Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Xác định công thức phân tử hữu cơ (Hóa học Lớp 11)

(AI giải đề cho tôi)
Tính phân tử khối: acetic acid CH${}_3$COOH = 60; ethyl acetate CH${}_3$COOC${}_2$H${}_5$ = 12·4 + 8 + 32 = 88; acetone CH${}_3$COCH${}_3$ = 58; trimethylamine (CH${}_3$)${}_3$N = 59. Vậy hợp chất có M = 88 là ethyl acetate.

(AI giải đề cho tôi)
Caffeine có công thức phân tử C8H10N4O2 (1,3,7-trimethylxanthine với 2 nhóm C=O, 3 nhóm CH3, 4 nguyên tử N). M = 8×12 + 10×1 + 4×14 + 2×16 = 194 g/mol.
a) Sai: có 2 nhóm ketone nhưng tổng số nguyên tử là 8+10+4+2 = 24, không phải 22.
b) Đúng: peak ion phân tử trong phổ MS có m/z = 194.
c) Đúng: người 80 kg tiêu thụ tối đa 6×80 = 480 mg, tương đương 480/80 = 6 cốc Espresso; 480/160 = 3 lon Monster; 480/80 = 6 lon Red Bull; 480/32 = 15 lon Cocacola.
d) Đúng: lạm dụng caffeine gây mất ngủ, căng thẳng, bồn chồn, rối loạn dạ dày, nhịp tim tăng... Kết quả khớp đáp án nguồn (a-S, b-Đ, c-Đ, d-Đ).
a) (AI giải đề cho tôi)
Caffeine C8H10N4O2 có 2 nhóm ketone nhưng tổng số nguyên tử là 8+10+4+2 = 24, không phải 22.
b) (AI giải đề cho tôi)
M(C8H10N4O2) = 194 g/mol nên peak phân tử có m/z = 194.
c) (AI giải đề cho tôi)
480 mg caffeine tương đương 6 cốc Espresso (80mg/cốc), 3 lon Monster (160mg/lon), 6 lon Red Bull (80mg/lon), 15 lon Cocacola (32mg/lon).
d) (AI giải đề cho tôi)
Dùng quá nhiều caffeine một ngày có thể gây mất ngủ, căng thẳng, bồn chồn, rối loạn dạ dày, nhịp tim tăng...

(AI giải đề cho tôi)
Thí nghiệm nung hỗn hợp C6H12O6 và CuO, dẫn khí sinh ra qua bông CuSO4 khan (nhận biết H2O → chứng tỏ có H) rồi sục vào dung dịch vôi trong CaCO3 (vẩn trắng CaCO3 do CO2 → chứng tỏ có C). Đây chỉ là nhận biết (định tính) sự hiện diện của nguyên tố C và H, không đo khối lượng nên không phải định lượng; không thể xác định O bằng cách này. Vậy đáp án B, khớp với đáp án nguồn (43B).

(AI giải đề cho tôi) nCO${}_2$ = 3,36/22,4 = 0,15 mol; nH${}_2$O = 2,7/18 = 0,15 mol. Với 0,05 mol X: nC = 0,15/0,05 = 3; nH = 2·0,15/0,05 = 6. Este chỉ chứa C, H, O nên X có công thức C${}_3$H${}_6$O${}_2$ (kiểm tra: 2C${}_3$H${}_6$O${}_2$ + 7O${}_2$ → 6CO${}_2$ + 6H${}_2$O thỏa mãn).

Chọn đáp án C

Thí nghiệm trên có thể chứng minh glucozơ chứa nguyên tố hidro và cacbon nhờ chuyển chúng thành các hợp chất vô cơ tương ứng là hơi H${}_2$O và khí CO${}_2$.

Hơi nước sẽ làm CuSO${}_4$ khan từ màu trắng chuyển thành màu xanh:

CuSO${}_4$ + 5H${}_2$O → CuSO${}_4$. 5H${}_2$O

Khí CO${}_2$ làm vẩn đục nước vôi trong: CO${}_2$ + Ca(OH)${}_2$ → CaCO${}_3$↓ + H${}_2$O.

Quá trình phân tích nguyên tố được minh họa theo sơ đồ Mindmap dưới đây.

A và C loại do đốt cho $n_{C{O}_2}>n_{H_{2}O}$.
D loại do đốt cho $n_{C{O}_2}=n_{H_{2}O}$ ⇒ chọn B.

(AI giải đề cho tôi)
Phổ khối cho pic phân tử ở m/z = 26 (pic base, gần 100% cường độ tương đối). Khối lượng mol phân tử: CH${}_4$ = 16; C${}_2$H${}_2$ = 2×12 + 2×1 = 26; C${}_2$H${}_4$ = 28; C${}_2$H${}_6$ = 30. Chỉ C${}_2$H${}_2$ có M = 26 khớp với pic ở m/z 26 (pic nhỏ kề bên là pic đồng vị M+1 do ${}^{13}$C). Vậy hydrocarbon cần tìm là C${}_2$H${}_2$, trùng với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Tính phân tử khối các chất: acetic acid CH${}_3$COOH có $M=2\cdot 12+4\cdot 1+2\cdot 16=60$; methyl acetate CH${}_3$COOCH${}_3$ có $M=74$; acetone CH${}_3$COCH${}_3$ có $M=58$; ethanol C${}_2$H${}_5$OH có $M=46$. Vậy chỉ acetic acid có phân tử khối 60, khớp kết quả phổ MS. Đáp án A trùng với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Tính phân tử khối từng chất: acetic acid CH3COOH: 60; methyl acetate CH3COOCH3 (C3H6O2): 3·12 + 6·1 + 2·16 = 36 + 6 + 32 = 74; acetone C3H6O: 58; trimethylamine (CH3)3N (C3H9N): 36 + 9 + 14 = 59. Vậy chỉ methyl acetate có M = 74, đáp án B.

(AI giải đề cho tôi)
Tính phân tử khối từng chất: acetic acid CH${}_3$COOH: $M=60$; methyl acetate CH${}_3$COOCH${}_3$ (C${}_3$H${}_6$O${}_2$): $M=3\times 12+6\times 1+2\times 16=36+6+32=74$; acetone CH${}_3$COCH${}_3$ (C${}_3$H${}_6$O): $M=58$; trimethylamine (CH${}_3$)${}_3$N (C${}_3$H${}_9$N): $M=36+9+14=59$. Vậy chỉ methyl acetate có $M=74$, khớp kết quả phổ MS. Đáp án B.

(AI giải đề cho tôi)
Phổ khối cho pic phân tử (pic cao nhất) ở m/z = 26. Khối lượng mol phân tử của các hydrocarbon: CH${}_4$ = 16; C${}_2$H${}_2$ = 2×12 + 2×1 = 26; C${}_2$H${}_4$ = 28; C${}_2$H${}_6$ = 30. Chỉ C${}_2$H${}_2$ có khối lượng phân tử 26, tương ứng pic ở m/z = 26 trong phổ khối. Vậy hydrocarbon cần tìm là C${}_2$H${}_2$ (acetylene).

Hướng dẫn giải:
x : y : z = 14,28\%/12 : 1,19\%/1 : 84,53\%/35,5.
x : y : z = 1 : 1 : 2
Suy ra C${}_2$H${}_2$Cl${}_4$ có 2 CTCT

(AI giải đề cho tôi)
Tính phân tử khối từng chất: acetic acid $C{H}_{3}COOH$: $M=60$; methyl acetate $C{H}_{3}COOC{H}_3$ ($C_3{H}_6{O}_2$): $M=3\times 12+6\times 1+2\times 16=36+6+32=74$; acetone $C{H}_{3}COC{H}_3$ ($C_3{H}_{6}O$): $M=58$; trimethylamine $(C{H}_3{)}_{3}N$ ($C_3{H}_{9}N$): $M=36+9+14=59$. Vậy chỉ methyl acetate có $M=74$, khớp với đáp án nguồn B.

(AI giải đề cho tôi)
Tính phân tử khối từng chất: acetic acid CH3COOH: 12·2+4·1+16·2 = 60. Methyl acetate CH3COOCH3 (C3H6O2): 12·3+6·1+16·2 = 36+6+32 = 74. Acetone CH3COCH3 (C3H6O): 36+6+16 = 58. Trimethylamine (CH3)3N (C3H9N): 36+9+14 = 59. Chỉ methyl acetate có M = 74, khớp kết quả phổ khối lượng của X. Đáp án B.

(AI giải đề cho tôi)
Đốt cháy hoàn toàn 4,4 gam X: $n_{C{O}_2}=\frac{8,8}{44}=0,2$ mol, $n_{H_{2}O}=\frac{3,6}{18}=0,2$ mol. Suy ra $n_C=0,2$ mol (2,4 g) và $n_H=0,4$ mol (0,4 g). Khối lượng O trong X: $m_O=4,4-2,4-0,4=1,6$ g, tức $n_O=0,1$ mol. Tỉ lệ nguyên tử $C:H:O=0,2:0,4:0,1=2:4:1$, vậy công thức đơn giản nhất của X là $C_2{H}_{4}O$. Kết quả trùng với đáp án nguồn: D.

(AI giải đề cho tôi)
Tính phần trăm khối lượng hiđro trong từng hợp chất:
- CH${}_3$CHO (M = 44): %H = 4/44 × 100 ≈ 9,09%.
- C${}_2$H${}_5$OH (M = 46): %H = 6/46 × 100 ≈ 13,04%.
- CH${}_3$COOH (M = 60): %H = 4/60 × 100 ≈ 6,67%.
- C${}_3$H${}_8$ (M = 3×12 + 8×1 = 44): %H = 8/44 × 100 ≈ 18,18%.
Vậy hợp chất chứa 18,18% hiđro về khối lượng là C${}_3$H${}_8$, khớp với đáp án nguồn D.

nCO${}_2$ = nH${}_2$O = 0,45 —> Este no, đơn chức, mạch hở.
Số C = nCO${}_2$/nX = 3 —> X là C${}_3$H${}_6$O${}_2$.

Chọn A. (c) Sai, ống nghiệm được lắp hơi chúi xuống để chất rắn nóng chảy không chảy ngược vào ống nghiệm. (d) Sai, ống nghiệm đựng nước vôi trong để hấp thụ khí CO${}_2$. (f) Sai, mô hình trên không được dùng xác định nitơ trong hợp chất hữu cơ.

Đáp án đúng là C

Phương pháp giải

- Từ phần trăm khối lượng của các nguyên tố ta suy ra tỉ lệ mol nguyên tố để tìm ra công thức thực nghiệm của hợp chất.

Lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ

Lời giải

Tỉ lệ mol của các nguyên tố là: $\frac{40,92}{12}:\frac{4,58}{1}:\frac{54,50}{16}=3,470:4,544:3,406\approx 3:4:3$

Vậy công thức thực nghiệm của ascorbic acid là $C_3{H}_4{O}_3$.