Nhiệt độ sôi của một chất là giới hạn ở nhiệt độ mà chất lỏng đó sẽ chuyển sang thể khí [xảy ra ở cả bên trong và bên trên bề mặt chất lỏng]. Bất cứ một hợp chất hữu cơ nào đều có một nhiệt độ sôi nhất định và khác nhau ở mỗi chất. Vậy nên chủ đề hôm nay chúng ta sẽ so sánh nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ và nguyên nhân gây ra sự khác nhau đó.
Bạn đang xem: Chất nào có nhiệt độ sôi cao nhất
Nhiệt độ sôi của các chấtNguyên tắc so sánh nhiệt độ sôiYếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi của các chất hữu cơLiên kết hiđro [Xét với các loại hợp chất khác nhau]Độ phân cực phân tử [Xét với các loại hợp chất khác nhau, không có liên kết hidro]Khối lượng mol phân tử [xét với các chất đồng đẳng]Hình dạng phân tử [xét với các đồng phân]Trình tự so sánh nhiệt độ sôiBài tập áp dụng
Nhiệt độ sôi của các chất
Nhiệt độ sôi phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:
Liên kết hiđroĐộ phân cực phân tửKhối lượng phân tửHình dạng phân tửNguyên tắc so sánh nhiệt độ sôi
Nguyên tắc 1: Hai hợp chất có cùng khối lượng hoặc khối lượng xấp xỉ nhau thì hợp chất nào có liên kết hiđro bền hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn.
Nguyên tắc 2: Hai hợp chất cùng kiểu liên kết hiđro, hợp chất nào có khối lượng lớn hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn.
Nguyên tắc 3: Hai hợp chất là đồng phân của nhau thì đồng phân cis có nhiệt độ sôi cao hơn đồng phân trans.[giải thích: Đó là do mô men lưỡng cực.Đồng phân cis mô men lưỡng cực khác 0, đồng phân trans có mô men lưỡng cực bằng 0 hoặc bé thua mô men lưỡng cực của đồng phân cis.
Nguyên tắc 4: Hai hợp chất là đồng phân của nhau thì hợp chất nào có diện tích tiếp xúc phân tử lớn hơn sẽ có nhiệt độ cao hơn hơn.
Nguyên tắc 5: Hai hợp chất có khối lượng bằng nhau hoặc xấp xỉ nhau, hợp chất nào có liên kết ion sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn.
Nguyên tắc 6: Hai hợp chất hữu cơ đều không có liên kết hiđro, có khối lượng xấp xỉ nhau thì hợp chất nào có tính phân cực hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn.
Yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ
Liên kết hiđro [Xét với các loại hợp chất khác nhau]
– Hợp chất có liên kết hiđro thì nhiệt độ sôi cao hơn hợp chất không có liên kết hiđro
VD: HCOOH > HCHO
– Liên kết hiđro càng bền, nhiệt độ sôi càng cao
VD: CH3COOH > C2H5OH > C2H5NH2
– Hợp chất có liên kết hiđro liên phân tử có nhiệt độ sôi cao hơn hợp chất có liên kết hiđro nội phân tử.
[với vòng benzen: o- Độ phân cực phân tử [Xét với các loại hợp chất khác nhau, không có liên kết hidro]
– Phân tử có độ phân cực lớn có nhiệt độ sôi cao hơn
[độ phân cực là mức độ chênh lệch về lực hút trong phân tử khi có nhóm hút electron]
este > xeton > anđehit > dẫn xuất halogen > ete > CxHy
-COO – > C = O > CHO > R – X > -O- > C – H
Khối lượng mol phân tử [xét với các chất đồng đẳng]
– Khối lượng phân tử lớn, nhiệt độ sôi càng lớn
Ví dụ: CH3COOH > HCOOH
Hình dạng phân tử [xét với các đồng phân]
– Hình dạng càng nhiều nhánh, nhiệt độ sôi càng thấp, nhiệt độ nóng chảy càng cao [do diện tích tiếp xúc phân tử giảm]
– Nhánh càng gần nhóm chức thì nhiệt độ sôi càng thấp
– Đồng phân cis có nhiệt độ sôi cao hơn đồng phân trans [do momen lưỡng cực lớn hơn].
Chú ý: Axit > ancol > amin > este > xeton > anđehit > dẫn xuất halogen > ete > CxHy
– Nếu có H2O: t[H2O] = 100oC > ancol có 3 nguyên tử C và ancol có 7C trở xuống và axit có ≤ 4C
Trình tự so sánh nhiệt độ sôi
Phân loại liên kết Hidro và không liên kết Hidro
Nhóm liên kết Hidro: Loại liên kết hidro → Khối lượng → Cấu tạo phân tửNhóm không lk Hidro: Khối lượng → Cấu tạo phân tửBài tập áp dụng
Câu 1. Nhiệt độ sôi của các axit cacboxylic cao hơn anđehit, xeton, ancol có cùng số nguyên tử C là do
A. Axit cacboxylic chứa nhóm C = O và nhóm OH
B. Phân tử khối của axit lớn hơn và nguyên tử H của nhóm axit linh động hơn
C. Có sự tạo thành liên kết hiđro liên phân tử bền
D. Các axit cacboxylic đều là chất lỏng hoặc chất rắn
Câu 2. So sánh nhiệt độ sôi của các chất axit axetic, axeton, propan, etanol
A. CH3COOH > CH3CH2CH3 > CH3COCH3 > C2H5OH
B. C2H5OH > CH3COOH > CH3COCH3 > CH3CH2CH3
C. CH3COOH > C2H5OH > CH3COCH3 > CH3CH2CH3
D. C2H5OH > CH3COCH3 > CH3COOH > CH3CH2CH3
Câu 3. Nhiệt độ sôi của axit thường cao hơn ancol có cùng số nguyên tử cacbon là do
A. Vì ancol không có liên kết hiđro, axit có liên kết hiđro
B. Vì liên kết hiđro của axit bền hơn của ancol
C. Vì khối lượng phân tử của axit lớn hơn
D. Vì axit có hai nguyên tử oxi
Câu 4. Trong số các chất sau, chất có nhiệt độ sôi cao nhất là
A. CH3CHO B. C2H5OH C. CH3COOH D.
Xem thêm: Đêm Nhớ Em - Ca Sĩ: Châu Nhật Thanh Mobifone 288226
C5H12Câu 5. Chỉ ra thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi của các chất ?
A. CH3CHO, C2H5OH, CH3COOH C. C2H5OH, CH3COOH, CH3CHO
B. CH3CHO, CH3COOH, C2H5OH D. CH3COOH, C2H5OH, CH3CHO
Câu 6. Cho các chất CH3CH2COOH [X] ; CH3COOH [ Y] ; C2H5OH [ Z] ; CH3OCH3 [T]. Dãy gồm các chất được sắp xếp tăng dần theo nhiệt độ sôi là
A. T, X, Y, Z B. T, Z, Y, X C. Z, T, Y, X D. Y, T, Z, X
Câu 7. Cho các chất sau: CH3COOH [1] , C2H5COOH [2], CH3COOCH3 [3], CH3CH2CH2OH [4]. Chiều tăng dần nhiệt độ sôi của các chất trên theo thứ tự từ trái qua phải là:
A. 1, 2, 3, 4 B. 3, 4, 1, 2 C. 4, 1, 2, 3 D. 4, 3, 1, 2.
Câu 8. Nhiệt độ sôi của mỗi chất tương ứng trong dãy các chất sau đây, dãy nào hợp lý nhất ?
C2H5OH HCOOH CH3COOH
A. 118,2oC 78,3oC 100,5oC
B. 118,2oC 100,5oC 78,3oC
C. 100,5oC 78,3oC 118,2oC
D. 78,3oC 100,5oC 118,2oC
Câu 9. Chỉ ra thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi của các chất ?
A. CH3OH 3CH2COOH 3 2H5Cl 3COOCH3 2H5OH 3COOH
C. C2H5Cl 3COOH 2H5OH
D. HCOOH 3OH 3COOH 2H5F
Câu 10. Xét phản ứng: CH3COOH + C2H5OH => CH3COOC2H5 + H2O.
Trong các chất trong phương trình phản ứng trên, chất có nhiệt độ sôi thấp nhất là:
A. C2H5OH B. CH3COOC2H5 C. H2O D.
Xem thêm: Thông Tư Liên Tịch Số 09/2009/Ttlt-Byt-Btc, Access Denied
CH3COOHĐáp án:
Để dễ dàng so sánh nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ ta chỉ cần nhớ 4 bước nhỏ sau đây. Đầu tiên là phân loại là chất liên kết ion hay cộng hóa trị, tiếp đó chúng ta sẽ phân loại các chất có liên kết Hidro, rồi so sánh giữa các chất trong cùng 1 nhóm và đi đến kết luận.
Nhiệt độ sôi của các chất
Xem thêm: nhiệt độ sôi
Nhiệt độ sôi phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:
- Liên kết hiđro
- Độ phân cực phân tử
- Khối lượng phân tử
- Hình dạng phân tử
Nguyên tắc so sánh nhiệt độ sôi
Nguyên tắc 1: Hai hợp chất có cùng khối lượng hoặc khối lượng xấp xỉ nhau thì hợp chất nào có liên kết hiđro bền hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn.
Nguyên tắc 2: Hai hợp chất cùng kiểu liên kết hiđro, hợp chất nào có khối lượng lớn hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn.
Nguyên tắc 3: Hai hợp chất là đồng phân của nhau thì đồng phân cis có nhiệt độ sôi cao hơn đồng phân trans.[giải thích: Đó là do mô men lưỡng cực.Đồng phân cis mô men lưỡng cực khác 0, đồng phân trans có mô men lưỡng cực bằng 0 hoặc bé thua mô men lưỡng cực của đồng phân cis.
Nguyên tắc 4: Hai hợp chất là đồng phân của nhau thì hợp chất nào có diện tích tiếp xúc phân tử lớn hơn sẽ có nhiệt độ cao hơn hơn.
Nguyên tắc 5: Hai hợp chất có khối lượng bằng nhau hoặc xấp xỉ nhau, hợp chất nào có liên kết ion sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn.
Nguyên tắc 6: Hai hợp chất hữu cơ đều không có liên kết hiđro, có khối lượng xấp xỉ nhau thì hợp chất nào có tính phân cực hơn sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn.
Yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ
Liên kết hiđro [Xét với các loại hợp chất khác nhau]
– Hợp chất có liên kết hiđro thì nhiệt độ sôi cao hơn hợp chất không có liên kết hiđro
VD: HCOOH > HCHO
– Liên kết hiđro càng bền, nhiệt độ sôi càng cao
VD: CH3COOH > C2H5OH > C2H5NH2
– Hợp chất có liên kết hiđro liên phân tử có nhiệt độ sôi cao hơn hợp chất có liên kết hiđro nội phân tử.
[với vòng benzen: o- < m- < p- ]
Độ phân cực phân tử [Xét với các loại hợp chất khác nhau, không có liên kết hidro]
– Phân tử có độ phân cực lớn có nhiệt độ sôi cao hơn
[độ phân cực là mức độ chênh lệch về lực hút trong phân tử khi có nhóm hút electron]
este > xeton > anđehit > dẫn xuất halogen > ete > CxHy
-COO – > C = O > CHO > R – X > -O- > C – H
Khối lượng mol phân tử [xét với các chất đồng đẳng]
– Khối lượng phân tử lớn, nhiệt độ sôi càng lớn
Ví dụ: CH3COOH > HCOOH
Hình dạng phân tử [xét với các đồng phân]
– Hình dạng càng nhiều nhánh, nhiệt độ sôi càng thấp, nhiệt độ nóng chảy càng cao [do diện tích tiếp xúc phân tử giảm]
– Nhánh càng gần nhóm chức thì nhiệt độ sôi càng thấp
– Đồng phân cis có nhiệt độ sôi cao hơn đồng phân trans [do momen lưỡng cực lớn hơn].
Chú ý: Axit > ancol > amin > este > xeton > anđehit > dẫn xuất halogen > ete > CxHy
– Nếu có H2O: t[H2O] = 100oC > ancol có 3 nguyên tử C và < ancol có từ 4C trở lên
– Nếu có phenol: tphenol > ancol có 7C trở xuống và axit có ≤ 4C
Trình tự so sánh nhiệt độ sôi
Phân loại liên kết Hidro và không liên kết Hidro
- Nhóm liên kết Hidro: Loại liên kết hidro → Khối lượng → Cấu tạo phân tử
- Nhóm không lk Hidro: Khối lượng → Cấu tạo phân tử
Bài tập áp dụng
Câu 1. Nhiệt độ sôi của các axit cacboxylic cao hơn anđehit, xeton, ancol có cùng số nguyên tử C là do
A. Axit cacboxylic chứa nhóm C = O và nhóm OH
B. Phân tử khối của axit lớn hơn và nguyên tử H của nhóm axit linh động hơn
C. Có sự tạo thành liên kết hiđro liên phân tử bền
D. Các axit cacboxylic đều là chất lỏng hoặc chất rắn
Câu 2. So sánh nhiệt độ sôi của các chất axit axetic, axeton, propan, etanol
A. CH3COOH > CH3CH2CH3 > CH3COCH3 > C2H5OH
B. C2H5OH > CH3COOH > CH3COCH3 > CH3CH2CH3
C. CH3COOH > C2H5OH > CH3COCH3 > CH3CH2CH3
D. C2H5OH > CH3COCH3 > CH3COOH > CH3CH2CH3
Câu 3. Nhiệt độ sôi của axit thường cao hơn ancol có cùng số nguyên tử cacbon là do
A. Vì ancol không có liên kết hiđro, axit có liên kết hiđro
B. Vì liên kết hiđro của axit bền hơn của ancol
C. Vì khối lượng phân tử của axit lớn hơn
D. Vì axit có hai nguyên tử oxi
Câu 4. Trong số các chất sau, chất có nhiệt độ sôi cao nhất là
A. CH3CHO B. C2H5OH C. CH3COOH D. C5H12
Câu 5. Chỉ ra thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi của các chất ?
A. CH3CHO, C2H5OH, CH3COOH C. C2H5OH, CH3COOH, CH3CHO
B. CH3CHO, CH3COOH, C2H5OH D. CH3COOH, C2H5OH, CH3CHO
Câu 6. Cho các chất CH3CH2COOH [X] ; CH3COOH [ Y] ; C2H5OH [ Z] ; CH3OCH3 [T]. Dãy gồm các chất được sắp xếp tăng dần theo nhiệt độ sôi là
A. T, X, Y, Z B. T, Z, Y, X C. Z, T, Y, X D. Y, T, Z, X
Câu 7. Cho các chất sau: CH3COOH [1] , C2H5COOH [2], CH3COOCH3 [3], CH3CH2CH2OH [4]. Chiều tăng dần nhiệt độ sôi của các chất trên theo thứ tự từ trái qua phải là:
A. 1, 2, 3, 4 B. 3, 4, 1, 2 C. 4, 1, 2, 3 D. 4, 3, 1, 2.
Câu 8. Nhiệt độ sôi của mỗi chất tương ứng trong dãy các chất sau đây, dãy nào hợp lý nhất ?
C2H5OH HCOOH CH3COOH
A. 118,2oC 78,3oC 100,5oC
B. 118,2oC 100,5oC 78,3oC
C. 100,5oC 78,3oC 118,2oC
D. 78,3oC 100,5oC 118,2oC
Câu 9. Chỉ ra thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi của các chất ?
A. CH3OH < CH3CH2COOH C2H5COOH
b. Khối lượng phân tử
– Các chất có phân tử khối càng lớn thì nhiệt độ sôi càng cao.
Ví dụ: Khối lượng phân tử lớn nhiệt độ sôi lớn hơn: CH3COOH > HCOOH
c. Hình dạng phân tử:
– Phân tử càng phân nhánh thì nhiệt độ sôi càng thấp hơn phân tử mạch không phân nhánh.
* Giải thích:
– Theo cơ sở lí thuyết về sức căng mặt ngoài thì phân tử càng co tròn thì sức căng mặt ngoài càng thấp -> phân tử càng dễ bứt ra khỏi bề mặt chất lỏng -> càng dễ bay hơi -> nhiệt độ sôi càng thấp.
Ví dụ: Cùng là phân tử C5H12 thì đồng phân: n-C5H12 > [CH3]4C
* Lưu ý:
– Đồng phân Cis có nhiệt đô sôi cao hơn Trans [do lực monet lưỡng cực].
– Axit > ancol > amin > este > xeton > anđehit > dẫn xuất halogen > ete > CxHy
– Nếu có H2O: t[H2O] = 100oC > ancol có 3 nguyên tử C và < ancol có từ 4C trở lên
– Nếu có phenol: phenol > ancol có 7C trở xuống và axit có ≤ 4C
II. Phương pháp giải bài tập
1. Phân loại là chất liên kết ion hay cộng hóa trị
– Đối với các chất liên kết cộng hóa trị thực hiện các bước tiếp theo sau:
Bước 2: Phân loại các chất có liên kết Hidro
– Việc đầu tiên chúng ta sẽ phân loại các chất có liên kết Hidro và các chất không có liên kết Hidro ra thành các nhóm khác nhau.
Bước 3: So sánh giữa các chất trong cùng 1 nhóm.
– Trong cùng nhóm có liên kết Hidro sẽ phân thành các nhóm nhỏ chức khác nhau, dựa theo quy tắc các lực liên kết Hidro giữa các chất để xác định nhóm nhỏ nào có nhiệt độ sôi thấp, cao hơn.
– Trong cùng nhóm chức không có lực liên kết Hidro thì dựa vào khối lượng, hình dạng phân tử để so sánh nhiệt độ sôi.
Bước 4: Kết luận
– Dựa vào các bước phân tích ở 1 và 2 để tổng kết và đưa ra đáp án chính xác.
2. Trình tự so sánh nhiệt độ sôi
– Phân loại liên kết Hidro và không liên kết Hidro
– Nhóm liên kết Hidro: Loại liên kết hidro → Khối lượng → Cấu tạo phân tử
– Nhóm không lk Hidro: Khối lượng → Cấu tạo phân tử
Ví dụ: Cho các chất sau: C2H5OH [1], C3H7OH [2], CH3CH[OH]CH3 [3], C2H5Cl [4], CH3COOH [5], CH3-O-CH3 [6]. Các chất được sắp xếp theo chiều nhiệt độ sôi tăng dần là:
A. [4], [6], [1], [2], [3], [5].
B. [6], [4], [1], [3], [2], [5].
C. [6], [4], [1], [2], [3], [5].
D. [6], [4], [1], [3], [2], [5].
GIẢI:
– Đầu tiên, ta sẽ phân nhóm các chất trên thành 2 nhóm bao gồm:
Nhóm 1: C2H5OH, C3H7OH, CH3CH[OH]CH3, CH3COOH
Nhóm 2: C2H5Cl, CH3-O-CH3
[sở dĩ được phân nhóm như vậy là nhóm 1 là nhóm chứa liên kết Hidro, nhóm 2 là nhóm không chứa liên kết hidro [C2H5Cl và các este vô cơ khác chung ta luôn xét ở trạng thái không chứa liên kết Hidro]]
– Sau đó, ta sẽ phân loại trong từng nhóm:
Nhóm 1:
Chức -COOH: CH3COOH
Chức -OH: C2H5OH, C3H7OH, CH3CH[OH]CH3
Trong nhóm chức -OH:
+ Do cùng nhóm chức nên đầu tiên ta sẽ xét khối lượng C2H5OH sẽ có khối lượng bé hơn C3H7OH.
+ Đối với 2 chất có cùng công thức là: C3H7OH và CH3CH[OH]CH3 thì dựa vào hình dạng cấu tạo phân tử. CH3CH[OH]CH3 là dạng nhánh, chính vì vậy nên sẽ co tròn hơn và nhiệt độ sôi sẽ thấp hơn.
Nhóm 2: C2H5Cl là este nên sẽ có nhiệt độ sôi cao hơn CH3-O-CH3
Kết luận: B là đáp án đúng.
Để dễ dàng so sánh nhiệt độ sôi của các chất hữu cơ ta chỉ cần nhớ 4 bước nhỏ sau đây. Đầu tiên là phân loại là chất liên kết ion hay cộng hóa trị, tiếp đó chúng ta sẽ phân loại các chất có liên kết Hidro, rồi so sánh giữa các chất trong cùng 1 nhóm và đi đến kết luận.