Giáo án và PPT Hoá học 11 chân trời Bài 10: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

BÀI 10: CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời:

Phổ khối lượng (Mass spectrometry - MS) thường được sử dụng để xác định nguyên tử khối, phân tử khối của các chất và hàm lượng đồng vị bền của một số nguyên tố với độ dinh dưỡng chính xác cao. Xác định được phân tử khối là một trong những yếu tố quan trọng trong việc lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ. Công thức phân tử hợp chất hữu cơ được lập như thế nào từ dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối?

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

• Quan sát hình 10.1, xác định giá trị phân tử khối của naphtalene và phenol. Biết phân tử khối tương ứng với peak có cường độ tương đối lớn nhất hiển thị trên phổ khối lượng? 

• Phổ khối lượng có thể cho biết thông tin gì?

Sản phẩm dự kiến:

- Từ dữ liệu trên phổ khối lượng được cung cấp trên hình 10.1, nhận thấy mảnh ion phân tử ứng với tín hiệu có giá trị m/z lớn nhất. Do đó giá trị phân tử khối của naphtalene và phenol lần lượt là 128 và 94.

- Phổ khối lượng có thể cho biết thông tin về phân tử khối của hợp chất hữu cơ thông qua mảnh ion phân tử thường ứng với tín hiệu có giá trị m/z lớn nhất.

Hoạt động 2: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

Gv yêu cầu HS trao đổi theo nhóm: 

• Từ phổ khối lượng làm thế nào để xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ cần khảo sát?
• Các bước thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ  từ dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối.

Sản phẩm dự kiến:

- Từ phổ khối lượng để xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ cần khảo sát, ta tìm mảnh ion phân tử, thường mảnh m/z lớn nhất trên phổ, từ đó biết được phân tử khối của hợp chất hữu cơ.

- Thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ  từ dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối

+ Bước 1: Đặt công thức tổng quát C_xH_yO_zN_t

+ Bước 2: Dựa vào phổ khối lượng, xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ

+Bước 3: Xác định số nguyên tử C, H, O, N (tương ứng với các chỉ số x, y, z, t)

;

;

;

+ Bước 4: Kết luận CTPT của hợp chất hữu cơ.

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Công thức phân tử (CTPT) không cho ta biết:

A. Số lượng các nguyên tố trong hợp chất.

B. Tỉ lệ giữa các nguyên tố trong hợp chất

C. Hàm lượng mỗi nguyên tố trong hợp chất.

D. Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ.

Câu 2: Phần trăm theo khối lượng nguyên tử carbon (C) trong phân tử C₂H₆O là

A. 52,17%             B. 13,04%           C. 34,78%           D. Không xác định được

Câu 3: Kết quả phân tích nguyên tố hợp chất X cho biết %m_C = 54,54%; %m_H = 9,09% còn lại là oxygen. Phân tử khối của X được xác định thông qua phổ khối lượng với peak ion phân tử có giá trị m/z lớn nhất bằng 88. Công thức phân tử của X là

A. C₅H₁₂O             B. C₂H₄O               C. C₃H₄O₃             D. C₄H₈O₂.

Sản phẩm dự kiến:

Câu 1: D

Câu 2: A

Câu 3: D

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Một hợp chất hữu cơ Y có 32% C, 6,67% H, 18,67% N về khối lượng còn lại là O. Phân tử khối của hợp chất này được xác định thông qua kết quả phổ khối lượng với peak ion phân tử có giá trị m/z lớn nhất. Lập công thức phân tử của Y.

Câu 2: Một hydrocarbon X ở thể khí có tỉ khối hơi so với hydrogen là 15. Công thức phân tử của X là gì?