Giải sách bài tập Hóa học 11 cánh diều bài Hướng dẫn giải bài 8: Hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ

Câu 1: Những phát biểu nào sau đây là đúng?

(a) Nguyên tố carbon và hydrogen luôn có mặt trong thành phần hợp chất hữu cơ.

(b) Hợp chất hữu cơ mà thành phần phân tử chỉ gồm các nguyên tố carbon và hydrogen là hydrocarbon.

(c) Hợp chất hữu cơ là hợp chất của carbon (trừ CO, CO$_{2}$, các muối carbonate, các hợp chất cyanide, các carbide,...).

(d) Phổ hồng ngoại cho phép xác định cả loại nhóm chức và số lượng nhóm chức đó có trong phân tử hữu cơ.

(e) Phổ hồng ngoại cho phép xác định loại nhóm chức có trong phân tử hữu cơ.

(g) Một hydrocarbon và một hợp chất ion có khối lượng phân tử gần bằng nhau thì hydrocarbon tan trong nước ít hơn và có nhiệt độ sôi thấp hơn so với hợp chất ion.

Hướng dẫn trả lời:

Phát biểu đúng: (b), (c), (e), (g).

(a) sai. Nguyên tố hydrogen không nhất thiết có mặt trong thành phần hợp chất hữu cơ (CCl$_{4}$).

(d) sai. Phổ hồng ngoại cho phép xác định loại nhóm chức có trong phân tử hữu cơ.

Câu 2: Chất nào dưới đây không là chất hữu cơ?

A. Acetic acid.             B. Urea.            C. Ammonium cyanate.             D. Ethanol.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án C.

Ammonium cyanate là một hợp chất vô cơ với công thức hóa học [NH$_{4}$]$^{+}$[OCN]$^{-}$.

Câu 3: Trường hợp nào dưới đây khoanh đúng nhóm chức carboxylic acid của ethanoic acid?

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án C.

Nhóm chức carboxylic acid: -COOH.

Câu 4: Trên phổ hồng ngoại của hợp chất hữu cơ X có các hấp thụ đặc trưng ở 2 817 cm$^{-1}$ và 1 731 cm$^{-1}$. Chất X là chất nào trong các chất dưới đây?

A. CH$_{3}$C(O)CH$_{2}$CH$_{3}$.           B. CH$_{2}$=CHCH$_{2}$CH$_{2}$OH.

C. CH$_{3}$CH$_{2}$CH$_{2}$CHO.          D. CH$_{3}$CH=CHCH$_{2}$OH.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án C.

Câu 5: Phổ hồng ngoại của hợp chất hữu cơ nào dưới đây không có hấp thụ ở vùng 1 750 - 1 600 cm$^{-1}$?

A. Alcohol.                B. Ketone.              C. Ester.               D. Aldehyde.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A.

Phổ hồng ngoại của hợp chất hữu cơ không có hấp thụ ở vùng 1 750 - 1 600 cm$^{-1}$: alcohol, phenol, amine.

Câu 6: Vì sao có thể dựa vào nhóm chức để phân loại các hợp chất hữu cơ?

A. Vì biết được nhóm chức thì biết được thành phần các nguyên tố hoá học có trong phân tử hợp chất hữu cơ.

B. Vì nhóm chức không bị biến đổi khi phân tử hữu cơ tham gia phản ứng.

C. Vì nhóm chức tham gia vào các phản ứng trong cơ thể sống. 

D. Vì nhóm chức gây ra các phản ứng hoá học đặc trưng cho phân tử hữu cơ.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án D.

Câu 7: Phân tử của mỗi chất A, B và D chứa một trong các nhóm chức: alcohol, ketone hoặc carboxylic acid. Biết rằng trên phổ IR, A cho các hấp thụ đặc trưng ở 2 690 cm$^{-1}$ và 1 715 cm$^{-1}$; B chỉ có hấp thụ đặc trưng ở 3 348 cm$^{-1}$ còn D cho hấp thụ đặc trưng ở 1 740 cm '. Cho biết nhóm chức có trong phân tử mỗi chất A, B và D.

Hướng dẫn trả lời:

A có nhóm chức carboxylic acid, B có nhóm chức alcohol và D có nhóm chức ketone.

Câu 8: Cho dãy chuyển hoá sau:

Trong các chuyển hoá trên, chuyển hoá nào được thực hiện bằng phản ứng hoá học:

a) giữa hai chất vô cơ?

b) giữa hai chất hữu cơ?

c) giữa chất vô cơ và chất hữu cơ?

Hướng dẫn trả lời:

a) (1) là chuyển hoá giữa hai chất vô cơ.

b) (3) là chuyển hoá giữa hai chất hữu cơ.

c) (2) là chuyển hoá từ chất vô cơ thành chất hữu cơ.

Câu 9: Thực hiện thí nghiệm đốt cháy hỗn hợp alkane lỏng (C10 – C15) như mô tả trong Hình 8.1.

a) Chất lỏng không màu alkane trong ống chữ U là chất gì? Cho biết vai trò của nước đá trong thí nghiệm trên.

b) Vì sao sau khi đốt alkane một thời gian thì thấy nước vôi trong vẩn đục?

c) Thí nghiệm này chứng tỏ những nguyên tố nào có mặt trong alkane?

Hướng dẫn trả lời:

a) Chất lỏng trong ống chữ U là nước. Do trong thành phần của alkane có hydrogen, khi đốt cháy tạo thành nước (hơi). Hơi nước gặp lạnh bị ngưng tụ tạo thành chất lỏng không màu. Nước đá có tác dụng làm lạnh để ngưng tụ hơi nước.

b) Trong thành phần của alkane có carbon, khi bị đốt cháy tạo thành khí carbon dioxide. Khí carbon dioxide phản ứng với nước vôi trong tạo thành CaCO$_{3}$ không tan, làm vẩn đục nước vôi trong:

c) Thí nghiệm trên tạo thành H2O và CO2, chứng tỏ trong thành phần của alkane bị đốt cháy có chứa các nguyên tố C và H.

Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn chất A tạo thành CO$_{2}$ và H$_{2}$O.

a) Trình bày phương pháp nhận ra sự có mặt của CO$_{2}$ và H$_{2}$O trong sản phẩm cháy.

b) Những nguyên tố nào chắc chắn có mặt trong chất A? Nguyên tố nào có thể có trong thành phần chất A? Cần thêm dữ kiện nào để chắc chắn điều này?

c) Trên phố IR của A thấy có hấp thụ ở 1 720 cm$^{-1}$. Nhóm chức nào có thể có trong phân tử chất A?

Hướng dẫn trả lời:

a) Dẫn sản phẩm cháy qua ống chứa Cu(OH)$_{2}$ khan (màu trắng), sự xuất hiện của Cu(OH)$_{2}$.5H$_{2}$O (màu xanh) chứng tỏ trong sản phẩm cháy có H$_{2}$O. Tiếp tục dẫn sản phẩm cháy qua ống nước vôi trong (chứa Ca(OH)$_{2}$), sự xuất hiện của CaCO$_{3}$ (khiến nước vôi trong vẩn đục) chứng tỏ trong sản phẩm cháy có CO$_{2}$.

b) Nguyên tố chắc chắn có mặt trong chất A là C và H. Nguyên tố có thể có trong chất A là O.

Để biết chắc chắn có hay không có O trong chất A, cần so sánh lượng oxygen dùng để đốt cháy chất A và lượng oxygen có trong sản phẩm cháy (CO$_{2}$ và H$_{2}$O): Nếu tổng khối lượng oxygen có trong sản phẩm cháy lớn hơn khối lượng oxygen dùng đốt cháy chất A cho phép kết luận trong chất A có oxygen; nếu lượng oxygen bằng nhau thì trong chất A không có oxygen.

c) Trên phổ IR của A thấy có hấp thụ ở 1 720 cm$^{-1}$ chứng tỏ trong phân tử chất A có thể có nhóm chức carboxylic acid hoặc ester hoặc ketone hoặc aldehyde.

Câu 11: Phổ IR của chất A được cho như Hình 8.2.

A có thể là chất nào trong số các chất sau: 

(1) CH$_{3}$CH$_{2}$–COOH, (2) CH$_{3}$CH$_{2}$CH$_{2}$–CHO, (3) CH$_{3}$CH$_{2}$NH–CH$_{2}$CH$_{3}$ và (4) CH$_{3}$COCH$_{2}$CH$_{3}$? Giải thích.

Hướng dẫn trả lời:

A là chất(3) do trên phổ IR của A có hấp thụ ở 3281 cm$^{-1}$, là tín hiệu đặc trưng cho liên kết N–H trong phân tử amine; đồng thời không có hấp thụ trong vùng 1750 – 1670 cm$^{-1}$, là tín hiệu đặc trưng cho hấp thụ của liên kết C=O trong các phân tử carboxylic acid (chất (1)), aldehyde (chất (2)) hay ketone (chất (4)).

Câu 12: Cho các chất formic acid, acetic acid và methyl formate như sau:

a) Khoanh vào nhóm nguyên tử tạo thành nhóm chức acid hoặc nhóm chức ester có trong phân tử các chất trên.

b) Giải thích vì sao formic acid và methyl formate có thể thể hiện được tính chất hoá học đặc trưng của nhóm chức aldehyde.

Hướng dẫn trả lời:

a) Các nhóm chức acid hoặc ester được khoanh:

b) Giải thích vì sao formic acid và methyl formate có thể thể hiện được tính chất hoá học đặc trưng của nhóm chức aldehyde.