Giải bài tập SGK Hóa 11 Bài 21: Công thức phân từ hợp chất hữu cơ

Tính khối lượng mol phân tử của các chất sau:

a) Chất A có tỉ lệ khối hơi so với không khí bằng 2,07.

b) Thể tích hơi của 3,3 gam chất khí X bằng thể tích của 1,76 gam khí oxi (đo cùng điều kiện về nhiệt độ, áp suất). 

Phương pháp giải

a) \({M_A} = 2,07.{M_{KK}}\)

b) 

\(\begin{array}{l}
d{n_X} = {n_{O2}} = \frac{{1,76}}{{32}} = {\mkern 1mu} ?{\mkern 1mu} (mol)\\
{M_X} = \frac{{{m_X}}}{{{n_X}}}
\end{array}\)

Hướng dẫn giải

a) M_A = d_A/KK. \( \overline{M_{KK}}\) = 2,07.29,0 = 60,0 (g/mol).

b) Trong cùng điều kiện, thể tích khí tỉ lệ thuận với số mol khí:

V_X = \( V_{O_{2}}\) → n_X = \( n_{O_{2}}\) = \( \frac{1,76}{32}\) = 0,055 mol

→ M_X = \( \frac{3,3}{0,055}\) = 60 (g/mol) 

Limonen là một chất có mùi thơm dịu được tách từ tinh dầu chanh. Kết quả phân tích nguyên tố cho thấy limonen được cấu tạo từ hai nguyên tố C và H, trong đó C chiếm 88,235% về khối lượng. Tỉ khối hơi của limonen so với không khí gần bằng 4,69. Lập công thức phân tử của limonen.

Phương pháp giải

M_limonen = 4,69 x M_KK  = ? (g/mol)

Gọi CTPT của limonen là C_xH_y;

\(x:y = \dfrac{{\% {m_C}}}{{12}}:\dfrac{{\% {m_H}}}{1}\)

→ Công thức đơn giản nhất

Có phân tử khối → Công thức phân tử của Limomen.

Hướng dẫn giải

Gọi công thức của limonen là C_xH_y

Ta có:

%H = 100% - %C = 100% - 88,235% = 11,765%

D_limonen/kk = 4,69 \( \to\) M_limonen = 4,69.29 = 136

Ta có:

\(\begin{array}{l}
x:y = \frac{{\% C}}{{12}}:\frac{{\% H}}{1} = \frac{{88,235}}{{12}}:\frac{{11,765}}{1}\\
 = 7,35:11,765 = 5:8\\
 \to x:y = 5:5
\end{array}\)

Vậy công thức đơn giản nhất của limonen là (C₅H₈)_n

Vì M_limonen = 136 \( \to\) n(12.5 + 8.1) = 136 \( \to\) n = 2

Vậy công thức phân tử của limonen là C₁₀H₁₆

Đốt cháy hoàn toàn 0,3 gam chất A (phân tử chỉ chứa C, H, O) thu được 0,44 gam khí cacbonic và 0,18 gam nước. Thể tích hơi của 0,3 gam chất A bằng thể tích của 0,16 gam khí oxi (ở cùng điều kiện về nhiệt độ, áp suất).

Xác định công thức phân tử của chất A.

Phương pháp giải

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{{n_A} = {n_{{O_2}}} = \frac{{{m_{{O_2}}}}}{{32}} = ? \to {M_A} = \frac{{{m_A}}}{{{n_A}}}}\\
{{n_{C{O_2}}} = \frac{{{m_{C{O_2}}}}}{{44}} = ? \to {n_C} = ?}\\
{{n_{{H_2}O}} = \frac{{{m_{{H_2}O}}}}{{18}} = ? \to {\mkern 1mu} {n_H} = ?}
\end{array}\)

BTKL: m_O = m_A – m_C - m_H =?

Gọi CTPT của A là C_xH_yO_z

\(x:y:z = {n_C}:{n_H}:{n_O}\)

→ Công thức đơn giản nhất

Có PTK của A → CTPT của A

Hướng dẫn giải

Cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất thì tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{{n_A} = {n_{{O_2}}} = \frac{{0,16}}{{32}} = 0,005(mol) \to {M_A} = \frac{{0,3}}{{0,005}} = 60(g/mol)}\\
{{n_{C{O_2}}} = \frac{{0,44}}{{44}} = 0,01(mol) \to {n_C} = 0,01(mol)}\\
{{n_{{H_2}O}} = \frac{{0,18}}{{18}} = 0,01(mol) \to {\mkern 1mu} {n_H} = 2{n_{{H_2}O}} = 0,02(mol)}
\end{array}\)

BTKL → m_O = m_A – m_C - m_H = 0,3 - 0,01.12 - 0,02.1 = 0,16(g)

→ n_O = 0,16/16 = 0,01 (mol)

Gọi CTPT của A là C_xH_yO_z

\(x:y:z = {n_C}:{n_H}:{n_O}{\mkern 1mu}  = 0,01:0,02:0,01{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu}  = 1:2:1\)

→ Công thức đơn giản nhất là CH₂O

Ta có: (CH₂O)_n =60

→ 30n = 60

→ n = 2

CTPT : C₂H₄O₂

Từ tinh dầu hồi, người ta tách được anetol - một chất thơm được dùng sản xuất kẹo cao su. Anetol có khối lượng mol phân tử bằng 148,0 g/mol. Phân tích nguyên tố cho thấy, anetol có %C = 81,08%; %H = 8,10%, còn lại là oxi. Lập công thức đơn giản nhất và công thức phân tử của anetol.

Phương pháp giải

Gọi công thức tổng quát của anetol là C_xH_yO_z (x,y,z € N^*)

%O = 100% - (%C + %H) = ?

\(x:y:z = \dfrac{{\% C}}{{12}}:\dfrac{{\% H}}{1}:\dfrac{{\% O}}{{16}}\)

Tìm được CTĐGN, có phân tử khối của anetol \( \to\) CTPT của anetol 

Hướng dẫn giải

Gọi công thức tổng quát của anetol là C_xH_yO_z (x,y,z € N^*)

%O = 100% - (%C + %H) = 100% - (81,08 + 8,1)% = 10,82%

\(x:y:z = \frac{{\% C}}{{12}}:\frac{{\% H}}{1}:\frac{{\% O}}{{16}}{\mkern 1mu}  = 6,76:8,10:0,676{\mkern 1mu} \, = 10:12:1\)

(Ta quy về các số nguyên tối giản bằng cách chia cho số nhỏ nhất trong các giá trị trên là 0,76)

→ Công thức đơn giản nhất của anetol là C₁₀H₁₂O

Ta có: M_(C10H12O)n = 148 (g/mol)

→ (10.12 + 12 + 16).n = 148 => n=1

Vậy công thức phân tử là C₁₀H₁₂O

Hợp chất X có phần trăm khối lượng cacbon, hiđro và oxi lần lượt bằng 54,54%, 9,1% và 36,36%. Khối lượng mol phân tử của X bằng 88 g/mol. Công thức phân tử nào sau đây ứng với hợp chất của X?

A. C₄H₁₀O.            

B. C₄H₈O₂.        

C. C₅H₁₂O             

D. C₄H₁₀O₂.

Phương pháp giải

Gọi công thức tổng quát của X là C_xH_yO_z (x,y,z € N^*)

\(x:y:z = \dfrac{{\% C}}{{12}}:\dfrac{{\% H}}{1}:\dfrac{{\% O}}{{16}}\)

Tìm được CT ĐGN, có phân tử khối của X → CTPT của X

Hướng dẫn giải

Gọi công thức tổng quát của X là C_xH_yO_z (x,y,z € N^*)

\(x:y:z = \frac{{\% C}}{{12}}:\frac{{\% H}}{1}:\frac{{\% O}}{{16}}{\mkern 1mu}  = \frac{{54,54}}{{12}}:\frac{{9,10}}{1}:\frac{{36,36}}{{16}}{\mkern 1mu}  = 4,545:9,1:2,2725{\mkern 1mu}  = 2:4:1\)

(Ta quy về các số nguyên tối giản bằng cách chia cho số nhỏ nhất trong các giá trị trên là 2,2725)

→ Công thức đơn giản nhất của X là C₂H₄O

→ Công thức tổng quát là (C₂H₄O)_n

Ta có: M_X = 88 (g/mol)

(12.2 + 4+ 16)n = 88

→ n = 2

Vậy công thức phân tử là C₄H₈O₂

Đáp án B

Hợp chất Z có công thức đơn giản nhất là CH₃O và có tỉ khối hơi so với hiđro bằng 31. Công thức phân tử nào sau đây ứng với hợp chất Z?

A. CH₃O.               

B. C₂H₆O₂.            

C. C₂H₆O.            

D. C₃H₉O₃.

Phương pháp giải

Công thức tổng quát của Z là (CH₃O)_n

M_Z = 31. M_H2 = 31.2 = 62 (g/mol)

→ (CH₃O)_n = 62

→ n = ? → CTPT của Z

Hướng dẫn giải

M_Z = 31 x 2 = 62 (g/mol)

Công thức tổng quát của Z: (CH₃O)_n.

→ 31.n = 62

→ n = 2

→ CTPT của Z là C₂H₆O₂. 

Đáp án B