Giải bài tập SGK Hóa 11 Nâng cao Bài 32: Luyện tập cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ

Hãy nêu nguyên tắc và cách thức tiến hành của từng Phương pháp tách biệt về việc áp dụng các Phương pháp đó trong thực tế.

Phương pháp giải

Có 3 phương pháp tách cụ thể như sau:

- Chưng cất

- Chiết

- Kết tinh

Hướng dẫn giải

Câu a: Phương pháp chưng cất: dùng để tách chất lỏng có nhiệt độ sôi khác nhau ra khỏi hỗn hợp, trong quá tình chưng cất, nhiệt độ sôi thấp hơn sẽ được tách ra trước.

Ví dụ, nấu rượu.

Câu b: Phương pháp chiết: dùng để tách chất lỏng có khối lượng riêng khác nhau ra khỏi hỗn hợp. dựa vào sự tách lớp của các hóa chất. thông thường nếu thêm hóa chất để làm cho chất cần tinh chế tách lớp. khi đó mới thực hiện được phương pháp chiết.

Ví dụ: ngâm rượu thuốc.

Câu c: Phương pháp kết tinh: dùng để tách chất rắn có độ tan khác nhau ra khỏi hỗn hợp. dùng dung môi thích hợp hòa tan chất rắn chuyển hỗn hợp cần tách thành hai pha. Pha rắn và pha lỏng, sau đó lọc và đem phần nước kết tinh lại.

Ví dụ: sản xuất đường.

Hãy thiết lập công thức phân tử của các hợp chất A và B ứng với các số liệu thực nghiệm sau (không ghi %O).

a) C: 58,58%, H: 4,06%; N: 11,38%; dA/CO₂ = 2,79

b) C: 29,81%; H: 6,68%; dB/CO₂ = 1,04

Phương pháp giải

Tính %O, M_A, M_B = ?

Đặt công thức tổng quát của A, B là C_xH_yO_zN_t

Ta có tỉ lệ: \(x:y:z:t = \frac{{\% C}}{{12}}:\frac{{\% H}}{1}:\frac{{\% O}}{{16}}:\frac{{\% N}}{{14}}\)

⇒ CTPT của A, B

Hướng dẫn giải

Câu a: %O = 100 - (58,58 + 4,06 + 11,38) = 25,98%

M_A = 2,79.44 = 124(g/mol)

Đặt công thức tổng quát của A là C_xH_yO_zN_t

Ta có:  \(x:y:z:t = \frac{{\% C}}{{12}}:\frac{{\% H}}{1}:\frac{{\% O}}{{16}}:\frac{{\% N}}{{14}} = 6:5:2:1\)

Công thức đơn giản của A (C₆H₅O₂N)_n.ta có M_A = 123 ⇒ n = 1

⇒ CTPT của A C₆H₅O₂N

Câu b: %O = 100% - (29,81% + 6,68%) = 53,51%

M_B = 1,04 . 44 = 46 (g/mol)

Đặt công thức tổng quát của B là C_xH_yO_z

Ta có x : y : z :  t = \(\frac{{\% C}}{{12}}:\frac{{\% H}}{1}:\frac{{\% O}}{{16}}\) = 1 : 2 : 1

Công thức đơn giản của B (CH₂O)_n.

Ta có M_B = 46 ⇒ n = 2

⇒ Công thức phân tử của B là C₂H₄O₂.

Parametanđion (thuốc chống co giật) chứa 53.45%C; 7,01%H, 8,92%N còn lại là oxi, cho biết phân tử khối của nó là 153. Xác định công thức phân tử của hợp chất. Vì sao phân tử khối chứa C, H, O là số chẵn mà phân tử khối của parametanđion lại là số lẻ (không kể phần thập phân).

Phương pháp giải

Tính %O, M_A = ?

Ta có tỉ lệ: \(x:y:z:t = \frac{{\% C}}{{12}}:\frac{{\% H}}{1}:\frac{{\% O}}{{16}}:\frac{{\% N}}{{14}}\)

⇒ CTPT của parametadion

Hướng dẫn giải

%O = 100 - (53,45 + 7,01 + 8,92) = 30,62

M_A = 153 (g/mol)

Ta có: \(x:y:z:t = \frac{{\% C}}{{12}}:\frac{{\% H}}{1}:\frac{{\% O}}{{16}}:\frac{{\% N}}{{14}} = 7:11:3:1\)

⇔ Công thức của parametadion là C₇H₁₁O₃N

- Phân tử khối của parametadion là số lẻ vì số nguyên tử H là số lẻ.

Với công thức CH₂O₂ một học sinh biểu diễn sự hình thành liên kết cộng hóa trị bằng các công thức sau:

a) Tính tổng số electron hóa trị của nguyên tử trong phân tử đã cho vào biết công thức nào viết thừa hay thiếu electron hóa trị.

b) Nếu thay cặp electron liên kết bằng các gạch nối thì công thức nào phù hợp với những luận điểm của thuyết cấu tạo hóa học?

Phương pháp giải

 Viết cấu hình e của các nguyên tử tạo hợp chất

- Tính nhẩm số e mỗi nguyên tử góp chung = 8 – số e lớp ngoài cùng

- Biểu diễn các e lớp ngoài cùng và các cặp e chung (bằng các dấu chấm) lên xung quanh kí hiệu nguyên tử ⇒ công thức electron

- Thay mỗi cặp e chung bằng 1 gạch ngang ta được công thức cấu tạo

Hướng dẫn giải

Câu a:

Công thức 1 → tổng số electron hóa trị là 18, đúng hóa trị

Công thức 2 → tổng số electron hóa trị là 18, đúng hóa trị

Công thức 3 → tổng số electron hóa trị là 20, dư 2 electron hóa trị

Câu b:

Công thức cấu tạo thu gọn nhất của một số hợp chất như sau:

a) Hãy viết công thức cấu tạo thu gọn của chúng.

b) Hãy viết công thức phối cảnh của hợp chất (b) và (c).

Phương pháp giải

- Công thức CT thu gọn:

+ Các nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử cùng liên kết với một nguyên tử C được viết thành 1 nhóm.

+ Hoặc chỉ biểu diễn liên kết giữa các nguyên tử C và với nhóm chức (mỗi đầu đoạn thẳng hoặc điểm gấp khúc là 1 cacbon, không biếu thị số nguyên tử H liên kết với cacbon).

- Công thức phối cảnh là một loại công thức lập thể.

+ Đường nét liền biểu diễn liên kết nằm trên mặt trang giấy.

+ Đường nét đậm biểu diễn liên kết hướng về mắt ta (ra phía trước trang giấy).

+ Đường nét đứt biểu diễn liên kết hướng ra xa mắt ta (ra phía sau trang giấy).

Hướng dẫn giải

Câu a: 

(a) CH₃ - CH(CH₃)-CH₂-CH(CH₃)-CH₃

(b) CH₃-CH=CH-CH₃

(c) Cl-CH₂-CH₂-Cl

(d) CH₃-CH₂-O-CH₂-CH₃

Câu b: Công thức phối cảnh của chất (b) và chất (c) 

Hãy ghi Đ (đúng) và S (sai) vào dấu [...]

a) Cấu tạo hóa học chỉ cho biết thứ tự liên kết các nguyên tử trong phân tử [...]

b) Cấu tạo hóa học chỉ cho biết thứ tự liên kết bản chất liên kết các nguyên tử trong phân tử [...]

c) Cấu tạo hóa học chỉ cho biết vị trí không gian của các nguyên tử trong phân tử [...]

d) Cấu tạo hóa học chỉ cho biết thứ tự liên kết và vị trí không gian của các nguyên tử trong phân tử [...]

Phương pháp giải

Trong phân tử hợp chất hữu cơ, các nguyên tử liên kết với nhau theo đúng hoá trị và theo một thứ tự nhất định. Thứ tự liên kết đó được gọi là cấu tạo hoá học.

Hướng dẫn giải

Câu a: Sai 

Câu b: Đúng

Câu c: Sai

Câu d: Đúng