Giải bài tập SGK Hóa 11 Nâng cao Bài 28: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

Vitamin A (retinol) có công thức phân tử C₂₀H₃₀O. Vitamin C có công thức phân tử là C₆H₈O₆.

a) Viết công thức đơn giản nhất của mỗi chất,

b) Tính tỉ lệ % vế khối lượng và tỉ lệ % số nguyên tử các nguyên tố ở vitamin A và vitamin C.

Phương pháp giải

a) Công thức đơn giản nhất của mỗi chất cho biết tỉ lệ đơn giản nhất giữa số nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử.

b) %mC, %mH, %mO → %nC, %nH, %nO = ?

Hướng dẫn giải

Câu a: Công thức đơn giản nhất của vitamin A: C₂₀H₃₀O; vitamin C là C₃H₄O₃

Câu b: Tỉ lệ phần trăm khối lượng C, H, O trong vitamin A.

\(\begin{array}{l}
\% {m_C} = \frac{{12.20.100\% }}{{12.20 + 30 + 16}} = 83,92\% \\
\% {m_H} = \frac{{30.100\% }}{{286}} = 10,94\% \\
\% {m_O} = 100\%  - (83,92 + 10,94) = 5,59\% 
\end{array}\)

Tỉ lệ phân trăm số nguyên tử các nguyên tố C, H, O trong vitamin A.

\(\begin{array}{l}
\% {n_C} = \frac{{20.100\% }}{{51}} = 39,22\% \\
\% {n_H} = \frac{{30.100\% }}{{51}} = 58,82\% \\
\% {m_O} = 100\%  - (39,22 + 58,82) = 1,96\% 
\end{array}\)

Tỉ lệ phần trăm khối lượng C, H, O trong vitamin C:

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{\% {m_C} = \frac{{12.6.100\% }}{{12.6 + 8 + 16.6}} = 40,9\% }\\
{\% {m_H} = \frac{{8.100\% }}{{176}} = 4,55\% }\\
{\% {m_O} = 100\%  - (40,9 + 4,55) = 54,55\% }
\end{array}\)

Tỉ lệ phần trăm số nguyên tử các nguyên tố C, H, O trong vitamin C:

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{\% {n_C} = \frac{{6.100\% }}{{20}} = 30\% }\\
{\% {n_H} = \frac{{8.100\% }}{{20}} = 40\% }\\
{\% {n_O} = 100\%  - (30\% + 40\%) = 30\% }
\end{array}\)

Hãy thiết lập công thức đơn giản nhất từ các số liệu phân tích sau:

a) 70,94%C; 6,4%H; 6,9%N, còn lại là oxi

b) 65,92%C; 7,75%H; còn lại là oxi.

Phương pháp giải

a) x : y : z =  \(\frac{{70,94}}{{12}}:\frac{{6,4}}{1}:\frac{{15,76}}{{16}}:\frac{{6,9}}{{14}}\)

→ Công thức đơn giản nhất

b)  x : y : z =  \(\frac{{76,31}}{{12}}:\frac{{10,18}}{1}:\frac{{13,52}}{{14}}\)

→ Công thức đơn giản nhất

Hướng dẫn giải

Câu a: C_xH_yO_zN_t

%O = 100 - (70,94 + 6,4 + 6,9) = 15,76%

Ta có: x : y : z =  \(\frac{{70,94}}{{12}}:\frac{{6,4}}{1}:\frac{{15,76}}{{16}}:\frac{{6,9}}{{14}}\)

= 5,91 : 6,4 : 0,99 : 0,49 = 12 : 13 : 2 :1

Công thức đơn giản nhất C₁₂H₁₃O₂N

Câu b: %O = 100 - (65,92 + 7,75) = 26,33%

Ta có: x : y : z =  \(\frac{{76,31}}{{12}}:\frac{{10,18}}{1}:\frac{{13,52}}{{14}}\)

= 5,94 : 7,75 : 1,65 = 10 : 14 : 3

Công thức đơn giản nhất C₁₀H₁₄O₃

Phân tích một hợp chất X người ta thu được số liệu sau: 76,31%C; 10,18%H; 13,52%N. Công thức đơn giản nhất của X là:

A. C₆H₁₀N

B. C₁₉H₂₂N₃

C. C₁₂H₂₂N₂

D. C₂₀H₃₂N₃

Phương pháp giải

x : y : z =  \(\frac{{76,31}}{{12}}:\frac{{10,18}}{1}:\frac{{13,52}}{{14}}\)

→ Công thức đơn giản nhất

Hướng dẫn giải

Chọn D.

Ta có: x : y : z =  \(\frac{{76,31}}{{12}}:\frac{{10,18}}{1}:\frac{{13,52}}{{14}}\)

=  6,36 : 10,18 : 0,97 = 20 :33 :3

Công thức đơn giản nhất C₂₀H₃₃O₃

Hãy thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ trong mỗi trường hợp sau:

a) Đốt cháy hoàn toàn 10mg hợp chất hữu cơ X sinh ra 33,85 mg CO₂ và 6,95 mg H₂O. Tỉ khối hơi của chất đó đối với không khí là 2,69.

b) Đốt cháy hoàn toàn 28,2 mg hợp chất hữu cơ Z và cho sản phẩm sinh ra lần lượt đi qua các bình đựng CaCl₂, khan và KOH dư thấy bình CaCl₂ tăng thêm 19,4 mg còn bình dựng KOH tăng thêm 80 mg. Mặt khác khi đốt cháy 18,6 mg chất đó sinh ra 2,24 ml nitơ (đktc). Biết rằng phân tử chất đó chỉ chứa một nguyên tử nitơ.

Phương pháp giải

a) Ta tính mC, mH ⇒ mO = ?

⇒ Công thức đơn giản nhất của Y là (CH)_n

Ta có: M_Y = 78 ⇒ n = 6 ⇒ Công thức cấu tạo của Y l;à C₆H₆

b) mC, mH, mN = ? ⇒ mO = ?

Công thức của X là CxHyNt

Lập tỉ lệ x : y : x  ⇒ Công thức đơn giản nhất của Z?

Z chứa 1 nguyên tử N nên tìm được CTPT của Z

Hướng dẫn giải

Câu a: Ta có: 

\(\begin{array}{l}
{m_C} = \frac{{12.33,{{85.10}^{ - 3}}}}{{44}} = 9,{23.10^{ - 3}}(g)\\
{m_H} = \frac{{2.6,{{95.10}^{ - 3}}}}{{18}} = 0,{77.10^{ - 3}}(g)
\end{array}\)

⇒ mO = 10.10-3 - (9,23.10-3 + 0,77.10-3) = 0

⇒ Công thức của Y là CxHy

M_Y = 29.2,96 = 78

\(x:y = \frac{{9,23}}{{12}}:\frac{{0,77}}{1} = 1:1\)

⇒ Công thức đơn giản nhất của Y là (CH)n

Ta có: MY = 78 ⇒ n = 6 ⇒ Công thức cấu tạo của Y l;à C₆H₆

Câu b:

\(\begin{array}{l}
\% {m_C} = \frac{{{{12.80.10}^{ - 3}}}}{{44.28,{{2.10}^{ - 3}}}}.100\%  = 77,3695\% \\
\% {m_N} = \frac{{28.2,{{24.10}^{ - 3}}}}{{22,4.18,{{6.10}^{ - 3}}}}.100\%  = 15\% \\
\% {m_H} = \frac{{2.19,{{4.10}^{ - 3}}}}{{18.28,{{2.10}^{ - 3}}}}.100\%  = 7,6438\% 
\end{array}\)

%mO = 100% - ( 77,3695 + 15 + 7,6438) = 0%

Công thức của X là CxHyNt

\(x:y:z = \frac{{77,3695}}{{12}}:\frac{{7,64}}{1}:\frac{{15}}{{14}} = 6:7:1\)

Công thức đơn giản nhất của Z là C₆H₇N

Z chứa 1 nguyên tử N nên CTPT của Z là C₆H₇N