Bài tập ứng dụng độ bất bão hoà trong xác định công thức cấu tạo hợp chất hữu cơ lớp 11 (có lời giải)

\({\rm{(*)}}\,{{\rm{C}}_4}{{\rm{H}}_{10}}\) có độ bất bão hòa \({\rm{k}} = \frac{{2.4 + 2 - 10}}{2} = 0 \Rightarrow \) phân tử \({{\rm{C}}_4}{{\rm{H}}_{10}}\) chỉ có liên kết đơn.

Các công thức cấu tạo là:

\((1)\,{\rm{C}}{{\rm{H}}_3} - {\rm{C}}{{\rm{H}}_2} - {\rm{C}}{{\rm{H}}_2} - {\rm{C}}{{\rm{H}}_3}\)

Từ công thức số (1) tạo mạch carbon nhánh bằng cách cắt 1C từ mạch thẳng và nối vào C bên trong ta được công thức số (2): 

Vậy ứng với công thức C₄H₁₀ có 2 đồng phân cấu tạo.

\({\rm{(*)}}\,{{\rm{C}}_4}{{\rm{H}}_8}\) có độ bất bão hòa \({\rm{k}} = \frac{{2.4 + 2 - 8}}{2} = 1 \Rightarrow \) trong phân tử \({{\rm{C}}_4}{{\rm{H}}_8}\) có 1 liên kết đôi (vì đề bài đã cho mạch hở tức là không có vòng). Các công thức cấu tạo là:

(1)\({\rm{C}}{{\rm{H}}_2} = {\rm{CH}} - {\rm{C}}{{\rm{H}}_2} - {\rm{C}}{{\rm{H}}_3}\)

Từ công thức số (1) di chuyển liên kết đôi vào giữa sẽ được công thức số (2): \({\rm{C}}{{\rm{H}}_3} - {\rm{CH}} = {\rm{CH}} - {\rm{C}}{{\rm{H}}_3}\)

Tạo mạch carbon nhánh bằng cách cắt 1C từ mạch thẳng và nối vào C bên trong ta được công thức (3) 

Vậy ứng với công thức phân tử C₄H₈ có 3 đồng phân cấu tạo mạch hở.

\({\rm{(*)}}\,{{\rm{C}}_3}{{\rm{H}}_8}{\rm{O}}\) có độ bất bão hòa \({\rm{k}} = \frac{{2.3 + 2 - 8}}{2} = 0 \Rightarrow \) phân tử \({{\rm{C}}_3}{{\rm{H}}_8}{\rm{O}}\) chỉ có liên kết đơn.

Trường hợp 1: Nhóm chức \( - {\rm{OH:}}\) Viết mạch carbon và đánh số vị trí trên mạch: \(\mathop {\rm{C}}\limits^3 - \mathop {\rm{C}}\limits^2 - \mathop {\rm{C}}\limits^1 .\)

Các công thức cấu tạo là:

Trường hợp 2: Nhóm chức \( - {\rm{O}} - \) có 1 công thức: \({\rm{C}}{{\rm{H}}_3} - {\rm{O}} - {\rm{C}}{{\rm{H}}_2} - {\rm{C}}{{\rm{H}}_3}\)

Vậy ứng với công thức phân tử C₃H₈O có tất cả 3 đồng phân.

(*) \({{\rm{C}}_4}{{\rm{H}}_9}Cl\) có độ bất bão hòa \({\rm{k}} = \frac{{2.4 + 2 - 10}}{2} = 0 \Rightarrow \) phân tử \({{\rm{C}}_4}{{\rm{H}}_9}Cl\) chỉ có liên kết đơn.

Viết mạch carbon thẳng và đánh số vị trí : \(\mathop {\rm{C}}\limits^4 - \mathop {\rm{C}}\limits^3 - \mathop {\rm{C}}\limits^2 - \mathop {\rm{C}}\limits^1 \)

Các công thức cấu tạo là:

- Viết mạch C phân nhánh và đánh số vị trí: 

Þ Nhóm OH nối với C số 1 và 2.

Các công thức cấu tạo là:

Þ \({{\rm{C}}_4}{{\rm{H}}_9}Cl\) có 4 công thức cấu tạo.

Đáp án đúng là: D

Hợp chất X1 có 1 liên kết ba và 1 liên kết đôi nên độ bất bão hoà là k = 3.

Đáp án đúng là: B

X2 là hợp chất no, có chứa một vòng nên độ bất bão hoà k = 1.

Đáp án đúng là: C

X3 có 4 liên kết pi và 1 vòng nên có độ bất bão hoà là 5.

Đáp án đúng là: D

Hợp chất C2H6N không tồn tại do k = 0,5 không đảm bảo hoá trị các nguyên tố trong hợp chất.

 Đáp án đúng là: C

C4H6: k = 2. Vậy hợp chất có 1 liên kết ba hoặc có 2 liên kết đôi.

Công thức thỏa mãn:

(1) CH2=CH-CH=CH2;                                 

(2) CH≡C-CH2-CH3;

(3) CH2=C=CH-CH3;

(4) CH3-C≡C-CH3.

Đáp án đúng là: A

C5H12: k = 0.

Hợp chất no, mạch hở, có các đồng phân là:

CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3;

CH3 – CH2 – CH(CH3)2;

C(CH3)4.

Đáp án đúng là: D

C3H9N: k = 0, hợp chất no, mạch hở.

Các công thức cấu tạo thoả mãn:

CH3CH2CH2NH2; CH3CH(NH2)CH3; CH3CH2NHCH3; N(CH3)3.

Đáp án đúng là: A

Các đồng phân:

CH2=C=CH2-CH2-CH3; CH2=CH-CH=CH-CH3; CH2=CH-CH2-CH=CH2;

CH2=C=C(CH3)-CH3; CH2=CH-C(CH3)=CH2; CH3-CH=C=CH-CH3.

Đáp án đúng là: A

Các đồng phân:

CH≡C-CH2-CH2-CH3; CH3-C≡C-CH2-CH3; CH≡C-CH(CH3)-CH3.

Đáp án đúng là: A

Hydrocarbon: (CnH2n+1)x.

Ta có với một hydrocarbon bất kì: CaHb luôn có b ≤ 2a + 2

Þ 2nx + x ≤ 2nx + 2 Þ x ≤ 2.

Vậy x = 2 thoả mãn Þ X là alkane.