Lý thuyết Công thức phân tử hợp chất hữu cơ (Chân trời sáng tạo 2024) hay, chi tiết

Lý thuyết Công thức phân tử hợp chất hữu cơ (Chân trời sáng tạo 2024) hay, chi tiết | Hóa học 11

Admin Vietjack Ngày: 03-04-2024 Lớp 11

3.1 K

Với tóm tắt lý thuyết Hóa học lớp 11 Bài 10: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ sách Chân trời sáng tạo 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

1. Xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ

- Phổ khối lượng có thể cho thông tin về phân tử khối của hợp chất hữu cơ thông qua mảnh ion phân tử thường ứng với tín hiệu có giá trị m/z lớn nhất.

- m là khối lượng của ion, z là điện tích của ion.

2. Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

- Để lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ (C_xH_yO_zN_t), người ta có thể dựa vào dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối của hợp chất (M).

(ảnh 1)

Với: + x, y, z, t lần lượt là số nguyên tử C, H, O và N.

+ %m_C, %m_H, %m_O, %m_N lần lượt là % khối lượng của các nguyên tố C, H, O, N trong hợp chất hữu cơ.

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

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

Câu 1. 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 2. Từ phổ MS của acetone, người ta xác định được ion phân tử [M⁺] có giá trị m/z bằng 58. Vậy, phân tử khối của acetone là

A. 58.

B. 57.

C. 59.

D. 56.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Phân tử khối của acetone là 58.

Câu 3. Từ phổ MS của ethanol, người ta xác định được ion phân tử [M⁺] có giá trị m/z bằng 46. Vậy, phân tử khối của ethanol là

A. 46.

B. 47.

C. 45.

D. 48.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Phân tử khối của ethanol là 46.

Câu 4. Từ phổ MS của benzene, người ta xác định được ion phân tử [M⁺] có giá trị m/z bằng 78. Vậy, phân tử khối của benzene là

A. 78.

B. 79.

C. 77.

D. 76.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Phân tử khối của benzene là 78.

Câu 5. Cho hai hợp chất hữu cơ là aniline (C₆H₇N), 2-aminopyridine (C₅H₆N₂) và hình ảnh phổ khối như hình vẽ:

Trắc nghiệm Hóa học 11 Chân trời sáng tạo Bài 10 (có đáp án): Công thức phân tử hợp chất hữu cơ (ảnh 1)

(a) Phổ khối lượng của hợp chất hữu cơ A

Trắc nghiệm Hóa học 11 Chân trời sáng tạo Bài 10 (có đáp án): Công thức phân tử hợp chất hữu cơ (ảnh 2)

(b) Phổ khối lượng của hợp chất hữu cơ B

Phát biểu nào sau đây không chính xác?

A. Phổ khối lượng ở hình (a) tương ứng với phân tử aniline.

B. Mảnh ion phân tử ở hình (b) có giá trị m/z là 94.

C. Phổ khối lượng ở hình (b) tương ứng với phân tử 2-aminopyridine.

D. Phân tử khối của hai hợp chất hữu cơ A và B bằng nhau.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Do hợp chất A có phân tử khối là 93, hợp chất B có phân tử khối là 94.

Câu 6. Công thức phân tử cho ta biết:

A. số lượng nguyên tử mỗi nguyên tố trong hợp chất hữu cơ.

B. tỉ lệ số nguyên tử của các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ.

C. thành phần nguyên tố trong phân tử hợp chất hữu cơ.

D. cả A và C.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Công thức phân tử cho ta biết:

+ Số lượng nguyên tử mỗi nguyên tố trong hợp chất hữu cơ.

+ Thành phần nguyên tố trong phân tử hợp chất hữu cơ.

Câu 7. Phương pháp phổ khối lượng dùng để:

A. xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ.

B. xác định thành phần nguyên tố của hợp chất hữu cơ.

C. xác định khối lượng phân tử hợp chất hữu cơ.

D. xác định tỉ lệ số nguyên tử trong phân tử hợp chất hữu cơ.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Phương pháp phổ khối lượng dùng để: xác định khối lượng phân tử hợp chất hữu cơ.

Câu 8. Tỉ lệ tối giản về số nguyên tử C, H, O trong phân tử C₂H₄O₂lần lượt là

A. 2: 4: 2.

B. 1: 2: 1.

C. 2: 4: 1.

D. 1: 2: 2.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Ta có: 2 : 4 : 2 = 1 : 2 : 1.

Câu 9. 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 10. Tỉ khối hơi của chất X so với hydrogen bằng 44. Phân tử khối của X là

A. 44.

B. 46.

C. 22.

D. 88.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Phân tử khối của X = 44.2 = 88.

Câu 11. Khi phân tích thành phần khối lượng các nguyên tố trong vitamin C, thu được kết quả: %C = 40,91; %O = 54,55; còn lại là hydrogen. Công thức đơn giản nhất của phân tử vitamin C là

A. C₂H₅O₂.

B. C₃H₄O₃.

C. C₃H₅O₃.

D. C₃H₆O₃.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Đặt công thức phân tử của vitamin C có dạng: C_xH_yO_z.

$x : y : z = \frac{40, 91}{12} : \frac{4, 54}{1} : \frac{54, 55}{16} = 3, 41 : 4, 54 : 3, 41 = 3 : 4 : 3$

Vậy công thức đơn giản nhất của vitamin C là: C₃H₄O₃.

Câu 12. 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 $\Rightarrow$ n = 2.

Công thức phân tử của X là C₂H₄O₂.

Câu 13. 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:

$\begin{matrix} x = \frac{% m_{C}}{12} \times \frac{M}{100} = \frac{34, 62}{12} \times \frac{104}{100} = 3. \\ y = \frac{% H}{1} \times \frac{M}{100} = \frac{3, 84}{1} \times \frac{104}{100} = 4. \\ \Rightarrow z = \frac{104 - 12.3 - 1.4}{16} = 4. \end{matrix}$

Vậy công thức phân tử của X là C₃H₄O₄.

Câu 14. 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:

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

$\Rightarrow$ x : y : z = 3 : 9 : 1

Công thức đơn giản nhất: (C₃H₉N)_n

$\Rightarrow$ (12×3+1×9+14)n < 72Þ n = 1.

Công thức phân tử: C₃H₉N.

Câu 15. Phân tích thành phần hợp chất hữu cơ X thu được phần trăm khối lượng các nguyên tố như sau: %C = 40,45; %H = 7,87; %N = 15,73; còn lại là oxygen. Từ phổ MS người ta xác định được phân tử khối của X là 89. Công thức phân tử của X là

A. C₃H₆NO.

B. C₃H₇NO₂.

C. C₃H₈NO.

D. C₃H₉NO.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

%O = 100% - (40,45% - 7,86% - 15,73%) = 35,96%

Công thức của X là C_xH_yO_zN_t

Ta có:

$\begin{matrix} x = \frac{40, 45}{12} . \frac{89}{100} = 3 \\ y = \frac{7, 87}{1} . \frac{89}{100} = 7 . \\ z = \frac{35, 96}{16} . \frac{89}{100} = 2 . \\ t = \frac{89 - 3 .12 - 7 .1 - 2 .16}{14} = 1 . \end{matrix}$