Đề kiểm tra 45 phút Hóa 11 Chương 3: Đại cương hóa học hữu cơ

X không chứa loại nhóm chức Aldehyde

Một số loại nhóm chức cơ bản

Loại hợp chất	Nhóm chức
Dẫn xuất halogen	–X (Fe, Cl, Br, I)
Alcohol	–OH
Aldehyde	–CHO
Ketone
Carboxylic acid	–COOH
Ester	–COO–
Amine	–NH2
Ether	–O–

Hydrocarbon là hợp chất hữu cơ có thành phần nguyên tố gồm carbon và hydrogen

Số đồng phân của C₄H₁₁N là 8

CH₃–CH₂–CH₂–CH₂–NH₂

CH₃–CH(CH₃)CH₂NH₂

CH₃–C(NH₂)(CH₃)–CH₃

CH₃–CH₂–CH(NH₂)–CH₃

CH₃–CH₂–CH₂–NH–CH₃

CH₃–CH(CH₃)–NH–CH₃

CH₃–CH₂–NH–CH₂–CH₃

(CH₃)₂–N–C₂H₅

Công thức tổng quát là công thức cho biết các nguyên tố có trong phân tử hợp chất hữu cơ.

Áp dụng phương pháp chiết lỏng - rắn để tách lấy chất hữu cơ ra khỏi một hỗn hợp ở thể rắn, thường được áp dụng để nâm rượu thuốc, phân tích thổ nhưỡng, phân tích dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong nông sản,...

Các chất có đồng phân hình học là

CH₃−CH=CH−CH=CH₂; CH₃−CH=CH−COOH.

Theo thuyết cấu tạo hóa học:

Trong phân tử hợp chất hữu cơ, carbon có hóa trị IV.

- Acetic acid có công thức cấu tạo là CH₃COOH ⇒ Công thức phân tử là C₂H₄O₂ ⇒ CTĐGN là CH₂O.

- Phân tử khối của acetic acid là 60.

Bộ dụng cụ dưới đây dùng để chiết tách hai chất lỏng không tan vào nhau.

Theo thuyết cấu tạo hóa học, các nguyên tử carbon trong hợp chất hữu cơ có thể liên kết với nhau tạo thành:

Mạch nhánh, không nhánh, mạch vòng.

Bản chất cách làm a) thuộc loại phương pháp chiết.

Bản chất cách làm b) thuộc loại phương pháp chưng cất.

Bản chất cách làm c) thuộc loại phương pháp chiết.

Bản chất cách làm d) thuộc loại phương pháp kết tinh.

Vậy bản chất cách làm a) và c) thuộc phương pháp chiết.

Dẫn xuất của hydrocarbon là những hợp chất hữu cơ mà trong phân tử ngoài nguyên tố carbon còn có các nguyên tố như oxygen, nitrogen, sulfur, halogen,...

Dãy gồm các dẫn xuất của hydrocarbon là: C₂H₆O, C₃H₇Cl, C₂H₅Br.

Vì nhiệt độ sôi của các chất chênh lệch nhau đáng kể và cao dần nên ta có thể dùng phương pháp chưng cất để tách các chất. 

Ta có

n_CO2 = 0,6 mol; n_H2O = 0,8 mol

m_X = m_C + m_H + m_O = 12n_CO2 + 2n_H2O + m_O

⇒ 12.0,6 + 2.0,8 + m_O = 12

⇒ m_O = 3,2 gam.

HCOOCH₂-CH₂-CH₃ và CH₃COOCH₂-CH₃ là đồng phân của nhua vì có cùng công thức phân tử C₄H₈O₂

 Trong thành phần phân tử hợp chất hữu cơ nhất thiết phải có nguyên tố carbon

Nấu rượu gạo truyền thống là một phương pháp nấu rượu hoàn toàn thủ công dựa trên phương pháp trưng cất.

Sau giai đoạn ủ men rượu, người ta thu được một hỗn hợp chủ yếu gồm nước (nhiệt độ sôi là 100^oC), ethanol (nhiệt độ sôi là 78,3^oC), acetic acid (nhiệt độ sôi là 117,9^oC) .... và bã rượu. Chưng cất hỗn hợp này, ethanol có nhiệt độ sôi thấp hơn sẽ chuyển thành hơi sớm hơn, sau đó làm lạnh, hơi ngưng tụ thành dạng lỏng.

Chất có đồng phân hình học là:

CH₃–CH=CH–CH = CH₂

Công phân tử của 2 chất kế tiếp ethene trong dãy đồng đẳng: C₃H₆, C₄H₈

Các hợp chất hữu cơ thường được chia thành nhóm lớn: Hydrocarbon và dẫn xuất của hydrocarbon.

Từ phổ MS của acetone người ta xác định được ion phân từ [CH₃COCH₃⁺] có giá trị m/z bằng 58. Vậy phân tử khối của acetone là 58.

n_CO2 = 0,4 mol ⇒ n_C = 0,4 mol

n_H2O = 0,5 mol ⇒ n_H = 1 mol

m_X = m_C + m_H + m_O = 12.n_CO2 + 1.n_H + m_O

⇒ 12.0,4 + 1.1 + m_O = 7,4

⇒ m_O = 1,6 gam.

Quan sát phổ hồng ngoại của R thấy R có thể là hợp chất chứa nhóm chức aldehyde. 

Vậy công thức của R là CH₃-CH₂-CHO.

Acetaldehyde chứa 2 nguyên tử C, 4 nguyên tử H và 1 nguyên tử O ⇒ công thức phân tử của acetaldehyde là C₂H₄O.

Dãy chất là đồng đẳng của nhau là: (C₁₅H₃₁COO)₃C₃H₅, (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅.

n_CO2 = 0,88/44 = 0,02 mol; n_H2SO4 = 0,04 mol;

n_NaOH = 0,07 mol.

2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O

2n_H2SO4 = n_NaOH + n_NH3

⇒ n_NH3 = 0,04.2 0,07 = 0,01 mol

n_X = 0,45/45 = 0,01 mol

Gọi CTPT của X là C_xH_yN_z

Bảo toàn C: 0,01x = 0,02 ⇒ x = 2;

Bảo toàn N: 0,01z = 0,01⇒ z = 1

M_X = 12.2 + y + 1.14 = 45 ⇒ y = 7

vậy CTPT của X là C₂H₇N

Xét thành phần phần trăm khối lượng các nguyên tố ta có: 

Công thức đơn giản nhất của nicotin là C₅H₇N.

Công thức phân tử của nicotine có dạng là (C₅H₇N)_n.

Ta có M_Nicotine = 40,5.4 = 162 = 81n n = 2.

Vậy nicotine có công thức phân tử là C₁₀H₁₄N₂.

Hỗn hợp X chứa các chất có nhiệt độ sôi khác nhau ⇒ có thể tách riêng bằng phương pháp chưng cất.

H₂SO₄ hấp thụ H₂O ⇒ m_H2O = 7,2 gam ⇒ n_H2O = 0,4 mol.

Ca(OH)₂ dư hấp thụ CO₂ ⇒ n_CO2 = n_CaCO3 = 0,3 mol.

Bảo toàn C: n_C = n_CO2 = n_CaCO3 = 0,3 mol.

Bảo toàn H: n_H = 2n_H2O = 0,8 mol.

m_O = m_X – m_C – m_H = 6 – 0,3.12 – 0,8.1 = 1,6 gam.

⇒ n_O = 0,1 mol.

⇒ n_C : n_H : n_O = 0,3 : 0,8 : 0,1 = 3 : 8 : 1

⇒ Công thức đơn giản nhất: C₃H₈O

Ta có:

M_X = 4,03.29 = 117 (g/mol)

%O = 100% - %C - %H - %N = 100% – 51,3% – 9,4% – 12% = 27,3%

Đặt X có công thức đơn giản nhất là: C_xH_yO_zN_t

= 4,28 : 9,40 : 1,71 : 0,86

→ x : y : z : t = 5 : 11 : 2 : 1

→ CTĐGN của X là: C₅H₁₁O₂N

Vì M_X = 117 → Công thức phân tử của X là : C₅H₁₁O₂N.

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 (tín hiệu) mảnh ion [M⁺] lớn nhất.

Ví dụ: Hình bên dưới là phổ MS của benzene (C₆H₆) có peak ion âm [M⁺] có giá trị m/z lớn nhất = 78 đúng bằng phân tử khối của C₆H₆.

C₃H₆ có công thức đơn giản là (CH₂)_n do đó không cùng công thức đơn giản nhất với C₂H₂ có công thức đơn giản nhất là (CH)_n

Dựa vào thành phần nguyên tố, hợp chất hữu cơ được chia thành 2 loại chính:

• Hydrocarbon: phân tử chỉ chứa carbon và hydrogen (CH₄, C₂H₄, …)
• Dẫn xuất của hydrocacbon: Thay thế nguyên tử hydrogen trong phân tử hydrocarbon bằng nguyên tử hay nhóm nguyên tử khác.(C₂H₆O, CH₃Cl, …)

Ester là hợp chất hữu cơ trong phân tử có nhóm chức -COO-.

Ví dụ: CH₃COOC₂H₅

Trong thực tế việc chưng cất tiến hành thuận lợi khi chất lỏng có nhiệt độ sôi khoảng 40 - 150^oC. Vì nhiệt độ sôi trên 150^oC chất lỏng sẽ bị phân hủy, còn nhiệt độ sôi thấp khó ngưng tụ và sản phẩm bị thất thoát nhiệt.

Các chất có cấu tạo khác nhau nhưng có cùng công thức phân tử gọi là đồng phân của nhau.

C₂H₅OH, CH₃OCH₃ là đồng phân của nhau, chúng có cùng công thức phân tử là C₂H₆O.