Giải chi tiết Hóa học 11 Chân trời mới bài 8: hợp chất hữu cơ và hoá học hữu cơ
Giải bài 8: hợp chất hữu cơ và hoá học hữu cơ sách Hóa học 11 Chân trời. Phần đáp án chuẩn, hướng dẫn giải chi tiết cho từng bài tập có trong chương trình học của sách giáo khoa. Hi vọng, các em học sinh hiểu và nắm vững kiến thức bài học.
MỞ ĐẦU
Tầm quan trọng của các hữu cơ không chỉ bởi số lượng mà còn vì vai trò rất lớn của chúng trong đời sống, sản xuất con người. Những thành tựu hóa học hữu cơ còn và cơ sở nghiên cứu hóa học của sự sống. Chất hữu cơ là gì? Chúng được phân loại như thế nào?
Hướng dẫn trả lời:
hợp chất hữu cơ là hợp chất của Carbon trừ số một số hợp chất như các oxide của Carbon, muối carbonate, các carbide
Hợp chất hữu cơ được chia thành hai loại là hydrocarbon và dẫn xuất hydrocarbon
1. HỢP CHẤT HỮU CƠ VÀ HOÁ HỌC HỮU CƠ
Tìm hiểu khái niệm hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ
Thảo luận 1. Nhận xét sự khác nhau về thành phần nguyên tố của các hợp chất hữu cơ và hợp chất vô cơ trong một số sản phẩm hình 8.1 và nguyên liệu ở hình 8.2. Hãy cho biết nguyên tố nào luôn có trong thành phần của hợp chất hữu cơ
Hướng dẫn trả lời:
Trong hợp chất hữu cơ, có thành phần C, H, O,...
còn vô cơ có thể có C hoặc không
Nguyên tố luôn có trong thành phần hợp chất hữu cơ là Carbon (C)
Luyện tập. Trong các chất sau Na2CO3, BaCl2, MgSO4, CH3COONa, C2H5Br, CaO, CHCl3, HCOOH. Xác định chất nào là hợp chất hữu cơ, chất nào là hợp chất vô cơ trong các chất trên
Hướng dẫn trả lời:
Hợp chất hữu cơ: CH3COONa, C2H5Br, CHCl3, HCOOH.
Hợp chất vô cơ:Na2CO3,BaCl2, MgSO4, CaO.
Vận dụng: Hãy liệt kê một số hợp chất hữu cơ có ứng dụng trong đời sống và sản xuất
Hướng dẫn trả lời:
Ứng dụng của hợp chất hữu cơ trong đời sống
a. Alkane ở thể khí (C1 - C4)
Sản phẩm là quá trình chưng cất dưới 80 độ C.
Được hóa lỏng cho vào bình gas hoặc các đường dẫn khí để đun nấu hoặc sưởi ấm.
Cung cấp nhiệt cho hệ thống sưởi ấm và các nhà máy.
b. Xăng
Là sản phẩm chưng cất dầu mỏ ở 40 -> 80 độ C.
Là nhiên liệu quan trọng cho hầu hết các phương tiện giao thông.
c. Dầu hỏa và dầu diezene:
Là nhiên liệu cho phương tiện giao thông vận tải lớn được tinh chế qua quá trình chưng cất áp suất cao.
Dầu hỏa (C10 – C16)
Là sản phẩm tinh chế có được qua quá trình chưng cất ở nhiệt độ từ 180 – 220 độ C.
Được điều chế từ dầu mỏ để thắp sáng, làm nguyên liệu chủ yếu cho động cơ phản lực.
Diezen (C16 –C21)
Được chưng cất ở nhiệt độ khoảng 260 – 300 độ C.
Nhiên liệu cho động cơ đốt trong cần công suất lớn như xe tải, tàu hỏa,…
d. Dầu nhờn và nhựa đường:
Dầu nhờn: dùng để bôi trơn cho các động cơ, máy móc công nghiệp, là sản phẩm mazut khi chưng cất ở áp suất cao.
Nhựa đường: là một trong những ứng dụng quan trọng nhất của mazut dầu mỏ, là sản phẩm chưng cất ở áp suất thấp.
e. Nguyên liệu trong công nghiệp:
Alkene được tạo ra từ quá trình chưng cất dầu mỏ để làm nguyên liệu chế biến nhựa và cao su.
Là nguyên liệu quan trọng để sản xuất các chất hữu cơ và phân bón đạm.
f. Ứng dụng khác:
Làm dung môi cho hợp chất hữu cơ.
Ứng dụng trong y học và mỹ phẩm (ví dụ: vaseline).
Alkane rắn dùng làm nến.
Tìm hiểu đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ
Thảo luận 2. Xác định loại liên kết liên kết cộng hóa trị, liên kết ion trong phân tử các hợp chất hữu cơ ở hình 8.3
Hướng dẫn trả lời:
Đa số liên kết hóa học trong phân tử hợp chất hữu cơ ở hình 8.3 có liên kết cộng hóa trị. Hợp chất CH3COONa có thêm liên kết ion giữa CH3COO- và Na+
Thảo luận 3. So sánh nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ và các chất vô cơ trong bảng 8.1 và giải thích.
Hướng dẫn trả lời:
nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy của các chất hữu cơ thấp hơn so với nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy của các chất vô cơ
Do hợp chất vô cơ có độ bền liên kết lớn hơn hợp chất hữu cơ
Thảo luận 4. Quan sát bảng 8.2 nhận xét về tính tan của các hợp chất hữu cơ trong dung môi nước và một số dung môi hữu cơ
Bảng 8.2. Tính tan của một số hợp chất hữu cơ
| Chất | Tính tan |
| Methane | không tan trong nước; tan nhiều trong ethanol, dietyl ether, benzene, toluene, methanol |
| Ethylene | không tan trong nước; tan ít trong ethanol, benzene, toluene, acetone, tan nhiều trong dietyl ether. |
| Acetylene | tan ít trong nước; tan trong ethanol, tan nhiều trong acetone, benzene, chloroform. |
| Benzene | tan ít trong nước; tan nhiều trong ethanol, dietyl ether, acetone, carbon tetrachloride |
| Isoamyl acetate | tan ít trong nước; tan nhiều trong ethanol, dietyl ether, acetone, chloroform |
Hướng dẫn trả lời:
Nhận xét các hợp chất hữu cơ tan ít hoặc không tan trong nước và tan nhiều trong các dung môi hữu cơ
Thảo luận 5. Nhận xét đặc điểm cấu tạo của hai sản phẩm tạo thành trong phản ứng tách nước của butan - 2 - ol
Hướng dẫn trả lời:
Trong phản ứng tách nước của butan - 2 - ol sản phẩm tạo thành có số lượng nguyên tử C, H như nhau, nhưng đặc điểm liên kết (vị trí liên kết đôi) khác nhau
Phân loại các hợp chất hữu cơ
Thảo luận 6. Nhận xét thành phần nguyên tố của hydrocarbon và dẫn xuất của hydrocarbon trong hình 8.5 và 8.6
Hướng dẫn trả lời:
Hydrocarbon là hợp chất hữu cơ trong thành phần phân tử chỉ chứa hai nguyên tố là carbon và hydro.
Dẫn xuất của hydrocarbon là những hợp chất mà trong phân tử ngoài C, H ra còn có một số hay nhiều nguyên tố khác như O, N, S, Cl...
Luyện tập. Cho các hợp chất hữu cơ sau: CH3COONa, C2H5Br, C2H6, CHCl3, HCOOH, C6H6. Cho biết chất nào là hydrocarbon chất nào là dẫn xuất hydrocarbon.
Hướng dẫn trả lời:
hydrocarbon: C2H6, C6H6.
dẫn xuất hydrocarbon: CH3COONa, C2H5Br, CHCl3, HCOOH.
2. NHÓM CHỨC VÀ PHỔ HỒNG NGOẠI (IR)
Tìm hiểu khái niệm nhóm chức và một số loại nhóm chức cơ bản
Thảo luận 7. So sánh thành phần nguyên tố và cấu tạo phân tử của ethanol và dimethyl ether. Nhận xét về khả năng phản ứng của hai chất này với sodium
Hướng dẫn trả lời:
Thành phần nguyên tố 2 chất giống nhau
Cấu tạo phân tử thì có sự khác nhau về vị trí nguyên tử O
Phản ứng với sodium
- ethanol phản ứng
- dimethyl ether metyl không phản ứng
Luyện tập. Chỉ ra các nhóm chức trong các chất hữu cơ sau
(1) C2H5- O - C2H5
(2) C6H5 - NH2
(3) C2H5 - CHO
(4) C2H5 - COOH
(5) CH3 - CO - CH2 - CH3
(6) CH3 - OH
(7) CH3 - COOH
Hướng dẫn trả lời:
Tên nhóm chức trong các chất hữu cơ là
- Ether
- amine bậc 1
- Aldehyde
- Carboxylic acid
- Ketone
- Alcohol
- Ester
Dự đoán một số nhóm chức cơ bản dựa vào bảng tín hiệu phổ hồng ngoại (IR)
Thảo luận 8. Từ dữ liệu bằng 8.4 và quan sát hình 8.7, hãy chỉ rõ peak đặc trưng và số sóng đặc trưng số sóng tương ứng của nhóm OH của benzyl alcohol
Hướng dẫn trả lời:
Peak đặc trưng của nhóm OH có số sóng trong khoảnh 3600 - 3300 cm-1
Trong phân tử benzyl alcohol, peak của nhóm OH là 3330
BÀI TẬP
Bài tập 1. Hãy nêu những đặc điểm khác nhau cơ bản giữa hợp chất hữu cơ và hợp chất vô cơ về thành phần nguyên tố, tính chất vật lí, tính chất hóa học
Hướng dẫn trả lời:
| Hợp chất vô cơ | Hợp chất hữu cơ | |
| Thành phần nguyên tố | Không nhất thiết phải có nguyên tố C. | Nhất thiết phải có carbon. Ngoài ra còn có các nguyên tố H, O, N, Cl,... |
| Tính chất vật lí | Chịu được nhiệt độ cao và một số chất dẫn điện tốt. | Đa phần là cháy được và dễ cháy. Chịu nhiệt kém, dễ bay hơi và dẫn điện kém. |
| Tính chất hoá học | Thường phản ứng nhanh. Tính chất hóa học cụ thể sẽ phụ thuộc vào các hợp chất khác nhau như muối, acid, base,... | Thường xảy ra chậm và theo nhiều chiều hướng khác nhau trong cùng một điều kiện. Sản phẩm tạo ra thường là hỗn hợp các chất. |
Bài tập 2. Cho các hợp chất sau: (1) CaCl2; (2) CH2 = CH - Cl; (3) C6H5 - OH; (4) CaC2; (5) Al(OH)3; (6) CuSO4; (7) Ba(NO3)2. Hợp chất nào là chất hữu cơ, hợp chất nào là chất vô cơ?
Hướng dẫn trả lời:
Hợp chất hữu cơ: (2) CH2 = CH - Cl; (3) C6H5 - OH;
Hợp chất vô cơ: (1) CaCl2; (4) CaC2; (5) Al(OH)3; (6) CuSO4; (7) Ba(NO3)2.
Bài tập 3. Hợp chất Y có công thức phân tử C4H8O, là một chất dễ bay hơi. dựa vào phổ IR dưới đây, hãy cho biết peak nào giúp dự đoán được trong Y có nhóm chức aldehyde
Hướng dẫn trả lời:
peak có số sóng 1720 giúp dự đoán được trong Y có nhóm chức aldehyde