HÓA HỌC · VDC THPTQG ② — MS, IR & truy tìm cấu trúc hữu cơ
Pipeline cấu trúc hữu cơ: % nguyên tố → CTPT → DBE → IR → NaOH/HCl → mạng phản ứng → CTCT. Giải phẫu câu 3,8,10,18,19,20 với sơ đồ trực quan và hiệu chỉnh…
ĐỀ NGUỒN ĐẦY ĐỦ · VDC ②
Câu 3. Salicylic acid (2-hydroxybenzoic acid) phản ứng với alcohol X có H_2SO_4 đặc xúc tác, thu chất Y (C_8H_8O_3, có nhóm ester) dùng làm thuốc giảm đau. Xét các phát biểu:
(1) X là ethyl alcohol.
(2) X là chất đơn chức, Y là chất đa chức.
(3) Công thức cấu tạo hình bên trong nguồn là của Y.
(4) 1 mol Y phản ứng tối đa với 2 mol NaOH trong dung dịch.
(5) Salicylic acid được sử dụng nhiều trong công nghệ làm đẹp.
Có bao nhiêu phát biểu không đúng?
Câu 8. Alcohol X có M_X=76 tác dụng với carboxylic acid Y thu hợp chất Z mạch hở; X và Y đều chỉ có một loại nhóm chức. Phân tích Z: %C=48,84%; %H=4,65%; %O=46,51%. Mặt khác 17,2 g Z phản ứng vừa đủ với 8 g NaOH. Biết Z có công thức phân tử trùng công thức đơn giản nhất. Tổng số công thức cấu tạo của X, Y, Z thỏa mãn là bao nhiêu?
Câu 10. Hợp chất hữu cơ mạch hở E có %C=40,68%; %H=5,08%; %O=54,24%, M_E=118. E phản ứng theo sơ đồ tỉ lệ mol: (1) E+2NaOH\to X+Y+Z; (2) X+HCl\to F+NaCl; (3) Y+HCl\to T+NaCl. Biết Z là alcohol đơn chức, F và T là hợp chất hữu cơ, M_F<M_T. Xét:
(1) Trong Y, số nguyên tử H bằng số nguyên tử O.
(2) F không có khả năng tham gia phản ứng tráng bạc.
(3) Nhiệt độ sôi của Z thấp hơn ethanol.
(4) T là hợp chất hữu cơ đa chức.
Có bao nhiêu phát biểu đúng?
Câu 18. Cho sơ đồ: X (C_4H_8O_2) thủy phân trong H_2O/H^+, đun nóng, tạo Y và Z. Y phản ứng với glycerol C_3H_5(OH)_3 trong H_2SO_4 đặc tạo T. Z có thể lên men giấm tạo Y; Z phản ứng với HCOOH trong H_2SO_4 đặc tạo W. X,Y,Z,T,W là các hợp chất hữu cơ khác nhau; T chỉ chứa một loại nhóm chức. Xác định phân tử khối của T.
Câu 19. Cho các chất: HCOOCH_3, C_2H_5COOCH_3, CH_3COOCH_3, CH_2=C(CH_3)COOCH_3, CH_3COOH. Có bao nhiêu chất là ester no, đơn chức, mạch hở?
Câu 20. Hợp chất hữu cơ E có %C=54,55%; %H=9,09%; %O=36,36%, M_E=88. Phổ IR cho thấy E không có nhóm –OH nhưng có nhóm C=O. Thủy phân hoàn toàn E trong NaOH thu muối Z của carboxylic acid X và chất hữu cơ Y. Y có nhiệt độ sôi 64,7°C, thấp hơn ethanol 78,3°C. Xét:
(1) E có công thức phân tử C_4H_8O_2.
(2) Trong công nghiệp, Y được phối trộn với xăng RON 92 để tạo xăng sinh học.
(3) Dựa vào phổ hồng ngoại có thể phân biệt được 3 chất E, X, Y.
(4) Dung dịch muối Z có môi trường base.
(5) E có thể điều chế trực tiếp từ phản ứng ester hóa giữa Y và propanoic acid.
Các phát biểu đúng gồm những phát biểu nào?
ĐỀ BÀI GỐC — MS · IR · Truy tìm cấu trúc ②
6 câu nguồn được trình bày đầy đủ trước phần giải. Mọi nhận định cần đánh giá đều được giữ nguyên, không thay bằng bản tóm tắt.
Câu 3. Salicylic acid (2-hydroxybenzoic acid) phản ứng với alcohol X (có H_2SO_4 đặc làm xúc tác), thu được chất Y (công thức C_8H_8O_3, phân tử có nhóm chức ester) dùng làm thuốc giảm đau, sử dụng cho các tổn thương cơ bắp trong vận động, chơi thể thao. Cho các phát biểu:
(1) X là ethyl alcohol.
(2) X là chất đơn chức, Y là chất đa chức.
(3) Công thức cấu tạo hình trên là của Y.
(4) 1 mol Y phản ứng tối đa với 2 mol NaOH (trong dung dịch).
(5) Salicylic acid sử dụng nhiều trong công nghệ làm đẹp.
Có bao nhiêu phát biểu không đúng ?
Câu 8. Alcohol X (M_X=76) tác dụng với carboxylic acid Y thu được hợp chất Z mạch hở (X và Y đều chỉ có một loại nhóm chức). Phân tích Z thu được %C = 48,84%; %H = 4,65%; %O = 46,51%. Mặt khác, 17,2 gam Z phản ứng vừa đủ với 8 gam NaOH trong dung dịch. Biết Z có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất. Tổng số công thức cấu tạo của X, Y, Z thỏa mãn là bao nhiêu?
Câu 10. Phân tích nguyên tố hợp chất hữu cơ mạch hở E cho % khối lượng C, H, O lần lượt 40,68%; 5,08%; 54,24%. Phổ MS cho M_E=118. Từ E thực hiện các phản ứng đúng tỉ lệ mol:
(1) E + 2NaOH → X + Y + Z
(2) X + HCl → F + NaCl
(3) Y + HCl → T + NaCl
Biết Z là alcohol đơn chức; F và T là các hợp chất hữu cơ; M_F<M_T. Xét:
(1) Trong Y, số nguyên tử hydrogen bằng số nguyên tử oxygen.
(2) Chất F không có khả năng tham gia phản ứng tráng bạc.
(3) Nhiệt độ sôi của Z thấp hơn nhiệt độ sôi của ethanol.
(4) Chất T thuộc loại hợp chất hữu cơ đa chức.
Có bao nhiêu phát biểu đúng?
Câu 18. Cho sơ đồ phản ứng sau. X, Y, Z, T, W là các hợp chất hữu cơ khác nhau; T chỉ chứa một loại nhóm chức. Xác định phân tử khối của T.
Câu 19. Cho các chất: HCOOCH_3, C_2H_5COOCH_3, CH_3COOCH_3, CH_2=C(CH_3)COOCH_3, CH_3COOH. Có bao nhiêu chất thuộc loại ester no, đơn chức, mạch hở?
Câu 20. Phân tích nguyên tố hợp chất hữu cơ E cho % khối lượng C, H, O lần lượt 54,55%; 9,09%; 36,36%. MS xác định M_E=88. Phổ IR cho thấy E không chứa nhóm –OH nhưng có nhóm C=O. Thủy phân hoàn toàn E trong NaOH thu được muối Z (muối sodium của carboxylic acid X) và chất hữu cơ Y. Chất Y có nhiệt độ sôi 64,7°C, nhỏ hơn ethanol 78,3°C. Xét:
(1) E có công thức phân tử C_4H_8O_2.
(2) Trong công nghiệp, Y được phối trộn với xăng RON 92 để tạo xăng sinh học.
(3) Dựa vào phổ hồng ngoại, có thể phân biệt được ba chất E, X, Y.
(4) Dung dịch muối Z có môi trường base.
(5) E có thể điều chế trực tiếp từ phản ứng ester hóa giữa Y với propanoic acid.
Các phát biểu đúng gồm những phát biểu nào? Liệt kê theo thứ tự từ nhỏ đến lớn, ví dụ 123; 234...
LUKATO AI · HÓA HỌC HỮU CƠ · STRUCTURE HUNT
② MS, IR & truy tìm cấu trúc hữu cơ
Thấy nhiều dữ kiện không được đoán. Ép bài về một pipeline cố định: % nguyên tố → CTĐGN → CTPT → DBE → IR/nhóm chức → stoichiometry → mạng phản ứng → CTCT .
MS IR %C %H %O Sơ đồ phản ứng Đếm CTCT
0. Thuật toán 7 bước
01 % → số nguyên tử n_C=\%C\cdot M/12.
02 CTĐGN Rút tỉ lệ nguyên tử.
03 CTPT Khớp M từ MS.
04 DBE Khóa vòng/\pi.
05 IR OH? C=O?
06 Mol thuốc thử Khóa số nhóm phản ứng.
07 Kiểm tra ngược Mọi sản phẩm phải khớp.
Sơ đồ 01 · Pipeline truy cấu trúc
1. Salicylic acid — hai nhóm chức, hai đương lượng NaOH
Câu nguồn 3 · Salicylic acid + alcohol X → Y C_8H_8O_3 NGUỒN: 2 PHÁT BIỂU SAI
Y là ester giảm đau; xét 5 phát biểu về X, số nhóm chức, cấu tạo Y, NaOH và ứng dụng.
Sơ đồ 02 · Salicylic acid → methyl salicylate
Nhóm COOH ester hóa; nhóm phenol vẫn còn → Y là tạp chức và có thể tiêu thụ thêm NaOH.
- C_7H_6O_3+CH_4O-H_2O=C_8H_8O_3 ⇒ X là methanol, không phải ethanol.
- Y có ester + phenol ⇒ tạp chức; phát biểu gọi Y “đa chức” sai theo cách phân loại nguồn.
- Cấu tạo o-HOC_6H_4COOCH_3 đúng.
- 1 mol Y dùng tối đa 2 mol NaOH: thủy phân ester + phản ứng phenol.
- Ứng dụng salicylic acid trong chăm sóc da được nguồn xem là đúng.
Bẫy Đếm số nhóm ester rồi kết luận số mol NaOH. Với phenol đi kèm, phải xét phản ứng acid–base sau thủy phân.
Sai (1), (2) → 2 phát biểu sai
2. % nguyên tố + NaOH — Câu 8
Câu nguồn 8 · X M=76, Z có %C/H/O, n_Z:n_{NaOH}=1:2 ĐÁP ÁN NGUỒN 6
Sơ đồ 03 · Từ phần trăm khối lượng đến C_7H_8O_5
Sơ đồ 05 · Cây đồng phân của X và Z
1,3-diol đối xứng chỉ cho một monoester; 1,2-diol cho hai vị trí ester hóa khác nhau.
- M_X=76 phù hợp diol C_3H_8O_2; có propane-1,2-diol và propane-1,3-diol.
- n_C:n_H:n_O\approx7:8:5 ⇒ Z = C_7H_8O_5 (M=172).
- 17,2 g Z = 0,1 mol; 8 g NaOH = 0,2 mol ⇒ Z tiêu thụ 2 NaOH/mol.
- Nguồn suy Y = HOOC-C\equiv C-COOH; Z là monoester vẫn còn một COOH và một OH.
- Hai X-isomer tạo tổng 3 Z-isomer theo vị trí ester hóa; cộng 2 CTCT X + 1 CTCT Y + 3 CTCT Z = 6.
Rubric CTPT X 25% · CTPT Z 25% · tỉ lệ NaOH 25% · đếm CTCT 25%.
Tổng số CTCT: 6
3. E C_4H_6O_4 — mạng thủy phân hai ester
Câu nguồn 10 · E + 2NaOH → X + Y + Z NGUỒN: 2 PHÁT BIỂU ĐÚNG
Sơ đồ 04 · Mạng phản ứng của E
Điều kiện M_F<M_T khóa thứ tự acid hóa: formate → formic acid; glycolate → glycolic acid.
- %C/H/O và M118 ⇒ C_4H_6O_4.
- Hai NaOH + ba sản phẩm, trong đó Z alcohol đơn chức ⇒ E chứa hai phần ester liên kết qua CH_2.
- X=HCOONa, Y=HOCH_2COONa, Z=CH_3OH; acid hóa cho F=HCOOH, T=HOCH_2COOH.
- (1) đúng: Y C_2H_3O_3Na có 3H và 3O. (2) sai: HCOOH tráng bạc. (3) đúng: methanol sôi thấp hơn ethanol. (4) sai theo thuật ngữ nguồn: T là tạp chức.
Đúng (1), (3) → 2 phát biểu
4. Mạng phản ứng Câu 18 — men giấm khóa ethanol
Câu nguồn 18 · X C_4H_8O_2 → Y/Z → T ĐÁP ÁN NGUỒN 218
Sơ đồ 06 · Men giấm là nút khóa của Câu 18
Nếu không nhận ra “men giấm = ethanol → acetic acid”, bài mạng phản ứng rất dễ biến thành đoán mò.
- “Men giấm” oxy hóa ethanol → acetic acid: Z=C_2H_5OH, Y=CH_3COOH.
- X thủy phân acid tạo Y+Z ⇒ X = ethyl acetate.
- Y + glycerol, H_2SO_4 đặc. Điều kiện T chỉ chứa một loại nhóm chức ⇒ ester hóa cả ba OH, T là triacetin.
- T=C_9H_{14}O_6, M=218.
Bẫy Ester hóa một hay hai OH sẽ để lại OH + ester, tức hai loại chức, trái dữ kiện.
Đáp số: 218
5. Câu 19–20 — phân loại + MS/IR thực chiến
Câu nguồn 19 · Ester no, đơn chức, mạch hở ĐÁP ÁN NGUỒN 3
HCOOCH_3, C_2H_5COOCH_3, CH_3COOCH_3, CH_2=C(CH_3)COOCH_3, CH_3COOH.
Sơ đồ 07 · Bộ lọc 3 tầng: ester? no? đơn chức?
Ba chất đầu thỏa. Chất thứ tư có C=C nên không no; chất cuối là acid.
Đáp số: 3
Câu nguồn 20 · E có M=88, IR có C=O không có OH NGUỒN: 4 PHÁT BIỂU ĐÚNG
Sơ đồ 08 · IR fingerprints của E, X, Y
Ba phổ có “chữ ký” khác nhau: ester chỉ C=O; acid có C=O + OH rất rộng; alcohol có OH nhưng không C=O.
Biểu đồ 09 · Nhiệt độ sôi khóa Y = methanol
Dữ kiện 64,7°C trong nguồn trùng điểm sôi methanol → phần alcohol của ester là CH_3OH.
- %C/H/O với M88 ⇒ E=C_4H_8O_2.
- IR có C=O, không OH ⇒ ester.
- Thủy phân kiềm cho muối của acid X và Y có t_s=64,7^\circ C<t_s(ethanol) ⇒ Y=methanol.
- E = methyl propionate C_2H_5COOCH_3; X=propanoic acid; Z=sodium propionate.
- (1) đúng; (2) sai (nguồn đối chiếu ethanol mới là alcohol trộn xăng sinh học phổ thông); (3) đúng vì IR phân biệt ester/acid/alcohol; (4) đúng vì propionate thủy phân tạo môi trường base; (5) đúng vì ester hóa propanoic acid + methanol tạo E.
Hiệu chỉnh cách trả lời Câu hỏi in yêu cầu “liệt kê các phát biểu đúng”, nên bộ đúng là 1,3,4,5 → 1345 . Bảng đáp án nguồn ghi “4”, phù hợp với số lượng phát biểu đúng. LUKATO hiển thị cả hai để tránh nhập nhằng.
Tập đúng: 1345 · Số lượng: 4
6. Checklist chống đoán cấu tạo
Dữ kiện · Việc phải làm · Không được làm
%C/H/O + M · Tính nguyên tử từng nguyên tố · Đoán công thức theo trí nhớ
IR · Khóa OH/C=O trước · Gán tên chất ngay
nNaOH · Đếm đương lượng chức phản ứng · Đếm “số O” thay cho số nhóm
Mạng phản ứng · Suy từ nút có thông tin mạnh nhất · Đi tuần tự từ trái sang phải bằng đoán
Nguồn cơ sở: bộ ảnh Chương 1 người dùng cung cấp. LUKATO tái cấu trúc câu 3,8,10,18,19,20; bảo toàn đáp án/hướng dẫn nguồn nhưng chỉ khẳng định điều có thể suy ra từ dữ kiện ảnh. Với Câu 20, LUKATO tách “tập phát biểu đúng = 1345” khỏi “số lượng = 4” để giải quyết khác biệt giữa câu hỏi và bảng đáp án.
PHỤ LỤC · ĐỀ NGUỒN ĐẦY ĐỦ CHO VDC ②
Đọc đề trước khi xem lời giải.
Câu 3
Salicylic acid (2-hydroxybenzoic acid) phản ứng với alcohol X (có H₂SO₄ đặc làm xúc tác), thu được chất Y (C₈H₈O₃, có nhóm chức ester) dùng làm thuốc giảm đau. Cho các phát biểu:
(1) X là ethyl alcohol.
(2) X là chất đơn chức, Y là chất đa chức.
(3) Công thức cấu tạo của Y là methyl salicylate o-HOC_6H_4COOCH_3.
(4) 1 mol Y phản ứng tối đa với 2 mol NaOH trong dung dịch.
(5) Salicylic acid được sử dụng nhiều trong công nghệ làm đẹp.
Có bao nhiêu phát biểu không đúng?
Câu 8
Alcohol X có M_X=76 tác dụng với carboxylic acid Y thu được hợp chất Z mạch hở; X và Y đều chỉ có một loại nhóm chức. Phân tích Z cho %C=48,84%; %H=4,65%; %O=46,51%. Mặt khác, 17,2 g Z phản ứng vừa đủ với 8 g NaOH trong dung dịch. Biết Z có CTPT trùng với CTĐGN. Tổng số công thức cấu tạo của X, Y, Z thỏa mãn là bao nhiêu?
Câu 10
Phân tích nguyên tố hợp chất hữu cơ mạch hở E cho % khối lượng C, H, O lần lượt 40,68%; 5,08%; 54,24%. Phổ MS cho M_E=118. E phản ứng theo đúng tỉ lệ mol:
(1) E + 2NaOH → X + Y + Z
(2) X + HCl → F + NaCl
(3) Y + HCl → T + NaCl
Biết Z là alcohol đơn chức; F và T là hợp chất hữu cơ; M_F<M_T. Xét các phát biểu:
(1) Trong Y, số nguyên tử H bằng số nguyên tử O.
(2) F không có khả năng tham gia phản ứng tráng bạc.
(3) Nhiệt độ sôi của Z thấp hơn nhiệt độ sôi của ethanol.
(4) T thuộc loại hợp chất hữu cơ đa chức.
Có bao nhiêu phát biểu đúng?
Câu 18
Cho sơ đồ chuyển hóa: X có CTPT C₄H₈O₂ thủy phân trong môi trường acid, đun nóng tạo hai chất hữu cơ Y và Z. Z có thể chuyển thành Y bằng men giấm. Y phản ứng với glycerol C_3H_5(OH)_3 trong H₂SO₄ đặc tạo T; Z phản ứng với HCOOH trong H₂SO₄ đặc tạo W. X, Y, Z, T, W khác nhau và T chỉ chứa một loại nhóm chức. Xác định phân tử khối của T.
Câu 19
Cho các chất: HCOOCH₃, C₂H₅COOCH₃, CH₃COOCH₃, CH₂=C(CH₃)COOCH₃, CH₃COOH. Có bao nhiêu chất thuộc loại ester no, đơn chức, mạch hở?