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 \[