Giải bài tập SBT Hóa 11 Bài 24: Luyện tập

Cho dãy chất: CH₄; C₆H₆; C₆H₅-OH; C₂H₅ZnI; C₂H₅PH₂. Nhận xét nào đưới đây đúng ?

A. Các chất trong dãy đều là hiđrocacbon.

B. Các chất trong dãy đều là dẫn xuất của hiđrocacbon.

C. Các chất trong dãy đều là hợp chất hữu cơ.

D. Trong dãy có cả chất vô cơ và hữu cơ nhưng đều là hợp chất của cacbon.

Phương pháp giải

Xem lại lí thuyết về Hóa học hữu cơ

Hợp chất hữu cơ là hợp chất của cacbon trừ CO, CO₂, muối cacbonat, hidrocacbonat, cacbua, xianua,…..

Hướng dẫn giải

Các chất CH₄; C₆H₆; C₆H₅-OH; C₂H₅ZnI; C₂H₅PH₂ đều là hợp chất hữu cơ.

Đáp án C

Trong số các chất sau đây, chất nào là đồng đẳng của CH₃-C(O)-OH

A. HCOO-CH₃

B. CH₃-COO-CH₃

C. HO-CO-CH₂-CH₃

D. H-COO-CH₂-CH₃

Phương pháp giải

Những hợp chất có thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhóm CH₂ nhưng có tính chất hoá học tương tự nhau là những chất đồng đẳng, chúng hợp thành dãy đồng đẳng.

Hướng dẫn giải

Đồng đẳng của CH₃-C(O)-OH là HO-CO-CH₂-CH₃

Đáp án C

Trong số các chất dưới đây, chất nào không là đồng phân của CH₃-CH₂-C(O)-OH 

A. CH₃-COO-CH₃

B. H-COO-CH₂-CH₃

C. H-CO-CH₂-CH₂-OH

D. H-COO-CH₂-CH₂-CH₃

Phương pháp giải

- Xem lại lí thuyết về đồng phân

- Đồng phân: Những hợp chất khác nhau nhưng có cùng công thức phân tử là những chất đồng phân.

+ Đồng phân cấu tạo là những hợp chất có cùng công thức phân tử nhưng có cấu tạo hoá học khác nhau. Đồng phân cấu tạo bao gồm: đồng phân nhóm chức; đồng phân mạch cacbon; đồng phân vị trí nhóm chức.

+ Đồng phân lập thể là những đồng phân có cấu tạo hoá học như nhau (cùng công thức cấu tạo) nhưng khác nhau về sự phân bố trong không gian của các nguyên tử trong phân tử (tức khác nhau về cấu trúc không gian của phân tử).

Hướng dẫn giải

Đồng phân là các chất hữu cơ có cùng công thức phân tử nhưng cấu tạo khác nhau nên tính chất hóa học khác nhau.

Vậy đồng phân của CH₃-CH₂-C(O)-OH là CH₃-COO-CH₃; H-COO-CH₂-CH₃; H-CO-CH₂-CH₂-OH

→ Đáp án cần chọn là D

1. Trong số các chất hữu cơ đã được học ở lớp 9, hãy kể ra 2 cặp chất có công thức phân tử khác nhau nhưng có cùng công thức đơn giản nhất.

2. Viết công thức cấu tạo của 2 chất có cùng công thức phân tử C₄H₁₀ và của 2 chất có cùng công thức phân tử C₂H₆O.

Phương pháp giải

1. Gợi ý: đó là axetilen và benzen hoặc axit axetic và glucozơ. 

2. Dựa vào thuyết cấu tạo hóa học để viết CTCT của chất.

Hướng dẫn giải

1. Axetilen C₂H₂ và benzen C₆H₆ có cùng công thức đơn giản nhất là CH.

Axit axetic C₂H₄O₂ và glucozơ C₆H₁₂O₆ có cùng công thức đơn giản nhất là CH₂O.

2. CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ và CH₃-CH(CH₃)-CH₃

CH₃-CH₂-OH và CH₃-O-CH₃.

Hợp chất hữu cơ A có thành phần khối lượng của các nguyên tố như sau: C chiếm 24,24%; H chiếm 4,04%; Cl chiếm 71,72%.

1. Xác định công thức đơn giản nhất của A.

2. Xác định công thức phân tử của A biết rằng tỉ khối hơi của A đối với CO₂ là 2,25.

3. Dựa vào thuyết cấu tạo hoá học, hãy viết các công thức cấu tạo mà chất A có thể có ở dạng khai triển và dạng thu gọn.

Phương pháp giải

1. Gọi A có dạng C_xH_yCl_z

- Lập tỉ lệ x : y : z = \(\dfrac{{24,24}}{{12}}:\dfrac{{4,04}}{1}:\dfrac{{71,72}}{{35,5}}\)

- Tìm tỉ lệ nguyên tối giản x: y: z → CTĐGN của A.

2. Tính phân tử khối của A dựa vào tỉ khối

- Lập phương trình phân tử khối theo ẩn n → CTPT của A.

3. Dựa vào thuyết cấu tạo hoá học, viết các công thức cấu tạo A.

Hướng dẫn giải

1. Chất A có dạng C_xH_yCl_z

x : y : z = \(\dfrac{{24,24}}{{12}}:\dfrac{{4,04}}{1}:\dfrac{{71,72}}{{35,5}}\) = 2,02 : 4,04 : 2,02 = 1 : 2 : 1

Công thức đơn giản nhất là CH₂Cl.

2. M_A = 2,25.44,0 = 99,0 (g/mol)

(CH₂Cl)_n= 99,0 \( \Rightarrow \) 49,5n = 99,0 \( \Rightarrow \) n = 2

CTPT là C₂H₄Cl₂.

3. Các CTCT: CH₂Cl-CH₂Cl; CH₃-CHCl₂

Hỗn hợp M chứa hai chất hữu cơ thuộc cùng dãy đồng đẳng và hơn kém nhau 2 nguyên tử cacbon. Nếu làm bay hơi 7,28 g M thì thể tích hơi thu được đúng bằng thể tích của 2,94 g khí N₂ ở cùng điều kiện. Để đốt cháy hoàn toàn 5,20 g hỗn hợp M cần dùng vừa hết 5,04 lít O₂ (đktc). Sản phẩm cháy chỉ gồm CO₂ và hơi nước với thể tích bằng nhau.

Hãy xác định công thức phân tử và phần trăm khối lượng từng chất trong hỗn hợp M.

Phương pháp giải

- Tính số mol 2 chất trong 5,2g M

- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:l\({m_{C{O_2}}} + {m_{{H_2}O}} = {m_M} + {m_{{O_2}}}\)

Mặt khác, CO₂ và hơi nước với thể tích bằng nhau \( \to\) Số mol CO₂ và H₂O

- Gọi chất thứ nhất là \({C_{\rm{x}}}{H_y}{O_z}\) (a mol) và chất thứ 2 là \({C_{{\rm{x + 2}}}}{H_{y + 4}}{O_z}\) (b mol).

- Phương trình hóa học

\({C_{\rm{x}}}{H_y}{O_z} + (x + \dfrac{y}{4} - \dfrac{z}{2}){O_2} \to xC{O_2} + \dfrac{y}{2}{H_2}O\)

\({C_{{\rm{x + 2}}}}{H_{y + 4}}{O_z} + (x + \dfrac{y}{4} - \dfrac{z}{2} + 3){O_2} \to (x + 2)C{O_2} + \dfrac{{y + 4}}{2}{H_2}O\)

- Dựa vào PTHH và dữ kiện đề bài, lập hệ phương trình ẩn a, b, x, y, z.

- Biện luận để tìm a, b, x, y, z từ đó  xác định công thức phân tử và phần trăm khối lượng từng chất trong hỗn hợp M.

Hướng dẫn giải

Số mol 2 chất trong 7,28g M: \(\dfrac{{2,94}}{{28}}\) = 0,105 (mol)

Số mol 2 chất trong 5,2g M: \(\dfrac{{0,105\times5,2}}{{7,28}}\) = 0,075 (mol).

Theo định luật bảo toàn khối lượng:

\({m_{C{O_2}}} + {m_{{H_2}O}} = {m_M} + {m_{{O_2}}} = 5,2 + \dfrac{{5,04}}{{22,4}}\times 32 = 12,4(g)\)

Theo đầu bài, số mol \(C{O_2}\) = số mol \({H_2}O\) = n.

44n + 18n = 12,4 \( \Rightarrow \) n = \(\dfrac{{12,4}}{{62}}\) = 0,2 (mol)

Các chất trong hỗn hợp có chứa C, H và có thể có O. Chất thứ nhất là \({C_{\rm{x}}}{H_y}{O_z}\) (a mol) và chất thứ 2 là \({C_{{\rm{x + 2}}}}{H_{y + 4}}{O_z}\) (b mol).  

\(\left\{ \begin{array}{l}
a + b = 0,075(1)\\
(12{\rm{x}} + y + 16{\rm{z}})a + (12{\rm{x}} + y + 16{\rm{z}} + 28)b = 5,2(2)
\end{array} \right.\)

\({C_{\rm{x}}}{H_y}{O_z} + (x + \dfrac{y}{4} - \dfrac{z}{2}){O_2} \to xC{O_2} + \dfrac{y}{2}{H_2}O\)

 a mol                                                  xa mol      \(\dfrac{{ya}}{2}\) mol

\({C_{{\rm{x + 2}}}}{H_{y + 4}}{O_z} + (x + \dfrac{y}{4} - \dfrac{z}{2} + 3){O_2} \to (x + 2)C{O_2} + \dfrac{{y + 4}}{2}{H_2}O\)

b mol                                                                    (x+2)b mol        \(\dfrac{{(y + 4)b}}{2}\)

xa + (x + 2)b = 0,2 (3)

\(\dfrac{{y{\rm{a + }}(y + 4)b}}{2} = 0,2\) (4)

Giải hệ phương trình :

Từ (3) ta có x(a + b) + 2b = 0,200

2b = 0,200 - 0,0750x → b = 0,100 - 0,0375x

Mà 0 < b < 0,075           

hay 0 < 0,100 - 0,0375x < 0,0750

→ 0,660 < x < 2,66

Trong khoảng này có 2 số nguyên là 1 và 2.

Nếu x = 1. b = 0,100 - 3.75.10^-2 = 0,0625

Thay giá trị cùa a và b vào (4) ta có :

0125y + 0,0625(y + 4) = 0,400 → y = 2.

Thay x = 1, y = 2;a = 0,0125, b = 0,0625 vào (2):

(14 + 16z).0,0125 + (42 + 16z).0,0625 = 5,20 → z = 2.

CH₂O₂ chiếm: \(\dfrac{{0,0125\times 46}}{{5,2}}\). 100% = 11,1%.

C₃H₆O₂ chiếm: 100% - 11,1% = 88,9%.

Nếu x = 2 . b = 0,100 - 0,0375 x 2 = 0,0250

→ a = 0,0750 - 0,0250 = 0,05

Từ đó tìm tiếp, ta được y = 4 và z = 2.

% Khối lượng của C₂H₄O₂: \(\dfrac{{0,05\times 60}}{{5,2}}\). 100% = 57,7%. 

% Khối lượng của C₄H₈O₂ : 100% - 57,7% = 42,3%.