Giải sách bài tập Hóa học 11 Kết nối bài 12: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

Bài tập 12.1: Công thức phân tử cho biết thông tin nào sau đây về phân tử hợp chất hữu cơ?

A. Thành phần nguyên tố và số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố.

B. Thành phần nguyên tố và tỉ lệ số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố.

C. Số lượng nguyên tử mỗi nguyên tố và trật tự liên kết giữa các nguyên tử.

D. Tỉ lệ số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố và trật tự liên kết giữa các nguyên tử.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A.

Công thức phân tử cho biết thành phần nguyên tố và số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố.

Bài tập 12.2: Công thức nào sau đây là công thức phân tử của acetic acid?

A. CH₃-COOH.                  B. C₂H₄O₂.                  C. CH₂O.                  D. C_xH_yO­₂.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án B.

Acetic acid có công thức phân tử là C₂H₄O₂.

Bài tập 12.3: Công thức phân tử của methyl formate và glucose lần lượt là C₂H₄O₂ và C₆H₁₂O₆. Công thức đơn giản nhất của hai chất này là

A. CH₂O.                 B. C₂H₄O₂.                 C. C₄H₈O₄.                 D. C₆H₁₂O₆.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A.

Công thức đơn giản nhất của hai chất này là CH₂O.

Bài tập 12.4: Trong phương pháp phổ khối lượng, đối với các hợp chất đơn giản, thường mảnh có giá trị m/z lớn nhất ứng với mảnh ion phân tử [M⁺] và giá trị này bằng giá trị ...... của chất nghiên cứu. Cụm từ thích hợp điền vào chỗ trống là.

A. phân tử khối.                                       B. nguyên tử khối.

C. điện tích ion.                                       D. khối lượng.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án A.

Trong phương pháp phổ khối lượng, đối với các hợp chất đơn giản, thường mảnh có giá trị m/z lớn nhất ứng với mảnh ion phân tử [M⁺] và giá trị này bằng giá trị phân tử khối của chất nghiên cứu.

Bài tập 12.5: Hình sau đây là phổ khối lượng của phân tử acetic acid.

Phân tử khối của acetic acid bằng

A. 43.                        B. 45.                        C. 60.                        D. 29.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án C.

Từ phổ khối lượng cho biết giá trị m/z lớn nhất là 60 => phân tử khối của acetic acid là 60 g/mol.

Bài tập 12.6: Hình sau đây là phổ khối lượng của phân tử benzene.

Phân tử khối của benzene bằng

A. 76.                        B. 77.                        C. 78.                        D. 79.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án C.

Từ phổ khối lượng cho biết giá trị m/z lớn nhất là 78 => phân tử khối của acetic acid là 78 g/mol.

Bài tập 12.7: Một hợp chất hữu cơ A chứa 32% C, 4% H và 64% O về khối lượng. Biết một phân tử A có 6 nguyên tử oxygen, công thức phân tử của A là

A. C₂H₃O₃.                 B. C₄H₆O₆.                 C. C₆H₁₂O₆.                 D. C₆H₄O₆.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án B.

Đặt công thức phân tử của A: C_xH_yO_z.

Tỉ lệ mol các nguyên tố:

$x:y:z=\frac{32\%}{12}:\frac{4\%}{1}:\frac{64\%}{16}=2:3:3$

Công thức thực nghiệm của chất A là C₂H₃O₃.

Vì một phân tử A có 6 nguyên tử oxygen, nên công thức phân tử của A là C₄H₆O₆.

Bài tập 12.8: Một hợp chất hữu cơ X chứa 37,5% C, 3,2% H và 59,3% F về khối lượng. Cho bay hơi 1,00 g chất này tại 90 ^oC với áp suất 0,50 bar thì thể tích thu được là 0,93 L. Xác định công thức phân tử của X.

Hướng dẫn trả lời:

Đặt công thức phân tử của X: C_xH_yF_z.

$x:y:z=\frac{37,5\%}{12}:\frac{3,2\%}{1}:\frac{59,3\%}{19}=1:1:1$

Tỉ lệ mol các nguyên tố:

Công thức thực nghiệm của chất này là CHF.

n_X = 0,0156 mol.

Khối lượng mol của phân tử X:

$\frac{1}{0,0156}$ = 64 (g/mol)

=> Công thức phân tử của X là C₂H₂F₂.

Bài tập 12.9: Vitamin C (ascorbic acid) chứa 40,92% C, 4,58% H và 54,50% O về khối lượng. Hình sau đây là phổ khối lượng của ascorbic acid:

Xác định công thức thực nghiệm và công thức phân tử của ascorbic acid.

Hướng dẫn trả lời:

Đặt công thức phân tử vitamin C là: C_xH_yO_z.

Tỉ lệ mol các nguyên tố:

$x:y:z=\frac{40,92\%}{12}:\frac{4,58\%}{1}:\frac{54,5\%}{16}=3:4:3$

Công thức thực nghiệm của ascorbic acid là C₃H₄O₃.

Phổ khối lượng của ascorbic acid cho thấy phân tử khối của ascorbic acid bằng 176.

Công thức phân tử của ascorbic acid là C₆H₈O₆.

Bài tập 12.10: Đốt cháy 20,63 mg hợp chất Y, chỉ chứa C, H và O, bằng lượng dư khí oxygen tạo 57,94 mg CO₂ và 11,85 mg H₂O.

a) Tính khối lượng (theo mg) của C, H và O trong hợp chất Y.

b) Xác định công thức thực nghiệm của Y.

c) Dựa trên phổ khối lượng của Y như hình cho dưới đây, xác định công thức phân tử của Y.

Hướng dẫn trả lời:

a) Khối lượng các nguyên tố:

m_C = $\frac{57,94.12}{44}$ = 15,81 (mg).

m_H = $\frac{11,85.2}{18}$ (mg).

m_O = 20,630 - 15,810 - 1,326 = 3,494 (mg).

b) Tỉ lệ mol các nguyên tố:

n_C : n_H : n_O = $\frac{15,810}{12}:\frac{1,326}{1}:\frac{3,494}{16}$ = 1,32 : 1,32 : 0,218 = 6 : 6 : 1

Công thức thực nghiệm của Y là C₆H₆O.

c) Phổ khối lượng của chất Y cho thấy phân tử khối của chất Y bằng 94.

Công thức phân tử của Y là C₆H₆O.