A. LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ I. Lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ khi biết công thức đơn giản nhất * Phương pháp giải : - Bước 1 : Đặt công thức phân tử của hợp chất là : (CTĐG)n ( n là số tự nhiên khác 0) - Bước 2 : Tính độ bất bão hòa của phân tử ( chỉ áp dụng cho hợp chất có liên kết cộng hóa trị , không áp dụng cho các hợp chất liên kết ion ) + Đối với 1 phân tử thì Δ ≥ 0 và Δ thuộc N + Đối với các hợp chất chứa nhóm chức có liên kết pi như nhóm −CHO , −COOH, Δ ≥ số liên kết pi ở nhóm chức ( vì ở gốc hidrocacbon cũng có thể có chứa liên kết pi) - Bước 3 : dựa vào giá trị Δ để chọn giá trị phù hợp cho n ( n thường là 1 hoặc 2 ) - Đối với hợp chất CxHyOzNt thì Δ = 2x−y+t+22 ( Δ ≥ 0 và Δ thuộc N) * VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ 1 : Hợp chất X có công thức đơn giản nhất CH3O. CTPT nào sau đây phù hợp với X A. C3H9O3 B. C2H6O2 C. CH3O D. Đáp án khác Giải : CTPT của X là (CH3O)n ( n thuộc N∗) Δ = 2n−3n+22 = 2−n2 ≥ 0 do Δ thuộc N nên n=2 vậy CTPT của X là C2H6O2 => Đáp án B II : Lập CTĐGN và CTPT khi biết thành phần % về khối lượng của các nguyên tố hoặc khối lượng các nguyên tố và khối lượng phân tử của hợp chất hữu cơ * Phương pháp giải : - Bước 1 : Lập tỉ lệ mol của các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ nC:nH:nO:nN = %C/12 : %H/1 : %O/16 : %N/14 = mC/12:mH/1:mO/16:mN/14 - Bước 2 : Biến đổi tỉ lệ trên thành tỉ lệ các số nguyện đơn giản nhất => CTĐGN - Bước 3 : Đặt CTPT=(CTĐGN)n => n.MCTĐGN=M => n => CTPT * CÁC VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ 1 : Chất hữu cơ A chứa 7,86%H , 15,73%N về khối lượng . Đốt cháy hoàn toàn 2,225 gam A thu được CO2 hơi nước và khí Nito, trong đó thể tích khí CO2 là 1,68 lít(đktc) . CTPT của A là gì (MA<100) A. C6H14O2N B. C3H7O2N C. C3H7ON D. C3H7ON2 Giải : nC=nCO2=1,68/22,4=0,075 mol => mC=0,9 gam => %C = 0,92,225.100% = 40,45% => %O = 100−40,45−7,86−15,73=35,96% nC:nH:nO:nN=40,45/12:7,86/1:35,96/16:15,73/14=3,37:7,86:2,2475:1,12=3: 7:2:1 => CTĐGN của A là C3H7O2N Đặt CTPT của A là (C3H7O2N)n ta có MA=(12.3+7+16.2+14).n<100 => n<1,12 => n=1 Vậy CTPT của A là C3H7O2N => Đáp án B Ví dụ 2 : Chất hữu cơ X có M=123 và khối lượng của C,H,O và N trong phân tử theo thứ tự tỉ lệ với 72:5:32:14. CTPT của X là : A. C6H14O2N B. C6H6O2N C. C6H12ON D. C6H5O2N Giải : nC:nH:nO:nN=72/12:5/1:32/16:14/14=6:5:2:1 theo đề MX=123 => CTPT của X là C6H5O2N => Đáp án D III. Lập công thức phân tử của hợp chất hữu cơ dựa trên sự thay đổi áp suất trước và sau khi đốt cháy hơp chất hữu cơ trong bình kín - Bước 1 : Đặt CTPT của hợp chất hữu cơ X . Chọn lượng chất hữu cơ phản ứng nếu đề bài chưa cho biết .=> tính số mol O2 vừa đủ để phản ứng hoàn toàn với X - Bước 2 : Viết ptpu cháy . Căn cứ vào ptpu cháy suy ra số mol các chất đã pư , số mol các chất còn dư và số mol sản phẩm tạo thành - Bước 3 : Tính tổng số mol khí trước và sau pư => Lập mối quan hệ tương quan để tính được số nguyên tử các nguyên tố n1 = p1.VR.T1 ; n2 = p2.VR.T2 => n1n2 = p1.T2p2.T1 Nếu T2=T1 => n1n2 = p1p2 * CÁC VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ 1 : X mạch hở có công thức C3Hy . Một bình có dung tích không đổi chứa hỗn hợp khí X và O2 dư ở 150oC, áp suất 2 atm. Bật tia lửa điện để đốt cháy X sau đó đưa bình về 150oC, áp suất vẫn là 2 atm . Công thức phân tử của X là A. C3H8 B. C3H4 C. C3H6 D. A hoặc B hoặc C Giải : Giả sử số mol của X là 1 mol C3Hy+(3+y/4)O2 →t 3CO2+y/2H2O 1(3+y/4)3y/2 Do trước và sau pư nhiêt độ và áp suất của bình không đổi nên số mol khí trước và sau pư cũng không thay đổi => 1+3+y/4=3+y/2 => y=4 => X là C3H4 => Đáp án B Ví dụ 2 : Trộn một hidrocacbon X với lượng O2 vừa đủ để đốt cháy hết X được hỗn hợp A ở 0oC áp suất p1. Đốt cháy hoàn toàn A thu được hỗn hợp sản phẩm B ở 218,4oC có áp suất p2 gấp 2 lần áp suất p1. Công thức của X là : A. C4H10 B. C2H6 C. C3H6 D. C3H8 Giải : Giả sử số mol của X (CxHy) là 1 mol Theo giả thiết và ptpu thì nO2=x+y/4 CxHy+(x+y/4)O2 => xCO2+y/2H2O bd 1x+y/4xy/2 pư 1x+y/4xy/2 spu 00xy/2 số mol khí trước pư là : n1=1+x+y/4 số mol khí sau pư là : n2=x+y/2 Do thể tích bình là không đổi nên : n1n2 = p1.T2p2.T1 = p1.(273+218,4)2p1.273 = 0,9 => 1+x+y/4x+y/2 = 0,9 => 0,2y−0,1x=1 => x=2 và y=6 => X là C2H6 => Đáp án B V. Biện luận tìm công thức của hợp chất hữu cơ * Phương pháp giải : - Bước 1 : Căn cứ và giả thiết để suy ra thành phần nguyên tố của hợp chất hữu cơ. Đặt CTPT của hợp chất là CxHy,CxHyOz,CxHyOzNt, - Bước 2 : Lập pt theo khối lượng mol của hợp chất 12x+y+ =M hoặc pt khác có liên quan đên số nguyên tử của các nguyên tố trong hợp chất - Bước 3 : Biện luân để chọn nghiệm x,y,z Đối với hợp chất CxHy,CxHyOz thì căn cứ và điều kiện Δ ≥ 0 => 2x+2 ≥ y. Đối với hợp chất CxHyNt thì 2x+t+2 ≥ y * CÁC VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ 1 : Một hợp chất hữu cơ A gồm C,H,O có chứa 50% oxi về khối lượng . Công thức phân tử của A là : A. CH2O2 B. CH4O C. CH2O D. C3H4O Giải : Đặt CTPT của A là CxHyOz theo gt ta có 16z12x+y+16z = 0,5 => 12x+y=16z => x=1,y=4,z=1 Vậy CTPT của A là CH4O => Đáp án B Ví dụ 2 : Khi đốt cháy hoàn toàn 15 mg chất A chỉ thu được khí CO2 và hơi nước , tổng thể tích của chúng quy về đktc là 22,4 ml . CTĐGN của A là A. CH2 B. CH4O C. CH2O D. C3H4 Giải : Đặt CTĐG của A là CxHyOz CxHyOz+(x+y/4−z/2)O2 →t xCO2+y/2H2O (1) 1512x+y+16z 15x12x+y+16z 7,5y12x+y+16z Theo giả thiết và pt (1) ta có 15x12x+y+16z + 7,5y12x+y+16z = 1 => 3x+6,5y=16z => x=1,y=2,z=1 CTĐG nhất của A là CH2O => Đáp án C B. BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1 : Hợp chất X có công thức đơn giản là C4H9ClO. CTPT nào sau đây ứng với X A. C4H9ClO B. C8H18Cl2O2 C. C12H27Cl3O3 D. Đáp án khác Câu 2 : Axitcacboxylic có công thức đơn giản nhất là C3H4O3 . A có CTPT là A. C3H4O3 B. C6H8O6 C. C18H24O18 D. C12H16O12 Câu 3 : Một chất hữu cơ có tỉ khối so với không khí bằng 2 . Đốt cháy hoàn toàn A thu được CO2 và H2O. Có bao nhiêu công thức phân tử phù hợp với A A. 2 B. 1 C. 3 D. 4 Câu 4 : Khi đốt cháy 1 lít khí X cần 6 lít O2 thu được 4 lít CO2 và 5 lít H2O ( các khí đo cùng điều kiện ). CTPT của X là : A. C4H10O B. C4H8O2 C. C4H10O2 D. C3H8O Câu 5 : Đốt cháy hết 2,3 gam hợp chất hữu cơ X cần V lít O2( đktc) . Sản phẩm cháy cho hấp thụ hết vào bình đựng nước vôi trong dư thấy có 10 gam kết tủa và khối lượng bình đựng dung dịch nước vôi tăng lên 7,1 gam . Giá trị của V là A. 3,92 lít B. 3,36 lít C. 4,48 lít D. Đáp án khác Câu 6 : Đốt cháy 1 lít hơi hidrocacbon với một thể tích không khí( dư). Hỗn hợp khí thu được sau khi hơi nước ngưng tụ có thể tích là 18,5 lít , cho qua dung dịch KOH dư còn 16,5 lít , cho hỗn hợp khí đi qua ống nghiệm chứa photpho dư thì còn lại 16 lít . Xác định CTPT của hợp chất trên biết các thể tích đo ở cùng điệu kiện nhiệt độ , áp suất và O2 chiếm 20% thể tích không khí, còn lại là Nito A. C2H6 B. C2H4 C. C3H8 D. C2H2 Câu 7 : Đốt cháy hoàn toàn 1,18 gam chất Y (CxHyN) bằng một lượng không khí vừa đủ. Dẫn toàn bộ hỗn hợp khí sau pư vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư , thu được 6 gam kết tủa . Công thức phân tử Y là A. C2H7N B. C3H9N C. C4H11N D. C4H9N Câu 8 : Một hợp chất hữu cơ Y khi đốt cháy thu được số mol CO2 bằng số mol H2O và lượng oxi cần dùng bằng 4 lần số mol của Y . CTPT của Y là A. C2H6O B. C4H8O C. C3H6O D. C3H6O2 Câu 9 : Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol chất X cần 6,16 lít O2 ( Đktc) , thu được 13,44 lít ( đktc) hỗn hợp CO2,N2 và hơi nước . Sau khi ngưng tụ hết hơi nước thu được 5,6 lít khí có tỉ khối so với hidro là 20,4. CTPT của X là : A. C2H7O2N B. C3H7O2N C. C3H9O2N D. C4H9N Câu 10 : Trong một bình kín chứa hơi este no , đơn chức, mạch hở A ( CnH2nO2) và một lượng gấp đôi Oxi cần thiết để đốt cháy hết A ở nhiệt độ 140oC và áp suất 0,8 atm. Đốt cháy hoàn toàn A rồi đưa về nhiệt độ ban đầu , áp suất trong bình lúc này là 0,95 atm . CTPT của A là A. C2H4O2 B. C3H6O2 C. C4H8O2 D. C5H10O2 Đáp án : 1A2B3C4A5B6A7B8C9A10B . A. LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ I. Lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ khi biết công thức đơn giản nhất * Phương pháp giải : - Bước 1 : Đặt công thức phân tử của hợp chất là. D III. Lập công thức phân tử của hợp chất hữu cơ dựa trên sự thay đổi áp suất trước và sau khi đốt cháy hơp chất hữu cơ trong bình kín - Bước 1 : Đặt CTPT của hợp chất hữu cơ X . Chọn lượng chất hữu. lượng của các nguyên tố hoặc khối lượng các nguyên tố và khối lượng phân tử của hợp chất hữu cơ * Phương pháp giải : - Bước 1 : Lập tỉ lệ mol của các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ nC:nH:nO:nN