Giải sách bài tập Hóa học 11 Kết nối bài 10: Hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ

Bài tập 10.1: Hợp chất hữu cơ là các hợp chất của ......... (trừ các oxide của carbon, muối carbonate, cyanide, carbide,...). Từ thích hợp điền vào chỗ trống trong định nghĩa trên là

A. carbon.               B. hydrogen.                  C. oxygen.                D. nitrogen

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A.

Hợp chất hữu cơ là các hợp chất của carbon (trừ các oxide của carbon, muối carbonate, cyanide, carbide,...).

Bài tập 10.2: Xét phản ứng quang hợp: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Chất nào trong phản ứng này thuộc loại hợp chất hữu cơ?

A. CO₂.              B. H₂O.                  C. C₆H₁₂O₆.                D. O₂.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án C.

C₆H₁₂O₆ thuộc loại hợp chất hữu cơ vì hợp chất hữu cơ là các hợp chất của carbon (trừ các oxide của carbon, muối carbonate, cyanide, carbide,...).

Bài tập 10.3: Hoá học hữu cơ là ngành hoá học chuyên nghiên cứu về các ……………..

Cụm từ thích hợp điền vào chỗ trống trong định nghĩa trên là

A. hợp chất hữu cơ.                                      B. hợp chất vô cơ.

C. hợp chất thiên nhiên.                               D. hợp chất phức.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A.

Hoá học hữu cơ là ngành hoá học chuyên nghiên cứu về các hợp chất hữu cơ.

Bài tập 10.4: Nhận xét nào dưới đây về đặc điểm chung của các chất hữu cơ không đúng?

A. Các hợp chất hữu cơ thường khó bay hơi, bền với nhiệt và khó cháy.

B. Liên kết hoá học chủ yếu trong các phân tử hợp chất hữu cơ là liên kết cộng hoá trị.

C. Các hợp chất hữu cơ thường không tan hoặc ít tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ.

D. Các phản ứng hoá học của hợp chất hữu cơ thường xảy ra chậm và theo nhiều hướng khác nhau tạo ra một hỗn hợp các sản phẩm.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A.

Các hợp chất hữu cơ có nhiệt độ nóng chảy thấp, nhiệt độ sôi thấp (dễ bay hơi).

Bài tập 10.5: Hydrocarbon là loại hợp chất hữu cơ mà thành phân phân tử có các nguyên tố nào sau đây?

A. C và H.               B. C, H và O.               C. C, H và N.                D. C, H, O và N.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A.

Hydrocarbon là loại hợp chất hữu cơ mà thành phân phân tử có các nguyên tố C và H.

Bài tập 10.6: Nhóm chức là ........ gây ra những phản ứng đặc trưng của phân tử hợp chất hữu cơ. Cụm từ thích hợp điền vào chỗ trống trong phát biểu trên là

A. nguyên tử.                                         B. phân tử.

C. nhóm nguyên tử.                               D. nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án D.

Nhóm chức là nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử gây ra những phản ứng đặc trưng của phân tử hợp chất hữu cơ.

Bài tập 10.7: Phổ hồng ngoại là phương pháp vật lí rất quan trọng và phổ biến để nghiên cứu về

A. thành phần nguyên tố chất hữu cơ.

B. thành phần phân tử hợp chất hữu cơ.

C. cấu tạo hợp chất hữu cơ.

D. cấu trúc không gian hợp chất hữu cơ.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án C.

Phổ hồng ngoại là phương pháp vật lí rất quan trọng và phổ biến để nghiên cứu về cấu tạo hợp chất hữu cơ.

Bài tập 10.8: Xét các chất CH₄, HCN, CO₂, CH₂=CH₂, CH₃CH=O, Na₂CO₃, CH₃COONa, H₂NCH₂COOH và Al₄C₃. Trong các chất này, số hợp chất hữu cơ là

A. 3.                            B. 4.                            C. 5.                           D. 6.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án C.

Trong các chất này, các hợp chất hữu cơ là: CH₄, CH₂=CH₂, CH₃CH=O, CH₃COONa, H₂NCH₂COOH.

Bài tập 10.9: Phân tử chất nào sau đây không chỉ chứa liên kết cộng hoá trị?

A. CH₃CH₂OH.                                            B. CH₃CH=O.

C. CH☰CH.                                                 D. CH₃COONa.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án D.

Phân tử chất CH₃COONa có liên kết ion giữa CH₃COO^- và Na⁺.

Bài tập 10.10: Trong các chất sau đây, chất nào dễ cháy nhất?

A. CO₂.                     B. C₂H₅OH.                     C. Na₂CO₃.                     D. N₂.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án B.

C₂H₅OH là hợp chất hữu cơ nên dễ cháy.

Bài tập 10.11: Cho các hợp chất sau: CH₄; NH₃; C₂H₂; CCl₄; C₂H₄; C₆H₆.

Số hợp chất thuộc loại hydrocarbon là

A. 1.                      B. 2.                      C. 3.                      D. 4.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án D.

Hydrocarbon là loại hợp chất hữu cơ mà thành phân phân tử có các nguyên tố C và H.

=> Các hợp chất thuộc loại hydrocarbon là CH₄; C₂H₂; C₂H₄; C₆H₆.

Bài tập 10.12: Biết rằng hydrocarbon no chỉ chứa liên kết đơn, hydrocarbon không no có chứa liên kết bội và hydrocarbon thơm có chứa vòng benzene. Xét các chất sau:

Nhận định nào sau đây không đúng?

A. Số hydrocarbon bằng 5.                                 B. Số dẫn xuất hydrocarbon bằng 3.

C. Số hydrocarbon no bằng 2.                            D. Số hydrocarbon không no bằng 3.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án D.

Số hydrocarbon không no bằng 4, đó là:

Bài tập 10.13: Nhận định nào sau đây không đúng?

A. CH₄, CH₂=CH₂ và CH≡CH là những hydrocarbon.

B. CH₃OH và HOCH₂CH₂OH là những alcohol.

C. CH₃COOH và CH₂(COOH)₂ là những carboxylic acid.

D. CH₃CH=O và CH₃COCH₃ là những aldehyde.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án D.

CH₃CH=O và CH₃COCH₃ là những carbonyl (CH₃CH=O là aldehyde CH₃COCH₃ là ketone).

Bài tập 10.14: Xét các chất sau:

Nhận định nào sau đây không đúng?

A. Số hợp chất hữu cơ đa chức (có 2 nhóm chức giống nhau trở lên) bằng 4.

B. Số hợp chất hữu cơ tạp chức (có 2 nhóm chức khác nhau trở lên) bằng 2.

C. Số hợp chất hữu cơ thuộc loại alcohol bằng 3.

D. Số hợp chất hữu cơ thuộc loại carboxylic acid bằng 3.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án D.

Số hợp chất hữu cơ thuộc loại carboxylic acid bằng 1, đó là: HOOC[CH₂]₃COOH.

Bài tập 10.15: Tại sao chỉ hai nguyên tố carbon và hydrogen nhưng tạo được nhiều hợp chất hydrocarbon?

Hướng dẫn trả lời:

Chỉ hai nguyên tố carbon và hydrogen nhưng tạo được nhiều hợp chất hydrocarbon, vì so với nguyên tử của các nguyên tố khác, nguyên tử của nguyên tố carbon có khả năng liên kết trực tiếp với nhau, tạo được các phân tử với mạch carbon thẳng, nhánh hoặc vòng.

Bài tập 10.16: Hãy giải thích:

a) Tại sao liên kết chủ yếu trong các hợp chất hữu cơ là liên kết cộng hoá trị?

b) Tại sao các phân tử hợp chất hữu cơ thường dễ nóng chảy, dễ bay hơi và ít tan trong nước?

c) Tại sao phản ứng hữu cơ thường xảy ra theo nhiều hướng và tạo nhiều sản phẩm?

Hướng dẫn trả lời:

a) Liên kết chủ yếu trong các hợp chất hữu cơ là liên kết cộng hoá trị vì loại nguyên tố cấu thành hợp chất hữu cơ chủ yếu là các nguyên tố phi kim (C, H, O, N,...).

b) Phân tử hợp chất hữu cơ thường dễ nóng chảy, dễ bay hơi (nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp) do liên kết giữa các các phân tử hợp chất hữu cơ (các phân tử cộng hóa trị) là liên kết hydrogen hoặc tương tác van der Waals kém bền. Phần nhiều các phân tử hợp chất hữu cơ ít tan trong nước vì là các hydrocarbon không phân cực hoặc các hợp chất chứa nhóm chức mang gốc hydrocarbon lớn không phân cực.

c) Phản ứng hữu cơ thường xảy ra theo nhiều hướng và tạo nhiều sản phẩm do trong phân tử hợp chất hữu cơ có nhiều nhóm cấu trúc tương tự, có khả năng phản ứng tương tự. Ví dụ: Phân tử methane có bốn liên kết C–H tương tự, nên có thể thế lần lượt các nhóm này (bằng chlorine chẳng hạn) tạo nhiều sản phẩm gồm CH₃Cl, CH₂Cl_2, CHCl₃, và CC1₄.

Bài tập 10.17: Sử dụng Bảng 10.2, sách giáo khoa Hoá học 11, xác định và giải thích trong mỗi phổ hồng ngoại dưới đây, phổ nào tương ứng với cấu trúc của một ketone, một alcohol, một carboxylic acid, một amine bậc nhất (–NH₂), hay một amine bậc hai (−NH−).

Hướng dẫn trả lời:

a) Tín hiệu mạnh tại 1 700 cm^-1 tương ứng với tín hiệu nhóm (C=O) của một ketone.

b) Tín hiệu rộng rõ nét trong khoảng 2 200 – 3 600 cm^-1 đặc trưng cho nhóm –OH của một carboxylic acid. Tín hiệu tại 1 700 cm^-1 cũng khẳng định sự tồn tại nhóm C=O của một carboxylic acid.

c) Tín hiệu ở khoảng 3 400 cm^-1 tương ứng với cấu trúc liên kết N–H của một amine bậc hai.

d) Hai tín hiệu tại 3 350 và 3 450 cm^-1 tương ứng với các vạch đối xứng và bất đối các liên kết N–H của một nhóm NH₂, nên đây là phổ của một amine bậc nhất.

e) Tín hiệu mạnh tại 1 700 cm^-1 tương ứng với tín hiệu nhóm (C=O) của một ketone.

g) Khoảng tín hiệu trong khoảng 3 200 và 3 600 cm^-1 đặc trưng cho một alcohol.

Bài tập 10.18: Chrysanthemic acid được tách từ hoa cúc, có công thức cấu tạo như sau:

Phổ hồng ngoại của chrysanthemic acid có năm tín hiệu sau: khoảng 1 650 cm^-1; khoảng 1 715 cm^-1; < 3 000 cm^-1; khoảng 3 100 cm^-1; khoảng 2 200 – 3 600 cm^-1.

Xác định các nhóm cấu trúc hình thành năm tín hiệu này.

Hướng dẫn trả lời:

Năm tín hiệu trên phổ tương ứng với các nhóm cấu trúc sau đây:

1) Liên kết C=C (~ 1 650 cm^-1);

2) Liên kết C=O của nhóm carboxylic acid (~ 1 715 cm^-1);

3) Các liên kết C$_{sp^{3}}$−H (< 3 000 cm^-1);

4) Liên kết C$_{sp^{2}}$−H (~ 3 100 cm^-1);

5) Liên kết O−H của nhóm carboxylic acid (2 200 – 3 600 cm^-1).