Hóa hữu cơ 11 các vấn đề thường gặp lý thuyết + bài tập

Cho 400ml một hỗn hợp gồm nitơ và 1 chất hữu cơ ở thể khí chứa cacbon và hiđro vào 900 ml oxi dư rồi đốt .Thể tích hỗn hợp thu được sau khi đốt là 1,4l .Sau khi cho nước ngưng tụ thì cò

CHƯƠNG 4: ĐẠI CƯƠNG HÓA HỮU CƠ

VẤN ĐỀ 1: LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ TỪ SẢN PHẨM

- Nếu chất khí đo ở điều kiện không chuẩn:

0

P.V

n = R.(t C + 273)

P: Áp suất (atm) V: Thể tích (lít)

R » 0,082

d Xác định khối lượng mol:

- Dựa trên tỷ khối hơi:

A A/B

Nếu B là không khí thì MB = 29 Þ M = 29.dA/KK

- Dựa trên khối lượng riêng a(g/ml): Gọi V0 (lít) là thể tích mol của chất khí có khối lượng riêng a(g/ml) trong cùng điều kiện thì M = a.V0

- Dựa trên sự bay hơi: Làm hóa hơi m(g) hợp chất hữu cơ thì thể tích nó chiếm V lít Từ đó tính khối lượng của một thể tích mol (cùng đk) thì đó chính là M

Hóa hơi Cùng điều kiện VA = VB nA = nB

2 Xác định % khối lượng mỗi nguyên tố trong hchc:

Dựa vào khối lượng hay (%) các nguyên tố C H O N (x, y, z, t nguyên dương) x y z t

3 Lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ:

a Dựa vào phần trăm khối lượng các nguyên tố:

c Sản phẩm cháy (CO2, H2O) thường được cho qua các bình các chất hấp thụ chúng

+ Bình đựng CaCl2 (khan), CuSO4 (khan), H2SO4 đặc, P2O5, dung dịch kiềm,…hấp thụ nước

+ Bình đựng các dung dịch kiềm…hấp thụ CO2

+ Bình đựng P trắng hấp thụ O2

=> Độ tăng khối lượng các bình chính là khối lượng các chất mà bình đã hấp thụ

d ∆m dung dịch = mCO2 + mH2O - m↓ (∆m tăng +, giảm -)

e Nếu bài toán cho CO2 phản ứng với dung dịch kiềm thì nên chú ý đến muối tạo thành để xác định chính xác lượng CO2

f Viết phương trình phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ với oxi nên để oxi lại cân bằng sau từ vế sau đến vế trước Các nguyên tố còn lại nên cân bằng trước, từ vế trước ra

vế sau phương trình phản ứng

B Ví dụ minh họa

Ví dụ 1 : Khi đốt cháy hoàn toàn 0,42g một hydrocacbon X thu toàn bộ sản phẩm qua

bình 1 đựng H2SO4 đặc, bình 2 đựng KOH dư Kết quả, bình 1 tăng 0,54g; bình 2 tăng 1,32g Biết rằng khi hóa hơi 0,42g X chiếm thể tích bằng thể tích của 1,192g O2 ở cùng điều kiện Tìm CTPT của X

Câu 2 Oxi hóa hoàn toàn 0,67 gam β-caroten rồi dẫn sản phẩm oxi hóa qua bình 1 đựng

dd H2SO4 đặc, sau đó qua bình 2 đựng Ca(OH)2 dư Kết quả cho thấy khối lượng bình 1 tăng 0,63 gam; bình 2 có 5 gam kết tủa Tính % khối lượng các nguyên tố trong phân tử β-caroten

Câu 3 Tính khối lượng mol phân tử của các chất sau:

a Chất A có tỉ khối hơi so với không khí bằng 2,07

b Thể tích hơi của 3,3 gam chất X bằng thể tích của 1,76 gam khí oxi (đo ở cùng điều kiện)

Câu 4 Kết quả phân tích nguyên tố cho thấy limonen được cấu tạo từ hai nguyên tố C và

H, trong đó C chiếm 88,235% về khối lượng Tỉ khối hơi của limonen so với không khí gần bằng 4,69 Lập công thức phân tử của limonen

Câu 5 Đốt cháy hoàn toàn 0,3 gam chất A (phân tử chỉ chứa C, H, O) thu được 0,44 gam

khí CO2 và 0,18 gam nước Thể tích hơi của 0,3 gam chất A bằng thể tích của 0,16 gam khí oxi (đo ở cùng điều kiện) Xác định công thức phân tử của chất A

Câu 6 Anetol có khối lượng mol phân tử bằng 148 g/mol Phân tích nguyên tố cho thấy

anetol có %C=81,08%; %H=8,1%, còn lại là oxi Lập công thức đơn giản nhất và công thức phân tử của anetol

Câu 7 Hợp chất X có % khối lượng C, H và O lần lượt là 54,54%, 8,1% và 36,36%

Khối lượng phân tử của X là 88g/mol Lập công thức phân tử của X

Câu 8 Hợp chất Z có công thức đơn giản nhất là CH3O và có tỉ khối hơi so với hidro là

31 Xác định công thức phân tử của Z

Câu 9 Đốt cháy hoàn toàn 2,46 gam chất hữu cơ (A) thu được 5,28 gam CO2, 0,9 gam

H2O và 224ml N2 (đo đktc) Tỉ khối hơi của (A) so với không khí là 4, 24 Xác định công thức phân tử của (A)

Câu 10 Đốt cháy hoàn toàn 5,6 lít chất khí hữu cơ, thì thu được 16,8lít CO2 và 13,5 gam

H2O Các chất khí (đo đktc) Lập công thức phân tử, biết rằng 1 lít khí chất hữu cơ ở đktc nặng 1,875 gam

Câu 11 Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hợp chất hữu cơ (D) cần vừa đủ 14,4 gam oxi, thấy

sinh ra 13,2 gam CO2 và 7,2 gam nước

a Tìm phân tử khối cuả (D)

b Xác định công thức phân tử của (D)

Câu 12 Đốt a gam chất (X) cần 0,3 mol O2 thu được 0,2 mol CO2, 0,3 mol H2O Hãy xác

định a gam, công thức đơn giản của (X)?

Câu 13 Đốt cháy hoàn toàn 9,9 gam chất hữu cơ (A) gồm 3 nguyên tố C, H và Cl Sản

phẩm tạo thành cho qua bình đựng H2SO4 đậm đặc và Ca(OH)2 thì thấy khối lượng các

bình nầy tăng lần lượt là 3,6 gam và 8,8 gam

a Tìm công thức nguyên (A)

b Xác định CTPT, biết (A) chỉ chứa 2 nguyên tử Clo

Câu 14 Đốt cháy hoàn toàn 112 cm3 một hydrocacbon (A) là chất khí ở (đktc) rồi dẫn

sản phẩm lần lượt qua bình (I) đựng H2SO4 đậm đặc và bình (II) chứa KOH dư người ta

thấy khối lượng bình (I) tăng 0,18 gam và khối lượng bình (II) tăng 0,44 gam

Xác định CTPT (A)

Câu 15 Đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu cơ gồm C, H, Cl, sinh ra 112 cm3 CO2 (đo

đktc) và 0,09 gam H2O Cũng từ hợp chất hưữ cơ đó cho tác dụng AgNO3 thì thu được

1,435 AgCl Lập CTPT chất hữu cơ Biết rằng tỉ khối hơi chất đó so với He là 21,25

Câu 16 Một chất hữu cơ có tỉ lệ khối lượng mC : mH : mO = 12 : 2,5 : 4 Biết rằng cứ 0,1

mol chất hữu cơ có khối lượng 7,4 gam

a Lập CTPT chất hữu cơ

b Viết CTCT các đồng phân

Câu 17 Đốt cháy hoàn toàn 1,608 gam Chất (A), thu được 1,272 gam Na2CO3, 0,528gam

CO2 Lập CTPT (A) Biết rằng trong phân tử chỉ chứa 2 nguyên tử Na

Câu 18 Cho 400ml một hỗn hợp gồm nitơ và 1 chất hữu cơ ở thể khí chứa cacbon và

hiđro vào 900 ml oxi (dư) rồi đốt Thể tích hỗn hợp thu được sau khi đốt là 1,4(l) Sau

khi cho nước ngưng tụ thì còn 800ml hỗn hợp Ta cho lội qua dd KOH thấy còn 400ml

khí Xác định CTPT của hợp chất trên ;biết rằng các thể tích khí đo ở cùng đk về nhiệt độ

và áp suất

Câu 19 Đốt cháy hoàn toàn 10,4g hợp chất hữu cơ A rồi cho sản phẩm lần lượt qua bình

1 chứa H2SO4đậm đặc ,bình 2 chứa nước vôi trong có dư ,thấy khối lượng bình 1 tăng

3,6g ;ở bình 2 thu được 30g kết tủa Khi hóa hơi 5,2g A thu được thể tích đúng bằng thể

tích của 1,6g oxi cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất Xác định CTPT của A Câu 20 Đốt 0,366g một chất hữu cơ A thu được 0,792g CO2và 0,234g H2O.Mặt khác

phân hủy 0,549g chất đó thu được 37,42cm3nitơ (đo ở 270C và 750mmHg).Tìm CTPT

của A biết rằng trong phân tử của nó chỉ có 1 nguyên tử nitơ

Câu 21 Đốt cháy hoàn toàn 0,01mol chất X bằng lượng oxi vừa đủ là 0,616(l) ,thu được

1,344(l) hỗn hợp CO2, N2 và hơi nước Sau khi làm ngưng tụ hơi nước ,hỗn hợp khí còn

lại chiếm thể tích 0,56(l) và có tỉ khối đối với hiđro là 20,4 Xác định CTPT của X ,biết

rằng thể tích khí được đo ở đktc Đs:C2H7O2N

Câu 22 Đốt cháy hoàn toàn ag một hiđrocacbon A Sản phẩm cháy được dẫn qua 1 bình

chứa nước vôi trong có dư ở O0 C, người ta thu được 3g một chất kết tủa, đồng thời bình

chứa nặng thêm 1,68g Tính a ? Xác định CTPT A Biết tỉ khối hơi của A đối với metan

VẤN ĐỀ 2: BIỆN LUẬN LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ TỪ PHÂN TỬ KHỐI

A Lý thuyết liên quan:

• Đối với hợp chất CxHy : 12x + y = M

• Đối với hợp chất CxHyOz : 12x + y + 16z = M Chọn z=1, 2,…

Điều kiên: y chẵn, y ≤ 2x +2

• Đối với hợp chất CxHyOzNt: 12x + y + 16z + 14t = M

Điều kiện: y ≤ 2x +2+t y lẽ khi t lẽ, y chẵn khi t chẵn

• Đối với gốc H-C ( R-) biện luận tương tự với gốc no : CnH2n+1-

A Lý thuyết liên quan:

+ Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp: hh

hh

m M

n

=

+ Số nguyên tử C trung bình: CO2

hh

n n

anken Br

n = n = = mol

35 0,4

anken

M = = ; 14 n = 35 ® = n 2,5.

Đó là : C2H4 và C3H6

Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 hidrocacbon liên tiếp trong dãy đồng đẳng thu

được 22,4 lít CO2(đktc) và 25,2g H2O Xác định công thức hai H-C ?

Giải:

Suy luận: nH2O = 25, 2

18 = 1,4 mol ; nCO2 = 1mol

nH2O > nCO2 Þ 2 chất thuộc dãy ankan Gọi n là số nguyên tử C trung bình:

VẤN ĐỀ 4: BÀI TOÁN KHÍ NHIÊN KẾ ( LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ THEO THỂ TÍCH )

A Lý thuyết liên quan

Áp dụng phương pháp này được dùng để lập công thức phân tử của hợp chất hữu

cơ ở thể khí hoặc hơi

- Bước 1: Xác định thể tích các chất trước và sau phản ứng đốt cháy

- Bước 2: Viết phương trình phản ứng cháy dưới dạng tổng quát

Bước 3: với pt (1) ;

n

nV

Vx

A

CO A

=Þ

A

O H n

A

O

=Þ

Lập tỉ lệ mol và tỉ lệ thể tích tương ứng với các chất Lưu ý: Các nghiệm số tìm

được là các số nguyên dương

B Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1 Đốt cháy hoàn toàn 15cm3 hiđrocacbon trong 98 cm3 O2 (lấy dư) Sau đó làm lạnh hỗn hợp thì thu được 68cm3 khí, cho qua dung dịch KOH thì còn lại 8cm3 khí Thể tích các khí đo trong cùng một điều kiện về nhiệt độ, áp suất Xác định công thức phân tử của hiđrocacbon

CO V

V

2 = 15

60 -> x = 4

x + =

y

x H C

O V

V

2 = 15

90 = 6 -> y = 4(6 – 4) = 8 -> Công thức phân tử : C4H8

Ví dụ 2 Cho lượng oxi dư vào 100cm3 hidrocacbon rồi đốt cháy Sau khi đốt cháy hoàn toàn thể tích hỗn hợp khí thu được là 950cm3 Cho hơi nước ngưng tụ, thể tích còn lại là 550cm3 Sau khi cho qua dung dịch KOH thể tích còn lại 250cm3 Thể tích các

khí đo trong cùng một điều kiện như nhau Xác định công thức phân tử của hidrocacbon

CxHy 100cm3 đốt CO2 làm lạnh CO2 dd KOH O2 dư

O2 dư H2O -H2O O2 dư -CO2

O2 dư 950cm3 550cm3 250cm3

VCxHy = 100cm3

-> VH O

2 (CxHy) = 950 – 550 = 400cm3 V

100(cm3) 300 400

Lập tỉ lệ: x=

y

x H C

CO V

V 2

= 100

300 -> x = 3

y =

y

x H C

O H V

V

2

2

= 100

400 2 = 8 -> Công thức phân tử : C3H8

Ví dụ 3 : Cho 0,5l hỗn hợp CxHy và khí CO2 và 2,5l O2 lấy dư rồi đốt cháy Kết thúc phản ứng được một hỗn hợp mới có thể tích bằng 3,4l Sau khi cho nước ngưng tụ còn 1,8l và sau khi cho qua dung dịch KOH chỉ còn 0,5l Thể tích các khí đo Trong cùng một điều kiện Xác định công thức phân tử của CxHy biêt hidrocacbon trên có tỉ khối với không khí là 1,517

CxHy 0,5l đốt CO2(pu+bd) làm lạnh CO2(pu+bd) dd KOH

Lập tỉ lệ: x= số mol CO2 : số mol CxHy = 0,3 : 0,1 = 3

y = 2 Số mol H2O/ số mol CxHy = 2 0,4/0,1 = 8 -> C3H8 = 78

O2 dư

C Bài tập vận dụng

Cõu 1 Trộn 10ml Hydrocacbon A với 120ml O2 (dư) rồi đốt Sau phản ứng làm lạnh thu được 90ml hỗn hợp khớ, tiếp tục cho hỗn hợp khớ qua nước vụi trong dư thỡ cũn 10ml khớ Tỡm CTPT của A ? Biết rằng tất cả cỏc thể tớch đo trong cựng điều kiện nhiệt

độ, ỏp suất

Cõu 2 Đốt chỏy hoàn toàn 10cm3 hợp chất hữu cơ chứa 3 nguyờn tố C, H và O, trong 40 cm3 khớ O2 (lấy dư), sau khi phản ứng kết thỳc thu được 60cm3 hỗn hợp khớ Làm lạnh hỗn hợp sản phẩm thu được 30cm3 hỗn hợp khớ, dẫn tiếp qua bỡnh đựng dung dịch NaOH thấy cú 10cm3 thoỏt ra khỏi bỡnh Xỏc định cụng thức phõn tử của hợp chất hữu cơ biết thể tớch cỏc khớ đo trong cựng điều kiện về nhiệt độ và ỏp suất

VẤN ĐỀ 5: BIỆN LUẬN TèM CễNG THỨC PHÂN TỬ DỰA TRấN MỐI LIấN HỆ

CỦA SẢN PHẨM CHÁY

A Lý thuyết liờn quan:

* Hchc X cú cụng thức:

CnH2n+2Oa ắắđ+ắO2 nCO2 + (n + 1)H2O ↔ nX = nH2O – nCO2 ; nH2O > nCO2

CnH2nOa ắ+ắđắO2 nCO2 + nH2O ↔ nH2O = nCO2 ( gt cú nx hoặc mx)

CnH2n-2Oa ắ+ắđắO2 nCO2 + (n - 1)H2O ↔ nX = nCO2 – nH2O ; nCO2 > nH2O

CnH2n-2Oa ắ+ắđắO2 nCO2 + (n - 2)H2O ↔ nX = (nCO2 – nH2O)/2; nCO2 > nH2O

………

* Hỗn hợp 2 chất hữu cơ: CnHf(n)Oa, CmHg(m) Ob với số mol tương ứng là x và y; giả thiết biết nCO2 Ta cú: x.n + y.m = n CO2 Biện luận xỏc định được m và n ( lưu ý điều kiện n và m của hợp chất)

VẤN ĐỀ 5: VIẾT CÔNG THỨC CẤU TẠO HỢP CHẤT HỮU CƠ

A Lý thuyết liên quan:

1 Công thức cấu tạo (CTCT): biểu diễn thứ tự và cách thức liên kết của các nguyên

tử trong phân tử

2 Đồng đẳng: những hợp chất có thành phần phân tử hơn kém nhau 1 hay nhiều nhóm CH2 nhưng có tính chất hoá học tương tự nhau là những chất đồng đẳng, chúng hợp thành dãy đồng đẳng

3 Đồng phân: Những chất khác nhau có cùng CTPT được gọi là các chất đồng phân của nhau

4 Cách viết đồng phân cấu tạo: Cacbon có hoá trị IV, xung quanh có 4 liên kết, Hidro có hoá trị I xung quanh có 1 liên kết, Oxi có hoá trị II xung quanh có 2 liên kết, Nito có hoá trị III xung quanh có 3 liên kết, halogen có hoá trị I xung quanh

có 1 liên kết Khi phân tử chỉ chứa liên kết đơn người ta gọi là hợp chất no, khi phân tử có liên kết pi người ta gọi hợp chất không no (1 nối đôi = 1 liên kết pi, 1 nối ba = 2 liên kết pi)

a.Tính độ không no: Người ta gọi độ không no của phân tử kí hiệu là U (đơn vị 0kn) CTTQ: CxHyOzNtXg (X là halogen)

0 (cacbonyl) Anđêhit -CHO

C H

= 0 1

C O-H

= 0

Bảng 2: MỘT SỐ THUỐC THỬ CHO CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ

Cl2 (as) Ankan, gốc R no, gốc no

C6H5-X

X - đẩy có liên kết đơn như –Cl, Br, OH,

NH2

- hút e có liên kết bội như NO2, COOH, CHO

H2(Ni,t0) Có liên kết pi: C = C,

-C º C-, -CHO, R-CO-R(xeton)

Ankin:-C º C- CH3-C º CH

dung dịch Br2

Nhạt, mất màu nâu đỏ Hợp chất có liên kết C = C, -C º C-, vòng 3 CHCH2 3-C º CH, glucozo = CH-COOH

cạnh, -CHO Kết tủa trắng Phenol, anilin C6H5OH, C6H5NH2

(hoặcAg 2 O/NH 3 ) Kết tủa Ag¯ Có nhóm –CHO anđehit, glucozơ, fructozơ,

mantozơ, axit fomic, este của axit fomic

CH3CHO, HCOOH, HCOOC2H5

Cu(OH)2

(t o phòng) dd xanh lam đậm

Ancol đa chức (có 2 nhóm OH gắn vào 2 C cạnh nhau), -COOH glixerin, etylenglicol, glucozơ, fructozo,

mantozo, saccarozo,

Phức màu tím đặc trưng Tripeptit trở lên (có từ 2 liên kết peptit trở lên) Tripeptit, protein

Na

Sủi bọt khí không màu

(bazo)

Tính axit: OH(phenol), COOH hoặc –COO-

-C6H5OH(phenol),

CH3COOH, HCOOCH3 HCl (axit) Tính bazo: amin (-NH2),

aminoaxit, muối amoni

CH3NH2,

H2NCH2COOH,

CH3COONH4

Quì tím Hoá đỏ dd các axit, aminoaxit có

nhóm COOH nhiều hơn

c.Viết mạch cacbon đồng phân

Không bao giờ cũng cần viết tất cả các loại mạch cacbon mà phải căn cứ vào điều kiện cụ thể Thí dụ, độ không no bằng 0 thì chỉ có mạch hở không thể có mạch vòng Độ không no bằng 1 mà có chứa liên kết đôi thì cũng không thể có mạch vòng, nếu không chứa liên kết đôi thì có 1 vòng…

d Xác định nhóm chức và viết đồng phân vị trí nhóm chức

Nhóm chức có thể no như halogen (X), hidroxyl (-OH), amino (-NH2), ete ),… hoặc chưa no (coi như liên kết p), nhóm oxo (=O), nhóm cacboxyl (-COOH), nitro (-NO2), … Sau khi đã xác định được hoặc phân chia được thành các nhóm chức có thể có đối với phân tử đã cho thì đính các nhóm chức đó vào các vị trí khác nhau (không tương đương) trên các mạch cacbon đồng phân cho đúng hoá trị sẽ thu được các đồng phân về

(-O-vị trí nhóm chức

Sau cùng cần điền thêm các nguyên tử H sao cho đủ hoá trị các nguyên tử trong phân tử

* Một số chú ý khác khi xác định số đồng phân (có điều kiện): Với một số bài toán,

căn cứ vào điều kiện kèm theo để phân tích, xác định số đồng phân một cách nhanh chóng và chính xác, ví dụ như sau:

+ Hợp chất tác dụng với H2 (Ni, t0) Þ Chứa liên kết bội hoặc vòng không bền Thông thường phản ứng cộng với H2 không làm thay đổi cấu trúc mạch cacbon

+ Hợp chất tác dụng với Na giải phóng khí H2Þ Chứa nguyên tử H linh động

(nhóm –OH hoặc –COOH)

+ Hợp chất tác dụng với NaOH ở nhiệt độ thường Þ Chứa nhóm chức axit (-COOH) hoặc nhóm –OH liên kết trực tiếp với cacbon của vòng benzen (phenol), hoặc muối tạo bởi bazo yếu,…

+ Hợp chất tác dụng với dung dịch NaOH đun nóngÞ Chứa nhóm chức este hoặc dẫn xuất halogen (halogen không liên kết trực tiếp với nhân thơm)

+ Hợp chất tác dụng với dung dịch HCl Þ Phân tử có nhóm chức có tính bazo (amin, aminoaxit) hoặc muối của axit yếu,…

+ Hợp chất tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 tạo kết tủaÞ Phân tử có nhóm chức –CHO (tạo ra kết tủa sáng trắng – phản ứng tráng bạc) hoặc liên kết ba ở đầu mạch (tạo kết tủa vàng – phản ứng thế kim loại)

+ Hợp chất tác dụng với Cu(OH)2 (ở nhiệt độ thường)Þ Phân tử phải chứa nhóm chức –COOH hoặc chứa ít nhất hai nhóm –OH liền kề (2 nhóm OH liền kề phản ứng với

Cu(OH)2 cho màu xanh rất đặc trưng dùng để nhận biết họp chất có hai nhóm –OH liền kề)

+ Hợp chất có khả năng làm mất màu dung dịch bromÞ Phân tử có chứa liên kết bội kém bền (nối đôi, nối ba) hoặc vòng không bền (vòng ba cạnh) hoặc chứa nhóm chức –CHO (thể hiện tính khử),…

B Ví dụ minh họa

Ví dụ 1 : Cho glixerol phản ứng với hỗn hợp axit béo gồm C17H35COOH và

C15H31COOH, số loại trieste được tạo ra tối đa là

A 4 B 2 C 1 D 3

Ví dụ 4 : Có bao nhiêu ancol bậc 2, no, đơn chức, mạch hở là đồng phân cấu tạo của nhau

mà phân tử của chúng có phần trăm khối lượng cacbon bằng 68,18%?

Các đồng phân bậc 2 :

C-C-C-C(OH)-C C-C-C(OH)-C-C C-C(CH3)-C(OH)-C Þ Chọn C

Ví dụ 5: Một hợp chất X chứa ba nguyên tố C, H, O có tỉ lệ khối lượng mC : mH : mO =

21 : 2 : 4 Hợp chất X có công thức đơn giản nhất trùng với công thức phân tử Số đồng phân cấu tạo thuộc loại hợp chất thơm ứng với công thức phân tử của X là

Giải :

mC : mH : mO = 21 : 2 : 4 → nC : nH : nO = 7 : 8 : 1 → CTPT: C7H8O

Số đồng phân thơm CH3C6H4OH (3), C6H5OCH3, C6H5CH2OH Þ Chọn B

Ví dụ 6: Có bao nhiêu chất hữu cơ mạch hở dùng để điều chế 4-metylpentan-2-ol chỉ

bằng phản ứng cộng H2 (xúc tác Ni, to)?

Giải : *4-metylpentan-2-ol là: C-C(CH3)-C-C(OH)-C

Þ Mạch C trong chất ban đầu là C-C(CH3)-C-C-C

*Chất phản ứng với H2 tạo ancol bậc 2 chỉ có thể là: ancol không no hay xeton *C=C(CH3)-C-C(OH)-C C-C(CH3)=C-C(OH)-C

C-C(CH3)-C-CO-C C=C(CH3)-C-CO-C

Þ Chọn D

VẤN ĐỀ 6: MỘT SỐ CÔNG THỨC TÍNH SỐ ĐỒNG PHÂN CẤU TẠO

1.Công thức tính số đồng phân ancol đơn chức no, mạch hở : C n H 2n+2 O 2

Ví dụ : Số đồng phân của axit cacboxylic đơn chức no, mạch hở có công thức phân tử là

1(n- n-

13

14

15

2(n- n-

24

25

26

n

( lưu ý áp dụng khi cho ancol có nhiều đồng phân cấu tạo khác nhau)

Ví dụ : Đun nóng hỗn hợp gồm 2 ancol đơn chức no với H2SO4 đặc ở 1400c được hỗn hợp bao nhiêu ete ?

Số ete =

2

)12(

So sánh nhiệt độ sôi của CH3COOH và C3H7OH

- Cả hai đều có khối lượng phân tử bằng 60 Nhưng CH3COOH có liên kết hiđro bền hơn liên kết hiđro trong C3H7OH Nên nhiệt độ sôi của CH3COOH cao hơn nhiệt độ sôi của C3H7OH

So sánh nhiệt độ sôi của CH3OH và C2H5OH

- Cả hai đều có cùng kiểu liên kết hidro, nhưng khối lượng của C2H5OH=46> khối lượng của CH3OH=32 nên C2H5OH có nhiệt độ sôi cao hơn CH3OH

Ví dụ 2:

So sánh nhiệt độ sôi của C2H6 và C3H8

- Cả hai đều không có liên kết hiđro, khối lượng của C3H8 lớn hơn khối lượng của C2H6

nên C3H8 có nhiệt độ sôi lớn hơn

Nguyên tắc 3

Hai hợp chất là đồng phân của nhau thì đồng phân cis có nhiệt độ sôi cao hơn đồng phân trans.(giải thích: Đó là do mô men lưỡng cực.Đồng phân cis mô men lưỡng cực khác 0, đồng phân trans có mô men lưỡng cực bằng 0 hoặc bé thua mô men lưỡng cực của đồng phân cis

- Cả hai đều có khối lượng bằng nhau, đều không có liên kết hiđro B có diện tích tiếp

xúc lớn hơn nên có nhiệt độ sôi cao hơn A.( nhưng nhiệt độ nóng chảy của B thấp hơn

A do cấu trúc phân tử của A đặc khit hơn so với B nên lực hut Van đe van lớn hơn)

Nguyên tắc 5:

Hai hợp chất có khối lượng bằng nhau hoặc xấp xỉ nhau, hợp chất nào có liên kết ion sẽ

có nhiệt độ sôi cao hơn

Ví dụ :

So sánh nhiệt độ sôi của CH3COONa và CH3COOH

-CH3COONa không có liên kết hiđro nhưng có liên kết ion giữa Na-O; CH3COOH có liên kết hiđro Nhưng nhiệt độ sôi của CH3COONa cao hơn

Nguyên tắc 6:

Hai hợp chất hữu cơ đều không có liên kết hiđro, có khối lượng xấp xỉ nhau thì hợp chất nào có tính phân cực hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn

Ví dụ:

So sánh nhiệt độ sôi của HCHO và C2H6

- Hai hợp chất trên đều không có liên kết hiddro và khối lượng bằng nhau, nhưng HCHO

có tính phân cực hơn nên có nhiệt độ sôi cao hơn

VẤN ĐỀ 8: DANH PHÁP IUPAC HIDROCACBON VÀ MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU

CƠ CHỈ CHỨA MỘT LOẠI NHÓM CHỨC Ankan: số chỉ vị trí nhánh-tên nhánh+ số đếm C mạch chính + an

Ank ( Bộ khung C chất hữu cơ)

Ancol no, đơn chức, mạch

CHƯƠNG 5 : HIDROCACBON NO

VẤN ĐỀ 1: XÁC ĐỊNH ANKAN TỪ PHẢN ỨNG HALOGEN HÓA; PHẦN TRĂM

KHỐI LƯỢNG NGUYÊN TỐ TRONG HỢP CHẤT

A.Lý thuyết liên quan:

* Phân tử ankan: CnH2n+2 Từ %C, %H suy ra giá trị n

* Phản ứng : CnH2n+2 + zCl2 à CnH2n+2-zClz + zHCl

Biết %mCl => z,n ( tùy điều kiện bài toán cho)

B Một số bài tập vận dụng

Câu 1 Xác định CTPT của ankan trong các trường hợp sau:

a Ankan chứa 16% hydro

b Ankan chứa 83,33% cacbon

c Đốt cháy hoàn toàn 2 lít ankan A được 8 lít H2O (các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất)

d Đốt cháy hoàn toàn 8,7 gam ankan A được 26,4 gam CO2

Câu 2 Một ankan tạo được dẫn xuất monoclo trong đó clo chiếm 33,33% về khối lượng

Xác định CTPT của ankan

Câu 3 Một ankan tạo được dẫn xuất monobrom trong đó brom chiếm 73,39% về khối

lượng Xác định CTPT của ankan

Câu 4 Ankan X có cacbon chiếm 83,33% khối lượng phân tử X tác dụng với brom đun

nóng có chiếu sáng có thể tạo 4 dẫn xuất đồng phân chứa một nguyên tử brom trong phân

tử Xác định CTCT và tên X

Câu 5 Cho ankan A tác dụng brom thu được một dẫn xuất chứa brom có tỉ khối đối với

không khí bằng 5,207 Xác định CTCT và gọi tên của ankan A

Câu 6 Một ankan phản ứng với clo theo tỉ lệ mol 1 : 2 thu được sản phẩm chứa 83,53%

clo về khối lượng CTPT của ankan là gì?

Câu 7 Cho 5,6 lít ankan khí (27,3 oC và 2,2 atm) tác dụng với clo ngoài ánh sáng chỉ tạo một dẫn xuất clo duy nhất có khối lượng là 49,5 gam

B Bài tập vận dụng:

Câu 1 Oxi hóa hoàn toàn hydrocacbon X được 11,2 lít CO2 (đkc) và 10,8 gam H2O Xác định CTCT và tên của X biết clo hóa X chỉ thu được một dẫn xuất monoclo duy nhất Đáp số: C5H12

Câu 2 Oxi hóa hoàn toàn hydrocacbon X được 2,24 lít CO2 (đkc) và 2,16 gam H2O Xác định CTCT và tên của X biết clo hóa X theo tỉ lệ mol 1:1 tạo 4 sản phẩm thế

Đáp số: C5H12

Câu 3 Đốt cháy hoàn toàn một Hidrocacbon A thu được 2,24 lit CO2 (đktc) và 3,6g

H2O xác định CTPT A

Đáp số: CH4

Câu 4 Đốt cháy hoàn toàn một Hidrocacbon X phải cần 11,2 lit Oxi (đktc), sau phản ứng

dẫn sản phẩm qua bình nước vôi trong dư thu được 30 gam kết tủa Công thức phân tử của X là Đáp số C3H8

Câu 5 Đốt cháy hoàn toàn một Hidrocacbon X phải cần 1,456 lit Oxi (đktc), sau phản

ứng dẫn sản phẩm qua bình đựng H2SO4 đặc dư thì khối lượng bình tăng 0,9 gam Công thức phân tử của X là?

Đáp số C4H10

Câu 6 Đốt cháy hoàn toàn một Hidrocacbon X phải cần 1,792 lit Oxi (đktc), sau phản

ứng dẫn sản phẩm qua bình nước vôi trong dư khối lượng bình tăng 3,28 gam Công thức phân tử của X là?

Câu 8 Đốt chày hoàn toàn 0,05 mol ankan A rồi dẫn sản phẩm cháy qua bình chứa nước

vôi trong dư thu được 20 gam kết tủa sau thí nghiệm khối lượng bình tăng là

Đáp số 13,3g

Câu 9 Đốt cháy hết V lít (đktc) hidrocacbon X rồi dẫn sản phẩm qua bình chứa dung

dịch Ba(OH)2 dư Sau thí nghiệm thu được 7,88g kết tủa, đồng thời khối lượng dung dịch giảm 5,22g Giá trị của V

Đáp số: 0,224 lit

Câu 10 Đốt cháy hết V lít (đktc) hidrocacbon X rồi dẫn sản phẩm qua bình chứa nước

vôi trong dư Sau thí nghiệm thu được 15 g kết tủa, đồng thời khối lượng dung dịch tăng 10,2 g Giá trị của V?

Đáp số: 1,12 lit

VẤN ĐỀ 3: XÁC ĐỊNH ANKAN VÀ SỐ MOL MỖI ANKAN DỰA VÀO CACBON

TRUNG BÌNH

A Lý thuyết liên quan:

Xét hỗn hợp gồm gồm hai ankan: CnH2n + 2 : x mol

CmH2m + 2 : y mol

Gọi công thức trung bình của hai ankan là: C H n 2n 2+ : a mol

(với n là số cacbon trung bình và a = x + y) Þ n < n < m Tìm n Þ n,m

- Có thể tính số mol hỗn hợp (x, y) dựa vào n và phương pháp đường chéo:

Câu 1 Cho hỗn hợp X gồm 2 ankan đồng đẳng liên tiếp có khối lượng là 20,6 gam và có

thể tích bằng thể tích của 14 gam khí nitơ (ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất) Tìm CTPT

và % thể tích của mỗi ankan

Câu 2 Đốt cháy hoàn toàn V lít (đkc) hỗn hợp 2 hydrocacbon là đồng đẳng liên tiếp

nhau, sản phẩm cháy từ từ cho qua bình 1 đựng CaCl2 khan và bình 2 đựng KOH dư thì thấy khối lượng bình 1 tăng 14,4 gam, bình 2 tăng 22 gam Tìm CTPT và % thể tích của

mỗi hydrocacbon

Câu 3 Cho hỗn hợp X gồm 2 ankan đồng đẳng liên tiếp Đốt cháy hoàn toàn 4,12 gam

hỗn hợp X tạo ra 12,32 gam CO2 Tìm CTPT và % thể tích của mỗi ankan

Câu 4 Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 hydrocacbon là đồng đẳng liên tiếp cần 1,35 mol

O2 tạo thành 0,8 mol CO2 CTPT của 2 hydrocacbon? Đáp số: C2H6 ; C3H8

Câu 5 Đốt cháy hoàn toàn V lít (đkc) hỗn hợp 2 hydrocacbon là đồng đẳng liên tiếp

nhau, sản phẩm cháy thu được có tỉ lệ thể tích CO2 và H2O là 12 : 23 Tìm CTPT và %

thể tích của mỗi hydrocacbon

Câu 6 Hỗn hợp A gồm etan và propan Đốt cháy m gam A thu được 8,96 lit CO2 (đktc)

và 9,9 gam nước Thành phần % khối lượng etan trong hỗn hợp là:

Câu 7 Hỗn hợp X gồm 2 ankan, phân tử khối hơn kém nhau 28 đvC Đốt cháy hoàn toàn

1,76 gam hỗn hợp X cần 2,24 lít O2 ( 0oC ; 2 atm) Tìm CTPT và % thể tích của mỗi

ankan

Câu 8 Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 hydrocacbon là đồng đẳng nhau tạo thành 22 gam

CO2 và 12,6 gam H2O Xác định CTPT của 2 hydrocacbon biết số nguyên tử Cacbon

trong hai phân tử gấp đôi nhau

Câu 9 Hỗn hợp B gồm hai ankan được trộn theo tỉ lệ mol 1:2 Đốt cháy hết hổn hợp B

thu được 8,96 lit CO2 (đktc) và 9,9 gam H2O Xác định công thức phân tử của hai

Hidrocacbon ?

VẤN ĐỀ 4 : PHẢN ỨNG CRACKINH

A Lý thuyết liên quan:

* Dưới tác dụng của nhiệt độ, xúc tác, ankan có thể phản ứng theo nhiều hướng:

Phản ứng crackinh: ANKAN t , xt o

¾¾¾® ANKAN KHÁC + ANKEN Phản ứng đề hydro hóa: ANKAN t , xt o

¾¾¾®ANKEN + H2 (anken tạo thành làm mất màu dd brom)

* Đặc biệt, trong điều kiện thích hợp phản ứng còn có thể:

+ Tạo ra ankin: Ví dụ: 2CH4

o

1500 C la¯m laÔnh nhanh

¾¾¾¾¾¾® CHº CH + 3H2 + Tạo ra cabon và hydro: Ví dụ: CH4 ¾¾¾t , xt o ® C (rắn) + 2H2

n m –n x mol m –n x

m n – n y mol n – n y

* Dù phản ứng xảy ra theo hướng nào thì: Phản ứng không làm thay đổi khối lượng hỗn hợp:

mtrước phản ứng = msau phản ứng sau trˆ Ù ˘c

trˆ Ù ˘c sau

n

M =

n M

* Vì phản ứng không làm thay đổi khối lượng hỗn hợp nên hàm lượng C và H trước và sau phản ứng là như nhau Þ đốt cháy hỗn hợp sau phản ứng được qui về đốt cháy hỗn hợp trước phản ứng

* Phản ứng luôn làm tăng số mol khí: nsau > ntrước Þ Psau > Ptrước Þ Msau < Mtrước (vì

mtrước = msau)

* Phản ứng crackinh một giai đoạn ( từ C4H10 trở xuống) ta có:

∆n = ns – nt = nCnH2n+2pư = nAnken tạo thành.

C4H10 ¾¾¾t , xt o ®C4H8 + H2 ; C4H8 sinh ra có nhiều đồng phân

Ví dụ 2: Sản phẩm tạo thành khi crackinh đêhidro hóa pentan?

C5H12 ¾¾¾t , xt o ® CH4 + C4H8

C5H12 ¾¾¾t , xt o ®C2H6 + C3H6

C5H12 ¾¾¾t , xt o ® C3H8 + C2H4 ; C3H8 sinh ra có thể tiếp tục bị crackinh

C5H12 ¾¾¾t , xt o ®C5H10 + H2 ; C5H10 sinh ra có nhiều đồng phân

Ví dụ 3: (TSDH A 2008) Khi crackinh toàn bộ một thể tích ankan X thu được ba thể tích

hỗn hợp Y (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất); tỉ khối của Y so với

H2 bằng 12 Công thức phân tử cuả X?

Câu 4 Nhiệt phân metan thu được hỗn hợp X gồm C2H2 ; CH4 ; H2 Tỉ khối của X so với

H2 bằng 5 Tìm hiệu suất của qúa trình nhiệt phân?

Đáp số: 60%

CHƯƠNG 6 : HIĐROCACBON KHÔNG NO

VẤN ĐỀ 1: LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ ANKEN, ANKIN, ANKAĐIEN TỪ PHẢN

- nH O 2 )

* Ankin: CnH2n-2 + 3n -1

2 O2 → nCO2 + (n-1)H2O (

n > n ; nX = nCO2 – nH2O)

B Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 4.48 lít hỗn hợp hai anken X (đktc) là đồng đẳng kế tiếp của

nhau thu được 11.2 lít khí CO2 (đktc)

a Xác định công thức của hai anken

b Tính % thể tích mỗi anken trong hỗn hợp ban đầu

Giải:

Đặt CTPT anken là : C n H n

Ta có n = 0,5/0,2 = 2,5 Vậy 2 anken là C2H4 và C3H6

Từ nhỗn hợp anken và nco2 => nC2H4 = nC3H6 = 0,1 => %VC2H4 = %VC3H6 = 50%

Ví dụ 2: (B-2010) Hỗn hợp khí X gồm một ankan và một anken Tỉ khối của X so với

H2 bằng 11,25 Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lít X, thu được 6,72 lít CO2 (các thể tích khí đo ở đktc) Xác định công thức của ankan và anken

Giải:

Bảo toàn khối lượng ta có : nH2O = (0,2.11,25.2 – 0,3.12)/2 = 0,45

nankan = nH2O – nCO2 = 0,15

nanken = 0,2- 0,15 = 0,05

gọi CT ankan là CnH2n+2; anken là CmH2m+2

Bảo toàn nguyên tố: 0,15n + 0,05m = 0,3

Chọn nghiệm : n= 1 và m= 3 ( phù hợp)

Vậy CT là CH4 và C3H6

C Bài tập vận dụng:

Cõu 1: Đốt chỏy hoàn toàn 0.672 lớt hỗn hợp khớ etilen và propilen cần 2.688 lớt khớ oxi

Toàn bộ sản phẩm chỏy thu được sục vào dung dịch nước vụi trong dư thu được m gam kết tủa

a Tớnh % thể tớch mỗi khớ trong hỗn hợp đầu

b Tớnh giỏ trị m

Cõu 2: Đốt chỏy hoàn toàn 6.72 lớt hỗn hợp X gồm hai anken là đồng đẳng kế tiếp nhau

cần 26.88 lớt khớ oxi

a Xỏc định cụng thức của hai anken

b Cho hỗn hợp X qua dung dịch brom dư, tớnh khối lượng brom đó tham gia phản ứng

Cõu 3: Oxi húa hoàn toàn 0,68 gam ankadien X thu được 1,12 lớt CO2 (đktc)

a Tỡm cụng thức phõn tử của X

b Viết CTCT cú thể cú của X

Cõu 4: Đốt chỏy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp 2 ankin là đồng đẳng kế tiếp thu được 9,0

gam nước Xỏc định cụng thức phõn tử của 2 ankin

Cõu 5: Đốt chỏy hoàn toàn hỗn hợp 2 anken thu được 11,2 lớt khớ CO2 (đktc) Tớnh thể tớch khớ O2 (đktc) đó tham gia phản ứng chỏy

Cõu 6: (A-07) Ba hiđrocacbon X, Y, Z kế tiếp nhau trong dóy đồng đẳng, trong đú khối

lượng phõn tử Z gấp đụi khối lượng phõn tử X Đốt chỏy 0,1 mol chất Y, sản phẩm khớ hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được m gam kết tủa Tớnh m

Cõu 7: (B-2008) Đốt chỏy hoàn toàn 1 lớt hỗn hợp khớ gồm C2H2 và hiđrocacbon X sinh

ra 2 lớt khớ CO2 và 2 lớt hơi H2O (cỏc thể tớch khớ và hơi đo ở cựng điều kiện nhiệt độ, ỏp suất) Xỏc định cụng thức phõn tử của X

VẤN ĐỀ 2: PHẢN ỨNG CỘNG H 2

A Lý thuyết liờn quan:

* Phương trỡnh tổng quỏt và sơ đồ phản ứng

CnH2n + H2 ắắắNi, t0đ CnH2n+2

CnH2n-2 + 2H2 ắắắNi, t0đ CnH2n+2

Hỗn hợp A ( H-C khụng no, H2 ) ắNiắ đắ,t0 Hỗn hợp B ( H-C khụng no dư; H2 dư; H-C no tạo thành)

* Một sụ lưu ý giải:

+ mA = mB ; tự chọn lượng chất để tớnh nếu giả thiết khụng cho cụ thể

+ ∆n = nA – nB = nH2 phản ứng = ( theo phương trỡnh phản ứng tổng quỏt để liờn hệ)

+ Đốt chỏy B như đốt chỏy A vỡ lượng C, H khụng đổi ( Thường tớnh qua A) + Hiệu suất tớnh theo chất cú thể phản ứng hết

+ Nếu cho hỗn hợp A nhiều H-C khụng no tỏc dụng với H2 thu được hỗn hợp B Sau đú cho B tỏc dụng với dung dịch Br2.Yờu cầu tớnh nBr2 phản ứng, ta cú thể tớnh theo

số mol ∏ cũn lại trong B = số mol ∏ tổng ban đầu – nH2 phản ứng = nBr2 phản ứng