Lý thuyết Công thức phân tử hợp chất hữu cơ (Cánh diều 2024) hay, chi tiết

Lý thuyết Công thức phân tử hợp chất hữu cơ (Cánh diều 2024) hay, chi tiết | Hóa học 11

Admin Vietjack Ngày: 04-04-2024 Lớp 11

3 K

Với tóm tắt lý thuyết Hóa học lớp 11 Bài 10: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ sách Cánh diều hay, chi tiết cùng với bài tập trắc nghiệm chọn lọc có đáp án giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Hóa học 11.

Lý thuyết Hóa học lớp 11 Bài 10: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

A. Lý thuyết Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

I. Thành phân nguyên tố và công thức phân tử

-Công thức phân tử: cho biết thành phần nguyên tố và số lượng nguyên tử mỗi nguyên tố có trong phân tử chất hữu cơ.

-Công thức đơn giản nhất (công thức thực nghiệm): cho biết tỷ lệ tối giản về số lượng nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử một hợp chất hữu cơ.

II. Phương pháp xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ – Phổ khối lượng (MS)

-Phổ khối lượng biểu diễn tương quan tỉ lệ khối lượng/điện tích (m/z) của các mảnh với tần suất xuất hiện của chúng.

-Phân tử khối của một chất có thể được xác định dựa trên phổ khối lượng của chất đó.

Sơ đồ tư duy Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

B. Trắc nghiệm Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

Câu 1. Chất nào sau đây có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất?

A. C₂H₆O₂.

B. C₃H₆O.

C. C₂H₂.

D. C₄H₈.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

CTPT	C₂H₆O₂	C₃H₆O	C₂H₂	C₄H₈
CTĐGN	CH₃O	C₃H₆O	CH	CH₂

Câu 2. Phân tử khối của chất hữu cơ nào sau đây là 30?

A. HCHO.

B. C₃H₈.

C. C₂H₆.

D. C₃H₄.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

HCHO có phân tử khối là 2.1 + 12 + 16 = 30.

Câu 3. Để xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ, người ta sử dụng phổ khối lượng MS, trong đó phân tử khối của chất là giá trị m/z của

A. peak [M⁺] lớn nhất.

B. peak [M⁺] nhỏ nhất.

C. peak xuất hiện nhiều nhất.

D. nhóm peak xuất hiện nhiều nhất.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Để xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ, người ta sử dụng phổ khối lượng MS, trong đó phân tử khối của chất là giá trị m/z của peak [M⁺] lớn nhất.

Câu 4. Hợp chất hữu cơ X có 80 % khối lượng là carbon, còn lại là hydrogen. Công thức đơn giản nhất của X là

A. CH₃

B. C₃H₁₀

C. CH₄

D. C₄H₅.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Đặt công thức phân tử của X là C_xH_y. Ta có:

$x : y = \frac{% C}{12} : \frac{% H}{1} = \frac{80}{12} : \frac{20}{1} = \frac{20}{3} : 20 = 1 : 3$

Công thức đơn giản nhất của X là: CH₃.

Câu 5. Kết quả phân tích nguyên tố trong hợp chất X cho biết phần trăm khối lượng các nguyên tố là %C = 40,00; %H = 6,67; còn lại là oxygen. Công thức đơn giản nhất của hợp chất X là

A. C₂H₄O.

B. CH₂O.

C. CHO.

D. C₂HO₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Đặt công thức phân tử của hợp chất có dạng: C_xH_yO_z.

$x : y : z = \frac{40}{12} : \frac{6,67}{1} : \frac{53,33}{16} = 3,33 : 6,67 : 3,33 = 1 : 2 : 1$

Vậy công thức đơn giản nhất của hợp chất là: CH₂O.

Câu 6. Công thức đơn giản nhất của hợp chất hữu cơ ethane-1,2-diol (C₂H₆O₂) là

A. C₂H₆O₂.

B. CH₃O.

C. CH₃.

D. CH₄O.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Ta có: 2 :6 :2 = 1 :3 :1.

Công thức đơn giản nhất của hợp chất hữu cơ ethane-1,2-diol (C₂H₆O₂) là CH₃O.

Câu 7. Vitamin A (retinol) có công thức phân tử C₂₀H₃₀O, công thức đơn giản nhất của vitamin A là

A. C₂H₃O.

B. C₂₀H₃₀O.

C. C₄H₆O.

D. C₄H₆O₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Công thức đơn giản nhất của vitamin A là C₂₀H₃₀O.

Câu 8. Glucose là hợp chất hữu cơ có nhiều trong các loại quả chín, đặc biệt là quả nho. Công thức phân tử của glucose là C₆H₁₂O₆. Công thức đơn giản nhất của glucose là

A. C_1,5H₃O_1,5.

B. CH₂O.

C. C₃H₄O₃.

D. CHO₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Ta có: 6 : 12 : 6 = 1 : 2 : 1.

Công thức đơn giản nhất của glucose là CH₂O.

Câu 9. Chất nào sau đây có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất?

A. CH₃COOH.

B. C₆H₆.

C. C₂H₄Cl₂.

D. C₂H₅OH.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Công thức cấu tạo	CH₃COOH	C₆H₆	C₂H₄Cl₂	C₂H₅OH
Công thức phân tử	C₂H₄O₂	C₆H₆	C₂H₄Cl₂	C₂H₆O
Công thức đơn giản nhất	CH₂O	CH	CH₂Cl	C₂H₆O

Câu 10. Công thức đơn giản nhất CH là của hợp chất hữu cơ nào sau đây?

A. C₆H₆.

B. C₄H₈.

C. C₄H₆.

D. C₅H₁₀.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Hợp chất C₆H₆ có công thức đơn giản nhất là CH.

Câu 11. Trong phân tử hợp chất hữu cơ X, phần trăm khối lượng của carbon và hydrogen lần lượt bằng 52,17 % và 13,04 %, còn lại là oxygen. Công thức đơn giản nhất của X là

A. C₂H₂O.

B. CH₂O.

C. C₂H₆O.

D. CHO.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Đặt công thức phân tử của hợp chất có dạng: C_xH_yO_z.

$x : y : z = \frac{52,17}{12} : \frac{13,04}{1} : \frac{34,79}{16} = 4,3475 : 13,04 : 2,174 = 2 : 6 : 1$

Vậy công thức đơn giản nhất của hợp chất là: C₂H₆O.

Câu 12. Trước kia, “phẩm đỏ” dùng để nhuộm áo choàng cho các Hồng y giáo chủ được tách chiết từ một loài ốc biển. Đó là một hợp chất có thành phần nguyên tố như sau: 45,70 %C; 1,90 %H; 7,60 %O; 6,70 %N; 38,10 %Br. Công thức đơn giản của phẩm đỏ là

A. C₄H₈O₂NBr₂.

B. C₂H₄ONBr.

C. C₈H₄ONBr.

D. C₄H₂ONBr.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Đặt công thức phân tử của phẩm đỏ có dạng: C_xH_yO_zN_tBr_u. Ta có:

$\begin{array}{l} x : y : z : t : u = \frac{% C}{12} : \frac{% H}{1} : \frac{% O}{16} : \frac{% N}{14} : \frac{% B r}{80} = \frac{45,7}{12} : \frac{1,9}{1} : \frac{7,6}{16} : \frac{6,7}{14} : \frac{38,1}{80} \\ = 3,808 : 1,9 : 0,475 : 0,479 : 0,476 = 8 : 4 : 1 : 1 : 1 \end{array}$

Công thức đơn giản của phẩm đỏ là C₈H₄ONBr.

Câu 13. Hợp chất X có công thức đơn giản nhất là CH₂O. Tỉ khối hơi của X so với hydrogen bằng 30. Công thức phân tử của X là

A. CH₂O.

B. C₂H₄O₂.

C. C₃H₆O₂.

D. C₄H₈O₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Công thức phân tử của X có dạng: (CH₂O)_n.

Phân tử khối của X = 30n = 30.2 Þ n = 2.

Công thức phân tử của X là C₂H₄O₂.

Câu 14. Phân tích thành phần hợp chất X thu được phần trăm khối lượng các nguyên tố như sau: %C = 34,62; %H = 3,84; còn lại là oxygen. Từ phổ MS người ta xác định được phân tử khối của X là 104. Công thức phân tử của X là

A. CHO.

B. C₃H₄O₄.

C. C₄H₃O₃.

D. C₃H₄O₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

X có công thức phân tử là C_xH_yO_z. Ta có:

$x : y : z = \frac{% C}{12} : \frac{% H}{1} : \frac{% O}{16} = \frac{34,62}{12} : \frac{3,84}{1} : \frac{61,54}{16} = 2,885 : 3,84 : 3,85 = 3 : 4 : 4$

Vậy công thức đơn giản nhất của hợp chất X là C₃H₄O₄.

Công thức phân tử của X có dạng (C₃H₄O₄)_n.

Vì phân tử khối của X là 104 nên (3.12 + 1.4 + 16.4).n = 104 →n = 1.

Vậy công thức phân tử của X là C₃H₄O₄.

Câu 15. Hợp chất hữu cơ Z có phần trăm khối lượng các nguyên tố như sau: %C = 61,02; %H = 15,52; còn lại là nitrogen. Tỉ khối hơi của Z so với O₂ nhỏ hơn 2. Công thức phân tử của Z là

A. C₂H₆N₂.

B. C₂H₇N.

C. C₃H₉N.

D. C₂H₈N₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

M_Z < 32 × 2 = 72 (g/mol)

%m_N = 100% − 61,02% − 15,52% = 23,46%

Công thức tổng quát: C_xH_yN_z

Theo đề, ta có:

$x : y : z = \frac{% C}{12} : \frac{% H}{1} : \frac{% N}{14} = \frac{61,02}{12} : \frac{15,52}{1} : \frac{23,46}{14} = 5,085 : 15,52 : 1,676$