Dạng bài chỉ cho amino axit tác dụng với HCl: Dạng bài chỉ cho amino axit tác dụng với NaOH: NH 2xRCOOH y yNaOH NH 2xRCOONa y yH O 2 minaxit Dạng bài cho một amino axit tác dụng
Trang 1BÀI TOÁN VỀ TÍNH AXIT - BAZO CỦA AMIN VÀ AMINOAXIT
Chú ý:
Các amin bậc khác nhau có phản ứng khác nhau khi tác dụng với axit nitro
- Amin bậc một tác dụng với axit nitro giải phóng khí nitơ:
C H NH HONO C H OH N H O
- Amin bậc hai tác dụng với axit nitro tạo thành họp chất nitroso có màu vàng:
CH 32NH HONO CH 32N N O H O 2
- Amin bậc ba không tác dụng với axit nitro
- Anilin tác dụng với axit nitro ở điều kiện thường giống như amin bậc một Tuy nhiên ở nhiêu độthấp từ 0-5 độ C, phản ứng tạo ra muối điazoni:
Phản ứng với dung dịch muối: Các amin tan trong nước có khả năng tham gia phản ứng với các
dung dịch muối có hidroxit kết tủa, ví dụ như:
2CH NH 2H O FeCl CH NH Cl Fe(OH)
Ngoài ra dung dịch amin còn có khả năng hòa tan một số hidroxit kim loại tạo phức:
Trang 2
4CH NH Cu(OH) Cu CH NH (OH)
Các yếu tố ảnh hưởng đến lực bazơ của amin:
- Mật độ electron trên nguyên tử N: mật độ càng cao, lực bazơ càng mạnh và ngược lại
- Hiệu ứng không gian: gốc R càng cồng kềnh và càng nhiều gốc R thì làm cho tính bazơ giảm đi,
phụ thuộc vào gốc hiđrocacbon
Ví dụ tính bazơ của (CH3) NH > CH3NH2> (CH3) N
Chú ý
Gốc đẩy electron làm tăng tính bazơ, gốc hút electron làm giảm tính bazơ
2 Amino axit
Tổng quát: amino axit là những hợp chất hữu cơ tạp chức mà trong phân tử của chúng chứa đồng
thời nhóm amino và nhóm cacboxyl Vì đặc điểm này nên amino axit có tính chất lưỡng tính, chủyếu tồn tại dưới dạng ion lưỡng cực
Tính chất của nhóm amino: Tác dụng vói axit tạo muối; tác dụng với axit nitro tạo ancol
Tính chất của nhóm cacboxyl: Tác dụng với bazơ, oxit bazơ, kim loại; tác dụng với ancol theo
phản ứng este
Chú ý: Có nhiều bạn hiểu lầm về cụm từ tính chất lưỡng tính Lưỡng tính ở đây không phải lý
do vì chất đó vừa tác dụng với axit vừa tác dụng với bazơ Cần nhấn mạnh: chất lưỡng tính là
chất vừa có khả năng cho proton vừa có khả năng nhận proton Ví dụ như amino axit là chất
lưỡng tính vì nhóm amino có khả năng nhận proton và nhóm cacboxyl có khả năng cho proton.Chất vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với bazơ chưa chắc đã là chất lưỡng tính nếu không cóđồng thời khả năng cho và nhận proton Ví dụ rõ nét nhất ở trường hợp này là các este của aminoaxit
Dạng bài chỉ cho amino axit tác dụng với HCl:
Dạng bài chỉ cho amino axit tác dụng với NaOH:
NH 2xR(COOH) y yNaOH NH 2xR(COONa) y yH O 2 minaxit
Dạng bài cho một amino axit tác dụng với dung dịch HCl trước rồi sau đó cho tác dụng với NaOH:
NH 2xR(COOH) y HCldung dịch A NaOH dung dịch B
Khi đó xem dung dịch A gồm: NH2xR(COOH)y
Trang 3Các công thức đơn giản khác có thể tự suy.
Dạng bài cho một amino axit tác dụng với dung dịch NaOH trước rồi sau đó cho tác dụng với HCl:
NH2xR(COOH)yNaOH dung dịch A HCl dung dịch B
Khi đó xem dung dịch A gồm: NH 2xR(COOH) y HCl
A1 VÍ DỤ MINH HỌA
Bài 1: Cho 10 gam hỗn hợp 3 amin đơn chức, đồng đẳng kế tiếp nhau tác dụng với dung dịch HCl
1M, rồi cô cạn dung dịch thì thu được 15, 84 gam hỗn hợp muối Nếu trộn 3 amin trên theo tỉ lệmol 1:10:5 theo thứ tự phân tử khối tăng dần thì công thức phân tử của 3 amin là:
Vì cả 3 amin đều đơn chức nên sẽ phản ứng với HCl theo tỉ lệ mol là 1:1
Giả sử số mol 3 amin lần lượt là: x; 10x; 5x (mol)
Bài 2: Cho 17,4 gam hỗn hợp 2 amin đơn chức bậc 1 có tỉ khối so với không khí bằng 2 Tác
dụng với 100ml dung dịch CuCl2 nồng độ 1M thu đuợc kết tủa, đem nung kết tủa đến khối lượngkhông đổi được m gam chất rắn giá trị của m là:
Trang 4Bài toán này thuộc dạng cơ bản, tuy nhiên nhiều bạn mắc lỗi chọn đáp án B do chỉ dừng lại ởphản ứng (1) mà quên mất amin có khả năng hòa tan Cu(OH)2 tạo phức màu xanh đậm như phảnứng (2) Các ion kim loại có tính chất tương tự như ví dụ này: Zn2+, Ag+, Ni2+
Bài 3: Ammo axit X trong phân tử chỉ chứa hai loại nhóm chức Cho 0,1 mol X tác dụng vừa đủ
vói 0,2 mol NaOH, thu được 17,7 gam muối Số nguyên tử hidro trong phân tử X là:
Thực tế đi thi không ai biện luận đến trường hợp 2 vì ngay trường hợp 1 đơn giản và dễ hơn rấtnhiều Trường hợp 2 chỉ là trình bày cho bài giải được chặt chẽ, tuy không quan trọng với bài giảitrắc nghiệm nhưng rất cần thiết với những bài tập tự luận
Bài 4: Hỗn hợp M gồm 2 amino axit no, mạch hở X và Y (trong đó X có một nhóm chức mỗi loại,
còn Y có hai nhóm chức amin và một nhóm chức cacboxyl) Cho 8,8 gam M tác dụng với lượng
dư dung dịch HC1, sau đó cô cạn thu được 16,10 chất rắn khan Tên gọi của X là:
Trang 5 trong 2 chất X và Y có khối lượng mol nhỏ hơn 88
Mặt khác do Y có hai nhóm chức amin và một nhóm chức cacboxyl nên M Y 119
Do đó MX< 88 => X là Glyxin
Đáp án A Lời bàn: Bài toán này lúc đầu nhìn các bạn rất dễ "hoảng" vì xâu chuỗi các dữ liệu có thể sử
dụng được ta chỉ thiết lập được 1 phưong trình mà có tận 2 ẩn số mol Để giải cụ thể tường tậnchính xác với điều kiện nghèo nàn này gần như là không tưởng Tuy nhiên nên nhớ "cái khó ló cáikhôn", ở bài này dữ liệu hạn hẹp lại chính là điều kiện để thủ thuật bất đẳng thức đơn giản lênngôi Nghe có vẻ phức tạp nhưng thủ thuật này căn bản là làm giảm hoặc làm trội số mol rồi đưa
về những bất đẳng thức mình có thể lợi dụng được, từ đó chặn được khoảng của khối lượng mol
và tìm ra chất Không thể có công thức sử dụng bất đẳng thức với các dạng mà với từng bài ta cầnquan sát và định hướng rõ ràng, có chiền thuật cụ thể để chọn làm trội hay làm giảm để đạt đượcchủ ý
Bài 5: 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 + 15,4) gam muối Mặt khác nếu cho m gam X tác dụngvới dung dịch HC1 thì thu được dung dịch Z chứa (m + 18,25) gam muối Giá trị của m là:
Lời giải
Giả sử số mol Ala là x (mol); số mol Glu là y (mol)
Ala + NaOH muối + H2O
Glu + 2NaOH muối + 2 H2O
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mmuối= mX mNaOH mH O2
dung dịch NaOH 1M, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y Cô cạn cẩn thậndung dịch Y thu được m gam chất rắn khan.Giá trị của m là
Lời giải
Giả sử số mol glu = số mol tyr = X (mol)
Trang 6Ta có phương trình: 147x + 181x = 8,2 <=> x = 0,025 (mol); nNaOH= 0,125 (mol)
Phản ứng hóa học: Glu + 2NaOH muối + 2 H2O (1)
Tyr + 2NaOH muối + 2 H2O (2)
Ở bài này các bạn thường mắc sai lầm do nhầm lẫn về tỉ lệ phản ứng ở phản ứng số 2 dẫn đếnchọn đáp án B Do tyr có thêm một gốc OH phenol nên gốc này sẽ tác dụng với NaOH tạo muối
dẫn đến tỉ lệ phản ứng 1:2 Để làm tốt những bài tập dạng này các bạn nên học thuộc công thứccủa những amino axit đặc biệt với tính chất đặc biệt và khối lượng của nó:
Glu: 2 gốc cacboxyl, 1 gốc amin, M = 147 (g)
Tyr: 1 gốc cacboxyl, 1 gốc amin, có thêm một gốc OH phenol M = 181 (g)
Lys: 1 gốc cacboxyl, 2 gốc amin, M = 146 (g)
Bài 7: Hỗn hợp X gồm C6H5OH, C6H5NH2 Lấy m gam hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 200mldung dịch HC1 1M thu được hỗn hợp Y Cho hỗn hợp Y tác dụng hết với 500ml dung dịch NaOH1M, rồi cô cạn thấy còn lại 49,9 gam chất rắn khan Giá trị m là:
Nhận xét: Cách giải này vận dụng phưong pháp giải nhanh rất hiệu quả: bảo toàn khối lượng.
Tuy nhiên do quá "nóng vội" nên đã dẫn đến sai lầm Nếu đọc kĩ và bóc tách từng từ của giả thiết
ta sẽ thấy cách giải đúng phải là như sau: m gam hỗn hợp X tác dung vừa đủ với 0,2 mol
Trang 7Bài 8: X là một nhóm amino axit có 1 nhóm amin và 2 nhóm cacboxyl Cho X tác dụng vói
150ml dung dịch HC1 2M thu được dung dịch Y sau đó cho toàn bộ dung dịch Y tác dụng vừa đủvới 250ml dung dịch NaOH 2M, sau đó cô cạn thu được 35,25 gam chất rắn khan CTPT của X là:
Vì phản ứng vừa đủ nên ta có nH O2 nNaOH 0,5(mol)
Sử dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:
Đối với dạng toán này rất nhiều bạn sẽ định hình cách giải: cho aminoaxit tác dụng với HCl sau
đó lấy sản phẩm cho tác dụng với NaOH Nhưng sản phẩm chứa những chất nào? Sản phẩm cóthể chứa: muối clorua của aminoaxit và HCl dư hoặc aminoaxit dư hoặc cả HCl và aminoaxit dư.Lấy sản phẩm cho tác dụng với NaOH phải viết bao nhiêu phương trình phản ứng? Vậy nên taquy về dạng 2 axit ban đầu cho dễ xử lý
Bài 9: Cho 0,02 mol amino axit M chứa một nhóm -NH2 phản ứng với 300 ml dung dịch HC10,1M thu được hỗn hợp X Để phản ứng hết với các chất trong X cần 350ml dung dịch NaOH0,2M Sau đó cô cạn dung dịch tạo thành 5,975 g muối khan Biết M có chứa vòng benzen Sốđồng phân cấu tạo thỏa mãn điều kiện trên của M là:
Số mol nước sau phản ứng: nH O2 nNaOH 0,07(mol)
Bảo toàn khối lượng ta có:
mamino axit= mmuối+ mH O2 mHCl mNaOH
Trang 8Bài toán này nhìn qua rất đơn giản, sử dụng các công thức quen thuộc, tuy nhiên nhiều bạn vẫn sẽmắc sai lầm dẫn đến không ra kết quả Lý do chỉ để nhóm -COOH tác dụng với NaOH mà quênmất nhóm chức -OH phenol cũng có khả năng này.
A2.BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG
Câu 1: Hỗn hợp X gồm axit glutamic và lysin Biết:
- Cho m gam X phản ứng vừa đủ với V lít dung dịch HCl 1M
- Cho m gam X phản ứng vừa đủ với V/2 lít dung dịch NaOH 2M Phần trăm khối lượng của axitglutamic trong X là
Câu 2: A là một - aminoaxit mạch thẳng, trong phân tử ngoài nhóm amino và nhóm cacboxylkhông có nhóm chức nào khác 0,1 mol A phản ứng vừa hết với 100ml dung dịch HC1 1M tạo18,35g muối Mặt khác, 22,05g A khi tác dụng vơi một lượng NaOH dư tạo ra 28,65g muối khan.CTCT của A là
A HOOC - CH2- CH(NH2) - COOH
B HOOC - CH2- CH2- CH(NH2) - COOH
C HOOC-(CH2)3-CH(NH2)-COOH
D H2N - CH2- CH2- CH(NH2) - COOH
Câu 3: Cho m gam hỗn hợp 2 amino axit (trong phân tử chỉ chứa 1 nhóm amino và 1 nhóm
cacboxyl) tác dụng với 110 ml dung dịch HCl 2M được dung dịch X Để phản ứng hết với cácchất trong X cần dùng 200 gam dung dịch NaOH 8,4% được dung dịch Y Cô cạn Y được 34,37gam chất rắn khan Giá trị của m là
A 15,1 gam B 16,1 gam C 17,1 gam D 18,1 gam.
Câu 4: Hỗn hợp X gồm 2 amino axit (H2N)2 R1COOH và H2NR2(COOH) có số mol bằng nhau,tác dụng với 550ml dung dịch HCl 1M, thu được dung dịch Y Y tác dụng vừa đủ với 1 lít dungdịch NaOH 1M Vậy khi tạo thành dung dịch Y thì:
A HCl và amino axit vừa đủ B HCl dư 0,1 mol.
C HCl dư 0,3 mol D HCl dư 0,25 mol.
Trang 9Câu 5: Trung hoà dung dịch chứa m gam hỗn hợp hai amin no, đơn chức, mạch hở, kế tiếp nhau
trong dãy đồng đẳng bằng dung dịch H2SO4 loãng, thu được 2m gam muối sunfat Công thức củahai amin là:
A C4H11N và C5H13N B CH5N và C2H7N
C C2H7N và C3H9N D C3H9N và C4H11N
Câu 6: Cho 0,01 mol amino axit A tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch HCl 0,1M Lấy toàn bộ
sản phẩm tạo ra cho tác dụng với 350 ml dung dịch NaOH 0,1 M Cô cạn dung dịch sau phản ứngthu được 3,05 gam chất rắn khan Công thức thu gọn của A là
A H2NCH2COOH B (H2N)2C5H9COOH C (H2N)2C4H7COOH D. (H2N)2
C3H5COOH
Câu 7: Một hỗn hợp X gồm 2 amin kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng amin no đơn chức Lấy
32,1 g hỗn hợp cho vào 250ml dung dịch FeCl3 có dư thu được một kết tủa có khối lượng bằngkhối lượng hỗn hợp trên Loại bỏ kết tủa rồi thêm từ từ dung dịch AgNO3 vào đến khi phản ứngkết thúc thì phải dùng 1,5 lít dung dịch AgNO31M Nồng độ ban đầu của FeCl3là
Câu 8: Cho 1,87 g hỗn hợp anilin và phenol tác dụng vừa đủ với 20g dung dich Brom 48% Khối
lượng kết tủa thu được là
Câu 9: Một hỗn hợp gồm ancol etylic, phenol, anilin có khối lượng 23,3 gam Nếu cho hỗn hợp
tác dụng với Na dư, thấy thoát ra 2,24 lit khí (đkc) Cũng lượng hỗn hợp đó, nếu cho tác dụng vớidung dịch NaOH thấy cần vừa đúng 100 ml dung dịch NaOH 1M Khối lượng mỗi chất trong hỗnhợp lần lượt là:
A 4,6g; 9,4g và 9,3g B 9,4g; 4,6 g và 9,3g.
C 6,2g; 9,lg và 8 g D 9,3g; 4,6g và 9,4g.
Câu 10: 0,01mol amino axit A tác dụng vừa đủ với 50ml dung dịch HCl 0,2M Cô cạn dung dịch
sau phản ứng được l,835g muối A có khối lượng phân tử là :
Câu 12: Một hỗn hợp gồm 2 amin no đơn chức kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng Lấy 21,4 gam
hỗn hợp cho vào dung dịch FeCl3 có dư thu được một kết tủa có khối lượng bằng khối lượng củahỗn hợp trên Công thức phân tử của hai amin là:
C H NH
Trang 10C C2H5NH2 và C3H7NH2 D. C4H9NH2 và
C5H11NH2
Câu 13: Cho 20 hỗn hợp 3 amin đơn chức no, đồng đẳng liên tiếp nhau tác dụng với dung dịch
HCl 1M vừa đủ, sau đó cô cạn dung dịch thu được 31,68 gam hỗn hợp muối Biết tỉ lệ mol củacác amin theo thứ tự từ amin nhỏ đến amin lớn là 1:10:5 thì ba amin có công thức phân tử là
A CH3NH2, C2H5NH2và C3H7NH2 B C2H5NH2, C3H7NH2và C4H9NH2
C C3H7NH2, C4H9NH2và C5H11NH2 D Tất cả đều sai.
Câu 14: Cho m g anilin tác dụng với dd HCl đặc dư, cô cạn dung dịch sau pứ thu được 15,54 g
muối khan Hiệu suất pứ đạt 80% m có giá trị là :
Câu 15: Cho 4,41 g một amino axit X tác dụng với dd NaOH dư thu được 5,73 g muối Mặt khác
cũng lượng X trên nếu cho tác dụng với HCl dư thu được 5,505 g muối clorua Công thức cấu tạocủa X là:
A HOOC- CH2 - CH2CH(NH2)- COOH
B CH3-CH(NH2)-COOH
C HOOC - CH2- CH(NH2) - CH2- COOH
D Cả A và C.
Câu 16: Cho 12,55 gam muối CH3CH(NH3Cl)COOH tác dụng với 200 ml dung dịch Ba(OH)2
1M Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam chất rắn Giá trị của m là
A 15,65 g B 26,05 g C 34,6 g D Đáp án khác.
Câu 17: Cho 12,475 g muối gồm H2NCH2COONa và H2NCH2CH2COONa tác dụng vừa đủ vói
250 ml dung dịch HNO31M Sau phản ứng cô cạn dung dịch thì lượng chất rắn thu được là:
A 28,225 g B 45,664 g C 65,469 g D Kết quả khác.
Câu 18: Cho 13,35 g hỗn hợp X gồm H2NCH2CH2COOH và CH3CH(NH2)COOH tác dụng với V
ml dung dịch NaOH 1M thu được dung dịch Y Biết dung dịch Y tác dụng vừa đủ với 250 mldung dịch HCl 1M Giá trị của V là
Câu 19: Cho 20,15 g hỗn hợp X gồm (H2NCH2COOH và CH3CH(NH2)COOH) tác dụng với 450
ml dung dịch HCl 1M thu được dung dịch Y Y tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch NaOH 1M.Phần trăm khối lượng của mỗi chất trong X là:
A 55,83% và 44,17% B 53,58% và 46,42% C 58,53% và 41,47% D 52,59% và 47,41% Câu 20: Trong phân tử aminoaxit X có một nhóm amino và một nhóm cacboxyl Cho 15,0 gam X
tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 19,4 gam muốikhan Công thức của X là:
A H2NC3H6COOH B H2NC2H4COOH C H2NC4H8COOH D H2NCH2COOH
Trang 11HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT
Giả sử x là số mol của Glu, y là số mol của Lys
nHCl= V(mol); nNaOH= V(mol)
Dựa vào thí nghiệm thứ nhất ta có: x + 2y = V (1)
Dựa vào thí nghiệm thứ hai suy ra: 2x + y = V (2)
Từ (1) và (2) => x = y => tỉ lệ mol Glu : Lys = 1:1
Khi giải trắc nghiệm thử khối lượng mol chỉ thấy đáp án B thỏa mãn
Phương pháp dành cho trình bày bài tự luận:
nHCl= 0,22(mol); nNaOH= 0,42(mol)
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
Trang 120,45 (1-0,55)
Theo giả thiết, hai amino axit có số mol bằng nhau Mặt khác, cấu tạo của hai amino axit có tổng
số nhóm -NH2bằng tổng số nhóm -COOH nên suy ra nNH2 nCOOH 0,45(mol)
muối của A với Na+:0,01mol
NaOH dư: 0,005mol
Trang 13=> Nồng độ ban đầu của FeCl3 là: 0,8 3,2(M)
Nhận xét: Lại một bài toán nữa sử dụng cách đánh lạc hướng khi cho chúng ta tìm được số mol
FeCl3phản ứng rồi từ đó đưa ta vào bẫy
Trang 14Số mol của từng chất trong hỗn hợp nhu sau: 0,02; 0,2; 0,1
Thử các đáp án chỉ thấy đáp án B thỏa mãn khối lượng hỗn hợp đủ 20 g
Trang 15Tương tự công thức câu 18 ta thu được:
nhh= 0,25 (mol)
Gọi x và y lần lượt là số mol của H2NCH2COOH va CH3CH(NH2)COOH Ta có hệ sau:
(mol) 75x 89y 20,15 y 0,1
B BÀI TOÁN ĐỐT CHÁY HỢP CHẤT HỮU CƠ CHỨA NITO (N)
Công thức tổng quát: CxHyOzNt (với y 2x 2 t ( v))
Phương trình cháy tổng quát:
Một số công thức hay dùng suy ra được từ phương trình cháy
- Khi đốt amin no, đơn chức, mạch hở: H O 2 CO 2
Trang 16Trong dạng này, ta bắt buộc phải nhớ được cách viết công thức phân từ của từng loại chất Ví dụ:amin no đơn chức mạch hở sẽ có công thức CnH2n+3N; amino axit no đơn chức mạch hở có côngthức CnH2n+1O2N
Với những dạng bài đốt peptit, chúng ta nên thực hiện qua những bước cơ bản sau:
Bước 1: dựa vào giả thiết tìm công thức của amino axit thành phần
Bước 2: thiết lập rõ ràng công thức phân tử của các peptit cần tính toán, tìm khối lượng phân tử
(công đoạn này rất hay bị các bạn lược bỏ tuy nhiên nó sẽ giúp ích rất nhiều trong việc tính toánchính xác, nhanh gọn )
Bước 3: tính toán theo câu hỏi (thường sẽ tính khối lượng sản phẩm cháy, hoặc khối lượng oxi
cần đốt cháy,…….)
Nhận xét: Với mỗi hợp chất: amin, aminoaxit, peptit sẽ có những phương pháp giải bài tập đốt
cháy khác nhau: bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, tìm số nguyên tử C trung bình, Cụthể sẽ được phân tích trong các ví dụ sau đây:
Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hai amin no, đơn chức kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng thu
được 1,568 lít CO2 (đktc) và 1,8 gam H2O Số đồng phân cấu tạo thuộc loại amin bậc 2 của haiamin đó là:
Bài toán trên là điển hình và cơ bản của dạng đốt cháy amin Vận dụng phương trình cháy cùngvới phương pháp tìm số nguyên tử C trung bình - phương pháp được sử dụng rất nhiều trong tìmcông thức Bài toán đơn giản nhưng nhiều bạn có thể vẫn sai lầm do không cẩn thận đọc kĩ cụm từ
"đồng phân cấu tạo thuộc loại amin bậc 2"
Trang 17Bài 2: Hỗn hợp khí X gồm amin no, đơn chức, mạch hở Y và ankin Z Đốt cháy hoàn toàn 0,2
mol X thu được 0,45 mol CO2, 0,375 mol H2O và N2 Công thức của Y và Z lần lượt là:
A C3H9N và C2H2 B C3H9N và C3H4 C C2H7N và C2H2 D C2H7N và C3H4
Lời giải
Quan sát nhanh dễ thấy số nguyên tử C trung bình của Y và Z là: 0,45 2,25
0,2 loại đáp án B vàC
Giả sử công thức của amin no cần tìm là CnH2n+3N
Phương trình cháy: C Hn 2n 3N 6n 3O2 t0 nCO2 2n 3H O2 1N2
Mặt khác theo giả thiết: n ankin n amin 0,2
Suy ra: ankin
Mặc dù "ngoại hình" vẫn "đội lốt" dạng đốt cháy amin đơn giản, tuy nhiên kết hợp với ankin làm
thay đổi hoàn toàn cục diện ở bài toán này Chúng ta không thể máy móc những cách giải thôngthường mà phải kết hợp các công thức để lập được hệ phương trình dần dần làm sáng tỏ bài toán.Phương pháp này có thể gọi là "chia để trị" Lúc đầu ta chia ra để tìm mối liên hệ độc lập giữa
CO2và H2O của từng chất rồi tìm cách thống nhất chúng lại với nhau nhằm sử dụng giả thiết mộtcách tối ưu nhất
Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn một amin đơn chức, mạch hở X bằng một lượng không khí (chứa 20%
thể tích O2, còn lại là N2) vừa đủ thu được 0,08 mol CO2,0,1 mol H2O và 0,54 mol N2 Khẳng địnhnào sau đây đúng?
A Số nguyên tử H trong X là 7
B Giữa các phân tử X không có liên kết hidro liên phân tử
C X không phản ứng vói HNO2
Trang 18Vậy amin thỏa mãn đề bài là C2H5N.
Công thức cấu tạo của chất là CH2 = CH - NH2
Đáp án D Nhận xét
Vẫn là dạng bài đốt cháy amin nhưng bài toán này phức tạp hơn hẳn bài số 1 do amin của giả thiếtchưa biết có no hay không Không chỉ có một ẩn là số nguyên tử C mà còn thêm một ẩn là số liênkết làm tăng độ khó Dùng phương pháp bảo toàn số mol oxi như lời giải là phương án tối ưunhất, ngoài ra nếu như trong quá trình kiểm tra mà không biết công thức này, các bạn vẫn có thểtìm được công thức bằng cách biện luận:
Do n+4k=6 nên chỉ có 2 trường hợp là k = 0 hoặc k = 1 Thay ngược lại giả thiết vẫn thấy k = 0không thỏa mãn và nhận k = 1 ra được kết quả đúng
Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn 11,25 gam hỗn hợp X gồm 2 amin no, đơn chức, mạch hở (trong phân
tử có số C nhỏ hơn 4) bằng lượng không khí (chứa 20% thể tích O2, còn lại là N2) vừa đủ thu được
CO2, H2O và 3,875 mol N2 Mặt khác cho 11,25 gam hỗn hợp X trên tác dụng với axit nitrơ dư thìthu được khí N2có thể tích bé hơn 2 lít (ở đktc) Amin có lực bazơ lớn hơn trong X là:
A trimetylamin B etylamin C đimetylamin D N-metyletanamin
Lời giải
Giả sử công thức chung của 2 amin cần tìm là CnH2n+3N
Gọi x là số mol N2sinh ra từ amin Ta có:
Phương trình cháy: C Hn 2n 3N 6n 3O2 t nCO2 2n 3H O2 1N2
Trang 19Chia từng vế của (2) cho (1), giải phương trình suy ra n=2, x= 0,125
Theo giải thiết, 11,25 gam hỗn hợp X trên tác dụng với axit nitrơ dư thì thu được khí N2 CÓ thểtích bé hơn 2 lít (đktc) nên số mol amin bậc 1 nhỏ hơn 2 0,089(mol)
Trường hợp 1: C3H9N và CH5N
Ta có: nC H N3 9 nCH N5 x 0,125(mol)
=> loại do không thỏa mãn điều kiện (*) vì CH5N hiển nhiên là amin bậc 1
Trường hợp 2: Cả 2 amin đều có công thức phân tử là C2H7N Khi đó 2 amin lần lượt là
CH3CH2NH2 và CH3NHCH3 Trường hợp này có thể thỏa mãn khi số mol của CH3CH2NH2 thỏamãn điều kiện (*)
Đáp án C Chú ý
Các kỹ năng cần có đế giải loại bài toán này:
1 Sử dụng phương trình cháy và các công thức về amin, bảo toàn số mol, bảo toàn khốilượng, linh hoạt, nhuần nhuyễn
2 Sử dụng triệt để giả thiết Nhiều bạn sẽ mắc sai lầm nếu không dùng điều kiện (*) dẫn đến đáp
án sai
3 Nắm vững lý thuyết về độ mạnh yếu của lực bazơ Nếu không vẫn có thể chọn đáp án sai dù đãgiải đúng ra công thức của cả 2 chất
Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn 0,5 mol hỗn hợp X gồm một amino axit Y (có một nhóm amino) và
một axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở Z, thu được 26,88 lít CO2(đktc), 23,4 gam H2O Mặtkhác, 0,45 mol X phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa m gam HCl Giá trị của m là:
Quan sát thấy nH O2 nCO2mà khi đốt axit cacboxylic no,đơn chức, mạch hở sẽ thu được nH O2 nCO2
nên chắc chắn Y là amino axit no, mạch hở, có một nhóm cacboxyl Y có công thức tổng quát
Trang 20So với bản gốc, đáp án đã được chúng tôi chỉnh sửa đôi chút để có thể khai thác được nhiều sailầm hơn Thực tế là rất nhiều bạn khi tìm ra số mol của amino axit là 0,2 (mol) quá vui mừng dẫnđến nóng vội lấy ngay đó là số mol HCl ngay và dễ dàng chọn nhầm đáp số 7,3 (g).
Bài 6: Hỗn hợp X gồm 2 amino axit no (chỉ có nhóm chức -COOH và -NH2 trong phân tử), trong
đó tỉ lệ mO: mN = 80 : 21 Để tác dụng vừa đủ với 3,97 gam hỗn hợp X cần 30 ml dung dịch HCl1M Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 3,97 gam hỗn hợp X cần 3,528 lít O2 (đktc) Dẫn toàn bộ sảnphẩm cháy (gồm CO2, H2O và N2) vào nước vôi trong dư thì khối lượng bình tăng m gam Giá trị
Ta có: nNH2 nHCl 0,03(mol) nN sinh ra2 0,015(mol)
Sử dụng định luật bảo toàn khối lượng:
"đánh lạc hướng" Lời khuyên dành cho các bạn là nên bình tĩnh đọc hết đề bài và xâu chuỗi :những dữ liệucần thiết! (cũng không nên tóm lược quá mà coi thường những dữ liệu mấu chốt) Bài 7: Tripeptit mạch hở X được tạo nên từ một amino axit no, mạch hở, trong phân tử chứ một
nhóm -COOH và một nhóm -NH2 Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X, thu được tổng khối lượng CO2
và H2O bằng 54,9 gam Công thức phân tử của X là:
hở có một nhóm -COOH và một nhóm -NH2 Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol X thu được sản phẩmgồm CO2, H2O và N2 trong đó tổng khối lượng CO2, H2O là 109,8 gam Nếu đốt cháy hoàn toàn0,3 mol Y cần số mol2là:
Trang 21Vẫn là dạng toán với những giả thiết giống như bài số 7, tuy nhiên ở bài 8 này, câu hỏi khác đi đãgây ra kha khá khó khăn cho một số bạn dẫn đến sai lầm trong cách tính oxi cần dùng Nếu khôngviết hẳn công thức phân tử của Y, các bạn rất hay dùng công thức bảo toàn: 2 2
quên mất rằng có Oxi trong Y nên chọn đáp án D thay vì đáp án đúng
Bài 9: X và Y lần lượt là tripeptit và hexapeptit được tạo thành từ cùng một aminoaxit no mạch
hở, có một nhóm -COOH và một nhóm -NH2 Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X bằng O2 vừa đủ thuđược sản phẩm gồm CO2, H2O và N2có tổng khối lượng là 40,5 gam Nếu cho 0,15 mol Y tácdụng hoàn toàn với dung dịch NaOH (lấy dư 20% so với lượng cần thiết), sau phản ứng cô cạndung dịch thu được khối lượng chất rắn khan là
A 98,9 gam B 94,5 gam C 87,3 gam D 107,1 gam.
=> amino axit đó là Glyxin: CH2(NH2)COOH Y: C12H20O7N6có M=360
Hexapeptit có 5 liên kết peptit và một đầu -COOH tự do có khả năng tác dụng với NaOH và khiphản ứng chỉ có đầu -COOH tạo ra nước
=> nNaOH= 0,15.6.1,2 = 1,08 (mol)
Theo bảo toàn khối lượng ta có:
m m m m 0,15.360 1,08.40 0,15.18 94,5(g)
Trang 22Đáp án B Nhận xét
Bài toán này không chỉ vận dụng các kĩ năng với dạng đốt cháy mà còn vận dụng cả kiến thức vềthủy phân peptit Bước quan trọng nhất có lẽ là thiết lập được công thức tổng quát của các loạipeptit cũng như tìm ra amino axit thành phần Quan sát lời giải bạn sẽ thấy rõ trình tự 3 bước như
đề cập ở phần lý thuyết cũng như lợi ích của việc thiết lập công thức rõ ràng của từng chất Điềunày giúp bạn tránh những nhầm lẫn đáng tiếc về: khối lượng mol, tỉ lệ phản ứng, làm mất thờigian khi thi và tệ hơn là sai đáp án!
Bài 10: Aminoaxit Y công thức có dạng NCxHy(COOH)mLấy một lượng axit aminoaxetic (X) và3,104 gam Y Biết X và Y có cùng số mol Đốt cháy hoàn toàn lượng X và Y trên, thể tích O2cầndùng để đốt cháy Y nhiều hơn X là 1,344 lít ở (đktc) CTCT thu gọn của Y là:
Đến phương trình cuối gần như đã đâm vào ngõ cụt tuy nhiên đã nói ở trên, nếu cái khó ở trên tạo
cơ hội cho bất đẳng thức lên ngôi thì ở lần này số học và những kiến thức sơ cấp về chia hết lại
mở ra một lối đi mới Một vài ý kiến cho rằng bằng toán này không chặt chẽ vì không thể tìmđược kết quả chính xác nếu không dựa vào đáp án Tuy nhiên không thể phủ nhận nó sử dụng vàkết hợp rất “đẹp” các kĩ năng đơn giản của cả toán và hóa học
Bài 11: Hỗn hợp X gồm đimetyl amin và hai hidrocacbon đồng đẳng liên tiếp Đốt cháy hoàn toàn
100 ml hỗn hợp X bằng lượng oxi vừa đủ, thu được 550 ml hỗn hợp khí và hơi nước Nếu cho Y
đi qua dung dịch axit sunfuric đặc, dư thì còn lại 250 ml khí (Các thể tích khí và hơi đo ở cùngđiều kiện) Công thức phân tử của hai hidrocacbon là?
Trang 23C C2H4và C3H6 D C3H6và C4H8.
Lời giải
Giả sử công thức trung bình của hai hidrocacbon cần tìm là C Hn 2n 2 2k (k N)
Giả sử có x mol C2H7N và y mol C Hn 2n 2 2k
trung bình Điểm khó của bài toán là hỗn hợp được sử dụng chứa nhiều hợp chất ở các nhóm khácnhau Từ đó mở ra nhiều lối đi cho cả các bạn muốn áp dụng kĩ năng giải chính thống hoặc kỹnăng giải trắc nghiệm nhanh
Nhận xét
Mấu chốt quan trọng nhất của bài toán này đó là tìm ra n 2,5 bằng một phép tính tương tự nhưtính số nguyên tử C trung bình, nhưng lại sử dụng đồng thời 1 lần cho cả 2 nguyên tố C và N.Chính điều này làm nhiều bạn không nghĩ tới và không tìm ra chìa khóa cho bài toán này
Tuy nhiên đây là một bài toán trắc nghiệm nên chúng ta vẫn có những lối đi tắt không sử dụngcách giải chính thống trên mà dựa vào từ đáp án Cụ thể ta tìm được số nguyên tử H trung bình là
6 Mặt khác đimetylamin có 7 nguyên tử H trong phân tử vì vậy nên một trong 2 hidrocacbon phải
có ít nhất 1 chất có ít hơn 6 nguyên tử C trong phân tử Do đó ta loại ngau được đáp án B và D.Lại thêm chỉ có đimetylamin đốt cháy cho ra N2 với nCO2 4nN2 Tóm lại hỗn hợp X tạo ra
B2 BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG
Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol một peptit X (X được tạo thành từ các amino axit chỉ chứa 1
nhóm -NH2 và một nhóm -COOH cần 58,8 lít O2 (đktc) thu được 2,2 mol CO2 và 1,85 mol H2O
Trang 24Nếu cho 0,1 mol X thuỷ phân hoàn toàn trong 500 ml dung dịch NaOH 2M thu được m gam chấtrắn Số liên kết peptit trong X và giá trị m lần lượt là:
A 8 và 92,9 gam B 8 và 96,9gam C 9 và 92,9 gam D 9 và 96,9 gam.
Câu 2: X là một tripeptit được tạo thành từ 1 aminoaxit no, mạch hở có 1 nhóm -COOH và 1
nhóm -NH2 Đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol X cần 2,025 mol O2 thu đươc sản phẩm gồm CO2, H2O,
N2 Vậy công thức của amino axit tạo nên X là
A H2NCH2COOH B H2NC3H6COOH C H2NCOOH D H2NC2H4COOH
Câu 3: Một hỗn hợp X gồm 2 amin no A, B có cùng số nguyên tử cacbon Phân tử B có nhiều
hơn A một nguyên tử N Lấy 13,44 lít hỗn hợp X (ở 273°C, 1atm) đem đốt cháy hoàn toàn thuđược 26,4 gam CO2và 4,48 lít N2(đktc) Biết rằng cả hai đều là amin bậc 1 CTCT của A và B và
Câu 4: Đipeptit mạch hở X và tripeptit mạch hở Y đều được tạo nên từ một aminoaxit (no, mạch
hở, trong phân tử chứa một nhóm -NH2 và một nhóm -COOH) Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol Y,thu được tổng khối lượng CO2và H2O bằng 82,35 gam Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X, sản phẩmthu được cho lội từ từ qua nước vôi trong dư, tạo ra m gam kết tủa Giá trị của m là:
Câu 5: Hỗn hợp khí X gồm đimetylamin và hai hidrocacbon đồng đẳng liên tiếp Đốt cháy hoàn
toàn 100ml hỗn hợp X bằng một lượng oxi vừa đủ, thu được 550ml hỗn hợp khí và hơi nước Nếucho Y đi qua dung dịch axit sunfuric đặc (dư) thì còn lại 250ml khí (các thể tích khí và hơi đo ởcùng điều kiện) Công thức phân tử của hai hidrocacbon là:
A C2H6và C3H8 B C3H6và C 4 H 8 C CH4và C2H6 D C2H4và C3H6
Câu 6: Hỗn hợp M gồm anken X và hai amin no, đơn chức, mạch hở Y, Z (MY< MZ) Đốt cháyhoàn toàn một lượng M cần dùng 21 lít O2 sinh ra 11,2 lít CO2 (các thể tích đều đo ở đktc) Côngthức của Y là:
A CH3NH2 B CH3CH2CH2NH2 C C2H5NH2 D.CH3CH2NHCH3
Câu 7: Hỗn hợp X gồm HOCH2CH = CHCH2OH, C3H7COOH, C4H8(NH2)2 Đốt cháy hoàn toàn
m gam hỗn hợp X, sản phẩm cháy hấp thụ hoàn toàn vài dung dịch Ca(OH)2 thấy tạo ra 20 gamkết tủa và dung dịch Y Đun nóng dung dịch Y thấy xuất hiện kết tủa Cô cạn dung dịch Y rồinung chất rắn thu được đến khối lượng không đổi thu được 5,6 gam chất rắn Giá trị của m là:
Câu 8: Tripeptit X và tetrapeptit Y đều mạch hở Khi thủy phân hoàn toàn hỗn hợp gồm X và Y
chỉ tạo ra một amino axit duy nhất có công thức H2NCnH2nCOOH Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol Ytrong oxi dư, thu được N2và 36,3 gam hỗn hợp gồm CO2, H2O Đốt cháy 0,01 mol X trong oxi dư,
Trang 25cho sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được m gam kết tủa Biết các phản ứng đềuxảy ra hoàn toàn Giá trị của m là:
Câu 9: Đốt cháy hoàn toàn 0,25 mol hỗn hợp X gồm H2N-R-(COOH)x , CnH2n+1COOH, thu được0,6 mol CO2 và 0,675 mol H2O Mặt khác 0,2 mol hỗn hợp X phản ứng vừa đủ với dung dịchchứa a mol HCl Giá trị của a là:
Câu 10: Tripeptit mạch hở và tetrapeptit mạch hở Y đều được tạo ra từ một aminoaxit no, mạch
hở có một nhóm -COOH và một nhóm -NH2 Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X thu được sản phầmgồm CO2, H2O, N2 trong đó tổng khối lượng CO2, H2O là 36,3 gam Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,2mol Y thì cần số mol O2là:
Câu 11: X và Y lần lượt là các tripeptit và hexapeptit được tạo thành từ cùng một amino axit no
mạch hở, có một nhóm -COOH và một nhóm -NH2 Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X bằng oxi dưvừa đủ thu được sản phẩm gồm CO2, H2O, N2 CÓtổng khối lượng là 40,5 gam Nếu cho 0,15 mol
Y tác dụng hoàn toàn với NaOH (lấy dư 20% so với lượng cần thiết), sau phản ứng cô cạn dungdịch thì thu được bao nhiêu gam chất rắn?
Câu 12: Đốt cháy 0,1 mol hỗn hợp P gồm hợp chất X và Y (phân tử đều có C,H,O,N) thì thu
được 0,25 mol CO2 và 0,0625 mol N2 Vậy X và Y là 2 chất nào dưới đây ?
A glixin và axit glutamic.
B glixin và CH3- CH(ANH2) - COONH4
C glixin và CH3 - CH(NH2) - COONH3CH3
D glixin và alanin.
Câu 13: Một hỗn hợp gồm amin đơn chức X và O2theo tỉ lệ mol 2:9 Bật tia lửa điện để phản ứngđốt cháy xảy ra hoàn toàn, sau đó dẫn sản phẩm cháy qua dung dịch NaOH đặc dư thu được hỗnhợp khí Y có tỉ khối so với H2là 15,2 X là:
A C3H9N B CH5N C.C2H5N D C2H7N
Câu 14: Đốt cháy hoàn toàn m gam một amin X bằng lượng không khí vừa đủ thu được 17,6g
CO2 và 12,6g H2O và 69,44 lít nitơ Giả thiết không khí chỉ gồm nitơ và oxi, trong đó oxi chiếm20% thể tích Các thể tích đo ở đktc Amin X có công thức phân tử là:
A C2H5NH2 B C3H7NH2 C CH3NH2 D C4H9NH2
Câu 15: Xác định thể tích O2 (đktc) cần để đốt cháy hết 29,5 g hỗn hợp X gồm(CH3CH(NH2)COOH và CH3COOCH(NH2)CH3) Biết sản phẩm cháy được hấp thụ hết vào bìnhđựng dung dịch NaOH thì khối lượng bình tăng 70,9 g
A 44,24 (1) B 42,82 (1) C 12,25 (1) D 31,92 (1).
Câu 16: Khi đốt cháy hoàn toàn một amin đơn chức X thu được 10,125 gam H2O, 8,4 lit CO2
(đktc) và 1,4 lit N Số đồng phân ứng với công thức phân tử của X là:
Trang 26A.2 B.3 C.4 D.5.
Câu 17: Đốt cháy hoàn toàn một amin thơm X thu được 0,07 mol CO2, 0,99g H2O và 336 ml N2
(đktc) Để trung hòa 0,1 mol X cần 600 ml dd HCl 0,5M Biết X là amin bậc 1 X có công thức là:
A CH3-C6H2(NH2)3
B C6H3(NH2)3
C CH3-NH-C6H2(NH2)3
D CH3-C6H3(NH2)2
Câu 18: Hợp chất X chứa các nguyên tố C,H,O,N và có MX = 89 Khi đốt cháy 1 mol X thu được
3 mol CO2và 0,5 mol N2 Biết hợp chất lưỡng tính và tác dụng với nước Br2 X là
Câu 20: Một tripeptit được tạo thành từ một aminoaxit no, mạch hở, có một nhóm cacboxyl và
một nhóm amin Đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol X cần 2,025 mol O2 thu được các sản phẩm gồm
CO2, H2O và N2 Vậy X có số nguyên tử C trong phân tử là:
