Bài tập Tìm CTPT hợp chất hữu cơ lớp 9

Lựa chọn câu để xem lời giải nhanh hơn

Dạng 1

Lập công thức đơn giản nhất, công thức phân tử hợp chất hữu cơ khi biết thành phần phần trăm khối lượng của các nguyên tố.

* Một số lưu ý cần nhớ:

Để làm được dạng bài tập này ta cần: - Lập tỉ lệ mol của các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ: n C : n H : n O : n N = \(\frac{{\% C}}{{12}} = \frac{{\% H}}{1} = \frac{{\% O}}{{16}} = \frac{{\% N}}{{14}}\)=\(\frac{{{m_C}}}{{12}} = \frac{{{m_H}}}{1} = \frac{{{m_O}}}{{16}} = \frac{{{m_N}}}{{14}}\) => CT ĐGN của hợp chất hữu cơ - Đặt CTPT thành (CTĐGN)n Biện luận giá trị của n => CTPT của hợp chất hữu cơ.

* Một số ví dụ điển hình

Câu 1: Chất hữu cơ A chứa 7,86% H ; 15,73% N về khối lượng. Đốt cháy hoàn toàn 2,225 gam A thu được CO2, hơi nước và khí nitơ, trong đó thể tích khí CO2 là 1,68 lít (đktc). CTPT của A là (biết MA < 100) :

A. C6H14O2N.      

B. C3H7O2N.      

C. C3H7ON.        

D. C3H7ON2.

Câu 1

Ta có : \({{n}_{C}}={{n}_{C{{O}_{2}}}}=\dfrac{1,68}{22,4}=0,075\,mol\Rightarrow {{m}_{C}}=0,9\,\,gam\Rightarrow %C=\dfrac{0,9}{2,225}.100=40,45%\)

Do đó : %O = (100 – 40,45  – 15,73 – 7,86)% = 35,96%.          

\({{n}_{C}}:{{n}_{H}}:{{n}_{O}}:{{n}_{N}}=\dfrac{40,45}{12}:\dfrac{7,86}{1}:\dfrac{35,96}{16}:\dfrac{15,73}{14}=3,37:7,86:2,2475:1,124=3:7:2:1\)

Công thức đơn giản nhất của A là C3H7O2N.

 Đặt công thức phân tử của A là (C3H7O2N)n. Theo giả thiết ta có :

(12.3 + 7 + 16.2 + 14).n < 100 => n < 1,12 =>  n =1

Vậy công thức phân tử của A là C3H7O2N.

Đáp án B

Câu 2: Một hợp chất hữu cơ Z có % khối lượng của C, H, Cl lần lượt là : 14,28% ; 1,19% ; 84,53%. CTPT của Z là :   

A. CHCl2.       

B. C2H2Cl4. 

C. C2H4Cl2.         

D. một kết quả khác.

Câu 2:

Ta có : \({{n}_{C}}:{{n}_{H}}:{{n}_{Cl}}=\frac{14,28}{12}:\frac{1,19}{1}:\frac{84,53}{35,5}=1:1:2\)

 công thức đơn giản nhất của Z là CHCl2.

Đặt công thức phân tử của A là (CHCl2)n (n > 0).

Độ bất bão hòa của phân tử \(k=\frac{2n-3n+2}{2}=\frac{2-n}{2}\ge 0\) => n = 2

Vậy công thức phân tử của Z là : C2H2Cl4.

Đáp án B

Câu 3: Một chất hữu cơ A có 51,3% C ; 9,4% H ; 12% N ; 27,3% O. Tỉ khối hơi của A so với không khí là 4,034. CTPT của A là

A. C5H11O2N.     

B. C10H22O4N2.       

C. C6H13O2N.     

D. C5H9O2N.

Câu 3:

 Ta có : \({{n}_{C}}:{{n}_{H}}:{{n}_{O}}:{{n}_{N}}=\frac{51,3}{12}:\frac{9,4}{1}:\frac{27,3}{16}:\frac{12}{14}=4,275:9,4:1,706:0,857=5:11:2:1\)

=> công thức đơn giản nhất của A là C5H11O2N

Đặt công thức phân tử của A là (C5H11O2N)n

Theo giả thiết ta có :

(12.5 + 11 + 16.2 + 14).n = 4,034.29

=>n = 1

Vậy công thức phân tử của A là C5H11O2N.

Đáp án A

Dạng 2

Dựa vào quá trình phân tích định lượng để tìm ra công thức phân tử, công thức đơn giản nhất

* Một số lưu ý cần nhớ:

- Đặt công thức phân tử của hợp chất là CxHyOzNt . Lập sơ đồ chuyển hóa : CxHyOzNt    +   O2   →  CO2   +   H2O    +   N2 - Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố để tìm số nguyên tử C, H, O, N… trong hợp chất, suy ra công thức của hợp chất CxHyOzNt    \(\left\{ \begin{array}{l}{n_{C({C_x}{H_y}{O_z}{N_t})}} = {n_{C(C{O_2})}}\\{n_{H({C_x}{H_y}{O_z}{N_t})}} = {n_{H({H_2}O)}}\\{n_{N({C_x}{H_y}{O_z}{N_t})}} = {n_{N({N_2})}}\\{n_{O({C_x}{H_y}{O_z}{N_t})}} + {n_{O({O_2})}} = {n_{O(C{O_2})}} + {n_{O({H_2}O)}}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = \\y = \\z = \\t = \end{array} \right.\)

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn m gam một amin X bằng lượng không khí vừa đủ thu được 17,6 gam CO2, 12,6 gam H2O và 69,44 lít N2 (đktc). Giả thiết không khí chỉ gồm N2 và O2 trong đó oxi chiếm 20% thể tích không khí. X có công thức là

A. C2H5NH2.      

B. C3H7NH2.       

C. CH3NH2.        

D. C4H9NH2.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Bảo toàn nguyên tố C:  \({{n}_{C}}={{n}_{C{{O}_{2}}}}=\frac{17,6}{44}=0,4\,\,mol\)

Bảo toàn nguyên tố H: \(\,\,{{n}_{H}}=2.{{n}_{{{H}_{2}}O}}=2.\frac{12,6}{18}=1,4\,\,mol\)

Bảo toàn nguyên tố O: \({{n}_{{{O}_{2}}\,(kk)}}=\frac{2.{{n}_{C{{O}_{2}}}}+{{n}_{{{H}_{2}}O}}}{2}=0,75\,\,mol\)

Vì N2 chiếm 80% thể tích không khí, O2 chiết 20% thể tích không khí \(\Rightarrow {{n}_{{{N}_{2}}\,(kk)}}=4.{{n}_{{{O}_{2}}}}=0,75.4=3\,\,mol\)

Do đó : \({{n}_{N\,(hchc)}}=2.(\frac{69,44}{22,4}-3)=0,2\,mol\,\Rightarrow {{n}_{C}}:{{n}_{H}}:{{n}_{N}}=0,4:1,4:0,2=2:7:1\)

Căn cứ vào các phương án ta thấy công thức của X là C2H5NH2

Đáp án A

Ví dụ 2: Oxi hóa hoàn toàn 4,02 gam một hợp chất hữu cơ X chỉ thu được 3,18 gam Na2CO3 và 0,672 lít khí CO2. CTĐGN của X là :

A. CO2Na.        

B. CO2Na2.           

C. C3O2Na.   

D. C2O2Na.

Hướng dẫn giải chi tiết:

nNa2CO3 = 0,03 mol; nCO2 = 0,03 mol

Vì đốt cháy X thu được CO2 và Na2CO3 => trong X chứa C, Na và O

Bảo toàn nguyên tố Na:

\({{n}_{Na\,(trong\,\,X)}}=2.{{n}_{N{{a}_{2}}C{{O}_{3}}}}=0,06\,\,mol\)

Bảo toàn nguyên tố C: \({{n}_{C\,(trong\,\,X)}}={{n}_{C{{O}_{2}}}}+{{n}_{N{{a}_{2}}C{{O}_{3}}}}=0,03+0,03=0,06\,\,mol\)

\(\Rightarrow {{n}_{O\,(trong\,\,X)}}=\frac{4,02-0,06.23-0,06.12}{16}=0,12\,\,mol$${{n}_{C}}:{{n}_{Na}}:{{n}_{O}}=0,06:0,06:0,12=1:1:2\)

Vậy CTĐGN của X là : CNaO2.

Đáp án A

Ví dụ 3: Một hợp chất hữu cơ A có tỉ khối so với không khí bằng bằng 2. Đốt cháy hoàn toàn A bằng khí O2 thu được CO2 và H2O. Có bao nhiêu công thức phân tử phù hợp với A ?

A. 2

B. 1

C. 3

D. 4

Hướng dẫn giải chi tiết:

Theo giả thiết ta có : MA = 29.2 = 58 gam/mol

Vì khi đốt cháy A thu được CO2 và nước nên thành phần nguyên tố trong A chắc chắn có C, H, có thể có hoặc không có O.

Đặt công thức phân tử của A là CxHyOz (y  2x + 2), ta có :

12x + y + 16z = 58  z \(<\frac{58-1-12}{16}=2,8125\)

+ Nếu z = 0 12x + y = 58 \(\Rightarrow \left\{ \begin{align}  & x=4 \\  & y=10 \\ \end{align} \right.\) A là C4H10

+ Nếu z = 1 12x + y = 42 \(\Rightarrow \left\{ \begin{align}  & x=3 \\  & y=6 \\ \end{align} \right.\) A là C3H6O

+ Nếu z = 2 12x + y = 26 \(\Rightarrow \left\{ \begin{align}  & x=2 \\  & y=2 \\ \end{align} \right.\) A là C2H2O2

Đáp án C

Lập CTPT hợp chất hữu cơ

Đây là phương pháp giải bài toán mà đề bài cho không đủ giả thiết để giải quyết bài toán bằng hai phương pháp trên (khối lượng hay thể tích).

Mời các bạn học sinh tham khảo thêm:

Lập CTPT hợp chất hữu cơ dựa vào PP thể tích

Do đó để giải quyết được bài toán này đòi hỏi học sinh phải nắm vững kiến thức một cách có hệ thống và vận dụng tư duy logic để giải.

DẠNG BÀI LẬP CTPT CHẤT HỮU CƠ THEO PHƯƠNG PHÁP BIỆN LUẬN

Lập CTPT hợp chất hữu cơ dựa vào PP biện luận

Bài viết tổng hợp đầy đủ các dạng bài tập tự luận về phương pháp xác định CTPT của hợp chất hữu cơ

BIỆN LUẬN XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC HỢP CHẤT HỮU CƠ 

Câu 1. Tìm công thức phân tử HCHC trong các trường hợp sau:

a)Đốt cháy hoàn toàn 10g hợp chất thu được 33,85g CO2 và 6,94g H2O. Tỉ khối hơi của hợp chất so với không khí là 2,69.

b)      Đốt cháy 0,282g hợp chất và cho sản phẩm cháy sinh ra đi qua các bình đựng CaCl2 khan và KOH, thấy bình CaCl2 tăng thêm 0,194g, bình KOH tăng thêm 0,8g. Mặt khác đốt cháy 0,186g chất đó thu được 22,4ml nitơ (đktc). Phân tử chỉ chứa một nguyên tử nitơ.

Câu 2. Đốt cháy hoàn toàn một lượng chất chứa C, H, và Cl sinh ra 0,22g CO2 và 0,09g H2O. Khi xác định clo trong hợp chất đó bằng dd AgNO3, người ta thu được 1,435g AgCl. Xác định CTPT của hợp chất nói trên, biết tỷ khối của hợp chất so với hidro là 42,5.

Câu 3. Phân tích một hợp chất hữu cơ thấy: cứ 2,1 phần khối lượng C lại có 2,8 phần khối lượng oxi và 0,35 phần khối lượng hidro. Hãy xác định CTPT của hợp chất biết 1g hơi chất đó ở đktc chiếm thể tích 373,3cm3.

Câu 4. Hãy xác định CTPT của HCHC có khối lượng phân tử là 26; biết rằng khi đốt cháy hợp chất chỉ thu được CO2 và H2O.

Câu 5. Đốt cháy hoàn toàn 0,9g một HCHC có thành phần gồm các nguyên tố C, H, O người ta thu được 1,32g CO2 và 0,54g H2O. Khối lượng phân tử của chất đó là 180. Hãy xác định CTPT của hợp chất hữu cơ nói trên.

Câu 6. Khi đốt cháy 1lít khí A cần 5lít oxi, sau phản ứng thu được 3lít CO2 và 4lít hơi nước. Xác định CTPT của A biết các thể tích khí được đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.

Câu 7. Đốt cháy hoàn toàn 0,4524g hợp chất A sinh ra 0,3318g CO2 và 0,2714g H2O. Đun nóng 0,3682g chất A với vôi tôi xút để biến tất cả nitơ trong A thành amoniac, rồi dẫn khí NH3 vào 20ml dd H2SO4 0,5M. Để trung hòa axit còn dư sau khi tác dụng với NH3 cần dùng 7,7ml dd NaOH 1M. Hãy:

c)Tính thành phần % các nguyên tố trong A.

d)     Xác định CTPT của A; biết khối lượng phân tử gần đúng của nó là 60.

Câu 8. Cho 400ml một hỗn hợp gồm nitơ và một chất hữu cơ ở thể khí chứa cacbon và hidro vào 900ml oxi (dư) rồi đốt. Thể tích hỗn hợp thu được sau khi đốt là 1,4lít. Sau khi cho nước ngưng tụ thì còn 800ml hỗn hợp, người ta cho lội qua dd KOH thấy còn 400ml khí. Xác định CTPT của hợp chất trên biết các thể tích khí được đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.

Câu 9. Đốt cháy hoàn toàn 10,4g hợp chất hữu cơ A rồi cho sản phẩm lần lượt qua bình 1 đựng H2SO2 đậm đặc, bình 2 chứa nước vôi trong có dư, thấy khối lượng bình 1 tăng 3,6g, ở bình 2 thu được 30g kết tủa. Khi hoá hơi 5,2g A thu được một thể tích đúng bằng thể tích của 1,6g oxi ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Xác định CTPT của A.

Câu 10. Đốt 0,366g một hợp chất hữu cơ A, thu được 0,792g CO2 và 0,234g H­2O. Mặt khác phân huỷ 0,549g chất đó thu được 37,42cm3 nitơ (đo ở 27°C và 750mmHg). Tìm công thức phân tử của A, biết rằng phân tử của nó chỉ chứa một nguyên tử nitơ.

Câu 11. A là một hợp chất hữu cơ mạch hở chứa các nguyên tố C, H, N, trong đó nitơ chiếm 23,72% về khối lượng. A tác dụng được với HCl theo tỉ lệ 1:1. Xác định CTPT và viết CTCT có thể có của A.

Câu 12. Hợp chất hữu cơ A chứa các nguyên tố C, H, Cl. Tỉ khối hơi của A so với hidro là 56,5. Trong hợp chất A, clo chiếm 62,832% về khối lượng. Xác định CTPT của A.

Câu 13. Đốt cháy hoàn toàn 0,01mol chất X bằng một lượng oxi vừa đủ là 0,616 lit, thu được 1,344 lit hỗn hợp CO2, N2 và hơi nước. Sau khi làm ngưng tụ hơi nước, hỗn hợp khí còn lại chiếm thể tích là 0,56 lit và có tỉ khối đối với hidro là 20,4. Xác định công thức phân tử của X, biết thể tích các khí đo ở đktc.

Câu 14. Khi đốt 18g một hợp chất hữu cơ phải dùng 16,8 lit oxi (đktc), thu được khí CO2 và hơi nước với tỉ lệ thể tích là: VCO2: VH2O= 3:2. Tỉ khối hơi của hợp chất đối với hidro là 36. Xác định CTPT của hợp chất đó.

Câu 15. Đốt cháy hoàn toàn 1,04g một hợp chất hữu cơ D cần vừa đủ 2,24 lit O2 (đktc), chỉ thu được khí CO2 và hơi nước với tỉ lệ thể tích là: VCO2: VH2O=2: 1 ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Xác định CTPT của D , biết tỉ khối hơi của D so với hidro là 52.