Bài viết Công thức tính độ bất bão hòa k lớp 11 trình bày đầy đủ công thức, ví dụ minh họa có lời giải chi tiết và các bài tập tự luyện giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Công thức tính độ bất bão hòa k từ đó học tốt môn Hóa học.
Công thức tính độ bất bão hòa k lớp 11 (hay, chi tiết)
I. Lý thuyết và phương pháp giải
- Tính độ bất bão hòa k: tổng số liên kết pi (π) và số vòng có trong hợp chất hữu cơ.
k=π+v=2S4+2+S3−S12
Trong đó:
S4: là số nguyên tử có hóa trị IV như carbon…
S3: là số nguyên tử có hóa trị III như nitrogen…
S1: là số nguyên tử có hóa trị I như hydrogen, chlorine, bromine…
- Dựa vào k để xác định loại liên kết:
k = 0: trong phân tử chỉ chứa liên kết đơn;
k = 1: xảy ra các trường hợp:
+ Trường hợp 1: π=1, vòng = 0; trong phân tử chứa 1 liên kết đôi “=”.
+ Trường hợp 2: π=0, vòng = 1; trong phân tử chứa 1 vòng, chỉ có liên kết đơn.
k = 2: xảy ra các trường hợp:
+ Trường hợp 1: mạch hở, π=2, vòng = 0; phân tử chứa 2 liên kết đôi “=” hoặc chứa 1 liên kết ba “≡”.
+ Trường hợp 2: mạch vòng, π=1, vòng = 1; phân tử chứa 1 liên kết đôi “=” và 1 vòng.
+ Trường hợp 3: mạch vòng, π=0, vòng = 2; phân tử chỉ chứa liên kết đơn, 2 vòng.
II. Ví dụ minh hoạ
Ví dụ 1: Viết các công thức cấu tạo mạch hở ứng với các công thức sau: C4H8;C4H10.
Hướng dẫn giải
(*) C4H10 có độ bất bão hòa k=2.4+2−102=0⇒phân tử C4H10 chỉ có liên kết đơn.
Các công thức cấu tạo là:
(1): CH3−CH2−CH2−CH3
(2):
Vậy ứng với công thức C4H10 có 2 đồng phân cấu tạo.
(*) C4H8 có độ bất bão hòa k=2.4+2−82=1⇒trong phân tử C4H8 có 1 liên kết đôi (vì đề bài đã cho mạch hở tức là không có vòng). Các công thức cấu tạo là:
(1): CH2=CH−CH2−CH3
(2): CH3−CH=CH−CH3
(3):
Vậy ứng với công thức phân tử C4H8 có 3 đồng phân cấu tạo mạch hở.
Ví dụ 2: Viết các đồng phân cấu tạo mạch hở ứng với công thức: C3H8O;C4H9Cl.
Hướng dẫn giải
(*) C3H8O có độ bất bão hòa k=2.3+2−82=0⇒phân tử C3H8O chỉ có liên kết đơn.
Trường hợp 1: Nhóm chức -OH có các đồng phân:
và
Trường hợp 2: Nhóm chức −O− có 1 đồng phân: CH3−O−CH2−CH3
Vậy ứng với công thức phân tử C3H8O có tất cả 3 đồng phân.
(*) C4H9Cl có độ bất bão hòa k=2.4+2−102=0⇒ phân tử C4H9Cl chỉ có liên kết đơn. Các công thức cấu tạo là:
⇒ C4H9Cl có 4 công thức cấu tạo.
III. Bài tập minh hoạ
Câu 1. Hợp chất X2 có công thức cấu tạo như sau:
Độ bất bão hòa của X2 là
A. k = 0.
B. k = 1.
C. k = 2.
D. k = 3.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
X2 là hợp chất no, có chứa một vòng nên độ bất bão hoà k = 1.
Câu 2. Hợp chất X3 có công thức cấu tạo như sau:
Độ bất bão hòa của X3 là
A. k = 3.
B. k = 4.
C. k = 5.
D. k = 6.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
X3 có 4 liên kết pi và 1 vòng nên có độ bất bão hoà là 5.
Câu 3. Hợp chất X1 có công thức cấu tạo như sau:
Độ bất bão hòa của X1 là
A. k = 0.
B. k = 1.
C. k = 2.
D. k = 3.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
Hợp chất X1 có 1 liên kết ba và 1 liên kết đôi nên độ bất bão hoà là k = 3.
Câu 4. Hợp chất nào sau đây không tồn tại?
A. C4H4O2.
B. C3H8O2.
C. C6H12O6.
D. C2H6N.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
Hợp chất C2H6N không tồn tại do k = 0,5 không đảm bảo hoá trị các nguyên tố trong hợp chất.
Câu 5. Số lượng đồng phân ứng với công thức phân tử C5H12 là
A. 3.
B. 5.
C. 4.
D. 2.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
C5H12: k = 0.
Hợp chất no, mạch hở, có các đồng phân là:
CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3;
CH3 - CH2 - CH(CH3)2;
C(CH3)4.
Câu 6. Số lượng đồng phân ứng với công thức phân tử C3H9N là
A. 5.
B. 7.
C. 6.
D. 4.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
C3H9N: k = 0, hợp chất no, mạch hở.
Các công thức cấu tạo thoả mãn:
CH3CH2CH2NH2; CH3CH(NH2)CH3; CH3CH2NHCH3; N(CH3)3.
Câu 7. Số đồng phân cấu tạo, mạch hở ứng với công thức phân tử C4H6 là
A. 2.
B. 5.
C. 4.
D. 3.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
C4H6: k = 2. Vậy hợp chất có 1 liên kết ba hoặc có 2 liên kết đôi.
Công thức thỏa mãn:
(1) CH2=CH-CH=CH2;
(2) CH≡C-CH2-CH3;
(3) CH2=C=CH-CH3;
(4) CH3-C≡C-CH3.
Câu 8. Số lượng đồng phân mạch hở, có hai liên kết đôi, ứng với công thức phân tử C5H8 là
A. 6.
B. 8.
C. 9.
D. 7.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
Các đồng phân:
CH2=C=CH2-CH2-CH3; CH2=CH-CH=CH-CH3; CH2=CH-CH2-CH=CH2;
CH2=C=C(CH3)-CH3; CH2=CH-C(CH3)=CH2; CH3-CH=C=CH-CH3.
Câu 9. Số lượng đồng phân mạch hở, có một liên kết ba, ứng với công thức phân tử C5H8 là
A. 3.
B. 4.
C. 5.
D. 2.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
Các đồng phân:
CH≡C-CH2-CH2-CH3; CH3-C≡C-CH2-CH3; CH≡C-CH(CH3)-CH3.
Câu 10. Công thức đơn giản nhất của một hydrocarbon là CnH2n+1. Hydrocarbon đó thuộc dãy đồng đẳng của
A. alkane.
B. alkyne.
C. alkadiene.
D. alkene.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
Hydrocarbon: (CnH2n+1)x.
Ta có với một hydrocarbon bất kì: CaHb luôn có b ≤ 2a + 2
⇒ 2nx + x ≤ 2nx + 2 ⇒ x ≤ 2.
Vậy x = 2 thoả mãn ⇒ X là alkane.
Xem thêm các bài viết về công thức Hóa học 11 hay, chi tiết khác:
Lập công thức đơn giản nhất của hợp chất hữu cơ
Công thức tính số đồng phân alkane
Công thức tính số đồng phân arene
Công thức tính số đồng phân dẫn xuất halogen
Công thức tính nhanh số đồng phân alcohol
Công thức tính đồng phân aldehyde
