CHUYÊN ĐỀ: AMIN ôn thi môn hóa học

Định nghĩa, phân loại, đồng phân và danh pháp của amin. Tính chất vật lí của amin. Cấu trúc phân tử, tính chất hóa học: Tính chất của chức amin, phản ứng thế ở nhân thơm của anilin, phản ứng cháy. Ứng dụng và điều chế của amin. HS giải thích được: Cơ sở phân loại các amin. Tại sao amin lại có tính bazơ. Tại sao các amin khác nhau lại có lực bazơ khác nhau. Tại sao anlin lại có khả năng phản ứng với nước Br2

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO …………

TRƯỜNG THPT ………

CHUYÊN ĐỀ: AMIN TÊN TÁC GIẢ: ………

ĐỒI TƯỢNG BỒI DƯỠNG: HỌC SINH LỚP 12 DỰ KIẾN SỐ TIẾT BỒI DƯỠNG : 10 TIẾT CHUYÊN ĐỀ: AMIN …………

…………

I NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ

1 VẤN ĐỀ DẠY HỌC CỦA CHUYÊN ĐỀ

Amin là loại hợp chất nào? Chúng có đặc điểm cấu tạo như thế nào? Danh pháp? Tính chất vật lí

và hóa học của chúng như thế nào? Chúng có ứng dụng gì? Phương pháp điều chế amin.?

2 NỘI DUNG

- Nội dung 1: Khái niệm, phân loại, danh pháp và đồng phân

+ Khái niệm amin

+ Công thức tổng quát của amin

+ Các loại đồng phân amin

+ Cách phân loại amin

+ Cách gọi tên amin

- Nội dung 2: Tính chất vật lí

+ Tính chất vật lí của amin

- Nội dung 3: Cấu tạo phân tử và Tính chất hóa học

+ Cấu tạo phân tử

+ Phương pháp điều chế amin

II TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ

- Cơ sở phân loại các amin.

- Tại sao amin lại có tính bazơ Tại sao các amin khác nhau lại có lực bazơ khác nhau

- Tại sao anlin lại có khả năng phản ứng với nước Br2

* Kĩ năng

- Viết và gọi tên các đồng phân amin

- Phân loại amin

- Quan sát, phân tích và giải thích các hiện tượng thí nghiêm, hiện tượng trong tự nhiên

- Viết các phương trình hóa học

- Làm các bài tập định tính và định lượng về amin: so sánh lực bazơ, tìm công thức phân tử, côngthức cấu tạo, tính toán theo phương trình, bài tập tổng hợp của amin…

* Thái độ

- Hứng thú, say mê nghiên cứu khoa học, tích cực trong các hoạt động tập thể

- Thái độ làm việc nghiêm túc, trung thực trong học tập nghiên cứu

- Hiểu được vai trò của amin trong thực tiễn

- Phát hiện và giải quyết vấn đề

- Phương pháp dạy học hợp tác (Thảo luận nhóm)

- Phương pháp sử dụng các phương tiện trực quan (thí nghiệm, video, ), SGK

- Phương pháp đàm thoại, tìm tòi

- Phương pháp sử dụng câu hỏi bài bập

3 Chuẩn bị của GV và HS

- Tài liệu tham khảo, SGK

4 Nội dung kiến thức và các dạng bài tập thường gặp

A NỘI DUNG KIẾN THỨC

I KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI, DANH PHÁP VÀ ĐỒNG PHÂN.

+ Amin no, đơn chức, mạch hở: CnH2n+3N hay CnH2n+1NH2 (n ≥ 1) hoặc R-NH2

+ Amin no, đa chức: CnH2n+2+mNm (n ≥ 1, m≥2)

+ Amin không no, có k liên kết π: CnH2n+2+m−2kNm (n ≥ 2)

- Amin thơm

Amin thơm xét trong dãy đồng đẳng của anilin: CnH2n−7NH2 (n ≥ 6)

b Theo bậc của amin (Bậc của amin được tính bằng số nguyên tử H trong phân tử amoniac bị

thay thế bởi gốc hiđrocacbon)

Tên amin = Tên các gốc hiđrocacbon liên kết với nguyên tử N + amin

( Nếu nhiều gốc giống nhau thì gộp các gốc lại với nhau và đi kèm tiền tố 2- đi, 3- tri.

Nếu các gốc khác nhau thì đọc theo thứ tự chữ cái a,b,c )

Tên amin bậc hai = N+ tên của nhóm thế+ tên hiđrocacbon tương ứng mạch chính+ số chỉ vị trí+ amin

( Lưu ý: Với các amin bậc hai và bậc ba, chọn mạch dài nhất chứa N làm mạch chính, N đính

với C có số chỉ vị trí nhỏ nhất Đặt một nguyên tử N trước mỗi nhóm thế của amin Khi NH 2

đóng vai trò là nhóm thế thì gọi là nhóm amino)

c Tên thường: chỉ áp dụng với một số amin

- Amin có liên kết H nên tan trong nước, có nhiệt độ sôi cao nhưng kém hơn so với ancol

do liên kết H trong amin yếu hơn trong liên kết H trong ancol

-Metyl-, đimetyl-, trimetyl- và etylamin là những chất khí có mùi khai khó chịu, độc, dễ tan

trong nước, các amin đồng đẳng cao hơn là chất lỏng hoặc rắn

- Anilin là chất lỏng, nhiệt độ sôi là 184 oC, không màu, rất độc, ít tan trong nước lạnh, tan nhiều trong nước và ancol

III CẤU TẠO PHÂN TỬ VÀ TÍNH CHÂT HÓA HỌC.

* Cấu tạo phân tử

- Tuỳ thuộc vào số liên kết và nguyên tử N tạo ra với nguyên tử cacbon mà ta có amin bậc I, bậc

- Phân tử amin có nguyên tử nitơ tương tự trong phân tử NH3 nên các amin có tính bazơ Ngoài

ra amin còn có tính chất của gốc hiđrocacbon

Tác dụng với axit

CH3NH2 + HCl→ [CH3NH3]+Cl¯

C6H5NH2 + HCl → [C6H5NH3]+Cl−

anilin phenylamoni clorua

Lưu ý: Các muối amoni hữu cơ dễ bị thủy phân trong môi trường kiềm

[CH 3 NH 3 ] + Cl ¯ + NaOH→ CH 3 NH 2 ↑ + NaCl + H 2 O [C 6 H 5 NH 3 ] + Cl − + NaOH→ C 6 H 5 NH 2 + NaCl + H 2 O Nhận xét:

- Các amin tan nhiều trong nước như metylamin, etylamin,…có khả năng làm xanh giấy quỳ tím hoặc làm hồng phenolphtalein, có tính bazơ mạnh hơn amoniac nhờ ảnh hưởng của nhóm ankyl

- Anilin có tính bazơ, nhưng dung dịch của nó không làm xanh giấy quỳ tím, cũng không làm hồng phenolphtalein vì tính bazơ của nó rất yếu và yếu hơn amoniac

Như vậy, nhóm ankyl có ảnh hưởng làm tăng mật độ electron ở nguyên tử nitơ do đó làm tăng lực bazơ; nhóm phenyl ( C 6 H 5 -) làm giảm mật độ electron ở nguyên tử nitơ do đó làm giảm lực bazơ.

Lực bazơ: CnH2n+1NH2 > NH3 > C6H5NH2

b Phản ứng với axit nitrơ

Amin bậc I tác dụng với HNO2 ở nhiệt độ thường cho ancol hoặc phenol và giải phóng nitơ

Amin bậc một hoặc bậc hai tác dụng với ankyl halogenua, nguyên tử H của nhóm amin có thể bị thay thế bởi gốc ankyl

(Phản ứng này dùng điều chế amin bậc cao từ amin bậc thấp)

d Phản ứng của amin tan trong nước với dung dịch muối của các kim loại có hiđroxit kết tủa.

2 Phản ứng thế ở nhân thơm của anilin.

NH2:

+ 3Br2

NH2Br

- Các ankylamin được dùng tổng hợp hữu cơ, polime

- Amin là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp phẩm nhuộm, polime, dược phẩm…

Dạng 1: Viết và gọi tên các đồng phân amin

Lưu ý: Khi viết công thức các đồng phân cấu tạo của amin, cần viết đồng phân mạch C và đồng phân vị trí nhóm chức cho từng loại: amin bậc I, amin bậc II, amin bậc III

Câu 1( thông hiểu): Có bao nhiêu đồng phân cấu tạo của amin có công thức phân tử C4H11N

Câu 2(thông hiểu): Tên gọi không đúng của C6H5NH2 là

Bậc của ancol= 3- Số nguyên tử H trong C-OH

Câu 1(thông hiểu): Số đồng phân amin bậc I ứng với công thức C4H11N là

- Nhóm phenyl ( C 6 H 5 -) làm giảm mật độ electron ở nguyên tử nitơ do đó làm giảm lực bazơ.

Lưu ý: Cách phân biệt amin béo và thơm

- Amin béo:

+ Amin no, đơn chức, mạch hở: CnH2n+3N hay CnH2n+1NH2 (n ≥ 1) hoặc R-NH2

+ Amin no, đa chức: CnH2n+2+mNm (n ≥ 1, m≥2)

+ Amin không no, có k liên kết π: CnH2n+2+m−2kNm (n ≥ 2)

- Amin thơm

Amin thơm xét trong dãy đồng đẳng của anilin: CnH2n−7NH2 (n ≥ 6)

Hệ quả: amin béo >NH 3 > amin thơm

Amin béo: amin bậc II, bậc III > amin bậc I.

Amin béo làm đổi màu chất chỉ thị: làm quỳ tím hóa xanh, phenolphatalein không màu chuyển thành màu hồng.

Amin thơm không làm đổi màu chất chỉ thị.

Tính bazơ tăng dần theo thứ tự nào sau đây?

A (1) < (3) < (2) < (4) B (3) < (1) < (2) < (4)

C (1) < (2) < (3) < (4) D (3) < (1) < (4) < (2).

Hướng dẫn giải

Metylamin: CH3NH2 ( Amin béo bậc I)

A Anilin, metyamin, amoniac.

B Amoni clorua, metylamin, natri hiđroxit.

C Metyamin, amoniac, natri axetat.

D Anilin, amoniac, natri hiđroxit.

Hướng dẫn giải

Áp dung hệ quả và dùng phương pháp loại trừ ta có

Loại đáp án A, D vì có anilin: amin thơm

Loại Đáp án B vì có amoni clorua có tính axit

Đáp án C

Dạng 4: phản ứng thể hiện tính bazơ của amin

- Một số điều cần lưu ý về tính bazơ của amin:

+ các amin đều phản ứng được với các dung dịch axit như HCl, HNO 3 , H 2 SO 4 , CH 3 COOH,

CH 2 =CHCOOH Bản chất của phản ứng là nhóm chức amin phản ứng với ion H + tạo ra muối amoni.

-NH 2 + H + → NH 3 +

( Phản ứng xảy ra tương tự với amin bậc II và bậc III).

+ Các amin no còn có phản ứng được với dung dịch muối của một số kim loại tạo ra hiđroxit kết tủa.

VD: - NH 2 + Fe 3+ + 3H 2 O → - NH 3 + + Fe(OH) 3

(Phản ứng xảy ra tương tự với amin bậc II, bậc III)

- Phương pháp giải bài tập amin chủ yếu là sử dụng định luật bảo toàn khối lượng Đối với các amin chưa biết số nhóm chức thì lập tỉ lệ T= n H / n amin

Lưu ý về quá trình tạo phức với Cu 2+ hay Zn 2+

Câu 1( vận dụng): X là hợp chât hữu cơ chứa C H, N; trong đó N chiếm 15,054% về khối lượng.

X tác dụng với HCl tạo ra muối có dạng RNH3Cl Công thức của X là

A CH3- C6H4- NH2 B C 6 H 5 -NH 2

Hướng dẫn giải

Vì X tác dụng với HCl tạo ra muối có dạng RNH3Cl nên suy ra X có dạng RNH2

Trong X chiếm 15,05% về khối lượng nên ta có

05,1516

100.14

=+

Vậy công thức của X là : C6H5-NH2

Câu 2(vận dụng): Amin X có phân tử khối nhỏ hơn 80 Trong phân tử X nitơ chiếm 19,18% về

khối lượng Số đồng phân cấu tạo của X tác dụng với HCl tạo ra muối amoni có mạch cacbon không phân nhánh là:

Hướng dẫn giải

Đặt CTPT của amin là CxHyNt, theo giả thiết ta có:

x= 418

,19100

18,19

1. CH3- CH2- CH2- CH2- NH2 2 CH3- CH2- CH(NH2)- CH3

3 CH3- CH(CH3)-CH2- NH2 4 (CH3)3- NH2

5 CH3-NH- CH2-CH2-CH3 6 CH3- NH- CH(CH3)2

7 C2H5- NH- C2H5 8 (CH3)2N-C2H5

Trong các chất trên có các chất 1, 2, 5, 7, 8 có mạch cacbon không phân nhánh nên khi tác dụng với HCl sẽ tạo ra muối amoni có mạch cacbon không phân nhánh

Đáp án D.

Câu 3(vận dụng): Cho 15 gam hỗn hợp X gồm các anilin, metylamin, đimetylamin,

đietylmetylamin tác dụng vừa đủ với 50ml dung dịch HCl 1M Khối lượng sản phẩm thu được có giá trị là:

A 16,825 gam. B 20,18 gam C 21,123 gam D 15,925 gam

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

mmuối = mamin + mHCl = 15 + 0,05.36,5 = 16,825 gam

Đáp án A

Câu 4(vận dụng): Hỗn hợp X gồm metylamin, etylamin và propylamin có tổng khối lượng là

21,6 gam và tỉ lệ số mol tương ứng là 1:2:1 Cho hỗn hợp X trên tác dụng hết với dung dịch HCl thu được dung dịch chứa bao nhiêu gam muối?

Hướng dẫn giải

Hỗn hợp X gồm CH3NH2, C2H5NH2, C3H7NH2 Đặt số mol của ba chất tương ứng là x, 2x, x.Theo giả thiết ta có:

31x + 2x 45 + 59x = 21,6 => x= 0,12 Tổng số mol của ba amin là: 0,12 + 0,12.2 + 0,12 = 0,48 mol

Phương trình phản ứng:

- NH2 + HCl → - NH3Cl

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

mmuối = mamin + mHCl = 21,6 + 0,48.36,5 = 39,12 gam

Đáp án B

Câu 5(vận dụng cao): Cho 0,14 mol một amin đơn chức tác dụng với dung dịch chứa 0,1 mol

H2SO4 Sau đó cô cạn dung dịch thu được 14,14 gam hỗn hợp 2 muối Thành phần phần trăm về khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp là

Hướng dẫn giải

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

mmuối = mamin + mH2SO4 => mamin = 14,14 - 0,1.98 = 4,34 gam

14,0

34,4

129.06,0

%(CH3NH3)2SO4 =100%−54,74%=45,26%

Đáp án C

Câu 6(vận dụng): Trung hòa hoàn toàn 8,88 gam một amin (bậc một, mạch cacbon không phân

nhánh) bằng axit HCl, tạo ra 17,64 gam muối Amin có công thức là

A NH2CH2CH2CH2CH2NH2 B CH3CH2CH2NH2

Hướng dẫn giải

Phương trình phản ứng:

Theo (1) và giả thiết ta có: 36,5x = 17,64 - 8,88 = 8,76 => x = 0,24

- Nếu amin có dạng RNH2 thì n RNH2 =n−NH2 =0,24mol => 16 21

24,0

88,

2 ) (NH = −NH =

12,0

88,

=

R

=> R: - C3H6- hay - CH2- CH2- CH2- ( vì amin có mạch C không phân nhánh)

Vậy công thức của amin là : H2NCH2CH2CH2NH2

n RNH Fe OH 0,3

107

7,10.3

3

3

3,0

9,21

Gọi CTPT chung của 2 amin là: C n H2n+1NH2

Theo giả thiết ta có: 14n+17=2.17,25 => n=1,25

mol n

Câu 9(vận dụng): Cho 5,2 gam hỗn hợp X gồm hai amin no, đơn chức, mạch hở tác dụng vừa đủ

với dung dịch HCl thu được 8,85 gam muối Biết trong hỗn hợp, số mol hai amin bằng nhau Công thức phân tử của hai amin là

C C 2 H 7 N và C 3 H 9 N. D CH5N và C3H9N

Hướng dẫn giải

Gọi CTPT chung của 2 amin là: C n H2n+3N

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

mHCl phản ứng = mmuối - mX = 8,85 -5,2 = 3,65 gam =>n HCl 0,1mol

5,36

65,3

2,5

=

= => 14n+17=52= >n=2,5

Do hai amin có số mol bằng nhau nên số cacbon trung bình bằng trung bình cộng số cacbon của

hai amin nên công thức phân tử của 2 amin là: C2H7N và C3H9N

Đáp án C

Dạng 5: Phản ứng của muối amoni với dung dịch kiềm Phương pháp giải:

- Một số điều cần lưu ý về phản ứng của muối amoni với dung dịch kiềm:

+ Dấu hiêu để xác định một hợp chất là muối amoni đó là: khi hợp chất đó phản ứng với dung

dịch kiềm ta thấy giải phóng ra khí có mùi khai hoặc giải phóng khí làm xanh quỳ tím ẩm.

+ Các muối amoni gồm:

Muối amoni của amin hoặc NH 3 với axit vô cơ như HCl, HNO 3 , H 2 SO 4 …Muối amoni của amin no đơn chức với HNO 3 có công thức phân tử là C n H 2n+4 O 3 N 2 ; muối amoni của amin no, no đơn chức với H 2 SO 4 có hai dạng: muối axit( C n H 2n+5 O 4 NS) và muối trung hòa

(C n H 2n+8 O 4 N 2 S); muối amoni của amin no, đơn chức với H 2 CO 3 có hai dạng: muối axit(C n H 2n+3 O 3 N) và muối trung hòa (C n H 2n+6 O 3 N 2 ).

Muối amoni của amin hoặc NH 3 với axit hữu cơ như HCOOH, CH 3 COOH,

CH 2 =CHCOOH… Muối amoni của amin no với axit no, đơn chức có công thức phân tử là

C n H 2n+3 O 2 N; muối amoni của amin no với axit không no, đơn chức, phân tử có một liên kết đôi C=C có công thức phân tử là C n H 2n+1 O 2 N.

- Để làm tốt bài tập dạng này thì điều quan trọng là cần phải xác định được công thức của muối amoni Sau đó viết phương trình phản ứng để tính toán lượng chất mà đề bài yêu cầu Nếu

đề bài yêu cầu tính khối lượng chất rắn sau khi cô cạn dung dịch thì cần lưu ý thành phần của chất rắn là muối và có thể có kiềm dư Nếu gặp bài toán hỗn hợp muối amoni thì nên sử dụng phương pháp trung bình kết hợp với định luật bảo toàn khối lượng để tính.

Câu 1(vận dụng): Cho 0,1 mol chất X ( C2H8O3N2, M=108) tác dụng với dung dịch chứa 0,2 molNaOH đun nóng thu được chất khí làm xanh quỳ tím ẩm và dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y thuđược m gam chất rắn khan Giá trị của m là

Hướng dẫn giải

Vì X tác dụng với dung dịch NaOH đung nóng thu được khí làm xanh quỳ tím ẩm nên X là muốiamoni Căn cứ vào công thức của X ta suy ra X là muối amoni của amin no với HNO3 Công thứccủa X là C2H5NH3NO3 hoặc (CH3)2NH2NO3

Phương trình phản ứng:

Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu đươc chất rắn gồm: 0,1 mol NaOH dư; 0,1 mol NaNO3

Khối lượng chất rắn sau phản ứng là

m = 0,1.40+ 0,1.85 = 12,5 gam

Đáp án C.

Câu 2( vận dụng): Cho 0,1 mol chất X có công thức là C2H12O4N2S tác dụng với dung dịch chứa0,35 mol NaOH đun nóng thu được chất khí làm xanh quỳ tím ẩm và dung dich Y Cô cạn dungdịch Y thu được m gam chất rắn khan Giá trị của m là

Hướng dẫn giải

Vì X tác dụng với dung dịch NaOH đun nóng thu được khí làm xanh giấy quỳ tím ẩm nên X làmuối amoni Căn cứ vào công thức của X là muối amoni của amin no với axit sunfuric Công thứccủa X là (CH3NH3)2SO4

Câu 3( vận dụng cao): Cho 1,82 gam hợp chất hữu cơ, mạch hở X có công thức phân tử

C3H9O2N tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH, đun nóng thu được khí Y và dung dịch Z Cô cạn

Z thu được 1,64 gam muối khan Tên gọi của X là

- Một sổ điểm cần lưu ý về phản ứng của amin với HNO 2

Amin bậc I tác dụng vơi HNO 2 ở nhiệt độ thường cho ancol hoặc phenol và giải phóng nitơ.

C 2 H 5 NH 2 + HONO → C 2 H 5 OH + N 2 ↑ + H 2 O

Anilin và các amin thơm bậc một tác dụng với axit HNO 2 ở nhiệt độ thấp ( 0- 5 0 C) cho muối điazoni.

C 6 H 5 NH 2 + HONO + HCl 0 →− 50C C 6 H 5 N 2 + Cl - + 2H 2 O

- Phương pháp giải bài tập dạng này chủ yếu là tính toán theo phương trình phản ứng.

Câu 1( vận dụng): Muối C6H5N2+Cl- ( phenylđiazoni clorua) được sinh ra khi cho

C6H5NH2(anilin) tác dụng với NaNO2 trong dung dịch HCl ở nhiệt độ thấp ( 00C- 50C) Để điềuchế được 14,05 gam C6H5N2+Cl-( với hiệu suất 100%), lượng C6H5NH2 và NaNO2 cần dùng vừa

đủ lần lượt là

A 0,1 mol và 0,4 mol B 0,1 mol và 0,1 mol.

B 0,1 mol và 0,2 mol. D 0,1 mol và 0,3 mol

n

n C H NH NaNO C H N Cl 0,1

2 5 6 2 2

5

Đáp án B.

Câu 2(vận dung cao): Amin X có phân tử khối nhỏ hơn 80 Trong phân tử X nitơ chiếm 19,18%

về khối lượng Cho X tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm KNO2 và HCl thu được ancol Y Oxihóa không hoàn toàn Y thu được xeton Z Phát biểu nào sau đây đúng?

A Tách nước Y chỉ thu được một anken duy nhất

B Trong phân tử X chỉ có một liên kết π

C Tên thay thế của Y là propan- 2- ol

D Phân tử X có mạch cacbon không phân nhánh

Hướng dẫn giải

Gọi công thức phân tử của amin X là CxHyNt.