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

(AI giải đề cho tôi)
Saccharin có cấu tạo vòng benzen gắn với nhóm imide –SO2–NH–CO–, không phải saccharide (không phải carbohydrate), nên A sai. Tính chất hóa học của saccharin khác hẳn saccharose (không thủy phân thành glucose/fructose), nên B sai. Saccharin không có giá trị dinh dưỡng (không tạo năng lượng), nên D sai. Từ công thức cấu tạo, đếm nguyên tử: 7C, 5H (4 trên vòng benzen + 1 trên N), 3O (1 C=O và 2 trong SO2), 1N, 1S → công thức phân tử C7H5O3NS, khối lượng mol = 7·12 + 5·1 + 3·16 + 14 + 32 = 183 g/mol. Vậy phát biểu đúng là C, trùng với đáp án của đề.

(AI giải đề cho tôi)
Để xác nhận nguyên tố N trong hợp chất hữu cơ (cafein $C_8{H}_{10}{N}_4{O}_2$), người ta dùng phương pháp Lassaigne: nung nóng hợp chất với kim loại Na, nguyên tố N được chuyển thành NaCN (natri xyanua). Sau đó có thể nhận biết ion $C{N}^{-}$ bằng các phản ứng đặc trưng. Các chất như $N_2$ hay $N{H}_3$ không phải là sản phẩm chuyển hóa dùng để xác nhận N trong phân tích định tính nguyên tố theo cách này. Đáp án khớp với đáp án nguồn (53.B).

(AI giải đề cho tôi)
Đốt cháy: $n_{C{O}_2}=10,304/22,4=0,46$ mol; $n_{H_{2}O}=10,8/18=0,6$ mol; $n_{O_2}=13,44/22,4=0,6$ mol.

X là axit đơn chức, mạch hở, có một liên kết đôi C=C và có đồng phân hình học nên X là axit crotonic $C_4{H}_6{O}_2$ (HOOC–CH=CH–CH${}_3$). Gọi $x,y,z$ là số mol X, Y, Z; Y, Z là ancol no đơn chức kế tiếp: $Y=C_n{H}_{2n+2}O$, $Z=C_{n+1}{H}_{2n+4}O$.

- Bảo toàn C: $4x+ny+(n+1)z=0,46$
- Bảo toàn H: $6x+(2n+2)y+(2n+4)z=1,2$
- $x+y+z=0,26$

Lấy phương trình H trừ 2 lần phương trình C: $-2x+2(y+z)=0,28$, kết hợp $x+y+z=0,26$ cho $y+z=0,2$ và $x=0,06$.

Phương trình C: $0,24+0,2n+z=0,46\Rightarrow z=0,22-0,2n$.

Kiểm tra bảo toàn O (khối lượng O trong sản phẩm trừ O từ $O_2$): $2(0,46)+0,6-1,2=0,32$ mol O nguyên tố $=2x+y+z$, thỏa mãn với mọi n (phương trình $O_2$ phụ thuộc). Với $n=1$: $Y=C{H}_{3}OH$ (0,18 mol), $Z=C_2{H}_{5}OH$ (0,02 mol), khi đó $2(0,06)+0,18+0,02=0,32$ ✓ và $O_2$: $4,5(0,06)+1,5(0,18)+3(0,02)=0,6$ ✓.

Khối lượng: $m_X=0,06\times 86=5,16$ g; $m_Y=0,18\times 32=5,76$ g; $m_Z=0,02\times 46=0,92$ g. Tổng $m_E=11,84$ g.

$\%m_Z=\frac{0,92}{11,84}\times 100=7,77\%$.

(AI giải đề cho tôi)
Số mol: $n_{C{O}_2}=0,6$ mol nên $n_C=0,6$ mol; $n_{H_{2}O}=0,6$ mol nên $n_H=1,2$ mol. Khối lượng C và H: $m_C=0,6\times 12=7,2$ g; $m_H=1,2\times 1=1,2$ g. Khối lượng O trong X: $m_O=13,2-7,2-1,2=4,8$ g, tức $n_O=4,8/16=0,3$ mol. Tỉ lệ $C:H:O=0,6:1,2:0,3=2:4:1$, suy ra công thức đơn giản nhất $C_2{H}_{4}O$ (M = 44). Nhưng X là este nên phải có ít nhất 2 nguyên tử O; xét công thức phân tử $(C_2{H}_{4}O{)}_n$ với $M_X=13,2/n_X$. Số mol X: với công thức $C_4{H}_8{O}_2$ (M = 88), $n_X=13,2/88=0,15$ mol, khi đó $n_{C{O}_2}=0,15\times 4=0,6$ mol và $n_{H_{2}O}=0,15\times 8/2=0,6$ mol — khớp hoàn toàn với dữ kiện. Vậy công thức phân tử của X là $C_4{H}_8{O}_2$ (ví dụ etyl axetat). Đáp án B, trùng với đáp án nguồn (Câu 57 → B).

(AI giải đề cho tôi)
Tính % khối lượng O của từng chất: Alanin $C_3{H}_{7}N{O}_2$: $M=89$, $\%O=\frac{32}{89}\approx 35,96\%$. Metylamin $C{H}_{3}N{H}_2$: không có O. Metyl axetat $C{H}_{3}COOC{H}_3$: $M=74$, $\%O=\frac{32}{74}\approx 43,24\%$. Saccarozô $C_{12}{H}_{22}{O}_{11}$: $M=12\cdot 12+22\cdot 1+11\cdot 16=342$, $\%O=\frac{11\cdot 16}{342}=\frac{176}{342}\approx 51,46\%$. Vậy chất có % khối lượng O bằng 51,46% là saccarozô, khớp với đáp án D của đề.

(AI giải đề cho tôi)
Phần trăm khối lượng C = 85,714% nên %H = 14,286%. Tỉ lệ số nguyên tử: C : H = 85,714/12 : 14,286/1 = 7,143 : 14,286 = 1 : 2, vậy công thức nguyên tử là (CH${}_2$)${}_n$. Peak ion phân tử m/z = 42 cho biết M = 42, suy ra 14n = 42 → n = 3, công thức phân tử C${}_3$H${}_6$. X mạch hở nên X là propene: CH${}_2$=CHCH${}_3$ (M = 42, %C = 36/42 = 85,714%). Đáp án C.

(AI giải đề cho tôi) %C = 85,714% → %H = 14,286% → tỉ lệ C:H = 85,714/12 : 14,286/1 = 7,1428 : 14,286 = 1 : 2 → công thức phân tử dạng (CH₂)n. M = 42 → 14n = 42 → n = 3 → X là C₃H₆, mạch hở nên X là CH₂=CHCH₃ (propene).

(AI giải đề cho tôi)
Phân tích phần trăm khối lượng các nguyên tố trong Y: %C = 85,71%, %H = 14,29%. Tỉ lệ số mol C : H = 85,71/12 : 14,29/1 ≈ 7,14 : 14,29 = 1 : 2, nên công thức đơn giản nhất là CH2. Loại A (C3H8 có tỉ lệ C:H = 3:8) và D (C2H2 có tỉ lệ 1:1). Còn lại C2H4 và C3H6 đều thỏa công thức đơn giản nhất CH2. Theo phổ MS: phổ của X có mảnh M+ ở m/z = 28 với cường độ tương đối lớn nhất (100%) → M_X = 28 → X là C2H4 (ethene, M = 2×12 + 4×1 = 28). Phổ của Y có mảnh M+ ở m/z = 42 là giá trị m/z lớn nhất → M_Y = 42 → Y là C3H6 (propene, M = 3×12 + 6×1 = 42). Cả hai cùng công thức đơn giản nhất CH2, khớp dữ kiện. Vậy X là C2H4 và Y là C3H6, đáp án B (khớp đáp án nguồn).

(AI giải đề cho tôi)
Từ phổ khối, pic phân tử M⁺ ở m/z = 46 (rõ ràng ở vùng 45–46), nên phân tử khối của X là 46. So sánh các lựa chọn: methanol CH₃OH có M = 32; acetic acid CH₃COOH có M = 60; propanol C₃H₇OH có M = 60; ethanol C₂H₅OH có M = 46. Vậy X là ethanol. Phổ cũng có pic mạnh ở m/z = 31 tương ứng fragment CH₂OH⁺, đặc trưng của ancol ethanol, phù hợp với đáp án D.

(AI giải đề cho tôi)
Phân tích phần trăm nguyên tố trong Y: %C = 85,71%, %H = 14,29%. Tỉ lệ mol C:H = 85,71/12 : 14,29/1 ≈ 7,14 : 14,29 = 1 : 2, nên công thức đơn giản nhất là CH2 (khối lượng đơn vị CH2 = 14). Xét phổ MS: phổ của X có mảnh [M+] ở m/z = 28 với cường độ tương đối lớn nhất (100%), nên M của X = 28 = 2 × 14 → X là C2H4. Phổ của Y có mảnh [M+] ở m/z = 42 là giá trị m/z lớn nhất, nên M của Y = 42 = 3 × 14 → Y là C3H6. Vậy công thức phân tử của X và Y lần lượt là C2H4 và C3H6, tương ứng phương án B.

(AI giải đề cho tôi)
Phổ khối của X có đỉnh phân tử M⁺ tại m/z = 46 (giá trị m/z lớn nhất có cường độ rõ rệt, được ghi chú M⁺, 46 trên phổ), nên phân tử khối của X là 46. So sánh: methanol CH3OH có M = 32; acetic acid CH3COOH có M = 60; propanol C3H7OH có M = 60; ethanol C2H5OH có M = 46. Ngoài ra, đỉnh m/z = 31 (CH2OH⁺) là mảnh ion đặc trưng của ancol ethanol. Vậy X là ethanol.

(AI giải đề cho tôi)
Thí nghiệm nung hợp chất hữu cơ với CuO: sản phẩm cháy (H2O và CO2) đi qua bông trộn CuSO4 khan (hóa xanh nếu có H2O, chứng tỏ nguyên tố H) rồi vào dung dịch Ca(OH)2 (vẩn đục trắng CaCO3 nếu có CO2, chứng tỏ nguyên tố C). Vậy thí nghiệm dùng để xác định C và H, không xác định nitơ hay clo nên A, D sai. Bông CuSO4 khan có tác dụng nhận biết hơi nước, không phải ngăn hơi hợp chất hữu cơ thoát ra nên B sai. Ba(OH)2 cũng tạo kết tủa BaCO3 trắng với CO2 nên có thể thay Ca(OH)2, phát biểu C đúng.

Chọn C.
Tính phân tử khối:
CH${}_3$COOCH${}_3$ có M = 74.
HCOOC${}_2$H${}_5$ có M = 74.
C${}_2$H${}_5$COOCH${}_3$ có M = 88.
C${}_2$H${}_3$COOCH${}_3$ có M = 86.
Vậy X phù hợp là C${}_2$H${}_5$COOCH${}_3$.

$M_X=46\to$ X có thể là ethanol $(C_2{H}_{5}OH)$.

(AI giải đề cho tôi)
Anethole có công thức C10H12O (vòng benzene gắn nhóm OCH3 và nhóm CH=CH-CH3), M = 148 g/mol. Khối lượng carbon = 10 × 12 = 120 g, nên %C = 120/148 × 100 ≈ 81,08%, không phải 10,81% → D sai (đây là phát biểu KHÔNG đúng, đúng với yêu cầu câu hỏi). A đúng: anethole có khối lượng riêng 0,998 g/cm³ < 1 g/cm³ nên nhẹ hơn nước, và có liên kết đôi C=C ngoài vòng nên làm mất màu nước bromine. B đúng: vòng benzene có 3 liên kết π cộng với 1 liên kết π của nhóm C=C = 4 liên kết π. C đúng: anethole không tan trong nước, nên có thể tách khỏi hỗn hợp với nước bằng chiết ở điều kiện thường.

Limonen có 10C và k = 1 vòng + 2 pi = 3
$⟶C_{10}{H}_{16}$

Đặt công thức đơn giản nhất của hydrocarbon là CₓHᵧ ⇒ $$\frac{12x}{y}=\frac{85,714}{14,286}\Rightarrow \frac{x}{y}=\frac{1}{2}$$ CTDGN: CH₂
* Với X có M_X = 28 ⇒ 14.n = 28 ⇒ n = 2 ⇒ X là C₂H₄.
* Với Y có M_Y = 42 ⇒ 14.n = 42 ⇒ n = 3 ⇒ Y là C₃H₆.

Đáp số 27,2.
$\%O=\frac{5\times 16}{294}\times 100\%=27,21$
Làm tròn kết quả đến hàng phần mười → kết quả 27,2
Đáp án: 27,2

Trong phổ khối lượng, tín hiệu có tỉ số $m/z$ lớn nhất thường tương ứng với ion phân tử $[M{]}^{+}$ là 60 → M = 60
Vậy công thức phân tử $C_2{H}_{4}O$
- $C{H}_{3}COOH$ (acetic acid)
- $HCOOC{H}_3$ (methyl formate)
m/z = 29 (Cường độ 100%) → $[CHO{]}^{+}$
m/z = 31 (Cường độ 15%) → $[C{H}_{3}O{]}^{+}$
Công thức cấu tạo phù hợp nhất với hợp chất X là HCOOCH${}_3$

(AI giải đề cho tôi)
Thí nghiệm đốt cháy hợp chất hữu cơ: bông trộn CuSO4 khan dùng để nhận biết hơi nước (chứng tỏ hợp chất có H), không phải để ngăn hơi hữu cơ thoát ra (C sai). Khí dẫn vào dung dịch Ca(OH)2 làm dung dịch vẩn đục trắng do tạo CaCO3, chứng tỏ có CO2 sinh ra, tức hợp chất hữu cơ chứa nguyên tố cacbon. Thí nghiệm này không dùng để xác định clo (A sai) hay nito (D sai). Dung dịch Ba(OH)2 cũng phản ứng tương tự với CO2 tạo kết tủa BaCO3 trắng nên có thể thay thế Ca(OH)2: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + H2O. Vậy phát biểu đúng là B, trùng với đáp án nguồn.