Giải Hóa 11 Bài 8 (Cánh diều): Hợp chất hữu cơ và hoá học hữu cơ

Giải Hóa 11 Bài 8: Hợp chất hữu cơ và hoá học hữu cơ

Mở đầu trang 51 Hoá học 11: Trong cây mía có saccharose (C₁₂H₂₂O₁₁); trong thạch cao có calcium sulfate (CaSO₄); trong gỗ có celullose ((C₆H₁₀O₅)_n); trong thuỷ tinh có silicon dioxide (SiO₂); trong thành phần của nhiều loại thuốc kháng viêm, giảm đau có aspirin (hay acetylsalicylic acid, C₉H₈O₄); trong thành phần của khí đốt (gas) có propane (C₃H₈). Trong số các chất trên, chất nào là chất hữu cơ, chất nào là chất vô cơ?

Cho biết một số ứng dụng của chất hữu cơ trong đời sống.

Lời giải:

- Trong số các chất trên, chất hữu cơ là saccharose (C₁₂H₂₂O₁₁); celullose ((C₆H₁₀O₅)_n); aspirin (hay acetylsalicylic acid, C₉H₈O₄); propane (C₃H₈). Chất vô cơ là calcium sulfate (CaSO₄); silicon dioxide (SiO₂).

- Hợp chất hữu cơ có nhiều ứng dụng quan trọng trong cuộc sống như làm nhiên liệu; nguyên liệu sản xuất; dung môi …

I. Hợp chất hữu cơ và hoá học hữu cơ

II. Đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ

Giải Hóa 11 trang 52

Câu hỏi 1 trang 52 Hoá học 11: Dựa vào độ âm điện của các nguyên tố C, H, O, N, P, giải thích vì sao liên kết giữa nguyên tử của các nguyên tố này với nhau lại là liên kết cộng hoá trị.

Lời giải:

Do các nguyên tố C, H, O, N, P có độ âm điện khác nhau không nhiều nên liên kết giữa nguyên tử của các nguyên tố này với nhau lại là liên kết cộng hoá trị.

Câu hỏi 2 trang 52 Hoá học 11: Sự kết hợp của bốn nguyên tử carbon với nhau có thể hình thành các loại mạch carbon như ở hình dưới:

CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₃ (1)

Hãy chỉ ra chất nào có mạch carbon hở không phân nhánh, chất nào có mạch carbon hở phân nhánh và chất nào có mạch vòng.

Lời giải:

- Chất có mạch carbon hở không phân nhánh là (1);

- Chất có mạch carbon hở phân nhánh là (3);

- Chất có mạch vòng là (2) và (4).

Luyện tập trang 52 Hoá học 11: Cho các chất H₂O, LiF, C₂H₆ và các giá trị nhiệt độ sôi – 88,5 ^oC, 100 ^oC và 1 676 ^oC. Hãy cho biết nhiệt độ sôi của mỗi chất và giải thích sự khác nhau đó.

Lời giải:

Ta có:

Giải thích:

+ LiF là hợp chất ion; C₂H₆ và H₂O là hợp chất cộng hoá trị do đó LiF có nhiệt độ sôi lớn nhất.

+ Trong hai hợp chất C₂H₆ và H₂O thì chỉ có H₂O tạo được liên kết hydrogen, do đó nhiệt độ sôi của H₂O cao hơn của C₂H₆.

Vận dụng trang 52 Hoá học 11: Người ta thường dùng chất gì để loại bỏ vết sơn móng tay hay vết mực bút bi dây trên áo? Chất đó là chất vô cơ hay chất hữu cơ? Có thể dùng nước để rửa các vết màu này không? Vì sao?

Lời giải:

Người ta thường dùng acetone để loại bỏ vết sơn móng tay hay vết mực bút bi dây trên áo. Acetone là hợp chất hữu cơ.

Không thể dùng nước để rửa các vết màu này. Do các vết màu này là các hợp chất hữu cơ ít tan trong nước nhưng lại tan tốt trong các dung môi hữu cơ.

Câu hỏi 3 trang 52 Hoá học 11: Cho phản ứng đốt cháy 1 mol ethanol (C₂H₆O):

C₂H₆O(l) + 3O₂(g) $\stackrel{t^o}{\to }$ 2CO₂(g) + 3H₂O(g) ${\Delta }_r{H}_{298}^o=-1300kJ$

Phản ứng trên là phản ứng thu nhiệt hay toả nhiệt? Dự đoán về mặt năng lượng, phản ứng trên xảy ra thuận lợi hay không

Lời giải:

${\Delta }_r{H}_{298}^o=-1300kJ$ nên phản ứng là toả nhiệt.

Nhiệt lượng toả ra là 1 300 kJ nên dễ dàng thấy được phản ứng trên xảy ra thuận lợi. Hay ethanol dễ cháy, khi cháy toả nhiều nhiệt.

III. Phân loại các hợp chất hữu cơ

Giải Hóa 11 trang 53

Câu hỏi 4 trang 53 Hoá học 11: Cho các hợp chất: C₃H₆ (1), C₇H₆O₂ (2), CCl₄ (3), C₁₈H₃₈ (4), C₆H₅N (5) và C₄H₄S (6). Trong các hợp chất trên, hợp chất nào là hydrocarbon, hợp chất nào là dẫn xuất hydrocarbon?

Lời giải:

- Hydrocarbon là những hợp chất hữu cơ trong phân tử chỉ chứa carbon và hydrogen. Vậy các hydrocarbon là: (1); (4).

- Khi thay thế nguyên tử hydrogen trong phân tử hydrocarbon bằng nguyên tử hay nhóm nguyên tử khác thì thu được dẫn xuất hydrocarbon. Vậy dẫn xuất hydrocarbon là: (2); (3); (5); (6).

IV. Nhóm chức

Câu hỏi 5 trang 53 Hoá học 11: Các hợp chất CH₃CHO, C₂H₅CHO, C₃H₇CHO và C₆H₁₃CHO có một số tính chất giống nhau (bị oxi hoá thành carboxylic acid, bị khử thành alcohol,…). Nhóm các nguyên tử nào có trong thành phần của những chất trên đã làm cho chúng có tính chất giống nhau?

Lời giải:

- Nhóm – CHO có trong thành phần của những chất trên đã làm cho chúng có tính chất giống nhau.

Câu hỏi 6 trang 54 Hoá học 11: Một hợp chất hữu cơ X chứa đồng thời hai nhóm chức alcohol và aldehyde. Khi đó, hợp chất X sẽ

A. chỉ thể hiện các tính chất hoá học đặc trưng của alcohol.

B. chỉ thể hiện các tính chất hoá học đặc trưng của aldehyde.

C. thể hiện các tính chất hoá học đặc trưng của cả alcohol và aldehyde.

D. không thể hiện tính chất hoá học đặc trưng của cả alcohol và aldehyde.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Nhóm chức gây ra tính chất hoá học đặc trưng của hợp chất hữu cơ. Do đó một hợp chất hữu cơ X chứa đồng thời hai nhóm chức alcohol và aldehyde. Khi đó, hợp chất X sẽ thể hiện các tính chất hoá học đặc trưng của cả alcohol và aldehyde.

Câu hỏi 7 trang 55 Hoá học 11: Phổ IR của một hợp chất hữu cơ có các tín hiệu hấp thụ ở 2 971 cm^-1, 2 860 cm^-1, 2 668 cm^-1 và 1 712 cm^-1. Hợp chất hữu cơ này là chất nào trong số các chất CH₃COOCH₂CH₃ (A), CH₃CH₂CH₂COOH (B), HOCH₂CH = CHCH₂OH (C)?

Lời giải:

Phổ IR này là của hợp chất CH₃CH₂CH₂COOH (B).

Trong đó, tín hiệu 1 712 cm^-1 là tín hiệu đặc trưng của liên kết C = O; tín hiệu 2 971 cm^-1, 2 860 cm^-1, 2 668 cm^-1 là tín hiệu đặc trưng của liên kết O – H trong nhóm – COOH.

Giải Hóa 11 trang 56

Bài tập (trang 56)

Bài 1 trang 56 Hoá học 11: Trong các chất dưới đây, chất nào là chất vô cơ, chất nào là chất hữu cơ?

CaCO₃ (1); CO (2);

CH₃COONa (3);

C₆H₅CH₃ (4);

CH₃CH₂CH₂CN (5);

CH₃CH₂SCH₃ (6);

CH₃C ≡ CCH₂NH₂ (7).

Lời giải:

Hợp chất vô cơ: CaCO₃ (1); CO (2);

Hợp chất hữu cơ: CH₃COONa (3); C₆H₅CH₃ (4); CH₃CH₂CH₂CN (5); CH₃CH₂SCH₃ (6); CH₃C ≡ CCH₂NH₂ (7).

Bài 2 trang 56 Hoá học 11: Cho phổ IR của ba chất hữu cơ như hình dưới đây. Hãy cho biết mỗi hình ứng với chất nào trong các chất sau: HOCH₂CH₂OH (1); CH₃CH₂CHO (2); CH₃COOCH₃ (3).

Lời giải:

Ta có:

(1) – (b): Do tín hiệu 3 350 cm^-1 là tín hiệu đặc trưng của nhóm – OH ancol;

(2) – (a): Do tín hiệu 1 733 cm^-1 là tín hiệu đặc trưng của nhóm C = O; các tín hiệu 2 724 cm^-1; 2 828 cm^-1 là tín hiệu đặc trưng của liên kết C – H trong nhóm – CHO.

Còn lại: (3) – c.

Bài 3* trang 56 Hoá học 11: Cho phản ứng:

a) Có những nhóm chức nào trong phân tử mỗi chất hữu cơ ở phản ứng trên?

b) Sau khi tiến hành phản ứng một thời gian, người ta tách được một chất hữu cơ tinh khiết từ hỗn hợp phản ứng. Có thể ghi và sử dụng phổ hồng ngoại của chất lỏng này để xác định chất đó là CH₃COOCH₂CH₃ hay CH₃COOH hoặc CH₃CH₂OH được không? Vì sao?

Lời giải:

a) Trong hợp chất có nhóm chức - COOH.

Trong hợp chất CH₃CH₂OH có nhóm chức – OH.

Trong hợp chất có nhóm chức – COO –.

b) Có thể sử dụng phổ hồng ngoại để xác định chất đó là CH₃COOCH₂CH₃ hay CH₃COOH hoặc CH₃CH₂OH. Do mỗi chất này có các nhóm chức khác nhau mà mỗi liên kết trong phân tử hợp chất hữu cơ hấp thụ một vài bức xạ hồng ngoại đặc trưng cho liên kết đó.

Lý thuyết Hợp chất hữu cơ và hoá học hữu cơ

I. Hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ

-Hợp chất hữu cơ là hợp chất của carbon trừ một số hợp chất như CO, CO2, muối carbonate, các cyanide, carbide,..

-Ngành hóa học nghiên cứu về các hợp chất hữu cơ được gọi là hóa học hữu cơ.

II. Đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ

1.Thành phần nguyên tố

-Ngoài carbon, trong thành phần của hợp chất hữu cơ thường có thêm các nguyên tố khác như: hydrogen, oxygen, nitrogen, phosphorus, các nguyên tố halogen,…

2. Đặc điểm cấu tạo

-Các nguyên tử trong phân tử hợp chất hữu cơ chủ yếu liên kết bằng liên kết cộng hóa trị.

3. Tính chất vật lý

-Đa số hợp chất hữu cơ ít tan trong nước nhưng tan tốt trong dung môi hữu cơ.

-Các hợp chất hữu cơ thường có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp (dễ bay hơi).

4. Tính chất hóa học

-Phản ứng của hợp chất hữu cơ thường xảy ra chậm và theo nhiều hướng kahcs nhau, tạo thành hỗn hợp các sản phẩm.

-Các hợp chất hữu cơ thường kém bền nhiệt và dễ cháy.

III. Phân loại

-Các hợp chất hữu cơ thường được chia thành 2 nhóm lớn: hydrocarbon và dẫn xuất của hydrocarbon.

-Hydrocarbon: những hợp chất hữu cơ trong phân tử chỉ chứa carbon và hydrogen.

-Dẫn xuất hydrocarbon: thay thế nguyên tử hydrogen trong phân tử hydrocarbon bằng nguyên tử hay nhóm nguyên tử khác.

IV. Nhóm chức

1. Khái niệm

-Nhóm chức là nguyên tử hay nhóm nguyên tử gây ra những tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất hữu cơ.

-Một số loại nhóm chức:-OH; -CHO; -COOH; C=O;…

2. Xác định nhóm chức bằng phổ hồng ngoại

-Có thể xác định được nhóm chức trong phân tử hợp chất hữu cơ dựa vào tín hiệu hấp thụ đặc trưng trên phổ hồng ngoại của nó.

Sơ đồ tư duy Hợp chất hữu cơ và hoá học hữu cơ

Xem thêm lời giải bài tập Hóa học lớp 11 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài 6: Sulfur và sulfur dioxide

Bài 7: Sulfuric acid và muối sulfate

Bài 9: Phương pháp tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơ

Bài 10: Công thức phân tử hợp chất hữu cơ

Bài 11: Cấu tạo hoá học của hợp chất hữu cơ