Giải bài tập Hóa học lớp 11 Bài 13: Cấu tạo hoá học hợp chất hữu cơ
Mở đầu trang 74 Hoá học 11: Tại sao số lượng các chất hữu cơ lớn hơn rất nhiều các chất vô cơ?
Lời giải:
Ứng với một công thức phân tử hợp chất hữu cơ có thể có các đồng phân cấu tạo về mạch carbon, nhóm chức, vị trí nhóm chức.
Ví dụ: Ứng với công thức phân tử C5H12 có 3 đồng phân, ứng với công thức phân tử C10H22 có 75 đồng phân.
Hiện tượng này đã làm cho số lượng các hợp chất hữu cơ tăng lên rất nhiều so với các hợp chất vô cơ.
I. Thuyết cấu tạo hóa học
Câu hỏi 1 trang 75 Hoá học 11: Viết công thức cấu tạo các hợp chất hữu cơ có cùng công thức phân tử sau:
a) C3H8O;
b) C4H8.
Lời giải:
a) Công thức cấu tạo các hợp chất hữu cơ có công thức C3H8O:
CH3 – CH2 – CH2 – OH;
CH3 – CH(OH) – CH3;
CH3 – O – CH2 – CH3.
b) Công thức cấu tạo các hợp chất hữu cơ có công thức phân tử C4H8:
CH2 = CH – CH2 – CH3;
CH3 – CH = CH – CH3;
Câu hỏi 2 trang 75 Hoá học 11: Hãy cho biết có loại mạch carbon nào trong công thức cấu tạo của các chất sau đây
Lời giải:
a) Mạch hở không phân nhánh;
b) Mạch hở phân nhánh;
c) Mạch vòng, có nhánh.
II. Công thức cấu tạo
Câu hỏi 3 trang 77 Hoá học 11: Viết công thức cấu tạo dạng thu gọn có thể có của các hợp chất hữu cơ ứng với công thức phân tử C4H10O.
Lời giải:
Công thức cấu tạo dạng thu gọn có thể có của C4H10O:
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – OH;
CH3 – CH2 – CH(OH) – CH3;
CH3 – CH(CH3) – CH2OH;
CH3 – C(OH)(CH3) – CH3;
CH3 – O – CH2 – CH2 – CH3;
CH3 – O – CH(CH3)2;
CH3 – CH2 – O – CH2 – CH3.
III. Đồng phân
Câu hỏi 4 trang 78 Hoá học 11: Viết các công thức cấu tạo của hợp chất có công thức phân tử C5H12.
Lời giải:
Các công thức cấu tạo của hợp chất có công thức phân tử C5H12:
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3;
CH3 – CH2 – CH(CH3) – CH3;
Câu hỏi 5 trang 78 Hoá học 11: Cặp chất nào sau đây là đồng phân của nhau?
A. C2H5OH và CH3 – O – C2H5.
B. CH3 – O – CH3 và CH3CHO.
C. CH3 – CH2 – CH2 – OH và CH3 – CH(OH) – CH3.
D. CH3 – CH2 – CH2 – CH3 và CH3 – CH2 – CH = CH2.
Lời giải:
Đáp án đúng là: C
CH3 – CH2 – CH2 – OH và CH3 – CH(OH) – CH3 là đồng phân của nhau, do có cùng công thức phân tử C3H8O nhưng có công thức cấu tạo khác nhau.
IV. Đồng đẳng
Hoạt động trang 78 Hoá học 11: Tìm hiểu về đồng đẳng
Trong quá trình chế biến dầu mỏ, người ta thu được nhiều khí như C2H4, C3H6, C4H8, …
Trả lời câu hỏi:
1. So sánh thành phần phân tử và đặc điểm cấu tạo của ba hợp chất trên.
2. Theo em, tại sao các hợp chất trên đều có cùng tính chất hoá học đặc trưng là làm mất màu dung dịch bromine?
Lời giải:
1. Ba hợp chất trên đều là hydrocarbon (phân tử chỉ chứa C và H); về cấu tạo cả ba hợp chất đều có chứa liên kết đôi.
2. Các hợp chất trên đều có cùng tính chất hoá học đặc trưng là làm mất màu dung dịch bromine do có cấu tạo tương tự nhau, đều chứa 1 liên kết đôi.
Câu hỏi 6 trang 79 Hoá học 11: Viết công thức phân tử của các chất có từ 3 đến 5 nguyên tử carbon trong phân tử thuộc dãy đồng đẳng của acetylene (C2H2).
Lời giải:
CH ≡ C – CH3;
CH ≡ C – CH2 – CH3;
CH3 – C ≡ C – CH3;
CH ≡ C – CH2 – CH2 – CH3;
CH3 – C ≡ C – CH2 – CH3.
Câu hỏi 7 trang 79 Hoá học 11: Trong các dãy chất sau đây, dãy nào gồm các chất là đồng đẳng của nhau?
A. CH3 – CH2 – OH và CH3 – CH2 – CH2 – OH.
B. CH3 – O – CH3 và CH3 – CH2 – OH.
C. CH4, C2H6 và C4H8.
D. CH4 và C3H6.
Lời giải:
Đáp án đúng là: A
CH3 – CH2 – OH và CH3 – CH2 – CH2 – OH có cấu tạo tương tự nhau, thành phần phân tử hơn kém nhau 1 nhóm – CH2 nên là đồng đẳng của nhau.
Lý thuyết Cấu tạo hoá học hợp chất hữu cơ
1. Thuyết cấu tạo hoá học
Năm 1861, Butlerov (Bút-lê-rốp) đưa ra khái niệm cấu tạo hóa học và thuyết cấu tạo hoá học như sau:
– Trong phân tử chất hữu cơ, các nguyên tử liên kết với nhau theo đúng hoá trị và theo một thứ tự nhất định. Thứ tự liên kết đó được gọi là cấu tạo hoá học. Sự thay đổi thứ tự liên kết đó sẽ tạo ra chất khác.
– Trong phân tử chất hữu cơ, carbon có hoá trị IV. Các nguyên tử carbon không những liên kết với nguyên tử của các nguyên tố khác mà còn có thể liên kết trực tiếp với nhau tạo thành mạch carbon (mạch hở không phân nhánh, mạch hở phân nhánh hoặc mạch vòng). Ví dụ:
– Tính chất của các chất phụ thuộc vào thành phần phân tử (bản chất và số lượng các nguyên tử) và cấu tạo hoá học. Các nguyên tử trong phân tử có ảnh hưởng qua lại lẫn nhau. Ví dụ:
2. Công thức cấu tạo
a. Khái niệm
Công thức biểu diễn cách liên kết và thứ tự liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử được gọi là công thức cấu tạo.
Ví dụ: Ứng với công thức phân tử C3H6O có bốn công trức cấu tạo mạch hở như sau:
b. Cách biểu diễn cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ
3. Đồng phân
Những hợp chất hữu cơ khác nhau nhưng có cùng công thức phân tử được gọi là các chất đồng phân của nhau. Tuy có cùng công thức phân tử nhưng chúng có tính chất khác nhau do có cấu tạo hóa học khác nhau.
4. Đồng đẳng
Các chất hữu cơ có tính chất hoá học tương tự nhau và thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhóm CH2 được gọi là các chất đồng đẳng của nhai, chúng hợp thành một dãy đồng đẳng.
Ví dụ:
Sơ đồ tư duy Cấu tạo hoá học hợp chất hữu cơ
Xem thêm các bài giải SGK Hóa lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:
Bài 12: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ
Bài 13: Cấu tạo hoá học hợp chất hữu cơ
Bài 14: Ôn tập chương 3
Bài 15: Alkane
Bài 16: Hydrocarbon không no