Các dạng bài tập về xác định và đếm số đồng phân môn Hóa học 11 năm 2021

1. Dạng 1: Tìm số đồng phân cấu tạo của hợp chất hữu cơ

a. Bảng hóa trị và các kiểu liên kết của các nguyên tố

b. Các bước viết đồng phân

Để viết đồng phân cấu tạo (công thức cấu tạo) của hợp chất hữu cơ thì điều quan trọng là phải biết đặc điểm cấu tạo hoặc dự đoán được đặc điểm cấu tạo của hợp chất. Từ đó, dựa vào hóa trị và các kiểu liên kết của các nguyên tố trong hợp chất để viết đồng phân.

Muốn biết đặc điểm cấu tạo của hợp chất hữu cơ, ta dựa vào độ bất bão hòa (độ không no) của hợp chất đó.

° Độ bất bão hòa của hợp chất hữu cơ là đại lượng đặc trưng cho độ không no của phân tử hợp chất hữu cơ, được tính bằng tổng số liên kết  và số vòng có trong hợp chất đó. Độ bất bão hòa có thể được ký hiệu là k, a, deta ,... Thường ký hiệu là k.

Công thức tính độ bất bão hòa : \(k = \frac{{\sum {[so\,\,nguyen\,\,tu.(hoa\,\,tri\,cua\,\,nguyen\,\,to - 2)]} \,\, + \,\,2}}{2}\)

Đối với hợp chất C_xH_yO_zN_t, ta có : \(k = \frac{{x(4 - 2) + y(1 - 2) + z(2 - 2) + t(3 - 2) + 2}}{2} = \frac{{2x - y + t + 2}}{2}\,\,\,\,(k \ge 0,\,\,k \in N)\)

Nếu k = 0 thì hợp chất hữu cơ là hợp chất no, mạch hở. Nếu k = 1 thì đó là hợp chất không no, mạch hở, có 1 liên kết p  hoặc là hợp chất hữu cơ no, mạch vòng đơn...

2. Dạng 2: Xác định các chất có đồng phân hình học

a. Khái niệm về đồng phân hình học

Đồng phân hình học là các đồng phân có thành phần cấu tạo như nhau nhưng khác nhau về sự phân bố không gian của các nguyên tử trong phân tử.

Điều kiện để hợp chất hữu cơ có đồng phân hình học là : Phân tử phải có liên kết đôi C = C (1); các nguyên tử, nhóm nguyên tử liên kết với nguyên tử C có liên kết đôi phải khác nhau (2).

Đồng phân hình học tồn tại theo từng cặp cis – trans : cis là đồng phân mà các nhóm thế có khối lượng lớn ở cùng phía của mặt phẳng liên kết pi; trans là đồng phân mà các nhóm thế có khối lượng lớn nằm ở hai phía khác nhau của mặt phẳng liên kết pi.

Ví dụ 1: Khi phân tích thành phần một ancol đơn chức X thì thu được kết quả: tổng khối lượng của cacbon và hiđro gấp 3,625 lần khối lượng oxi. Số đồng phân ancol ứng với công thức phân tử của X là :

A. 2.                           

B. 4                            

C. 1                            

D. 3

Hướng dẫn giải

Đặt công thức của X là C_xH_yO. Theo giả thiết, ta có 

12x + y = 3,625.16 = 58 → x = 4 và y = 10 → X là C₄H₁₀O

Viết cụ thể từng đồng phân

Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn m gam một ancol no X thu được m gam H₂O. Biết khối lượng phân tử của X nhỏ hơn 100 (đvC). Số đồng phân cấu tạo của ancol X là:

A. 5.                           

B. 6.                           

C. 3.                           

D. 4.

Hướng dẫn giải

Đặt công thức của ancol no X là C_nH_2n+2-b(OH)_b.

Chọn m = 18 → nH₂O = 1 và nCnH2n+2-b(OH)b = 18 : (14n + 2 + 16b)

Theo giả thiết và bảo toàn nguyên tố H, ta có :

(2n + 2)CnH2n+2-b(OH)b = 2nH₂O  → (2n + 2).18 : (14n + 2 + 16b) = 2 → 4b - n = 4 → n = 4 và b = 2 → X là C4H₈(OH)₂

X có 6 đồng phân là :

Ví dụ 3: Số chất ứng với công thức phân tử C₇H₈O (là dẫn xuất của benzen) đều tác dụng được với dung dịch NaOH là :

A. 2.                           

B. 4.                           

C. 3.                           

D. 1.

Hướng dẫn giải

Theo giả thiết, C₇H₈O có vòng benzen và đều tác dụng được với NaOH nên chúng là các phenol. Số đồng phân thỏa mãn là 3 :

Ví dụ  4: X là hợp chất thơm có công thức phân tử C₇H₈O khi cho X tác dụng với nước Br₂ tạo ra sản phẩm Y có chứa 69,565% Br về khối lượng. X là:

A. o-crezol.                

B. m-crezol.                

C. Ancol benzylic.     

D. p-crezol.

Hướng dẫn giải

X là hợp chất thơm, X tác dụng với dung dịch Br₂, chứng tỏ X là phenol. Theo giả thiết, ta có :

mBr/Y = 80x : (108 + 79x) = 69,565% → x = 3, Y là C₇H₅Br₃O

Suy ra các vị trí chẵn trên vòng benzen của X không có nhóm thế. Vậy Z là m – crerol.

Thật ra bài này có thể tư duy nhanh như sau : X là hợp chất thơm, X tác dụng với dung dịch Br₂, chứng tỏ X là phenol. Vậy loại ngay phương án C. Ở phương án A hoặc D, một vị trí chẵn 2 hoặc 4 trên vòng benzen có nhóm CH₃- nên khi phản ứng với Br₂ sẽ cho sản phẩm có phần trăm khối lượng của Br như nhau. Vậy loại A và D (vì chỉ có một phương án đúng). Suy ra đáp án là B.

Câu 5: Ứng với công thức phân tử C₇H₈O có bao nhiêu đồng phân là dẫn xuất của benzen và số đồng phân đều tác dụng được với các chất: K, KOH, (CH₃CO)₂O:

A. 5 và 2.                   

B. 5 và 3.                    

C. 4 và 2.                   

D. 4 và 3.

Hướng dẫn giải

Ứng với công thức C₇H₈O có 5 đồng phân là dẫn xuất của benzen trong đó có  đồng phân phenol đều phản ứng được với các chất K, KOH và (CH₃CO)₂O.

Ví dụ 6: Thành phần % khối lượng của nitơ trong hợp chất hữu cơ C_xH_yN là 23,73%. Số đồng phân amin bậc một thỏa mãn các dữ kiện trên là :

A. 2.                           

B. 3.                           

C. 4.                           

D. 1.

Hướng dẫn giải

Theo giả thiết, ta có : %N = 14 : (12x + y + 14) = 23,73% → 12x + y = 45 → x = 3 và y = 9 → CxHyN là C₃H₉N

Viết cụ thể từng đồng phân

C₃H₉N có 2 đồng phân amin bậc 1 :

CH₃-CH(NH₂)-CH₃

NH₂-CH₂-CH₂-CH₃

Ví dụ 7: Cho axit cacboxylic X phản ứng với chất Y thu được một muối có công thức phân tử C₃H₉O₂N (sản phẩm duy nhất). Số cặp chất X và Y thỏa mãn điều kiện trên là

A. 3.                           

B. 2.                           

C. 4.                           

D. 1.

Hướng dẫn giải

Axit cacboxylic X phản ứng với chất Y tạo ra muối có công thức là C₃H₉O₂N, chứng tỏ Y là amin hoặc NH₃. Có 4 muối ứng với công thức C₃H₉O₂N là :

HCOOH₃C2H5

HCOOH₂N(CH₃)-CH₃

CH₃COOH₃NCH3

C₂H₅COONH₄

Suy ra có 4 cặp chất X, Y thỏa mãn điều kiện trên là

HCOOH và C2H5NH2

HCOOH và (CH3)2NH

CH3COOH và CH3NH2

C2H5COOH và NH3

Ví dụ 8: Số đipeptit tối đa có thể tạo ra từ một hỗn hợp gồm alanin và glyxin là

A. 2.                        

B. 3.                           

C. 4.                           

D. 1.

Hướng dẫn giải

Số đipeptit tối đa có thể tạo ra từ một hỗn hợp gồm alanin và glyxin là 4 :

HOOC-CH₂-NH-CO-CH₂-NH₂ hoặc có thể biểu diễn đơn giản là : Gly – Gly

HOOC-CH2-NH-CO-CH2-CH(CH₃)-NH2 hoặc có thể biểu diễn đơn giản là :  Gly – Ala

HOOC-CH(CH3)-NH-CO-CH(CH3)-NH2 hoặc có thể biểu diễn đơn giản là :  Ala – Ala

HOOC-CH(CH3)-NH-CO-CH2-NH2 hoặc có thể biểu diễn đơn giản là :  Ala – Gly

Câu 1. Với công thức phân tử C₄H₆O₄ số đồng phân este đa chức mạch hở là :

   A. 3.                         B. 5.                            C. 2.                            D. 4.

Câu 2. Số đồng phân cấu tạo của amin bậc 1 có cùng công thức phân tử C₃H₉N là :

   A. 1.                         B. 4.                            C. 2.                            D. 3.

Câu 3. Chất X có CTPT là C_xH_yCl. Trong X, clo chiếm 46,4% về khối lượng. Số đồng phân của X là:

   A. 2 chất                  B. 3 chất                      C. 4 chất                      D. 5 chất

Câu 4. Hidrocacbon X(C₆H₁₂) khi tác dụng với HBr chỉ tạo ra một dẫn xuất monobrom duy nhất. Số chất thỏa mãn tính chất trên của X là:

   A. 4 chất                  B. 3 chất                      C. 2 chất                      D. 1 chất

Câu 5. Hợp chất X (C₉H₈O₂) có vòng benzene. Biết X tác dụng dễ dàng với dung dịch brom thu dược chất Y có công thức phân tử C₉H₈O₂Br₂. Mặt khác cho X tác dụng với NaHCO₃ thu được muối Z có công thức  phân tử C₉H₇O₂Na. Số chất thỏa mãn tính chất của X là:

   A. 3 chất                  B. 6 chất                      C. 4 chất                      D. 5 chất

Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hai amin no, đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng, thu được 1,568 lít khí CO₂ (đktc) và 1,8 gam H₂O. Số đồng phân cấu tạo thuộc loại amin bậc hai của hai amin đó là

   A. 6.                         B. 4.                            C. 3.                            D. 5.

Câu 7: Số đồng phân ancol là hợp chất bền ứng với công thức C₃H₈O_x  là

    A. 5.                          B. 3.                             C. 4.                             D. 6.

Câu 8: Hợp chất thơm X có công thức phân tử C₇H₈O₂. Khi cho a mol X tác dụng với Na dư thì thu được 22,4a lít H­₂ (đktc). Mặt khác a mol X tác dụng vừa đủ với a lít dung dịch KOH 1M. Số chất X thỏa mãn là

   A. 4.                         B. 3.                            C. 2.                            D. 1.

Câu 9: Thủy phân  hoàn toàn 1 mol pentapeptit X mạch hở, thu được 1 mol valin (Val), 1 mol glyxin (Gly), 2 mol alanin (Ala) và 1 mol leuxin (Leu: axit 2-amino-4-metylpentanoic). Mặt khác, nếu thủy phân không hoàn toàn X thì thu được sản phẩm có chứa Ala-Val-Ala. Số công thức cấu tạo phù hợp của X là

   A. 7                          B. 9                             C. 6                             D. 8

Câu 10:  Hai hợp chất X và Y  là 2 ancol, trong đó khối lượng mol của X nhỏ hơn Y. Khi đốt cháy hoàn toàn mỗi chất X, Y đều tạo ra số mol CO₂  ít hơn số mol H₂O. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Z gồm những lượng bằng nhau về số mol của X và Y thu được tỉ lệ số mol CO₂ và H₂O tương ứng là 2:3. Số hợp chất thỏa mãn các tính chất của Y là

   A. 6 chất                   B. 4 chất                      C. 2 chất                      D. 5 chất

Câu 11: Số amin bậc hai là đồng phân của nhau,có cùng công thức phân tử C₅H₁₃N là:

   A.4                           B.5                              C.6                              D.7

Câu 12: Một hợp chất X chứa ba nguyên tố C, H, O có tỉ lệ khối lượng m_C: m_H: m_O = 21: 2: 4. Hợp chất X có công thức đơn giản nhất trùng với công thức phân tử. Số hợp chất thơm ứng với công thức phân tử của X tác dụng được với natri là

   A. 5.                         B. 3                             C. 6.                            D. 4.

Câu 13: Hợp chất hữu cơ X có công thức phân tử C₉H₁₆O₄. Khi thủy phân trong môi trường kiềm thu được một muối mà từ muối này điều chế trực tiếp được axit dùng sản xuất tơ nilon-6,6. Số công thức cấu tạo thoả mãn là

   A. 4.                         B. 2.                            C. 3.                            D. 1.

Câu 14: Hợp chất X có vòng benzen và có công thức phân tử là C_xH_yO₂. Biết trong X có tổng số liên kết σ là 20. Oxi hóa X trong điều kiện thích hợp thu được chất Y có công thức phân tử là C_xH_y-4O₂. Hãy cho biết X có bao nhiêu công thức cấu tạo?

   A. 2                          B. 5                             C. 3                 D. 4

Câu 15: Cho 2 công thức phân tử C₄H₁₀O và C₄H₁₁N, số đồng phân ancol bậc 2 và amin bậc 2 lần lượt là

   A. 1 và 1.                 B. 1 và 3.                     C. 4 và 1.                    D. 4 và 8.

 

Trên đây là phần trích dẫn Các dạng bài tập về xác định và đếm số đồng phân môn Hóa học 11 năm 2021, để xem toàn bộ nội dung chi tiết, mời các bạn cùng quý thầy cô vui lòng đăng nhập để tải về máy. 

Chúc các em đạt điểm số thật cao trong kì thi sắp đến!