50 bài tập về Lập công thức phân tử của hợp chất hữu cơ (có đáp án 2024) và cách giải

Lập công thức phân tử của hợp chất hữu cơ và cách giải - Hóa lớp 9

A. Lý thuyết và phương pháp giải

Hợp chất hữu cơ X có công thức phân tử dạng C_xH_yO_zN_t. Để xác định được công thức phân tử, dựa vào khối lượng CO₂, H₂O, N₂ hoặc NH₃ (xác định do phân tích hợp chất X).

Một số cách xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ:

1. Tính trực tiếp

$m_C=12.n_{C{O}_2};m_H=2n_{H_{2}O};m_N=28n_{N_2}$

$\to m_O=m_X-(m_C+m_H+m_N)$

Áp dụng công thức: $\frac{12x}{m_C}=\frac{y}{m_H}=\frac{16z}{m_O}=\frac{14t}{m_N}=\frac{M_X}{m_X}$

Hay $\frac{12x}{\%C}=\frac{y}{\%H}=\frac{16z}{\%O}=\frac{14t}{\%N}=\frac{M_X}{100}$

Suy ra: $x=\frac{m_C.M_X}{12m_X}=\frac{\%C.M_X}{12.100}=\frac{n_{C{O}_2}}{n_X}$

$y=\frac{m_H.M_X}{m_X}=\frac{\%H.M_X}{100}=\frac{2n_{H_{2}O}}{n_X}$

$z=\frac{m_O.M_X}{16m_X}=\frac{\%O.M_X}{16.100}=\frac{n_{O\left(X\right)}}{n_X}$

$t=\frac{m_N.M_X}{14m_X}=\frac{\%N.M_X}{14.100}=\frac{2n_{N_2}}{n_X}$

2. Tính gián tiếp

$x:y:z:t=\frac{m_C}{12}:\frac{m_H}{1}:\frac{m_O}{16}:\frac{m_N}{14}=\frac{\%C}{12}:\frac{\%H}{1}:\frac{\%O}{16}:\frac{\%N}{14}$

$\to n_{C{O}_2}:2n_{H_{2}O}:n_O:2n_{N_2}=a:b:c:d$

→ Công thức (C_aH_bO_cN_d)_n

n = 1 → công thức đơn giản nhất

$n=\frac{M_X}{12a+b+16c+14d}\to$công thức phân tử

3. Dựa vào phản ứng đốt cháy

$\begin{array}{l}{C}_x{H}_y{O}_z{N}_t+(x+\frac{y}{4}-\frac{z}{2})O_2\stackrel{t^0}{\to }xC{O}_2+\frac{y}{2}{H}_{2}O+\frac{t}{2}{N}_2\\ \\ amolaxmol\frac{ay}{2}mol\frac{at}{2}mol\end{array}$

$\to \begin{array}{l}x=\frac{n_{C{O}_2}}{a}\\ \\ y=\frac{2n_{H_{2}O}}{a}\\ \\ z=\frac{M_X-12x-y-14t}{16}\\ \\ t=\frac{2n_{N_2}}{a}\end{array}$

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1:

Hướng dẫn giải:

M_A = 2,69.29 = 78 gam

Do sản phẩm cháy của phản ứng là CO₂ và H₂O

→ Thành phần của A có C, H và có thể có O.

$m_C=12n_{C{O}_2}=12.\frac{\mathrm{33,85}}{44}=\mathrm{9,23}gam$

$m_H=2n_{H_{2}O}=2.\frac{\mathrm{6,94}}{18}=\mathrm{0,77}gam$

→ m_C + m_H = 9,23 + 0,77 = 10 gam

→ A không có oxi

Đặt công thức phân tử của A là C_xH_y (x, y nguyên dương)

Áp dụng $\frac{12x}{m_C}=\frac{y}{m_H}=\frac{M_A}{m_A}\to \begin{array}{l}x=6\\ \\ y=6\end{array}$

→ Công thức phân tử của A là C₆H₆

Ví dụ 2:

Hướng dẫn giải:

M_X = 2.29,5 = 59 gam

Đặt công thức phân tử của X là C_xH_yO_zN_t

$m_C=12n_{C{O}_2}=12.\frac{\mathrm{0,44}}{44}=\mathrm{0,12}gam$

$m_H=2n_{H_{2}O}=2.\frac{\mathrm{0,225}}{18}=\mathrm{0,025}gam$

m_N = $\frac{\mathrm{55,8}}{\mathrm{1000.22,4}}\mathrm{.2.14}$ = 0,06975 mol

→ m_O = 0,295 – 0,12 – 0,025 – 0,06875 = 0,08125 gam

Áp dụng công thức: $\frac{12x}{m_C}=\frac{y}{m_H}=\frac{16z}{m_O}=\frac{14t}{m_N}=\frac{M_X}{m_X}$

$\to \frac{12x}{\mathrm{0,12}}=\frac{y}{\mathrm{0,025}}=\frac{16z}{\mathrm{0,08125}}=\frac{14t}{\mathrm{0,06975}}=\frac{59}{\mathrm{0,295}}$

→ x = 2; y = 5; z = 1; t = 1

Vậy công thức phân tử của X là C₂H₅ON

Ví dụ 3:

Hướng dẫn giải:

Theo đầu bài:

$V_{H_{2}O}=1600-800=800ml$

$V_{C{O}_2}=800-200=600ml$

$V_{O_2\left(du\right)}=200ml\to V_{O_2\left(pu\right)}=1000-200=800ml$

Đặt công thức phân tử của A là C_xH_yO_z

$\begin{array}{l}{C}_x{H}_y{O}_z+(x+\frac{y}{4}-\frac{z}{2})O_2\stackrel{t^0}{\to }xC{O}_2+\frac{y}{2}{H}_{2}O\\ \\ 1ml(x+\frac{y}{4}-\frac{z}{2})mlxml\frac{y}{2}ml\\ \\ 200800600800\end{array}$

$\to \frac{1}{200}=\frac{x+\frac{y}{4}-\frac{z}{2}}{800}=\frac{x}{600}=\frac{y}{1600}$

$\to \begin{array}{l}x=3\\ \\ y=8\\ \\ z=2\end{array}$

Vậy công thức phân tử của A là C₃H₈O₂

C. Bài tập tự luyện

Câu 1:

A. C₂H₆O.

B. C₃H₈O.

C. C₃H₈.

D. C₂H₆.

Câu 2: Khi đốt 1 lít khí X cần 6 lít O₂ thu được 4 lít CO₂ và 5 lít hơi H₂O (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). CTPT của X là:

A. C₄H₁₀O.

B. C₄H₈O₂.

C. C₄H₁₀O₂.

D. C₃H₈O.

Câu 3:

A. C₂H₃O₂Na.

B. C₃H₅O₂Na.

C. C₃H₃O₂Na.

D. C₄H₅O₂Na.

Câu 4:

A. C₂H₆O.

B. CH₂O.

C. C₂H₄O.

D. CH₂O₂.

Câu 5:

A. CH₂O₂.

B. C₂H₆.

C. C₂H₄O.

D. CH₂O.

Câu 6:

A. C₂H₆O₂.

B. C₂H₆O.

C. C₂H₄O₂.

D. C₂H₄O.

Câu 7:

A. C₂H₅ON.

B. C₆H₅ON₂.

C. C₂H₅O₂N.

D. C₂H₆O₂N.

Câu 8:

A. C₂H₆.

B. C₂H₄.

C. C₃H₈.

D. C₂H₂.

Câu 9:

A. C₄H₁₀.

B. C₃H₈.

C. C₄H₈.

D. C₃H₆.

Câu 10:

A. C₃H₈.

B. C₂H₄.

C. C₂H₂.

D. C₂H₆.

ĐÁP ÁN

Câu 1	Câu 2	Câu 3	Câu 4	Câu 5	Câu 6	Câu 7	Câu 8	Câu 9	Câu 10
C	A	B	B	D	D	C	A	B	D