Tính chất hoá học của muối + Muối Amoni tác dụng với dung dịch kiềm giải phóng NH3 hoặc amin.. *Lưu ý rằng: Các hợp chất chứa C, H, O, N còn lại ở trên aminoaxit, este của aminoaxit, pep
Trang 1PHẦN I: MỞ ĐẦU
I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Qua quá trình dạy học lớp 12 và hướng dẫn ôn luyện cho các em học sinh lớp 12 giải đề thi TNTHPT, tôi thấy bài toán hoá học về các hợp chất có nguyên tố C, H, O, N rất phức tạp với độ khó rất cao Các em quá khó khăn khi tiếp cận giải bài toán dạng này
và theo khảo sát thực tế thì các em hầu hết bỏ cuộc ở các bài toán này và chọn đáp án ngẫu nhiên
Để giải quyết được yêu cầu này của học sinh, qua tìm hiểu học sinh tôi thấy được những cái khó của loại bài này là:
- Thứ nhất kiến thức giáo khoa còn hạn chế, đặc biệt SGK hoá học phổ thông không đề cập tới cũng không có bài tập kiểu này
- Thứ hai là chưa có được định hướng về cách tiếp cận tư duy bài toán
- Thứ ba là năng lực, kĩ năng, phương pháp giải bài toán hoá học còn hạn chế
- Thứ tư thời gian ôn luyện còn hạn chế
Từ thực trạng đó tôi đã đúc rút và đưa ra một phần giải pháp để thực hiện được nhu cầu của học sinh, đó là giải pháp giúp học sinh biết cách thức tư duy và hình thành được
phương pháp giải các bài toán dạng này Do đó tôi chọn đề tài:
" Cách tư duy và phương pháp giải bài toán về muối chứa C, H, O, N cho học sinh
THPT"
II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu, xây dựng, tổ hợp kiến thức chung về các bài toán chứa các nguyên tố “C,
H, O, N”
- Giúp học sinh có cách thức cũng như phát triển kĩ năng tư duy và có phương pháp cũng như phát triển kĩ năng giải toán hoá học, từ đó giúp cho các em làm đề thi được dễ dàng hơn
III ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Các nội dung trong chủ đề:
- Các cách để tư duy bài toán
- Các dạng bài toán
- Phương pháp giải bài toán
IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.Nhóm các phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Nhóm các khái niệm cơ bản, các cách thức tư duy, các phương pháp tính
2.Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Kết quả đánh giá kĩ năng làm bài của học sinh
- Kết quả đánh giá sự vận dụng của học sinh vào việc giải quyết bài tập trong chủ đề
3 Phạm vi nghiên cứu
- Các dạng bài tập trong đề thi TNTHPT
- Học sinh lớp 12 trường THPT Lê Lợi
V NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA SKKN
Giúp học sinh chủ động trong học tập, rút ra cho mình những vấn đề tổng quát nhất Từ
đó giúp học sinh không bị động trong học tập và thi cử, không bị động trong việc đọc bài toán, không bị động trong tiếp nhận kiến thức và phương pháp giải toán từ những người thầy hướng dẫn
Trang 2PHẦN II: NỘI DUNG SÁNG KIẾN
I CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
1 Kiến thức lí thuyết
a Khái niệm chung
* Hợp chất chứa “C, H, O, N” trong chương trình hóa học phổ thông có thể là:
+ aminoaxit,
+ peptit,
+ este của aminoaxit,
+ ure,
+ muối của amin với aminoaxit
+ muối của aminoaxit với axit nitric, axit cacbonic
+ muối của amoniac hoặc amin với axit vô cơ (axit nitric, axit cacbonic) hoặc với axit hữu cơ Đều gọi chung là muối amoni
* Muối chứa “C, H, O, N” là muối của:
+ muối của amoniac hoặc amin với axit vô cơ (axit nitric, axit cacbonic) hoặc với axit hữu cơ Tất cả đều gọi chung là muối amoni
+ muối của amoniac, amin với aminoaxit Cũng gọi chung là muối amoni của aminoaxit + muối của aminoaxit với axit nitric, axit cacbonic
Ví dụ:
+ Muối amoni của axit vô cơ: NH4HCO3, (NH4)2CO3, CH3NH3NO3, CH3NH3HCO3, (CH3NH3)2CO3,
+ Muối amoni của axit hữu cơ: HCOOH3NCH3, CH3COONH4, CH2=CHCOOH3NCH3, CH3NH3OOC-COONH4,
b Tính chất hoá học của muối
+ Muối Amoni tác dụng với dung dịch kiềm giải phóng NH3 hoặc amin
+ Muối Amoni của axit cacbonic tác dụng với axit giải phóng khí CO2
+ Muối của aminoaxit với axit nitric tác dụng với dung dịch kiềm không tạo ra khí mà chỉ tạo ra muối
+ Urê có tính chất hoá học giống muối (NH4)2CO3 khi phản ứng ở trong nước
*Lưu ý rằng: Các hợp chất chứa C, H, O, N còn lại ở trên (aminoaxit, este của aminoaxit, peptit) có tác dụng với dung dịch kiềm, với dung dịch axit nhưng không tạo
ra khí, không tạo ra muối vô cơ.
2 Nhận định chung để giải quyết bài toán:
Để giải được dạng bài tập này mấu chốt cốt lõi của vấn đề nằm ở chỗ CTCT của muối Vậy để tìm được CTCT của muối cần có được kĩ năng tư duy phân tích, biện luận dựa vào các giả thiết của bài
* Nhận định về muối chứa C, H, O, N.
Ví dụ: Khi đề bài cho hợp chất X có “C, H, O, N” tác dụng với dung dịch kiềm giải phóng khí thì đó là dấu hiệu của chất cần tìm là muối amoni (vì rằng trong chương trình hóa học phổ thông, chỉ có muối amoni tác dụng với dung dịch kiềm mới giải phóng khí)
* Nhận định về gốc axit
- Nếu đề bài cho trước là muối của axit gì, hoặc sản phẩm của phản ứng thì ta dựa vào
đó để suy ra dạng cấu tạo muối
Ví dụ:
• Cho X là muối của axit đơn chức, suy ra X có dạng RCOOH3NR'
• Cho X là muối axit cacboxylic hai chức, suy ra X có dạng R'NH3OOCRCOOH3NR''
Trang 3• Cho X là muối của aminoaxit, suy ra X có dạng H2NRCOOH3NR',
- Nếu đề bài cho CTPT và tính chất hóa học của nó, mà không nêu rõ đặc điểm cấu tạo thì ta dựa vào sô nguyên tử O, N để phân tích
Ví dụ:
• Nếu số nguyên tử O chẵn (là 2 hoặc 4) đó là muối của axit hữu cơ (đơn chức, hai chức) hoặc muối của amino axit
• Nếu số nguyên tử O là 3 thì đó là muối của axit vô cơ: HCO3- ; CO32- ; NO3-
* Nhận định về gốc amoni
Khi hợp chất tác dụng với dung dịch bazơ (thường là dung dịch NaOH) mà giải phóng khí thì hợp chất đó chắc chắn chứa ion amoni của amoniac hoặc của amin (NH4+, CH3NH3+, C2H5NH3+, (CH3)2NH2+, (CH3)3NH+)
* Chú ý:
- Nếu đề của bài toán cho trước CTPT cụ thể thì đầu tiên ta tìm CTCT cụ thể dựa theo tính chất hoá học của nó
- Nếu đề của bài toán cho trước chỉ là CTPT tổng quát thì đầu tiên ta nhận định về cấu tạo của nó (no hay không no, từ axit gì, amin gì, )
3.Tư duy nhận biết các dạng công thức
Đây là yêu cầu tối thiểu, cơ bản nhất mà mỗi học sinh khi làm bài tập đều cần có trước
Các hợp chất có chứa C, H, O, N
1 Muối Amoni: là muối của NH3 hoặc amin với:
*axit nitric (gọi là muối nitrat) (gốc axit NO3-)
Ví dụ: CH3NH3NO3 ; (CH3)2NH2NO3 ; H2NCH2NH3NO3 ;
*axit cacbonic (gọi là muối cacbonat) (gốc axit HCO3- , CO32-)
Ví dụ: NH4HCO3 ; CH3NH3HCO3 ; (NH4)2CO3 ; (CH3NH3)2CO3 ;
CH3NH3OCOOH3NC2H5 ;
*aminoaxit (gốc axit như Gly- , Ala- , Val- , Lys- , Glu2- )
Ví dụ: H2NCH2COONH4 ; H2NCH(CH3)COOH3NCH3 ;
*axit cacboxylic (gọi là muối cacboxylat) (gốc axit -OOC-R-COO- , RCOO-)
2 Urê (NH2)2CO có công thức phân tử CH4N2O.
3 Este của aminoaxit
Ví dụ: H2NCH2COOCH3 ; CH3OOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOC2H5 ;
4 Aminoaxit
Ví dụ: Glyxin, Alanin, Valin, Lysin, Axit glutamic,
5 Muối của aminoaxit với axit nitric.
Ví dụ: HOOCCH2NH3NO3 ;
6 Peptit
Ví dụ: H2NCH2CONHCH2COOH , H2NCH2CONHCH(CH3)COOH,
II THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CẢI TIẾN CỦA
ĐỀ TÀI
Qua quá trình dạy học lớp 12 và hướng dẫn ôn luyện cho các em học sinh lớp 12 giải đề thi TNTHPT, tôi thấy bài toán hoá học về các hợp chất có nguyên tố C, H, O, N là dạng bài tập lạ, rất phức tạp, độ khó rất cao, thường ở mức độ 3, 4 trong đề thi THPTQG Vì thế học sinh và có khi cả thầy cô khi gặp dạng bài thi này thường bị động, lúng túng Qua khảo sát thực tiễn học sinh lớp 12 trường THPT Lê Lợi, tôi thấy được:
Những học sinh học khá giỏi rất chịu khó làm bài, nhưng mặc dù mất rất nhiều thời gian
Trang 4cho dạng toán này mà vẫn chưa giải quyết được yêu cầu của bài toán.
Bộ phận những học sinh còn lại thường thì các em sẽ bỏ cuộc ở các bài toán này và chọn đáp án theo kiểu xác suất ngẫu nhiên
III CÁC GIẢI PHÁP CẢI TIẾN GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Đưa ra các phương pháp kĩ thuật được dùng để giải bài toán hoá học.
- Phương pháp viết PTHH và tính toán các đại lượng liên quan theo PTHH
- Phương pháp tóm tắt bài toán và vận dụng các định luật bảo toàn để giải nhanh bài toán hoá học
- Phương pháp dùng kĩ thuật quy đổi để giải bài toán hóa học
1.Một số ví dụ về bài tập lí thuyết để hình thành và phát triển cách tư duy bài toán.
Ví dụ 1 X có công thức phân tử C2H7O2N Biết X vừa tác dụng với dung dịch NaOH, vừa tác dụng với dung dịch HCl Số cấu tạo mạch hở phù hợp của X là
Cách tư duy:
* X có độ bội liên kết (k) = 0, suy ra X không có cấu tạo aminoaxit
* X vừa tác dụng với dung dịch HCl, vừa tác dụng với dung dịch NaOH nên X có CTCT dạng RCOOH3NR'
* Các đồng phân cấu tạo thoả mãn X là HCOONH3CH3, CH3COONH4
HCOONH3CH3 + HCl HCOOH + CH3NH3CI
CH3COONH4 + NaOH CH3COONa + NH3T + H2O
Chọn B.
Ví dụ 2 X và Y là 2 hợp chất mạch hở, đều có công thức phân tử là C3H7NO2 X và Y đều không làm mất màu nước brom Khi cho X tác dụng với dung dịch NaOH thì X tạo
ra muối X1 và chất vô cơ X2 Khi cho Y tác dụng với NaOH thì thu được muối Y1 và chất hữu cơ Y2 X1 và Y1 kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng Các chất X2 và Y2 lần lượt là
C H2O và CH2=CH-NH2 D NH3 và CH2=CH-NH2.
Cách tư duy :
*X, Y đều tác dụng với dung dịch NaOH (2)
*(1) hoặc (2) X, Y có thể là aminoaxit, este của aminoaxit, muối amoni của axit đơn chức
*Trừ CTPT của C3H7NO2 cho HCOOH hoặc H2NCH2COOH, suy ra X, Y có thể là một trong các chất H2NC2H4COOH, H2NCH2COOCH3, CH2=CHCOONH4, HCOOH3N-CH=CH2
*Theo tính chất của X và Y trong đề X là H2NC2H4COOH và Y là H2NCH2COOCH3 Các chất X2 và Y2 lần lượt là H2O và CH3OH
Chọn A.
Ví dụ 3 Chất X có công thức phân tử C2H7NO3 Cho X tác dụng với dung dịch NaOH
đun nóng, thu được muối Y và khí Z làm quỳ tím ẩm chuyển thành màu xanh Khí Z là
A etylamin B amoniac C metylamin D cacbonic.
Cách tư duy :
- X tác dụng với dung dịch NaOH thấy thoát ra khí X là muối amoni
Trang 5- X có 3 nguyên tử O X có thể là muối nitrat, hoặc muối hiđrocacbonat hoặc muối
cacbonat trung hòa
- X có CTPT C2H7NO3 X chỉ là CH3NH3HCO3
CH3NH3HCO3 + 2NaOH → Na2CO3 + CH3NH21 + 2H2O
- Vậy khí Z là CH3NH2
Chọn C.
Ví dụ 4 Hợp chất X có CTPT C3H12N2O3 X tác dụng với dung dịch NaOH đun nóng,
thấy thoát ra khí làm xanh quỳ tím ẩm Số cấu tạo mạch hở phù hợp của X là
Cách tư duy:
- X tác dụng với dung dịch NaOH thấy thoát ra khí, X là muối amoni
- X có 3 nguyên lử' O X có thể là muối nitrat NO3-, hoặc muối hidrocacbonat HCO3 -hoặc muối cacbonat CO32-
- Nếu xét muối nitrat thì lấy C3H12N2O3 - HNO3 = C3H11N
C3H11N không tồn tại nên X không phải là muối nitrat
- Nếu xét muối cabonat thì thấy
C3H10N2O3 = H2CO3 + 2CH5N = H2CO3 + NH3 + C2H7N X có 3 công thức cấu tạo thỏa mãn đó là (CH3NH3)CO3, C2H5NH3OCOONH4, (CH3)2NH2OCOONH4
Chọn C.
Ví dụ 5 (Đề minh họa THPTQG 2018)
Hỗn hợp E gồm muối vô cơ X (CH8N2O3) và đipeptit Y (C4H8N2O3) Cho E tác dụng với dung dịch NaOH đun nóng, thu được khí Z Cho E tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được khí T và chất hữu cơ Q Nhận định nào sau đây sai?
A Chất Y là H2NCH2CONHCH2COOH.
B Chất Q là H2NCH2COOH
C Chất Z là NH3 và chất T là CO2
D Chất X là (NH4)2CO3.
Cách tư duy:
* Dễ dàng biết được X là (NH4)2CO3
và Y là H2NCH2CONHCH2COOH (viết tắt là Gly2) Cho E tác dụng với NaOH thì khí Z là NH3
(NH4)2CO3 + 2NaOH→Na2CO3 + 2NH3 + 2H2O
Gly2 + 2NaOH → 2H2NCH2COONa + H2O
Cho E tác dụng với dung dịch HCl thì khí Z là CO2 và chất hữu cơ Q là
ClH3NCH2COOH
(NH4)2CO3 + 2HCl → 2NH4CI + CO2 + H2O
Gly2 + 2HCl + H2O → 2CIH3NCH2COOH
Chọn B.
Ví dụ 6 Hợp chất X có CTPT C2H8N2O3 X tác dụng với dung dịch NaOH đun nóng, thu được dung dịch chỉ chứa các chất vô cơ và khí Y Khối lượng phân tử (đvC) của Y là
Cách tư duy:
- X tác dụng với dung dịch NaOH thấy thoát ra khí, X là muối amoni
- Dung dịch thu được chỉ chứa các chất vô cơ, X lại có 3 nguyên tử O X có thể là muối nitrat, hoặc muối cacbonat
- Nếu xét muối nitrat thì lấy C2H8N2O3 - HNO3 = C2H7N
Trang 6C2H7N tồn tại nên X là muối có công thức là C2H7NHNO3.
Khí Y có công thức phân tử C2H7N MY = 45
- Nếu xét muối cabonat thì thấy
C2H8N2O3 = H2CO3 + CH6N2
CH6N2 tồn tại nên X là muối có công thức là H2NCH2NH3HCO3
Khi đó Y sẽ có công thức H2NCH2NH2, vì đây không phải là chất khí nên trường hợp này loại
Chọn B.
2 Cách tư duy và phương pháp giải cho một số bài toán minh họa
Ví dụ 1 (Trích đề thi tuyển sinh ĐH khối A năm 2007)
Cho hỗn hợp X gồm hai chất hữu cơ có cùng công thức phân tử C2H7NO2 tác dụng vừa
đủ với dung dịch NaOH và đun nóng, thu được dung dịch Y và 4,48 lít hỗn hợp Z (ở đktc) gồm hai khí (đều làm xanh giấy quỳ ẩm) Tỉ khối hơi của Z đối với H2 bằng 13,75
Cô cạn dung dịch Y thu được khối lượng muối khan là
A 16,5 gam B 14,3 gam C 8,9 gam D 15,7 gam.
Cách tư duy và phương pháp giải:
X + NaOH → Y + khí Z vậy X là muối amoni
X có 2 nguyên tử O→ X là muối của axit đơn chức
Cách 1:
Dễ dàng có được 2 chất trong X là muối HCOOH3NCH3 và CH3COONH4
HCOONH3CH3 + NaOH → HCOONa + CH3NH2 + H2O
x x mol
CH3COONH4 + NaOH → CH3COONa + NH3 + H2O
y y mol
x + y = 0,2
31x + 17y = 13,73.2.0,2 = 5,5
mmuối khan = 0,15.68 + 0,05.82 = 14,3 gam
Cách 2:
Đặt công thức chung của X là RCOOH3NR'
PTHH: RCOOH3NR' + NaOH → RCOONa + RNH2 + H2O
0,2 0,2 0,2
MZ = 13,75.2 = 27,5 R' = 11,5 R = 4,5
mmuối = (4,5+67).0,2=14,3 gam
Cách 3:
Từ cấu tạo của X công thức chung của X là RCOOH3NR'
mol X = mol NaOH = mol H2O = 0,2 mol
BTKL mmuối = 0,2.77 + 0,2.40 - 0,2.18 - 0,2.27,5 = 14,3 gam
Chọn B.
Ví dụ 2 Hợp chất X có CTPT C4H12N2O2 Cho 12 gam X tác dụng với một lượng vừa
đủ dung dịch NaOH đun nóng, thu được dung dịch Y chứa 9,7 gam muối và khí Z Số CTCT phù hợp với X là
Cách tư duy và phương pháp giải:
- X + NaOH→ Y + khí Z vậy X là muối amoni
- X có 2 nguyên tử O → X là muối của axit đơn chức hoặc aminoaxit có 1 nhóm COOH
x = 0,15
y = 0,05
Trang 7- Từ cấu tạo của X nmuối = nx = 0,1 mol
M muối = 97 vậy CTCT muối là H2NCH2COONa
CTCT của X là H2NCH2COOH3NC2H5 hoặc HNCH2COOHN(CH3)2
Vậy số CTCT phù hợp với X là 2
Chọn B.
Chú ý: Sau khi xác định được CTCT muối, bằng kĩ thuật trừ CTPT suy ra X là muối
amoni của H 2 NCH 2 COOH với C 2 H 7 N Mà C 2 H 7 N có 2 đồng phân cấu tạo nên suy ra X cũng có 2 đồng phân cấu tạo thỏa mãn.
Ví dụ 3 Hợp chất X có công thức phân tử C2H7O3N tác dụng với dung dịch NaOH và
HCl đều giải phóng khí Khi cho 9,3 gam X tác dụng với dung dịch HCl dư rồi hấp thụ hoàn toàn khí thu được vào dung dịch Ba(OH)2 dư thì thu được m gam kết tủa Giá trị của m là
Cách tư duy và phương pháp giải:
- X tác dụng với cả dung dịch NaOH, dung dịch HCl và đều thấy thoát ra khí X là muối cacbonat của amin
- X có CTPT C2H7NO3 X là muối CH3NH3HCO3
CH3NH3HCO3 + 2NaOH →Na2CO3 + CH3NH21 + 2H2O
CH3NH3HCO3 + HCl → CH3NH3CI + CO2T + H2O
- Khí thu được là CO2, kết tủa là BaCO3
- Có mol BaCO3 = mol CO2 = mol X = 0,1 mol mA = 19,7 gam
Chọn D.
Ví dụ 4 Hỗn hợp X gồm chất Y (C2H7O2N) và chất Z (C3H9O3N) Cho 19,0 gam X với
dung dịch NaOH dư, đun nóng, thu được 4,48 lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí, đều làm xanh quỳ tím ẩm Nếu cho 19,0 gam X tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl loãng thu được dung dịch Z chứa chất tan chỉ là các chất hữu cơ Tổng khối lượng chất tan có trong Z là m gam Giá trị m là
Cách tư duy và phương pháp giải:
* X tác dụng NaOH tạo ra khí, suy ra X có muối amoni
* Từ CTPT suy ra Y là muối của axit đơn chức, Z là muối cacbonat
* Dùng kĩ thuật trừ CTPT, dễ dàng suy ra muối Y có thể là HCOOH3NCH3 hoặc
CH3COONH4 ; còn Z là C2H5NH3HCO3 hoặc (CH3)2NH2HCO3
* X + dd HCl tạo ra dd Z chỉ chứa chất hữu cơ, suy ra
Y là HCOOH3NCH3 (đặt = x mol)
Z là C2H5NH3HCO3 hoặc (CH3)2NH2HCO3 (đặt = y mol) khí gồm CH3NH2 (x mol) và C2H7N (y mol)
x + y = 0,2
77x + 107y = 19
Giải được x = 0,08 ; y = 0,12
X + HCl các chất hữu cơ gồm
HCOOH (0,08 mol), CH3NH3Cl (0,08 mol), C2H7NHCl (0,12 mol)
m = 0,08.46 + 0,08.67,5 + 0,12.81,5 = 18,86 gam
Chọn B.
Ví dụ 5 Hợp chất X có công thức phân tử C2H8O3N2 Cho 16,2 gam X phản ứng hết với
400 ml dung dịch NaOH 1M Kết thúc phản ứng, cô cạn dung dịch thì thu được phần hơi có chứa một amin đa chức và phần chất rắn có khối lượng m gam Giá trị m là
Trang 8A 15,9 gam B 19,9 gam.
Cách tư duy và phương pháp giải:
- X tác dụng được với dung dịch NaOH tạo ra khí → X là muối amoni
- X có 3 nguyên tử O nên gốc axit có thể là NO3- hoặc HCO3- hoặc CO32-
- Bằng kĩ thuật trừ CTPT axit, xác định được X là C2H5NH3NO3 hoặc (CH3)2NH2NO3 hoặc H2NCH2NH3HCO3 hoặc CH2(NH3)2CO3
- Theo giả thiết phần hở có chứa amin đa chức, suy ra X là muối amoni của
amin hai chức muối X là CH2(NH3)2CO3
- Phương trình phản ứng:
CH2(NH3)2CO3 + 2NaOH→CH2(NH2)2 + Na2CO3 + 2H2O
0,15 mol 0,3 0,15
* NaOH dư 0,1 mol
m chất rắn = 0, 15 106 + 0,1.40 = 19,9 gam
Chọn B.
Ví dụ 6 Hỗn hợp E gồm chất X (C3H9NO2) và chất Y (C2H8N2O3) Cho 6,14 gam E tác
dụng với lượng dư dung dịch NaOH đun nóng Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn,
thu được 0,06 mol hai amin đơn chức, bậc một và dung dịch F chứa m gam muối Giá
trị của m là
A 5,10 B 4,92 C 5,04 D 4,98.
Cách tư duy và phương pháp giải:
- E + NaOH sinh ra amin → E là muối amoni của amin
CTPT X, Y: X là muối của axit đơn chức, Y là muối nitrat hoặc cacbonat
- Trừ CTPT axit tương ứng được
C3H9NO2 = HCOOH + C2H7N = CH3COOH + CH3NH2
C2H8N2O3 = HNO3 + C2H7N = H2CO3 + C2H6N2
X là HCOOH3NC2H5 hoặc HCOOH2N(CH3)2 hoặc CH3COOH3NCH3
Y là C2H5NH3NO3 hoặc H2NCH2NH3HCO3
* Từ tính chất của bài, suy ra
X là: CH3COOH3NCH3 (đặt = x mol)
Y là: C2H5NH3NO3 (đặt = y mol)
Hỗn hợp 2 amin là CH3NH2 và C2H5NH2
Ta có:
mE = 91x + 108y = 6,14
n amin = x + y = 0,06
Giải hệ thu được x = 0,02; y = 0,04
F gồm: CH3COONa (0,02 mol) và NaNO3 (0,04 mol)
mmuối F = 0,02.82 + 0,04.85 = 5,04 gam
Chọn C.
Ví dụ 7 (THPTQG 2015)
Hỗn hợp X gồm 2 chất có công thức phân tử là C3H12N2O3 và C2H8N2O3 Cho 3,40 gam
X phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH (đun nóng), thu được dung dịch Y chỉ gồm các chất vô cơ và 0,04 mol hỗn hợp khí gồm 2 chất hữu cơ đơn chức (đều làm xanh giấy quỳ tím ẩm) Cô cạn Y, thu được m gam muối khan Giá trị của m là
A 3,36 B 3,12 C 2,97 D 2,76.
Cách tư duy và phương pháp giải:
- X có 3 nguyên tử O, X tác dụng với dung dịch NaOH thu được dung dịch Y chỉ chứa
Trang 9các chất vô cơ dễ dàng suy ra X là muối nitrat hoặc cacbonat.
- Dùng kĩ thuật trừ CTPT cho HNO3 hoặc H2CO3 Muối có công thức C3H12N2O3 là (CH3NH3)2CO3 hoặc CH3NH3OCOONH4 và muối có công thức C2H8N2O3 là C2H5NH3NO3 hoặc (CH3)2NH2NO3 (viết chung là C2H7NHNO3)
- Theo bài ra thì hỗn hợp khí là CH3NH3 và C2H5NH2 hoặc (CH3)2NH (viết chung là
C2H7N)
C3H12N2O3 là (CH3NH3)2CO3 và C2H8N2O3 là C2H5NH3NO3 hoặc (CH3)2NH2NO3 (viết chung là C2H7NHNO3)
Y chứa N2CO3 và NaNO3
- Đặt mol (CH3NH3)2CO3 = x ; mol C2H7NHNO3 = y
Bảo toàn nguyên tố hoặc viết PTHH, lập được hệ phương trình:
124x + 108y = 3,4 y = 0,02 m muối Y = 106x + 85y = 2,76 gam
Chọn D
Ví dụ 8 ( Đề thi THPTQG 2018)
Hỗn hợp E gồm chất X (CmH2m+4O4N2, là muối của axit cacboxylic hai chức) và chất Y (CnH2n+3O2N, là muối của axit cacboxylic đơn chức) Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol E cần vừa đủ 0,58 mol O2, thu được N2, CO2 và 0,84 mol H2O Mặt khác, cho 0,2 mol E tác dụng hết với dung dịch NaOH, cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu được một chất khín làm xanh quỳ tím ẩm và a gam hỗn hợp hai muối khan Giá trị của a là
A 18,56 B 23,76 C 24,88 D 22,64.
Cách tư duy và phương pháp giải:
* Tìm CTPT X và Y dựa vào dữ kiện của phản ứng cháy
Đặt mol X = x, mol Y = y , mol CO2 = z
x + y = 0,2 (1)
4x + 2y + 2.0,58 = 2z + 0,84 (2) và 0,84 - z = 2x + 1,5y (3)
x = 0,12; y = 0,08; z = 0,48 Bảo toàn C: 0,12.m + 0,08.n = 0,48
m = 2 và n = 3 là nghiệm thỏa mãn
Công thức phân tử X là C2H8N2O4, còn Y là C3H9NO2
- Dễ dàng viết được X là NH4OOC-COONH4
E tác dụng với dung dịch NaOH thu được một chất khí Y là C2H5COONH4
Hỗn hợp 2 muối thu được là NaOOC-COONa (0,12 mol) và C2H5COONa (0,08 mol)
a = 0,12.134 + 0,08.96 = 23,76
Chọn B.
Ví dụ 9 (Đề minh họa THPTQG 2019)
Cho hỗn hợp E gồm 0,1 mol X (C5H11O4N) và 0,15 mol Y (C5H14O4N2, là muối của axit cacboxylic hai chức) tác dụng hoàn toàn với dung dịch KOH, thu được một ancol đơn chức, hai amin no (kế tiếp trong dãy đồng đẳng) và dung dịch T Cô cạn T, thu được hỗn hợp G gồm ba muối khan có cùng số nguyên tử cacbon trong phân tử (trong đó có hai muối của hai axit cacboxylic và muối của một a-amino axit) Phần trăm khối lượng của muối có phân tử khối lớn nhất trong G là
A 24,57% B 54,13% C 52,89% D 25,53%.
Cách tư duy và phương pháp giải:
- Y là muối của axit hai chức nên khi phản ứng với dung dịch KOH chỉ tạo ra 1 muối cacboxylat X phản ứng với KOH phải tạo 2 muối, gồm 1 muối cacboxylat và 1 muối của a-aminoaxit
Có
Trang 10- Y là muối nên 2 amin sẽ thu được từ phản ứng của Y, còn ancol thu được sẽ từ phản ứng của X
- Các muối đều cùng số C nên X và Y có cấu tạo
X là CH3COOH3NCH2COOCH3 (0,1 mol)
Y là CH3NH3OOC-COOH3NC2H5 (0,15 mol)
Các amin liên tiếp là CH3NH2 và C2H5NH2 ; còn ancol là CH3OH
Các muối trong hỗn hợp G thu được gồm CH3COOK (0,1 mol) ; H2NCH2COOK (0,1 mol) ; KOOC-COOK (0,15 mol)
- Muối có phân tử khối lớn nhất trong G là KOOC-COOK
%m (KOOC-COOK) = 54,13%
Chọn B.
3 Bài tập vận dụng ở các mức độ nhận thức
3.1.Mức độ nhận thức 1( Biết)
Bài 1.Hợp chất X có công thức phân tử C2H7NO2 Cho 7,7 gam X tác dụng với 100ml
dung dịch NaOH 2M, đun nóng Kết thúc phản ứng thu được dung dịch dung dịch Y và khí Z Cô cạn dung dịch Y được 10,8 gam chất rắn khan Công thức cấu tạo của X là
Bài 2.Hợp chất X có công thức phân tử C3H10N2O2 Cho 5,3 gam X tác dụng với 150 ml
dung dịch KOH 1M, đun nóng Kết thúc phản ứng thu được dung dịch dung dịch Y và khí Z Cô cạn dung dịch Y được 11,25 gam chất rắn khan Công thức cấu tạo của X là
A H2NCH2COOH3NCH3 B CH3COOH3NCH2NH2
C HCOOH3NCH2CH2NH2 D H2NCH(CH3)COONH4
Bài 3.Hợp chất X có công thức phân tử C3H10N2O3 Cho 12,2 gam X tác dụng với
150ml dung dịch NaOH 1M, đun nóng Kết thúc phản ứng thu được dung dịch dung dịch Cô cạn dung dịch Y thu được phần rắn khan chỉ chứa các chất vô cơ có khối lượng
m gam và phần hơi có chứa một chất hữu cơ đơn chức Z Giá trị của m là
Bài 4.Cho 12,4 gam hợp chất X có công thức phân tử C3H12N2O3 tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH 1,5M, đun nóng Kết thúc phản ứng thu được một chất khí Y làm xanh quì ẩm và dung dịch Z Cô cạn Z rồi đem nung đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn Giá trị của m là
Bài 5.Hỗn hợp X gồm 2 chất hữu cơ có công thức phân tử là CH6N2O3 và C3H12N2O3.
Cho 3,12 gam X phản ứng hoàn toàn với lượng dư dung dịch NaOH, thu được hỗn hợp khí Y (gồm 3 khí) và dung dịch Z Nếu cho dung dịch HCl dư vào dung dịch Z thì có 0,01 mol khí thoát ra Nếu hấp thụ hoàn toàn hỗn hợp khí Y vào dung dịch HCl dư thì khối lượng muối thu được là
A 2,165 gam B 1,885 gam C 2,70 gam D 1,35 gam.
Bài 6.Hỗn hợp X gồm hai chất hữu cơ có công thức phân tử C3H12O3N2 và C2H7O2N.
Cho 20,1 gam X phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH và đun nóng, thu được dung dịch Y và 0,3 mol một khí làm xanh giấy quỳ ẩm Cô cạn toàn bộ dung dịch Y thu được
m gam muối khan Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?
Bài 7.Hỗn hợp E gồm chất X (C3H10N2O4) và chất Y (C3H12N2O3), biết X là hợp chất
hữu cơ đa chức Cho 3,86 gam E tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng, thu được