Giải bài tập SGK Hóa 11 Bài 20: Mở đầu về hóa học hữu cơ

So sánh hợp chất vô cơ và hợp chất hữu cơ về: thành phần nguyên tố, đặc điểm liên kết hoá học trong phân tử.

Phương pháp giải

Để so sánh hợp chất vô cơ và hữu cơ cần nắm rõ lý thuyết về hợp chất hữu cơ và liên hệ với hợp chất vô cơ đã học.

Hướng dẫn giải

- Thành phần nguyên tố:

- Đặc điểm liên kết hoá học trong phân tử:

Nêu mục đích và phương pháp tiến hành phân tích định tính và định lượng nguyên tố.

Phương pháp giải

Dựa vào lý thuyết về đại cương hữu cơ để xác định mục đích và phương pháp tiến hành phân tích định tính và định lượng nguyên tố.

Hướng dẫn giải

- Phân tích định tính:

+ Mục đích: Xác định nguyên tố nào có trong thành phần phân tử chất hữu cơ.

+ Phương pháp:

• Để xác định định tính C và H, nung chất hữu cơ với CuO để chuyển C thành CO₂, H thành H₂O, rồi phát hiện CO₂ bằng nước vôi trong và H₂O bằng CuSO₄ khan.
• Còn với N thì chuyển thành NH₃ rồi nhận ra bằng giấy quỳ ẩm.

- Phân tích định lượng:

+ Mục đích: Xác định hàm lượng các nguyên tố trong phân tử chất hữu cơ.

+ Phương pháp: 

• Nung a gam chất hữu cơ (C, H, O, N) với CuO dư. Hấp thụ hơi H₂O và CO₂ lần lượt bằng bình đựng H₂SO₄ đặc dư và KOH đặc dư. Độ tăng khối lượng mỗi bình chính là khối lượng H₂O và CO₂ tương ứng.
• Khí N₂ thoát ra được xác định thể tích (ở đktc). 
• Từ đó tính được khối lượng C, H, N và phần trăm của chúng trong hợp chất.
• Phần trăm oxi được tính gián tiếp theo các chất đã tính được.

Oxi hoá hoàn toàn 0,6 gam hợp chất hữu cơ A thu được 0,672 lít CO₂ (đktc) và 0,72 gam H₂O. Tính thành phần phần trăm khối lượng của các nguyên tố trong phân tử chất A. 

Phương pháp giải

- Bước 1: Tính n_CO2 = m_CO2/ 44 = ? (mol) => m_C

Tính n_H2O = m_H2O/ 18 = ? (mol) => => m_H

- Bước 2: % C = ( m_C / m_A).100% = ?

%  H = ( m_H / m_A). 100% = ?

% O = 100% - % C - % H

Hướng dẫn giải

m_C = (0,672 : 22,4) x 12 = 0,360 (g)

m_H = (0,72 : 18) x 2 = 0,08 (g)

m_O = 0,6 - (0,36 + 0,08) = 0,16 (g)

%m_C = (0,36 : 0,6) x 100% = 60,0%

%m_H = (0,08 : 0,6) x 100% = 13,3%

%m_O = 100% - (%C + %H) = 26,7%

β-Caroten (chất hữu cơ có trong củ cà rốt) có màu da cam. Nhờ tác dụng của enzim ruột non, β-Caroten chuyển thành vitamin A nên nó còn được gọi là tiền vitamin A. Oxi hoá hoàn toàn 0,67 gam β-Caroten rồi dẫn sản phẩm oxi hoá qua bình (1) đựng dung dịch H₂SO₄ đặc, sau đó qua bình (2) đựng dung dịch Ca(OH)₂ dư. Kết quả cho thấy khối lượng bình (1) tăng 0,63 gam; bình (2) có 5 gam kết tủa. Tính phần trăm khối lượng của các nguyên tố trong phân tử β-Caroten?

Phương pháp giải

- Bước 1: Khối lượng bình 1 tăng chính là khối lượng của H₂O => n_H2O = 0,63/18 = ? (mol)  => m_H = ?

Bảo toàn nguyên tố C: n_CO2 = n_CaCO3 = 5/100 = ? (mol) => m_C = ?

- Bước 2: % C = ( m_C / m_A).100% = ?

%H = ( m_H / m_A). 100% = ?

Hướng dẫn giải

Sản phẩm oxi hoá qua bình (1) đựng dung dịch H₂SO₄ đặc làm khối lượng bình (1) tăng 0,63 g chính là lượng nước bị giữ lại

⇒ m_H = \(\frac{{0,63}}{{18}}\) x 2 = 0,07 g

Qua bình (2) chứa dung dịch Ca(OH)₂ dư, làm cho bình xuất hiện kết tủa chính là do lượng CO₂ bị giữ lại vì tham gia phản ứng sau: 

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O 

               0,05           0,05 mol

⇒ m_C = 0,05 x 12 = 0,6 (g)

⇒ m_O = 0,67 - (m_C + m_H)  = 0 (trong hợp chất không chứa O)

Từ đó tính được:

\(\% {m_C} = \frac{{0,6}}{{0,67}}.100\%  = 89,55\% \)

%m_H = 100% - 89,55% = 10,45%