Sách bài tập Hóa 11 Bài 10 (Kết nối tri thức): Hợp chất hữu cơ và hoá học hữu cơ

Giải SBT Hóa 11 Bài 10: Hợp chất hữu cơ và hoá học hữu cơ

Bài 10.1 trang 39 Sách bài tập Hóa học 11: Hợp chất hữu cơ là các hợp chất của....... (trừ các oxide của carbon, muối carbonate, cyanide, carbide,...). Từ thích hợp điền vào chỗ trống trong định nghĩa trên là

A. carbon.

B. hydrogen.

C. oxygen.

D. nitrogen.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Hợp chất hữu cơ là các hợp chất của carbon (trừ các oxide của carbon, muối carbonate, cyanide, carbide,...).

Bài 10.2 trang 39 Sách bài tập Hóa học 11: Xét phản ứng quang hợp:

$6{\text{CO}}_2+6{\text{H}}_2\text{O}\stackrel{t^o}{\to }{\text{C}}_6{\text{H}}_{12}{\text{O}}_6+6{\text{O}}_2$

Chất nào trong phản ứng này thuộc loại hợp chất hữu cơ?

A. CO₂.

B. H₂O.

C. C₆H₁₂O₆.

D. O₂.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Hợp chất hữu cơ là các hợp chất của carbon (trừ các oxide của carbon, muối carbonate, cyanide, carbide,...).

Vậy C₆H₁₂O₆ là hợp chất hữu cơ.

Bài 10.3 trang 39 Sách bài tập Hóa học 11: Hoá học hữu cơ là ngành hoá học chuyên nghiên cứu về các........... Cụm từ thích hợp điền vào chỗ trống trong định nghĩa trên là

A. hợp chất hữu cơ.

B. hợp chất vô cơ.

C. hợp chất thiên nhiên.

D. hợp chất phức.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Hoá học hữu cơ là ngành hoá học chuyên nghiên cứu về các hợp chất hữu cơ.

Bài 10.4 trang 39 Sách bài tập Hóa học 11: Nhân xét nào dưới đây về đặc điểm chung của các chất hữu cơ không đúng?

A. Các hợp chất hữu cơ thường khó bay hơi, bền với nhiệt và khó cháy.

B. Liên kết hoá học chủ yếu trong các phân tử hợp chất hữu cơ là liên kết cộng hoá trị.

C. Các hợp chất hữu cơ thường không tan hoặc ít tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ.

D. Các phản ứng hoá học của hợp chất hũu cơ thường xảy ra chậm và theo nhiều hướng khác nhau tạo ra một hỗn hợp các sản phẩm.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Các hợp chất hữu cơ thường dễ bay hơi, dễ bị phân hủy bởi nhiệt và rất dễ cháy.

Bài 10.5 trang 40 Sách bài tập Hóa học 11: Hydrocarbon là loại hợp chất hữu cơ mà thành phần phân tử có các nguyên tố nào sau đây?

A. C và H.

B. C, H và O.

C. C, H và N.

D. C, H, O và N.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Hydrocarbon là loại hợp chất hữu cơ mà thành phần phân tử có các nguyên tố C và H.

Bài 10.6 trang 40 Sách bài tập Hóa học 11: Nhóm chức là...... gây ra những phản ứng đặc trưng của phân tử hợp chất hữu cơ. Cụm từ thích hợp điền vào chỗ trống trong phát biểu trên là

A. nguyên tử.

B. phân tử.

C. nhóm nguyên tử.

D. nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Nhóm chức là nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử gây ra những phản ứng đặc trưng của phân tử hợp chất hữu cơ.

Bài 10.7 trang 40 Sách bài tập Hóa học 11: Phổ hồng ngoại là phương pháp vật lí rất quan trọng và phổ biến để nghiên cứu về

A. thành phần nguyên tố chất hữu cơ.

B. thành phần phân tử hợp chất hữu cơ.

C. cấu tạo hợp chất hữu cơ.

D. cấu trúc không gian hợp chất hữu cơ.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Phổ hồng ngoại là phương pháp vật lí rất quan trọng và phổ biến để nghiên cứu về

cấu tạo hợp chất hữu cơ.

Bài 10.8 trang 40 Sách bài tập Hóa học 11: Xét các chất CH₄, HCN, CO₂, CH₂=CH₂, CH₃CH = O, Na₂CO₃, CH₃COONa, H₂NCH₂COOH và Al₄C₃. Trong các chất này, số hợp chất hữu cơ là

A. 3.

B. 4.

C. 5.

D. 6.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Các chất hữu cơ là CH₄, CH₂=CH₂, CH₃CH = O, CH₃COONa, H₂NCH₂COOH.

Bài 10.9 trang 40 Sách bài tập Hóa học 11: Phân tử chất nào sau đây không chỉ chứa liên kết cộng hoá trị?

A. CH₃CH₂OH.

B. CH₃CH = O.

C. CH ≡ CH.

D. CH₃COONa.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Phân tử CH₃COONa vừa chứa liên kết cộng hóa trị vừa chứa liên kết ion.

Bài 10.10 trang 40 Sách bài tập Hóa học 11: Trong các chất sau đây, chất nào dễ cháy nhất?

A. CO₂.

B. C₂H₅OH.

C. Na₂CO₃.

D. N₂.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

C₂H₅OH thuộc hợp chất hữu cơ nên rất dễ cháy nhất.

$C_2{H}_{5}OH+3O_2\stackrel{t^O}{\to }2C{O}_2+3H_{2}O.$

Bài 10.11 trang 40 Sách bài tập Hóa học 11: Cho các hợp chất sau: CH₄, NH_3­, C₂H_2, CCl₄, C_2­H₄, C₆H₆. Số hợp chất thuộc loại hydrocarbon là

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Các hợp chất thuộc loại hydrocarbon là CH₄, C₂H₂, C_2­H₄, C₆H₆.

Bài 10.12 trang 40 Sách bài tập Hóa học 11: Biết rằng hydrocarbon no chỉ chứa liên kết đơn, hydrocarbon không no có chứa liên kết bội và hydrocarbon thơm có chứa vòng benzene. Xét các chất sau:

Nhận định nào sau đây không đúng?

A. Số hydrocarbon bằng 5.

B. Số dẫn xuất hydrocarbon bằng 3.

C. Số hydrocarbon no bằng 2.

D. Số hydrocarbon không no bằng 3.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Có 2 hydrocarbon không no, mạch hở đó là hợp chất CH₂ = CH₂ và CH ≡ CH.

Bài 10.13 trang 41 Sách bài tập Hóa học 11: Nhận định nào sau đây không đúng?

A. CH₄, CH₂ = CH₂ và CH ≡ CH là những hydrocarbon.

B. CH₃OH và HOCH₂ – CH₂OH là những alcohol.

C. CH₃COOH và CH₂(COOH)₂ là những carboxylic acid.

D. CH₃CH = O và CH₃COCH₃ là những aldehyde.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

CH₃COCH₃ là ketone.

Bài 10.14 trang 41 Sách bài tập Hóa học 11: Xét các chất sau:

Nhận định nào sau đây không đúng?

A. Số hợp chất hữu cơ đa chức (có 2 nhóm chức giống nhau trở lên) bằng 4.

B. Số hợp chất hữu cơ tạp chức (có 2 nhóm chức khác nhau trờ lên) bằng 2.

C. Số hợp chất hữu cơ thuộc loại alcohol bằng 3.

D. Số hợp chất hữu cơ thuộc loại carboxylic acid bằng 3.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Có 1 hợp chất thuộc loại carboxylic acid là HOOC[CH₂]₃COOH.

Bài 10.15 trang 41 Sách bài tập Hóa học 11: Tại sao chỉ hai nguyên tố carbon và hydrogen nhưng tạo được nhiều hợp chất hydrocarbon?

Lời giải:

Chỉ hai nguyên tố carbon và hydrogen nhưng tạo được nhiều hợp chất hydrocarbon, vì so với nguyên tử của các nguyên tố khác, nguyên tử của nguyên tố carbon có khả năng liên kết trực tiếp với nhau, tạo được các phân tử với mạch carbon thẳng, nhánh hoặc vòng.

Bài 10.16 trang 41 Sách bài tập Hóa học 11: Hãy giải thích:

a) Tại sao liên kết chủ yếu trong các hợp chất hữu cơ là liên kết cộng hoá trị?

b) Tại sao các phân tử hợp chất hữu cơ thường dễ nóng chảy, dễ bay hơi và ít tan trong nước?

c) Tại sao phản ứng hữu cơ thường xảy ra theo nhiều hướng và tạo nhiều sản phẩm?

Lời giải:

a) Liên kết chủ yếu trong các hợp chất hữu cơ là liên kết cộng hoá trị vì loại nguyên tố cấu thành hợp chất hữu cơ chủ yếu là các nguyên tố phi kim (C, H, O, N,…).

b) Phân tử hợp chất hữu cơ thường dễ nóng chảy, dễ bay hơi (nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp) do liên kết giữa các các phân tử hợp chất hữu cơ (các phân tử cộng hoá trị) là liên kết hydrogen hoặc tương tác van der Waals kém bền. Phần nhiều các phân tử hợp chất hữu cơ ít tan trong nước vì là các hydrocarbon không phân cực hoặc các hợp chất chứa nhóm chức mang gốc hydrocarbon lớn không phân cực.

c) Phản ứng hữu cơ thường xảy ra theo nhiều hướng và tạo nhiều sản phẩm do trong phân tử hợp chất hữu cơ có nhiều nhóm cấu trúc tương tự, có khả năng phản ứng tương tự. Ví dụ: Phân tử methane có bốn liên kết C–H tương tự, nên có thể thế lần lượt các nhóm này (bằng chlorine chẳng hạn) tạo nhiều sản phẩm gồm CH₃Cl, CH₂Cl₂, CHCl₃ và CCl₄.

Bài 10.17 trang 42 Sách bài tập Hóa học 11: Sử dụng Bảng 10.2, sách giáo khoa Hoá học 11, xác định và giải thích trong mỗi phổ hồng ngoại dưới đây, phổ nào tương ứng với cấu trúc của một ketone, một alcohol, một carboxylic acid, một amine bậc nhất (-NH₂), hay một amine bậc hai (-NH-).

Lời giải:

a) Tín hiệu mạnh tại 1 700 cm tương ứng với tín hiệu nhóm (C=O) của một ketone.

b) Tín hiệu rộng rõ nét trong khoảng 2 200 – 3 600 cm^-1 đặc trưng cho nhóm –OH của một carboxylic acid. Tín hiệu tại 1 700 cm^-1 cũng khẳng định sự tồn tại nhóm C=O của một carboxylic acid.

c) Tín hiệu ở khoảng 3 400 cm^-1 tương ứng với cấu trúc liên kết N–H của một amine bậc hai.

d) Hai tín hiệu tại 3 350 và 3 450 cm^-1 tương ứng với các vạch đối xứng và bất đối các liên kết N–H của một nhóm NH₂, nên đây là phổ của một amine bậc nhất.

e) Tín hiệu mạnh tại 1 700 cm^-1 tương ứng với tín hiệu nhóm (C=O) của một ketone.

g) Khoảng tín hiệu trong khoảng 3 200 và 3 600 cm^-1 đặc trưng cho một alcohol.

Bài 10.18 trang 42 Sách bài tập Hóa học 11: Chrysanthemic acid được tách từ hoa cúc, có công thức cấu tạo như sau:

Phổ hồng ngoại của chrysanthemic acid có năm tín hiệu sau: khoảng 1650 cm^-1; khoảng 1715 cm^-1, < 3000 cm^-1; khoảng 3100 cm^-1; khoảng 2200-3600 cm^-1. Xác định các nhóm cấu trúc hình thành năm tín hiệu này.

Lời giải:

Năm tín hiệu trên phổ tương ứng với các nhóm cấu trúc sau đây:

1) Liên kết C=C (~1 650 cm^-1);

2) Liên kết C = O của nhóm carboxylic acid (~1 715 cm^-1);

3) Các liên kết $C_{s{p}^3}$ - H (< 3 000 cm^-1);

4) Liên kết $C_{s{p}^2}$- H ($~$ 3100 cm^-1);

5) Liên kết O − H của nhóm carboxylic acid (2 200 – 3 600 cm^-1).

Lý thuyết Hợp chất hữu cơ và hoá học hữu cơ

1. Hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ

a. Khái niệm

Hợp chất của carbon là hợp chất hữu cơ (trừ một số các hợp chất như carban monoxide, carbon dioxide, muôi carbonate, cyanide, carbide,...). Các hợp chất của carbon với các nguyên tổ khác trong bảng tuần hoàn đã tạo nên hàng chục triệu hợp chất hữu cơ. Số lượng các chất hữu cơ mới vẫn đang tiếp tục tăng lên.

b. Đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ

- Thành phần phân tử nhất thiết phải chứa nguyên tố carbon, thường có hydrogen, oxygen, nitrogen, halogen, sulfur, phosphorus....

- Liên kết hoá học chủ yếu là liên kết cộng hoá trị. Các nguyên tử carbon không những có khả năng liên kết với nguyên tử của các nguyên tố khác mà còn có thể liên kết với nhau tạo thành mạch carbon.

- Nhiệt độ nóng chảy thấp, nhiệt độ sôi thấp (dễ bay hơi) và thường không tan hoặc ít tan trong nước, tan trong các dung môi hữu cơ.

- Dễ chảy, kém bền với nhiệt nên dễ bị nhiệt phân huỷ.

- Phản ứng của các hợp chất hữu cơ thường xảy ra chậm, theo nhiều hướng và tạo ra hỗn hợp các sản phẩm. Để tăng tốc độ phản ứng thường cần đun nóng và có xúc tác.

2. Phân loại hợp chất hữu cơ

Dựa vào thành phần nguyên tố, hợp chất hữu cơ có thể phân thành hai loại:

+ Hydrocarbon: là những hợp chất được tạo thành chỉ từ hai nguyên tố carbon và hydrogen. Một số hydrocarbon tiêu biểu:

+ Dẫn xuất của hydrocarbon: Được tạo thành khi một hay nhiều nguyên tử hydrogen trong phân tử hydrocarbon thay thế bằng một hay nhiều nguyên tử hay nhóm nguyên tử khác (thường chứa oxygen, nitrogen, sulfur, halogen,...). Dẫn xuất của hydrocarbon được phân thành nhiều loại:

3. Nhóm chức trong phân tử hợp chất hữu cơ

a. Khái niệm

Nhóm chức là nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử trong phân tử gây ra những tính chất hoá học đặc trưng của hợp chất hữu cơ.

Ví dụ: Dimethyl ether (H₃C–O–CH₃ và ethanol (C₂H₅-OH) có cùng công thức phân tử C₂H₆O nhưng có các tính chất khác nhau.

b. Một số loại nhóm chức cơ bản

c. Phổ hồng ngoại và nhóm chức

Phương pháp phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy, được viết tắt là IR) là phương pháp vật lí rất quan trọng và phổ biến đề nghiên cứu cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ.

Dựa vào các số sóng hấp thụ đặc trưng trên phố IR có thể dự đoán nhóm chức trong phân tử chất nghiên cứu.

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

Xem thêm các bài giải SBT Hóa học 11 sách Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 11: Phương pháp tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơ

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