Hóa học 11 Bài 21: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ được THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn hy vọng sẽ là là tài liệu hữu ích giúp các em nắm vững kiến thức bài học và đạt kết quả tốt trong các bài thi, bài kiểm tra trên lớp.
Tóm tắt lý thuyết Hóa học 11 Bài 21
I. Công thức đơn giản nhất
1. Công thức đơn giản nhất (CTĐGN)
– Cho biết số nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử.
– Cho biết tỉ lệ đơn giản nhất giữa số nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử.
Ví dụ: CTĐGN của etilen (CH2)n, của glucozo (CH2O)n (với n là số nguyên dương, chưa xác định).
2. Cách thiết lập CTĐGN
Hợp chất chứa C, H, O có dạng CxHyOz.
* Để lập CTĐGN ta lập:
x : y : z = nC : nH : nO
= mC/12 : mH/1 : mO/16
= %(m)C/12 : %(m)H/1 : %(m)O/16
Sau đó biến đổi thành tỷ lệ tối giản.
II. Thiết lập công thức phân tử
1. Xác định khối lượng mol phân tử
– Đối với chất khí và chất lỏng dễ hóa hơi, người ta xác định khối lượng mol phân tử dựa vào tỉ khối của chúng (ở thể khí) so với chất khí đã biết theo công thức:
MA = MB.dA/B; MA = 29.DA/kk
– Đối với chất rắn và chất lỏng khó hóa hơi, người ta đo độ tăng nhiệt độ sôi của dung dịch so với dung môi và tính được khối lượng mol phân tử của chất tan không bay hơi, không chất điện li.
2. Thiết lập công thức phân tử (CTPT)
Cho biết số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong một phần tử hợp chất.
Ví dụ: CTPT của etilen C2H4, glucozo C6H12O6, benzen C6H6. Liên hệ với CTĐGN ở trên, hệ số n đối với etilen: n = 2, với glucozo n = 6.
* Quan hệ giữa CTPT và CTĐGN:
– Số nguyên tử của các nguyên tố trong CTPT là số nguyên lần trong CTĐGN.
– Trong nhiều trường hợp, CTĐGN chính là CTPT.
– Một số chất có CTPT khác nhau, nhưng có cùng CTĐGN.
* Cách lập CTPT hợp chất hữu cơ:
a. Dựa vào thành phần phần trăm khối lượng các nguyên tố
b. Thông qua CTĐGN
Từ CTĐGN ta có CTPT là (CTĐGN)n.
Để xác định giá trị n ta dựa vào khối lượng mol phân tử M.
c. Tính trực tiếp theo khối lượng sản phẩm cháy
Giải bài tập SGK Hóa học 11 Bài 21
Bài 1 (trang 95 SGK Hóa 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).
Lời giải:
a) Vì dA/không khí = 2,07 ⇒ MA = 2,07.29 = 60
(vì Mkhông khí = 29)
b) Ta có:
Bài 2 (trang 95 SGK Hóa 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.
Lời giải:
Gọi công thức của limonen là CxHy
Ta có:
%H = 100% – %C = 100% – 88,235% = 11,765%
dlimonen/kk = 4,69 ⇒ Mlimonen = 4,69.29 = 136
Ta có:
⇒ x : y ≈ 5 : 8
⇒ công thức (C5H8)n
⇒ M(C5H8)n = MC + MH = n(12.5 + 8) = 68n = 136
⇒ n = 2
Công thức phân tử limonen là C10H16.
Bài 3 (trang 95 SGK Hóa 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.
Lời giải:
Gọi công thức hợp chất hữu cơ là CxHyOz (x,y,z nguyên dương)
mO = mA – (mC + mH) = 0,3 – (0,01.12 + 0,02.1) = 0,16(g)
⇒ nO = = 0,01(mol)
nC : nH : nO = 0,01 : 0,02 : 0,01 = 1 : 2 : 1
⇒ công thức phân tử (CH2O)n
Ta có: mA = 30n = 60 ⇒ n = 2
⇒ Công thức phân tử của A là C2H4O2
Bài 4 (trang 95 SGK Hóa 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.
Lời giải:
Gọi công thức tổng quát của anetol là CxHyOz (x,y,z nguyên dương)
%O = 100% – (%C + %H) = 100% – (81,08 + 8,1)% = 10,82%
(Ta quy về các số nguyên tối giản bằng cách chia cho số nhỏ nhất trong các giá trị trên là 0,76)
⇒ Công thức đơn giản nhất của anetol là C10H12O
Ta có: M(C10H12O)n = 148
⇒ (10.12 + 12 + 16).n = 148 ⇒ n = 1
Vậy công thức phân tử là C10H12O
Bài 5 (trang 95 SGK Hóa 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
Lời giải:
– Đáp án B
– Gọi công thức tổng quát của X là CxHyOz (x,y,z nguyên dương)
Suy ra X có CTTQ là: (C2H4O)n
Ta có: M(C2H4O)n= 44n = 88 ⇒ n = 2
CT của hợp chất X là: C4H8O2
⇒ Đáp án B
Bài 6 (trang 95 SGK Hóa 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
Lời giải:
– Đáp án B
– Vì dZ/H2 = 31 ⇒ MZ = 2.31 = 62
Gọi công thức phân tử của Z là (CH3O)n
⇒ MZ = 31n = 62 ⇒ n = 2 ⇒ Đáp án B
Trắc nghiệm Hóa học 11 Bài 21 có đáp án
Bài 1: Hợp chất hữu cơ X ( C, H, O N) có công thức trùng với công thức đơn giản nhất, đốt cháy hoàn toàn 7,5 gam X, thu được 4,48 lít CO2; 1,12 lít N2 (các khí đều đo (đktc)) và 4,5 gam H2O. Số nguyên tử hiđro trong một phân tử X là
A. 7
B. 6
C. 5
D. 9.
Lời giải
Đáp án: C
nCO2 = nC = 0,2 ⇒ mC = 2,4g
nN = 2nN2 = 0,1 ⇒ mN = 1,4g
nH = 2nH2O = 0,5 ⇒ mH = 0,5g
⇒ mO = mX – mC – mH – mN = 3,2g ⇒ nO = 0,2 mol
nC : nH : nO : nN = 0,2 : 0,5 : 0,2 : 0,1 = 2: 5 : 2 : 1
⇒ CTPT X: C2H5O2N ⇒ Số nguyên tử H là 5
Bài 2: Kết quả phân tích nguyên tố hợp chất X cho biết %mc = 54,54% ; %mH = 9,09% còn lại là oxi. Tỉ khối hơi của X so với CO2 bằng 2. Công thức phân tử của X là
A. C5H12O
B. C2H4O
C. C3H4O3
D. C4H8O2.
Lời giải
Đáp án: D
Gọi công thức phân tử là: CxHyOz
x : y : z = %mC/12 : %mH/1 : %mO/16 = 4,545 : 9,09 : 2,3 = 2 : 4 : 1
⇒ CTĐG nhất: (C2H4O)n
MX = 88 ⇒ n = 2 ⇒ CTPT X: C4H8O2
Bài 3: Khi đốt 1 lít khí X cần 6 lít O2 thu dược 4 lít CO2 và 5 lít hơi H2O (có thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). Công thức phân tử của X là
A. C4H10
B. C4H8O2
C. C4H10O2
D. C3H8O.
Lời giải
Đáp án: A
Gọi công thức phân tử là: CxHyOz
Cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất tỉ lệ thể tích bằng với tỉ lệ số mol
Bảo toàn nguyên tố O: nO (O2) + nO(X)= 2nCO2 + nH2O
⇒ 2.6 + nO(X) = 2. 4 + 5
⇒ nO(X) = 1 mol = nX ⇒ Trong X có 1 nguyên tử oxi
CxHyOz (1) → xCO2 (4) + y/2 H2O (5 mol)
⇒ x = 4 ; y = 10 ⇒ CTPT: C4H10O
Bài 4: Oxi hóa hoàn toàn 4,92g một hợp chất A chứa C, H, O, N và O rồi cho sản phẩm lần lượt qua bình chứa H2SO4 đậm đặc, bình chứa KOH thì thấy khối lượng bình chứa H2SO4 đặc tăng thêm 1,81mg, bình chứa KOH tăng thêm 10,56g. Ở thí nghiệm khác, khi nung 6,15g hợp chất A với CuO thì thu được 0,55l (đktc) khí N2. Hàm lượng phần trăm của Oxi trong A là bao nhiêu?
A. 26,215%
B. 58,54%
C. 11,18%
C. 4,065%
Lời giải
Đáp án: A
mbình 1 tăng = mH2O = 1,81 ⇒ mH = 0,2g
mbình 2 tăng = mCO2 = 10,56g ⇒ mC = 2,88g
Nung 6,15g A ⇒ 0,55l N2
⇒ Nung 4,92g A ⇒ (4,92/6,15). 0,55 = 0,44l N2 ⇒ mN = 0,55g
⇒ mO = mA – mC – mH – mN = 1,29g
⇒ %mO = 1,29 : 4,92 .100% = 26,215%
Bài 5: Hợp chất A chứa các nguyên tố C, H, O. Khi đốt A cần dùng một lượng oxi bằng 8 lần lượng oxi có nó và thu được lượng khí CO2 và H2O theo tỉ lệ khối lượng CO2 so với khối lượng nước = 22/9. Công thức đơn giản nhất của A là:
A. C4H6O
B. C3H6O
C. C3H6O2
D. C4H6O2
Lời giải
Đáp án: B
Gọi CTPT của A là: CxHyOz
CxHyOz + (x + y/4 + z/2) O2 → x CO2 + y/2 H2O
Theo đề bài ta có:
(x + y/4 + z/2) = 8. 16z => 4x + y = 18z (1)
Từ (1)(2) ⇒ x = 3z
⇒x : y : z = 3z : 6z : z = 3 : 6 : 1 ⇒ CTĐG: C3H6O
Bài 6: Vitamin A (retinol) có công thức phân tử C20H30O, công thức đơn giản nhất của vitamin A là:
A. C2H3O
B. C20H30O
C. C4H6O
D. C4H6O2
Lời giải
Đáp án: B
Bài 7: Phân tích chất hữu cơ X chứa C, H, O ta có:
mC : mH : mO = 2,24 : 0,357 : 2. Công thức đơn giản nhất của X là:
A. C6H12O4
B. CH3O
C. C3H6O2
D. C3H6O
Lời giải
Đáp án: C
Gọi CTPT X là: CxHyOz
= 0,187 : 0,375 : 0,125 = 3 : 6 : 2
⇒ CTĐG: C3H6O2
Bài 8: Đốt cháy 3,7g chất hữu cơ X (C, H, O) dùng vừa đủ 6,72 lít oxi (đktc) và thu được 0,25 mol H2O. Công thức phân tử của X là: (biết 70 < MX < 83)
A. C2H5O
B. C4H8O
C. C3H6O
D. C4H10O
Lời giải
Đáp án: D
Gọi CTPT CxHyOz
X + O2 → CO2 + H2O
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mCO2 = mX + mO2 – mH2O = 8,8g
mC = 2,4g; mH = 0,5g ⇒ mO = 0,8g
⇒ X có dạng (C4H10O)n
⇒ Ta có 70 < 74n < 83 ⇒ n = 1 ⇒ CTPT: C4H10O
Bài 9: Một hiđrocabon X ở thể khí có tỉ khối hơi so với hiđro là 15. Công thức phân tử của X là:
A. C2H6
B. CH4
C. C2H4
D. C2H2
Lời giải
Đáp án: A
CTPT: CxHy
⇒ 12x + y = 30
⇒ 12x < 30 ⇒ x < 2,5
Nếu x = 1 ⇒ y = 18 (loại)
Nếu x = 2 ⇒ y = 6 ⇒ C2H6
Bài 10: Đốt cháy hoàn toàn 100ml hơi chất A, cần dùng 250ml O2, chỉ tạo ra 200ml CO2 và 200ml hơi nước( các thể tích đo cùng điều kiện). Công thức phân tử của A là:
A. C2H4
B. C2H6O
C. C2H4O
D. C3H6O
Lời giải
Đáp án: C
CxHyOz + 2,5O2 → 2CO2 + 2H2O
⇒ x = 2; y = 4; z = 1 ⇒ C2H4O
Bài 11: Tỉ khối hơi cuả chất X so với hiđro bằng 44. Phân tử khối của X là
A. 44
B. 46
C. 22
D. 88.
Lời giải
Đáp án: D
Bài 12: Thể tích của 1,5 gam chất X bằng thể tích của 0,8 gam khí oxi (đktc cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). Phân tử khối của X là
A. 60
B. 30
C. 120
D. 32.
Lời giải
Đáp án: A
Bài 13: Hợp chất X có công thức đơn giản nhất là CH2O. tỉ khối hơi của X so với hiđro bằng 30. Công thức phân tử của X là
A. CH2O
B. C2H4O2
C. C3H6O2
D. C4H8O2.
Lời giải
Đáp án: B
CTPT của X là (CHO)n hay CnH2nOn
MX = 30.2 = 60 ⇒ (12 + 2.1 + 16)n = 60 ⇒ n = 2 ⇒ CTPT là C2H4O2
Bài 14: Đốt cháy hoàn toàn 4,4 gam hợp chất hữu cơ X ( C, H, O ). Thu được 4,48 lít CO2 (đktc) và 3,6 gam H2O. Biết tỉ khối của X so với CO2 bằng 2. Công thức phân tử của X là
A. C5H12O
B. C2H4O
C. C3H4O3
D. C4H8O2.
Lời giải
Đáp án: D
Đặt CTPT của X là CxHyOz
MX = 2.44 = 88;
nCO2 = 0,2 mol
nH2O = 0,2 mol
nX = 0,05 mol
Bảo toàn nguyên tố C: 0,05x = 0,2 ⇒ x = 4
Bảo toàn nguyên tố H: 0,05y = 2.0,2 ⇒ y = 8
12.4 + 8.1 + 16z = 88 ⇒ z = 2 ⇒ CTPT: C4H8O2
Bài 15: Đốt cháy hoàn toàn 7,4 gam hợp chất hữu cơ X ( C, H, O ). Thu được 6,72 lít CO2 (đktc) và 5,4 gam H2O. Khi hóa hơi 1,85 gam X, thu được thể tích bằng với thể tích của 0,7 gam N2 cùng nhiệt độ,áp suất. Xác định công thức phân tử của X.
A. C5H10O
B. C3H6O2
C. C2H2O3
D. C3H6O.
Lời giải
Đáp án: B
Gọi CTPT là CxHyOz
nCO2 = nC = 0,3 mol; nH = 0,6 mol
mO = mX – mC – mH = 7,4 – 0,3.12 – 0,6.1 = 3,2g
⇒ nO = 0,2
x : y : z = nC : nH : nO = 0,3 : 0,6 : 0,2 = 3 : 6 : 2 ⇒ CTĐG của X: (C3H6O2)n
1,85g X có thể tích bằng 0,7 gam N2 ⇒ MX = 74 ⇒ n = 1 ⇒ X là C3H6O2
******************
Trên đây là nội dung bài học Hóa học 11 Bài 21: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ do THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn bao gồm phần lý thuyết, giải bài tập và các câu hỏi trắc nghiệm có đáp án đầy đủ. Hy vọng các em sẽ nắm vững kiến thức về Công thức phân tử hợp chất hữu cơ. Chúc các em học tập thật tốt và luôn đạt điểm cao trong các bài thi bài kiểm tra trên lớp.
Biên soạn bởi: Trường THPT Ngô Thì Nhậm
Chuyên mục: Hoá học 11
