Lời giải bài tập Hóa học lớp 11 Bài 11: Cấu tạo hoá học của hợp chất hữu cơ sách Cánh diều hay, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi Hóa học 11 Bài 11 từ đó học tốt môn Hóa 11.
Giải bài tập Hóa học lớp 11 Bài 11: Cấu tạo hoá học của hợp chất hữu cơ
Lời giải:
Ethanol và dimethyl ether có cùng công thức phân tử nhưng khác nhau về cấu tạo hoá học dẫn đến sự khác biệt về tính chất của hai hợp chất này.
I. Thuyết cấu tạo hoá học
Luyện tập 1 trang 68 Hoá học 11: Cho các chất dưới đây:
Trong các chất trên:
a) Chất nào có mạch carbon hở không phân nhánh?
b) Chất nào có mạch carbon hở phân nhánh?
c) Chất nào có mạch vòng?
Lời giải:
a) Chất (1) có mạch carbon hở không phân nhánh.
b) Chất (2) có mạch carbon hở phân nhánh.
c) Chất (3) có mạch vòng.
II. Công thức cấu tạo
Câu hỏi 1 trang 68 Hoá học 11: Acetic acid và methyl formate có cấu tạo hoá học như sau:
Giải thích vì sao mặc dù có cùng công thức phân tử C2H4O2 nhưng acetic acid có tính chất khác với methyl formate.
Lời giải:
Tính chất của các chất phụ thuộc vào thành phần phân tử (loại nguyên tố, số lượng nguyên tử) và cấu tạo hoá học (trật tự liên kết của các nguyên tử với nhau).
Do đó dù có cùng công thức phân tử C2H4O2 nhưng acetic acid có tính chất khác với methyl formate do cấu tạo hoá học khác nhau.
Lời giải:
Các loại công thức cấu tạo thường dùng để biểu diễn cấu tạo của một chất hữu cơ là:
- Công thức cấu tạo đầy đủ.
- Công thức cấu tạo thu gọn.
- Công thức khung phân tử.
Lời giải:
Chất |
Công thức cấu tạo đầy đủ |
Công thức khung phân tử |
CH3 – CH3 |
|
|
CH3CH2OH |
|
|
CH3CHO |
|
|
CH3COOH |
|
|
III. Chất đồng phân
Lời giải:
- Hai chất acetic acid (CH3COOH) và methyl formate (HCOOCH3) có cùng công thức phân tử C2H4O2 nên có thành phần phân tử giống nhau.
- Hai chất này có nhiệt độ sôi khác nhau: acetic acid (CH3COOH) sôi ở 118 oC, còn methyl formate (HCOOCH3) sôi ở 31,8 oC.
Lời giải:
Hai chất ethane (C2H6) và methanal (CH2O) không phải là đồng phân của nhau. Do hai chất này khác nhau về công thức phân tử.
Lời giải:
- Phân tử chất (C) chứa nhóm chức – COOH (nhóm chức carboxyl); phân tử chất (D) chứa nhóm chức – COO – (nhóm chức ester).
- Nhóm chức là nhóm đặc trưng cho tính chất hoá học của hợp chất. Đồng phân về nhóm chức hữu cơ là đồng phân tạo ra các nhóm chức khác nhau của hợp chất có cùng thành phần.
Lời giải:
- Đánh số carbon trên chất (E):
Nhóm – OH của phân tử chất này có thể gắn vào carbon ở vị trí số 1, 2, 3.
- Đánh số carbon trên chất (F):
Nhóm – OH của phân tử chất này có thể gắn vào carbon ở vị trí số 1, 3, 4.
- (E) và (F) được gọi là các đồng phân về vị trí nhóm chức do hai chất này có cùng công thức phân tử, có cùng nhóm chức, chỉ khác nhau về vị trí của nhóm chức trên mạch carbon.
IV. Đồng đẳng
a) Nhận xét về sự thay đổi trong công thức cấu tạo của các chất trên.
b) Viết công thức chung cho các chất trên.
Lời giải:
a) Công thức cấu tạo của các chất methanol (CH3OH), ethanol (CH3CH2OH), propan – 1 – ol (CH3CH2CH2OH), butan – 1 – ol (CH3CH2CH2CH2OH) hơn kém nhau một hay nhiều nhóm – CH2.
Cụ thể:
CH3CH2OH = CH3OH + CH2.
CH3CH2CH2OH = CH3CH2OH + CH2 = CH3OH + 2CH2.
CH3CH2CH2CH2OH = CH3CH2CH2OH + CH2 = CH3CH2OH + 2CH2 = CH3OH + 3CH2.
b) Công thức chung cho các chất này là: CnH2n+1OH hoặc CnH2n + 2O.
Lời giải:
- (A), (D) có tính chất hoá học tương tự nhau do cùng thuộc dãy đồng đẳng.
- (B), (F) có tính chất hoá học tương tự nhau do cùng thuộc dãy đồng đẳng.
- (C), (E) có tính chất hoá học tương tự nhau do cùng thuộc dãy đồng đẳng.
Bài tập (trang 71)
Bài 1 trang 71 Hoá học 11: Cho công thức khung phân tử của các chất hữu cơ sau:
a) Viết công thức cấu tạo đầy đủ của các hợp chất trên.
b) Cho biết công thức phân tử và công thức đơn giản nhất ứng với mỗi hợp chất.
Lời giải:
a) Công thức cấu tạo đầy đủ của các hợp chất:
Chất |
Công thức cấu tạo đầy đủ |
(A) |
|
(B) |
|
(C) |
|
(D) |
b) Công thức phân tử và công thức đơn giản nhất ứng với mỗi hợp chất:
Chất |
(A) |
(B) |
(C) |
(D) |
Công thức phân tử |
C6H12 |
C2H6O2 |
C4H8O2 |
C3H4Cl2O2 |
Công thức đơn giản nhất |
CH2 |
CH3O |
C2H4O |
C3H4Cl2O2 |
Lời giải:
Ba chất kế tiếp ethene trong dãy đồng đẳng của chúng:
CH2 = CH – CH3; CH2 = CH – CH2 – CH3; CH2 = CH – CH2 – CH2 – CH3.
Công thức chung của dãy đồng đẳng này là: CnH2n (n ≥ 2).
a) Chất nào trong số các chất trên là đồng phân của nhau? Chúng thuộc loại đồng phân gì (đồng phân nhóm chức, đồng phân vị trí nhóm chức hay đồng phân mạch carbon)?
b) Eugenol và methyl eugenol có thuộc cùng dãy đồng đẳng không? Vì sao?
Lời giải:
a) Eugenol và chavibetol là đồng phân của nhau. Chúng thuộc đồng phân vị trí nhóm chức.
b) Eugenol và methyl eugenol thuộc cùng một dãy đồng đẳng do chúng có cấu tạo tương tự nhau, phân tử hơn kém nhau 1 nhóm – CH2.
Lời giải:
Các công thức cấu tạo mạch hở của chất có công thức phân tử C3H6O:
Công thức cấu tạo |
Nhóm chức |
Tên nhóm chức |
CH3 – CH2 – CHO |
– CHO |
Nhóm chức aldehyde |
CH3 – CO – CH3 |
– CO – |
Nhóm chức ketone |
b) X, Y là các chất đồng đẳng của Z. Viết công thức cấu tạo của X, Y biết rằng số nguyên tử carbon có trong phân tử mỗi chất X, Y đều nhỏ hơn số nguyên tử carbon có trong phân tử Z.
c) Có thể phân biệt acid Z với methyl acetate dựa vào phổ hồng ngoại của chúng không? Vì sao?
Lời giải:
a) Công thức cấu tạo của Z: CH3 – CH2 – COOH.
b) Số nguyên tử carbon có trong phân tử mỗi chất X, Y đều nhỏ hơn số nguyên tử carbon có trong phân tử Z nên công thức cấu tạo của X, Y: HCOOH; CH3–COOH.
c) Có thể phân biệt acid Z với methyl acetate dựa vào phổ hồng ngoại của chúng do hai chất này có nhóm chức khác nhau.
Lý thuyết Cấu tạo hoá học của hợp chất hữu cơ
I. Thuyết cấu tạo hóa học
-Thuyết cấu tạo hóa học có các nội dung chính như sau:
+Trong phân tử hợp chất hữu cơ, các nguyên tử liên kết với nhau theo đúng hóa trị và theo một trật tự nhất định. Trật tự liên kết đó dược gọi là cấu tạo hóa học.
+ Trong phân tử hợp chất hữu cơ, carbon có hóa trị IV.
+Tính chất của các chất phụ thuộc và thành phần phân tử và cấu tạo hóa học.
II. Công thức cấu tạo
-Công thức cấu tạo biểu diễn thứ tự và cách thức liên kết (liên kết đơn, liên kết đôi, liên kết ba) giữa các nguyên tử trong phân tử.
-Công thức cấu tạo đầy đủ: công thức cấu tạo biểu diễn tất cả các nguyên tử về liên kết trong phân tử.
-Công thức cấu tạo thu gọn: viết gộp carbon và các nguyên tử liên kết trực tiếp với nguyên tử carbon đó thành một nhóm nguyên tử.
-Công thức khung phân tử (công thức cấu tạo thu gọn nhất): chỉ viết khung carbon và nhóm chức.
III. Chất đồng phân
1. Khái niệm
-Những hợp chất khác nhau nhưng có cùng công thức phân tử được gọi là các chất đồng phân của nhau.
2. Phân loại
-Đồng phân cấu tạo: các chất có thứ tự liên kết khác nhau giữa các nguyên tử.
-Đồng phân cấu tạo: đồng phân mạch carbon, đồng phân về nhóm chức, đồng phân về vị trí nhóm chức.
-Đồng phân lập thể: sự sắp xếp khác nhau của các nguyên tử ngoài không gian.
IV. Đồng đẳng
-Chất đồng đẳng là những chất có thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhóm CH2 và có tính chất hóa học tương tự nhau.
Sơ đồ tư duy Cấu tạo hoá học của hợp chất hữu cơ
Xem thêm các bài giải SGK Hóa học lớp 11 Cánh diều hay, chi tiết khác: