WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 1 Chương 8: Xác định và đếm số đồng phân. 1. Dạng 1 : Tìm số đồng phân cấu tạo của hợp chất hữu cơ a. Bảng hĩa trị và các kiểu liên kết của các nguyên tố Nguyên tố Hĩa trị Các kiểu liên kết C 4 C C C C N 3 N N N O 2 O O H hoặc X (X là halogen) 1 H X b. Các bước viết đồng phân Để viết đồng phân cấu tạo (cơng thức cấu tạo) của hợp chất hữu cơ thì điều quan trọng là phải biết đặc điểm cấu tạo hoặc dự đốn được đặc điểm cấu tạo của hợp chất. Từ đĩ, dựa vào hĩa 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 hịa (độ khơng no) của hợp chất đĩ. ° Độ bất bão hịa của hợp chất hữu cơ là đại lượng đặc trưng cho độ khơng no của phân tử hợp chất hữu cơ, được tính bằng tổng số liên kết và số vịng cĩ trong hợp chất đĩ. Độ bất bão hịa cĩ thể được ký hiệu là k, a, ,... Thường ký hiệu là k. Cơng thức tính độ bất bão hịa : [số nguyên tử.(hóa trị của nguyên tố 2)] 2 k 2 Đối với hợp chất CxHyOzNt, ta cĩ : x(4 2) y(1 2) z(2 2) t(3 2) 2 2x y t 2k (k 0, k N) 2 2 Nếu k = 0 thì hợp chất hữu cơ là hợp chất no, mạch hở. Nếu k = 1 thì đĩ là hợp chất khơng no, mạch hở, cĩ 1 liên kết hoặc là hợp chất hữu cơ no, mạch vịng đơn... Ví dụ : Hợp chất C3H6 cĩ độ bất bão hịa k = 1, cĩ thể cĩ các đồng phân: + Hợp chất khơng no, mạch hở, cĩ 1 liên kết CH2 CH CH3 WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 2 + Hoặc hợp chất no, mạch vịng đơn : CH2 CH2H2C hay ° Các bước viết đồng phân cấu tạo của hợp chất hữu cơ : Bước 1 : Tính độ bất bão hịa k, suy ra đặc điểm cấu tạo của hợp chất hữu cơ. Bước 2 : Viết đồng phân theo thứ tự : Đồng phân mạch khơng nhánh viết trước, đồng phân mạch nhánh viết sau. Trong các đồng phân mạch nhánh lại viết đồng phân cĩ một nhánh trước, mạch nhiều nhánh sau. Đối với các hợp chất cĩ liên kết bội (liên kết đơi hoặc liên kết ba) hoặc cĩ nhĩm chức, thì luân chuyển liên kết bội hoặc nhĩm chức trên mạch C để tạo ra các đồng phân khác nhau. c. Đồng phân cấu tạo của hiđrocacbon và dẫn xuất của chúng 1. Đồng phân ankan C4H10 CH3 CH2 CH2 CH3 CH3 CH CH3 CH3 C5H12 CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 CH3 CH CH2 CH3 CH3 CH3 C CH3 CH3 CH3 C6H14 CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 CH3 CH CH2 CH3 CH2 CH3 CH3 CH2 CH CH2 CH3 CH3 CH3 CH CH CH3 CH3 CH3 WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 3 CH3 C CH2 CH3 CH3 CH3 2. Đồng phân xicloankan C4H8 CH3 C5H10 CH3 C2H5 CH3 CH3 CH3H3C 3. Đồng phân anken C4H8 CH2 CH CH2 CH3 CH3 CH CH CH3 CH3 C CH2 CH3 C5H10 CH2 CH CH2 CH2 CH3 CH3 CH CH CH2 CH3 CH2 C CH2 CH3 CH3 CH3 C CH CH3 CH3 CH3 CH CH CH3 CH2 4. Đồng phân ankađien C4H6 CH2 C CH CH3 CH2 CH CH CH2 C5H8 CH2 C C CH3CH2 CH2 CH CH CH CH3 CH2 CH C CH2CHH2 CH3 CH C CH3CH CH2 C CH CH2 CH3 CH3 C C CH2 CH3 5. Đồng phân ankin WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 4 C4H6 CH C CH2 CH3 CH3 C C CH3 C5H8 CH C CH2 CH2 CH3 CH3 C C CH2 CH3 CH3 CH C CH CH3 C6H10 CH C CH2 CH2 CH3CH2 CH3 C C CH2 CH2 CH3 CH3 CH2 C C CH2 CH3 CH3 CH CH2 C CHCH3 CH3 CH C C CH3CH3 CH3 CH C CH CH2 CH3 CH3 C CHCH3 C CH3 6. Đồng phân aren (ankylbenzen) C8H10 CH2 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 C9H12 CH2 CH2 CH3 CH CH3CH3 WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 5 CH2 CH3 CH3 CH2 CH3 CH3 CH2 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 H3C 7. Dẫn xuất halogen C4H9Cl CH3 CH2 CH2 CH2 Cl CH3 CH2 CH CH3 Cl CH3 CH3 CH2 ClCH CH3 CH3 CH3 Cl C C5H11Cl CH3 CH2 CH2 CH2 ClCH2 CH3 CH CH2 CH2 CH3 Cl CH3 CHCH2 CH2 CH3 Cl CH3 CH3 CH2 ClCH CH2 CH3 CH3 CH Cl CH CH3 CH3 CH3 CH2 Cl CH3C WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 6 CH3 CH3 CH2 Cl CH3CH CH3 CH2 Cl CH3C CH3 C7H7Cl (chứa vịng benzen) CH2 Cl CH3 Cl CH3 Cl CH3 Cl 8. Ancol – Ete C3H8O Ancol Ete CH3 CH2 CH2 OH CH3 CH2 CH3O CH3 CH CH3 OH C4H10O Ancol Ete CH3 CH2 CH2 CH2 OH CH3 CH2 CH2 CH3O CH3 CH2 CH CH3 OH CH3 CH2 CH2 CH3O CH3 CH3 CH2 OHCH CH3 CHO CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 OH C C5H11OH WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 7 CH3 CH2 CH2 CH2 OHCH2 CH3 CH CH2 CH2 CH3 OH CH3 CHCH2 CH2 CH3 OH CH3 CH3 CH2 OHCH CH2 CH3 CH3 CH OH CH CH3 CH3 CH3 CH2 OH CH3C CH3 CH3 CH2 OH CH3CH CH3 CH2 OH CH3C CH3 9. Phenol – Ancol thơm – Ete thơm C7H8O Phenol Ancol thơm Ete thơm CH3 OH CH3 OH CH3 OH CH2OH O CH3 10. Anđehit – Xeton C4H8O Anđehit Xeton CH3 CH2 CH2 CHO CH3 C O CH2 CH3 CH3 CH3 CH CHO C5H10O WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 8 Anđehit Xeton CH3 CH2 CH2 CHOCH2 CH2CH3 C O CH2 CH3 CH3 CH2 CH CHO CH3 CH2CH3 C O CH2 CH3 CH3 CH3 CH CHOCH2 CH3 C O CH3CH CH3 CH3 CH3 C CHO CH3 C4H6O2 CH2 CH CH2 CHO CH3 CH CH CHO CH2 C CHO CH3 11. Axit cacboxylic C4H8O2 CH3 CH2 CH2 COOH CH3 CH3 CH COOH C5H10O2 CH3 CH2 CH2 COOHCH2 CH3 CH3 CH COOHCH2 CH3 CH3 CH COOHCH2 CH3 CH3 C COOH CH3 C4H6O2 WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 9 CH2 CH CH2 COOH CH3 CH CH COOH CH2 C COOH CH3 12. Este C3H6O2 H C O CH2 O CH3 hay HCOOCH2CH3 CH3C OCH3 O hay CH3COOCH3 C4H8O2 HCOO CH2 CH2 CH3 CH3 HCOO CH CH3 CH3COO CH2 CH3 CH3 CH2 CH3COO C5H10O2 HCOOCH2CH2CH2CH3 CH3 HCOOCH2CHCH3 CH3 HCOOCHCH2CH3 HCOOCCH3 CH3 CH3 CH3COOCH2CH2CH3 CH3COOCHCH3 CH3 CH3CH2COOCH2CH3 CH3CH2CH2COOCH3 CH3 CH3CHCOOCH3 C4H6O2 HCOOCH CHCH3 HCOOCH2CH CH2 WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 10 HCOOC CH2 CH3 COOCH CH2CH3 CH2 CHCOOCH3 C8H8O2 (chứa vịng benzen) HCOO CH3 HCOO CH3 HCOO CH3 CH3COO 13. Mono saccarit a. Glucozơ Mạch hở CH2 CH CH CH CH C O H OH OH OH OH OH 123456 Mạch vịng O OH OHHO CH2OH H OH H H H H 1 23 4 5 6 glucozơ O OH OH HO CH2OH H OH H H H H 1 23 4 5 6 glucozơ b. Fructozơ Mạch hở Mạch vịng CH2 CH CH CH C OH OH OH OH O 23456 CH2 OH 1 OH O OH CH2OH HO H H H 1 2 34 5 6 HOCH2 fructozơ 14. Đisaccarit a. Saccarozơ WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 11 O OH O HO CH2OH H H H H 1 23 4 5 6 O OH HO CH2OH H OH H H H 1 2 3 4 5 6 HOCH2 gốc - glucozơ gốc -fructozơ b. Mantozơ O OH OH OH HO CH2OH H H H H H 1 O OH HO CH2OH H OH H H H 14 CH=O H H H 4 O OH CH2OH OH H H OHO H H H 1 2 O OH CH2OH OH H H Liên kết -1,4 -glicozit Mantozơ kết tinh Dạng anđehit của mantozơ trong dung dịch 15. Polisaccarit a. Tinh bột ° Phân tử amilozơ cĩ mạch khơng phân nhánh OHO H H H 14 O OH CH2OH OH H H OH O H H H 4 O OH CH2OH OH H H O H H H 1 2 O OH CH2OH OH H H H H 1 2 O OH CH2OH OH H H 1 4 Liên kết -1,4 – glicozit ● Phân tử amilopectin cĩ mạch phân nhánh WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 12 O HO H H H 1 4 O OH CH2OH OH H H OH O H H H 4 O OH CH2OH OH H H O H H H 1 2 6 O OH CH2 OH H H H H 1 2 O OH CH2OH OH H H 1 4HO H H H 4 O OH CH2OH OH H H H H O OH CH2OH OH H H O 1O 41 4 Liên kết -1,4 – glicozit và liên kết -1,6 – glicozit b. Xenlulozơ O 1 O H H H 4 O OH CH2OH OH H H OH H 1 2 O OH OH H H 1H H O OH CH2OH OH H H H CH2OH 4 H H O OH CH2OH OH H H 1 H4 O H O 4 Liên kết - 1,4 – glicozit 16. Amin C2H7N CH3 CH2 NH2 CH3 NH CH3 C3H9N CH3 CH2 NH2CH2 CH3 NH2 CH3CH CH3 NH CH3CH CH3 CH3 N CH3 C4H11N WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 13 CH2 NH2CH3 CH2CH2 CH3 NH2 CH3 CHCH2 CH3 NH2CH CH3 CH2 CH3 NH2 CH3 CH3 C CH3 NH CH3CH2 CH2 CH3 NH CH3CH2 CH2 CH3 CH3CH NH CH3 CH3 N CH3CH2 CH3 C7H9N (chứa vịng benzen) CH2NH2 CH3 NH2 CH3 NH2 CH3 NH2 CH3NH 17. Amino axit C3H7O2N CH3 CH COOH NH2 COOH NH2 CH2 CH2 C4H9O2N CH2 CH COOH NH2 CH3 CH2CH COOH NH2 CH3 COOH NH2 CH2 CH2 CH2 COOH NH2 CH3 CH2 CH WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 14 COOH NH2 CH3 CH3 C d. Các ví dụ minh họa Ví dụ 1 : X là hiđrocacbon cĩ cơng thức phân tử là C3H6. Số cơng thức cấu tạo của X là: A. 1. B. 3. C. 2. D. 4. (Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Lương Đắc Bằng – Thanh Hĩa, năm học 2013 – 2014) Trả lời Ứng với cơng thức phân tử C3H6 cĩ 2 đồng phân cấu tạo là : CH2 CH CH3 CH2 CH2H2C hay Ví dụ 2: Trong số các chất : C3H8, C3H7Cl, C3H8O và C3H9N; chất cĩ nhiều đồng phân cấu tạo nhất là A. C3H7Cl. B. C3H8O. C. C3H8. D. C3H9N. (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2010) Trả lời ° Cách 1 : Viết đầy đủ số đồng phân của các chất, từ đĩ rút ra kết luận Cơng thức phân tử Các đồng phân C3H8 C C C C3H7Cl C C C Cl C C C Cl C3H8O C C C O C C C O C C CO C3H9N C C C N C C C N WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 15 C C CN C C CN Suy ra : C3H8 cĩ một đồng phân; C3H7Cl cĩ hai đồng phân; C3H8O cĩ 3 đồng phân; C3H9N cĩ 4 đồng phân. Vậy chất cĩ nhiều đồng phân nhất là 3 9C H N ° Cách 2 : Phân tích, đánh giá tìm nhanh đáp án đúng Các hợp chất hữu cơ đều cĩ 3 nguyên tử C, nên sự chênh lệch về số đồng phân giữa chúng khơng phụ thuộc vào số nguyên tử C và tất nhiên cũng khơng phụ thuộc vào số nguyên tử H. Số lượng đồng phân của các hợp chất hữu cơ phụ thuộc vào số nguyên tử cịn lại trong hợp chất. N cĩ hĩa trị 3, cĩ nhiều kiểu liên kết với các nguyên tử C hơn so với O cĩ hĩa trị 2 và Cl cĩ hĩa trị 1. Vậy hợp chất 3 9C H N sẽ cĩ nhiều đồng phân nhất. Ví dụ 3: Số đồng phân hiđrocacbon thơm ứng với cơng thức phân tử C8H10 là : A. 5. B. 2. C. 3. D. 4. (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2008) Trả lời ° Cách 1 : Viết cụ thể từng đồng phân CH2 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 Cách viết này mất nhiều thời gian hơn so với cách viết sau đây : ° Cách 2 : Vẽ định hướng nhanh số đồng phân C C Ví dụ 4: Cho iso-pentan tác dụng với Cl2 theo tỉ lệ số mol 1 : 1, số sản phẩm monoclo tối đa thu được là : A. 3. B. 5. C. 4. D. 2. WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 16 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2008) Trả lời Iso – pentan tác dụng với Cl2 theo tỉ lệ mol 1 : 1 thì số sản phẩm monoclo tối đa thu được là 4 : C C C C CCl C C C C C Cl C C C C C Cl C C C C C Cl Ví dụ 5: Cho C7H16 tác dụng với clo cĩ chiếu sáng theo tỉ lệ mol 1 : 1, thu được hỗn hợp gồm 3 dẫn xuất monoclo. Số cơng thức cấu tạo của C7H16 cĩ thể cĩ là A. 4. B. 5. C. 2. D. 3. (Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT chuyên Nguyễn Huệ – Hà Nội, năm học 2011 – 2012) Trả lời C7H16 cĩ 9 đồng phân : C C C C C C C (1) C C C C C C C (2) C C C C C C C (3) C C C C C C C (4) C C C C C C C (5) C C C C C C C (6) WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 17 C C C C C C C (7) C C C C C C C (8) C C C C C C C (9) Trong đĩ cĩ 4 đồng phân thỏa mãn điều kiện đề bài là : Đồng phân (5), (7), (8), (9). Ví dụ 6: Hiđro hĩa hồn tồn hiđrocacbon mạch hở X thu được isopentan. Số cơng thức cấu tạo cĩ thể cĩ của X là A. 6. B. 5. C. 7. D. 4. (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2012) Trả lời Hiđro hĩa hồn tồn hiđrocacbon X mạch hở, thu được isopentan, chứng tỏ X cĩ 5 nguyên tử C, mạch cacbon cĩ 1 nhánh và phân tử phải chứa liên kết . Với đặc điểm cấu tạo như vậy, X sẽ cĩ 7 đồng phân : C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C Ví dụ 7: C6H12 khi tác dụng với dung dịch HBr chỉ tạo ra 1 sản phẩm monobrom duy nhất. Số cơng thức cấu tạo của C6H12 thỏa mãn điều kiện trên là: A. 4. B. 2. C. 3. D. 1. (Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Việt Yên 1, năm học 2013 – 2014) Trả lời WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 18 Số đồng phân cấu tạo thỏa mãn điều kiện đề bài là 3 : C C C C C C C C C C C C Ví dụ 8: Số đồng phân cấu tạo của C5H10 phản ứng được với dung dịch brom là : A. 8 B. 9 C. 5 D. 7 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2011) Trả lời Theo giả thiết, C5H10 phản ứng được với dung dịch brom. Mặt khác, độ bất bão hịa của nĩ bằng 1. Suy ra C5H10 cĩ thể là anken hoặc xicloankan cĩ vịng 3 cạnh. Cĩ 8 đồng phân cấu tạo của C5H10 thỏa mãn thỏa mãn điều kiện đề bài : Đồng phân mạch hở cĩ 1 liên kết đơi C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C Đồng phân mạch vịng 3 cạnh Ví dụ 9: Cho isopren tác dụng với HBr theo tỉ lệ 1 : 1 về số mol thì tổng số đồng phân cấu tạo cĩ thể thu được là A. 5. B. 6. C. 4. D. 7. (Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Tĩnh Gia 2 – Thanh Hĩa, năm học 2013 – 2014) Trả lời Cho isopren tác dụng với HBr theo tỉ lệ 1 : 1 về số mol thì tổng số đồng phân cấu tạo cĩ thể thu được là 6 : WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 19 C C C C C Br H C C C C CBr H C C C C C Br H C C C C C Br H C C C C C BrH C C C C CBr H Ví dụ 10: Hiđrocacbon X cĩ cơng thức phân tử C5H8. Khi cho X tác dụng với dung dịch AgNO3 trong NH3, sinh ra kết tủa màu vàng nhạt. Số cơng thức cấu tạo thỏa mãn điều kiện trên của X là A. 1. B. 3. C. 2. D. 4. (Đề thi thử Đại học lần 4 – THPT Chuyên – Đại học Vinh – Nghệ An, năm học 2012 – 2013) Trả lời Để phản ứng được với dung dịch AgNO3/NH3 thì C5H8 phải cĩ liên kết ba ở đầu mạch. Cĩ hai đồng phân cấu tạo thỏa mãn là : CH C CH2 CH2 CH3 CH3 CH C CH CH3 Ví dụ 11: Số hiđrocacbon ở thể khí (đktc) tác dụng được với dung dịch AgNO3 trong NH3 là: A. 2. B. 4. C. 3. D. 5. (Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Hồng Lĩnh, năm học 2013 – 2014) Trả lời Các hiđrocacbon ở thể khí, phản ứng được với dung dịch AgNO3 là những hiđrocacbon cĩ số nguyên tử C nhỏ hơn hoặc bằng 4 và cĩ liên kết ba ở đầu mạch. Cĩ 5 hiđrocacbon thỏa mãn điều kiện là : CH CH 3CH C CH 2 3CH C CH CH 2CH C CH CH CH C C CH Ví dụ 12: X cĩ cơng thức phân tử là C4H8Cl2. Thủy phân X trong dung dịch NaOH đun nĩng thu được chất hữu cơ Y đơn chức. Hãy cho biết X cĩ bao nhiêu cơng thức cấu tạo? A. 5. B. 3. C. 2. D. 4. WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 20 (Đề thi chọn học sinh giỏi Tỉnh Thái Bình, năm học 2011 – 2012) Trả lời Cĩ 3 đồng phân của X thỏa mãn điều kiện đề bài là : 3 2 2 3CH CCl CH CH 3 2 2 2CH CH CH CHCl 3 2 2(CH ) CH CHCl Sơ đồ phản ứng : 2 2 2 NaOH 3 2 2 3 3 2 2 3 3 2 3 H O NaOH 3 2 2 2 3 2 2 2 3 2 2 H O NaOH 3 2 2 3 2 2 H O CH CCl CH CH CH C(OH) CH CH CH CO CH CH CH CH CH CHCl CH CH CH CH(OH) CH CH CH CHO (CH ) CH CHCl (CH ) CH C(OH) 3 2(CH ) CH CHO Ví dụ 13: Với cơng thức phân tử C3H6Cl2 thì cĩ bao nhiêu chất khi tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nĩng, cho sản phẩm cĩ phản ứng với Cu(OH)2 ở điều kiện thích hợp? A. 1. B. 2. C. 4. D. 3. (Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT Chuyên – Đại học Vinh – Nghệ An, năm học 2012 – 2013) Trả lời C3H6Cl2 tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nĩng, tạo ra sản phẩm phản ứng được với Cu(OH)2. Chứng tỏ sản phẩm tạo thành phải là anđehit hoặc ancol hai chức cĩ hai nhĩm –OH liền kề nhau. Suy ra C3H6Cl2 cĩ 2 đồng phân thỏa mãn với tính chất : 3 2 2CH CH CHCl 3 2CH CHCl CH Cl Sơ đồ phản ứng : o 2 o NaOH, t 3 2 2 3 2 2 3 2 H O NaOH, t 3 2 3 2 CH CH CHCl CH CH CH(OH) CH CH CHO CH CHCl CH Cl CH CHOH CH OH Ví dụ 14: Chất X cĩ cơng thức phân tử C3H5Br3, đun X với dung dịch NaOH dư, thu được chất hữu cơ Y cĩ khả năng tác dụng với Cu(OH)2. Số cấu tạo X thỏa mãn là: A. 4. B. 2. C. 3. D. 5. (Đề thi thử Đại học lần 4 – THPT chuyên Nguyễn Huệ – Hà Nội, năm học 2010 – 2011) Trả lời Phân tử C3H5Br3 cĩ 5 đồng phân : WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 21 Br C C C Br Br (1) Br C C C Br Br (2) Br C C C Br Br (3) Br C C C Br Br (4) Br C C C BrBr (5) Chất Y sinh ra từ phản ứng của X với NaOH, cĩ khả năng phản ứng với Cu(OH)2, suy ra Y là ancol đa chức, cĩ ít nhất hai nhĩm –OH liền kề nhau hoặc Y là anđehit. Vậy X cĩ 3 đồng phân thỏa mãn tính chất là (2), (3), (5). Sơ đồ phản ứng : o 2 o 2 NaOH, t 2 2 2 2 2 2 2 2 (2) H O NaOH, t 2 3 2 3 H O(3) CHBr CH CH Br CH(OH) CH CH OH OHC CH CH OH CHBr CHBr CH CH(OH) CHOH CH OHC CHO o 3 NaOH, t 2 2 2 2 (5) H CH CH Br CHBr CH Br CH OH CHOH CH OH Ví dụ 15: A, B, D là 3 hợp chất thơm cĩ cơng thức phân tử là C7H6Cl2. Khi đun nĩng với dung dịch NaOH lỗng, thì A phản ứng theo tỷ lệ mol 1: 2, B phản ứng theo tỷ lệ mol 1:1, cịn D khơng phản ứng. Số đồng phân cấu tạo của A, B, D lần lượt là: A. 1, 3, 5. B. 1, 2, 3. C. 1, 3, 4. D. 1, 3, 6. (Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT chuyên Nguyễn Huệ – Hà Nội, năm học 2012 – 2013) Trả lời Hợp chất thơm C7H6Cl2 cĩ 10 đồng phân : CHCl2 (1) CH2Cl Cl (2) CH2Cl Cl (3) CH2Cl Cl (4) WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 22 CH3 Cl Cl (5) CH3 Cl Cl (6) CH3 Cl Cl (7) CH3 ClCl (8) CH3 Cl Cl (9) CH3 ClCl (10) Trong đĩ : Đồng phân phản ứng được với dung dịch NaOH lỗng theo tỉ lệ 1 : 2 là (1); đồng phân phản ứng được với dung dịch NaOH lỗng theo tỉ lệ 1 : 1 là (2), (3), (4); các đồng phân cịn lại khơng phản ứng được với dung dịch NaOH lỗng. Vậy số đồng phân cấu tạo của A, B, D lần lượt là 1; 3; 6 Ví dụ 16: 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 cơng thức phân tử của X là : A. 2. B. 4 C. 1 D. 3 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2008) Trả lời Đặt cơng thức của X là CxHyO. Theo giả thiết, ta cĩ : 4 10 x 412x y 3,625.16 58 X là C H O. y 10 ° Cách 1 : Viết cụ thể từng đồng phân CH3 CH2 CH2 CH2 OH CH3 CH2 CH CH3 OH WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 23 CH3 CH CH3 CH2 OH CH3 C CH3 CH2 OH ° Cách 2 : Vẽ định hướng nhanh số đồng phân C C C C C C C C O Câu 17: Đốt cháy hồn tồn 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. (Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Lý Thường Kiệt, năm học 2013 – 2014) Đặt cơng thức của ancol no X là CnH2n+2-b(OH)b. 2 n 2n 2 b b H O C H (OH) n 1 Chọn m 18 18n 14n 2 16b Theo giả thiết và bảo tồn nguyên tố H, ta cĩ : n 2n 2 b(OH) 2b C H H O 4 8 2 n 4(2n 2)18 (2n 2)n 2n 2 4b n 4 X là C H (OH) . 14n 2 16b b 2 X cĩ 6 đồng phân là : C C C C OH OH C C C C OH C C C COH OH WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 24 Ví dụ 18: Số ancol bậc I là đồng phân cấu tạo của nhau cĩ cơng thức phân tử C5H12O là A. 4. B. 1 C. 8. D. 3 (Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2012) Trả lời ° Cách 1 : Viết cụ thể từng đồng phân CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 OH CH3 CH2 CH CH2 OH CH3 CH2 CH2 CH CH3 CH3 HO C CH2 CH3 CH3 CH3 OH ° Cách 2 : Vẽ định hướng nhanh số đồng phân C C C C C C C C C C CC C C C O Ví dụ 19: Số ancol đồng phân cấu tạo của nhau cĩ cơng thức phân tủ C5H12O, tác dụng với CuO đun nĩng sinh ra xeton là : A. 4. B. 2. C. 5. D. 3. (Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2011) Trả lời Ancol bị oxi hĩa khơng hồn tồn bởi CuO sinh ra xeton, suy ra đĩ là các ancol bậc 2. ° Cách 1 : Viết cụ thể từng đồng phân CH3 CH2CH CH2 OH CH3 CH3 CH2 CH CH2 OH CH3 CH3 CHCH OH CH3 CH3 ° Cách 2 : Vẽ định hướng nhanh số đồng phân WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 25 C C C C C C C C C C O Ví dụ 20: Số hợp chất đồng phân cấu tạo của nhau cĩ cơng thức phân tử C8H10O, trong phân tử cĩ vịng benzen, tác dụng được với Na, khơng tác dụng được với NaOH là : A. 4. B. 6. C. 7. D. 5. (Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2011) Trả lời Theo giả thiết : C8H10O cĩ vịng benzen; tác dụng được với Na, khơng tác dụng được với NaOH. Chứng tỏ chúng là các ancol thơm. Số đồng phân cấu tạo thỏa mãn tính chất là 5 : C C OH C OH C 2 đồng phân 3 đồng phân Tổng số : 5 đồng phân Ví dụ 21: Cĩ bao nhiêu chất chứa vịng benzen cĩ cùng cơng thức phân tử C7H8O? A. 3. B. 5. C. 6. D. 4. (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2012) Trả lời ° Cách 1 : Viết cụ thể từng đồng phân CH2OH O CH3 CH3 OH CH3 OH CH3 OH Cách 2 : Viết định hướng nhanh số đồng phân WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 26 C O Ví dụ 22: Số chất ứng với cơng 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. (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2007) Trả lời Theo giả thiết, C7H8O cĩ vịng benzen và đều tác dụng được với NaOH nên chúng là các phenol. Số đồng phân thỏa mãn là 3 : CH3 OH CH3 OH CH3 OH Câu 23: Ứng với cơng thức phân tử C7H8O cĩ 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. (Đề thi chọn học sinh giỏi Tỉnh Thái Bình, năm học 2011 – 2012) Ứng với cơng thức C7H8O cĩ 5 đồng phân là dẫn xuất của benzen trong đĩ cĩ 3 đồng phân phenol đều phản ứng được với các chất K, KOH và (CH3CO)2O. Phenol Ancol thơm Ete thơm CH3 OH CH3 OH CH3 OH CH2OH O CH3 Ví dụ 24: Số đồng phân xeton ứng với cơng thức phân tử C5H10O là : A. 5. B. 4. C. 3. D. 6. WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 27 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2008) Trả lời ° Cách 1 : Viết cụ thể từng đồng phân C C C O CC C C C C C O C C C OC C ° Cách 2 : Vẽ định hướng nhanh số đồng phân C C C C C C C C C C O Ví dụ 25: Hợp chất hữu cơ X chứa vịng benzen cĩ cơng thức phân tử trùng với cơng thức đơn giản nhất. Trong X, tỉ lệ khối lượng các nguyên tố là mC : mH : mO = 21 : 2 : 8. Biết khi X phản ứng hồn tồn với Na thì thu được số mol khí hiđro bằng số mol của X đã phản ứng. X cĩ bao nhiêu đồng phân (chứa vịng benzen) thỏa mãn các tính chất trên ? A. 9. B. 3. C. 7. D. 10. (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2011) Trả lời Theo giả thiết, suy ra : C H O 7 8 2 21 8n : n : n : 2 : 1,75 : 2 : 0,5 7 : 8 : 2 X có CTPT là C H O . 12 16 Phản ứng của X với Na, thu được 2H X n n , chứng tỏ trong X cĩ hai nguyên tử H linh động. Vậy X cĩ 2 nhĩm –OH. X cĩ 9 đồng phân cấu tạo thỏa mãn là : C OH OH OH C OH C OH 3 đồng phân 6 đồng phân WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 28 Tổng : 9 đồng phân Ví dụ 26: Ứng với cơng thức phân tử C3H6O cĩ bao nhiêu hợp chất mạch hở bền khi tác dụng với khí H2 (xúc tác Ni, to) sinh ra ancol ? A. 3. B. 4. C. 2. D. 1. (Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2010) Trả lời Độ bất bão hịa của C3H6O mạch hở bằng 1, chứng tỏ trong phân tử của nĩ phải cĩ 1 liên kết . Mặt khác, C3H6O phản ứng với H2 (Ni, to) sinh ra ancol nên suy ra : C3H6O là ancol khơng no, đơn chức; anđehit hoặc xeton no, đơn chức. Cĩ 3 hợp chất thỏa mãn điều kiện là : CH2 CH CH2 OH CH3 CH2 C O H CH3 C CH3 O Ví dụ 27: Cĩ bao nhiêu chất hữu cơ mạch hở dùng để điều chế 4-metylpentan-2-ol chỉ bằng phản ứng cộng H2 (xúc tác Ni, to)? A. 3. B. 5. C. 2. D. 4. (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2010) Trả lời Theo giả thiết : Hợp chất hữu cơ + H2 C C C C C C OH 12345 4-metylpantan-2-ol Ni, to Suy ra : Hợp chất hữu cơ là ancol khơng no, bậc 2; xeton khơng no hoặc xeton no. Cĩ 5 hợp chất thỏa mãn là : C C C C C C OH C C C C C C OH C C C C C C O C C C C C C O WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 29 C C C C C C O Ví dụ 28: Số đồng phân este ứng với cơng thức phân tử C4H8O2 là : A. 6. B. 4. C. 5. D. 2. (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2008) Trả lời Số đồng phân este ứng với cơng thức phân tử C4H8O2 là 4 : HCOO CH2 CH2 CH3 CH3 HCOO CH CH3 CH3COO CH2 CH3 CH3 CH2 CH3COO Ví dụ 29: Khi xà phịng hĩa triglixerit X bằng dung dịch NaOH dư, đun nĩng, thu được sản phẩm gồm glixerol, natri oleat, natri stearat và natri panmitat. Số đồng phân cấu tạo thỏa mãn tính chất trên của X là A. 2. B. 1. C. 3. D. 4. (Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2013) Trả lời Số đồng phân thỏa mãn là 3 : C3H5 OOCC15H31 OOCC17H33 OOCC17H35 C3H5 OOCC17H35 OOCC17H33 OOCC15H31 C3H5 OOCC17H33 OOCC17H35 OOCC15H31 Ví dụ 30: Cho glixerol phản ứng với hỗn hợp axit béo gồm C17H35COOH và C15H31COOH, số loại trieste được tạo ra tối đa là : A. 6. B. 3. C. 5. D. 4. (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2007) Trả lời ° Cách 1 : Viết cụ thể từng đồng phân Cho glixerol phản ứng với hỗn hợp axit béo gồm C17H35COOH và C15H31COOH, số loại trieste được tạo ra tối đa là 6 : WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 30 C3H5 OOCC17H35 OOCC17H35 OOCC17H35 C3H5 OOCC15H31 OOCC15H31 OOCC15H31 C3H5 OOCC15H31 OOCC17H35 OOCC15H31 C3H5 OOCC17H35 OOCC15H31 OOCC15H31 C3H5 OOCC17H35 OOCC15H31 OOCC17H35 C3H5 OOCC15H31 OOCC17H35 OOCC17H35 ° Cách 2 : Tính nhanh số đồng phân bằng cơng thức Cĩ n axit béo khác nhau thì cĩ thể tạo thành 2n (n 1) 2 chất béo khác nhau. Suy ra số loại chất béo khác nhau được tạo thành từ glixerol và hai loại axit béo khác nhau là : 22 (2 1) 6 2 Ví dụ 31: Số trieste khi thủy phân đều thu được sản phẩm gồm glixerol, axit CH3COOH và axit C2H5COOH là A. 9. B. 4. C. 6. D. 2. (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2012) Trả lời Số trieste khi thủy phân đều thu được sản phẩm gồm glixerol, axit CH3COOH và axit C2H5COOH là 4 : C3H5 OOCCH3 OOCC2H5 OOCCH3 C3H5 OOCC2H5 OOCCH3 OOCCH3 C3H5 OOCC2H5 OOCC2H5 OOCCH3 C3H5 OOCCH3 OOCC2H5 OOCC2H5 Ví dụ : Tổng số hợp chất hữu cơ no, đơn chức, mạch hở, cĩ cùng cơng thức phân tử C5H10O2, phản ứng được với dung dịch NaOH nhưng khơng cĩ phản ứng tráng bạc là A. 4. B. 5. C. 8. D. 9. (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2010) Trả lời Các hợp chất no, đơn chức, mạch hở cĩ cơng thức phân tử C5H10O2 là các axit cacboxylic và este no, đơn chức, mạch hở. Vì khơng cĩ phản ứng tráng gương nên este khơng chứa gốc axit HCOO–. Vậy cĩ 9 hợp chất thỏa mãn tính chất là : Axit cacboxylic CH3 CH2 CH2 COOHCH2 CH3 CH3 CH COOHCH2 WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 31 CH3 CH3 CH COOHCH2 CH3 CH3 C COOH CH3 Este CH3COOCH2CH2CH3 CH3COOCHCH3 CH3 CH3CH2COOCH2CH3 CH3CH2CH2COOCH3 CH3 CH3CHCOOCH3 Ví dụ 32: Tổng số chất hữu cơ mạch hở, cĩ cùng cơng thức phân tử C2H4O2 là A. 3 B. 1 C. 2 D. 4 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2010) Trả lời C2H4O2 cĩ 3 hợp chất hữu cơ mạch hở là : CH3COOH HCOOCH3 HOCH2CHO Ví dụ 33: Số đồng phân cấu tạo của amin bậc một cĩ cùng cơng thức phân tử C4H11N là : A. 5. B. 4. C. 3. D. 2. (Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2009) Trả lời ° Cách 1 : Viết cụ thể từng đồng phân Số đồng phân cấu tạo của amin bậc một cĩ cùng cơng thức phân tử C4H11N là 4 : CH3 CH2 NH2CH2 CH3 NH2 CH3CH CH3 NH CH3CH CH3 CH3 N CH3 Cách viết này mất nhiều thời gian hơn so với cách viết sau đây. ° Cách 2 : Vẽ định hướng nhanh số đồng phân WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 32 C C C C C CC C CN Ví dụ 34: Thành phần % khối lượng của nitơ trong hợp chất hữu cơ CxHyN là 23,73%. Số đồng phân amin bậc một thỏa mãn các dữ kiện trên là : A. 2. B. 3. C. 4. D. 1. (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2011) Trả lời Theo giả thiết, ta cĩ : x y 3 9 x 314%N 23,73% 12x y 45 C H N là C H N. 12x y 14 y 9 ° Cách 1 : Viết cụ thể từng đồng phân C3H9N cĩ 2 đồng phân amin bậc 1 : CH3 CH CH3 NH2 CH2 CH2 CH3 NH2 ° Cách 2 : Viết định hướng nhanh tổng số đồng phân C C CN Ví dụ 35: Số đồng phân amin bậc một, chứa vịng benzen, cĩ cùng cơng thức phân tử C7H9N là A. 3. B. 5. C. 2. D. 4. (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2013) Trả lời ° Cách 1 : Viết cụ thể từng đồng phân CH2NH2 CH3 NH2 CH3 NH2 CH3 NH2 ° Cách 2 : Vẽ định hướng nhanh số các đồng phân WWW.HOAHOC.EDU.VN (Học Hĩa bằng sự đam mê) 2016 SƯU TẦM Page 33 C N Ví dụ 36: Ứng với cơng thức phân tử C2H7O2N cĩ bao nhiêu chất vừa phản ứng được với dung dịch NaOH vừa phản ứng được với dung dịch HCl ? A. 2. B. 3. C. 1. D. 4. (Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2010) Trả lời Cĩ hai đồng phân thỏa mãn tính chất là : Đồng phân 3 3HCOOH NCH (metylamoni fomat) Phản ứng 3 3 3 2 2 3 3 3 3 HCOOH NCH NaOH HCOONa CH NH H O HCOOH NCH HCl HCOOH CH NH Cl Đồng phân 3 4CH COONH (amoni axetat) Phản ứng 3 4 3 3 2 3 4 3 4 CH COONH NaOH CH COONa NH H O CH COONH HCl CH COOH NH Cl Ví dụ 37: Cho axit cacboxylic X phản ứng với chất Y thu được một muối cĩ cơng 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. (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2012) Trả lời Axit cacboxylic X phản ứng với chất Y tạo ra muối cĩ cơng thức là C3H9O2N, chứng tỏ Y là amin hoặc NH3. Cĩ 4 muối ứng với cơng thức C3H9O2N là : HCOOH3NC2H5 HCOOH2NCH3 CH3 CH3COOH3NCH3 C2H5COONH4 Suy ra cĩ 4 cặp chất X, Y thỏa mãn điều kiện trên là HCOOH và C2H5NH2 HCOOH và (CH3)2NH CH3COOH và CH
Tài liệu đính kèm: