BÀI 11: CẤU TẠO HÓA HỌC HỢP CHẤT HỮU CƠ

(19 câu)

1. NHẬN BIẾT (3 câu)

Câu 1. Đồng đẳng là gì?

Trả lời:

Đồng đẳng là hiện tượng các chất hữu cơ có cấu tạo và tính chất hóa học tương tự nhau nhưng thành phần phân tử khác nhau một hay nhiều nhóm CH2.

Các chất thuộc cùng dãy đồng đẳng hợp thành một dãy đồng đẳng có công thức chung.

Câu 2. Đồng phân là gì?

Trả lời:

Đồng phân là các chất hữu cơ có cùng công thức phân tử nhưng cấu tạo khác nhau nên tính chất hóa học khác nhau.

Câu 3. Cấu tạo hợp chất hữu cơ biểu hiện dưới dạng nào?

Trả lời:

Biểu hiện dưới 3 dạng:

- Công thức cấu tạo đầy đủ

- Công thức cấu tạo thu gọn

- Công thức khung phân tử

2. THÔNG HIỂU (6 câu)

Câu 1. Trình bày thuyết cấu tạo hóa học?

Trả lời:

1. Trong phân tử hợp chất hữu cơ, các nguyên tử liên kết với nhau theo đúng hoá trị và thứ tự liên kết.
2. Trong phân tử hợp chất hữu cơ, carbon có hoá trị IV và các nguyên tử carbon có thể liên kết với nguyên tử của nguyên tố khác hoặc liên kết với nhau tạo thành những dạng mạch carbon khác nhau.
3. Tính chất của hợp chất hữu cơ phụ thuộc vào thành phần phân tử (bản chất, số lượng nguyên tử) và cấu tạo hoá học (thứ tự liên kết giữa các nguyên tử).

Câu 2. Viết công thức cấu tạo đầy đủ và thu gọn của 1 chất hữu cơ?

Trả lời:

* Công thức đầy đủ: H |           H-C-O-H | H 

* Công thức cấu tạo thu gọn: CH3-OH

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

Trả lời:

* Metan CH4 : CH2 = CH2

* Etan C2H6 : CH3 – CH3

* Propan C3H8 : CH3 – CH2 – CH3

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

Trả lời:

* Cùng công thức là C2H6O, có:

- Ancol etylic: CH3 – CH2 – OH

- dimethyl ether: CH3 – O – CH3 

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

Trả lời:

Các đồng phân của C3H7OH là:

1. CH3-CH2-CH2-OH
2. CH3-CH(OH)-CH3

Câu 6. Viết thêm các đồng đẳng của hợp chất C3H8?

Trả lời:

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

3. VẬN DỤNG (7 câu)

Câu 1. Hãy viết công thức cấu tạo của các chất có công thức phân tử sau: 

CH3Br và C2H5Br.

Trả lời:

* CH3Br: H |    H-C-Br | H 

*C2H5Br: H-H |  C | H  -H |  C | H  -H

Câu 2. Cho các hợp chất hữu cơ A, B và C có cùng công thức phân tử C3H8O. Tìm công thức cấu tạo của các hợp chất này và cho biết chúng có đồng đẳng không?

Trả lời:

- Cấu trúc cấu tạo của A là CH3-CH2-CH2-OH (propanol)

- Cấu trúc cấu tạo của B là CH3-CH(OH)-CH3 (isopropanol)

- Cấu trúc cấu tạo của C là CH3 - CH2-O-CH2-CH3 (ethylmethyl ether)

 Các hợp chất này không đồng đẳng vì chúng có các cấu trúc cấu tạo khác nhau.

Câu 3. Cho các hợp chất hữu cơ A, B và C có cùng công thức phân tử C5H12O2. Tìm công thức cấu tạo của các hợp chất này và cho biết chúng có đồng đẳng không?

Trả lời:

- Cấu trúc cấu tạo của A là CH3-CH2-CH2-CH2-COOH (pentanoic acid)

- Cấu trúc cấu tạo của B là CH3-CH2-CH(OH)-CH2-CH3 (3-pentanol)

- Cấu trúc cấu tạo của C là CH3-CH2-O-CH2-CH2-CH3 (ethylpropyl ether)

 Các hợp chất này không đồng đẳng vì chúng có các cấu trúc cấu tạo khác nhau.

Câu 4. Cho công thức phân tử C4H8. Hãy cho biết có bao nhiêu đồng phân và viết công thức cấu tạo của chúng?

Trả lời:

  + 2-metyl-1,3-butadien: CH3-CH=C(CH3)-CH=CH2

Câu 5. Cho công thức phân tử C5H12O. Hãy cho biết có bao nhiêu đồng phân và viết công thức cấu tạo của chúng?

Trả lời:

Có ba đồng phân của C5H12O:

+ 1-pentanol: CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-OH

+ 2-pentanol: CH3-CH2-CH(OH)-CH2-CH3

+ 3-pentanol: CH3-CH(OH)-CH2-CH2-CH3

Câu 6. Cho các hợp chất hữu cơ sau đây: 

butan-1-ol: CH3-CH2-CH2-CH2-OH

butan-2-ol: CH3-CH(OH)-CH2-CH3

2-metylpropan-2-ol: CH3-C(CH3)2-OH

2-metylpropan-1-ol: CH3-CH(CH3)-CH2-OH

Chất nào là đồng phân của nhau?

Trả lời:

* butan-1-ol: CH3-CH2-CH2-CH2-OH và butan-2-ol: CH3-CH(OH)-CH2-CH3

 là đồng phân của nhau

* 2-metylpropan-2-ol: CH3-C(CH3)2-OH và 2-metylpropan-1-ol: CH3-CH(CH3)-CH2-OH

Là đồng phân của nhau

Câu 7. Ứng dụng của đồng đẳng và đồng phân của các hợp chất hữu cơ trong thực tế là gì?

Trả lời:

- Các loại nhiên liệu hóa thạch: Các hợp chất đồng đẳng và đồng phân của các hidrocacbon là thành phần chính của các loại nhiên liệu hóa thạch như dầu mỏ, than đá, khí đốt. 

- Dược phẩm: Ví dụ như thuốc đau đầu có chứa acid acetylsalicylic (Aspirin) và acid salicylic có cùng công thức phân tử C9H8O4, nhưng lại có tác dụng khác nhau trên cơ thể.

- Hương liệu và phụ gia thực phẩm: Ví dụ, đồng phân cispinadienol, transpinadienol và ionol có thể được sử dụng để tạo mùi hương cho sản phẩm.

- Sản xuất chất tẩy rửa: Các hợp chất đồng đẳng và đồng phân của axit béo có thể được sử dụng để sản xuất các loại chất tẩy rửa, như xà phòng, bột giặt và dầu gội đầu.

4. VẬN DỤNG CAO (3 câu)

Câu 1. Phân tử hợp chất hữu cơ B chứa C, H và O. Khi đốt cháy hoàn toàn 3 gam B, thu được 4,4 gam CO2 và 1,8 gam H2O. Hãy xác định công thức phân tử của B?

Trả lời:

* PTHH:

CxHyOz + (x+y4-z2)O2 → xCO2 + y2H2O

- Số mol C trong phân tử B = số mol CO2 tạo ra = m(CO2) : M(CO2) = 0,1 mol

- Số mol H trong phân tử B = số mol H2O tạo ra = m(H2O) : M(H2O) = 0,1 mol

- Số mol O trong phân tử B = mB-(0,1×MC+0,1×MH2)16=0,1 mol

* Từ đó, ta có thể suy ra công thức phân tử của chất B: CH2O

Câu 2. Phân tử hợp chất hữu cơ X chứa C, H và O. Khi đốt cháy hoàn toàn 6g X, thu được 10,8 gam CO2 và 4,5 gam H2O. Tính công thức phân tử của X biết rằng khối lượng mol của X là 60 g/mol?

Trả lời:

* Có: 

nX = 6:60 = 0,1 mol

nH2O = 4,5:18 = 0,25 mol

nCO2 = 0,245 mol

* PTHH:

CxHyOz + (x+y4-z2)O2 → xCO2 + y2H2O

Tỷ lệ:         1           x          y/2

P.Ư:       0,1       0,25     0,25      (mol)

Ta có: 10,1=y:20,25→y:2=2,5→y=5

Ta có: 10,1=x0,2x=2,5

MX = 12x+y+16z=60→z=60-12×2,5-5:16≈1,56

Vậy, tỉ lệ  x:y:z = 2,5:5:1,56 = 2:5:2

Vậy, CTPT là C2H5O2 (Ethyldioxidanyl)

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?

Trả lời:

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.

nA = 330 = 0,1 mol

nH2O = 5,418 = 0,3 mol

PTHH:

2CxHy + (2x + y2 )O2 => 2xCO2 + yH2O

Tỉ lệ: 2           2x           y (mol)

P.Ư:         0,1                   0,3

Ta có: 20,1=y0,3→y=6

Mà, MA = 12x + y = 30 => x = 2

 Vậy, CTPT là C2H6

 CTHH C2H6 : CH3-CH3