Các bài tập hóa liên quan hợp chất hữu cơ năm 2024

Muốn học về chất hữu cơ, trước tiên cần nắm được cấu tạo hoá học hợp chất hữu cơ đó. Cấu tạo hoá học sẽ giúp cho chúng ta nắm được cách liên kết, thứ tự liên kết của những chất đó. Điều này vô cùng quan trọng, bởi vậy VUIHOC đã tổng hợp tất cả lý thuyết cùng với bộ bài tập vô cùng hữu ích qua bài viết dưới đây để giúp các em ôn tập được phần kiến thức này.

1. Thuyết cấu tạo hóa học

Vào năm 1861, nhà hoá học Butlerov (Bút-lê-rốp) đã đề ra khái niệm về cấu tạo hoá học cùng với thuyết cấu tạo hoá học bao gồm những luận điểm chính cần nhớ như sau:

Thứ nhất: Trong một phân tử hợp chất hữu cơ, các nguyên tử sẽ liên kết với nhau theo đúng hóa trị cũng như theo đúng một thứ tự nhất định. Thứ tự liên kết ấy được gọi là cấu tạo hóa học. Sự thay đổi liên kết ấy cũng sẽ tạo ra chất hoá học mới.

Ví dụ: Đimetyl ete và ancol etylic đều có công thức phân tử là C2H6O nhưng chúng lại có tính chất vật lý và hoá học hoàn toàn khác nhau vì chúng có hai công thức cấu tạo khác nhau (thứ tự liên kết giữa nguyên tử khác nhau) ứng với 2 hợp chất như sau:

CH3−O−CH3: đimetyl ete, chất khí, nhiệt độ sôi là -24,9oC, ít tan trong nước, không tác dụng với Na.

CH3−CH2−OH: ancol etylic, chất lỏng, nhiệt độ sôi là 78,3oC, tan vô hạn trong nước, tác dụng với Na giải phóng hidro.

Thứ hai: Trong phân tử hợp chất hữu cơ, Cacbon có hóa trị là 4. Nguyên tử Cacbon không chỉ liên kết được với nguyên tử của nguyên tố khác mà còn có thể liên kết với nhau hình thành nên mạch cacbon: mạch hở (mạch hở không nhánh hoặc mạch hở có nhánh) hoặc có thể là mạch vòng (mạch vòng không nhánh hoặc mạch vòng có nhánh)

Thứ ba: Tính chất của những chất phụ thuộc dựa trên thành phần phân tử (loại nguyên tố và số lượng nguyên tử) và cấu tạo hóa học (trật tự liên kết giữa những nguyên tử với nhau)

Ví dụ:

- Phụ thuộc vào thành phần phân tử: CH4 là chất khí rất dễ cháy, CCl4 là một chất lỏng không cháy; CH3Cl là một chất khí không có vai trò gây mê, còn CHCl3 là một chất lỏng có vai trò gây mê.

- Phụ thuộc vào cấu tạo hóa học: CH3CH2OH và CH3OCH3 khác nhau hoàn toàn về tính chất hóa học.

Đăng ký khóa học DUO 11 để được học hóa cùng các thầy cô của vuihoc nhé!

2. Công thức cấu tạo

2.1 Khái niệm

Công thức cấu tạo thể hiện thứ tự và cách thức liên kết (có thể là liên kết đơn hoặc liên kết bội) của những nguyên tử có mặt trong phân tử.

2.2 Cách biểu diễn cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ

Công thức cấu tạo thể hiện tất cả những nguyên tử cùng liên kết ở trong phân tử được gọi là công thức cấu tạo đầy đủ. Tuy nhiên, có thể sử dụng cả công thức cấu tạo thu gọn lẫn công thức khung phân tử để thể hiện cấu tạo hoá học một cách nhanh chóng và thuận tiện hơn.

• Công thức khung phân tử (hay còn biết đến là công thức thu gọn nhất) chỉ biểu diễn khung cacbon và nhóm chức.
• Công thức cấu tạo thu gọn

- Các nguyên tử và nhóm nguyên tử có cùng liên kết với một nguyên tử cacbon được viết vào thành một nhóm.

Ví dụ: CH2 = CH – CH = CH2, CH3 – CH2 – OH,…

- Hoặc chỉ thể hiện liên kết giữa những nguyên tử cacbon cùng với nhóm chức.

+ Mỗi đầu một đoạn thẳng hoặc là điểm gấp khúc tương ứng với một nguyên tử cacbon.

+ Không thể hiện số nguyên tử hiđro liên kết với từng nguyên tử cacbon.

Ví dụ:

3.Cấu tạo hoá học hợp chất hữu cơ là phần kiến thức vô cùng quan trọng khi học về hoá hữu cơ ở chương trình Hóa 11. Học về cấu tạo sẽ giúp các em hiểu được cách liên kết và thứ tự liên kết của những chất đang nghiên cứu. Bài viết trên không chỉ giúp các em nắm được lý thuyết mà còn có thể ôn tập dựa vào những bài tập được tuyển chọn kỹ càng từ VUIHOC. Để có thể học được thêm những kiến thức bổ ích và thú vị về môn Hoá học, nhanh tay truy cập vào website vuihoc.vn và đăng ký các khoá học cùng thầy cô VUIHOC ngay nhé!

Bây giờ thầy sẽ đi vào bài tập tìm các công thức phân tử của hợp chất hữu cơ các em sẽ nắm rõ từ bài đầu đến các bài sau, sau đó nắm cách giải và cách hướng dẫn giải.

Bài 1: Chất hữu cơ chứa 3 nguyên tố C, H, O. Phần trăm khối lượng C và H lần lượt là 60%; 13,33%. Tìm công thức đơn giản của A?

1. C3H8O B. C3H8 C. C2H6O D. C6H6O

Giải:

%mO = 100 – 60 – 13,33 = 26,67

\(\\ \frac{\%m_{C}}{12}:\frac{\%m_{H}}{1}:\frac{\%m_{O}}{16} \ \\ \\ =\frac{60}{12}:\frac{13,33}{1}:\frac{26,67}{16} \\ \\ =5:13,33:\frac{26,67}{16}=3:8:1\)

⇒ CTĐG: C3H8O

Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 6g chất hữu cơ A thu được 8,8g CO2 và 3,6g H2O. Tìm công thức đơn giản của A?

Giải:

\(\\ n_{H_{2}O}=\frac{3,6}{18}=0,2 \ mol \Rightarrow n_{H}=0,4\)

\(\\ \Rightarrow m_{O \ (A)}=6-0,2 \times 12-0,2 \times 2 =3,2 \ g\)

\(\\ n_{O}=\frac{3,2}{16}=0,2 \ mol \\ \\ n_{C}:n_{H}:n_{O}= 0,2:0,4:0,2 = 1:2:1\)

⇒ CTĐG: CH2O

Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 13,2g A chỉ thu được CO2 và H2O. Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng 37,3 g đồng thời xuất hiện 60g kết tủa và có tỉ khối hơi của A so với H2 = 44. Tìm công thúc phân tử A?

Giải:

+ Sản phẩm cháy gồm CO2 và H2O

+ m bình tăng = \(m_{CO_{2}}+m_{H_{2}O}\)

+ Khối lượng dung dịch tăng x(g)

\(m_{CO_{2}}+m_{H_{2}O}\) - m(kết tủa) = +x (g)

+ khối lượng dung dịch giảm x (g)

\(m_{CO_{2}}+m_{H_{2}O}\) - m(kết tủa) = -x (g)

Đặt: CO2 : t mol; H2O: p mol

\(m_{CO_{2}}+m_{H_{2}O}\) \= 37,2 (g)

⇒ 44t + 18p = 37,2 (1)

CO2 + Ca(OH)2 \(\rightarrow\) CaCO3↓ + H2O

t \(\rightarrow\) t

\(n_{CaCO_{3}}=t=\frac{60}{100}=0,6 \ mol\)

Từ (1) ⇒ \(n_{H_{2}O}=p=0,6 \ mol\)

\(d\tfrac{A}{H_{2}}=44 \Rightarrow M_{A}=44 \times 2 = 88\)

⇒ mC = 12 x 0,6 = 7,2 g

mH = 0,6 x 2 x 1 = 1,2 g

⇒ mO = 13,2 – 7,2 – 1,2 = 4,8 g ⇒ nO = 0,3

nC : nH : nO = 0,6 : 1,2 : 0,3

\= 2 : 4 : 1

⇒ CTĐG: C2H4O ⇒ CTPT: (C2H4O)n

⇒ MA = 88 = 44n ⇒ n = 2

⇒ CTPT: C4H8O2

Bài 4: Đốt cháy 0,2 mol chất hữu cơ A thu được 26,4 g H2O và 2,24 lít N2 (đkc) và lượng CO2 cần dùng là 0,75 mol. Tìm công thức phân tử A?

Giải:

\(\left.\begin{matrix} n_{CO_{2}}=\dfrac{26,4}{44}=0,6 \ mol & \\ n_{H_{2}O}=\dfrac{12,6}{18}=0,7 \ mol & \\ n_{N_{2}}= 0,1 \ mol \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ & \end{matrix}\right\}\begin{matrix} C=\dfrac{n_{C}}{n_{A}}\\ \\ H=\dfrac{n_{H}}{n_{A}} \end{matrix}\)

\(\\ C=\frac{0,6}{0,2}=3 \\ \\ H =\frac{0,7 \times 2}{0,2}=7 \\ \\ N = 0,2\)

\(n_{O \(A)}+n_{O}\)đốt cháy \(=n_{O \(CO_{2})}+n_{O \ (H_{2}O)}\)

\(\\ \Rightarrow n_{O \ (A)}=12+0,7-0,75 \times 2 = 0,4 \ mol\)

\(\Rightarrow O=\frac{n_{O}}{n_{A}}=\frac{0,4}{0,2}=2\)

⇒ CTPT = C3H7O2

Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn A chỉ thu được CO2 và H2O. Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua dung dịch Ca(OH)2 dư thấy có 60 gam kết tủa, đồng thời khối lượng dung dịch giảm 24,6 gam. Khi hóa hơi 3,24 gam A thu được thể tích bằng thể tích của 0,64 gam O2 (đkc). Tìm công thức phân tử của A?

Giải:

Ca(OH)2 dư: \(n_{CO_{2}}=n_{CaCO_{3}\downarrow}=\frac{60}{100}=0,6 \ mol\)

\(\\ -24,6 =m_{CO_{2}}+m_{H_{2}O}-m\downarrow \\ \\ \Leftrightarrow -\ 24,6 =44 \times 0,6 + 18t -60 \\ \\ \Rightarrow n_{H_{2}O}=t=0,5 \ mol \\ \\ n_{3,2 g \ A}=n_{0,6g \ O_{2}} \\ \\ n_{A}=\frac{0,64}{32}=0,02 \ mol \\ \\ \Rightarrow M_{A}=\frac{3,24}{30,02}=162 \\ \\ n_{A \ d/c}=\frac{16,2}{162}=0,1 \ mol \\ \\ C=\frac{n_{CO_{2}}}{n_{A}}=6 ; \ H=\frac{1}{0,1}=10\)

Ta có: 162 + 6 x 12 + 10 x 1 + 16 x z ⇒ z = 5

⇒ CTPT: C6H10O5

Bài 6: Khi phân tích chất hữu cơ A thu được phần trăm khối lượng: C, H, N, O lần lượt là: 32%; 6,66%; 18,66%; 42,66%. Biết MA < 100. Tìm công thức phân tử A?

Giải:

\(\\ \ \ \frac{32}{12}:\frac{6,66}{1}:\frac{18,66}{14}:\frac{42,66}{16}\)

\= 2 : 5 : 1 : 2

⇒ CTĐG: C2H5NO2

CTPT: \(M_{(C_{2}H_{5}NO_{2})_{n} }< 100\)

⇒ 75n < 100

⇒ n < 1,3

⇒ n = 1

⇒ CTPT: C2H5NO2

Bài 7: Hỗn hợp X gồm 2 chất hữu cơ A có CTPT C2H6O2 và B: C3H8O2. \(d\tfrac{X}{H_{2}}=35,2\). Phần trăm số mol A, B lần lượt là?

Giải:

A: C2H6O2: a mol

B: C3H8O2: b mol

\(\\ \frac{\overline{M_{X}}}{2}=35,2 \Rightarrow \overline{M}_{X}=35,1 \times 2=70,4 \\ \\ \left.\begin{matrix} 70,4 =\dfrac{62a+76b}{a+b} \\ 1=a+b \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \end{matrix}\right\} \begin{matrix} a= 0,4 \ mol \\ b= 0,6 \ mol \end{matrix}\)

Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hai hydrocacbon có CTPT hơn nhau 1 (-CH2-) thu được 0,95 mol CO2 và 0,75 mol H2O. Tìm công thức phân tử 2 hydrocacbon.

Giải:

\(\\ \overline{C}=\frac{n_{CO_{2}}}{n_{hh}}=\frac{0,95}{0,2}=4,75 \\ \\ n_{H_{2}O}=0,75 \Rightarrow n_{H}=1,5 \\ \\ \overline{H}=\frac{n_{H}}{n_{hh}}=\frac{1,5}{0,2}=7,5 \\ \\ \\ 4 < \overline{C}=4,75 < 5 \\ \\ 6 < \overline{C}=7,5<8\)

⇒ CTPT: C4H6 và C5H8

Bài 9: Hóa hơi 5 gam thu được thể tích bằng thể tích cảu 1,6 gam O2 cùng điều kiện. Nếu đốt cháy 10 gam A, dẫn sản phẩm cháy vào 1 lit dung dịch Ca(OH)2 0,4 M có 30 gam kết tủa, khối lượng bình tăng 29,2 gam. Tìm công thức phân tử của A?

Giải:

nA (đốt) = \(\frac{10}{100}=0,1 \ mol\)

+ Nếu Ca(OH)2 dư ⇒ \(n_{CO_{2}}=n_{\downarrow }=\frac{30}{100}=0,3 mol\)

\(\\ 29,2 = m_{CO_{2}}+m_{H_{2}O}=0,3 \times 44 + 18 \times t \\ \\ \Rightarrow t=\frac{29,2-13,2}{18}=\frac{16}{18}=0,88 \ mol \\ \\ n_{H_{2}O}=0,88 \Rightarrow n_{H}=1,67 \\ \\ C:H = 0,3 : 1,67 \\ \\ \left\{\begin{matrix} H\leq 2C+2 \\ (loai) \end{matrix}\right.\)

⇒ CO2 tác dụng Ca(OH)2 tạo 2 muối

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3↓ + H2O

0,3 0,3 0,3

CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2

0,2 ← 0,1

\(\Rightarrow n_{CO_{2}}=0,5 \ mol\)

29,2 = 0,5 x 44 + 18t

⇒ t = 0,4 mol

\(\\ C=\frac{n_{CO_{2}}}{n_{A}}=5 \\ \\ H=\frac{n_{H}}{n_{A}}=8\)

MA = 100 = 5 x 12 + 8 x 1 + 16 x z

⇒ z = 2

⇒ CTPT: C5H8O2

Bài 10: Đốt cháy hoàn toàn 20 ml hơi chất hữu cơ (C, H, O) cần vừa đủ 110 ml O2 thu được 160 ml hỗn hợp khí và hơi. Dẫn Y qua dung dịch H2SO4 đặc dư còn lại 80 ml khí Z (các thể tích cùng điều kiện). Tìm công thức phân tử của X?

Giải:

+ H2SO4 đặc: hấp thụ H2O, dung dịch KOH, hấp thụ CO2

\(\\ V_{H_{2}O}=160 - 80=80\Rightarrow H=\frac{160}{2}=8 \\ \\ V_{CO_{2}}=80\Rightarrow C=\frac{80}{20}=4 \\ \\ V_{O \ (X)}+V_{O \ (d/c)}=V_{O \ (CO_{2})} + V_{O \ (H_{2}O)} \\ \\ \Rightarrow V_{O \ (X)}=160+80-110 \times 2 = 20 \\ \\ O (X)=\frac{20}{20}=1 \\ \\ \Rightarrow CTPT: C_{4}H_{8}O\)