CÁC BÀI TẬP ĐIỂN HÌNH VỀ TÌM CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ
A. Nhắc sơ qua về lí thuyết :
THIẾT LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ CHẤT A có dạng C
x
H
y
O
z
N
t
CÁCH 1
NOHChchc
A
m
t
m
z
m
y
m
x
m
M
141612
====
CÁCH 2
N
t
O
z
H
y
C
x
M
A
%
14
%
16
%%
12
100
====
CÁCH 3 qua CT thực nghiệm (C
a
H
b
O
d
N
d
)n,
14
:
16
:
1
:
12
:::
NOHC
mmmm
tzyx =
, khi biết M
A
suy ra n.
CÁCH 4 phương pháp thể tích (phản ứng cháy)
OH
y
xCOO
zy
xOHC
t
zyx 222
2
)
24
(
0
+→−++
TÌM QUA CÔNG THỨC ĐƠN GIẢN
B1. PHÂN TÍCH NGUYÊN TỐ
Dùng định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng
A (C, H, O, N) + O
2
→
CO
2
+ H
2
O + N
2
Bảo toàn cacbon
)()(
2
ACCOAC
mnn ⇒=
Bảo toàn hiđro
)()(
2
2
AHOHAH
mnn ⇒=
Bảo toàn nitơ
NNAN
mnn ⇒=
2
2
)(
Bảo toàn oxi
)()()()(
22
2
COOOHOPUOAO
nnnn +=+
Cũng thể dựa vào công thức
A C H N O
m = m + m + m + m
*Khi chỉ biết tỷ lệ CO
2
và H
2
O dùng công thức định luật bảo toàn khối lượng
OHCOpuOA
mmmm
22
)(
+=+
*Khi chuyển hóa Nitơ thành NH
3
, rồi cho NH
3
tác dụng H
2
SO
4
thì nhớ phản ứng : 2NH
3
+ H
2
SO
4
→
(NH
4
)
2
SO
4
*Định lượng CO
2
bằng phản ứng với kiềm phải chú ý bài toán CO
2
*Định lượng nước bằng cách sử dụng các chất hút nước như:
-CuSO
4
khan (không màu) CuSO
4
+ 5H
2
O
→
CuSO
4
.5H
2
O
(màu xanh)
-CaCl
2
khan chuyển thành CaCl
2
.6H
2
O
-P
2
O
5
có phản ứng P
2
O
5
+ 3H
2
O
→
2H
3
PO
4
-H
2
SO
4
đặc chuyển thành dung dịch có nồng độ loãng hơn.
-CaO hoặc kiềm KOH, NaOH đặc…
*Nếu dùng chất hút nước mang tính bazơ hấp thụ sản phẩm cháy thì khối lượng bình tăng là khối lượng
của CO
2
và H
2
O
*Nếu dùng chất mang tính axit hay trung tính (CaCl
2
, P
2
O
5
, H
2
SO
4
…) hấp thụ sản phẩm cháy thì khối
lượng bình tăng lên chỉ là khối lượng của H
2
O.
B2. THIẾT LẬP CÔNG THỨC ĐƠN GIẢN
Sau khi xác định số mol mỗi nguyên tố; xác định công thức đơn giản
Đặt công thức của A là C
x
H
y
O
z
N
t
Ta có
C H O N
%C %H %O %N
x : y : z : t = n : n : n : n = : : : =a : b : c : d
12 1 16 14
trong đó a : b : c : d là tỉ lệ nguyên tối giản
CTĐG của A là C
a
H
b
O
c
N
d
, công thức phân tử của A có dạng (C
a
H
b
O
c
N
d
)
n
với n ≥ 1 nguyên.
B3. XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ n TRONG CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM
Có 2 cách phổ biến để tìm chỉ số n
*DỰA VÀO KHỐI LƯỢNG MOL PHÂN TỬ (M
A
)
Khi biết M
A
ta có: (12a + b + 16c + 14d).n = M
A
*Có thể tìm M
A
theo một trong những dấu hiệu sau:
Dựa vào tỷ khối hơi chất khí. Dựa công thức tính M
A
=
A
A
m
n
B. Bài tập
Câu 1: Xác định CTPT của một chất A có tỉ lệ khối lượng các nguyên tố như sau :mC: mH : mN: mS = 3 :
1 : 7 : 8 Biết trong phân từ A có 1 nguyên tử S. (CH
4
N
2
S)
Câu 2 :
Đốt cháy hoàn toàn a g một chất hữu cơ chứa C, H, Cl thu được 0,22g CO
2
, 0,09g H
2
O. Khi phân tích ag
hợp chất trên có mặt AgNO
3
thì thu được 1,435g AgCl . Xác định CTPT biết tỉ khối hơi của hợp chất so
với NH
3
là 5.
( CH
2
Cl
2
)
Câu 3 : Đốt cháy hoàn toàn a g chất A cần dùng 0,15 mol oxi , thu được 2,24 lít CO
2
(đkc) và 2,7g H
2
O .
Định CTPT A.(C
2
H
6
O)
Câu 4 : Đốt cháy hoàn toàn 0,01 mol một hidrocacbon rồi dẫn toàn bộ sản phẩm sinh ra vào bình chứa dd
Ca(OH)
2
dư thấy bình nặng thêm 4,86g đồng thời có 9g kết tủa tạo thành . Xác định CTPT.
Câu 5 :
Khi đốt 1 lít chất X cần 5 lít oxi thu được 3 lít CO2 , 4 lít hơi nước (thể tích các khí đo ở cùng điều kiện t°,
p). Xác định CTPT của X. ( C
3
H
8
. )
Câu 6 A là chất hữu cơ chứa C, H, O có M = 74 đvC. Tìm CTPT A ?.Đáp số : C
4
H
10
O ; C
3
H
6
O
2
; C
2
H
2
O
3
.
VN
Câu1: Cho hợp chất hữu cơ A gồm C, H, O đốt cháy 224 cm
3
CO
2
và 0.24 g H
2
O. Tỉ khối A với He là 19.
Tìm CTPT A.( C
3
H
8
O
2
.)
Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn 1 lít hỗn hợp khí gồm C
2
H
2
và hidocacbon X sinh ra 2 lít khí CO
2
và 2 lít hơi
H
2
O (các thể tích khí và hơi nước ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). Công thức phân tử của X là ?
Câu 3 : Chất Y chứa C, H, O, N khi đốt cháy hoàn toàn thu được CO
2
, H
2
O và N
2
. Cho biết n
H2O
= 1.75 n
CO2
; tổng số mol CO
2
và số mol H
2
O bằng 2 lần số mol O
2
tham gia phản ứng. Phân tử khối Y < 95. Tìm CTPT
Y.
Câu 4 : Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 6.72 lit (dktc) { CO
2
và 1 ankan X }. Tong hỗn hợp sau đốt cháy có 7.2
g H
2
O và 11.2 lit CO
2
. CTPT của X là ?. (C
3
H
8
.)
BT HIDROCACBON
CT chung: C
x
H
y
(x
≥
1, y
≤
2x+2). Nếu là chất khí ở đk thường hoặc đk chuẩn: x
≤
4.
Hoặc: C
n
H
2n+2-2k
, với k là số liên kết
π
, k
≥
0.
2.4. CÁC PHẢN ỨNG DẠNG TỔNG QUÁT:
2.4.1. Gọi CT chung của các hydrocacbon là
k22n2n
HC
−+
a. Phản ứng với H
2
dư (Ni,t
o
) (Hs=100%)
k22n2n
HC
−+
+
k
H
2
→
o
t,Ni
2n2n
HC
+
hỗn hợp sau phản ứng có ankan và H
2
dư
Chú ý: Phản ứng với H
2
(Hs=100%) không biết H
2
dư hay hydrocacbon dư thì có thể dựa vào
M
của hh sau phản ứng. Nếu
M
<26
⇒
hh sau phản ứng có H
2
dư và hydrocacbon chưa no phản ứng
hết
b. Phản ứng với Br
2
dư:
k22n2n
HC
−+
+
k
Br
2
→
k2k2n2n
BrHC
−+
c. Phản ứng với HX
k22n2n
HC
−+
+
k
HX
→
kk2n2n
XHC
−+
d.Phản ứng với Cl
2
(a's'k't')
k22n2n
HC
−+
+
k
Cl
2
→
HClxClHC
kk22n2n
+
−+
e.Phản ứng với AgNO
3
/NH
3
2
k22n2n
HC
−+
+xAg
2
O
→
3
NH
x
OxHAgHC
2x
xk22n2n
+
−−+
2.4.2. Đối với ankan:
C
n
H
2n+2
+ xCl
2
→
ASKT
C
n
H
2n+2-x
Cl
x
+ xHCl ĐK: 1
≤
x
≤
2n+2
C
n
H
2n+2
→
Crackinh
C
m
H
2m+2
+ C
x
H
2x
ĐK: m+x=n; m
≥
2, x
≥
2, n
≥
3.
2.4.3.Đối với anken:
+ Phản ứng với H
2
, Br
2
, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:1
+ Chú ý phản ứng thế với Cl
2
ở cacbon
α
CH
3
-CH=CH
2
+ Cl
2
→
C500
o
ClCH
2
-CH=CH
2
+ HCl
2.4.4. Đối với ankin:
+ Phản ứng với H
2
, Br
2
, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:2
VD: C
n
H
2n-2
+ 2H
2
→
o
t,Ni
C
n
H
2n+2
α
+ Phản ứng với dd AgNO
3
/NH
3
2C
n
H
2n-2
+ xAg
2
O
→
2CnH
2n-2-x
Ag
x
+ xH
2
O
ĐK: 0
≤
x
≤
2
* Nếu x=0
⇒
hydrocacbon là ankin
≠
ankin-1
* Nếu x=1
⇒
hydrocacbon là ankin-1
* Nếu x= 2
⇒
hydrocacbon là C
2
H
2
.
2.4.5. Đối với aren và đồng đẳng:
+ Cách xác định số liên kết
π
ngoài vòng benzen.
Phản ứng với dd Br
2
α=
nhydrocacbo
Br
n
n
2
⇒
α
là số liên kết
π
ngoài vòng benzen.
+ Cách xác định số lk
π
trong vòng:
Phản ứng với H
2
(Ni,t
o
):
β+α=
nhydrocacbo
H
n
n
2
* với
α
là số lk
π
nằm ngoài vòng benzen
*
β
là số lk
π
trong vòng benzen.
Ngoài ra còn có 1 lk
π
tạo vòng benzen
⇒
số lk
π
tổng là
α
+
β
+1.
VD: hydrocacbon có 5
π
trong đó có 1 lk
π
tạo vòng benzen, 1lk
π
ngoài vòng, 3 lk
π
trong vòng.
Vậy nó có k=5
⇒
CTTQ là C
n
H
2n+2-k
với k=5
⇒
CTTQ là C
n
H
2n-8
A. BT LY THUYET
1. Tên gọi của hợp chất có CTCT dưới là:
A. 2-Etylbutan B. 2- Metylpentan C. 3-Metylpentan D. 3-Etylbutan
2. 3-Etyl-2,3-Dimetylpentan có CTCT là:
3. Phản ứng thế giữa 2-Metylbutan với Cl
2
(tỉ lệ 1:1) cho mấy sản phẩm thế?
A.2 B.3 C.4 D.5
4. Brom hoá một ankan thu được một dẫn xuất chứa một Brom có tỉ khối hơi so với H
2
là 82,5. CTPT
ankan này là:
A. CH
4
B. C
3
H
8
C. C
5
H
12
D. C
6
H
14
5. Từ CH
4
(các chất vô cơ và điều kiện có đủ) có thể điều chế các chất nào sau đây?
A. CH
3
Cl B. C
2
H
6
C. C
3
H
8
D. Cả 3 chất trên
6. Đốt cháy hổn hợp CH
4
, C
2
H
6
, C
3
H
8
thu được 2,24 lit CO
2
(đktc) và 2,7g H
2
O. Thể tích O
2
(đktc) đã
tham gia phản ứng cháy là:
A. 2,48 l B. 3,92 l C. 4,53 l D. 5,12 l
7. Đồng phân nào của C
5
H
12
chỉ cho một sản phẩm thế monoclo?
B.
CH
3
C CH
3
CH
3
CH
3
A.
CH
3
CH
2
CH
2
CH
3
CH
2
D. Không có đồng phân nào
C.
CH
3
CH
CH
3
CH
3
CH
2
C
2
H
5
CH
2
CHCH
3
CH
3
D. a,b,c đều sai
C.
C
C
2
H
5
CH
3
CH
3
CH
3
CH
2
--CH
3
CH
CH
3
CH
CH
CH
3
CH
3
CH
3
CH
B.
C
2
H
5
A. C
CH
3
C
2
H
5
C
2
H
5
CH
3
CH
CH
3
8. X + Br
2
1,3- Dibrompropan. X là:
9. Hidrocacbon X tác dụng với Cl
2
(askt) với tỉ lệ mol 1:1 chỉ thu được một dẫn xuất clo có tỉ khối hơi so
với H
2
là 74,25. Công thức cấu tạo đúng của X là:
10. Hợp chất 2,3-dimetylbutan khi phản ứng với clo theo tỷ lệ mol 1:1 có askt sẽ thu được số sản phẩm
đồng phân là:
A. 1 B. 5 C. 2 D. 4
11. Stiren (
CH CH
2
) có công thức tổng quát là:
a) C
n
H
2n-6
b) C
n
H
2n-8
c) C
n
H
2n-10
d) C
n
H
2n-6-2k
12. Naptalen ( ) có công thức phân tử là:
a) C
10
H
6
b) C
10
H
10
c) C
10
H
12
d) Tất cả đều không đúng
13. Phản ứng giữa Toluen với Kali pemanganat trong môi trường axit Sunfuric xảy ra như sau:
CH
3
+
KMnO
4
+
H
2
SO
4
COOH
+
MnSO
4
+
K
2
SO
4
+
H
2
O
Hệ số cân bằng đứng trước các tác chất: chất oxi hóa, chất khử và axit lần lượt là:
a) 5; 6; 9 b) 6; 5; 8 c) 3; 5; 9 d) 6; 5; 9
14. Một Hiđrocacbon mạch hở tác dụng với HCl sinh ra sản phẩm chính là 2-Clo-3-metyl butan. Hiđrocacbon
này có tên gọi là:
a) 3-Metyl buten-1 b) 2-Metyl buten-1 c) 2-Metyl buten-2 d) Một anken khác
15. Một sơ đồ để điều chế cao su Buna như sau:
A
B
Nhò hôïp
C
+
H
2
D
Cao su Buna
A là:
a) n-Butan b) Metan c) Đất đèn d) (b) hoặc (c)
16. Cho hỗn hợp A gồm các hơi và khí: 0,1 mol Benzen; 0,2 mol Toluen; 0,3 mol Stiren và 1,4 mol Hiđro vào
một bình kín, có chất xúc tác Ni. Đun nóng bình kín một thời gian, thu được hỗn hợp B gồm các chất:
Xiclohexan, Metyl xiclohexan, Etyl xiclohexan, Benzen, Toluen, Etyl benzen và Hiđro. Đốt cháy hoàn toàn
lượng hỗn hợp B trên, rồi cho hấp thụ hết sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch nước vôi có dư, để hấp
thụ hết sản phẩm cháy. Độ tăng khối lượng bình đựng nước vôi là:
a) 240,8 gam b) 260,2 gam c) 193,6 gam d) Không đủ dữ kiện để tính
B.
CH
2
CH
2
H
2
C
A.
CH
CH
3
CH
2
D. Cả A và CC.
C
CH
2
CH
2
B.
CH
3
CH C
2
H
5
C
2
H
5
CH
CH
3
D.
CH
3
C
2
H
5
C
2
H
5
CH
CH
3
CH
C
C
2
H
5
C
2
H
5
CH
3
C
2
H
5
C.
A.
C
C
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
17*. Hỗn hợp A gồm Etan, Etilen, Axetilen và Butađien-1,3. Đốt cháy hết m gam hỗn hợp A. Cho sản phẩm
cháy hấp thụ vào dung dịch nước vôi dư, thu được 100 gam kết tủa và khối lượng dung dịch nước vôi sau
phản ứng giảm 39,8 gam. Trị số của m là:
a) 58,75g b) 13,8g c) 60,2g d) 37,4g
18. Đốt cháy hoàn toàn một hỗn hợp hiđrocacbon, thu được 17,92 lít CO
2
(đktc) và 14,4 gam H
2
O. Thể tích O
2
(đktc) cần dùng để đốt cháy hỗn hợp trên là:
a) 26,88 lít b) 24,52 lít c) 30,56 lít d) Tất cả đều sai
19. Hỗn hợp A gồm 0,3 mol C
2
H
4
và 0,2 mol H
2
. Đun nóng hỗn hợp A có Ni làm xúc tác, thu được hỗn hợp B.
Hỗn hợp B làm mất màu vừa đủ 2 lít dung dịch Br
2
0,075M. Hiệu suất phản ứng giữa etilen và hiđro là:
a) 75% b) 50% c) 100% d) Tất cả đều không đúng
20. X là một hiđrocacbon. Hiđro hóa hoàn toàn X thì thu đuợc 3-etyl hexan. Tỉ khối hơi của X so với Hiđro
bằng 52. Nếu cho 10,4 gam X tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch bạc nitrat trong amoniac thì tạo
được 31,8 gam một chất rắn có màu vàng nhạt. Công thức cấu tạo của X là:
a)
CH C CH
CH
2
CH
2
CH
3
C CH
b)
CH C C C
CH
CH
3
C CH
3
c)
CH C CH
CH
CH
2
CH
2
C CH
d)
Taát caû ñeàu sai
21. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol Hiđrocacbon A, thu được 0,6 mol CO
2
và 0,3 mol H
2
O. Cũng 0,1 mol A cho tác
dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO
3
/NH
3
thì thu được 29,2 gam kết tủa có màu vàng nhạt. A là:
a) 3-Metyl pentađiin-1,4 b) Hexađiin-1,5
c) Hexađien-1,3-in-5 d) (a), (b)
VN
Câu 1: Ba hiđrocacbon X, Y, Z kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng, trong đó khối lượng phân tử Z
gấp đôi khối lượng phân tử X. Đốt cháy 0,1 mol chất Y, sản phẩm khí hấp thụ hoàn toàn vào dung
dịch Ca(OH)
2
(dư), thu được số gam kết tủa là (cho H = 1, C = 12, O = 16, Ca = 40)
A. 20. B. 40. C. 30. D. 10.
Câu 2: Một hiđrocacbon X cộng hợp với axit HCl theo tỉ lệ mol 1:1 tạo sản phẩm có thành phần
khối lượng clo là 45,223%. Công thức phân tử của X là (cho H = 1, C = 12, Cl = 35,5)
A. C
3
H
6
. B. C
3
H
4
. C. C
2
H
4
. D. C
4
H
8
.
Câu 3: Hiđrat hóa 2 anken chỉ tạo thành 2 ancol (rượu). Hai anken đó là
A. 2-metylpropen và but-1-en (hoặc buten-1). B. propen và but-2-en (hoặc buten-2).
C. eten và but-2-en (hoặc buten-2). D. eten và but-1-en (hoặc buten-1).
Câu 4: Hỗn hợp gồm hiđrocacbon X và oxi có tỉ lệ số mol tương ứng là 1:10. Đốt cháy hoàn toàn
hỗn hợp trên thu được hỗn hợp khí Y. Cho Y qua dung dịch H
2
SO
4
đặc, thu được hỗn hợp khí Z có tỉ
khối đối với hiđro bằng 19. Công thức phân tử của X là
A. C
3
H
8
. B. C
3
H
6
. C. C
4
H
8
. D. C
3
H
4
.
Câu 5: Khi brom hóa một ankan chỉ thu được một dẫn xuất monobrom duy nhất có tỉ khối hơi đối với
hiđro là 75,5. Tên của ankan đó là (cho H = 1, C = 12, Br = 80)
A. 3,3-đimetylhecxan. B. isopentan. C. 2,2,3-trimetylpentan. D. 2,2-đimetylpropan.
Câu6: Đốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên gồm metan, etan, propan bằng oxi không khí (trong
không khí, oxi chiếm 20% thể tích), thu được 7,84 lít khí CO
2
(ở đktc) và 9,9 gam nước. Thể tích không khí
(ở đktc) nhỏ nhất cần dùng để đốt cháy hoàn toàn lượng khí thiên nhiên trên là (Cho H = 1; C = 12; O = 16)
A. 70,0 lít. B. 78,4 lít. C. 84,0 lít. D. 56,0 lít.
Câu 7: Dẫn V lít (ở đktc) hỗn hợp X gồm axetilen và hiđro đi qua ống sứ đựng bột niken nung
nóng, thu được khí Y. Dẫn Y vào lượng dư AgNO
3
(hoặc Ag
2
O) trong dung dịch NH
3
thu được 12
gam kết tủa. Khí đi ra khỏi dung dịch phản ứng vừa đủ với 16 gam brom và còn lại khí Z. Đốt cháy
hoàn toàn khí Z thu được 2,24 lít khí CO
2
(ở đktc) và 4,5 gam nước. Giá trị của V bằng (Cho H = 1;
C = 12; O = 16; Br = 80; Ag = 108)
A. 11,2. B. 13,44. C. 5,60. D. 8,96
Câu 8: Khi cho ankan X (trong phân tử có phần trăm khối lượng cacbon bằng 83,72%) tác dụng với
clo theo tỉ lệ số mol 1:1 (trong điều kiện chiếu sáng) chỉ thu được 2 dẫn xuất monoclo đồng phân của
nhau. Tên của X là (Cho H = 1; C = 12; Cl = 35,5)