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

Nội dung bài giảng Mở đầu về hóa học hữu cơ tìm hiểu về 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.

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

1. Tóm tắt lý thuyết

1.1. Khái niệm về hợp chất hữu cơ và hoá 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.

1.2. Phân loại hợp chất hữu cơ

a. Dựa vào thành phần các nguyên tố

Hình 1: Phân loại hợp chất hữu cơ

b. Theo mạch cacbon

Hình 2: Phân loại dựa vào mạch cacbon

1.3. Đặt điểm chung của hợp chất hữu cơ

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 (tonc, tbay 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

Hình 3: Phương pháp tiến hành phân tích định tính hợp chất hữu cơ

Hình 4: Thí nghiệm xác định nguyên tố Cacbon, Hidro có trong Glucozơ

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.

Hình 5: Phương pháp tiến hành phân tích định lượng

Biểu thức tính

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

2. Bài tập minh họa

2.1. Dạng 1: Xác định sự có mặt nguyên tố, thành phần các nguyên tố

Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 0,282g hợp chất hữu cơ A, sản phẩm sinh ra cho qua bình đựng CaCl2 khan và bình đựng NaOH, thấy bình đựng CaCl2 tăng thêm 0,194g, bình đựng NaOH tăng thêm 0,8g. Mặt khác đốt cháy lượng chất A trên thu được 22,4ml khí Nitơ (đktc). Thành phần % khối lượng các nguyên tố trong A là:

A. %mC = 9,93%; %mH = 4,97%; %mN = 85,1%

B. %mC = 78,01%; %mH = 7,09%; %mN = 14,9%

C. %mC = 78,01%; %mH = 7,09%; %mN = 9,93%; %mO = 4,97%

D. %mC = 9,93%; %mH = 4,97%; %mN = 78,01%; %mO = 7,09%

Hướng dẫn giải

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

m1 = 0,194 ⇒ mH2O = 0,194g

⇒ nH = 2nH2O = 2. 0,194/18 = 0,02mol

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

⇒ nC = nCO2 = 0,8/44 = 1/18

mC = 12. 1/18 = 0,22g

nN = 2nN2 = 2. (0,0224 : 22,4) = 0,002 mol ⇒ mN = 0,028g

Ta có mC + mH + mN < mA ⇒ A có oxi

%mC = 0,22/0,282.100% = 78,01%

%mH = 0,02/0,282.100% = 7,09%

%mN = 0,028/0,282.100% = 9,93% ⇒ %mO = 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 CxHyOz

Phương trình đốt cháy:

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

Ta có: mO2 = 8mO (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

nH2O = 0,2 mol ⇒ nH = 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: nCO2 = nCaCO3 (1) + 2nCa(HCO3)2 = 0,08 + 0,07 = 0,15 mol

⇒ mC = 0,15.12 = 1,8g

m+ mH < mA ⇒ A có oxi; mO = 4,6 – 1,8 – 0,4 = 2,4g ⇒ nO = 0,15mol

nC : nH : nO = 0,15 : 0,4 : 0,15 = 3 : 8 : 3

Vậy công thức đơn giản nhất là: C3H8O

⇒ Đáp án D

2.2. Dạng 2: Lập công thức phân tử

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

VA = 4VSO2 và mA = mSO2

 ⇒ MA = MSO2 : 4 = 16

n ↓ = nCO2 = 0,01 mol ⇒ nC = 0,01 mol

mbình tăng = mCO2 + mH2O = 0,8g

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

nC : nH = 0,01 : 0,04 = 1 : 4

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

MA = 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 dA/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 nNaOH = 0,15 mol

⇒ nH2SO4 pư = 0,25 – 0,15 = 0,1 mol

nNH3 = 2nH2SO4 = 2.0,1 = 0,2 mol ⇒ nN = 0,2 mol

nC = nCO2 = 1,2 mol; nH = 2nH2O = 1,4 mol

mC + m+ mN = 1,2.12 + 1,4.1 + 0,2.14 = 18,6 = mA

⇒ Trong A không có oxi

n: nH : nN = 1,2 : 1,4 : 0,2 = 6 : 7 : 1

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

Ta có dA/kk < 3,25 ⇒ MA < 94,25

⇒ 93n < 94,25 ⇒ n < 1,01 ⇒ n = 1

Vậy công thức phân tử của A là: C6H7N

⇒ Đáp án A

3. Luyện tập

3.1. Bài tập tự luận

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?

3.2. Bài tập trắc nghiệm

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%.

3.3. Trắc nghiệm Online

Các em hãy luyện tập bài trắc nghiệm Mở đầu về hóa học hữu cơ Hóa học 11 sau để nắm rõ thêm kiến thức bài học.

Trắc Nghiệm

4. Kết luận

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
Ngày:20/07/2020 Chia sẻ bởi:

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM