BÀI TẬP HÓA HỮU CƠ LỚP 9 NÂNG CAO Bài tập 1. Một hợp chất hữ cơ có phân tử khối là 26. Hãy xác định công thức phân tử của hợp chất, biết rằng sản phẩm của sự đốt cháy hợp chất đó là khí CO 2 và H 2 O. Bài giải: Do sản phẩm có khí CO 2 và H 2 O nên phân tử có C, H, O Đặt công thức phân tử là C x H y O z Ta có: 12x + y + 16z = 26 Do x ≥ 1; y > 1 nên z = 0 Vậy 12x + y = 26 Nếu x = 1 → y = 14 (loại) x = 2 → y = 2 nhận Vậy công thức phân tử hợp chất hữu cơ là C 2 H 2 . Bài tập 2. Cho hidrocacbon A và B. Đốt cháy hết 1 lít A cần 6 lít khí oxi, thu được 4 lít khí CO 2 , 4 lít hơi nước. Đốt cháy hết 1 lít khí B cần 5,5 lít oxi, thu được 4 lít CO 2 , 3 lít hơi nước. Các thể tích khí đo ở cùng điều kiện. Xác định công thức phân tử của A và B. Bài giải: Xác định công thức phân tử của A Trong cùng điều kiện, tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol, kí hiệu k là số lien kết pi C n H 2n+2-2k + 3 1 2 n k+ − O 2 → nCO 2 + (n+1-k)H 2 O 1 lít 3 1 2 n k+ −    ÷   lít n lít (n+1-k) lít 1 lít 6 lít 4 lít 4 lít Ta có tỉ lệ: 3 1 ( 1 ) 2 6 4 4 n k n n k + − + − = = Giải ra k = 1; n = 4 Công thức phân tử của A là C 4 H 8 Xác định công thức phân tử của B C n H 2n+2-2k + 3 1 2 n k+ − O 2 → nCO 2 + (n+1-k)H 2 O 1 lít 3 1 2 n k+ −    ÷   lít n lít (n+1-k) lít 1 lít 5,5 lít 4 lít 3 lít Ta có tỉ lệ: 3 1 ( 1 ) 2 5,5 4 3 n k n n k + − + − = = Giải ra k = 2; n = 4 Công thức phân tử của B là C 4 H 6 Bài tập 3. Đốt cháy một hợp chất hữu cơ thu được khí CO 2 và hơi nước với thể tích là 2 2 : 3: 2 CO H O V V = . Tỉ khối hơi của hợp chất hữu cơ đối với hidro là 36. Các thể tích khí đo ở cùng điều kiện. Hãy xác định công thức phân tử của hợp chất. Bài giải: 1 Khối lượng mol của hợp chất hữu cơ: 2 2 / . 36.2 72 / A A H H M d M g mol= = = Đặt công thức phân tử của hợp chất hữu cơ là C x H y O z Trong cùng điều kiện, tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol nên: C x H y O z + 4 2 y z x   + −  ÷   O 2 → 3CO 2 + 2H 2 O Ta có tỉ lệ x : y = 3 : (2 x 2) = 3 : 4 Công thức phân tử hữu cơ có dạng (C 3 H 4 O z ) n Mà 3 4 ( ) 72( / ) z C H O M g mol= → (40 + 16z) n = 72 → 72 40 16 n z = + n = 1 → z =2 Vậy công thức phân tử của hợp chất hữu cơ là C 3 H 4 O 2 Bài tập 4. Đốt cháy hoàn toàn a gam chất hữu cơ X cần dùng 5,824dm 3 khí O 2 (đktc). Sau phản ứng gồm CO 2 và H 2 O được chia làm 2 phần bằng nhau. Phần 1 cho qua P 2 O 5 thấy khối lượng P 2 O 5 tăng 1,8g. Phần 2 cho qua CaO thấy khối lượng CaO tăng 5,32g. Tìm công thức phân tử của X, biết X có số nguyên tử C ≤ 4. Bài giải: - Khối lượng P 2 O 5 tăng là khối lượng nước: 2 1,8 H O m g= - Khối lượng CaO tăng là khối lượng CO 2 : 2 5,32 1,8 3,52 CO m g g g= − = Đốt cháy hợp chất cho CO 2 , H 2 O thì hợp chất có C, H và có thể có O. m O trong X = m O trong CO 2 + m O trong H 2 O – m O phản ứng 8,32 2,56 1,6 0 2 = + − = Vậy hợp chất X chỉ có 2 nguyên tố C, H 3,52.12 0,96 44 C m g= = 1,8.2 0,2 18 H m g= = Tỉ lệ số nguyên tử của 2 nguyên tố là: 0,96 : : 0,2 2 : 5 12 C H = = Công thức phân tử của X có dạng (C 2 H 5 ) n . theo đề bài số nguyên tử C ≤ 4 nên n = 2. Công thức phân tử của X là C 4 H 10 . Bài tập 5. Đốt cháy hoàn toàn 3g chất A, thu được 2,24 lít CO 2 (ở đktc) và 1,8g H 2 O. Tỉ khối hơi của A với metan là 3,75. Tìm công thức cấu tạo của chất A, biết rằng chất A tác dụng với dung dịch NaOH. Bài giải: - Tìm số mol CO 2 : 2 2,24( ) 0,1( ) 22,4 22,4( / ) CO V l n mol l mol = = = → . 0,1( ).12( / ) 1,2 C C C m n M mol g mol g= = = - Tìm số mol H 2 O: 2 1,8( ) 0,1( ) 18( / ) H O m g n mol M g mol = = = → . 0,1( ).12( / ) 0,2 H H H m n M mol g mol g= = = . 3 (1,2 0,2 ) 1,6 O O O m n M g g g= = − + = 2 Đặt công thức phân tử A là C x H y O z . Theo đề bài ta có: M A = 3,75.16 = 60(g/mol) 12 16 60 1,2 0,2 1,6 3 x y z = = = Giải ra ta có: x = 2; y = 4; z = 2 Chất A có công thức phân tử C 2 H 4 O 2 . Có các công thức cấu tạo là CH 3 COOH và HCOOC 2 H 5 (este metyl axetat) CH 3 COOH + NaOH → CH 3 COONa + H 2 O HCOOC 2 H 5 + NaOH → HCOONa + C 2 H 5 OH Bài tập 6. Người ta trộn hidrocacbon A với lượng khí H 2 được hỗn hợp khí B. Đốt cháy hết 4,8g B tạo ra 13,2g khí CO 2 và mặt khác 4,8g hỗn hợp đó làm mất màu dung dịch chứa 32g brom. Hãy xác định công thức phân tử của A. Bài giải: - Tìm số mol CO 2 : 2 13,2( ) 0,3( ) 44( / ) CO m g n mol M g mol = = = - Tìm số mol Br 2 : 2 32( ) 0,2( ) 80( / ) Br m g n mol M g mol = = = Phương trình hóa học: C x H y + 4 y x   +  ÷   O 2 → xCO 2 + 2 y H 2 O 1mol 4 y x   +  ÷   mol xmol 2 y mol amol 4 y x   +  ÷   amol axmol 2 y amol C x H y + mBr 2 → C x H y Br 2m 1mol m(mol) amol 0,2mol ta có hệ phương trình: 0,3( ) 0,2( ) ax mol am mol =   =  → 2 3 m x = Như vậy: m = 2. Do đó A có dạng C n H 2n-2 với x = 3 thì công thức phân tử của A là C 3 H 4 Bài tập7. Dẫn hỗn hợp gồm 6,72 lít (đktc) khí metan và etilen qua bình đựng dung dịch brom có khối lượng 56g thì khối lượng bình tăng thêm 10%. Nếu đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp trên rồi dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào 500ml dung dịch NaOH 1,2M. Hãy tính khối lượng muối tạo thành. Bài giải: Bình đựng dung dịch brom tăng thêm 10% của 56g là khối lượng của etilen → khối lượng etilen: 5,6g - Tìm số mol hỗn hợp: 6,72( ) 0,3( ) 22,4 22,4( / ) V l n mol l mol = = = - Tìm số mol etilen C 2 H 4 : 5,6( ) 0,2( ) 28( / ) m g n mol M g mol = = = - Tìm số mol metan CH 4 : 4 0,3( ) 0,2( ) 0,1( ) CH n mol mol mol= − = - Tìm số mol NaOH: . 1, 2( / ).0,5( ) 0,6( ) M NaOH n C V mol l l mol= = = Phương trình hóa học: CH 4 + O 2 → CO 2 + 2H 2 O 3 1mol 1mol 1mol 0,1mol 0,1mol C 2 H 4 + 3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O 1mol 3mol 2mol 0,2mol 0,4mol So sánh số mol NaOH và số mol CO 2 : 0,6 1 2 0,5 < < Nên tạo 2 muối NaHCO 3 và Na 2 CO 3 CO 2 + NaOH → NaHCO 3 1mol 1mol 1mol xmol xmol xmol CO 2 + 2NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O 1mol 2mol 1mol ymol 2ymol ymol ta có hệ phương trình: 0,5 2 0,6 x y x y + =   + =  → x = 0,4mol; y = 0,1mol - Tìm khối lượng muối NaHCO 3 : m = n.M = 0,4(mol).84(g/mol) = 33,6(g) - Tìm khối lượng muối Na 2 CO 3 : m = n.M = 0,1(mol).106(g/mol) = 10,6(g) Bài tập8. Hãy xác định độ rượu của các dung dịch rượu sau: a) Cho 25g rượu etilic A tác dụng vừa đủ với 80g dung dịch axit axetic 15%. b) Cho 20g dung dịch rượu etilic B tác dụng với natri dư thu được 5,6 lít khí hidro (ở đktc). Biết khối lượng riêng của rượu là 0,8g/ml, của nước là 1g/ml. Bài giải: a) - Tìm khối lượng CH 3 COOH nguyên chất: %. 15%.80 12 100% 100% dd ct C m g m g= = = - Tìm số mol CH 3 COOH: 3 12( ) 0,2( ) 60( / ) CH COOH m g n mol M g mol = = = Phương trình hóa học: CH 3 COOH + C 2 H 5 OH 2 4 H SO → ¬  CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O 1mol 1mol 1mol 0,2mol 0,2mol 0,2mol - Tìm khối lượng C 2 H 5 OH: m = n.M = 0,2(mol).46(g/mol) = 9,2(g) → Thể tích C 2 H 5 OH: 9,2 11,5( ) 0,8( / ) dd dd m g V ml D g ml = = = - Tìm khối lượng nước trong dung dịch: 25g – 9,2g = 15,8g → Thể tích nước: 15,8 15,8( ) 1( / ) dd dd m g V ml D g ml = = = - Tìm độ rượu 0 0 11,5 .100 42,12 15,8 11,5 ml ml ml = = + b) – Tìm số mol khí H 2 : 5,6( ) 0,25( ) 22,4 22,4( / ) V g n mol g mol = = = Dung dịch rượu etilic nên ta vừa có rượu vừa có nước Phương trình hóa học: 2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 2mol 1mol xmol 0,5xmol 2C 2 H 5 OH + 2Na → 2C 2 H 5 ONa + H 2 2mol 1mol ymol 0,5mol 4 ta có hệ phương trình: 18 46 20 0,5 0,5 0,25 x y x y + =   + =  → x = 0,1mol; y = 0,4mol - Tìm khối lượng C 2 H 5 OH: m = n.M = 0,4(mol).46(g/mol) = 18,4(g) → Thể tích C 2 H 5 OH: 18,4 23( ) 0,8( / ) dd dd m g V ml D g ml = = = - Tìm khối lượng nước trong dung dịch: 20g – 18,4g = 1,6g → Thể tích nước: 1,6 1,6( ) 1( / ) dd dd m g V ml D g ml = = = - Tìm độ rượu 0 0 23 .100 93,5 23 1,6 ml ml ml = = + Bài tập9. Đốt cháy hoàn toàn 8,04g chất A thu được 6,36g Na 2 CO 3 và 2,64g CO 2 . Phân tử khối của A là 134đvC. a) Hãy xác định công thức phân tử của A. b) A là hợp chất vô cơ hay hữu cơ. Viết công thức cấu tạo của nó. Bài giải: a) Theo định luật bảo toàn khối lượng: 2 2 3 2 A O Na CO CO m m m m+ = + → 2 2 3 2 6,36 2,64 8,04 0,96 O Na CO CO A m m m m g g g g= + − = + − = - Tìm số mol nguyên tử của oxi: 0,96( ) 0,06( ) 16( / ) O O O m g n mol M g mol = = = Trong công thức hóa học Na 2 CO 3 : → 0,06( ).3 0,18( ) O n mol mol= = 0,06( ).2 0,12( ) Na n mol mol= = 0,06( ).1 0,06( ) C n mol mol= = - Tìm số mol của CO 2 : 2 2 2 2,64( ) 0,06( ) 44( / ) CO CO CO m g n mol M g mol = = = Trong công thức hóa học CO 2 : → 0,06( ).1 0,06( ) C n mol mol= = 0,06( ).2 0,12( ) O n mol mol= = Trong 8,04g A có 0,12 Na mol n ∑ = ; 0,12 C mol n ∑ = ; 0,18 0,12 0,06 0,24 O mol mol mol mol n ∑ = + − = ; Đặt công thức phân tử chất A là Na x C y O z Ta có: x : y : z = 0,12 : 0,12: 0,24 = 1 : 1 : 2 Vậy công thức phân tử của A có dạng: (NaCO 2 ) n = 134 → n = 2. Vậy công thức phân tử của A là Na 2 C 2 O 4 . b) A là hợp chất vô cơ vì trong phân tử không có nguyên tố H 5 . 0,2(mol).46(g/mol) = 9, 2(g) → Thể tích C 2 H 5 OH: 9, 2 11,5( ) 0,8( / ) dd dd m g V ml D g ml = = = - Tìm khối lượng nước trong dung dịch: 25g – 9, 2g = 15,8g →. X chỉ có 2 nguyên tố C, H 3,52.12 0 ,96 44 C m g= = 1,8.2 0,2 18 H m g= = Tỉ lệ số nguyên tử của 2 nguyên tố là: 0 ,96 : : 0,2 2 : 5 12 C H = = Công thức