Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT chuyên Nguyễn Chí Thanh – Đăk Nông, năm 2015 Phân tích và hướng dẫn giải + Vì đã biết tỉ lệ khối lượng của các nguyên tố nên ta dễ dàng tìm được tỉ [r]
(1)Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học hữu 11 - Nguyễn Minh Tuấn B PHƯƠNG PHÁP LẬP CÔNG THỨC CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ Lập công thức hợp chất hữu là tìm tỉ lệ số nguyên tử tìm số nguyên tử các nguyên tố hợp chất đó Dựa vào giả thiết và yêu cầu đề bài, ta chia bài tập lập công thức hợp chất hữu thành số dạng sau: I LẬP CÔNG THỨC KHI BIẾT THÔNG TIN VỀ LƯỢNG CHẤT ● Thông tin lượng chất có thể là : + Phần trăm khối lượng các nguyên tố + Khối lượng các nguyên tố + Tỉ lệ khối lượng các nguyên tố Phương pháp giải - Bước : Lập tỉ lệ mol các nguyên tố hợp chất hữu : %C %H %O %N m C m H m O m N : : : : : : (1) 12 16 14 12 16 14 - Bước : Biến đổi tỉ lệ trên thành tỉ lệ các số nguyên đơn giản (thường ta lấy các số dãy (1) chia cho số bé dãy đó Nếu dãy số thu chưa phải là dãy số nguyên tối giản thì ta biến đổi tiếp cách nhân với ; ;…), suy công thức đơn giản - Bước : Đặt CTPT = (CTĐGN)n n.MCTĐGN = M (M là KLPT hợp chất hữu cơ) n CTPT hợp chất hữu nC : nH : nO : nN ► Các ví dụ minh họa ◄ Ví dụ 1: Capsaicin là chất tạo nên vị cay ớt Capsaicin có công dụng trị bệnh dùng nhiều y học, có thể kết hợp Capsaicin với số chất khác để trị các bệnh nhức mỏi, sưng trặc gân, đau bụng, đau răng, nhức đầu, sưng cổ họng, tê thấp, thần kinh,… Khi phân tích định lượng Capsaicin thì thu thành phần phần trăm khối lượng các nguyên tố sau: %C = 70,13%; %H = 9,09%; %O = 20,78% Công thức phân tử Capsaicin là A C8H8O2 B C9H14O2 C C8H14O3 D C9H16O2 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT Quỳnh Lưu – Nghệ An, năm 2015) Phân tích và hướng dẫn giải + Vì đã biết thành phần phần trăm khối lượng các nguyên tố nên ta dễ dàng tìm tỉ lệ mol chúng, từ đó suy công thức đơn giản Capsaicin + Đề bài yêu cầu tìm công thức phân tử Capsaicin, không cho biết thông tin khối lượng mol nó Vậy ta phải giải vấn đề này nào? + Các em cần nhớ : Đối với bài tập trắc nghiệm thì đáp án là giả thiết Do đó ta cần so sánh công thức đơn giản và đáp án là có thể tìm công thức phân tử Capsaicin 70,13 20,78 : 9,09 : 5,8441: 9,09 :1,29875 :14 : n C : n H : nO 12 16 CTPT Capsaicin trùng với CTĐGN là C H O (Dựa vào đáp án) 14 Ví dụ 2: Chất hữu X có M = 123 và khối lượng C, H, O và N phân tử theo thứ tự tỉ lệ với 72 : : 32 : 14 Công thức phân tử X là : A C6H14O2N B C6H6ON2 C C6H12ON D C6H5O2N Phân tích và hướng dẫn giải + Vì đã biết tỉ lệ khối lượng các nguyên tố nên ta dễ dàng tìm tỉ lệ mol chúng, từ đó suy công thức đơn giản X Mặt khác, khối lượng mol X đã biết nên tìm công thức phân tử nó 72 32 14 : : : : : :1 n nC : n H : nO : n N 12 16 14 CTPT cuûa X laø C6 H 5O2 N M 123n 123 X VƯỢT VŨ MÔN : https://www.facebook.com/V%C6%B0%E1%BB%A3t-V%C5%A9-M%C3%B4n-1026608354050544/?fref=nf (2) Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học hữu 11 - Nguyễn Minh Tuấn Ví dụ 3: Phenolphtalein X có tỉ lệ khối lượng mC : mH : mO = 60 : 3,5 : 16 Biết khối lượng phân tử X nằm 300 đến 320u Số nguyên tử cacbon X là A 20 B 10 C D 12 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT chuyên Nguyễn Chí Thanh – Đăk Nông, năm 2015) Phân tích và hướng dẫn giải + Vì đã biết tỉ lệ khối lượng các nguyên tố nên ta dễ dàng tìm tỉ lệ mol chúng, từ đó suy công thức đơn giản X Mặt khác, ta biết khoảng giới hạn khối lượng mol X nên tìm công thức phân tử và số nguyên tử C nó 60 3,5 16 : : : 3,5 :1 10 : : CTPT laø (C10 H 7O2 )n n C : n H : nO 12 16 300 159n 320 300 M 320 X 1,886 n 2,0125 CTPT cuûa X laø (C10 H 7O2 )2 hay C20 H14O n Vậy số nguyên tử C X là 20 Ví dụ 4: Chất hữu A chứa 7,86% H; 15,73% N khối lượng Đốt cháy hoàn toàn 2,225 gam A thu CO2, nước và khí nitơ, đó thể tích khí CO2 là 1,68 lít (đktc) Công thức phân tử A là (biết MA < 100) : A C6H14O2N B C3H7O2N C C3H7ON D C3H7ON2 Phân tích và hướng dẫn giải + Hợp chất A có nguyên tố C, H, O, N, ta biết phần trăm khối lượng hai nguyên tố Vậy việc đầu tiên là phải xác định phần trăm khối lượng hai nguyên tố còn lại + Đề cho biết thể tích CO2 thu đốt cháy A, thông tin này giúp ta tìm số mol C thông qua số mol CO2, từ đó suy phần trăm khối lượng C, phần còn lại là O Từ đây vấn đề giải các ví dụ trên %H 7,86%; %N 15,73% 0,075.12 40,45% %C 2,225 1,68 n C n CO2 22,4 0,075 mol %O 35,96% 40,45 35,96 15,73 : 7,86 : : : : :1 nC : nH : nO : n N 12 16 14 M 100 A n CTPTcuûa A laø (C3H 7O2 N)n 89n 100 n 1,1235 CTPT cuûa A laø C3 H O2 N Ví dụ tương tự : Ví dụ 5: Xác định công thức phân tử hợp chất hữu X trường hợp sau : a %C = 85,8%; %H = 14,2%; MX = 56 b %C = 51,3%; %H = 9,4%; %N = 12%; %O = 27,3% Tỉ khối X không khí là 4,034 c %C = 54,5%; %H = 9,1%; %O = 36,4%; 0,88 gam X chiếm thể tích 224 ml (ở đktc) d %C = 49,58%; %H = 6,44% Khi hoá hoàn toàn 5,45 gam X, thu 0,56 lít (đktc) Đáp số: C4H8; C5H11O2N; C4H8O2; C9H14O6 Ví dụ 6: Chất hữu X (chứa C, H, O, N) có phần trăm khối lượng các nguyên tố là 32%; 6,67%; 42,66% và 18,67% Hãy xác định công thức đơn giản X? Xác định CTPT X biết phân tử X có nguyên tử nitơ Đáp số: C2H5O2N Ví dụ 7: Chất hữu Z có 40%C; 6,67%H; còn lại là oxi Mặt khác, hoá lượng Z người ta thu thể tích vừa đúng thể tích khí NO có khối lượng 1/3 khối lượng Z cùng điều kiện Xác định CTPT Z Đáp số: C3H6O3 Ví dụ 8: Phân tích chất hữu X chứa C, H, O, ta có kết sau: mC : mH : mO = 2,25 : 0,375 : Tìm công thức phân tử X, biết gam X làm bay chiếm thể tích 1,2108 lít (đo 0oC và 0,25 atm) 2VƯỢT VŨ MÔN : https://www.facebook.com/V%C6%B0%E1%BB%A3t-V%C5%A9-M%C3%B4n-1026608354050544/?fref=nf (3) Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học hữu 11 - Nguyễn Minh Tuấn Đáp số: C3H6O2 Ví dụ 9: Phân tích hợp chất hữu thấy: Cứ 2,1 phần khối lượng C lại có 2,8 phần khối lượng O và 0,35 phần khối lượng H Hãy xác định công thức phân tử chất hữu nói trên biết gam chất đó điều kiện tiêu chuẩn chiếm thể tích 373,3 cm3 Đáp số: C2H4O2 Ví dụ : A gồm C, H, O, N có tỉ lệ khối lượng tương ứng là : 1: : và có khối lượng phân tử nhỏ khối lượng phân tử benzen Tìm công thức phân tử A, biết A là loại phân đạm Đáp số: CH4ON2 Ví dụ : A là loại phân đạm chứa 46,67% nitơ; 6,66% hiđro còn lại là cacbon và oxi Đốt cháy 1,8 gam A ta thu 923 ml CO2 27oC và 608 mm Hg Tìm công thức phân tử A, biết MA < 120 Đáp số: CH4ON2 Ví dụ : Đốt cháy hoàn toàn 1,8 gam chất hữu A, thu 1,344 lít CO2 (ở đktc) và 1,08 gam H2O Tìm công thức phân tử các trường hợp sau: a Tỉ khối A so với oxi là 5,625 b Trong phân tử A có nguyên tử oxi c Khối lượng phân tử A < 62 Đáp số:C6H12O6, C3H6O3, CH2O C2H4O2 II LẬP CÔNG THỨC KHI BIẾT KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG ● Cách : Lập CTĐGN, từ đó suy CTPT Phương pháp giải - Bước : Từ giả thiết ta tính nC, nH, nN mC, mH, mN Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho các nguyên tố hợp chất hữu (hchc), suy mO (trong hchc)= mhchc - mC - mH - mN nO (trong hchc) - Bước : Lập tỉ lệ mol các nguyên tố hợp chất hữu : n C : n H : n O : n N (1) - Bước : Biến đổi tỉ lệ trên thành tỉ lệ các số nguyên đơn giản (thường ta lấy các số dãy (1) chia cho số bé dãy đó Nếu dãy số thu chưa phải là dãy số nguyên tối giản thì ta biến đổi tiếp cách nhân với ; ;…), suy công thức đơn giản - Bước : Đặt CTPT = (CTĐGN)n n.MCTĐGN = M (M là KLPT hợp chất hữu cơ) n CTPT hợp chất hữu ► Các ví dụ minh họa ◄ Ví dụ 1: Ma túy đá hay còn gọi là hàng đá, chấm đá là tên gọi chung cho các loại ma túy tổng hợp có chứa chất methamphetamine (Meth) Đốt cháy 14,9 gam Meth thu 22,4 lít CO2, 13,5 gam H2O và 1,12 lít N2 (đktc) Tỉ khối Meth so với H2 < 75 Công thức phân tử Meth là A C20H30N2 B C8H11N3 C C9H11NO D C10H15N (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT Phụ Dực – Thái Bình, năm 2015) Phân tích và hướng dẫn giải + Từ kết phân tích định lượng Meth, ta tính số mol C, H, N thông qua số mol CO2, H2O và N2 bảo toàn nguyên tố Tiếp tục dùng bảo toàn khối lượng để suy khối lượng và số mol O + Lập tỉ lệ mol các nguyên tố để suy công thức đơn giản Sau đó dựa vào thông tin khối lượng mol để suy công thức phân tử Meth n C n CO 1; n H 2n H O 1,5; n N 2n N 0,1; n O 2 n C : n H : n N 1:1,5 : 0,1 10 :15 :1 n CTPT cuûa Meth laø (C10 H15 N)n CTPT cuûa Meth laø C10 H15N M Meth 75.2 150 VƯỢT VŨ MÔN : https://www.facebook.com/V%C6%B0%E1%BB%A3t-V%C5%A9-M%C3%B4n-1026608354050544/?fref=nf (4) Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học hữu 11 - Nguyễn Minh Tuấn Ví dụ 2: Khi đốt cháy hoàn toàn amin đơn chức X, thu 16,80 lít khí CO2, 2,80 lít N2 (các thể tích đo đktc) và 20,25 gam H2O CTPT X là : A C4H9N B C3H7N C C2H7N D C3H9N Phân tích và hướng dẫn giải + Từ kết phân tích định lượng, ta tìm số mol C, H, N Lập tỉ lệ mol các nguyên tố này để suy công thức đơn gian X Mặt khác, dựa vào thông tin X là amin đơn chức ta tìm công thức phân tử X n C n CO 0,75; n H 2n H O 2,25; n N 2n N 0,25 2 n : n : n 0,75 : 2,25 : 0,25 : :1 C H N X là a đơn chức (chứa nguyên tử N), suy : CTPT X là C3H N Ví dụ 3: Oxi hóa hoàn toàn 4,02 gam hợp chất hữu X thu 3,18 gam Na2CO3 và 0,672 lít khí CO2 CTĐGN X là : A CO2Na B CO2Na2 C C3O2Na D C2O2Na Phân tích và hướng dẫn giải + Dựa vào kết phân tích định lượng, ta tìm số mol Na thông qua mol Na2CO3, số mol C thông qua mol Na2CO3 và CO2 Tiếp tục dùng bảo toàn khối lượng để tìm khối lượng và số mol O Từ đó tìm công thức đơn giản X n Na 2n Na CO 0,06; n C n CO n Na CO 0,06; 2 4,02 0,06.12 0,06.23 nO 0,12 16 n C : n O : n Na 0,06 : 0,12 : 0,06 1: :1 CTÑGN cuûa X laø CO Na PS : Ở ví dụ này, không cẩn thận ta tính nhầm số mol C hợp 4,02 gam chất X, vì C không chuyển vào CO2 mà còn chuyển vào Na2CO3 Trên đây là các ví dụ đơn giản Bây ta tiếp tục nghiên cứu ví dụ khó Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn m gam amin X lượng không khí vừa đủ, thu 17,6 gam CO2, 12,6 gam H2O và 69,44 lít N2 (đktc) Giả thiết không khí gồm N2 và O2 đó oxi chiếm 20% thể tích không khí X có công thức là : A C2H5NH2 B C3H7NH2 C CH3NH2 D C4H9NH2 Phân tích và hướng dẫn giải o t Sơ đồ phản ứng : X (C, H, N) (O , N ) CO H O N 0,4 mol khoâng khí 0,7 mol 3,1 mol + Dễ thấy, vấn đề bài tập này là tính lượng N X Muốn ta phải tính lượng N2 không khí Nhưng không thể tính trực tiếp lượng N2 này, vì phải tính gián tiếp thông qua O2 BT O : n O n CO n H O n O 0,75, n N kk 2 2 2 ? 0,4 0,7 GT : n n X 2.(3,1 3) 0,2 4n O N2 kk n C : n H : n N 0,4 :1,4 : 0,2 : :1 X laø C2 H N hay C2 H NH2 Ví dụ 5: Đốt cháy hoàn toàn 1,47 gam chất hữu X (chỉ chứa C, H, O) 1,0976 lít khí O2 (ở đktc) lượng dùng vừa đủ, sau thí nghiệm thu H2O, 2,156 gam CO2 Tìm CTPT X, biết tỉ khối X so với không khí nằm khoảng 3< dX < A C3H4O3 B C3H6O3 C C3H8O3 D C4H10O3 Phân tích và hướng dẫn giải o t Sơ đồ phản ứng : X (C, H, O) O2 CO2 H O 1,47 gam 1,0976 lít 2,156 gam 4VƯỢT VŨ MÔN : https://www.facebook.com/V%C6%B0%E1%BB%A3t-V%C5%A9-M%C3%B4n-1026608354050544/?fref=nf (5) Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học hữu 11 - Nguyễn Minh Tuấn + Để tìm công thức X, ta cần tìm lượng H và O X Vì khối lượng X, O2 và CO2 biết nên dùng bảo toàn khối lượng là tính khối lượng H2O Tiếp đó ta tính mol C và H thông qua mol CO2 và H2O, còn tính mol O X thì có thể dựa vào bảo toàn nguyên tố O bảo toàn khối lượng X Đến đây thì bài tập đã giải m X 32 n O 44 n CO 18n H O 2 2 1,47 n H O 0,049 0,049 0,049 ? n O n CO n H O n n O X 0,049 O X 2 0,049 0,049 ? ? m X 32 n O 44 n CO 18n H O 2 2 n H O 0,049 1,47 0,049 0,049 ? n O X m X m C m H n O X 0,049 16 ? n : n : n 1: :1 CTPT cuûa X laø (CH O)n n C H O * 29.4 M X 29.5 29.4 30n 29.5 (n N ) X laø C3 H O3 Ví dụ 6: Đốt cháy hoàn toàn 1,88 gam chất hữu A (chứa C, H, O) cần 1,904 lít O2 (đktc), thu CO2 và nước theo tỉ lệ thể tích : Hãy xác định công thức phân tử A Biết tỉ khối A so với không khí nhỏ A C8H12O5 B C4H8O2 C C8H12O3 D C6H12O6 Phân tích và hướng dẫn giải o t Sơ đồ phản ứng : A (C, H, O) O2 CO H O 1,88 gam 1,904 lít 4x mol 3x mol + Khối lượng A đã biết, khối lượng O2 chắn tính Mặt khác, lại biết tỉ lệ mol CO2 và H2O nên dùng bảo toàn khối lượng là tính mol CO2, H2O Từ đó tính mol C và H Để tính mol O X ta có thể theo hai hướng đó là dùng bảo toàn nguyên tố O dùng bảo toàn khối lượng X m A 32 n O 44 nCO 18n H O 2 2 x 0,02 1,88 0,085 4x 3x n O n CO n H O n O A n O A 0,05 2 0,085 4x 3x ? m A 32 n O 44 n CO 18 n H O 2 2 x 0,02 1,88 0,085 4x 3x mA mC mH n O A 0,05 16 n O A ? n : n : n :12 : C H O CTPT cuûa A laø C8 H12O M A 7.29 203 ● PS : Đối với bài tập phân tích định lượng O2, đề bài cho biết lượng O2 tham gia phản ứng thì đó là dấu hiệu dùng đến bảo toàn khối lượng bảo toàn nguyên tố O Ví dụ 7: Phân tích x gam chất hữu X, thu a gam CO2 và b gam H2O Biết 3a = 11b và 7x = 3(a + b) Tỉ khối X so với không khí nhỏ CTPT X là : A C3H4O B C3H4O2 C C3H6O D C3H6O2 Phân tích và hướng dẫn giải + Đối với bài tập tổng quát, ta nên chọn lượng chất thích hợp để biến nó thành bài tập cụ thể, thuận lợi cho việc tính toán VƯỢT VŨ MÔN : https://www.facebook.com/V%C6%B0%E1%BB%A3t-V%C5%A9-M%C3%B4n-1026608354050544/?fref=nf (6) Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học hữu 11 - Nguyễn Minh Tuấn Choïn b 18 (Vì M H O 18), suy : a 66; x 36 n C n CO 1,5; n H 2n H O 2; n C : n H : n O : : 2 m X mC m H 1; M X 87 CTPT cuûa X laø C3H O2 (M 72) n 16 O Ở ví dụ trên, ta thấy có điểm chung là việc tính mol CO2 và H2O khá dễ dàng Muốn làm cho việc này trở nên khó khăn hơn, người ta lồng vào đó bài toán CO2 tác dụng với dung dịch kiềm Đối với dạng bài tập này, để tính lượng CO2 và H2O tạo thành từ quá trình phân tích định lượng hợp chất hữu ta cần chú ý điều sau: Khi dẫn khí CO2 và H2O vào dung dịch kiềm thì : + Khối lượng bình tăng = tổng khối lượng CO2 và H2O + Khối lượng dung dịch tăng = tổng khối lượng CO2 và H2O – khối lượng kết tủa CaCO3 BaCO3 + Khối lượng dung dịch giảm = khối lượng kết tủa CaCO3 BaCO3 – tổng khối lượng CO2 và H2O + Sau lọc bỏ kết tủa, nước lọc thu đun nóng thấy có kết tủa cho tác dụng với dung dịch kiềm tạo kết tủa thì chứng tỏ phản ứng đã tạo muối axit Ba(HCO3)2 Ca(HCO3)2 o t Ca(HCO3 )2 CaCO3 CO2 H O Ca(HCO3 )2 NaOH CaCO3 NaHCO3 H O CaCO3 Na2 CO3 2H 2O Ca(HCO3 )2 2NaOH BaCO3 CaCO3 2H O Ca(HCO3 )2 Ba(OH)2 Ví dụ 8: Đốt cháy hoàn toàn hiđrocacbon X thể khí Sản phẩm cháy thu cho hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2, thấy có 10 gam kết tủa xuất và khối lượng bình đựng dung dịch Ca(OH)2 tăng 16,8 gam Lọc bỏ kết tủa, cho nước lọc tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư lại thu kết tủa, tổng khối lượng hai lần kết tủa là 39,7 gam CTPT X là : A C3H8 B C3H6 C C3H4 D C4H10 Phân tích và hướng dẫn giải Sơ đồ phản ứng : CaCO3 0,1 mol CO O2 , t o Cx H y H O Ca(OH)2 Ba(OH) BaCO3 CaCO3 Ca(HCO3 )2 x mol x mol m bình taêng m CO m H O 16,8 x 0,1; n CO2 n keát tuûa 0,3; n H2O 0,2 2 m 10 297x 39,7 nC : n H : 4, CTPT cuûa X laø C3 H keát tuûa Ví dụ 9: Đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu X cần 6,72 lít O2 (đktc) Sản phẩm cháy hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2, thấy có 19,7 gam kết tủa xuất và khối lượng dung dịch giảm 5,5 gam Lọc bỏ kết tủa, đun nóng nước lọc lại thu 9,85 gam kết tủa CTPT X là: A C2H6 B C2H6O C C2H6O2 D C3H6O2 Phân tích và hướng dẫn giải 6VƯỢT VŨ MÔN : https://www.facebook.com/V%C6%B0%E1%BB%A3t-V%C5%A9-M%C3%B4n-1026608354050544/?fref=nf (7) Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học hữu 11 - Nguyễn Minh Tuấn Sơ đồ phản ứng : BaCO3 0,1 mol CO2 0,3 mol O2 , to X (1) H O Ba(OH)2 (2) o t Ba(HCO3 )2 BaCO3 0,05 0,05 mol n CO n BaCO (1) 2n Ba(HCO ) 0,2 n O/ X nO n CO n H O 3 2 2 2 m ? 0,1 0,3 0,2 0,3 44 n 18n m BaCO3 (1) CO2 H2 O giaûm dd 0,2 ? 0,3 5,5 nC : n H : n O : :1 19,7 CTPT cuûa X laø C2 H O Ví dụ tương tự : Ví dụ 10: Đốt cháy hoàn toàn 10 gam chất hữu cơ, thu 33,85 gam CO2 và 6,96 gam H2O Tỉ khối chất hữu so với không khí là 2,69 Xác định công thức phân tử Đáp số : C6H6 Ví dụ 11: Khi đốt cháy hoàn toàn 0,72 gam hỗn hợp chất hữu cơ, thu 1,12 lít CO2 (đktc) và 1,08 gam H2O Tỉ khối chất hữu so với H2 là 36 xác định công thức phân tử chất hữu Đáp số : C5H12 Ví dụ 12: Đốt cháy hoàn toàn 0,9 gam chất hữu có thành phần nguyên tố C, H, O, thu 1,32 gam CO2 và 0,54 gam H2O, khối lượng phân tử chất đó là 180 Xác định công thức phân tử Đáp số : C6H12O6 Ví dụ 13: Khi đốt cháy hoàn toàn 0,295 gam hợp chất X, thu 0,44 gam CO2 và 0,22 gam H2O và 55,8 ml nitơ (ở đktc) Tỉ khối X không khí 2,03 Lập công thức phân tử X Đáp số : C2H5ON Ví dụ 14: Đốt cháy 5,6 lít chất hữu thể khí, thu 16,8 lít CO2 và 13,5 gam nước lít chất hữu đó có khối lượng 1,875 gam Tìm công thức phân tử (các khí đo đktc) Đáp số : C3H6 Ví dụ 15: Đốt cháy 5,8 gam chất A thu 2,65 gam Na2CO3; 2,25 gam H2O và 12,1 gam CO2 Tìm công thức phân tử A, biết A chứa nguyên tử oxi Đáp số : C6H5ONa Ví dụ 16: Đốt cháy hoàn toàn 10,4 gam chất hữu X cho sản phẩm qua bình đựng H2SO4 đặc và bình là Ca(OH)2 dư, thấy bình tăng 3,6 gam và bình có 30 gam kết tủa Xác định công thức phân tử X, biết 0,1 mol X có khối lượng 10,4 gam Đáp số : C3H4O4 Ví dụ 17: Đốt cháy hoàn toàn m gam chất hữu X cần dùng 6,72 lít O2 (đktc) Sản phẩm cháy cho qua bình đựng P2O5, thấy bình tăng 3,6 gam, qua bình nước vôi dư, thấy xuất 20 gam kết tủa trắng a Tính m b Lập công thức phân tử X, biết tỉ khối X nitơ là Đáp số : 2,8 gam; C4H8 Ví dụ 18: Phân tích 1,5 gam chất hữu thu 1,76 gam CO2; 0,9 gam H2O và 112 ml khí nitơ (0oC và atm) Mặt khác, hóa gam chất X thì thu 0,896 lít (đktc) Lập công thức phân tử X Đáp số : C2H5O2N Ví dụ 19: Một chất hữu X chứa (C, H, O) Để đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X cần vừa đủ 0,3 mol O2 Hỗn hợp khí sinh có thể tích 26,88 lít (273oC và atm) và có khối lượng 18,6 gam Thiết lập công thức phân tử X Đáp số : C3H6O3 Ví dụ 20: Hợp chất A chứa 9,09%H và 18,18%N, phần còn lại là cacbon và oxi Khi đốt cháy 3,85 gam A, thu 2,464 lít CO2 27,3oC và 760 mm Hg Tìm công thức phân tử biết khối lượng phân tử A nhỏ 78 VƯỢT VŨ MÔN : https://www.facebook.com/V%C6%B0%E1%BB%A3t-V%C5%A9-M%C3%B4n-1026608354050544/?fref=nf (8) Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học hữu 11 - Nguyễn Minh Tuấn Đáp số : C2H7O2N Ví dụ 21: Khi đốt cháy 18 gam chất hữu phải dùng 16,8 lít oxi (đo đktc) và thu khí CO2 và nước với tỉ lệ thể tích là VCO : VH O : Tỉ khối chất hữu đó hidro là 36 Tìm công thức phân tử 2 Đáp số : C3H4O2 Ví dụ 22: Đốt cháy hoàn toàn 5,28 gam X cần vừa đủ 9,408 lít O2 (ở đktc) thu CO2 và H2O theo tỉ lệ khối lượng là m CO : m H O 11: Biết MX < 150 Xác định CTPT X 2 Đáp số : C9H8O Ví dụ 23: Đốt cháy hoàn toàn 4,6 gam chất hữu X, thu khí CO2 và 3,6 gam nước Dẫn khí CO2 sinh vào dung dịch nước vôi thì gam kết tủa, nhỏ tiếp vào dung dịch này dung dịch NaOH dư thì thu thêm 3,5 gam kết tủa Tìm công thức phân tử X Đáp số : C3H8O3 Ví dụ 24: Oxi hóa hoàn toàn 18 gam chất hữu X chứa (C, H, O), sản phẩm sinh qua 132 gam dung dịch H2SO4 98% và bình đựng dung dịch Ba(OH)2 Sau thí nghiệm dung dịch H2SO4 còn lại 90,59%, dung dịch Ba(OH)2 tạo 78,8 gam kết tủa và dung dịch còn lại nung nóng thêm 19,7 gam kết tủa a Tính phần trăm khối lượng các nguyên tố b Tìm công thức phân tử X, biết 4,5 gam X hóa có thể tích thể tích 1,6 gam oxi đo cùng điều kiện Đáp số : 40% C; 6,67% H; 53,34% O; C3H6O3 Ví dụ 25: Đốt cháy hoàn toàn 3,61 gam chất hữu X, thu hỗn hợp khí gồm CO2, H2O và HCl Dẫn hỗn hợp này qua bình chứa dung dịch AgNO3/HNO3 nhiệt độ thấp thấy có 2,87 gam kết tủa và bình chứa tăng 2,17 gam Cho biết có H2O và HCl bị hấp thụ Dẫn khí thoát vào 100 ml dung dịch Ba(OH)2 1M thu 15,76 gam kết tủa Y, lọc bỏ Y, lấy dung dịch đem sôi lại có kết tủa a Tính khối lượng các nguyên tố hợp chất b Lập công thức phân tử X, biết khối lượng phân tử X < 200 Đáp số : C6H9O4Cl ● Cách : Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Phương pháp giải - Bước : Từ giả thiết ta có thể xác định thành phần nguyên tố hợp chất, riêng nguyên tố oxi có trường hợp ta không thể xác định chính xác hợp chất cần tìm có oxi hay không, trường hợp ta giả sử là hợp chất có oxi - Bước : Đặt công thức phân tử hợp chất là CxHyOzNt Lập sơ đồ chuyển hóa : CxHyOzNt + O2 CO2 + H2O + N2 - Bước : Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố để tìm số nguyên tử C, H, O, N… hợp chất, suy công thức hợp chất CxHyOzNt n C(C x H y Oz N t ) n C(CO2 ) x y n n H (C x H y Oz N t ) H(H 2O) n N(Cx Hy Oz Nt ) n N ( N2 ) z n t O(C x H y Oz N t ) n O(O2 ) n O(CO2 ) n O (H2 O) ●Lưu ý : - Nếu không tính z hệ trên thì ta tính z công thức: z M 12x y 14t 16 (M là khối lượng phân tử hợp chất hữu cơ) - Để đặt công thức phân tử hợp chất thì điều quan trọng là ta phải xác định thành phần nguyên tố hợp chất đó vì các hợp chất khác có thành phần nguyên tố khác ► Các ví dụ minh họa ◄ 8VƯỢT VŨ MÔN : https://www.facebook.com/V%C6%B0%E1%BB%A3t-V%C5%A9-M%C3%B4n-1026608354050544/?fref=nf (9) Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học hữu 11 - Nguyễn Minh Tuấn Ví dụ 1: Khi đốt lít khí X cần lít O2, thu lít CO2 và lít H2O (các thể tích khí đo cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất) CTPT X là : A C4H10O B C4H8O2 C C4H10O2 D C3H8O Phân tích và hướng dẫn giải + Đối với các chất khí và (ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất) thì tỉ lệ thể tích tỉ lệ số mol, vì ta có thể áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố theo thể tích các chất + Đề bài đã cho biết thể tích X, CO2 và H2O nên áp dụng bảo toàn nguyên tố là tìm số nguyên tử C và H Nhưng còn số nguyên tử O thì sao? + Ta lại nhớ đến lưu ý : Đối với bài tập phân tích định lượng O2, đề bài cho biết lượng O2 tham gia phản ứng thì đó là dấu hiệu dùng đến bảo toàn khối lượng bảo toàn nguyên tố O Ở ví dụ này lượng chất cho dạng thể tích nên ta áp dụng bảo toàn nguyên tố để tìm số nguyên tử O Gọi công thức X là Cx H y O z , ta có : o t Cx H y O z O CO2 H O lít : Áp dụng bảo toàn nguyên tố C, H, O ta có : x x y 10 CTPT cuûa X laø C4 H10 O y 5.2 10 z 2.6 2.4 z Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 20 ml hợp chất hữu X (chỉ gồm C, H, O) cần vừa đủ 130 ml khí O2, thu 200 ml hỗn hợp Y gồm khí và Dẫn Y qua dung dịch H2SO4 đặc (dư), còn lại 100 ml khí Z Biết các thể tích khí và đo cùng điều kiện Công thức phân tử X là A C4H8O2 B C5H10O2 C C4H8O D C5H10O (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT Nguyễn Khuyến – TP.HCM, năm 2015) Phân tích và hướng dẫn giải o H SO ñaëc t Sơ đồ phản ứng : X (C, H, O) O (CO , H O) CO 20 ml 130 ml 200 ml 100 ml Từ sơ đồ suy VH O 100 ml, thì ta giải ví dụ trên Gọi công thức X là Cx H y Oz , ta có : o t Cx H y O z O CO2 H O ml : 20 130 100 100 Áp dụng bảo toàn nguyên tố C, H, O ta có : 20x 100 x y 10 CTPT cuûa X laø C5 H10 O2 20y 2.100 20z 2.130 2.100 100 z Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn 10 ml este X cần dùng hết 45 ml O2, thu VCO : VH O : Ngưng tụ sản 2 phẩm cháy thấy thể tích giảm 30 ml Các thể tích đo cùng điều kiện Công thức este đó là : A C8H6O4 B C4H6O2 C C4H8O2 D C4H6O4 Phân tích và hướng dẫn giải + Thể tích còn lại sau ngưng tụ nước là CO2 Mặt khác, tỉ lệ thể tích CO2 và H2O đã biết nên ta tính thể tích H2O Từ đó tiếp tục làm các ví dụ trên để tìm kết VƯỢT VŨ MÔN : https://www.facebook.com/V%C6%B0%E1%BB%A3t-V%C5%A9-M%C3%B4n-1026608354050544/?fref=nf (10) Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học hữu 11 - Nguyễn Minh Tuấn VH O Vgiaûm 30 VH O 30 V : V : CO2 H2O VCO2 40 Gọi công thức X là Cx H y Oz , ta có : o t Cx H y O z O CO2 H O ml : 10 45 40 30 Áp dụng bảo toàn nguyên tố C, H, O ta có : x 10x 40 y CTPT cuûa X laø C4 H O2 10y 2.30 10z 2.45 2.40 30 z Ví dụ 4: Đốt cháy lít hiđrocacbon với thể tích không khí (lượng dư) Hỗn hợp khí thu sau H2O ngưng tụ có thể tích là 18,5 lít, cho qua dung dịch KOH dư còn 16,5 lít, cho hỗn hợp khí qua ống đựng photpho dư thì còn lại 16 lít Xác định CTPT hợp chất trên biết các thể tích khí đo cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất và O2 chiếm 1/5 không khí, còn lại là N2 A C2H6 B C2H4 C C3H8 D C2H2 Phân tích và hướng dẫn giải + Khí bị giữ lại dung dịch KOH là CO2, khí bị giữ lại qua ống đựng P là O2 dư Sơ đồ phản ứng : CO2 H2O CO2 KOH dö O2 P dö Cx H y H O N2 o t N O2 , N 16 lít lít O , N 2 16,5 lít 18,5 lít (O2 , N2 ) dö VCO lít; VO dö 0,5 lít 2 VO pö 3,5 lít Từ sơ đồ phản ứng, suy : V 16 lí lít t; V N2 O2 ban đầu Ta coù: Cx H y O2 CO2 H O lít : 3,5 a x x y 2a a Cx H y laø C2 H 3,5.2 2.2 a y Ví dụ tương tự : Ví dụ 5: Khi đốt lít khí A, cần lít O2, thu lít CO2 và lít nước Xác định công thức phân tử (các khí đo đktc) Đáp số : C3H8 Ví dụ 6: Đốt cháy hoàn toàn 100 ml chất A cần 250 ml oxi, tạo 200 ml CO2 và 200 ml nước (các khí đo cùng điều kiện) Tìm công thức phân tử A Đáp số : C2H4O Ví dụ 7: Khi đốt cháy lít hiđrocacbon cần lít O2 và sinh lít CO2 Xác định công thức phân tử hiđrocacbon Biết các khí đo cùng điều kiện Đáp số : C4H8 Ví dụ 8: Đốt cháy lít chất hữu X cần 9,5 lít O2, thu lít CO2, lít H2O và lít N2 (Các khí đo cùng điều kiện nhiệt độ áp suất) Tìm công thức phân tử X Đáp số : C3H7N Ví dụ 9: Trộn 200 ml hợp chất hữu A (C, H, O) với 1000 ml oxi lấy dư đốt Sau phản ứng thu hỗn hợp khí có thể tích 1600 ml, cho nước ngưng tụ hỗn hợp khí còn lại có thể tích 800 ml và sau qua dung dịch NaOH dư còn lại 200 ml Các thể tích khí đo cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất Xác định công thức phân tử A VƯỢT VŨ MÔN : https://www.facebook.com/V%C6%B0%E1%BB%A3t-V%C5%A9-M%C3%B4n-1026608354050544/?fref=nf 10 (11) Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học hữu 11 - Nguyễn Minh Tuấn Đáp số : C3H8O2 Ví dụ 10: Đốt 200 cm chất hữu chứa C, H, O 900 cm oxi Thể tích khí thu sau phản ứng là 1,3 lít sau đó cho nước ngưng tụ còn 700 cm3 khí và sau đó cho lội qua dung dịch NaOH dư còn 100 cm3 khí Các khí đo cùng điều kiện Xác định công thức phân tử chất hữu Đáp số : C3H6O Ví dụ 11: Đốt cháy 10 ml chất hữu A với 50 ml O2 Hỗn hợp khí thu sau thí nghiệm gồm CO2, N2, nước và O2 dư có thể tích 80 ml, dẫn qua CaCl2 khan thì giảm nửa, dẫn tiếp qua KOH dư thì còn lại 20 ml hỗn hợp khí mà cho phản ứng với hồ quang điện thì còn lại khí Các khí đo cùng điều kiện Xác định CTPT A Đáp số : C2H8N2 Ví dụ 12: Cho 0,5 lít hỗn hợp gồm hiđrocacbon và khí cacbonic vào 2,5 lít oxi (lấy dư) đốt Thể tích hỗn hợp thu sau đốt là 3,4 lít Cho hỗn hợp qua thiết bị làm lạnh, thể tích hỗn hợp khí còn lại 1,8 lít và cho lội qua dung dịch KOH còn 0,5 lít khí Thể tích các khí đo cùng điều kiện Xác định tên gọi hiđrocacbon Đáp số : Propan III LẬP CÔNG THỨC CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ DỰA VÀO SỰ THAY ĐỔI ÁP SUẤT 3 Phương pháp giải - Bước : Đặt công thức phân tử hợp chất hữu Chọn lượng chất hữu phản ứng (nếu đề bài chưa cho biết, thường chọn số mol hợp chất hữu là mol), suy lượng O2 cần cho phản ứng đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu (dựa vào phản ứng) - Bước : Viết phương trình phản ứng cháy Căn vào phương trình phản ứng suy số mol các chất đã phản ứng; số mol chất dư và số mol sản phẩm tạo thành - Bước : Tính tổng số mol khí trước và sau phản ứng Lập biểu thức liên quan số mol khí và áp suất, nhiệt độ bình chứa để phương trình liên quan đến số nguyên tử các nguyên tố hợp chất Từ đó tìm số nguyên tử các nguyên tố, suy công thức phân tử ● Lưu ý : Mối quan hệ số mol khí và áp suất, nhiệt độ thực phản ứng bình kín có thể tích không đổi : n1 p1V pV n pT ; n2 RT1 RT2 n p2 T1 Nếu T2=T1 thì ta có : n1 p1 n p2 ► Các ví dụ minh họa ◄ Ví dụ 1: Trong bình kín chứa chất hữu X (có dạng CnH2nO2) mạch hở và O2 (số mol O2 gấp đôi số mol cần cho phản ứng cháy) 139,9oC, áp suất bình là 0,8 atm Đốt cháy hoàn toàn X sau đó đưa nhiệt độ ban đầu, áp suất bình lúc này là 0,95 atm X có công thức phân tử là : A C2H4O2 B CH2O2 C C4H8O2 D C3H6O2 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2007) Phân tích và hướng dẫn giải + Để tìm công thức X, ta có hướng tư là tìm khối lượng mol số nguyên tử C nó Tuy nhiên, trường hợp này thì việc tìm khối lượng mol là không khả thi (do không biết khối lượng X tham gia phản ứng) nên ta lựa chọn hướng còn lại + Áp suất trước và sau xảy phản ứng không nhau, nguyên nhân là thay đổi số mol các chất trước và sau phản ứng Mặt khác, số mol khí trước và sau phản ứng lại liên quan đến số nguyên tử C X Do đó ta cần tìm số mol các chất trước và sau phản ứng theo số C, sử dụng biểu thức liên hệ số mol và áp suất khí là tìm kết + Để đơn giản cho việc tính toán ta chọn số mol A là mol thì từ giả thiết và phương trình phản ứng ta thấy số mol O2 đem phản ứng là (3n – 2) Phương trình phản ứng : VƯỢT VŨ MÔN : https://www.facebook.com/V%C6%B0%E1%BB%A3t-V%C5%A9-M%C3%B4n-1026608354050544/?fref=nf 11 (12) Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học hữu 11 - Nguyễn Minh Tuấn 3n to O2 nCO2 nH2 O 3n Cn H2n O2 bñ (mol) : 3n n n 3n n n spö (mol) : Ở 140oC, nước thể và gây áp suất lên bình chứa pö (mol) : Tổng số mol khí trước phản ứng : n1 (3n 2) (3n 1) mol 3n n n (3,5n 1)mol Do nhiệt độ trước và sau phản ứng không đổi nên : Tổng số mol khí sau phản ứng : n2 n1 n2 p1 p2 3n 0,8 n A laø C3 H6 O2 3,5n 0,95 Ví dụ 2: Trộn hiđrocacbon X với lượng O2 vừa đủ để đốt cháy hết X, hỗn hợp A 0oC và áp suất P1 Đốt cháy hoàn toàn X, thu hỗn hợp sản phẩm B 218,4oC có áp suất P2 gấp lần áp suất P1 Công thức phân tử X là : A C4H10 B C2H6 C C3H6 D C3H8 Phân tích và hướng dẫn giải Để đơn giản cho việc tính toán ta chọn số mol X (CxHy) là mol thì từ giả thiết và phương trình phản ứng y ta thấy số mol O2 đem phản ứng là (x ) Phương trình phản ứng : y y to Cx H y (x )O xCO2 H2 O y bñ (mol) : (x ) y y pö (mol) : (x ) x y spö (mol) : 0 x o Ở 218,4 C nước thể và gây áp suất lên bình chứa (1) y Tổng số mol khí trước phản ứng : n1 [1 (x )] mol y Tổng số mol khí sau phản ứng : n2 (x ) mol Do nhiệt độ trước và sau phản ứng thay đổi đổi nên : n1 n2 p1T2 p2 T1 p1 (218,4 273) 2p1.273 1 x 0,9 x y y 0,9 x 0,2y 0,1x A laø C2 H6 y Ví dụ tương tự : Ví dụ 3: X mạch hở có công thức C3Hy Một bình có dung tích không đổi chứa hỗn hợp khí X và O2 dư 150oC, có áp suất 2atm Bật tia lửa điện để đốt cháy X sau đó đưa bình 150oC, áp suất bình là 2atm Xác định khối lượng phân tử X VƯỢT VŨ MÔN : https://www.facebook.com/V%C6%B0%E1%BB%A3t-V%C5%A9-M%C3%B4n-1026608354050544/?fref=nf 12 (13) Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học hữu 11 - Nguyễn Minh Tuấn Đáp số : 40 Ví dụ 4: Nạp hỗn hợp khí có 20% thể tích ankan A (CnH2n+2) và 80% thể tích O2 (dư) vào khí nhiên kế Sau cho nổ cho nước ngưng tụ nhiệt độ ban đầu thì áp suất khí nhiên kế giảm lần Xác định công thức phân tử ankan A Đáp số : C2H6 Ví dụ 5: Trong bình kín dung tích không đổi là V lít chứa chất hữu X mạch hở và O2 139,9oC Áp suất bình là 2,71 atm (thể tích O2 gấp đôi thể tích cần cho phản ứng cháy) Đốt cháy hoàn toàn X lúc đó nhiệt độ bình là 819oK và áp suất là 6,38 atm Biết phân tử X có dạng CnH2nO2 Xác định công thức phân tử X Đáp số : C3H6O2 IV Biện luận tìm công thức hợp chất hữu Có số bài tập đã khai thác hết các giả thiết không tìm số nguyên tử các nguyên tố hợp chất Trong trường hợp ta phải biện luận để tìm số nguyên tử các nguyên tố Phương pháp thường sử dụng là khai thác độ bất bão hòa hợp chất chọn nghiệm nguyên phương trình có chứa hai ba ẩn số Biện luận dựa vào công thức đơn giản Phương pháp giải - Bước : Đặt công thức phân tử hợp chất hữu là : (CTĐGN)n (với n N* ) - Bước : Tính độ bất bão hòa ( k ) phân tử (chỉ áp dụng cho hợp chất có chứa liên kết cộng hóa trị, không áp dụng cho hợp chất có liên kết ion) + Đối với phân tử thì k và k N + Đối với các hợp chất có nhóm chức chứa liên kết nhóm –CHO, –COOH, … thì k số liên kết nhóm chức (vì gốc hiđrocacbon có thể chứa liên kết ) - Bước : Dựa vào biểu thức k để chọn giá trị n (n thường là 2), từ đó suy CTPT hợp chất hữu ● Lưu ý : Giả sử hợp chất hữu có công thức phân tử là CxHyOzNt thì tổng số liên kết và vòng phân tử gọi là độ bất bão hòa phân tử đó Công thức tính độ bất bão hòa : k x(4 2) y(1 2) z(2 2) t (3 2) 2 x y t (k và k N ) 2 ► Các ví dụ minh họa ◄ Ví dụ 1: Hợp chất X có CTĐGN là CH3O CTPT nào sau đây ứng với X ? A C3H9O3 B C2H6O2 C CH3O D C2H6O2 CH3O Phân tích và hướng dẫn giải CTPT cuûa X laø (CH3O)n Cn H 3n O n n 1; k 0,5 (loại) 2n0 2n 3n (k N) n 2; k kX Vaäy CTPT cuûa X laø C2 H O2 Ví dụ 2: Hợp chất X có CTĐGN là C4H9ClO CTPT nào sau đây ứng với X ? A C4H9ClO B C8H18Cl2O2 C C12H27Cl3O3 D C4H9ClO C8H18Cl2O2 Phân tích và hướng dẫn giải CTPT cuûa X laø (C4 H ClO)n C4n H 9n Cl n O n n n 8n 9n n (k N) kX Vaäy CTPT cuûa X laø C4 H 9ClO VƯỢT VŨ MÔN : https://www.facebook.com/V%C6%B0%E1%BB%A3t-V%C5%A9-M%C3%B4n-1026608354050544/?fref=nf 13 (14) Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học hữu 11 - Nguyễn Minh Tuấn Ví dụ 3: Axit cacboxylic X có công thức đơn giản là C3H4O3 X có công thức phân tử là : A C3H4O3 B C6H8O6 C C18H24O18 D C12H16O12 Phân tích và hướng dẫn giải CTPT cuûa X laø (C3H O3 )n C3n H4n O3n n 1; k 1,5 (loại) n2 6n 4n 3n (k N) n 2; k (thoûa maõn) k X 2 Vaäy CTPT cuûa X laø C6 H8O6 3n vì chức axit –COOH có nguyên tử O có liên kết Vậy phân tử axit có 3n nguyên tử O thì 3n có số liên kết là Mặt khác, gốc hiđrocacbon phân tử axit có thể có chứa liên kết ● PS : k Ví dụ 4: Một hợp chất hữu Z có % khối lượng C, H, Cl là : 14,28%; 1,19%; 84,53% Số đồng phân Z là : A B C D Phân tích và hướng dẫn giải 14,28 84,53 CTPT cuûa Z laø (CHCl2 )n 1:1: :1,19 : n Cl : n H : n Cl 12 35,5 n2 (k N) CTÑGN cuûa Z laø CHCl kZ n 2; Z laø C2 H Cl4 Z có đồng phân là CHCl2 CHCl2 ; CCl3 CH Cl Ví dụ 5: Đốt cháy hoàn toàn m gam ancol X, sản phẩm thu cho qua bình đựng dung dịch nước vôi dư thấy khối lượng bình tăng thêm p gam và có t gam kết tủa Biết p 0,71t; 1,02t m p Công thức X là : A C2H5OH B C3H5(OH)3 C C2H4(OH)2 D C3H5OH Phân tích và hướng dẫn giải n H O 1,5 p 71 n C nCO2 Choïn t 100 m 31 44nCO2 18n H2O 71 nO/ X CTPT cuûa X laø (CH3O)n n C : nH : nO 1: :1 n n2 (k N) X laø C2 H6O2 CTÑGN cuûa X laø CH3O k X Ví dụ 6: Đốt cháy hoàn toàn 13,4 gam hợp chất hữu X không khí vừa đủ (chứa 80% N2 và 20% O2 thể tích), thu 22 gam CO2, 12,6 gam H2O và 69,44 lít N2 (đktc) Xác định công thức phân tử X biết X có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản A C5H14N2 B C5H14O2N C C5H14ON2 D C5H14O2N2 (Đề thi thử Đại học lần – THPT Quỳnh Lưu – Nghệ An, năm học 2010 – 2011) Phân tích và hướng dẫn giải VƯỢT VŨ MÔN : https://www.facebook.com/V%C6%B0%E1%BB%A3t-V%C5%A9-M%C3%B4n-1026608354050544/?fref=nf 14 (15) Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học hữu 11 - Nguyễn Minh Tuấn to hchc X ( O N ) CO H O N 2 13,4 gam x mol 4x mol 0,5 mol 0,7 mol 3,1 mol x ,075 13,4 32x 28.4x 22 12,6 3,1.28 n N X 2.(3,1 0,75.4) 0,2 13,4 0,5.12 0,7.2 0,2.14 0,2 n O X 16 X coù: n C : n H : n O : n N 0,5 :1,4 : 0,2 : 0,2 :14 : : CTPT X trùng với CTĐGN là C5 H14 O2 N Ví dụ 7: Đốt cháy hoàn toàn 4,3 gam chất hữu X thu hỗn hợp khí CO2, H2O, HCl Dẫn hỗn hợp này vào bình đựng dung dịch AgNO3 dư, thu 5,74 gam kết tủa và khối lượng bình dung dịch AgNO3 tăng thêm 2,54 gam Khí thoát khỏi bình dung dịch AgNO3 dẫn vào lít dung dịch Ca(OH)2 0,02M (TN1) thấy xuất kết tủa, lọc tách kết tủa, dung dịch còn lại cho tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư (TN2) lại thấy xuất thêm kết tủa, tổng khối lượng kết tủa thí nghiệm là 13,94 gam Biết Mx < 230 gam/mol Số nguyên tử O phân tử X là A B C D (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT Can Lộc – Hà Tĩnh, năm 2015) Phân tích và hướng dẫn giải Sơ đồ phản ứng : AgCl CO2 X H2 O (1) HCl O2, t o AgNO3 (2) CaCO3 CO2 Ca(OH)2 (3) BaCO3 Ba(OH)2 Ca(HCO3 )2 (4) CaCO3 n HCl n AgCl 0,04 n H O 0,06; n Cl/ X n HCl 0,04 36,5n HCl 18nH2O m dd AgNO3 taêng 2,54 n H/ X n HCl 2n H2O 0,16 x 0,02; y 0,08 n BaCO3 (4) n CaCO3 (4) x x y 0,1 (BT Ca) 100(x y) 197x 13,94 n CO2 x y 0,12 n CaCO3 (3) y 4,3 (0,04.35,5 0,16 0,12.12) 0,08 n O/ X 16 n C : n H : n O : n Cl 0,12 : 0,16 : 0,08 : 0,04 : : :1 CTPT cuûa X laø (C3 H O Cl)n n 1, k 1,5 (loại) X có nguyên tử O n 1, k (TM) M X 230 gam / mol Ví dụ tương tự : Ví dụ 8: Biện luận xác định CTPT (C2H5)n Đáp số : C4H10 Ví dụ 9: Biện luận xác định CTPT (CH2Cl)n Đáp số : C2H4Cl2 Ví dụ 10: Biện luận xác định CTPT (C4H5)n, biết nó thuộc dãy đồng đẳng benzen Đáp số : C8H10 Ví dụ 11: Một ancol (rượu) no có công thức là (C2H5O)n Biện luận để xác định CTPT rượu đó Đáp số : C4H10O2 VƯỢT VŨ MÔN : https://www.facebook.com/V%C6%B0%E1%BB%A3t-V%C5%A9-M%C3%B4n-1026608354050544/?fref=nf 15 (16) Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học hữu 11 - Nguyễn Minh Tuấn Ví dụ 12: CTĐGN anđehit no, đa chức, mạch hở X là C2H3O Xác định CTPT X Đáp số : C4H6O2 Ví dụ 13: Axit cacboxylic X có công thức đơn giản là C3H4O3 Xác định CTPT X Đáp số : C6H8O6 Biện luận dựa vào khối lượng mol và thành phần nguyên tố Phương pháp giải - Bước : Căn vào giả thiết để suy thành phần nguyên tố hợp chất hữu Đặt CTPT hợp chất hữu là : CxHy, CxHyOz, CxHyOzNt,… - Bước : Lập phương trình theo khối lượng mol hợp chất : 12x + y +16z + … = M (M là khối lượng mol) phương trình khác có liên quan đến số nguyên tử các nguyên tố hợp chất hữu - Bước : Biện luận để chọn nghiệm x, y, z,… Đối với hợp chất CxHy, CxHyOz thì vào điều kiện k ta suy y 2x + ; hợp chất CxHyNt thì y 2x + t + ► Các ví dụ minh họa ◄ Ví dụ 1: Hiđrocacbon A có tỉ khối so với He 14 CTPT A là : A C4H10 B C4H6 C C4H4 D C4H8 Phân tích và hướng dẫn giải Cách 1: Biện luận dựa vào M và k (độ bất bão hòa) M A (C H ) 14.4 56 x y 12x y 56 x A laø C4 H 2x y y 2x y 0 kA Cách : Dựa vào M và đáp án M A 56 A laø C4 H8 Ví dụ 2: Một hợp chất hữu X có tỉ khối so với không khí bằng Đốt cháy hoàn toàn A khí O2 thu CO2 và H2O Có bao nhiêu công thức phân tử phù hợp với X ? A B C D Hướng dẫn giải o t X O CO2 H O X laø Cx H y ; 12x y 58 X laø Cx H y Oz ; 12x y 16z 58 M X 29.2 58 Neáu 12x y 58 x 4; y 10 A laø C4 H10 58 12 2,75 16 z 12x y 42 x 3; y X laø C3 H O Neáu 12x y 16z 58 thì z z 12x y 26 x 2; y X laø C2 H O2 Vậy có công thức phù hợp với X Ví dụ 3: Thành phần % khối lượng nitơ hợp chất hữu CxHyN là 23,73% Số đồng phân amin bậc thỏa mãn các kiện trên là : A B C D (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2011) Phân tích và hướng dẫn giải Theo giả thiết, ta có : %N x 14 23,73% 12x y 45 Cx H y N laø C3 H9 N 12x y 14 y VƯỢT VŨ MÔN : https://www.facebook.com/V%C6%B0%E1%BB%A3t-V%C5%A9-M%C3%B4n-1026608354050544/?fref=nf 16 (17) Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học hữu 11 - Nguyễn Minh Tuấn C3H9N có đồng phân amin bậc : ● Cách : Viết cụ thể đồng phân CH3 CH CH2 CH3 CH2 CH3 NH2 NH2 ● Cách : Viết định hướng nhanh tổng số đồng phân N C C C Ví dụ 4: Amin X có phân tử khối nhỏ 80 Trong phân tử X nitơ chiếm 19,18% khối lượng Số đồng phân cấu tạo X là : A B C D 10 Phân tích và hướng dẫn giải Đặt công thức X là Cx H y N t Theo giả thiết, suy : x 14t 19,18 12x y 59t y 11 X laø C4 H11N 12x y 100 19,18 t Số đồng phân cấu tạo X là ● Cách : Viết cụ thể đồng phân : CH3 CH2 CH2 CH2 NH2 CH3 CH2 CH3 CH NH2 CH3 CH2 CH NH2 CH3 CH3 C CH3 NH2 CH3 CH3 NH CH3 CH2 CH CH3 CH2 NH CH3 CH3 CH3 NH CH2 N CH2 CH2 CH3 CH3 CH3 CH3 ● Cách : Viết định hướng nhanh Bậc và bậc : C C C C N C C C C Bậc : VƯỢT VŨ MÔN : https://www.facebook.com/V%C6%B0%E1%BB%A3t-V%C5%A9-M%C3%B4n-1026608354050544/?fref=nf 17 (18) Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học hữu 11 - Nguyễn Minh Tuấn CH3 N CH2 CH3 CH3 Ví dụ 5: Một hợp chất hữu A gồm C, H, O có 50% oxi khối lượng Công thức phân tử A là : A CH2O2 B CH4O C CH2O D C3H4O Phân tích và hướng dẫn giải Đặt công thức A là Cx H y Oz Theo giả thiết , ta có : x 16z 50% 12x y 16z y A laø CH O 12x y 16z z Vậy CTPT A là CH4O Ví dụ 6: Đốt cháy hoàn toàn mol chất X cần 5,5 mol O2, thu CO2 và nước với tổng số mol CTPT X là : A C4H10O B C4H10O2 C C4H10O3 D C4H10 Phân tích và hướng dẫn giải Phương trình phản ứng : y z y to Cx H y Oz x O xCO2 H O 2 y x mol : 5,5 Theo giaû thieát, ta coù: x x y z 5,5 x y 10 X laø C4 H10 O y z 9 Ví dụ tương tự : Ví dụ 7: A chứa C, H, O có %O = 43,24 Tìm công thức phân tử A trường hợp : a MA < 140 đvC b Khối lượng oxi có mol A bé khối lượng nitơ 150 gam muối amoni nitrat Đáp số : C3H6O2 Ví dụ 8: Đốt cháy hoàn toàn mol X (chứa C, H, O và có nguyên tử O) cần vừa đủ 4,5 mol O2 Xác định CTPT X Đáp số : C3H8O C4H4O Ví dụ 9: Đốt cháy hoàn toàn a mol HCHC X (chứa C, H, O và có nguyên tử O) cần vừa đủ 2,5a mol O2 Xác định CTPT X Đáp số : C2H4O Ví dụ 10: Một hợp chất hữu Y đốt cháy thu CO2 và H2O có số mol và lượng oxi cần dùng lần số mol Y Công thức phân tử Y là : Đáp số : C3H6O Ví dụ 11: Khi đốt cháy hoàn toàn 15 miligam chất A thu khí CO2 và nước, tổng thể tích chúng quy điều kiện tiêu chuẩn là 22,4 mililít Xác định công thức đơn giản A Đáp số : CH2O VƯỢT VŨ MÔN : https://www.facebook.com/V%C6%B0%E1%BB%A3t-V%C5%A9-M%C3%B4n-1026608354050544/?fref=nf 18 (19) Phát triển tư sáng tạo giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học hữu 11 - Nguyễn Minh Tuấn Ví dụ 12: Đốt cháy hoàn toàn 0,01 mol chất hữu X cần vừa đủ 0,616 lít O2 Sau thí nghiệm thu hỗn hợp sản phẩm Y gồm : CO2, N2 và H2O Làm lạnh để ngưng tụ H2O còn 0,56 lít hỗn hợp khí Z (có tỉ khối với H2 là 20,4) Biết thể tích các khí đo đktc Xác định công thức phân tử X Đáp số : C2H5ON C2H7O2N VƯỢT VŨ MÔN : https://www.facebook.com/V%C6%B0%E1%BB%A3t-V%C5%A9-M%C3%B4n-1026608354050544/?fref=nf 19 (20)