Công thức phân tử hợp chất hữu cơ hay nhất – Hóa học lớp 11

Công thức phân tử hợp chất hữu cơ hay nhất – Hóa học lớp 11

Công thức phân tử là công thức biểu thị số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử. Vậy có những cách nào để xác định công thức phân tử của một hợp chất hữu cơ? Bài viết sau đây sẽ giúp các em trả lời câu hỏi này.

1.Cách xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ

- Có ba cách thiết lập công thức phân tử

* Dựa vào thành phần % khối lượng các nguyên tố

- Giả sử chất hữu cơ có công thức phân tử dạng  C_xH_yO_z

Ta có tỉ lệ:

  $\begin{array}{l}\frac{M}{100}=\frac{12.x}{\%C}=\frac{1.y}{\%H}=\frac{16.z}{\%O}\\ \Rightarrow x=\frac{M.\%C}{12.100};y=\frac{M.\%H}{1.100};z=\frac{M.\%O}{16.100}\end{array}$     

* Dựa vào công thức đơn giản nhất

Từ công thức đơn giản nhất: C_aH_bO_cN_d  suy ra công thức phân tử: (C_aH_bO_cN_d)_n

 Ta có: M = (12a + b + 16c + 14d).n $\to$ n $\to$  công thức phân tử.

* Tính trực tiếp theo khối lượng sản phẩm cháy

$\begin{array}{l}{C}_x{H}_y{O}_z+\left(x+\frac{y}{4}–\frac{z}{2}\right)O_2\to xC{O}_2+\frac{y}{2}{H}_{2}O\\ 1molxmol\frac{y}{2}mol\\ n_A{n}_{C{O}_2}{n}_{H_{2}O}\end{array}$       

$\Rightarrow x=\frac{n_{C{O}_2}}{n_A};y=\frac{2n_{H_{2}O}}{n_A}$

2. Bạn nên biết

- Công thức phân tử là công thức biểu thị số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử.

- Nếu đề bài cho: oxi hóa hoàn toàn một chất hữu cơ A thì có nghĩa là đốt cháy.

hoàn toàn chất hữu cơ A.

- Oxi hóa chất hữu cơ A (chứa C, H) bằng CuO thì khối lượng oxi (trong CuO) tham gia phản ứng đúng bằng độ giảm khối lượng a (g) của bình đựng CuO sau phản ứng oxi hóa.

- Sản phẩm cháy (CO₂ và H₂O) thường được cho qua các bình các chất hấp thụ chúng.

+ Bình đựng CaCl₂ (khan), CuSO₄ (khan), H₂SO₄ đặc, P₂O₅, dung dịch

∆m dung dịch = m_CO2 + m_H2O - m↓ (∆m tăng thì có giá trị dương, giảm thì có giá trị âm)

+ Bình đựng P trắng hấp thụ O₂.

$\Rightarrow$ Độ tăng khối lượng các bình chính là khối lượng các chất mà bình đã hấp thụ.

- Nếu bài toán cho sản phẩm cháy CO₂ phản ứng với dung dịch kiềm thì nên chú ý đến muối tạo thành để xác định chính xác lượng CO₂.

3. Bài tập minh họa

Câu 1: 

A. C₄H₁₀O.        

B. C₅H₁₂O.       

C. C₄H₁₀O₂.       

D. C₄H₈O₂. 

Hướng dẫn

Gọi công thức phân tử của X là C_xH_yO_z

$\begin{array}{l}x=\frac{M.\%C}{12.100}=\frac{88.54,54}{12.100}=4\\ y=\frac{M.\%H}{1.100}=\frac{88.9,1}{1.100}=8\\ z=\frac{M.\%O}{16.100}=\frac{88.(100-54,54-9,1)}{16.100}=2\end{array}$

Vậy công thức phân tử của X là C₄H₈O₂

Đáp án D

Câu 2:

A. CH₂O.   

B. C₂H₄O₂.  

C. C₃H₆O₂.  

D. C₄H₈O₂.

Hướng dẫn

Công thức phân tử (CTPT) của X là (CHO)_n hay C_nH_2nO_n

M_X = 30.2 = 60 ⇒ (12 + 2.1 + 16)n = 60 ⇒ n = 2

⇒ CTPT là C₂H₄O₂

Đáp án B

Câu 3:

A. C₅H₁₂O.   

B. C₂H₄O.   

C. C₃H₄O₃.  

D. C₄H₈O₂.

Hướng dẫn

Đặt công thức phân tử của X là C_xH_yO_z

Phương trình đốt cháy:

$C_x{H}_y{O}_z+\left(x+\frac{y}{4}–\frac{z}{2}\right)O_2\to xC{O}_2+\frac{y}{2}{H}_{2}O$

M_X = 2.44 = 88 đvC;

$\begin{array}{l}{n}_{C{O}_2}=0,2mol;n_{H_{2}O}=0,2mol;n_X=0,05mol\\ \Rightarrow x=\frac{n_{C{O}_2}}{n_X}=4;y=\frac{2n_{H_{2}O}}{n_X}=8\end{array}$

⇒12.4 + 8.1 + 16z = 88 ⇒ z = 2

⇒ Công thức phân tử: C₄H₈O₂

Đáp án D