Hoá học 11 Bài 20: Mở đầu về hóa học hữu cơ

Hợp chất hữu cơ là hợp chất của cacbon (trừ các oxít của cacbon, muối cacbonat, xianua và các bua…)

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

a. Dựa vào thành phần các nguyên tố

b. Theo mạch cacbon

a. Đặc điểm cấu tạo

Nguyên tố bắt buộc có là cacbon

Thường gặp H, O, N, S , P , Hal . . .

Liên kết hóa học chủ yếu trong chất hữu cơ là liên kết cộng hóa trị.

b. Tính chất vật lý

Các hợp chất hữu cơ thường dễ bay hơi (t^onc, t^o bay hơi thấp )

Kém bền đối với nhiệt và dễ cháy

Không tan hoặc ít tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ

c. Tính chất hóa học

Kém bền với nhiệt, dễ bị phân hủy.

Các phản ứng của hợp chất hữu cơ thường chậm và không hoàn toàn theo một hướng nhất định→ Thu được hỗn hợp sản phẩm

1.4. Sơ lượt về phân tích nguyên tố

a. Phân tích định tính

Mục đích: Xác định các nguyên tố có trong hợp chất hữu cơ.

Nguyên tắc: Chuyển hợp chất hữu cơ thành các chất vơ cơ đơn giản, rồi nhận biết bằng phản ứng đặc trưng.

Phương pháp tiến hành

b. Phân tích định lượng

Mục đích: Xác định thành phần phần trăm về khối lượng các nguyên tố có trong hợp chất hữu cơ.

Nguyên tắc

Cân một lượng chính xác hợp chất hữu cơ

Chuyển nguyên tố trong hợp chất hữu cơ thành các chất vô cơ đơn giản như CO₂ , H₂O , N₂…

Xác định m hoặc V của  CO₂, H₂O, N₂… Từ đó tính m và %m của các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ.

Biểu thức tính

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{{m_C} = \frac{{{m_{C{O_2}}}}}{{44}}.12 \Rightarrow \% C = \frac{{{m_C}}}{a}.100\% }\\
{{m_H} = 2.\frac{{{m_{{H_2}O}}}}{{18}} \Rightarrow \% H = \frac{{{m_H}}}{a}.100\% }\\
{{m_N} = 2.\frac{{{V_{{N_2}}}}}{{22,4}}.14 \Rightarrow \% N = \frac{{{m_N}}}{a}.100\% }\\
{\% O = 100\%  - (\% C + \% H + \% N + ...)}
\end{array}\)

A. %m_C = 9,93%; %m_H = 4,97%; %m_N = 85,1%

B. %m_C = 78,01%; %m_H = 7,09%; %m_N = 14,9%

C. %m_C = 78,01%; %m_H = 7,09%; %m_N = 9,93%; %m_O = 4,97%

D. %m_C = 9,93%; %m_H = 4,97%; %m_N = 78,01%; %m_O = 7,09%

Hướng dẫn giải

Cho sản phẩm cháy qua bình đựng CaCl₂, H₂O bị giữ lại:

m₁ = 0,194 ⇒ mH₂O = 0,194g

⇒ n_H = 2nH₂O = 2. 0,194/18 = 0,02mol

Qua bình đựng NaOH, CO₂ bị giữ lại: m2 = 0,8 ⇒ mCO₂ = 0,8g

⇒ n_C = n_CO2 = 0,8/44 = 1/18

m_C = 12. 1/18 = 0,22g

n_N = 2n_N2 = 2. (0,0224 : 22,4) = 0,002 mol ⇒ m_N = 0,028g

Ta có m_C + m_H + m_N < m_A ⇒ A có oxi

%m_C = 0,22/0,282.100% = 78,01%

%m_H = 0,02/0,282.100% = 7,09%

%m_N = 0,028/0,282.100% = 9,93% ⇒ %m_O = 4,97%

⇒ Đáp án C

Bài 2: Hai chất hữu cơ A và B cùng chứa các nguyên tố C, H, O. Khi đốt cháy mỗi chất đều phải dùng một lượng oxi bằng 8 lần lượng oxi có trong mỗi chất 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 của mỗi chất là:

A. C₃H₆O    

B. C₂H₆O    

C. C₃H₆O    

D. CH₂O₂

Hướng dẫn giải

Gọi công thức tổng quát của A, B là C_xH_yO_z

Phương trình đốt cháy:

C_xH_yO_z + ( x + y/4 - z/2)O₂ → x CO₂ + y/2H₂O

Ta có: m_O2 = 8m_{O (A,B)}

⇒ 32( x + y/4 - z/2) = 8.16z ⇒ 4x + y = 18z (1)

 ⇒ y = 2x (2)

Từ (1)(2) ⇒ z = x/3

⇒ x : y : z = 3 : 6 : 1

Vậy công thức đơn giản nhất cảu hai chất là: C₃H₆O

⇒ Đáp án A

Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 4,6g một hợp chất hữu cơ A thu được 3,6g H₂O. Dẫn khí CO₂ sinh ra vào dung dịch nước vôi trong 0,1M thì được 8g kết tủa và dung dịch Y, nhỏ tiếp dung dịch NaOH vào dung dịch Y thì được 3,6g kết tủa nữa. Công thức đơn giản nhất của X là:

A. CH₄O    

B. C₂H₆O    

C. C₃H₆O₃    

D. C₃H₈O₃

Hướng dẫn giải

n_H2O = 0,2 mol ⇒ n_H = 2. 0,2 = 0,4 mol

Thêm NaOH vào dung dịch Y thu được kết tủa

2NaOH + Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + Na₂CO₃ + 2H₂O

    0,035 ←     0,035

Bảo toàn C: n_CO2 = n_CaCO3 (1) + 2n_Ca(HCO3)₂ = 0,08 + 0,07 = 0,15 mol

⇒ m_C = 0,15.12 = 1,8g

m_C + m_H < m_A ⇒ A có oxi; m_O = 4,6 – 1,8 – 0,4 = 2,4g ⇒ n_O = 0,15mol

n_C : n_H : n_O = 0,15 : 0,4 : 0,15 = 3 : 8 : 3

Vậy công thức đơn giản nhất là: C₃H₈O

⇒ Đáp án D

Bài 1: Một hiđrocacbon A ở thể khí có thể tích gấp 4 lần thể tích của lưu huỳnh đioxit có khối lượng tương đương ở cùng điều kiện. Sản phẩm cháy của A dẫn qua bình đựng nước vôi trong dư thì có 1g kết tủa đồng thời khối lượng bình tăng 0,8g. Công thức phân tử của A là:

A. C₃H₈    

B. C₂H₈    

C. CH₄    

D. C₂H₆

Hướng dẫn giải

V_A = 4V_SO2 và m_A = m_SO2

 ⇒ M_A = M_SO2 : 4 = 16

n ↓ = n_CO2 = 0,01 mol ⇒ n_C = 0,01 mol

m_{bình tăng} = m_CO2 + m_H2O = 0,8g

⇒ mH₂O = 0,8 – 0,01.44 = 0,36g ⇒ n_H = 2.0,36/18 = 0,04 mol

n_C : n_H = 0,01 : 0,04 = 1 : 4

⇒ Công thức đơn giản nhất của A là: CH₄; CTPT là (CH₄)_n

M_A = 16 ⇒ 16n = 16 ⇒ n = 1

Vậy công thức phân tử của A là: CH₄

Bài 2: Oxi hóa hoàn toàn 18,6g chất hữu cơ A thu được 52,8g CO₂ và 12,6g H₂O. Mặt khác khi phân tích lượng chất hữu cơ A thu được khí NH₃. Dẫn toàn bộ khí này vào 125ml dung dịch H₂SO₄ 2M thì phần axit dư được trung hòa vừa hết bởi 100ml dung dịch NaOH 3M. Biết d_A/kk < 3,25. Công thức phân tử của A là:

A. C₆H₇N    

B. C₅H₁₃N    

C. C₄H₁₁ON    

D. C₆H15ON

Hướng dẫn giải

nH₂SO₄ dư = 1/2 n_NaOH = 0,15 mol

⇒ nH₂SO₄ pư = 0,25 – 0,15 = 0,1 mol

n_NH3 = 2nH₂SO₄ = 2.0,1 = 0,2 mol ⇒ n_N = 0,2 mol

n_C = n_CO2 = 1,2 mol; n_H = 2nH₂O = 1,4 mol

m_C + m_H + m_N = 1,2.12 + 1,4.1 + 0,2.14 = 18,6 = m_A

⇒ Trong A không có oxi

n_C : n_H : n_N = 1,2 : 1,4 : 0,2 = 6 : 7 : 1

⇒ Công thức đơn giản nhất của A là: C₆H₇N; CTPT: (C₆H₇N)_n

Ta có d_A/kk < 3,25 ⇒ M_A < 94,25

⇒ 93n < 94,25 ⇒ n < 1,01 ⇒ n = 1

Vậy công thức phân tử của A là: C₆H₇N

⇒ Đáp án A

Câu 1: Oxi hóa hoàn toàn 6 gam chất hữu cơ X, thu được 6,72 lít CO₂ (đktc) và 7,2 gam H₂O. Khối lượng nguyên tố oxi trong 6 gam X là?

Câu 2: Oxi hóa hoàn toàn 1,5 gam hợp chất hữu cơ X, thu được 0,224 lít N₂ và 0,896 lít CO₂ (các khí đều đo ở đktc) và 0,9 gam H₂O. Khối lượng nguyên tố oxi trong 1,5 gam X là?

Câu 3: Đốt chấy hoàn toàn 8,2 gam hợp chất hữu cơ X, thu được 3,36 lít CO₂ (đktc), 5,3 gam Na₂CO₃ và 2,7 gam H₂O. Khối lượng nguyên tố oxi trong 8,2 gam X là?

Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 8,8 gam hợp chất hữu cơ X (C, H, O). Dẫn sản phẩm cháy lần lượt qua bình (1) đựng dung dịch H₂SO₄ đặc, bình (2) đụng dung dịch KOH dư, sau thí nghiệm, khối lượng bình (1) tăng 7,2 gam, khối lượng bình (2) tăng 17,6 gam. Thành phần phần trăm khối lượng oxi trong X là?

Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn 7,4 gam hợp chất hữu cơ X (C, H, O). Dẫn sản phẩm chảy lần lượt qua bình (1) đựng dung dịch H₂SO₄ đặc, bình (2) đựng dung dịch Ca(OH)₂ dư, sau thí nghiệm, khối lượng bình (1) tăng 5,4 gam, ở bình (2) có 30 gam kết tủa. Thành phần phần trăm khối lượng oxi trong X là?

Câu 1: Trong thành phần phân tử hợp chất hữu cơ nhất thiết phải có nguyên tố

A. cacbon   

B. hiđro   

C. oxi   

D. nitơ.

Câu 2: Chất nào sau đây thuộc loại chất hữu cơ?

A. Al₂C₄   

B. CH₄   

C. CO   

D. Na₂CO₃.

Câu 3: Phản ứng hóa học của các chất hữu cơ thường

A. xảy ra nhanh và tạo ra hỗn hợp sản phẩm.

B. xảy ra chậm và tạo ra một sản phẩm duy nhất.

C. xảy ra chậm và tạo ra hỗn hợp sản phẩm.

D. xảy ra nhanh và tạo ra một sản phẩm duy nhất.

Câu 4: Đặc điểm chung của hợp chất hữu cơ là

A. tan trong nước, không tan trong dung môi hữu cơ.

B. nhiêt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi cao.

C. liên kết trong phân tử chủ yếu là liên kết ion.

D. thường kém bền với nhiệt và dễ cháy.

Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn 3 gam hợp chất hữu cơ X (C, H, O). Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)₂ dư. Sau thí nghiệm, thu được 10 gam kết tủa và khối lượng dung dịch giảm 3,8 gam so với dung dịch Ca(OH)₂ ban đầu. Thành phần phần trăm khối lượng oxi trong X là

A. 26,67%         

B. 56,67%

C. 53,33 %         

D. 37,04%.

Sau bài học cần nắm:

• Khái niệm hoá học hữu cơ và hợp chất hữu cơ, đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ
• Phân loại hợp chất hữu cơ theo thành phần nguyên tố (hiđrocacbon và dẫn xuất)
• Các loại công thức của hợp chất hữu cơ: Công thức chung, công thức đơn giản nhất, công thức phân tử và công thức cấu tạo
• Sơ lược về phân tích nguyên tố: Phân tích định tính, phân tích định lượng