Các hợp chất hữu cơ thường bao gồm nguyên tố cacbon và các nguyên tố khác như hiđro, oxi, … vậy làm cách nào để xác định hoặc thiết lập công thức phân tử của các hợp chất hữu cơ từ các nguyên tố này?

Để trả lời câu hỏi trên, chúng ta cùng tìm hiểu cách xác định công thức phân tử (CTPT) đơn giản nhất của hợp chất hữu cơ. Qua đó xác lập công thức phân tử của hợp chất, đồng thời giải một số bài tập về lập công thức phân tử để nắm rõ hơn nội dung lý thuyết qua bài viết dưới đây.

Đang xem: Bài tập xác định công thức hợp chất hữu cơ lớp 11

I. Công thức đơn giản nhất

1. Định nghĩa

– Công thức đơn giản nhất là công thức biểu thị tỉ lệ đơn giản nhất về số nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử.

2. Cách lập công thức đơn giản nhất

• Công thức đơn giản nhất của hợp chất hữu cơ CxHyOz là tìm tỉ lệ:

– Bởi âm lượng:

Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?
Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?

Theo phần trăm:

Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?

* Ví dụ: Kết quả phân tích nguyên tố của hợp chất X cho thấy% C = 40,00%; % H = 6,67%, còn lại là oxi. Lập công thức đơn giản nhất cho X.

° Giải pháp:

– Gọi công thức phân tử của X là CxHyOz (x, y, z nguyên dương).

Từ kết quả phân tích định lượng, có thể thiết lập công thức sau:

Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?
Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?
Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?

⇒ Công thức đơn giản nhất của X là CH2O.

II. Công thức phân tử

1. Định nghĩa

– Công thức phân tử là công thức biểu thị số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử.

2. Mối quan hệ giữa công thức phân tử và công thức đơn giản nhất

* Ví dụ về CTPT và công thức đơn giản nhất:

Các hợp chất
Công thức phân tử
Công thức đơn giản nhất

Metan CH4 CH4 Etilen C2H4 CH2 Rượu etylic C2H6O C2H6O Axit axetic C2H4O2 CH2O Glucozơ C6H12O6 CH2O

– Số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong công thức phân tử là một số nguyên nhân với số nguyên tử của nó trong công thức đơn giản nhất.

– Trong nhiều trường hợp công thức phân tử cũng là công thức đơn giản nhất như: Ancol etylic C2H6O, metan CH4, …

– Một số chất có công thức phân tử khác nhau nhưng có cùng công thức đơn giản nhất như: Axetilen C2H2 và benzen C6H6; axit axetic C2H4O2 và glucozơ C6H12O6,…

3. Cách lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ

a) Lập công thức phân tử (CTPT) dựa vào thành phần phần trăm theo khối lượng của các nguyên tố

Xét sơ đồ: CxHyOz → xC + yH + zO ”> CxHyOz → xC + yH + zO

Trọng lượng: M (g) 12.x 1.y 16.z (g)

Thành phần phần trăm khối lượng:

100% C% H% O

Từ tỷ lệ khung hình:

Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?

Có nguồn gốc từ:

Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?

* Ví dụ: Phenolphtalein – chất chỉ thị màu dùng để nhận biết các dung dịch bazơ – có phần trăm khối lượng của C, H và O lần lượt là 75,47%, 4,35% và 20,18%. Khối lượng mol của phenolphtalein là 318,0 g / mol. Cho công thức phân tử của phenolphtalein.

° Giải pháp

– Ta thấy% C +% H +% O = 100%

⇒ ”> ⇒ Thành phần phân tử của phenolphtalein gồm 3 nguyên tố C, H, O nên ta đặt công thức phân tử là CxHyOz (với các số nguyên dương x, y, z).

Theo bài báo, chúng tôi có:

Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?
Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?
Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?

⇒ Công thức phân tử của phenolphtalein là C20H14O4.

b) Lập công thức phân tử (CTPT) thông qua công thức đơn giản nhất

* Ví dụ: Chất hữu cơ X có công thức đơn giản nhất là CH2O và có khối lượng mol phân tử là 60,0 g / mol. Xác định công thức phân tử của X.

° Giải pháp

– Công thức phân tử của X là (CH2O) n hoặc CnH2nOn.

– Theo đề bài: MX = (12 + 2.1 + 16) .n = 60 ⇔ 30n = 60 ⇒ n = 2.

– Vậy X có công thức phân tử C2H4O2.

Xem thêm: Phản ứng nhiệt phân Nahco3, Nahco3 → Na2Co3 + Co2 + H2O

c) Lập công thức phân tử (CTPT) bằng cách tính trực tiếp theo khối lượng sản phẩm cháy

* Ví dụ: Hợp chất Y chứa các nguyên tố C, H, O. Đốt cháy hoàn toàn 0,88 gam Y thu được 1,76 gam CO2 và 0,72 gam H2O. Tỉ khối hơi của Y đối với không khí xấp xỉ 3,04. Xác định công thức phân tử của Y.

° Giải pháp

– Theo đề bài, tỉ khối hơi của Y so với không khí xấp xỉ 3,04 nên có:

MY = 29.3,04 = 88 (g / mol).

– Cũng theo đề bài, đốt cháy 0,88 gam Y thu được 1,76 gam CO2 và 0,72 gam H2O nên có:

Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?
Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?
Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?

– Đặt công thức phân tử của Y là CxHyOz (với các số nguyên dương x, y, z). Khi đó ta có phương trình hóa học cho phản ứng đốt cháy Y như sau:

Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?

1 (mol) x (mol) y / 2 (mol)

0,1 (mol) 0,04 (mol) 0,04 (mol)

– Từ tỷ lệ:

Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?

Ta tính được: x = 4; y = 8;

MY = 12,4 + 1,8 + 16.z = 88 ⇒ z = 2.

– Vậy công thức phân tử của Y là C4H8O2

III. Bài tập lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ

* Bài 1 trang 95 SGK Hóa học 11: Tính khối lượng mol của các chất sau:

a) Chất A có tỉ khối hơi đối với không khí là 2,07.

b) Thể tích hơi của 3,3 gam khí X bằng thể tích của 1,76 gam khí oxi (đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất).

° Lời giải bài 1 trang 95 SGK Hóa học 11:

a) Vì Mair = 29 nên ta có: dA / kk = MA / Mkk = 2,07

⇒ Khối lượng mol của A là: MA = 2.07,29 = 60 (g / mol).

b) Vì ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số mol nên ta có:

Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?

Khối lượng mol của X là:

Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?

* Bài 2 trang 95 SGK Hóa học 11: Limonene là một chất có mùi thơm nhẹ được chiết xuất từ ​​tinh dầu chanh. Kết quả phân tích nguyên tố cho thấy limonen gồm 2 nguyên tố C và H, trong đó C chiếm 88,235% khối lượng. Tỉ khối hơi của limonen đối với không khí gần bằng 4,69. Xác định công thức phân tử của limonen.

° Lời giải bài 2 trang 95 SGK Hóa học 11:

– Gọi công thức của limonene là CxHy, ta có:

% H = 100% -% C = 100% – 88,235% = 11,765%

– Tỉ khối hơi của limonen đối với không khí gần bằng 4,69 nên:

dlimonene / kk = 4,69 ⇒ Mlimonen = 4,69,29 = 136 (g / mol)

Theo bài báo, chúng tôi có:

x: y = (% C) / 12: (% H) / 1 = 88,235/12: 11,765 / 1 = 7,35: 11,765 = 5: 8

x: y 5: 8

⇒ công thức (C5H8) n

⇒ M (C5H8) n = MC + MH = n (12,5 + 8) = 68n = 136

⇒ n = 2 nên công thức phân tử của limonen là C10H16.

* Bài 3 trang 95 SGK Hóa học 11: Đốt cháy hoàn toàn 0,30 gam chất A (phân tử chỉ chứa C, H, O) thu được 0,44 gam khí cacbonic và 0,180 gam nước. Thể tích hơi của 0,30 gam chất A bằng thể tích của 0,16 gam khí oxi (ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). Xác định công thức phân tử của chất A.

° Lời giải bài 3 trang 95 SGK Hóa học 11:

– Gọi công thức hợp chất hữu cơ là CxHyOz (x, y, z nguyên dương)

Theo bài báo, chúng tôi có:

Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?

– Thể tích hơi của 0,30 gam chất A bằng thể tích của 0,16 gam khí oxi (ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất) nên:

Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?

(Lưu ý rằng ở cùng nhiệt độ và áp suất, tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số mol)

– Mặt khác theo đề bài thu được 0,44 gam khí cacbonic và 0,180 gam nước nên:

Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?
Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?
Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?
Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?

⇒ mO = mA – (mC + mH) = 0,3 – (0,01.12 + 0,02.1) = 0,16 (g)

⇒ nO = 0,16 / 16 = 0,01 (mol).

– Vậy ta có: nC: nH: nO = 0,01: 0,02: 0,01 = 1: 2: 1

⇒ công thức phân tử (CH2O) n

– Mặt khác, ta có: MA = 30n = 60 n = 2

⇒ Công thức phân tử của A là C2H4O2.

* Giải bài 4 trang 95 SGK Hóa học 11: Từ tinh dầu của cây hồi, người ta có thể phân lập anetol – một chất thơm dùng trong sản xuất kẹo cao su. Anetol có khối lượng mol là 148,0 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.

° Lời giải bài 4 trang 95 SGK Hóa học 11:

– Gọi công thức tổng quát của anetol là CxHyOz (x, y, z nguyên dương)

– Vì anetol có% C = 81,08%; % H = 8,1% nên:

% O = 100% – (% C +% H) = 100% – (81,08 + 8,1)% = 10,82%

Chúng tôi có tỷ lệ:

x: y: z = (% C) / 12: (% H) / 1: (% O) / 16

Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?
Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?

(Đơn giản bằng cách chia cho giá trị nhỏ nhất trong các giá trị trên là 0,676 để được một số nguyên)

⇒ Công thức đơn giản nhất của anetol là C10H12O

– Mặt khác, Anetol có khối lượng mol là 148,0 g / mol nên:

M (C10H12O) n = 148 ⇒ (10.12 + 12 + 16) .n = 148 ⇒ n = 1

Công thức phân tử của Anetol là C10H12O.

* Bài 5 trang 95 SGK Hóa học 11: Hợp chất X có phần trăm khối lượng của cacbon, hiđro và oxi lần lượt là 54,54%, 9,1% và 36,36%. Khối lượng mol của X là 88 g / mol. Công thức phân tử nào sau đây cho hợp chất của X?

A. C4H10O B. C4H8O2 C. C5H12O D. C4H10O2.

Xem thêm: Dung dịch Amoni Hydroxit 25% Nh3 Trong H2O, Nh3 + H2O & Rarr Nh4Oh

° Lời giải bài 4 trang 95 SGK Hóa học 11:

• Chọn câu trả lời: B. C4H8O2

– Gọi công thức tổng quát của X là CxHyOz (x, y, z nguyên dương)

Chúng tôi có tỷ lệ:

Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?
Có thể dùng cách nào sau đây để xác định công thức đơn giản nhất?

⇒ X có công thức tổng quát (đơn giản nhất) là (C2H4O) n

– Mặt khác, khối lượng mol của X là 88 g / mol nên ta có: M (C2H4O) n = 44n = 88 n = 2

⇒ CTPT của hợp chất X là: C4H8O2

* Bài 6 trang 95 SGK Hóa học 11: Hợp chất Z có công thức đơn giản nhất là CH3O và có tỉ khối hơi so với hiđro là 31,0. Công thức phân tử nào sau đây của hợp chất Z?

A. CH3O B. C2H6O2 C. C2H6O D. C3H9O3

° Lời giải bài 5 trang 95 SGK Hóa học 11:

• Chọn câu trả lời: B. C2H6O2

– Z có tỉ khối hơi so với hiđro là 31,0 nên: dZ / H2 = 31 ⇒ MZ = 2,31 = 62 (g / mol).

Xem thêm các bài viết trong chuyên mục này: Hoá học

Bài viết được chia sẻ bởi biquyet.com

Leave a Reply

Your email address will not be published.