SKKN PHƯƠNG PHÁP GIẢI bài tập AMINO AXIT TRONG hóa học 12

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP AMINO AXIT TRONG HÓA HỌC 12 I.. Ngoài việc giúp học sinh hiểu chính xác và vận dụng các kiến thức đã học , bài tập hóa học còn giúp học si

TRUNG TÂM HỌC LIỆU HÓA HỌC TRỰC TUYẾN

CHỌN LỌC-ĐẦY ĐỦ-CHẤT LƯỢNG

http://HOAHOC.edu.vn ─ http://LUUHUYNHVANLONG.com

“Học Hóa bằng sự đam mê”

Thầy LƯU HUỲNH VẠN LONG

(Giảng viên Trường ĐH Thủ Dầu Một – Bình Dương)

TUYỂN CHỌN VÀ GIỚI THIỆU

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐẠT GIẢI CÁC CẤP MÔN

HÓA HỌC 12

Khổng Tử

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP AMINO AXIT TRONG HÓA HỌC 12

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Bài tập có ý nghĩa rất quan trọng trong hóa học Ngoài việc giúp học sinh hiểu chính xác

và vận dụng các kiến thức đã học , bài tập hóa học còn giúp học sinh rèn luyện kỹ năng , tính tích cực , trí thông minh ,sự sáng tạo , đào sâu kiến thức và sự hiểu biết một cách sinh động mà không làm nặng nề hơn lượng kiến thức đã được qui định trong chương trình sách giáo khoa và sách bài tập Nội dung hóa học trong các bài thi bài kiểm tra được thể hiện phần lớn dưới dạng bài tập

Một trong những yêu cầu để học sinh làm tốt bài kiểm tra trắc nghiện khách quan là phải giải chính xác các bài toán hóa học trong khoảng thời gian thật ngắn.Từ lí do trên tôi đã

giúp học sinh giải bài tập amino axit “nhanh và chính xác” nhất, để đạt kết quả cao trong các bài kiểm tra cũng như trong các kì thi tốt nghiệp, đại học, cao đẳng

II TỒ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

1 Cơ sở lí luận :

Ngày nay việc thay đổi đánh giá bằng trắc nghiệm khách quan, yêu cầu khi giải một bài toán cần phải nhanh, chính xác trong thời gian ngắn nhất, vì vậy nắm phương pháp giải toán và phân dạng được dạng toán giúp ích cho các em đạt được kết quả cao trong các kỳ thi Mặt khác khi dạy bài tập hoá học trong những giờ luyện tập giáo viên nêu ra phương pháp giải quyết một bài toán khi đã phân dạng đã đặt học sinh vào vị trí nghiên cứu tìm cách vận dụng thích hợp phương pháp vào việc giải bài toán Chính sự lôi cuốn

đã làm hoạt động hoá nhận thức của học sinh, rèn luyện khả năng tư duy, khả năng hoạt động của học học sinh Như vậy việc nêu ra phương pháp giải các dạng toán trong các giờ luyện tập đáp ứng được tính tích cực trong học tập của học sinh

2 Nội dung, biện pháp thực hiện các giải pháp của đề tài

2.1 Nội dung:

1 Dạng 1: Amino axit phản ứng với axit:

11,15 gam muối X là:

A glyxin B alanin C phenylalanin D valin

Hướng dẫn:

Phương trinh phản ứng : H2NRCOOH + HCl ClH3NRCOOH

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có : mamino axit + mHCl = mmuối

nên mHCl = mmuối - mamino axit = 11,15 – 7,5 = 3,65 gam

số mol HCl là : nHCl = 3,65/36,5 = 0,1 mol

suy ra số mol amino axit: namino axit = nHCl = 0,1 mol

Khối lượng phân tử amino axit là : Mamino axit = 7,5/0,1 = 75 gam

Ta có R + 16 + 45 = 75 nên R = 14 (CH2)

ứng hết với dung dịch HCl (dư) thu được dung dịch chứa 11,15 gam muối Tên gọi của X là

Hướng dẫn:

H2NRCOOH + HCl ClH3NRCOOH

0,1 mol 0,1mol

Khối lượng phân tử của muối là : Mmuối = 11,15/0,1 = 111,5 gam

R + 97,5 = 111,5 suy ra R = 14 (CH2)

Bài tập 3: Cho 0,1 mol aminoaxit X phản ứng vừa đủ với 100 ml dung dịch HCl 2M Mặt

khác18 gam X cũng phản ứng vừa đủ với 200 ml dung dịch HCl trên X có khối lượng phân

tử là

Hướng dẫn:

Số mol axit HCl là nHCl = 0,1.2 = 0,2 mol

Số nhóm amino (- NH2) : n = = = 2

(H2N)2R(COOH)m + 2HCl (ClH3N)2R(COOH)m

Số mol HCl là nHCl = 0,2.2 = 0,4 mol nên số mol X là nX = = 0,2 mol

Khối lượng phân tử X là MX = = 90 gam Chọn đáp án B

nHCl

namino axit

0,2 0,1

0,4

2

18 0,2

2 Dạng 2: Amino axit phản ứng với bazơ

Bài tập 1: Cho 0,01 mol một aminoaxit X tác dụng vừa đủ với 40ml dung dịch NaOH

0,25M Mặt khác, 1,5 gam X tác dụng vừa đủ với 40ml dung dịch KOH 0,5M Tên gọi của

X là A alanin B lysin C glyxin D axit glutamic Hướng dẫn:

Số mol NaOH là nNaOH = 0,04.0,25 = 0,01 mol

Số nhóm amino (- COOH) : n = = = 1

Số mol KOH là: nKOH = 0,04.0,5 = 0,02 mol

(H2N)nRCOOH + KOH (H2N)nRCOOK + H2O

0,02 mol 0,02 mol

Khối lượng phân tử amino axit là : MX = = 75 gam

Ta có R + 16n + 45 = 75 suy ra R = 30 – 16n

n = 1 thì R = 14 (CH2)

n = 2 thì R = - 2 < 0 loại

Bài tập 2: Cho m gam hỗn hợp gồm glyxin, alanin,valin tác dụng vừa đủ với 300 ml dung

dich NaOH 1M tu được 34,7 gam muối khan Giá trị của m là:

Hướng dẫn:

Số mol NaOH là nNaOH = 0,3.1 = 0,3 mol

Khối lượng NaOH phản ứng là : mNaOH = 0,3.40 = 12 gam

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có : mamino axit + mNaOH = mmuối

nên m = mmuối - mNaOH = 34,7 – 12 = 22,7 gam

Vậy giá trị của m là 22,7 Chọn đáp án C

3 Dạng 3: Amino axit vừa phản ứng với axit, vừa phản ứng với bazơ

Bài tập 1: Cho 0,02 mol amino axit X tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch HCl 0,1M thu

được 3,67 gam muối khan Mặt khác 0,02 mol X tác dụng vừa đủ với 40 gam dung dịch NaOH 4% Công thức của X là

nNaOH

namino axit 0,01 0,01

1,5 0,02

A H2NC2H3(COOH)2 B H2NC3H5(COOH)2

Hướng dẫn:

Số mol HCl là nHCl = 0,2.0,1 = 0,02 mol

Số nhóm amino (- NH2) : n = = = 1

Số mol NaOH là nNaOH = = 0,04 mol

Số nhóm cacboxyl (- COOH) : m = = = 2

Đặt công thức amino axit là H2NR(COOH)2

H2NR(COOH)2 + HCl ClH3NR(COOH)2

0,02 mol 0,02 mol 0,02 mol

Khối lượng phân tử muối của X là Mmuối = = 183,5 gam

Ta có: 52,5 + R + 90 = 183,5 suy ra R = 183,5 – 142,5 = 41 (C3H5)

Vậy công thức amino axit X là H2NC3H5(COOH)2 Chọn đáp án B

Bài tập 2: Hỗn hợp X gồm alanin và axit glutamic Cho m gam X tác dụng hoàn toàn với

dung dịch NaOH (dư), thu được dung dịch Y chứa (m+30,8) gam muối Mặt khác, nếu cho

m gam X tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl, thu được dung dịch Z chứa (m+36,5) gam muối Giá trị của m là

Hướng dẫn:

Gọi x, y là số mol của alanin và axit glutamic

Hỗn hợp X phản ứng với NaOH

CH3CH(NH2)COOH + NaOH CH3CH(NH2)COONa + H2O

x x x

y 2y y

Áp dụng định luật tăng giảm khối lượng ta có:

22x + 44y = 30,8 suy ra x + 2y = 1,4 (I)

Hỗn hợp X phản ứng với HCl

CH3CH(NH2)COOH + HCl CH3CH(NH3Cl)COOH

x x x HOOC(CH2)2CH(NH2)COOH + HCl HOOC(CH2)2CH(NH3Cl)COOH

nHCl

namino axit

0,02 0,02 40.4

NaOH

namino axit

0,04 0,02

3,67 0,02

y y y

Áp đụng định luật bảo toàn khối lượng ta có khối lượng HCl là

36,5x + 36,5y = 36,5 suy ra x + y = 1 (II)

Từ (I) và (II) suy ra x = 0,6 ; y = 0,4

Giá trị của m là: m = 0,6.89 + 0,4.147 = 112,2 Chọn đáp án A

4 Dạng 4: Dạng amino axit phản ứng với axit, cho sản phẩm thu được phản ứng với bazơ Và

Amino axit phản ứng với bazơ,cho sản phẩm thu được phản ứng với axit

thu được dung dịch X Cho NaOH dư vào dung dịch X Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn

toàn, số mol NaOH đã phản ứng là

Hướng dẫn

Số mol HCl là nHCl = 0,175.2 = 0,35 mol

Coi axit glutamic không phản ứng với HCl, hỗn hợp axit glutamic và HCl phản ứng với

NaOH

HCl + NaOH NaCl + H2O

0,35 mol 0,35 mol

H2NC3H5(COOH)2 + 2NaOH H2NC3H5(COONa)2 + 2H2O

0,15 mol 0,3 mol

Số mol NaOH đã phản ứng là: nNaOH = 0,35 + 0,3 = 0,65 mol Chọn đáp án C

Cách 2: nNaOH= nHCl + n Aminoaxit Số chức (COOH)= 0,35+ 0,15.2 = 0,65 (mol)

Bài tập 2: Cho 0,2 mol α -amino axit X phản ứng vừa đủ với 100ml dung dịch HCl 2M thu

được dung dịch Y Cho dung dịch Y phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH, sau phản ứng,

cô cạn sản phẩm thu được 33,9g muối X có tên gọi là

( NH 2 ) x -R –(COOH) y

a( mol)

+ c(mol) NaOH ddB + HCl nHCl pứ =c+a.x

Hướng dẫn:

Số mol HCl là nHCl = 0,1.2 = 0,2 mol

Số nhóm amino (- NH2) : n = = = 1

Coi α -amino axit X không phản ứng với HCl, hỗn hợp X và HCl phản ứng với NaOH HCl + NaOH NaCl + H2O

0,2 mol 0,2 mol

H2NR(COOH)n + nNaOH H2NR(COONa)n + nH2O

0,2 mol 0,2 mol

Khối lượng muối là : mmuối X + mNaCl = 33,9 gam

Suy ra mmuối X = 33,9 – 0,2.58.5 = 22,2 gam

Khối lượng phân tử muối X là: Mmuối X = = 111 gam

Ta có: 16 + R + 67n = 111 Suy ra R = 95 – 67n

n = 1 thì R = 28 (C2H4)

n = 2 thì R < 0 loại

Bài tập 3: X là axit ,–điaminobutiric Cho dung dịch chứa 0,25 mol X tác dụng với 400

ml dung dịch NaOH 1M, sau đó cho vào dung dịch thu được dung dịch HCl dư và sau khi phản ứng kết thúc cô cạn dung dịch sẽ thu được khối lượng chất rắn khan là

Hướng dẫn:

Số mol NaOH là nNaOH = 0,4.1 = 0,4 mol

Coi axit ,–điaminobutiric không phản ứng với NaOH, hỗn hợp axit ,–điaminobutiric

và NaOH phản ứng với HCl

NaOH + HCl NaCl + H2O

0,4 mol 0,4 mol

CH3CH(NH2)CH(NH2)COOH + 2HCl CH3CH(NH3Cl)CH(NH3Cl)COOH

nHCl

namino axit

0,2 0,2

22,2 0,2

0,25 mol 0,25 mol

Khối lượng muối là : m = mmuối X + mNaCl = 0,4.58,5 + 0,25.191 = 71,15 gam

Chọn đáp án C

vào 200 ml dung dịch NaOH 2M, thu được dung dịch Y Cho dung dịch HCl dư vào dung

dịch Y thu được 38,75 gam muối khan Tên gọi của  – amino axit X là

A glyxin B valin C alanin D phenylalanin Hướng dẫn:

Số mol NaOH là nNaOH = 0,4.1 = 0,4 mol

Coi  – amino axit X không phản ứng với NaOH, hỗn hợp  – amino axit X và NaOH phản ứng với HCl

NaOH + HCl NaCl + H2O

0,4 mol 0,4 mol

H2NRCOOH + HCl ClH3NRCOOH

x mol x mol x mol

Khối lượng muối là : m = mmuối X + mNaCl

Suy ra mmuối X = m – mNaCl = 38,75 – 0,4.58,4 = 15,35 gam

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng thì ta có số mol HCl phản ứng với  – amino axit X là

mHCl = 15,35 – 11,7 = 3,65 gam Vậy số mol x = = 0,1mol

Khối lượng phân tử  – amino axit X: Mx = = 117 gam

16 + R + 45 = 117 nên R = 56 (C4H8)

Công thức  – amino axit X là H2NC4H8COOH

5 Dạng 5: Amino axit phản ứng trùng ngưng

Bài tập : Khi trùng ngưng 13,1 gam axit ε – aminocaproic với hiệu suất 80%, ngoài amino axit dư

còn thu được m gam polime và 1,44 gam nước Giá trị m là

Hướng dẫn:

3,65 36,5 11,7

0,1

Vì hiệu suất 80% nên Khối lượng axit ε – aminocaproic phản ứng là

maxit ε – aminocaproic = = 10,48 gam

Phương trình phản ứng:

nH2N(CH2)5COOH [- NH(CH2)5CO - ]n + nH2O

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng thì khối lượng polime là

m = maxit ε – aminocaproic – mH2O = 10,48 – 1,44 = 9,04 Chọn đáp án B

6 Dạng 6: Phản ứng đốt cháy của amino axit

Bài tập 1: Đốt cháy hết a mol 1 aminoaxit X bằng oxi vừa đủ rồi ngưng tụ hơi nước được

2,5a mol hỗn hợp CO2 và N2 Công thức phân tử của X là:

Hướng dẫn:

Đặt công thức amino axit X là CxHyOzNt (với x, y, z, t nguyên dương)

CxHyOzNt + (x + – )O2 xCO2 + H2O + N2

a mol a.x mol 0,5.t.a mol

Ta có a.x + 0,5.t.a = 2,5 a suy ra x + 0,5.t = 2,5

Vậy x = 2,5 – 0,5.t

t = 1 thì x = 2 (nhận)

t = 2 thì x = 1,5 loại

Do đó công thức phân tử của X là C2HyOzN, chỉ có đáp án A C2H5NO2 thỏa mãn điều kiện nên chọn đáp án A

0,5a mol N2 X có công thức phân tử là:

Hướng dẫn:

Đặt công thức amino axit X là CxHyOzNt (với x, y, z, t nguyên dương)

CxHyOzNt + (x + – )O2 xCO2 + H2O + N2

a 2a mol 2,5a mol 0,5a mol

Dựa vào phương trình phản ứng ta có

ax = 2a suy ra x = 2

0,5ay = 2,5 suy ra y = 5

0,5at = 0,5a suy ra t = 1

Vậy công thức phân tử của X là C2H5NO2 nên chọn đáp án C

13,1.80

100

y

4

z

2

y

2

t

2

y

4

z

2

y

2

t

2

Bài tập 3: Cho 1 amino axit (X) có công thức là H2NRCOOH Đốt cháy hoàn toàn a mol X thu được 6,72 lít CO2 (đktc) và 6,75 gam H2O Công thức phân tử của X là :

Hướng dẫn

Số mol CO2: nCO2 = = 0,3 mol; Số mol H2O: nH2O = = 0,375 mol

Vì số mol H2O lớn hơn số mol CO2 nên đặt công thức của amino axit X là

H2NCnH2nCOOH (với n ≥ 1)

Phương trình phản ứng:

H2NCnH2nCOOH + O2 (n + 1)CO2 + H2O + N2

0,3 mol 0,375 mol

Ta có (n + 1)0,375 = 0,3

0,75n + 0,75 = 0,6n + 0,9 suy ra 0,15n = 0,15

2.2.Biện pháp thực hiện

* Thiết kế các hoạt động học tập , các dạng bài tập từ dễ đến khó Cụ thể là vận dụng trong các bài tập sách giáo khoa , sách bài tập , và các bái tập trong đề thi đại học cao đẳng

nhau

* Vận dụng phương pháp giải nhanh bài tập aminoaxit trong giảng dạy lớp thực nghiệm

12A5 và phương pháp truyền thống với lớp 12A4

* Tiến hành khảo sát với nội dung :

Câu 1: Một α -amino axit X có công thức tổng quát dạng H2N – R – COOH Cho 8,9 gam X tác dụng với 200 ml dung dịch HCl 1M thu được dung dịch Y Để phản ứng với hết với các chất trong dd Y cần dùng 300 ml dung dịch NaOH 1M Công thức cấu tạo đúng của X là

Câu 2: X là một α - amioaxit no chỉ chứa 1 nhóm amino và 1 nhóm cacboxyl Cho 23,4 gam

X tác dụng với HCl dư thu được 30,7 gam muối Công thức cấu tạo của X là:

III.HIỆU QUẢ CỦA ĐỀ TÀI:

6,72 22,4

6,75

18

1

2

(2n+3)

2

(6n+3)

4

(2n+3)

2

1.Kết quả định tính :

Trong quá trình giảng tôi nhận thấy ban đầu học sinh còn gặp khó khăn trong việc giải nhanh các bài tập trắc nghiệm.Tuy nhiên sau khi học sinh được giáo viên hướng dẫn các phương pháp giải nhanh thì việc tính toán dễ dàng có thể nhấn nhanh ra kết quả, giúp học sinh định hướng cách làm bài và tiết kiệm được nhiều thời gian

2/ Kết quả định lượng :

- Qua bảng số liệu trên nhận thấy tỉ lệ % học sinh lớp thực nghiệm kĩ năng giải bài tập nhanh hơn , và trả lời Đúng đáp số cao hơn lớp đối chứng

IV ĐỀ XUẤT , KHUYẾN NGHỊ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG

Để việc vận dụng phương pháp giải toán hóa học đạt kết quả tốt , Tôi đề nghị một số ý kiến sau :

- Xây dựng các dạng bài tập dạng cơ bản để học sinh vận dụng công thức , sau đó nâng dần lên các dạng toán lựa chọn nghiệm phù hợp

- Phân dạng bài tập cụ thể để học sinh ,để học sinh vận dụng công thức tốt hơn và có thể xử lí nhanh với các dạng toán có biến đổi chút ít

V.PHẦN KẾT LUẬN

Đề tài “phương pháp giải bài tập amino axit trong hóa học 12” là một nội dung rất quan trọng trong việc giúp ích cho học sinh trong việc hoàn thành tốt một bài tập hoá học phổ thông, rèn luyện kỹ năng giải bài tập hoá học và phát triển tư duy của học sinh Nhất là trong giai đoạn đổi mới hình thức đánh giá kiểm tra bằng trắc nghiệm khách quan, học sinh muốn làm bài tốt cần phải nắm vững phương pháp giải toán và phân dạng được dạng toán Mới đáp ứng phần nào những khúc mắc của học sinh khi giải đề tuyển sinh đại học và cao đẳng

Với chút ít kinh nghiệm của bản thân tôi hy vọng đề tài này sẽ góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy bộ môn đề tài này vẫn còn mở rộng và phát triển hơn nữa , rất mong quí

Thầy cô,đồng nghiệp góp thêm ý kiến