Toptailieu.vn xin giới thiệu sơ lược Lý thuyết Công thức phân tử hợp chất hữu cơ (Lý thuyết + 35 bài tập có lời giải) Hóa học 11 chọn lọc, hay nhất giúp học sinh lớp 11 ôn luyện để nắm chắc kiến thức cơ bản và đạt kết quả cao trong các bài thi môn Hóa học.

Mời các bạn đón xem:

Công thức phân tử hợp chất hữu cơ (Lý thuyết + 35 bài tập có lời giải)

A. Lý thuyết Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

I. Công thức đơn giản nhất

1. Định nghĩa

- Là công thức biểu thị tỉ lệ tối giản về số nguyên tử của các nguyên tố trong phần tử.

Thí dụ: Công thức đơn giản nhất của etilen CH₂, của glucozơ CH₂O.

2. Cách thiết lập công thức đơn giản nhất

- Xét hợp chất hữu cơ chứa C, H, O có dạng C_xH_yO_z.

- Để lập công thức đơn giản nhất ta tìm tỉ lệ sau:

$$\begin{gathered} \mathrm{x}:\mathrm{y}:\mathrm{z}={\mathrm{n}}_{\mathrm{C}}:{\mathrm{n}}_{\mathrm{H}}:{\mathrm{n}}_{\mathrm{O}} \\ \mathrm{x}:\mathrm{y}:\mathrm{z}=\frac{{\mathrm{m}}_{\mathrm{C}}}{12}:\frac{{\mathrm{m}}_{\mathrm{H}}}{1}:\frac{{\mathrm{m}}_{\mathrm{O}}}{16} \\ \mathrm{x}:\mathrm{y}:\mathrm{z}=\frac{\%\mathrm{C}}{12}:\frac{\%\mathrm{H}}{1}:\frac{\%\mathrm{O}}{16} \end{gathered}$$

- Sau đó biến đổi thành tỉ lệ tối giản.

II. Công thức phân tử

1. Định nghĩa

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

- Thí dụ: Công thức phân tử của rượu etylic là C₂H₆O.

⇒ Từ công thức phân tử, ta thấy: phân tử rượu etylic tạo bởi 2 nguyên tử C, 6 nguyên tử H và 1 nguyên tử O.

2. Quan hệ giữa công thức phân tử và công thức đơn giản nhất

- Số nguyên tử của các nguyên tố trong công thức phân tử là số nguyên lần số nguyên tử của nó trong công thức đơn giản nhất.

Thí dụ: Công thức đơn giản nhất của axit axetic là CH₂O. Công thức phân tử là C₂H₄O₂.

- Trong nhiều trường hợp, công thức đơn giản nhất chính là công thức phân tử.

Thí dụ: Metan có công thức phân tử và công thức đơn giản nhất trùng nhau: CH₄.

- Một số chất có công thức phân tử khác nhau, nhưng có cùng công thức đơn giản nhất.

Thí dụ: Axetilen C₂H₂ và benzen C₆H₆ có cùng công thức đơn giản nhất là CH.

3. Thiết lập công thức phân tử

a) Dựa vào thành phần phần trăm khối lượng các nguyên tố

Xét sơ đồ:

$$\begin{gathered} {\mathrm{C}}_{\mathrm{x}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{y}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{z}}\to \mathrm{xC}+\mathrm{yH}+\mathrm{zO} \\ \mathrm{M} 12\mathrm{x} \mathrm{y} 16\mathrm{z}\left(\mathrm{g}\right) \\ 100\% \%\mathrm{C} \%\mathrm{H} \%\mathrm{O} \end{gathered}$$

Ta có tỉ lệ:

$$\begin{gathered} \frac{\mathrm{M}}{100\%}=\frac{12\mathrm{x}}{\%\mathrm{C}}=\frac{\mathrm{y}}{\%\mathrm{H}}=\frac{16\mathrm{z}}{\%\mathrm{O}} \\ \to \mathrm{x}=\frac{\mathrm{M}.\%\mathrm{C}}{12.100\%}; \\ \to \mathrm{y}=\frac{\mathrm{M}.\%\mathrm{H}}{1.100\%}; \\ \to \mathrm{z}=\frac{\mathrm{M}.\%\mathrm{O}}{16.100\%}; \end{gathered}$$

b) Thông qua công thức đơn giản nhất

- Từ công thức đơn giản nhất ta có công thức phân tử là (công thức đơn giản nhất)_n.

- Để xác định giá trị n, ta dựa vào khối lượng mol phân tử M.

c) Tính trực tiếp theo khối lượng sản phẩm cháy

Xét phản ứng cháy chất X (C_xH_yO_z):

${\mathrm{C}}_{\mathrm{x}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{y}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{x}}+\left(\mathrm{x}+\frac{\mathrm{y}}{4}-\frac{\mathrm{z}}{2}\right){\mathrm{O}}_2\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }{\mathrm{xCO}}_2+\frac{\mathrm{y}}{2}{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

Ta có:$\mathrm{x}=\frac{{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}}{{\mathrm{n}}_{\mathrm{X}}}$; $\mathrm{y}=\frac{2.{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}}{{\mathrm{n}}_{\mathrm{X}}}$

B. Bài tập Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

Câu 1: Công thức đơn giản nhất (CTĐGN) cho ta biết:

A. Số lượng các nguyên tố trong hợp chất.

B. Tỉ lệ giữa các nguyên tố trong hợp chất

C. Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ.

D. Tất cả đều sai

Đáp án: B

Câu 2: Công thức phân tử (CTPT) không cho ta biết:

A. Số lượng các nguyên tố trong hợp chất.

B. Tỉ lệ giữa các nguyên tố trong hợp chất

C. Hàm lượng mỗi nguyên tố trong hợp chất.

D. Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ.

Đáp án: D

Câu 3: Chất X có công thức đơn giản nhất là CH₂O. Công thức phân tử là:

A. C₂H₄O             

B. C₂H₄O₂                     

C. C₃H₆O₂                     

D. C₃H₆O

Đáp án: B

Câu 4: Tỉ lệ (tối giản) số nguyên tử C, H, O trong phân tử C₂H₄O₂ lần lượt là

A. 2 : 4 : 2                     

B. 1 : 2 : 1                     

C. 2 : 4 : 1            

D. 1 : 2 : 2

Đáp án: B

Câu 5: Phần trăm theo khối lượng nguyên tử cacbon (C) trong phân tử C₂H₆O là

A. 52,17%           

B. 13,04%           

C. 34,78%           

D. Không xác định được

Đáp án: A

Câu 6: Nicotin là một chất hữu cơ có trong thuốc lá. Hợp chất này được tạo bởi ba nguyên tố là cacbon, hiđro và nitơ. Đem đốt cháy hết 2,349 gam nicotin ta thu được nitơ đơn chất; 1,827 gam H₂O và 6,38 gam CO₂. Công thức đơn giản nhất của nicotin là: 

A. C₅H₇N                      

B. C₃H₇N₂                     

C. C₄H₉N                      

D. C₃H₅N

Đáp án: A

Câu 7: Khi đốt cháy hoàn toàn một thể tích hiđrocacbon X thu được thể tích khí CO₂ bằng thể tích hiđrocacbon X đem đốt cháy (trong cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). Hiđrocacbon đó là:

A. C₂H₂                         

B. C₂H₄                         

C. CH₄                          

D. C₆H₆

Đáp án: C

Câu 8: Hợp chất Z có công thức đơn giản nhất là CH₂Cl và có tỉ khối hơi so với heli bằng 24,75. Công thức phân tử của Z là

A. CH₂Cl.                      

B. C₂H₄Cl₂.               

C. C₂H₆Cl.                

D. C₃H₉Cl₃.

Đáp án: B

Câu 9: Tỉ khối hơi cuả chất X so với hiđro bằng 44. Phân tử khối của X là

A. 44                             

B. 46                          

C. 22                           

D. 88.

Đáp án: D

Câu 10: Thể tích của 1,5 gam chất X bằng thể tích của 0,8 gam khí oxi (đktc cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). Phân tử khối của X là

A. 60                               

B. 30                         

C. 120                         

D. 32.

Đáp án: A

Câu 11: Phân tích chất hữu cơ X chứa C, H, O ta có m_C : m_H : m_O = 2,24 : 0,357 : 2. Công thức đơn giản nhất của X là:

A. C₆H₁₂O₄                   

B. CH₃O                       

C. C₃H₆O₂             

D. C₃H₆O

Đáp án: C

Câu 12: Hợp chất X có công thức đơn giản nhất là CH₂O. Tỉ khối hơi của X so với hiđro bằng 30. Công thức phân tử của X là

A. CH₂O               

B. C₂H₄O₂               

C. C₃H₆O₂        

D. C₄H₈O₂.

Đáp án: B

Câu 13: Kết quả phân tích nguyên tố hợp chất X cho biết %m_C = 54,54%; %m_H  = 9,09% còn lại là oxi. Tỉ khối hơi của X  so với CO₂ bằng 2. Công thức phân tử của X là

A. C₅H₁₂O              

B. C₂H₄O               

C. C₃H₄O₃                 

D. C₄H₈O₂.

Đáp án: D

Câu 14: Đốt cháy hoàn toàn 4,4 gam hợp chất hữu cơ X (C, H, O). Thu được 4,48 lít CO₂ (đktc) và 3,6 gam H₂O. Biết tỉ khối của X so với CO₂ bằng 2. Công thức phân tử của X là

A. C₅H₁₂O              

B. C₂H₄O               

C. C₃H₄O₃                 

D. C₄H₈O₂.

Đáp án: D

Câu 15: Khi đốt 1 lít khí X cần 6 lít O₂ thu dược 4 lít CO₂ và 5 lít hơi H₂O (có thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). Công thức phân tử của X là

A. C₄H₁₀O              

B. C₄H₈O₂               

C. C₄H₁₀O₂                 

D. C₃H₈O.

Đáp án: A

Câu 16: Một hiđrocabon X ở thể khí có tỉ khối hơi so với hiđro là 15. Công thức phân tử của X là:

A. C₂H₆                        

B. CH₄                          

C. C₂H₄                 

D. C₂H₂

Đáp án: A

Câu 17: Đốt cháy hoàn toàn 7,4 gam hợp chất hữu cơ X (C, H, O). Thu được 6,72 lít CO₂ (đktc) và 5,4 gam H₂O. Khi hóa hơi 1,85 gam X, thu được thể tích bằng với thể tích của 0,7 gam N₂ cùng nhiệt độ, áp suất. Xác định công thức phân tử của X.

A. C₅H₁₀O             

B. C₃H₆O₂               

C. C₂H₂O₃                 

D. C₃H₆O.

Đáp án: B

Câu 18: Đốt cháy hoàn toàn 100 ml hơi chất A, cần dùng 250 ml O₂, chỉ tạo ra 200 ml CO₂ và 200 ml hơi nước (các thể tích đo cùng điều kiện). Công thức phân tử của A là:

A. C₂H₄                        

B. C₂H₆O                      

C. C₂H₄O              

D. C₃H₆O

Đáp án: C

Câu 19: Hợp chất hữu cơ X (C, H, O N) có công thức trùng với công thức đơn giản nhất, đốt cháy hoàn toàn 7,5 gam X, thu được 4,48 lít CO₂; 1,12 lít N₂ (các khí đều đo ở đktc) và 4,5 gam H₂O. Số nguyên tử hiđro trong một phân tử X là

A. 7                            

B. 6                                 

C. 5                             

D. 9.

Đáp án: C

Câu 20: Đốt cháy 3,7g chất hữu cơ X (C, H, O) dùng vừa đủ 6,72 lít oxi (đktc) và thu được 0,25 mol H₂O. Công thức phân tử của X là: (biết 70 <  M_X < 83)

A. C₂H₅O                      

B. C₄H₈O                      

C. C₃H₆O              

D. C₄H₁₀O

Đáp án: D

Câu 21: Hợp chất A chứa các nguyên tố C, H, O. Khi đốt A cần dùng một lượng oxi bằng 8 lần lượng oxi của nó và thu được lượng khí CO₂ và H₂O theo tỉ lệ khối lượng CO₂ so với khối lượng nước = 22/9. Công thức đơn giản nhất của A là:

A. C₄H₆O                      

B. C₃H₆O                      

C. C₃H₆O₂             

D. C₄H₆O₂

Đáp án: B

Câu 22: Vitamin A (retinol) có công thức phân tử C₂₀H₃₀O, công thức đơn giản nhất của vitamin A là:

A. C₂H₃O                      

B. C₂₀H₃₀O                   

C. C₄H₆O              

D. C₄H₆O₂

Đáp án: B

Câu 23: Đốt cháy hoàn toàn 3 gam hợp chất hữu cơ X thu được 4,4 gam CO₂ và 1,8 gam H₂O. Biết tỉ khối của X so với He (M_He = 4) là 7,5. CTPT của X là:

A. CH₂O₂.                      

B. C₂H₆.                         

C. C₂H₄O.                      

D. CH₂O.

Đáp án: D

Câu 24: Một hợp chất hữu cơ X chứa C, H, O, trong đó C chiếm 40%. Công thức phân tử của X là? 

A. CH₂O              

B. C₂H₄O₂                    

C. C_aH_2aO_a                   

D. Cả ba đáp án trên đều đúng.

Đáp án: D

Câu 25: Để đốt cháy 1 mol chất X cần 3,5 mol O₂, công thức phân tử của chất X có thể là: 

A. C₂H₆O₂                     

B. C₄H₁₀O₂                    

C. C₃H₈O                      

D. C₃H₈O₃

Đáp án: D

Câu 26: Chất hữu cơ X có phần trăm khối lượng C, H, O lần lượt bằng 40%; 6,67%; 53,33%. Biết trong X có 2 nguyên tử oxi. Công thức phân tử của X là: 

A. CH₂O₂                       

B. C₂H₃O₂                       

C. C₂H₄O₂                       

D. C₃H₆O₂

Đáp án: C

Câu 27: Một hợp chất hữu cơ (Z) có công thức nguyên là (C₃H₈O)_n. Công thức phân tử của hợp chất trên là

A. C₆H₁₆O₂          

B. C₃H₈O             

C. C₉H₂₄O₃          

D. Không xác định được.

Đáp án: B

Câu 28: Hợp chất hữu cơ A có công thức phân tử là C₅H₁₀O_z. Biết %H trong A là 9,8%. vậy %O trong A là bao nhiêu?

A. 17,14%           

B. 45,71%           

C. 58,82%           

D. 31,37%

Đáp án: D

Câu 29: Khi đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu cơ A thu được CO₂, H₂O và N₂ biết trong X có phần trăm về khối lượng các chất là %C= 51,3%. %H= 9,4%; %N= 12%; và d_A/kk= 4,03. Công thức đơn giản nhất của X là: 

A. C₅H₉O₂N                  

B. C₅H₁₁N            

C. C₅H₁₁O₂N                 

D. C₁₀H₂₂N₂

Đáp án: C

Câu 30: Đốt cháy hoàn toàn 6 gam hợp chất A thu được 8,8 gam CO₂ và 3,6 gam H₂O. Công thức thực nghiệm của A là: 

A. (CH₂)₂                       

B. (CH₂O)_n                    

C. (C₃H₅O)_n         

D. CH₂O

Đáp án: D

Câu 31: Công thức đơn giản nhất (CTĐGN) cho ta biết:

A. Số lượng các nguyên tố trong hợp chất.

B. Tỉ lệ giữa các nguyên tố trong hợp chất

C. Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ.

D. Tất cả đều sai

Đáp án: B

Câu 32: Công thức phân tử (CTPT) không cho ta biết:

A. Số lượng các nguyên tố trong hợp chất.

B. Tỉ lệ giữa các nguyên tố trong hợp chất

C. Hàm lượng mỗi nguyên tố trong hợp chất.

D. Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ.

Đáp án: D

Câu 33: Chất X có công thức đơn giản nhất là CH₂O. Công thức phân tử là:

A. C₂H₄O             

B. C₂H₄O₂                     

C. C₃H₆O₂                     

D. C₃H₆O

Đáp án: B

Câu 34: Tỉ lệ (tối giản) số nguyên tử C, H, O trong phân tử C₂H₄O₂ lần lượt là

A. 2 : 4 : 2                     

B. 1 : 2 : 1                     

C. 2 : 4 : 1            

D. 1 : 2 : 2

Đáp án: B

Câu 35: Phần trăm theo khối lượng nguyên tử cacbon (C) trong phân tử C₂H₆O là

A. 52,17%           

B. 13,04%           

C. 34,78%           

D. Không xác định được

Đáp án: A