Công thức phân tử hợp chất hữu cơ – ICAN
BÀI 21.
CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ
A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
I. CÔNG THỨC ĐƠN GIẢN NHẤT (CTĐGN)
1. Định nghĩa
Công thức đơn giản nhất là công thức biểu thị tỉ lệ tối giản về số nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử.
2. Cách thiết lập CTĐGN
Gọi công thức đơn giản nhất (CTĐGN) của hợp chất đó là: CxHyOz
Lập tỉ lệ: x:y:z = nC : nH :nO =mC/12:mH/1:mO/16
Hoặc x:y:z=%C/12:%H/1:%O/16
⇒ CTĐGN của hợp chất: CxHyOz (x, y, z: Số nguyên tối giản)
II. CÔNG THỨC PHÂN TỬ
1. Định nghĩa
Công thức phân tử (CTPT) là công thức biểu thị số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử.
2. Mối quan hệ giữa CTPT và CTĐGN
– Số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong công thức phân tử là một số nguyên lần số ngtử của nó trong CTĐGN.
– Trong một số trường hợp: CTPT trùng CTĐGN.
– Một số chất có công thức phân tử khác nhau nhưng có cùng CTĐGN.
III. CÁCH THIẾT LẬP CTPT CỦA HCHC
1. Thông qua CTĐGN
(CaHbOc)n → MA = (12a + 1b + 16c) .n
Với a,b,c đã biết kết hợp MA
Tính được n Þ CTPT.
2. Dựa vào thành phần trăm về khối lượng các nguyên tố
Xét sơ đồ: CxHyOz → xC + yH + zO.
(g) M(g) 12x y 16z
%m 100% C% H% Z%.
Từ tỉ lệ:
M/100=12x/%C=y/%H=16z/%O
⇒ x = M.%C/(12.100%)
y = M.%H/100%
z = M.%O/(16.100%)
3. Tính trực tiếp từ khối lượng sản phẩm đốt cháy
CxHyOz+(x+y/4–z/2)O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) xCO2 + y/2H2O
1mol xmol y/2mol
x = nCO2/nhợp chất ;y=2.nH2O/ nhợp chất
Biết MA; x; y →z
⇒ Công thức phân tử CxHyOz
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Phương pháp giải bài tập xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ.
Cách 1: Dựa vào khối lượng hoặc % khối lượng các nguyên tố trong hợp chất CxHyOz
\(x:y:z={{n}_{C}}:{{n}_{H}}:{{n}_{O}}\,=\frac{{{m}_{C}}}{12}:\,\frac{{{m}_{H}}}{1}:\,\frac{{{m}_{O}}}{16}=\frac{\%{{m}_{C}}}{12}:\,\frac{\%{{m}_{H}}}{1}:\,\frac{\%{{m}_{O}}}{16}\Rightarrow \,\)CTGN, kết hợp với khối lượng mol phân tử Þ CTPT.
Cách 2: Dựa vào phản ứng cháy
\(\begin{align} & {{C}_{x}}{{H}_{y}}+(x+\frac{y}{4}){{O}_{2}}\to xC{{O}_{2}}+\frac{y}{2}{{H}_{2}}O \\ & \frac{1}{{{n}_{X}}}=\frac{x}{{{n}_{C{{O}_{2}}}}}=\frac{y}{2.{{n}_{{{H}_{2}}O}}}\Rightarrow x,y\Rightarrow CTPT. \\ \end{align} \)
C. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 95 SGK Hóa học 11):
Tính khối lượng mol phân tử của các chất sau:
a. Chất A có tỉ khối hơi so với không khí bằng 2,07.
b. Thể tích hơi của 3,3 gam chất khí X bằng thể tích của 1,76 gam khí oxi (đo cùng điều kiện về nhiệt độ, áp suất).
Hướng dẫn giải:
a) MA=dA/KK.MKK= 2,07 . 29,0 = 60,0 (g/mol).
b) Trong cùng điều kiện, thể tích khí tỉ lệ thuận với số mol khí:
VX = VO2
=> nX = nO2 = 1,76/32 = 0,055 mol => MX = 3,3/0,055 = 60 (g/mol).
Bài 2 (trang 95 SGK Hóa học 11):
Limonen là một chất có mùi thơm dịu được tách từ tinh dầu chanh. Kết quả phân tích nguyên tố cho thấy limonen được cấu tạo từ hai nguyên tố C và H, trong đó C chiếm 88,235% về khối lượng. Tỉ khối hơi của limonen so với không khí gần bằng 4,69. Lập công thức phân tử của limonen.
Hướng dẫn giải:
Mlimonen = 4,69 . 29 = 136 (g/mol)
%H = 100% – 88,235% = 11,765%.
Gọi CTPT của limonen là CxHy
x : y = (88,525 / 12) : (11,765 / 1) = 5 : 8
Þ CTĐGN là: (C5H8)n.
Mlimonen = 136 => 68.n= 136 Þ n=2 Þ CTPT là: C10H16.
Bài 3 (trang 95 SGK Hóa học 11):
Đốt cháy hoàn toàn 0,30 gam chất A (phân tử chỉ chứa C, H, O) thu được 0,44 gam khí cacbonic và 0,180 gam nước. Thể tích hơi của 0,30 gam chất A bằng thể tích của 0,16 gam khí oxi (ở cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất). Xác định công thức phân tử của chất A.
Hướng dẫn giải:
Thể tích hơi của 0,3 gam chất A bằng thể tích của 0,16 gam khí oxi
Þ VA = VO2 Þ nA = nO2 = 0,16 / 32 = 0,005 (mol) Þ Mz = 0,3/0,005 = 60 (g/mol)
nCO2 = 0,44/44 = 0,01 (mol) ; nH2O = 0,18/18 = 0,01 (mol)
CxHyOz + (x + y/4− z/2) O2 → xCO2 + y/2H2O
0,005 ® 0,01 ® 0,01 mol
Þ x = 2; y = 4 Þ CTPT là: C2H4Oz.
Ta có 28 + 16z = 60 Þ z = 2.
Þ Vậy CTPT là C2H4O2.
Bài 4 (trang 95 SGK Hóa học 11):
Từ tinh dầu hồi, người ta tách được anetol – một chất thơm được dùng sản xuất kẹo cao su. Anetol có khối lượng mol phân tử bằng 148,0 g/mol. Phân tích nguyên tố cho thấy, anetol có %C = 81,08%; %H = 8,1%, còn lại là oxi. Lập công thức đơn giản nhất và công thức phân tử của anetol.
Hướng dẫn giải:
%O = 100% – %C – %H = 100% – 81,08% – 8,1% = 10,82%
=> nC : nH : nO = (81,08/12) : (8,1/1) : (10,82/16) = 10 : 12 : 1
Công thức đơn giản nhất là : (C10H12O)n mà Manetol = 148.
=> CTPT là C10H12O
Bài 5 (trang 95 SGK Hóa học 11):
Hợp chất X có phần trăm khối lượng cacbon, hiđro và oxi lần lượt bằng 54,54%, 9,1% và 36,36%. Khối lượng mol phân tử của X bằng 88 g/mol. Công thức phân tử nào sau đây ứng với hợp chất của X?
A. C4H10O ; B. C4H8O2. C. C5H12O ; D. C4H10O2.
Hướng dẫn giải:
Gọi công thức phân tử của X là CxHyOz
=> x = (54,54.88%)/12 = 4
y = (9,1.88%) / 1 = 8
z = (36,36.88%) / 16 = 2
=> CTPT X là: C4H8O2
Bài 6 (trang 95 SGK Hóa học 11):
Hợp chất Z có công thức đơn giản nhất là CH3O và có tỉ khối hơi so với hiđro bằng 31,0. Công thức phân tử nào sau đây ứng với hợp chất Z?
A. CH3O ; B. C2H6O2 C. C2H6O ; D. C3H9O3
Hướng dẫn giải:
Chọn B.
– Vì dZ/H2 = 31 ⇒ MZ = 2.31 = 62.
Gọi công thức phân tử của Z là (CH3O)n
⇒ MZ = 31n = 62 ⇒ n = 2 ⇒ C2H6O2.
Trên đây là hóa 11 Công thức phân tử hợp chất hữu cơ mà ICAN soạn thảo. Cảm ơn bạn đã theo dõi và chia sẻ nhé. Chúc các bạn học vui vẻ.