Bài tập xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ lớp 11 (có lời giải)
12 câu hỏi
Camphor (có trong cây long não) là một chất rắn kết tinh màu trắng hay trong suốt giống như sáp với mùi thơm đặc trưng, thường dùng trong y học. Phần trăm khối lượng các nguyên tố trong camphor lần lượt là 78,94% carbon, 10,53% hydrogen và 10,53% oxygen. Từ phổ khối lượng của camphor xác định được giá trị m/z của peak [M+] bằng 152. Xác định công thức phân tử của camphor.
Đặt công thức phân tử của camphor có dạng: CxHyOz.
- Lập công thức đơn giản nhất của camphor:
Ta có: x : y : z = \[\frac{{\% {m_C}}}{{12}}:\frac{{\% {m_H}}}{1}:\frac{{\% {m_O}}}{{16}} = \frac{{78,94}}{{12}}:\frac{{10,53}}{1}:\frac{{10,53}}{{16}}\]= 10 : 16 : 1.
Vậy công thức đơn giản nhất của camphor là: C10H16O.
- Từ phổ khối lượng xác định được phân tử khối của camphor là: 152.
- Mối quan hệ giữa công thức phân tử và công thức đơn giản nhất như sau:
CxHyOz = (C10H16O)n
Þ (12.10 + 16.1 + 16).n = 152 Þ n = 1.
Vậy công thức phân tử của camphor là: C10H16O.
Eugenol là thành phần chính trong tinh dầu đinh hương hoặc tinh dầu hương nhu. Chất này được sử dụng làm chất diệt nấm, dẫn dụ côn trùng. Phân tích phần trăm khối lượng các nguyên tố cho thấy, eugenol có 73,17% carbon; 7,31% hydrogen, còn lại là oxygen. Lập công thức phân tử của eugenol, biết rằng kết quả phân tích phổ khối lượng cho thấy phân tử khối của eugenol là 164.
%O = 100% - 73,17% - 7,31% = 19,52%.
Đặt công thức phân tử của eugenol có dạng: CxHyOz.
Ta có:
x : y : z = \[\frac{{\% {m_C}}}{{12}}:\frac{{\% {m_H}}}{1}:\frac{{\% {m_O}}}{{16}} = \frac{{73,17}}{{12}}:\frac{{7,31}}{1}:\frac{{19,52}}{{16}}\]= 6,0975 : 7,31 : 1,22 = 5 : 6 : 1.
Vậy công thức đơn giản nhất của eugenol là: C5H6O.
Þ CxHyOz = (C5H6O)n.
Phân tử khối của eugenol là 164.
Þ (12.5 + 6 + 16).n = 164 Þ n = 2.
Vậy công thức phân tử của eugenol là: C10H12O2.
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
C2H3O3.
C4H6O6.
C6H12O6.
C6H4O6.
Đáp án đúng là: B
Đặt công thức phân tử của A: CxHyOz.
Ta có:
\(x:y:z = \frac{{32}}{{12}}:\frac{4}{1}:\frac{{64}}{{16}} = 2,67:4:4 = 2:3:3\)
Công thức đơn giản nhất của A: C2H3O3.
Mối quan hệ giữa công thức phân tử và công thức đơn giản nhất như sau:
CxHyOz = (C2H3O3)n
Vì một phân tử A có 6 nguyên tử oxygen, nên công thức phân tử của A là C4H6O6.
Một hợp chất hữu cơ \({\rm{X}}\) chứa 37,5% C, 3,2% H và 59,3% F về khối lượng. Cho bay hơi 1,00 g chất này tại 90oC với áp suất 0,50 bar thì thể tích thu được là 0,93 L. Công thức phân tử của X là
CHF.
C2H2F2.
CH2F2.
C2H4F2.
Đáp án đúng là: B
Đặt công thức phân tử của X: CxHyFz.
Ta có:
\(x:y:z = \frac{{37,5\% }}{{12}}:\frac{{3,2\% }}{1}:\frac{{59,3\% }}{{16}} = 3,12:3,17:3,12 = 1:1:1\)
Công thức đơn giản nhất của chất này là CHF.
Mối quan hệ giữa công thức phân tử và công thức đơn giản nhất như sau:
CxHyFz = (CHF)n.
nx = 0,0156 mol.
Khối lượng mol của phân tử X:
\(\frac{1}{{0,0156}} = 64,1 \approx 64\,(g/mol).\)
\( \Rightarrow \) n = 2. Công thức phân tử của X là C2H2F2.
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:
Công thức phân tử của ascorbic acid là
C3H4O3.
C6H8O6.
CH2O.
C2H4O2.
Đáp án đúng là: B
Đặt công thức phân tử vitamin C là: CxHyOz.
Ta có:
\(x:y:z = \frac{{40,92\% }}{{12}}:\frac{{4,58\% }}{1}:\frac{{54,50\% }}{{16}} = 3,407:4,544:3,406 = 3:4:3\)
Công thức đơn giản nhất của ascorbic acid là C3H4O3.
Mối quan hệ giữa công thức phân tử và công thức đơn giản nhất như sau:
CxHyOz = (C3H4O3)n.
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.
Đốt cháy 20,63 mg hợp chất Y, chỉ chứa C, H và O, bằng lượng dư khí oxygen thu được 57,94 mg CO2 và 11,85 mg H2O. Dựa trên phổ khối lượng của Y như hình cho dưới đây:
Xác định được công thức phân tử của Y là
C6H6O.
C6H6O2.
C6H6O3.
C6H6O4.
Đáp án đúng là: A
Khối lượng các nguyên tố:
\(\begin{array}{l}{m_C} = \frac{{57,94.12}}{{44}} = 15,81\,(mg)\\{m_H} = \frac{{11,85.2}}{{18}} = 1,326\,(mg)\\{m_O} = 20,630 - 15,810 - 1,326 = 3,494\,(mg).\end{array}\)
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 đơn giản nhất của Y là C6H6O.
Mối quan hệ giữa công thức phân tử và công thức đơn giản nhất như sau:
CxHyOz = (C6H6O)n
Phổ khối lượng của chất Y cho thấy phân tử khối của chất Y bằng 94 Þ n = 1.
Công thức phân tử của Y là C6H6O.
Hợp chất hữu cơ X có phần trăm khối lượng %C=55,81%; %H=6,98%; còn lại là oxygen. Công thức đơn giản nhất của X là
C3H3O.
CH3O.
C2H3O.
C2H2O.
Đáp án đúng là: C
Gọi công thức tổng quát CxHyOz
%O = 100% - 55,81% - 6,98% = 37,21%\(x:y:z = \frac{{\% {m_C}}}{{12}}:\frac{{\% {m_H}}}{1}:\frac{{\% {m_O}}}{{16}} = \frac{{55,81}}{{12}}:\frac{{6,98}}{1}:\frac{{37,21}}{{16}} = 2:3:1\)
Công thức đơn giản nhất của X là C2H3O.
Hợp chất hữu cơ A có chứa C, H, N, Cl với % khối lượng tương ứng là 29,45%; 9,82 %: 17,18% và 43,55%. Công thức phân tử của chất A là (Biết chất A có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất)
C2H8NCl.
C2H9NCl.
C4H16N2Cl2.
C3H8NCl.
Đáp án đúng là: A
Gọi công thức tổng quát CxHyNzClt\(x:y:z = \frac{{\% {m_C}}}{{12}}:\frac{{\% {m_H}}}{1}:\frac{{\% {m_N}}}{{14}}:\frac{{\% {m_{Cl}}}}{{35,5}} = \frac{{29,45}}{{12}}:\frac{{9,82}}{1}:\frac{{17,18}}{{14}}:\frac{{43,55}}{{35,5}} = 2:8:1:1\)
A có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất.
Vậy công thức phân tử của A là C2H8NCl.
Limonen là một chất có mùi thơm dịu được tách từ tinh dầu chanh. Kết quả phân tích nguyên tố cho thấy limonen được cấu tạo từ hai nguyên tố C và H, trong đó C chiếm 88,235% về khối lượng. Tỉ khối hơi của limonen so với không khí gần bằng 4,69. Công thức phân tử của limonen là
C10H16.
C5H8.
C2H3.
C12H16.
Đáp án đúng là: A
Gọi công thức của limonen là CxHy
\(x:y = \frac{{\% {m_C}}}{{12}}:\frac{{\% {m_H}}}{1} = \frac{{88,235}}{{12}}:\frac{{11,765}}{1} = 5:8\)
Công thức phân tử theo công thức đơn giản nhất: (C5H8)n
Mlimonen= 4,69.29 = 136 (g/mol)
Ta có 68n = 136 suy ra n = 2
Công thức của limonen là C10H16.
Từ tinh dầu hồi, người ta tách được anetol – một chất thơm được dùng sản xuất kẹo cao su. Anetol có khối lượng mol phân tử bằng 148,0 g/mol. Phân tích nguyên tố cho thấy, anetol có %C = 81,08%; %H = 8,1%, còn lại là oxygen. Công thức phân tử của anetol là
C5H6O.
C8H12O.
C10H12O.
C10H10O.
Đáp án đúng là: C
Gọi công thức tổng quát của anetol là CxHyOz
%O = 100% - (%C + %H) = 100% - (81,08% + 8,1% ) = 10,82%
\(x:y:z = \frac{{\% {m_C}}}{{12}}:\frac{{\% {m_H}}}{1}:\frac{{\% {m_O}}}{{16}} = \frac{{81,08}}{{12}}:\frac{{8,1}}{1}:\frac{{10,82}}{{16}} = 10:12:1\)
⇒ Công thức đơn giản nhất của anetol là C10H12O.
Biểu diễn công thức phân tử theo công thức đơn giản nhất: (C10H12O)n.
Ta có: \[{M_{{{({C_{10}}{H_{12}}O)}_n}}}\; = {\rm{ }}148\]
⇒ (10.12 + 12 + 16).n = 148 ⇒ n = 1
Vậy công thức phân tử là C10H12O.
Kết quả phân tích nguyên tố cho thấy trong hợp chất Y, carbon chiếm 85,7% còn hydrogen chiếm 14,3% về khối lượng. Biết Y có phân tử khối là 56, công thức phân tử của Y là
CH2.
C4H8.
C5H10.
C5H12.
Đáp án đúng là: B
Ta có 85,7% + 14,3% = 100%.
Vậy Y là hydrocarbon do phân tử Y chỉ chứa hai nguyên tố carbon và hydrogen.
Đặt công thức đơn giản nhất của Y có dạng: CxHy. Ta có:
\[x:y = \frac{{\% {m_C}}}{{12}}:\frac{{\% {m_H}}}{1} = \frac{{85,7}}{{12}}:\frac{{14,3}}{1} = 7,14:14,3 = 1:2.\]
Vậy công thức đơn giản nhất của Y là CH2.
Công thức phân tử của Y theo công thức đơn giản nhất là: (CH2)n.
Phân tử khối của Y là 56 nên (12 + 2.1)n = 56 Þ n = 4.
Vậy công thức phân tử của Y là C4H8.
Safrol là một chất có trong tinh dầu xá xị (hay gù hương), được dùng làm hương liệu trong thực phẩm. Phổ MS của safrol cho thấy chất này có phân tử khối là 162. Kết quả phân tích nguyên tố cho thấy thành phần phần trăm về khối lượng các nguyên tố carbon, hydrogen và oxygen có trong safrol lần lượt là: 74,07%; 6,18% và 19,75%. Công thức phân tử của safrol là
C5H5O.
C10H10O2.
C10H10O.
C5H5O2.
Đáp án đúng là: B
Đặt công thức đơn giản nhất của safrol là CxHyOz. Ta có:
\[x:y:z = \frac{{\% {m_C}}}{{12}}:\frac{{\% {m_H}}}{1}:\frac{{\% {m_O}}}{{16}} = \frac{{74,07}}{{12}}:\frac{{6,18}}{1}:\frac{{19,75}}{{16}} = 6,1725:6,18:1,234 = 5:5:1.\]
Vậy công thức đơn giản nhất của safrol là C5H5O.
Công thức phân tử của safrol theo công thức đơn giản nhất là: (C5H5O)n.
Phân tử khối của safrol là 162 nên:
(5.12 + 5.1 + 1.16).n = 162 Þ n = 2.
Vậy công thức phân tử của safrol là: C10H10O2.
