Lập công thức phân tử của hợp chất hữu cơ lớp 9 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Lập công thức phân tử của hợp chất hữu cơ lớp 9 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Lập công thức phân tử của hợp chất hữu cơ.

Lập công thức phân tử của hợp chất hữu cơ lớp 9 (cách giải + bài tập)

A. Lý thuyết và phương pháp giải

Dạng bài cho biết thành phần phần trăm nguyên tố trong hợp chất hữu cơ

Cách 1. Tính trực tiếp:

Gọi công thức phân tử của hợp chất hữu cơ A là C_xH_yO_zN_t (có thể không chứa O và N)

Từ thành phần phần trăm các nguyên tố trong A, ta có:

$x=\frac{\%C.M_A}{100.12}$

$y=\frac{\%H.M_A}{100.1}$

$z=\frac{\%O.M_A}{100.16}$

$t=\frac{\%N.M_A}{100.14}$

Lưu ý: Có thể dùng các công thức sau để tính M_A

- Dựa vào tỉ khối hơi: $d_{A/B}=\frac{M_A}{M_B}\Rightarrow M_A=M_B.d_{A/B}$

+ Nếu B là không khí thì M_B = 29.

- Dựa vào số mol và khối lượng: $M_A=\frac{m_A}{n_A}$

Cách 2. Tính gián tiếp thông qua công thức đơn giản nhất:

Bước 1. Tìm công thức đơn giản nhất

Gọi công thức đơn giản nhất của hợp chất hữu cơ là C_pH_qO_rN_s (có thể không chứa O và N)

- Ta có tỉ lệ: x : y : z : t = $\frac{\%C}{12}:\frac{\%H}{1}:\frac{\%O}{16}:\frac{\%N}{14}$. Đưa x, y, z, t về số nguyên tối giản ta thu được công thức đơn giản nhất.

Bước 2. Tìm công thức phân tử của A

- Công thức phân tử có thể xác định từ công thức đơn giản nhất của chất và phân tử khối của chất đó. Cụ thể: CTPT = (CTĐGN)_n = (C_pH_qO_rN_s)_n (với n nguyên dương).

Dạng bài đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu cơ A thu được CO₂, H₂O và N₂ (nếu có)

Gọi công thức phân tử của hợp chất hữu cơ A là C_xH_yO_zN_t (có thể không chứa O và N). Ta có phương trình tổng quát:

C_xH_yO_zN_t + (x + $\frac{y}{4}-\frac{z}{2}$)O₂  $\stackrel{t^o}{\to }$ xCO₂ + $\frac{y}{2}$H₂O + $\frac{t}{2}$N₂

        a                                          $n_{C{O}_2}$       $n_{H_{2}O}$       $n_{N_2}$   (mol)

Từ phương trình hóa học tổng quát suy ra

$x=\frac{n_{C{O}_2}}{a}$

$y=\frac{2n_{H_{2}O}}{a}$

$t=\frac{2n_{N_2}}{a}$

$z=\frac{M_A-12x-y-14t}{16}$

B. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 2,8 gam hợp chất hữu cơ A thu được H₂O và 4,958 L khí CO₂ ở điều kiện chuẩn. Xác định công thức phân tử của A biết rằng chất này có phân tử khối bằng 28, trong phân tử A chỉ chứa C và H.

Hướng dẫn giải

$n_{C{O}_2}=\frac{4,958}{24,79}=0,2$

$n_A=\frac{2,8}{28}=0,1$

Gọi công thức phân tử của hợp chất hữu cơ A là C_xH_y, ta có:

$x=\frac{n_{C{O}_2}}{n_A}=\frac{0,2}{0,1}=2$

Vì A có phân tử khối bằng 28, trong phân tử A chỉ chứa C và H ⟹ y = 28 – 12.2 = 4

Vậy công thức phân tử của hợp chất hữu cơ A là C₂H₄

Ví dụ 2: Methyl salicylate thường có mặt trong thành phần của một số thuốc giảm đau, thuốc xoa bóp, cao dán dùng điều trị đau lưng, căng cơ, bong gân,… Thành phần phần trăm về khối lượng các nguyên tố trong phân tử methyl salicylate như sau: 63,16% C; 5,26% H và 31,58% O. Xác định công thức phân tử của methyl salicylate biết rằng chất này có phân tử khối bằng 152.

Hướng dẫn giải

Tổng thành phần phần trăm của các nguyên tố C, H, O trong methyl salicylate là 100% nên trong thành phần methyl salicylate chỉ có C, H và O.

Cách 1:

Gọi công thức phân tử của methyl salicylate là C_xH_yO_z

Từ thành phần phần trăm các nguyên tố, ta có:

$x=\frac{\%C.M_{methylsalicylate}}{100.12}=\frac{63,16.152}{100.12}=8$

$y=\frac{\%H.M_{methylsalicylate}}{100.1}=\frac{5,26.152}{100.1}=8$

$z=\frac{\%O.M_{methylsalicylate}}{100.16}=\frac{31,58.152}{100.16}=3$

Cách 2:

Tỉ lệ về số nguyên tử carbon : hydrogen : oxygen có trong phân tử methyl salicylate là:

n_C : n_H : n_O = $\frac{63,16}{12}:\frac{5,26}{1}:\frac{31,58}{16}$ = 5,26 : 5,26 : 1,97 = 8 : 8 : 3

Vậy công thức đơn giản nhất của X là C₈H₈O₃.

Phân tử khối của methyl salicylate là 152 nên (C₈H₈O₃)_n = 152 ⇒ n = 1.

Vậy methyl salicylate có công thức phân tử là C₈H₈O₃.

C. Bài tập tự luyện

Câu 1. Safrol là chất có trong tinh dầu xá xị (hay gù hương) được dùng làm hương liệu trong thực phẩm. Kết quả phân tích nguyên tố cho thấy % khối lượng của C, H, O trong safrol lần lượt là 74,07%; 6,18%; 19,75%. Biết một phân tử safrol chứa 2 nguyên tử oxygen. Khối lượng (g) của 0,25 mol safrol là

A. 16,2.

B. 40,5

C. 6,18.

D. 81.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B.

Vì safrol có chứa 2 nguyên tử oxygen nên safrol có công thức phân tử nên ta công thức phân tử của safrol là C_xH_yO₂

Ta có:  $2=\frac{\%O.M_{safrol}}{100.16}\Rightarrow M_{safrol}=\frac{\mathrm{2.100.16}}{\%O}=\frac{\mathrm{2.100.16}}{19,75}=1\text{62 (g/mol)}$

⇒ m_safrol = 0,25.162 = 40,5 g.

Câu 2. A là dẫn xuất của hydrocarbon chứa 3 nguyên tố, chứa 38,38% chlorine; 9,73% hydrogen về khối lượng. A có nhiều ứng dụng trong đời sống như sản xuất thuốc diệt cỏ, sử dụng trong ngành dược phẩm,...; A có khối lượng phân tử bằng 92,5 amu. Công thức phân tử của A là

A. C₄H₉Cl.

B. CH₄Cl.

C. C₄H₉Cl₄.

D. C₄H₄Cl.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A.

Gọi công thức phân tử của A là C_xH_yCl_z

Ta có: %C = 100% − (%Cl + %H) = 100% − (38,38% + 9,73%) = 51,89%.

Từ thành phần phần trăm các nguyên tố trong A, ta có:

$x=\frac{\%C.M_A}{100.12}=\frac{51,89.92,5}{100.12}=4$

$y=\frac{\%H.M_A}{100.1}=\frac{9,73.92,5}{100.1}=9$

$z=\frac{\%Cl.M_A}{100.35,5}=\frac{38,38.92,5}{100.35,5}=1$

Vậy công thức phân tử của A là C₄H₉Cl.

Câu 3. X là hợp chất hữu cơ có khối lượng phân tử bằng 92 amu, có nhiều ứng dụng trong đời sống. Trong dược phẩm, X dùng để bào chế thuốc ho, thuốc trợ tim,… Biết X có 39,13%C; 8,69% H, còn lại là oxygen. Công thức phân tử của X là

A. C₆H₁₂O₃.

B. C₃H₆O₃.

C. C₃H₈O.

D. C₃H₈O₃

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D.

Gọi công thức phân tử của X là C_xH_yO_z

Vì X chỉ chứa C, H, O nên %O = 100% – 39,13% – 8,69% = 52,18%

Từ thành phần phần trăm các nguyên tố trong X, ta có:

$x=\frac{\%C.M_X}{100.12}=\frac{39,13.92}{100.12}=3$

$y=\frac{\%H.M_X}{100.1}=\frac{8,69.92}{100.1}=8$

$z=\frac{\%O.M_X}{100.16}=\frac{52,18.92}{100.16}=3$

Gọi công thức phân tử của X là C₃H₈O₃.

Câu 4. Hợp chất hữu cơ A được tạo thành từ 3 nguyên tố C, H, O. Khối lượng phân tử của A là 60 amu. Phần trăm khối lượng của C và H trong hợp chất A tương ứng là 60% và 13,33%. Công thức phân tử của A là

A. C₃H₉O.

B. C₃H₆O₃.

C. C₃H₈O.

D. C₃H₈O₃.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C.

Đặt công thức phân tử của A có dạng: C_xH_yO_z.

Vì X chỉ chứa C, H, O nên %O = 100% – 60% – 13,33% = 26,67%

Từ thành phần phần trăm các nguyên tố trong A, ta có:

$x=\frac{\%C.M_A}{100.12}=\frac{60.60}{100.12}=3$

$y=\frac{\%H.M_A}{100.1}=\frac{13,33.60}{100.1}=8$

$z=\frac{\%O.M_A}{100.16}=\frac{26,67.60}{100.16}=1$

Vậy công thức phân tử của A là: C₃H₈O.

Câu 5. Công thức phân tử cho biết thông tin nào sau đây về phân tử hợp chất hữu cơ?

A. Thành phần nguyên tố và số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố.

B. Thành phần nguyên tố và tỉ lệ số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố.

C. Số lượng nguyên tử mỗi nguyên tố và trật tự liên kết giữa các nguyên tử.

D. Tỉ lệ số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố và trật tự liên kết giữa các nguyên tử.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Công thức phân tử cho biết thành phần nguyên tố và số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố.

Câu 6. Hợp chất hữu cơ A gồm ba nguyên tố, có khối lượng phân tử bằng 46 amu. Phần trăm khối lượng của oxygen và hydrogen trong Y lần lượt là 34,78% và 13,04%. Công thức phân tử của A là

A. C₂H₅O.

B. C₂H₆O.

C. C₂H₇O.

D. C₂H₈O₃.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B.

Gọi công thức phân tử của A là C_xH_yO_z

%C = 100% − %C − %H = 52,18%

Từ thành phần phần trăm các nguyên tố trong A, ta có:

$x=\frac{\%C.M_A}{100.12}=\frac{52,18.46}{100.12}=2$

$y=\frac{\%H.M_A}{100.1}=\frac{13,04.46}{100.1}=6$

$z=\frac{\%O.M_A}{100.16}=\frac{34,78.46}{100.16}=1$

Vậy công thức phân tử của A là C₂H₆O.

Câu 7. Một hợp chất hữu cơ A chứa 32% C, 4% H và 64% O về khối lượng. Biết một phân tử A có 6 nguyên tử oxygen, công thức phân tử của A là

A. C₂H₃O₃.

B. C₄H₆O₆.

C. C₆H₁₂O₆.

D. C₆H₄O₆.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Đặt công thức phân tử của A là C_xH_yO₆

Từ thành phần phần trăm các nguyên tố trong A, ta có:

$6=\frac{\%O.M_A}{100.16}\Rightarrow M_A=\frac{\mathrm{6.16.100}}{64}=1\text{50 (g/mol)}$

$x=\frac{\%C.M_A}{100.12}=\frac{32.150}{100.12}=4$

$y=\frac{\%H.M_A}{100.1}=\frac{4.150}{100.1}=6$

Vậy công thức phân tử của A là C₄H₆O₆.

Câu 8. Đốt cháy 20,63 mg hợp chất Y, chỉ chứa C, H và O, bằng lượng dư khí oxygen tạo 57,94 mg CO₂ và 11,85 mg H₂O. Biết rằng phân tử khối của Y bằng 94. Công thức phân tử của Y là

A. C₂H₃O.

B. C₄H₆O.

C. C₆H₁₂O.

D. C₆H₆O.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

$n_{C{O}_2}=\frac{57,{94.10}^{-3}}{44}=1,{3168.10}^{-3}\left(mol\right)$

$n_{H_{2}O}=\frac{11,{85.10}^{-3}}{18}=0,{6583.10}^{-3}\left(mol\right)$

$n_Y=\frac{20,{63.10}^{-3}}{94}=0,{21947.10}^{-3}\left(mol\right)$

Ta có:

$x=\frac{n_{C{O}_2}}{n_Y}=6$

$y=\frac{2n_{H_{2}O}}{n_Y}=6$

$z=\frac{M_y-12x-y}{16}=\frac{94-12.6-6}{16}=1$

Công thức  phân tử của Y là C₆H₆O.

Câu 9. Aniline là một hợp chất quan trọng trong công nghiệp phẩm nhuộm, sản xuất polymer, có khối lượng phân tử bằng 93 amu. Kết quả phân tích khối lượng trong aniline như sau: 77,42% carbon; 7,53% hydrogen; còn lại là nitrogen. Công thức phân tử của aniline chứa số nguyên tử nitrogen là

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A.

Gọi công thức phân tử của aniline là C_xH_yN_z

Ta có: %N = 100% − %C − %H = 100% −77,42% − 7,53% = 15,05%.

Từ thành phần phần trăm nguyên tố nitrogen trong A, ta có:

$z=\frac{\%N.M_A}{100.14}=\frac{15,05.93}{100.14}=1$

Vậy một phân tử aniline chứa 1 nguyên tử nitrogen

Câu 10. Camphor (có trong cây long não) là một chất rắn kết tinh màu trắng gần như trong suốt giống như sáp với mùi thơm đặc trưng, thường được dùng trong y học. Biết camphor có công thức phân tử là C_xH_yO và có 10,53% oxygen về khối lượng. Khối lượng phân tử của camphor là

A. 148.

B. 152.

C. 156.

D. 160.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B.

Từ thành phần phần trăm nguyên tố oxygen trong camphor, ta có:

$1=\frac{\%O.M_{camphor}}{100.16}\Rightarrow M_{camphor}=\frac{\mathrm{1.16.100}}{10,53}=1\text{52 (g/mol)}$

Xem thêm các dạng bài tập Khoa học tự nhiên 9 phần Hóa học hay, chi tiết khác:

• Bài tập về phản ứng của phi kim với oxygen
• Viết công thức cấu tạo của các hợp chất hữu cơ
• Bài tập về phản ứng cháy của alkane
• Bài tập về phản ứng cháy của alkene
• Bài tập về phản ứng cộng của alkene
• Bài tập về phản ứng trùng hợp của alkene

Xem thêm các loạt bài Để học tốt Hóa học 9 hay khác:

• Giải bài tập Hóa học 9
• Giải sách bài tập Hóa 9
• Đề thi Hóa học 9
• Wiki 200 Tính chất hóa học
• Wiki 3000 Phản ứng hóa học quan trọng

• Hơn 20.000 câu trắc nghiệm Toán,Văn, Anh lớp 9 có đáp án

---