Bài 10. Hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ trang 39, 40, 41, 42, 43

10.1

Hợp chất hữu cơ là các hợp chất của....... (trừ các oxide của carbon, muối carbonate, cyanide, carbide,...). Từ thích hợp điền vào chỗ trống trong định nghĩa trên là

A. carbon.                     B. hydrogen.                 C. oxygen.                    D. nitrogen.

Phương pháp giải:

Hợp chất hữu cơ là hợp chất của carbon, trừ một số hợp chất oxide của carbon, muối carbonate, các carbide,…

Lời giải chi tiết:

Hợp chất hữu cơ là các hợp chất của carbon (trừ các oxide của carbon, muối carbonate, cyanide, carbide,...).

→ Chọn A.

10.2

Xét phản ứng quang hợp: $6C{O}_2+6H_{2}O\to C_6{H}_{12}{O}_6+6O_2$

Chất nào trong phản ứng này thuộc loại hợp chất hữu cơ?

A. CO₂.                         B. H₂O.                         C. C₆H₁₂O₆.                  D. O₂.

Phương pháp giải:

Hợp chất hữu cơ là hợp chất của carbon, trừ một số hợp chất oxide của carbon, muối carbonate, các carbide,…

Lời giải chi tiết:

$6C{O}_2+6H_{2}O\to C_6{H}_{12}{O}_6+6O_2$

Trong phản ứng, C₆H₁₂O₆ là hợp chất hữu cơ.

→ Chọn C.

10.3

Hoá học hữu cơ là ngành hoá học chuyên nghiên cứu về các...........Cụm từ thích hợp điền vào chỗ trống trong định nghĩa trên là

A. hợp chất hữu cơ.                                            B. hợp chất vô cơ.

C. hợp chất thiên nhiên.                                     D. hợp chất phức.

Phương pháp giải:

Đối tượng nghiên cứu của hoá học hữu cơ là các hợp chất hữu cơ.

Lời giải chi tiết:

Hoá học hữu cơ là ngành hoá học chuyên nghiên cứu về các hợp chất hữu cơ.

→ Chọn A.

10.4

Nhân xét nào dưới đây về đặc điểm chung của các chất hữu cơ không đúng?

A. Các hợp chất hữu cơ thường khó bay hơi, bền với nhiệt và khó cháy.

B. Liên kết hoá học chủ yếu trong các phân tử hợp chất hữu cơ là liên kết cộng hoá trị.

C. Các hợp chất hữu cơ thường không tan hoặc ít tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ.

D. Các phản ứng hoá học của hợp chất hũu cơ thường xảy ra chậm và theo nhiều hướng khác nhau tạo ra một hỗn hợp các sản phẩm.

Phương pháp giải:

Các hợp chất hữu cơ có đặc điểm chung sau đây:

+ Thành phần phân tử nhất thiết phải chứa nguyên tố carbon, thường có hydrogen, oxygen, nitrogen, halogen, sulfur, phosphorus,...

+ Liên kết hoá học chủ yếu là liên kết cộng hoá trị. Các nguyên tử carbon không những có khả năng liên kết với nguyên tử của các nguyên tố khác mà còn có thể liên kết với nhau tạo thành mạch carbon.

+ Nhiệt độ nóng chảy thấp, nhiệt độ sôi thấp (dễ bay hơi) và thường không tan hoặc ít tan trong nước, tan trong các dung môi hữu cơ.

+ Dễ cháy, kém bền với nhiệt nên dễ bị nhiệt phân huỷ.

+ Phản ứng của các hợp chất hữu cơ thường xảy ra chậm, theo nhiều hướng và tạo ra hỗn hợp các sản phẩm. Để tăng tốc độ phản ứng thường cần đun nóng và có xúc tác.

Lời giải chi tiết:

Nhận xét A không đúng vì các hợp chất hữu cơ thường dễ bay hơi, kém bền với nhiệt và dễ cháy.

→ Chọn A.

10.5

Hydrocarbon là loại hợp chất hữu cơ mà thành phần phân tử có các nguyên tố nào sau đây?

A. C và H.                     B. C, H và O.                C. C, H và N.                D. C, H, O và N.

Phương pháp giải:

Hydrocarbon là những hợp chất hữu cơ chỉ được tạo thành từ hai nguyên tố carbon và hydrogen

Lời giải chi tiết:

Hydrocarbon là loại hợp chất hữu cơ mà thành phần phân tử có các nguyên tố C và H.

→ Chọn A.

10.6

Nhóm chức là...... gây ra những phản ứng đặc trưng của phân tử hợp chất hữu cơ. Cụm từ thích hợp điền vào chỗ trống trong phát biểu trên là

A. nguyên tử.                                                      B. phân tử.

C. nhóm nguyên tử.                                            D. nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử.

Phương pháp giải:

Nhóm chức là nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử gây ra tính chất đặc trưng của hợp chất hữu cơ.

Lời giải chi tiết:

Nhóm chức là nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử gây ra những phản ứng đặc trưng của phân tử hợp chất hữu cơ.

→ Chọn D.

10.7

Phổ hồng ngoại là phương pháp vật lí rất quan trọng và phổ biến để nghiên cứu về

A. thành phần nguyên tố chất hữu cơ.               B. thành phần phân tử hợp chất hữu cơ.

C. cấu tạo hợp chất hữu cơ.                               D. cấu trúc không gian hợp chất hữu cơ.

Phương pháp giải:

Phương pháp phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy, được viết tắt là IR) là phương pháp vật lí rất quan trọng và phổ biến để nghiên cứu cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ.

Lời giải chi tiết:

Phổ hồng ngoại là phương pháp vật lí rất quan trọng và phổ biến để nghiên cứu về cấu tạo hợp chất hữu cơ.

→ Chọn C.

10.8

Xét các chất CH₄, HCN, CO₂, CH₂=CH₂, CH₃CH = O, Na₂CO₃, CH₃COONa, H₂NCH₂COOH và Al₄C₃. Trong các chất này, số hợp chất hữu cơ là

A. 3.                              B. 4.                              C. 5.                              D. 6.

Phương pháp giải:

Hợp chất hữu cơ là hợp chất của carbon, trừ một số hợp chất oxide của carbon, muối carbonate, các carbide,…

Lời giải chi tiết:

Các hợp chất hữu cơ: CH₄, CH₂=CH₂, CH₃CH = O, CH₃COONa, H₂NCH₂COOH.

→ Chọn C.

10.9

Phân tử chất nào sau đây không chỉ chứa liên kết cộng hoá trị?

A. CH₃CH₂OH.             B. CH₃CH = O.             C. CH ≡ CH.                 D. CH₃COONa.

Phương pháp giải:

- Liên kết ion là liên kết được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu. Liên kết ion thường được hình thành khi kim loại điển hình tác dụng với phi kim điển hình.

- Liên kết cộng hóa trị là liên kết được hình thành giữa hai nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron chung.

Lời giải chi tiết:

Các phân tử: CH₃CH₂OH, CH₃CH = O, CH ≡ CH chỉ chứa liên kết cộng hóa trị.

Phân tử CH₃COONa chứa các liên kết cộng hóa trị (C – H, C – C, C – O, C = O) và liên kết ion (O – Na).

→ Chọn D.

10.10

Trong các chất sau đây, chất nào dễ cháy nhất?

A. CO₂.                         B. C₂H₅OH.                  C. Na₂CO₃.                   D. N₂.

Phương pháp giải:

Các hợp chất hữu cơ dễ cháy, kém bền với nhiệt nên dễ bị nhiệt phân huỷ.

Lời giải chi tiết:

C₂H₅OH là chất dễ cháy nhất so với các chất vô cơ (CO₂, Na₂CO₃, N₂).

→ Chọn B.

10.11

Cho các hợp chất sau: CH₄; NH₃; C₂H₂; CCl₄; C₂H₄; C₆H₆. Số hợp chất thuộc loại hydrocarbon là

A. 1.                              B. 2.                              C. 3.                              D. 4.

Phương pháp giải:

Hợp chất hữu cơ là hợp chất của carbon, trừ một số hợp chất oxide của carbon, muối carbonate, các carbide,…

Hydrocarbon là loại hợp chất hữu cơ mà thành phần phân tử có các nguyên tố C và H.

Lời giải chi tiết:

Các hợp chất thuộc loại hydrocarbon: CH₄; C₂H₂; C₂H₄; C₆H₆.

→ Chọn D

10.12

Biết rằng hydrocarbon no chỉ chứa liên kết đơn, hydrocarbon không no có chứa liên kết bội và hydrocarbon thơm có chứa vòng benzene. Xét các chất sau:

Nhận định nào sau đây không đúng?

A. Số hydrocarbon bằng 5.                                B. Số dẫn xuất hydrocarbon bằng 3.

C. Số hydrocarbon no bằng 2.                            D. Số hydrocarbon không no bằng 3.

Phương pháp giải:

Hydrocarbon là những hợp chất hữu cơ chỉ được tạo thành từ hai nguyên tố carbon và hydrogen.

Dẫn xuất của hydrocarbon là những hợp chất hữu cơ mà trong phân tử ngoài nguyên tố carbon còn có các nguyên tố như oxygen, nitrogen, sulfur, halogen, ...

Lời giải chi tiết:

Số hydrocarbon bằng 5.

Số dẫn xuất hydrocarbon bằng 3.

Số hydrocarbon no bằng 2.

Số hydrocarbon không no bằng 2.

→ Chọn D.

10.13

Nhận định nào sau đây không đúng?

A. CH₄, CH₂ = CH₂ và CH ≡ CH là những hydrocarbon.

B. CH₃OH và HOCH₂ – CH₂OH là những alcohol.

C. CH₃COOH và CH₂(COOH)₂ là những carboxylic acid.

D. CH₃CH = O và CH₃COCH₃ là những aldehyde.

Phương pháp giải:

Một số loại nhóm chức cơ bản được thể hiện trong bảng sau:

Lời giải chi tiết:

Nhận định D không đúng vì:

+ CH₃CH = O là aldehyde.

+ CH₃COCH₃ là ketone.

→ Chọn D.

10.14

Xét các chất sau:

Nhận định nào sau đây không đúng?

A. Số hợp chất hữu cơ đa chức (có 2 nhóm chức giống nhau trở lên) bằng 4.

B. Số hợp chất hữu cơ tạp chức (có 2 nhóm chức khác nhau trờ lên) bằng 2.

C. Số hợp chất hữu cơ thuộc loại alcohol bằng 3.

D. Số hợp chất hữu cơ thuộc loại carboxylic acid bằng 3.

Phương pháp giải:

Một số loại nhóm chức cơ bản được thể hiện trong bảng sau:

Lời giải chi tiết:

Số hợp chất hữu cơ đa chức bằng 4.

Số hợp chất hữu cơ tạp chức bằng 2.

Số hợp chất hữu cơ thuộc loại alcohol bằng 3.

Số hợp chất hữu cơ thuộc loại carboxylic acid bằng 1.

→ Chọn D.

10.15

Tại sao chỉ hai nguyên tố carbon và hydrogen nhưng tạo được nhiều hợp chất hydrocarbon?

Phương pháp giải:

Nguyên tử của nguyên tố carbon có khả năng liên kết trực tiếp với nhau, tạo được các phân tử hợp chất hữu cơ mạch carbon thẳng, nhánh hoặc vòng.

Lời giải chi tiết:

Chỉ hai nguyên tố carbon và hydrogen nhưng tạo được nhiều hợp chất hydrocarbon, vì so với nguyên tử của các nguyên tố khác, nguyên tử của nguyên tố carbon có khả năng liên kết trực tiếp với nhau, tạo được các phân tử với mạch carbon thẳng, nhánh hoặc vòng.

10.16

Hãy giải thích:

a) Tại sao liên kết chủ yếu trong các hợp chất hữu cơ là liên kết cộng hoá trị?

b) Tại sao các phân tử hợp chất hữu cơ thường dễ nóng chảy, dễ bay hơi và ít tan trong nước?

c) Tại sao phản ứng hữu cơ thường xảy ra theo nhiều hướng và tạo nhiều sản phẩm?

Phương pháp giải:

a) Liên kết cộng hóa trị là liên kết được hình thành giữa hai nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron chung. Liên kết cộng hóa trị được hình thành giữa các phi kim.

b) Liên kết giữa các phân tử kém bền nên nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp.

Các phân tử không phân cực kém tan trong nước.

c) Phân tử hợp chất hữu cơ có nhiều nhóm cấu trúc tương tự nên khả năng phản ứng ở các nhóm tương tự nhau.

Lời giải chi tiết:

a) Liên kết chủ yếu trong các hợp chất hữu cơ là liên kết cộng hoá trị vì loại nguyên tố cấu thành hợp chất hữu cơ chủ yếu là các nguyên tố phi kim (C, H, O, N,…).

b) Phân tử hợp chất hữu cơ thường dễ nóng chảy, dễ bay hơi (nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp) do liên kết giữa các các phân tử hợp chất hữu cơ (các phân tử cộng hoá trị) là liên kết hydrogen hoặc tương tác Van der Waals kém bền. Phần nhiều các phân tử hợp chất hữu cơ ít tan trong nước vì là các hydrocarbon không phân cực hoặc các hợp chất chứa nhóm chức mang gốc hydrocarbon lớn không phân cực.

c) Phản ứng hữu cơ thường xảy ra theo nhiều hướng và tạo nhiều sản phẩm do trong phân tử hợp chất hữu cơ có nhiều nhóm cấu trúc tương tự, có khả năng phản ứng tương tự. Ví dụ: Phân tử methane có bốn liên kết C–H tương tự, nên có thể thế lần lượt các nhóm này (bằng chlorine chẳng hạn) tạo nhiều sản phẩm gồm CH₃Cl, CH₂Cl₂, CHCl₃ và CCl₄.

10.17

Sử dụng Bảng 10.2, sách giáo khoa Hoá học 11, xác định và giải thích trong mỗi phổ hồng ngoại dưới đây, phổ nào tương ứng với cấu trúc của một ketone, một alcohol, một carboxylic acid, một amine bậc nhất (-NH₂), hay một amine bậc hai (-NH-).

Phương pháp giải:

Lời giải chi tiết:

a) Tín hiệu mạnh tại 1 700 cm^-1 tương ứng với tín hiệu nhóm (C=O) của một ketone.

b) Tín hiệu rộng rõ nét trong khoảng 2 200 – 3 600 cm^-1 đặc trưng cho nhóm –OH của một carboxylic acid. Tín hiệu tại 1 700 cm^-1 cũng khẳng định sự tồn tại nhóm C=O của một carboxylic acid.

c) Tín hiệu ở khoảng 3 400 cm^-1 tương ứng với cấu trúc liên kết N–H của một amine bậc hai.

d) Hai tín hiệu tại 3 350 và 3 450 cm^-1 tương ứng với các vạch đối xứng và bất đối các liên kết N–H của một nhóm NH₂, nên đây là phổ của một amine bậc nhất.

e) Tín hiệu mạnh tại 1 700 cm^-1 tương ứng với tín hiệu nhóm (C=O) của một ketone.

g) Khoảng tín hiệu trong khoảng 3 200 và 3 600 cm^-1 đặc trưng cho một alcohol.

10.18

Chrysanthemic acid được tách từ hoa cúc, có công thức cấu tạo như sau:

Phổ hồng ngoại của chrysanthemic acid có năm tín hiệu sau: khoảng 1650 cm^-1; khoảng 1715 cm^-1, < 3000 cm^-1; khoảng 3100 cm^-1; khoảng 2200-3600 cm^-1. Xác định các nhóm cấu trúc hình thành năm tín hiệu này.

Phương pháp giải:

Lời giải chi tiết:

Năm tín hiệu trên phổ tương ứng với các nhóm cấu trúc sau đây:

1) Liên kết C=C (~1 650 cm^-1);

2) Liên kết C = O của nhóm carboxylic acid (~1 715 cm^-1);

3) Các liên kết $C_{s{p}^3}-H$ (< 3 000 cm^-1);

4) Liên kết $C_{s{p}^2}-H$ (~ 3100 cm^-1);

 5) Liên kết O − H của nhóm carboxylic acid (2 200 – 3 600 cm^-1).