BÀI 11: CẤU TẠO HÓA HỌC CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ

(23 câu)

1. NHẬN BIẾT (6 câu)

Câu 1. Công thức cấu tạo là gì?

Giải:

Công thức cấu tạo biểu diễn thứ tự và cách thức liên kết (liên kết đơn, liên kết đôi, liên kết ba) giữa các nguyên tử trong phân tử

Câu 2: Công thức cấu tạo đầy đủ là gì?

Giải:

Công thức cấu tạo biểu diễn tất cả các nguyên tử và liên kết trong phân tử được gọi là công thức cấu tạo đầy đủ.

Câu 3: So sánh giữa công thức cấu tạo thu gọn và công thức khung phân tử?

Giải:

• Công thức cấu tạo thu gọn: viết gộp carbon và các nguyên tử liên kết trực tiếp với nguyên tử carbon đó thành một nhóm nguyên tử.
• Công thức khung phân tử: chỉ viết khung carbon và nhóm chức.

Câu 4: Chất đồng phân là gì?

Giải:

Những hợp chất khác nhau nhưng có cùng công thức phân tử được gọi là các chất đồng phân của nhau.

Câu 5: Đồng đẳng là gì?

Giải:

Những hợp chất có thành phần phân tử hơn hoặc kém nhau một hay nhiều nhóm -CH₂- và có tính chất hóa học tương tự nhau là những chất đồng đẳng, chúng hợp thành một dãy đồng đẳng.

Câu 6: Hãy nêu một vài đặc điểm chung về các chất thuộc cùng một dãy đồng đẳng.

Giải:

• Trong một dãy đồng đẳng, thành phần hai hợp chất liên tiếp hơn kém nhau một nhóm -CH₂-
• Các hợp chất thuộc cùng dãy đồng đẳng có thể được biểu diễn dưới dạng công thức chung.
• Do có cấu tạo hóa học tương tự nhau nên các chất đồng đẳng có tính chất hóa học tương tự nhau.

2. THÔNG HIỂU (7 câu)

Câu 1. Trình bày thuyết cấu tạo hóa học.

Giải:

1. Trong phân tử hợp chất hữu cơ, các nguyên tử liên kết với nhau theo đúng hoá trị và theo một trật tự nhất định. Trật tự liên kết đó được gọi là cấu tạo hóa học. Sự thay đổi trật tự liên kết, tức là thay đổi cấu tạo hóa học, sẽ tạo ra hợp chất khác.
2. Trong phân tử hợp chất hữu cơ, carbon có hoá trị IV. Không chỉ liên kết với các nguyên tử nguyên tố khác, các nguyên tử carbon còn có thể liên kết với nhau tạo thành mạch carbon: mạch hở (mạch hở không nhánh, mạch hở phân nhánh) hoặc mạch vòng.
3. Tính chất của các chất phụ thuộc vào thành phần phân tử (loại nguyên tố, số lượng nguyên tử) và cấu tạo hoá học (trật tự liên kết của các nguyên tử với nhau).

Câu 2. Viết công thức cấu tạo đầy đủ và thu gọn của CH₄O.

Giải:

* Công thức đầy đủ:

* Công thức cấu tạo thu gọn: CH₃-OH

Câu 3. Viết 2 hợp chất hydrocarbon là đồng đẳng của CH₄?

Giải:

* Etan C₂H₆ : CH₃ – CH₃

* Propan C₃H₈ : CH₃ – CH₂ – CH₃

Câu 4. Viết 2 hợp chất hữu cơ là đồng phân của C₂H₆O.

Giải:

* Cùng công thức là C₂H₆O, có:

- Ancol etylic: CH₃ – CH₂ – OH

- dimethyl ether: CH₃ – O – CH₃ 

Câu 5. Viết các đồng phân của hợp chất C₃H₇OH?

Giải:

Các đồng phân của C₃H₇OH là:

1. CH₃-CH₂-CH₂-OH
2. CH₃-CH(OH)-CH₃

Câu 6. Viết các đồng đẳng từ C₄-C₆ của hợp chất C₃H₈?

Giải:

Các đồng đẳng của C₃H₈ là:

1. C₄H₁₀ : CH₃ – CH₂ - CH₂ – CH₃
2. C₅H₁₂ : CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₃
3. C₆H₁₄ : CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₃

Câu 7: Cho các chất dưới đây

Trong các chất trên

1. a) Chất nào có mạch carbon hở không phân nhánh?
2. b) Chất nào có mạch carbon hở phân nhánh?
3. c) Chất nào có mạch vòng?

Giải:

1. a) Chất có mạch carbon hở không phân nhánh: (1)
2. b) Chất có mạch carbon hở phân nhánh: (2)
3. c) Chất có mạch vòng: (3)

3. VẬN DỤNG (7 câu)

Câu 1. Ethanol và dimethyl ether có cùng công thức phân tử là C₂H₆O. Tuy nhiên, dimethyl ether hầu như không tan trong nước và sôi ở -24 °C, còn ethanol tan vô hạn trong nước và sôi ở 78 °C; dimethyl ether không tác dụng với sodium, trong khi ethanol tác dụng với sodium giải phóng hydrogen,... Điều gì gây ra sự khác biệt về tính chất của hai hợp chất có cùng công thức phân tử này?

Giải:

Điều gây ra sự khác biệt về tính chất của hai hợp chất có cùng công thức phân tử này là do công thức cấu tạo hóa học của chúng khác nhau.

• Ethanol: CH₃CH₂OH
• Dimethyl ether: CH₃OCH₃

Câu 2. Acetic acid và methyl formate có cấu tạo hoá học như sau

Giải thích vì sao mặc dù cùng có công thức phân tử C₂H₄O₂ nhưng acetic acid có tính chất khác với methyl formate.

Giải:

Tính chất của các chất phụ thuộc vào thành phần phân tử (loại nguyên tố, số lượng nguyên tử) và cấu tạo hoá học (trật tự liên kết của các nguyên tử với nhau).

Do đó dù có cùng công thức phân tử C₂H₄O₂ nhưng acetic acid có tính chất khác với methyl formate do cấu tạo hoá học khác nhau.

Câu 3. Viết công thức cấu tạo đầy đủ và công thức khung phân tử của các chất sau: CH₃CH₃, CH₃CH₂OH, CH₃CHO, CH₃COOH.

Giải:

Câu 4. Acetic acid (CH₃COOH) và methyl formate (HCOOCH₃) có thành phần phân tử giống nhau hay khác nhau? Tìm hiểu và cho biết hai chất này có nhiệt độ sôi giống nhau hay khác nhau.

Giải:

Acetic acid (CH3COOH) và methyl formate (HCOOCH3) có thành phần phân tử giống nhau nhưng có nhiệt độ sôi khác nhau. 

• Acetic acid (CH3COOH) có nhiệt độ sôi là 118°C
• Methyl formate (HCOOCH3) có nhiệt độ sôi là 31,8°C.

Câu 5. Ethane (C₂H₆) và methanal (CH₂O) đều có phân tử khối là 30. Hai chất này có là đồng phân của nhau không? Vì sao?

Giải:

Hai chất này không là đồng phân của nhau. Vì chúng không có cùng công thức phân tử.

Câu 6. Phân tử các chất (C) và (D) ở Bảng 11.1 chứa nhóm chức gì? Cho biết thế nào là đồng phân về nhóm chức.

Giải:

Phân tử các chất (C) và (D) ở Bảng 11.1 chứa nhóm chức -COOR (carboxyl).

Đồng phân về nhóm chức là đồng phân có cùng nhóm chức.

Câu 7. Đánh số vị trí các nguyên tử carbon liên tục từ một đầu bất kì của mạch carbon đến cuối mạch đối với các chất (E) và (F) ở Bảng 11.1. Nhóm –OH trong phân tử các chất này có thể gắn với carbon ở vị trí nào trong mạch carbon của chúng? Vì sao (E) và (F) lại được gọi là các đồng phân về vị trí nhóm chức?

Giải:

Nhóm –OH gắn với carbon ở vị trí số 1 với (E) và số 3 với (F).

(E) và (F) lại được gọi là các đồng phân về vị trí nhóm chức vì chúng có cùng nhóm chức, chỉ khác nhau về vị trí nhóm chức trên mạch.

4. VẬN DỤNG CAO (3 câu)

Câu 1. Các chất hữu cơ eugenol, chavibetol và methyl eugenol được thấy trong thành phần của nhiều loại tinh dầu. Eugenol và isoeugenol là nguyên liệu quan trọng dùng sản xuất vanillin (chất tạo hương cho thực phẩm); chavibetol có tác dụng sát khuẩn, kháng oxi hoá; methyl eugenol là chất có tác dụng dẫn dụ côn trùng. Sử dụng methyl eugenol có thể "lôi kéo" một số loại côn trùng có hại tập trung lại một khu vực rồi tiêu diệt để bảo vệ mùa màng. Eugenol, chavibetol và methyl eugenol có công thức cấu tạo như sau:

1. a) Chất nào trong số các chất trên là đồng phân của nhau? Chúng thuộc loại đồng phân gì (đồng phân nhóm chức, đồng phân vị trí nhóm chức hay đồng phân mạch carbon)?
2. b) Eugenol và methyl eugenol có thuộc cùng dãy đồng đẳng không? Vì sao?

Giải:

1. a) Eugenol và chavibetol là đồng phân vị trí nhóm chức.
2. b) Eugenol và methyl eugenol có thuộc cùng dãy đồng đẳng. Vì chúng hơn kém nhau một nhóm CH₂.

Câu 2. Cho các chất có công thức cấu tạo: CH₃CHO (A), CH₃COOH (B), CH₃CH₂OCH3 (C), CH₃CH₂CHO (D), CH₃COCH₃ (E) và CH₃CH₂COOH (F). Những chất nào trong các chất trên có tính chất hoá học tương tự nhau? Vì sao?

Giải:

Những chất có tính chất hoá học tương tự nhau: 

• A và D: thuộc cùng dãy đồng đẳng vì hơn kém nhau nhóm CH₂, có công thức chung CnH2n+1CHO.
• B và F: thuộc cùng dãy đồng đẳng vì hơn kém nhau nhóm CH2, có công thức chung CnH2n+1COOH.

Câu 3. Phân tử hợp chất hữu cơ A có hai nguyên tố. Khi đốt cháy 3 gam chất A thu được 5,4 gam H₂O. Hãy xác định công thức phân tử và hóa học của A, biết khối lượng mol của A là 30 gam?

Giải:

Chất hữu cơ A chứa hai nguyên tố, khi đốt cháy A thu được H₂O, vậy A chứa C và H, công thức phân tử của A có dạng CxHy.

n_A =  = 0,1 mol

n_H2O =  = 0,3 mol

PTHH:

2CxHy + (2x +  )O₂ à 2xCO₂ + yH₂O

Tỉ lệ:                               2                                 2x           y      (mol)

P.Ư:                               0,1                                            0,3

Ta có:

Mà, M_A = 12x + y = 30 à x = 2

à Vậy, CTPT là C₂H₆

à CTHH C₂H₆ : CH₃-CH₃