Bài 11. Cấu tạo hóa học của hợp chất hữu cơ trang 34, 35, 36

11.1

Để viết được cấu tạo hoá học của một chất cần biết những yếu tố nào sau đây?

(a) Thành phần phân tử của chất.

(b) Hoá trị của các nguyên tố có trong phân tử chất.

(c) Trật tự liên kết của các nguyên tử trong phân tử chất.

(d) Nhiệt độ sôi của chất.

Phương pháp giải:

công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ cho biết cách thức liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử.

Lời giải chi tiết:

a. Đúng.

b. Đúng.

c. Đúng.

d. Sai.

11.2

Công thức nào dưới đây biểu diễn đúng cấu tạo hoá học của chất?

A. Công thức (1).                                       B. Công thức (2) và công thức (3).

C. Công thức (4).                                       D. Công thức (1) và công thức (3).

Phương pháp giải:

trong phân tử hợp chất hữu cơ, C hóa trị IV, H hóa trị I, O hóa trị II, Cl hóa trị I, N hóa trị III.

Lời giải chi tiết:

Đáp án D.

11.3

Nhận xét nào sau đây là đúng về hai công thức cấu tạo CH3CH2CH(CH3)2 và CH3CH2CH2CH2CH3?

A. Biểu diễn cấu tạo hoá học của cùng một chất.

B. Biểu diễn cấu tạo hoá học của hai chất đồng phân về vị trí nhóm chức.

C. Biểu diễn cấu tạo hoá học của hai chất thuộc cùng dãy đồng đẳng.

D. Biểu diễn cấu tạo hoá học của hai chất đồng phân về mạch carbon.

Phương pháp giải:

công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ cho biết cách thức liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử.

Lời giải chi tiết:

2 chất trên có cùng công thức phân tử nhưng khác công thức cấu tạo. Đáp án D.

11.4

Nhận xét nào sau đây về hai công thức cấu tạo bên là đúng?

A. Biểu diễn cấu tạo hoá học của hai chất đồng phân về mạch carbon.

B. Biểu diễn cấu tạo hoá học của hai chất đồng phân về vị trí nhóm chức.

C. Biểu diễn cấu tạo hoá học của hai chất thuộc cùng dãy đồng đẳng.

D. Biểu diễn cấu tạo hoá học của cùng một chất.

Phương pháp giải:

công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ cho biết cách thức liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử.

Lời giải chi tiết:

2 chất trên biểu diễn cùng 1 hợp chất là CH3CH2CH(CH3)2. Đáp án D

11.5

Chọn phát biểu đúng về bốn chất (đều có phân tử khối là 60) sau đây.

A. Chất (1) và chất (4) là đồng phân của nhau.

B. Chất (1), chất (2) và chất (4) là đồng phân của nhau.

C. Chất (1) và chất (2) là đồng phân của nhau.

D. Cả bốn chất đều là đồng phân của nhau.

Phương pháp giải:

công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ cho biết cách thức liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử.

Lời giải chi tiết:

Chất (1) và (4) đều có nhóm OH trong phân tử. Đáp án A.

11.6

Số đồng phân mạch hở có cùng công thức phân tử C3H6Br2 là

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

Phương pháp giải:

sắp xếp các nguyên tố sao cho chúng không bị trùng nhau.

Lời giải chi tiết:

Các đồng phân mạch hở có cùng công thức phân tử C3H6Br2 là

CH3-CH2-CHBr2

CH3-CBr2-CH3

CH2Br-CH2-CH2Br

CH2Br-CHBr-CH3

Đáp án D.

11.7

 Methanol, ethanol, propanol, butanol thuộc cùng một dãy đồng đẳng. Phát biểu nào sau đây về các hợp chất này là đúng?

A. Các hợp chất này có tính chất vật lí tương tự nhau và có tính chất hoá học biến đổi theo quy luật.

B. Các hợp chất này có tính chất hoá học tương tự nhau và có tính chất vật lí biến đổi theo quy luật.

C. Các hợp chất này có cùng công thức phân tử nhưng có các tính chất vật lí, tính chất hoá học khác nhau.

D. Các hợp chất này có các tính chất vật lí và tính chất hoá học tương tự nhau.

Phương pháp giải:

 Các hợp chất này có tính chất hoá học tương tự nhau và có tính chất vật lí biến đổi theo quy luật.

Lời giải chi tiết:

Đáp án B.

11.8

Điền các thông tin thích hợp vào ô trống để hoàn thành bảng dưới đây:

Phương pháp giải:

đọc và viết được công thức cấu tạo và công thức khung phân tử.

Lời giải chi tiết:

11.9

Viết công thức cấu tạo của các hợp chất hữu cơ mạch hở có công thức phân tử C4H10O. Trong các hợp chất này, hãy chỉ ra:

a) Các chất là đồng phân về nhóm chức.

b) Các chất là đồng phân về vị trí nhóm chức.

c) Các chất là đồng phân về mạch carbon.

Phương pháp giải:

sắp xếp các nguyên tố sao cho chúng không bị trùng nhau.

Lời giải chi tiết:

Các đồng phân của C₄H₁₀O là:

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-OH

CH₃-CH(CH₃)CH₂-OH

CH₃-CH₂-CH(OH)-CH₃

CH₃-C(OH)(CH₃)-CH₃

CH₃-CH₂-CH₂-O-CH₃

CH₃-CH(CH₃)-O-CH₃

CH₃-CH₂-O-CH₂-CH₃

a) Các chất là đồng phân về nhóm chức: 

Đồng phân nhóm chức alcohol: 1, 2, 3, 4

Đồng phân nhóm chức ether: 5, 6, 7 

b) Các chất là đồng phân về vị trí nhóm chức.

Đồng phân vị trí nhóm chức alcohol: 1 và 5 ; 2 và 4

Đồng phân vị trí nhóm chức ether: 5 và 7 

c) Các chất là đồng phân về mạch carbon.

1 và 2 ; 5 và 6

11.10

Trong các công thức cấu tạo dưới đây:

a) Những công thức nào biểu diễn công thức cấu tạo của cùng một chất?

b) Những công thức nào biểu diễn công thức cấu tạo của hai chất là đồng phân của nhau? Hai chất đồng phân này thuộc loại đồng phân gì (đồng phân về mạch carbon, đồng phân về nhóm chức hay đồng phân về vị trí nhóm chức)?

Phương pháp giải:

 công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ cho biết cách thức liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử. Các hợp chất được gọi là đồng phân khi chúng cùng công thức phân tử.

Lời giải chi tiết:

a) Các công thức (3) và (5) biểu diễn công thức cấu tạo của cùng một chất.

b) Các chất (2) và (4) biểu diễn công thức cấu tạo của hai đồng phân về vị trí nhóm chức.

11.11

Hai chất đầu trong các chất thuộc một số dãy đồng đẳng được cho dưới đây:

Dãy 1: CH₂O, C₂H₄O.

Dãy 2: C₂H₃N, C₃H₅N.

Dãy 3: C₆H₆, C₇H₈.

a) Viết công thức phân tử của chất thứ 5 trong mỗi dãy.

b) Viết công thức chung cho mỗi dãy.

Phương pháp giải:

Các hợp chất hữu cơ cùng một dãy đồng đẳng hơn kém nhau 1 hoặc nhiều nhóm CH₂ và có tính chất hóa học tương tự nhau.

Lời giải chi tiết:

a) Công thức phân tử của chất thứ 5 trong mỗi dãy đồng đẳng:

Dãy 1: C₅H₁₀O

Dãy 2: C₆H₁₁N

Dãy 3: C₁₀H₁₄

b) Công thức chung của các dãy:

Dãy 1: C_nH_2nO (n ≥ 1).

Dãy 2: C_nH_{2n - 1}N (n ≥ 2).

Dãy 3: C_nH_{2n - 6} (n ≥ 6).

11.12

 Các hợp chất CH₃COOH (C₂H₄O₂), HOCH₂CH₂CHO (C₃H₆O₂) và CH₃CH₂COOCH₃ (C₄H₈O₂) có thuộc cùng một dãy đồng đẳng không? Vì sao? Viết công thức cấu tạo của ba chất có cùng công thức phân tử với các chất ở trên và là đồng đẳng của nhau.

Phương pháp giải:

các hợp chất hữu cơ cùng một dãy đồng đẳng hơn kém nhau 1 hoặc nhiều nhóm CH₂ và có tính chất hóa học tương tự nhau.

Lời giải chi tiết:

Các hợp chất CH₃COOH (C₂H₄O₂), HOCH₂CH₂CHO (C₃H₆O₂), CH₃CH₂COOCH₃ (C₄H₈O₂) không thuộc cùng một dãy đồng đẳng do chúng có nhóm chức khác nhau, tính chất của chúng không tương tự nhau.

Dãy 1:CH₃COOH (C₂H₄O₂), CH₃CH₂COOH (C₃H₆O₂), CH₃CH₂CH₂COOH (C₄H₈O₂)

Dãy 2:HOCH₂CHO (C₂H₄O₂), HOCH₂CH₂CHO (C₃H₆O₂), HOCH₂CH₂CH₂CHO (C₄H₈O₂); 

Dãy 3: HCOOCH₃ (C₂H₄O₂), CH₃COOCH₃ (C₃H₆O₂) và CH₃CH₂COOCH₃ (C₄H₈O₂).

11.13

Một hợp chất hữu cơ A được xác định có công thức thực nghiệm là CH₂O.

a) Các nguyên tố nào có trong thành phần phân tử của A?

b) Bằng phổ MS, người ta xác định được phân tử khối của A là 60. Tìm công thức phân tử của A.

c) Trên phổ IR của A thấy có tín hiệu hấp thụ ở 1 715 cm⁻¹ đồng thời cũng thấy một số tín hiệu hấp thụ trong vùng 3 400 – 2 500 cm⁻¹. A có thể có nhóm chức nào? Xác định công thức cấu tạo của A.

Phương pháp giải:

cần phân biệt công thức thực nghiệm, công thức phân tử, công thức cấu tạo và các phương pháp để tìm ra chúng.

Lời giải chi tiết:

a) Các nguyên tố có mặt trong thành phần phân tử của A: C, H và O.

b) Theo đề bài: (CH₂O)_n = 60 → n = 2. 

Vậy A có công thức phân tử C₂H₄O₂.

c) Trên phổ IR của A thấy có tín hiệu hấp thụ ở 1 715 cm⁻¹, đồng thời cũng thấy một đám hấp thụ trong vùng 3 400 – 2 500 cm⁻¹ cho thấy A là một carboxylic acid. 

Do đó, A có công thức cấu tạo là CH₃COOH.

11.14

Thành phần phần trăm về khối lượng nguyên tố có trong hợp chất X là 85,7% C và 14,3% H.

a) Xác định công thức thực nghiệm của hợp chất X.

b) Phổ MS cho thấy X có phân tử khối là 56. Xác định công thức phân tử của X.

c) Cho biết công thức cấu tạo có thể có của X trong mỗi trường hợp:

c1) X là hydrocarbon mạch thẳng.
c2) X là hydrocarbon mạch hở, phân nhánh.

Phương pháp giải:

dựa vào phần trăm nguyên tố của hợp chất để tìm được công thức thực nghiệm của chất đó.

Lời giải chi tiết:

a) Gọi công thức phân tử của glyoxaal là C_xH_y.

Ta có x : y = $\frac{\%C}{12}:\frac{\%H}{1}$

→ Công thức thực nghiệm: CH₂   

b) Theo bài ra: (CH₂)_n = 56 → n = 4.

Vậy công thức phân tử của X là C₄H₈.

c) công thức cấu tạo của X

c1) Mạch thẳng: 

CH₂ = CH – CH₂ – CH₃  

CH₃ – CH = CH – CH₃

Trong đó: có đồng phân hình học:

c2) mạch nhánh: CH₂ = C(CH₃) – CH₃