Bài 8. Hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ trang 26, 27, 28

8.1

Những phát biểu nào sau đây là đúng?

(a) Nguyên tố carbon và hydrogen luôn có mặt trong thành phần hợp chất hữu cơ.

(b) Hợp chất hữu cơ mà thành phần phân tử chỉ gồm các nguyên tố carbon và hydrogen là hydrocarbon.

(c) Hợp chất hữu cơ là hợp chất của carbon (trừ CO, CO₂, các muối carbonate, các hợp chất cyanide, các carbide,...).

(d) Phổ hồng ngoại cho phép xác định cả loại nhóm chức và số lượng nhóm chức đó có trong phân tử hữu cơ.

(e) Phổ hồng ngoại cho phép xác định loại nhóm chức có trong phân tử hữu cơ.

(g) Một hydrocarbon và một hợp chất ion có khối lượng phân tử gần bằng nhau thì hydrocarbon tan trong nước ít hơn và có nhiệt độ sôi thấp hơn so với hợp chất ion.

Phương pháp giải:

Dựa vào kiến thức về hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ

Lời giải chi tiết:

a) sai. Nguyên tố hydrogen không nhất thiết có mặt trong thành phần hợp chất hữu cơ (CCl₄).

b) Đúng.

c) Đúng.

d) Sai. Phổ hồng ngoại không cho phép xác định số lượng nhóm chức.

e) Đúng.

g) Đúng.

8.2

Chất nào dưới đây không là chất hữu cơ?

A. Acetic acid.

B. Urea.           

C. Ammonium cyanate.            

D. Ethanol.

Phương pháp giải:

HCHC là hợp chất của carbon trừ cyanate

Lời giải chi tiết:

NH₄(OCN) không phải HCHC. Đáp án C.

8.3

Trường hợp nào dưới đây khoanh đúng nhóm chức carboxylic acid của ethanoic acid?

Phương pháp giải:

nhóm chức của acid là –COOH.

Lời giải chi tiết:

Đáp án C.

8.4

Trên phổ hồng ngoại của hợp chất hữu cơ X có các hấp thụ đặc trưng ở 2 817 cm⁻¹ và 1 731 cm⁻¹. Chất X là chất nào trong các chất dưới đây?

A. CH₃C(O)CH₂CH₃.           B. CH₂=CHCH₂CH₂OH.

C. CH₃CH₂CH₂CHO.          D. CH₃CH=CHCH₂OH.

Phương pháp giải:

Dựa vào số sóng hấp thụ có thể xác định được nhóm chức của HCHC.

Lời giải chi tiết:

Các hấp thụ đặc trưng ở 2 817 cm⁻¹ và 1 731 cm⁻¹ chứng tỏ trong X có nhóm chức COOH hoặc CHO. Đáp án C.

8.5

Phổ hồng ngoại của hợp chất hữu cơ nào dưới đây không có hấp thụ ở vùng 1 750 - 1 600 cm⁻¹?

A. Alcohol.                B. Ketone.              C. Ester.               D. Aldehyde.

Phương pháp giải:

Dựa vào số sóng hấp thụ có thể xác định được nhóm chức của HCHC.

Lời giải chi tiết:

Vùng hấp thụ nhóm Alcohol là 3 650 – 3 200 cm^-1. Đáp án A

8.6

Vì sao có thể dựa vào nhóm chức để phân loại các hợp chất hữu cơ?

A. Vì biết được nhóm chức thì biết được thành phần các nguyên tố hoá học có trong phân tử hợp chất hữu cơ.

B. Vì nhóm chức không bị biến đổi khi phân tử hữu cơ tham gia phản ứng.

C. Vì nhóm chức tham gia vào các phản ứng trong cơ thể sống. 

D. Vì nhóm chức gây ra các phản ứng hoá học đặc trưng cho phân tử hữu cơ.

Phương pháp giải:

Dựa vào kiến thức về các nhóm chức trong hợp chất hữu cơ

Lời giải chi tiết:

Đáp án D.

8.7

Phân tử của mỗi chất A, B và D chứa một trong các nhóm chức: alcohol, ketone hoặc carboxylic acid. Biết rằng trên phổ IR, A cho các hấp thụ đặc trưng ở 2 690 cm−1 và 1 715 cm−1; B chỉ có hấp thụ đặc trưng ở 3 348 cm−1 còn D cho hấp thụ đặc trưng ở 1 740 cm −1. Cho biết nhóm chức có trong phân tử mỗi chất A, B và D.

Phương pháp giải:

Dựa vào số sóng hấp thụ có thể xác định được nhóm chức của HCHC.

Lời giải chi tiết:

Vùng hấp thụ nhóm Alcohol là 3 650 – 3 200 cm^-1.

Vùng hấp thụ nhóm Ketone là 1 740 – 1 670 cm^-1.

Vùng hấp thụ nhóm Carboxylic là 3 000 – 2 500 cm^-1 và 1 750 – 1 680 cm^-1.

A chứa Carboxylic

B chứa Alcohol

D chứa Ketone

8.8

Cho dãy chuyển hoá sau:

                      CaO     →(1)         CaC₂        →(2)      C₂H₂        →(3)     CH₃CHO

               calcium oxide     calcium carbide             acetylene             acetaldehyde

Trong các chuyển hoá trên, chuyển hoá nào được thực hiện bằng phản ứng hoá học:

a) giữa hai chất vô cơ?

b) giữa hai chất hữu cơ?

c) giữa chất vô cơ và chất hữu cơ?

Phương pháp giải:

HCHC là hợp chất của carbon trừ CO, CO₂, CO₃^2-, ...

Lời giải chi tiết:

a) (1) là chuyển hoá giữa hai chất vô cơ.

b) (3) là chuyển hoá giữa hai chất hữu cơ.

c) (2) là chuyển hoá từ chất vô cơ thành chất hữu cơ.

8.9

Thực hiện thí nghiệm đốt cháy hỗn hợp alkane lỏng (C10 – C15) như mô tả trong Hình 8.1.

a) Chất lỏng không màu alkane trong ống chữ U là chất gì? Cho biết vai trò của nước đá trong thí nghiệm trên.

b) Vì sao sau khi đốt alkane một thời gian thì thấy nước vôi trong vẩn đục?

c) Thí nghiệm này chứng tỏ những nguyên tố nào có mặt trong alkane

Phương pháp giải:

HCHC là hợp chất của carbon trừ CO, CO₂, CO₃^2-, ...

Lời giải chi tiết:

a) Chất lỏng trong ống chữ U là nước. Do trong thành phần của alkane có hydrogen, khi đốt cháy tạo thành nước (hơi). Hơi nước gặp lạnh bị ngưng tụ tạo thành chất lỏng không màu. Nước đá có tác dụng làm lạnh để ngưng tụ hơi nước.

b) Trong thành phần của alkane có carbon, khi bị đốt cháy tạo thành khí carbon dioxide. Khí carbon dioxide phản ứng với nước vôi trong tạo thành CaCO₃ không tan, làm vẩn đục nước vôi trong:

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

c) Thí nghiệm trên tạo thành H₂O và CO₂, chứng tỏ trong thành phần của alkane bị đốt cháy có chứa các nguyên tố C và H.

8.10

Đốt cháy hoàn toàn chất A tạo thành CO₂ và H₂O.

a) Trình bày phương pháp nhận ra sự có mặt của CO₂ và H₂O trong sản phẩm cháy.

b) Những nguyên tố nào chắc chắn có mặt trong chất A? Nguyên tố nào có thể có trong thành phần chất A? Cần thêm dữ kiện nào để chắc chắn điều này?

c) Trên phố IR của A thấy có hấp thụ ở 1 720 cm−1. Nhóm chức nào có thể có trong phân tử chất A?

Phương pháp giải:

Dựa vào số sóng hấp thụ có thể xác định được nhóm chức của HCHC. Dựa vào tính chất hóa học của CO₂ và H₂O để nhận biết.

Lời giải chi tiết:

a) Dẫn sản phẩm cháy qua ống chứa Cu(OH)₂ khan (màu trắng), sự xuất hiện của Cu(OH)₂.5H₂O (màu xanh) chứng tỏ trong sản phẩm cháy có H₂O. Tiếp tục dẫn sản phẩm cháy qua ống nước vôi trong (chứa Ca(OH)₂), sự xuất hiện của CaCO₃ (khiến nước vôi trong vẩn đục) chứng tỏ trong sản phẩm cháy có CO₂.

b) Nguyên tố chắc chắn có mặt trong chất A là C và H. Nguyên tố có thể có trong chất A là O. Để biết chắc chắn có hay không có O trong chất A, cần so sánh khối lượng của chất A và khối lượng của C và H trong CO₂ và H₂O. Nếu khối lượng chất A lớn hơn thì chứng tỏ trong A có O.

c) Trên phổ IR của A thấy có hấp thụ ở 1 720 cm⁻¹ chứng tỏ trong phân tử chất A có thể có nhóm chức carboxylic acid hoặc ester hoặc ketone hoặc aldehyde.

8.11

Phổ IR của chất A được cho như Hình 8.2.

A có thể là chất nào trong số các chất sau: 

(1) CH₃CH₂–COOH, (2) CH₃CH₂CH₂–CHO, (3) CH₃CH₂NH–CH₂CH₃ và (4) CH₃COCH₂CH₃? Giải thích.

Phương pháp giải:

Dựa vào số sóng hấp thụ có thể xác định được nhóm chức của HCHC.

Lời giải chi tiết:

Do phổ có số sóng 3281 cm^-1 chứng tỏ trong A có nhóm O-H hoặc N-H.

Vậy A là (3) CH₃CH₂NH–CH₂CH₃

8.12

Cho các chất formic acid, acetic acid và methyl formate như sau:

a) Khoanh vào nhóm nguyên tử tạo thành nhóm chức acid hoặc nhóm chức ester có trong phân tử các chất trên.

b) Giải thích vì sao formic acid và methyl formate có thể thể hiện được tính chất hoá học đặc trưng của nhóm chức aldehyde.

Phương pháp giải:

nhóm chức acid hoặc ester là -COOH hoặc –COOR. nhóm chức aldehyde là -CHO

Lời giải chi tiết:

b) Do trong phân tử formic acid và methyl formate có nhóm chức aldehyde nên chúng thể hiện được tính chất của một aldehyde.