> x = 2; y = 8; t = 2
12.2 + 8 + 16z + 14.2 = 60 => z = 0
CTPT: C2H8N2
Bài 5: Đốt cháy 5,9 gam chất hữu cơ A thu được 6,72 lit CO 2; 1,12 lit N2 và 8,1
gam H2O. Mặt khác, hoá hơi 2,95 gam A được một thể tích hơi bằng thể tích của 1,6
gam O2 trong cùng điều kiện. Tìm CTPT của A? (Biết các khí đo ở đktc)
Giải: Gọi CTPT hchc A là CxHyOzNt (x, y, z, t ≥ 0)
2,95 1,6
=
M
32 => M = 59 g/mol
A
V2,95gA = V1,6gO2 =>

Hướng dẫn:
PV
áp dụng CT: n = TR , trong đó:


GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An

n: số mol khí
P: áp suất
V: thể tích
T: nhiệt độ tuyệt đối (K)
R : hằng số,

R = 0,082 atm.lit/mol.K
R = 62400 mmHg.ml/mol.K

Giải:
Gọi CTPT hchc A là CxHyOzNt (x, y, z, t ≥ 0)
3,75 1,4
=
M
28 => M = 75 g/mol
A
V3,75gA = V1,4gN2 =>
A
y z
y
t

CxHyOzNt +( x+ 4 2 )O2 → xCO2 + 2 H2O + 2 N2


24,64lit

9g

10,6g

1,1mol
=> nC = 1,1+0,1 mol => mC = 14,4g
=> nH = 1 mol => mH = 1g
=> nNa = 0,2 mol => mNa = 4,6g
 mO = mA – mC – mH – mNa = 23,2 – 14,4 – 1 – 4,6= 3,2
 nO = 3,2/16 = 0,2 mol
 nA = nO = 0,2mol

0,5

0,1(mol)


GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An
y t 1
y
t
t
CxHyONat +( x+ 4 + 4 - 2 )O2 → (x- 2 )CO2 + 2 H2O + 2 Na2CO3

23,2g

24,64lit

CxHyOzNt +( x+ 4 2 )O2 → xCO2 + 2 H2O + 2 N2

Sản phẩm đi qua bình đựng H2SO4 đặc và dung dịch KOH dư thấy khối lượng bình
tăng => H2O bị giữ lại trong H2SO4 đặc và CO2 bị giữ lại trong dung dịch KOH.
 khối lượng bình H2SO4 đặc tăng là khối lượng H2O => mH2O = 5,04mg
5,04.2
=> mH = 18 = 0,56g

 khối lượng bình KOH tăng là khối lượng CO2 => mCO2 = 10,56mg
10,56.12
=> mC = 44 = 2,88mg

Nung nóng 6,3mg A thu được 0,829ml N2
 Nung nóng 7,12mg A thì thể tích N2 thu được là:

7,12.0,784
6,23

=> mN =

= 0,896ml

0,896 .28
22,4

 mO = mA – mC – mH – mN = 7,12 – 2,88 – 0,56 – 1,12 = 2,56mg
x:y:z

=a:b:c


lượng CO2 và H2O. Khí thoát ra là N2.
 mCO2 + mH2O = 3,2g
 VN2 = 0,448 lit => nN2 = 0,02mol
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O
4g
0,04 mol

0,04 mol

mCO2 = 0,04.44 = 1,76g => mH2O = 3,2 – 1,76 = 1,44g
=> nH2O = 1,44/18 = 0,08 mol
y
y
t
CxHyNz +( x+ 4 )O2 → xCO2 + 2 H2O + 2 N2

0,02 mol

0,04mol

0,08

0,02(mol)

=> x = 2; y = 8; t = 2 => CTPT: C2H8N2
Bài 10: (ĐH-A-10) Đốt cháy hoàn toàn một lượng hidrocacbon X. Hấp thụ toàn bộ
sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 dư tạo ra 29,55g kết tủa, dung dịch sau phản
ứng có khối lượng giảm 19,35g so với dung dịch Ba(OH)2 ban đầu. CTPT của X là:
A. C3H8


nH2O = a(mol) => nCO2 = 1,5.a
mCO2 + mH2O = 44.1,5a + 18a = 3,36g => a = 0,04
=> nH2O = 0,04 mol => mH = 0,04.2 = 0,08g
=> nCO2 = 0,06 mol => mC = 0,06.12 = 0,72g
=> mO = 1,12 – 0,72 – 0,08 = 0,32g => nO = 0,32/16 = 0,02 mol

CTĐGN: CxHyOz => x : y : z = nC : nH : nO = 0,04 : 0,08 : 0,02 = 2 : 4 : 1
CTĐGN: C2H4O
Bài 12: Đốt cháy hoàn toàn 4,8g một chất hữu cơ X mạch hở, sản phẩm tạo thành
dẫn qua bình đựng Ba(OH)2 thu được 39,4g kết tủa và khối lượng dung dịch giảm
19,24g. Lọc bỏ kết tủa, đun nóng dung dịch thu được thêm 15,76g kết tủa nữa.
a) Tìm CTĐGN của X
b) Tìm CTPT của X biết tỉ khối của X so với etan là 1,33.
* Xác định CTPT dựa vào tỉ lệ số mol các chất. Phương pháp lập hệ phương trình
Bài 12: Đốt cháy 2,25 gam chất hữu cơ A (chứa C, H, O) phải dùng hết 3,08 lit O 2
(đktc) và thu được VH2O = 5/4 VCO2. Biết tỉ khối của A so với CO 2 là 2,045. Tỡm
CTPT của A?
Giải: Gọi CTPT hchc A là CxHyOz (x, y, z ≥ 0)
dA/CO2 = 2,045 => MA = 2,045.44 = 90g/mol
y z
y

CxHyOz +(x+ 4 2 )O2 → xCO2 + 2 H2O

2,25g

3,08lit

0,025mol 0,1375mol
n H 2O

(3)

Giải hệ (1), (2), (3) được: x = 4 => y = 10; z = 2


GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An

CTPT A : C4H10O2
Bài 13: Để đốt cháy hoàn toàn 2,85 g chất hữu cơ X phải dùng vừa hết 4,2 lit O 2
(đktc). Sản phẩm cháy chỉ có CO2 và H2O theo tỉ lệ 44:15 về khối lượng. Xác định
CTPT của X biết tỉ khối hơi của X đối với C2H6 là 3,8.
Giải:

Gọi CTPT hchc X là CxHyOz (x, y, z ≥ 0)

dX/C2H6 = 3,8 => MX = 3,8.30 = 114g/mol
y z
y

CxHyOz +(x+ 4 2 )O2 → xCO2 + 2 H2O

2,85g

4,2lit

0,025mol 0,1875mol
nCO2
44 15
n H 2O
:


(3)

Giải hệ (1), (2), (3) được: x = 6 => y = 10; z = 2
CTPT A : C6H10O2
Bài 14 : Đốt cháy hchc A chứa C, H, O phải dùng lượng oxi gấp 8 lần lượng oxi
trong A và thu được khí CO2 và H2O theo tỉ lệ mCO2 : mH2O = 22 : 9. Xác định CTPT
của A biết khi hoá hơi 2,9g A thu được thể tích hơi bằng thể tích của 0,2g He ở cùng
điều kiện.
Giải:
2,9
0,2
MA = 4 = 58 g/mol

Gọi CTPT A : CxHyOz
y z
y

CxHyOz +(x+ 4 2 )O2 → xCO2 + 2 H2O
mCO2
m H 2O

=>

=

44x 22
=
y
9

y

CxHyOz +(x+ 4 2 )O2 → xCO2 + 2 H2O

nCO2
n H 2O

=>
nCO2
nO2

=

=

x 3
=
y 4
2
=> 8x - 3y = 0

(1)

x
6
=
y z 7
y z
y
x+ −

x : y : z = 0,6 : 1 : 0,3 = 6 : 10 : 3
CTĐGN: C6H10O3 => CTPT A : C6H10O3
Bài 17: Đốt cháy hoàn toàn 1,48g hchc A dùng 2,016 lit O2 (đktc) thì thu được hỗn
hợp khí có thành phần như sau : VCO2 = 3VO2; mCO2 = 2,444mH2O. Tìm CTPT của A
biết khi hoá hơi 1,85g A thu được thể tích hơi bằng thể tích của 0,8g oxi ở cùng điều
kiện.


GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An

1,85 0,8
=
M
V1,85gA = V0,8gO2 => A 32 => MA = 74 g/mol

Giải:

Gọi CTPT hchc X là CxHyOz (x, y, z ≥ 0)
y z
y

CxHyOz +(x+ 4 2 )O2 → xCO2 + 2 H2O

m CO2
m H 2O

=>

=


=> 2x = 27 – 6x - 2 + 3z => 8x + 2 - 3z = 27

MA = 12.x + 1.y + 16.z = 74
=> x = 3; y = 6; z = 2 => CTPT A : C3H6O2

(2)
(3)


GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An

CẤU TRÚC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ
Thuyết cấu tạo hóa học
1. Thuyết cấu tạo hóa học
- Trong phân tử hợp chất hữu cơ, các nguyên tử liên kết với nhau theo đúng hóa trị
và theo một thứ tự nhất định. Thứ tự liên kết đó gọi là cấu tạo hóa học. Sự thay đổi
thứ tự liên kết đó, tức là thay đổi cấu tạo hóa học, sẽ tạo ra hợp chất khác
- Trong phân tử hợp chất hữu cơ, cacbon có hóa trị 4. Nguyên tử cacbon không
những có thể liên kết với nguyên tử nguyên tố khác mà còn liên kết với nhau tạo
thành mạch cacbon (mạch vòng, mạch không vòng, mạch nhánh, mạch không
nhánh)
- Tính chất của các chất phụ thuộc vào thành phần phân tử (bản chất, số lượng các
nguyên tử) và cấu tạo hóa học (thứ tự liên kết các nguyên tử)
2. Đồng đăng, đồng phân
- Những hợp chất có thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhóm
CH2 nhưng có tính chất hoá học tương tự nhau là những chất đồng đẳng, chúng hợp
thành dãy đồng đẳng
- Những hợp chất khác nhau nhưng có cùng CTPT được gọi là các chất đồng
phân của nhau
Có nhiều loại đồng phân:


Bài tập
VD1: viết CTCT các đồng phân có CTPT C5H12
 Xác định độ bất bão hòa k = 0 => hợp chất no mạch hở
 Có 3 đồng phân
1/

CH3-CH2-CH2-CH2-CH3

2/

CH3-CH(CH3)-CH2-CH3

3/

CH3-C(CH3)2-CH3

VD2: viết CTCT các đồng phân có CTPT C4H8
 Xác định độ bất bão hòa k = 1 => trong phân tử có 1 liên kết đôi hoặc có 1 vòng
 Có 5 đồng phân
1/

CH2=CH-CH2-CH3

2/

CH3-CH=CH-CH3

3/



6/

CH2=CH-CH2-CH=CH2


GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An

7/

CH3-CH=C=CH-CH3

8/

CH2=C-CH(CH3)=CH2

VD4: viết CTCT các đồng phân có CTPT C4H10O
 Xác định độ bất bão hòa k = 0 => hợp chất no mạch hở
 Có 7 đồng phân
1/

CH3-CH2-CH2-CH2-OH

2/

CH3-CH2-CH(OH)-CH3

3/

CH3-CH(CH3)-CH2-OH

CH3-CH(CH3)-CH2-NH2

4/

CH3-CH(CH3)2-NH2

5/

CH3-CH2-CH2-NH-CH3

6/

CH3-CH(CH3)-NH-CH3

7/

CH3-CH2-NH-CH2-CH3

8/

CH3-CH2-N-(CH3)2


GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An

ÔN TẬP
Hợp chất X có %C = 54,54% ; %H = 9,1%, còn lại là oxi. Khối lượng phân tử
của X bằng 88. CTPT của X là:

Bài 1:

Bài 3:

A. C6H14O2N.

B. C6H6ON2.C. C6H12ON.

D. C6H5O2N.

Hướng dẫn
Tỉ lệ: nC : nH : nO : nN =

=6:5:2:1

 CTĐGN: C6H5O2N
M = 123 => CTPT: C6H5O2N
Đốt cháy hoàn toàn 0,6 gam hợp chất hữu cơ X rồi cho sản phẩm cháy qua
bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thấy có 2 gam kết tủa và khối lượng bình tăng
thêm 1,24 gam. Tỉ khối của X so với H2 bằng 15. CTPT của X là:

Bài 4:

A. C2H6O.

B. CH2O.

C. C2H4O.

D. CH2O2.

Khi đốt 1 lít khí X cần 6 lít O 2 thu được 4 lít CO2 và 5 lít hơi H2O (các thể tích

A. +1 ; +1 ; -1 ; 0 ; -3.

B. +1 ; -1 ; -1 ; 0 ; -3

C. +1 ; +1 ; 0 ; -1 ; +3

D. +1 ; -1 ; 0 ; -1 ; +3

Hướng dẫn
Cách xác định số oxi hóa C trong chất hữu cơ:


GV: Đặng Thị Hương Giang – THPT Đường An

+ Các số oxi hóa của các nguyên tố O , H , N , halogen … thì vẫn vậy
+ Trong hợp chất hữu cơ thì tách riêng từng nhóm …C n… ra tính. Tổng số oxi hóa
trong 1 nhóm = 0.
+ Nếu nhóm chức không chứa C (halogen , -OH , -O-,NH 2…) thì tính số oxi hoá C
gắn cả nhóm chức.
+ Nếu nhóm chức có C thì tính riêng.
Bài 8:

Tổng số liên kết pi và vòng ứng với công thức C5H12O2 là:
A. 0

B. 1

C. 2

D. 3

A. (2x-y+t+2)/2

B. (2x-y+t+2)

C. (2x-y-t+2)/2

D. (2x-y+z+t+2)/2

Bài 11: Chất nào sau đây trong phân tử chỉ có liên kết đơn?

A. CH4

B. C2H4

C. C6H6

D. CH3COOH

Hướng dẫn
CH4: k = 0
C2H4: k = 1
C6H6: k = 4
CH3COOH => CTPT: C2H4O2: k = 1
Chất chỉ có liên kết đơn có k = 0 => CH4
Bài 12: Công thức tổng quát của dẫn xuất điclo mạch hở có chứa một liên kết ba trong

phân tử là
A. CnH2n-2Cl2

B. CnH2n-4Cl2


Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status