PHẦN I MỞ ĐẦU PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP HỢP CHẤT HỮU CƠ CHỨA NITƠ I Cơ sở lý luận của đề tài Hợp chất hữu cơ chứa Oxi Nitơ có công thức tổng quát CxHyOzNt (x, y, z, t nguyên dương) Trong sách giáo khoa[.]
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP HỢP CHẤT HỮU CƠ CHỨA NITƠ I Cơ sở lý luận đề tài: Hợp chất hữu chứa Oxi-Nitơ có cơng thức tổng qt CxHyOzNt (x, y, z, t nguyên dương) Trong sách giáo khoa Hoá học 12 Hoá học 12 nâng cao Bộ GD & ĐT dành riêng chương “AMIN-AMINO AXIT-PROTEIN” để học sinh nghiên cứu loại hợp chất Sách giáo khoa sơ lược giới thiệu chung tính chất số loại hợp chất hữu chứa oxinitơ (như amin, aminoaxit, peptit, protein ) với số lượng tập mức độ tương đối dễ Tuy nhiên, thực tế đề luyện thi đại học, cao đẳng đề thi thức Bộ giáo dục đạo tạo phần tập hợp chất hữu chứa Oxi-Nitơ lại thường tập khó, làm cho học sinh lúng túng việc tìm đáp số, dẫn đến kết không cao Mảng kiến thức hợp chất hữu chứa Oxi-Nitơ rộng, học sinh nghiên cứu sâu học lên đại học, cao đẳng chuyên ngành hoá-sinh, y, dược… Đối với học sinh phổ thông cần nắm vững số loại hợp chất sau: + Amin + Amino axit + Một số hợp chất tạo từ amino axit peptit, protein, poliamit, muối amino axit, este aminoaxit + Muối tạo từ axit cacboxylic với NH3, amin + Những hợp chất chứa chức axit –COOH chức amin bậc 2, bậc (những hợp chất amino axit có tính chất giống amino axit – đặc biệt tính lưỡng tính) Những hợp chất kể có nhiều tính chất hóa học khác nhau, chương trình phổ thơng quan trọng khả tác dụng với dung dịch axit dung dịch kiềm chất Để nắm vững vấn đề liên quan cấu tạo tính chất hợp chất hữu chứa oxi-nitơ học sinh cần phải nắm thật vững kiến thức về: + Axit-bazơ Brơn-stêt (Chương Điện li lớp 11) + Tính chất nhóm chức axit –COOH, chức amin (–NH 2, -NH-, -N-), nhóm este –COO-, nhóm peptit amit –NH-CO-… Để làm tốn khó hợp chất hữu chứa Oxi-Nitơ cần phải biết vận dụng nhuần nhuyễn kiến thức tính chất chất kĩ sử dụng loại định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn nguyên tố, … II Thực trạng vấn đề nghiên cứu: Hiện mảng kiến thức hợp chất hữu chứa Oxi-Nitơ học sinh phổ thơng cịn mơ màng Học sinh thường ngại học, ngại làm tập liên quan đến chất Sách giáo khoa cung cấp tập dễ, thực tế đề thi Đại học tập lại khó Sách tham khảo nhiều dừng lại việc cung cấp hệ thống kiến thức lí thuyết, sau hệ thống tập; chưa chia thành dạng nhỏ nên học sinh học tập gặp nhiều khó khăn Vấn đề mà đề tài nghiên cứu vấn đề nhỏ mảng lớn hợp chất hữu chứa oxi-nitơ tập chia nhỏ thành số dạng thường gặp trình luyện thi đại học cho học sinh mà thân rút kinh nghiệm III Các biện pháp tiến hành để giải vấn đề Bài tập hợp chất hữu chứa Oxi – Nitơ chia thành dạng thường gặp là: Các tập xác định công thức cấu tạo hợp chất hữu chứa Oxi- Nitơ dựa vào công thức phân tử tính chất hợp chất Các toán hay thường gặp hợp chất hữu chứa Oxi-Nitơ kì thi Nội dung đề tài tóm tắt sơ đồ sau: Đồng phân aminoaxit Đồng phân este aminoaxit CxHyO2N (y ≤ 2x+1) Đồng phân chứa nhóm amin bậc II, III - COO - CxHyO2N (x,y nguyên dương) Các dạng tập xác định công thức cấu tạo Đồng phân muối axit không no amin không no CxHyO2N (y > 2x+1) Muối axit với hợp chất amin amoniac Đồng phân đipeptit CxHyO3N2 (x,y nguyên dương) Các hợp chất hữu chứa Oxi – Nitơ: (CxHyOzNt ) (x,y,z,t nguyên dương) Muối axit HNO3 với amin Muối axit cacbonic với amin Các toán hay thường gặp hợp chất hữu chứa Oxi-Nitơ kì thi Dạng Các tập xác định công thức cấu tạo hợp chất hữu chứa Oxi-Nitơ dựa vào công thức phân tử tính chất hợp chất Các hợp chất hữu chứa Oxi-Nitơ hợp chất gắn liền với thể sống Vì thực tế đời sống CTPT, CTCT hợp chất hữu chứa Oxi-Nitơ thường phức tạp Tuy nhiên phổ thông, học sinh tiếp xúc với hợp chất đơn giản aminoaxit, số muối chứa Oxi-Nitơ…, peptit protein khơng tìm hiểu CTPT Nhưng đơn giản hợp chất hữu chứa Oxi-Nitơ đủ gây nhiều khó khăn học tập cho học sinh Cũng lí đó, dạng xác định CTCT hợp chất hữu chứa Oxi-Nitơ xin lựa chọn trường hợp thường gặp I Các chất hữu có phân tử dạng CxHyO2N (x, y nguyên dương) Khi phân tử hợp chất hữu chứa nguyên tử Oxi, nguyên tử Nitơ thường làm cho học sinh liên tưởng đến amino axit Tuy nhiên có nhiều kiểu cấu tạo loại hợp chất mà cần phải có tư liên kết kiến thức nhiều vấn đề học giải Sau xin đưa số trường hợp Với CxHyO2N mà y ≤ 2x +1 (x, y nguyên dương) Dạng phân tử có cấu tạo kiểu : + amino axit + este amino axit + chứa chứa amin (-NH2, -NH-, - N-) chức –COO+ muối chất hữu axit cacboxylic không no , amin khơng no (gọi chung muối khơng no) Ví dụ 1: Hai hợp chất hữu X Y có cơng thức phân tử C 3H7NO2, chất rắn điều kiện thường Chất X phản ứng với dung dịch NaOH, giải phóng khí Chất Y có phản ứng trùng ngưng Các chất X Y A vinylamoni fomat amoni acrylat B amoni acrylat axit 2-aminopropionic C axit 2-aminopropionic amoni acrylat D axit 2-aminopropionic axit 3-aminopropionic Hướng dẫn: CH2=CH-COONH4 (tác dụng NaOH tạo khí NH3) CH3-CH(NH2)-COOH có phản ứng trùng ngưng Ví dụ 2: Có hợp chất hữu lưỡng tính CTPT C3H7O2N A.2 B C.5 D.7 Hướng dẫn: Hợp chất hữu lưỡng tính có kiểu: Chứa chức axit –COOH chức amin (-NH2, -NH-, -N-); Muối axit cacboxylic không no bazơ yếu (như NH 3, amin) muối axit cacboxylic no amin không no Với cơng thức C3H7O2N (7 = 3.2 + 1) ta viết cấu tạo lưỡng tính sau: H2N-CH2-CH2-COOH H2N-CH(CH3)-COOH CH3-NH-CH2-COOH C2H5-NH-COOH CH3-N(CH3)-COOH CH2=CH-COONH4 HCOOH3N-CH=CH2 => Chọn D Lưu ý: Thường với dạng hỏi này, học sinh nghĩ đến đồng phân amino axit => dễ chọn sai đáp án Những đồng phân chứa nhóm chức amin –NH-, -NH 2, -N-, liên kết trực tiếp với nhóm –COthực tế có tồn chất hữu cơ,VD ure H 2N-CO-NH2 (nhưng SGK chưa đề cập đến), nên học sinh thường nghĩ khơng có đồng phân phân vân không chắn đồng phân có tồn khơng Giáo viên cần khẳng định chắn có tồn chất có cấu tạo chất thể đầy đủ tính chất nhóm chức phân tử Ví dụ 3: Có hợp chất hữu CTPT C 3H7O2N vừa tác dụng với dung dịch HCl, vừa tác dụng với dung dịch NaOH mà khơng chứa nhóm –CO-N- A B C D Hướng dẫn Với yêu cầu cần phải đưa kiểu đồng phân cấu tạo: + đồng phân amino axit + đồng phân este amio axit + đồng phân chứa chức amin (bậc 2, bậc 3) chức –COO+ đồng phân muối không no Như so với u cầu chất lưỡng tính yêu cầu chất tác dụng với axit, bazơ bổ sung thêm kiểu đồng phân este Có thể viết đồng phân: H2N-CH2-CH2-COOH H2N-CH(CH3)-COOH CH3-NH-CH2-COOH CH2=CH-COONH4 HCOOH3N-CH=CH2 H2N-CH2-COO-CH3 => Chọn C Lưu ý: Không hiểu sai “vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với bazơ” giống “lưỡng tính” có nhóm chức tác dụng với dung dịch axit (H +) bazơ (OH-) khơng lưỡng tính este, -CO-NH-, … Phải giới hạn khơng chứa nhóm –CO-N- tính chức viết q nhiều đồng phân (VD: HO-CH2-CH2-CO-NH2, HO-CH2-CO-NH-CH3…), làm cho toán trắc nghiệm trở nên khó khăn phức tạp *Kết luận : Nếu xét tính lưỡng tính khả tác dụng với axit, bazơ chất hữu chứa oxi-nitơ, học sinh cần nắm kiểu CTCT có giải vấn đề Hơn số lượng đồng phân hợp chất tăng lên nhanh số nguyên tử C phân tử tăng lên Vì thường câu hỏi dừng phân tử chứa 2C, 3C 4C Vì học sinh tự luyện viết nhớ số lượng đồng phân loại Với CxHyO2N mà y > 2x+1(x, y nguyên dương) Khi y > 2x+1 viết đồng phân dạng muối hợp chất no Sẽ xảy dạng muối axit cacboxylic với NH3, amin (bậc 1, bậc 2, bậc 3) Ví dụ 1: Ứng với cơng thức phân tử C 2H7O2N có chất vừa phản ứng với dung dịch NaOH vừa phản ứng với dung dịch HCl ? A B C D Hướng dẫn Ta có : HCOOH3NCH3 CH3COONH4 => Chọn A Ví dụ 2: Chất X có CTPT C2H7O2N Cho 0,1 mol X tác dụng với 150 ml dung dịch NaOH 1,5M đun nóng thu khí Y làm xanh quỳ tím ẩm dung dịch Z Cơ cạn dung dịch Z thu khối lượng chất rắn khan là: A 11,8g B 5g C 13,2g 11,8g D 13,2g 5g Hướng dẫn + Theo giả thiết: nNaOH = 0,225 mol X + NaOH -> khí Y làm xanh quỳ tím CTPT X C2H7O2N (có > 2.2 +1) => X muối bazơ yếu =>X có cấu tạo sau: (1) HCOOH3N-CH3 (2) CH3COONH4 + Nếu X có cấu tạo (1) PTHH : HCOOH3N-CH3 + NaOH -> HCOONa + CH3NH2 + H2O pư 0,1 0,1 0,1 (mol) => rắn khan thu cô cạn Z gồm HCOONa (0,1 mol) NaOHdư (0,125 mol) Vậy mrắn = 0,1.68 + 0,125.40 = 11,8g + Nếu X có cấu tạo (2) PTHH: CH3COONH4 + NaOH -> CH3COONa + NH3 + H2O Pư 0,1 0,1 0,1 (mol) => rắn khan thu cô cạn Z gồm CH3COONa (0,1 mol) NaOH dư (0,125 mol) Vậy mrắn = 0,1.82 + 0,125.40 = 13,2 g => Chọn C Lưu ý: Thường với dạng hỏi này, học sinh nghĩ đến trường hợp, làm toán kết chọn đáp án liền, không nghĩ tới cịn trường hợp => dễ chọn sai đáp án Ví dụ 3: Cho axit cacboxylic X phản ứng với chất Y thu muối có cơng thức phân tử C 3H9O2N (sản phẩm nhất) Số cặp chất X Y thỏa mãn điều kiện A B C D Hướng dẫn: Ta có trường hợp: HCOONH3C2H5 ; HCOONH2(CH3)2 ; CH3COONH3CH3 ; C2H5COONH4 => Chọn C Ví dụ 4: Có đồng phân công thức phân tử C4H11O2N tác dụng với dung dịch HCl dung dịch NaOH? A B C D Hướng dẫn: Vì số nguyên tử H là: 11> 4.2 + 1, nên với kiểu phân tử viết đồng phân dạng muối sau: CH3-CH2-CH2 -COONH4; CH3-CH(CH3)-COONH4; CH3-CH2-COOH3N-CH3; CH3-COOH3N-CH2-CH3; CH3-COOH2H(CH3)-CH3; HCOOH3H-CH2-CH2-CH3; HCOOH3N-CH(CH3)-CH3; HCOOH2N(CH3)-CH2-CH3; HCOOHN(CH3)3 => Chọn A Loại dễ viết đồng phân hơn, HS tự luyện với phân tử C3H9O2N (4 đồng phân) II Chất hữu có cơng thức phân tử dạng CxHyO3N2 (x, y nguyên dương) Với kiểu công thức gây cho học sinh nhiều khó khăn việc tìm kiểu cấu tạo phù hợp với tính chất chất mà đề yêu cầu Thường tập liên quan đến dạng công thức học sinh biết làm nhanh (tức trở nên đơn giản), học sinh chưa gặp kiểu phân tử khơng biết làm, khơng làm cho học sinh nhầm lẫn mà làm cho học sinh phải “bó tay” Điểm nút tập dạng phải viết cấu tạo chất Theo kinh nghiệm thân kiểu công thức phân tử C xHyO3N2 thường rơi vào dạng cấu tạo (mạch hở) sau: + Muối amin với axit HNO3 :RNH3NO3; R1R2NH2NO3; R1R2R3NHNO3) Loại có CTTQ: CxHyO3N2 (x, y nguyên dương) y ≤ 2x+4 + Muối amin với axit cacbonic (RNH3)2CO3 … Loại có CTTQ CxHyO3N2 (x, y nguyên dương) với x ≥ 3; y ≤ 2x+6 + Đi peptit H2N-CH(R1)-CO-HN-CH(R2)-COOH, … Và số lượng CTCT hợp chất tăng lên nhanh số lượng nguyên tử C phân tử tăng lên nên câu hỏi thường gặp trường hợp phân tử có 1C; 2C; 3C; 4C Ví dụ Cho 0,1 mol hợp chất hữu có CTPT CH 6O3N2 tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH 1M đun nóng thu khí X làm xanh q tím ẩm dung dịch Y Cơ cạn dung dịch Y thu m gam rắn khan Tính m Hướng dẫn: Khí X làm xanh q tím ẩm nên X phải NH amin Với công thức CH6O3N2 ( 6=1.2+4) viết cấu tạo thoả mãn tính chất chất CH3NH3NO3 PTHH: CH3NH3NO3 + NaOH -> CH3NH2 + NaNO3 + H2O Pư 0,1 0,1 0,1 (mol) (dư 0,1 mol NaOH) Khi cô cạn dung dich Y rắn khan gồm ( 0,1 mol NaNO3 0,1 mol NaOH) Vậy khối lượng m = 12,5g Ví dụ Số đồng phân peptit có CTPT C6H12O3N2 là: A B C D Hướng dẫn: Với công thức C6H12O3N2 viết đồng phân đipeptit sau: H2N-CH2-CO-NH-CH(C2H5)-COOH H2N-CH(C2H5)-CO-NH-CH2- COOH H2N-CH(CH3)-CO-NH-CH(CH3)-COOH H2N-C(CH3)2-CO-NH-CH2-COOH H2N-CH2-CO-NH-C(CH3)2-COOH => Chọn C Ví dụ 3: Có chất hữu CTPT C 4H14O3N2 tác dụng với dung dịch HCl tạo khí làm hố đỏ quỳ ẩm tác dụng với dung dịch NaOH tạo chất hữu đơn chức làm đổi màu quỳ tím ẩm A B.6 C.5 D.3 Hướng dẫn: Nhận thấy số nguyên tử H là: 14 = 4.2+6, nên chất có cấu tạo kiểu muối axit H2CO3 với bazơ yếu (như NH3, amin) => Có thể viết cấu tạo sau: CH3-CH2-CH2-NH3O 1) C=O (Viết gọn CH3CH2CH2NH3O-CO-ONH4) NH4O 2) CH3-CH(CH3)-NH3O-CO-ONH4; C2H5 3) NH2O-CO-ONH4; CH3 4) (CH3)3NHO-CO-ONH4; 5)C2H5NH3O-CO-OH3N-CH3; 6) (CH3)2NH2O-CO-OH3N-CH3; => Chọn B Ví dụ Cho chất hữu X có cơng thức phân tử C 3H12O3N2 tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng thu khí Y (coi nước khơng bay hơi) làm xanh giấy quỳ ẩm phần chất rắn chứa chất vô Nếu cho X tác dụng với dung dịch HCl dư, đun nóng thấy giải phóng khí Z Phân tử khối Y Z là: A 31; 46 B 31; 44 C 45; 46 D 45;44 Hướng dẫn: Theo phần kiến thức phân dạng, với giả thiết X tác dụng với dung dịch HCl giải phóng khí Z, suy X muối cacbonat Vậy viết CTCT X (CH3NH3)2CO3 C2H5NH3O-CO-ONH4 + Nếu cấu tạo (CH3NH3)2CO3 Y CH3NH2 (M=31) Z CO2 (M=44) + Nếu cấu tạo C2H5NH3O-CO-ONH4 Y gồm C2H5NH2 (M=45) NH3 (M=17) (khơng có giá trị phù hợp) Theo giải thiết đề , ta chọn B, tức Y (CH3NH2) Z (CO2) Bài tập tự luyện Với dạng CxHyO3N2 thường giới hạn nghững hợp chất có 1C, 2C, 3C, 4C số nguyên tử C tăng số đồng phân tăng lên nhiều Do học sinh tự luyện khả viết đồng phân với phân tử C2H8O3N2 (2 đồng phân mạch hở) C3H10O3N2 (5 đồng phân mạch hở – ý có đồng phân không no) C3H12O3N2 (2 đồng phân mạch hở) *Kết luận: Khi viết đồng phân mà có liên quan đến amin cần viết đầy đủ đồng phân amin bậc 1, bậc 2, bậc (nếu số nguyên tử C đủ lớn) Nghĩa kĩ viết đồng phân phải hình thành rèn luyện thành thạo từ học chương hoá hữu 11 Đề tài không sâu vào việc rèn luyện kĩ viết đồng phân hợp chất hữu mà giúp học sinh xác định loại đồng phân khác hợp chất hữu chứa oxi-nitơ từ tính chất hố học chất Từ củng cố thêm nhiều kiến thức nâng cao cho học sinh Hợp chất hữu chứa Oxi-Nitơ mảng lớn hố học nói chung hố học hữu nói riêng gắn liền với hợp chất thể sống Chương trình phổ thơng giới thiệu tới học sinh đơn giản sơ lược loại hợp chất Cũng cấu tạo hợp chất hữu chứa Oxi-Nitơ mà học sinh làm quen cấu tạo sơ đẳng Tuy chúng đủ gây khó khăn cho học sinh q trình học tập thi cử Với nội dung nhỏ đề tài, với mục đích giới thiệu dạng cấu tạo thường gặp tập để học sinh hiểu, biết khơng q “chống váng” thấy phức tạp hợp chất hữu chứa Oxi-Nitơ xin phép dừng lại dạng cấu tạo giới thiệu Tuy nhiên từ dạng muối amin với axit cacbonic (RNH 3)2CO3 …Loại có CTTQ CxHyO3N2 với x ≥ 3; y ≤ 2x+6 (x, y nguyên) Tôi muốn giới thiệu thêm trường hợp CxHyO3N với x ≥ 2; y ≤ x + (x, y nguyên) viết cấu tạo dạng muối hiđrocacbonat amin VD: RNH3O-CO-OH (Chẳng hạn C2H7O3N có CTCT CH3NH3HCO3 (metylamonihiđrocacbonat) Dạng 2: Một số toán hay thường gặp hợp chất hữu chứa oxi-nitơ đề thi Trong kì thi quốc gia năm gần đây, kì thi học sinh gỏi tỉnh xuất toán hợp chất hữu chứa Oxi-Nitơ gây cho học sinh không khó khăn việc giải Tuy nhiên tinh ý, hầu hết tốn vận dụng định luật bảo toàn bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố …vào để giải cách nhanh gọn Sau xin phép giới thiệu số ví dụ phương án xử lí Ví dụ ĐH khối A- 2010: Hỗn hợp X gồm mol aminoaxit no, mạch hở mol amin no, mạch hở X có khả phản ứng tối đa với mol HCl mol NaOH Đốt cháy hoàn toàn X thu mol CO 2, x mol H2O y mol N2 Các giá trị x, y tương ứng A 1,0 B 1,5 C 1,0 D 1,5 Hướng dẫn X tác dụng vừa đủ với mol HCl mol NaOH => amino axit có nhóm amin nhóm axit, amin đơn chức CnH2n – 1(NH2)(COOH)2 → (n + 2)CO2 + n+2 CmH2m + 3N → 3n + H2O + 1/2N2 3n + ½ mol 3n + H2O + 1/2N2 3m + m ½ mol mCO2 + nCO2 = n + + m = => n + m = 4; nH2O = => nH2O = 7; => Chọn A 3n + 3m + + = n + m + 2 nN2 = ½ + ½ = Ví dụ ĐH khối B- 2010: Hỗn hợp X gồm alanin axit glutamic Cho m gam X tác dụng hoàn toàn với dung dịch NaOH (dư), thu dung dịch Y chứa (m+30,8) gam muối Mặt khác, cho m gam X tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl, thu dung dịch Z chứa (m+36,5) gam muối Giá trị m A 171,0 B 112,2 C 123,8 D 165,6 Hướng dẫn Áp dụng định luật BTKL: n NaOH = 30,8/22 = 1,4; n HCl = 36,5/36,5 = Gọi số mol: Ala x Glu y + Tác dụng NaOH ta có: x + 2y = 1,4 (1) + Tác dụng HCl ta có: x + y = (2) Giải (1) (2) => x = 0,6 mol; y = 0,4 mol => m = 0,6 89 + 0,4 147 = 112,2 gam => Chọn B Ví dụ ĐH khối B- 2010: Đipeptit mạch hở X tripeptit mạch hở Y tạo nên từ aminoaxit (no, mạch hở, phân tử chứa nhóm -NH2 nhóm -COOH) Đốt cháy hồn tồn 0,1 mol Y, thu tổng khối lượng CO2 H2O 54,9 gam Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol X, sản phẩm thu cho lội từ từ qua nước vôi dư, tạo m gam kết tủa Giá trị m A 45 B 120 C 30 D 60 Hướng dẫn: Gọi CT amino axit là: CnH2n+1NO2 => CT X là: C2nH4nN2O3; CT Y là: C3nH6n-1N3O4 C3nH6n-7N3O4 +O → 3nCO2 + (3n -3,5)H2O + 1,5N2 0,1 0,3n (3n-3,5).0,1 0,3n.44 + (3n-0,5).0,1.18 = 54,9 => n = Vậy đốt cháy: C2nH4nN2O3 +O → 2nCO2 0,2 mol 1,2 mol => m = 1,2 100 = 120 gam => Chọn B Ví dụ ĐH khối B- 2011: Chất hữu X mạch hở có dạng H2N-R-COOR’ (R, R’ gốc hiđrocacbon), phần trăm khối lượng nitơ X 15,73% Cho m gam X phản ứng hoàn toàn với dung dịch NaOH, toàn lượng ancol sinh cho tác dụng hết với CuO đun nóng anđehit Y(ancol bị oxi hố thành anđehit) Cho tồn Y tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 NH3 , thu 12,96 gam Ag kết tủa Giá trị m A 5,34 B 4,45 C 2,67 D 3,56 Hướng dẫn: + Vì X có N phân tử => MX = 14.100:15,73 =89 => R+R’ = 89-44-16=29 (C2H5) + Do R, R’ gốc hiđrocacbon nên R -CH2- , R’ –CH3 + sơ đồ pư : H2N-CH2COOCH3 → CH3OH → HCHO → 4Ag 0,03 0,12 (mol) Vậy m= 0,03.89 =2,67g => Chọn C Ví dụ ĐH khối A-2011: Thuỷ phân hết m gam tetrapeptit Ala-Ala-Ala-Ala mạch hở thu hỗn hợp 28,48 gam Ala; 32gam Ala-Ala; 27,72gam Ala-Ala-Ala Giá trị m A 66,44 B 111,74 C 81,54 D 90,6 Hướng dẫn Cách 1: Kí hiệu tetrapeptit A + Ta có: Tổng số mol Alanin thu (nếu thuỷ phân hoàn toàn A) là: nAla = 28,48:89 + 2.32:(89.2-18) + 3.27,72(89.3-18.2)=1,08 mol + Lại có : Alanin -> A + H2O 1,08 mol 0,81 mol => m= 1,08.89 – 0,81.18= 81,54g => Chọn C Cách 2: VIết PTHH (1) Ala-Ala-Ala-Ala + H2O -> 4Ala 0,05 0,3 (0,32-0,12=0,2) mol (2) Ala-Ala-Ala-Ala + H2O -> Ala + Ala-Ala-Ala 0,12 0,12 0,12 0,12 (mol) (3)Ala-Ala-Ala-Ala + H2O -> Ala-Ala 0,1 0,1 0,2 (mol) Theo phương phương trình tổng số mol tetrapeptit = 0,27 mol (Phân tử tetrapeptit xem = gốc Alanyl –NH-CH(CH 3)-CO- + H2O => Phân tử khối tetrapeptit= 4.71+18=302.) => m=0,27.302= 81,54g => Chọn C * Nhận xét: Cả hai cách làm cho ta kết Tuy nhiên +Cách làm nhanh, đơn giản + Cách làm dài hơn, chiếm nhiều thời gian hơn, khơng thích hợp cho thi trắc nghiệm Học sinh nên chọn cách để giải Ví dụ ĐH khối A – 2012: 10 Hỗn hợp X gồm aminoaxit no (chỉ chứa nhóm chức -COOH -NH phân tử), tỉ lệ mO : mN = 80 : 21 Để tác dụng vừa đủ với 3,83g hỗn hợp X cần dùng vừa đủ 30 ml dung dịch HCl 1M Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 3,83 gam hỗn hợp X cần 3,192 lít O (đktc) Dẫn tồn sản phẩm cháy (CO2, H2O, N2) vào nước vơi dư khối lượng kết tủa thu A 13g B 15g C 20g D 10g Hướng dẫn: Sử dụng định luật bảo toàn khối lượng bảo toàn nguyên tố + nHCl = nN(trong X) = 0,03 mol => nN = nN = 0, 015mol + Khối lượng O2 dùng để đốt cháy hỗn hợp = (3,192:22,4).32=4,56g + Đặt số mol CO2, H2O,trong sản phẩm cháy a, b, (a, b>0) Cách 1: + Ta có phương trình sau mCO2 + mH2O + mN2 = 44a + 18b + 28.0,015 = 3,83 + 4,56 = 8,39 (1) mO : mN = (32a+16b - 4,56) : (28.0,015) = 80:21 (2) + Giải hệ phương trình ta a = 0,13 mol; b =0,125 mol Phản ứng tạo kết tủa : CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O 0,13 0,13 (mol) Vậy khối lượng kết tủa 0,13 100 = 13g => Chọn A Cách + nN(trong x) = 0,03 mol => nO(trong X) = 80.0, 03.14 = 0,1mol 21.16 + Ta có phương trình : mC + mH = 12a + 2b = 3,83 - 0,03.14-0,1.16=1,81 (1) Áp dụng bảo toàn nguyên tố oxi: 2a + b = 0,1 + 0,285 (2) + Giải hệ PT (1) (2) thu a = 0,13 mol; b= 0,125 mol => m kết tủa = 13g => Chọn A Ví dụ ĐH khối B – 2012: Đun nóng m gam hỗn hợp gồm a mol tetrapeptit mạch hở X 2a mol tripeptit mạch hở Y với 600 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ) Sau phản ứng kết thúc, cô cạn dung dịch thu 72,48 gam muối khan amino axit có nhóm -COOH nhóm -NH2 phân tử Giá trị M A 51,72 B 54,30 C 66,00 D 44,48 Hướng dẫn Tetrapeptit + 4NaOH → muối + H2O a 4a a Tripeptit + 3NaOH → muối + H2O 2a 6a 2a 10a = 0,6 suy a = 0,06 ; Vậy m = 72,48 + 3.0,06.18 – 0,6.40 = 51,72 => Chọn A Ví dụ ĐH khối A – 2013: Cho X hexapeptit, Ala-Gly-Ala-Val-Gly-Val Y tetrapeptit Gly-Ala-Gly-Glu Thủy phân hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm X Y thu amino axit, có 30 gam glyxin 28,48 gam alanin Giá trị m A 77,6 B 83,2 C 87,4 D 73,4 Hướng dẫn Gọi x số mol Ala-Gly-Ala-Val-Gly-Val; y số mol Gly-Ala-Gly-Glu n Gly = 30:75 = 0,4; n Ala = 28,48:89 = 0,32 Bảo toàn nguyên tố: 2x + 2y = 0,4 2x + y=0,32 x = 0,12 y=0,08 m = 0,12.(75.2 + 89.2 + 117.2-18.5) + 0,08.(75.2 + 89 + 147–3.18)=83,2 => Chọn C 11 Ví dụ ĐH khối A – 2013: Peptit X bị thủy phân theo phương trình phản ứng X + 2H 2O 2Y + Z (trong Y Z amino axit) Thủy phân hoàn toàn 4,06 gam X thu m gam Z Đốt cháy hoàn toàn m gam Z cần vừa đủ 1,68 lít khí O2 (đktc), thu 2,64 gam CO2; 1,26 gam H2O 224 ml khí N2 (đktc) Biết Z có cơng thức phân tử trùng với công thức đơn giản Tên gọi Y A glyxin B lysin C axit glutamic D alanin Hướng dẫn Z : Số mol C = 0,06; Số mol H = 0,14; số mol N = 0,02; Số mol O = 0,06.2 + 0,07 - 0,15 = 0,04 => Z là: C3H7NO2 (0,02 mol) (Ala) X + 2H2O 2Y + Z 4,06g 0,04 mol 0,04 mol 0,02 mol 4,06 + 0,04.18 = 0,04.MY + 0,02.89 => MY = 75 => Chọn A Ví dụ 10 ĐH khối B – 2013: Tripeptit X tetrapeptit Y mạch hở Khi thủy phân hoàn toàn hỗn hợp gồm X Y tạo amino axit có cơng thức H 2NCnH2nCOOH Đốt cháy 0,05 mol Y oxi dư, thu N2 36,3 gam hỗn hợp gồm CO 2, H2O Đốt cháy 0,01 mol X oxi dư, cho sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 dư, thu m gam kết tủa Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m A 29,55 B 17,73 C 23,64 D 11,82 Hướng dẫn Công thức amino axit : CmH2m+1O2N => công thức tripeptit X C3mH6m-1N3O4 tetrapeptit Y C4mH8m – N4O5 Có 0,05.4m.44 + 18.0,05.(4m- 1) = 36,3 => m = => công thức tripeptit X C9H17N3O4 => nCO2 = 0,01.9 = 0,09 => m BaCO3 = 0,09.197 = 17,73 gam => Chọn A Ví dụ 11 ĐH khối B – 2013: Amino axit X có cơng thức H2NCxHy(COOH)2 Cho 0,1 mol X vào 0,2 lít dung dịch H 2SO4 0,5M, thu dung dịch Y Cho Y phản ứng vừa đủ với dung dịch gồm NaOH 1M KOH 3M, thu dung dịch chứa 36,7 gam muối Phần trăm khối lượng nitơ X A 9,524% B 10,687% C 10,526% D 11,966% Hướng dẫn Có Σn OH- = Σn H+ nNaOH + nKOH = 2nX + 2nH2SO4 x + 3x = 0,4 mol => x = 0,1 mol Áp dụng ĐLBTKL : m X + mH2SO4 +mNaOH + mKOH = m muối + mH2O mX + 0,1.98 + 0,1.40 + 0,3.56 = 36,7 + 0,4.18 => mX =13,3gam => M X = 133 đvC => % N = 10,526% => Chọn C Ví dụ 12 ĐH khối A – 2014: Thủy phân hoàn toàn 4,34 gam tripeptit mạch hở X (được tạo nên từ hai α -amino axit có cơng thức dạng (H2NCxHyCOOH) dung dịch NaOH dư, thu 6,38 gam muối Mặt khác thủy phân hoàn toàn 4,34 gam X dung dịch HCl dư, thu m gam muối Giá trị m A 6,53 B 8,25 C 5,06 D 7,25 Hướng dẫn Gọi a số mol tripeptit, áp dụng ĐLBTKL ta có: 4,34 + 2a 18 + 3a 40 = 6,38 + 3a 18 => a = 0.02 Khi thủy phân tripeptit dd HCl, ta có: M muối = 4,34 + 0.02 18 + 0,02 36,5 = 7,25 gam => Chọn D Ví dụ 13 ĐH khối B – 2014: 12 Hỗn hợp X gồm chất Y (C2H8N2O4) chất Z (C4H8N2O3); đó, Y muối axit đa chức, Z đipeptit mạch hở Cho 25,6 gam X tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng, thu 0,2 mol khí Mặt khác 25,6 gam X tác dụng với dung dịch HCl dư, thu m gam chất hữu Giá trị m A 20,15 B 31,30 C 23,80 D 16,95 Hướng dẫn Y muối axit đa chức : (COONH4)2 (COONH4)2 + 2NaOH → (COONa)2 + 2NH3↑ + 2H2O 0,1 ← 0,2 => nZ = (25,6 - 0,1 124) : 132 = 0,1 mol => m = (12,4 + 0,2.36,5 - 0,2.53,5) + (13,2 + 0,1.18 + 0,2.36,5) = 31,3 gam => Chọn B Ví dụ 14 ĐH khối B – 2014: Hỗn hợp X gồm ba peptit mạch hở có tỉ lệ mol tương ứng : : Thủy phân hoàn toàn m gam X, thu hỗn hợp sản phẩm gồm 14,24 gam alanin 8,19 gam valin Biết tổng số liên kết peptit phân tử ba peptit X nhỏ 13 Giá trị m A 18,83 B 18,29 C 19,19 D 18,47 Hướng dẫn n Alanin = 0,16; n Valin = 0,07 peptit đặt : Y ( a mol) ; Z ( a mol) ; T ( 3a mol) k, k’ , k” số liên kết peptit X, Y , Z => (k+1)a + (k’+1)a + (k”+1).3a = 0,16 + 0,07 => (k+k’+3k’’)a + 5a = 0,23 => (k + k’ + k”)a + 2k”a +5a= 0,23 Giả thiết => k + k’ + k’’ ≤ 12; 2k” ≤ 2(12-k-k’) ≤ 2×10=20 => 12a + 20a + 5a ≥ 0,23 => a ≥ 0,0062 => m = 14,24 + 8,19 – ( 0,23-5a).18 = 18,29+ 5a.18 ≥ 18,29 + 5.0,0062.18 = 18,848 (chỉ có Đáp án C thỏa mãn) => Chọn C 13 Ví dụ 15: Đipeptit mạch hở X tripeptit mạch hở Y tạo nên từ aminoaxit (no, mạch hở, phân tử chứa nhóm –NH2 nhóm –COOH) Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol Y, thu tổng khối lượng CO2 H2O 54,9 gam Đốt cháy hoàn toàn m (g) X, lượng CO2 sinh hấp thụ hoàn toàn vào 600 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M Ba(OH)2 0,2M sinh 11,82g kết tủa Tính giá trị m A 1,6 B 1,6 C 6,4 D Hướng dẫn + Gọi CT aminoaxit (viết tắt aa) tạo nên X, Y H2N-CnH2n-COOH => CmH2m+1NO2 (với m ≥ 2) + Ta có : aa → Y + H2O Nên đốt (0,1 mol Y + 0,2 mol H2O) tương đương với đốt 0,3 mol aa Vậy đốt 0,3 mol aa thu tổng khối lượng (CO2 + H2O) = 59,4 + 0,2 18 => 0,3.(44m + 9(2m+1)) = 63=> m =3 => CT X C6H12O3N2 + Xét dd kiềm có nBa = 0,12 mol > n kết tủa BaCO3 = 0,06 mol , nên xảy trường hợp TH1 : phản ứng tạo kết tủa 0,06 mol (không tạo muối axit) => nCO2 = 0,06 mol => nX =0,06 : = 0,01 mol => mX = 0,01.160 = 1,6g TH2 : Phản ứng tạo muối HCO3- (a mol) BaCO3 0,06 mol Sử dụng định luật bảo toàn điện tích tính : nHCO = nNa + nBa (chưa kết tủa) = 0,06 + 0,06 = 0,18 mol 2+ − + 2+ =>Tổng nCO = 0,18 + 0,06 = 0,24 mol => nX = 0,24 : = 0,04 mol => mX = 0,04.160 = 6,4g (khơng có đáp án phù hợp) => Chọn B Ví dụ 16: Trong fibroin (thành phần tơ tằm) khối lượng gốc glyxyl chiếm 50% Khối lượng glyxin mà tằm có để tạo nên 1kg tơ A 646,55 B 500,00 C 386,66 D 657,90 Hướng dẫn 1Kg tơ có 0,5Kg gốc glyxyl (cơng thức gốc glyxyl –NH-CH2-CO-) =>n gốc gly = n glyxin = 8,772 mol => mglyxin = 657,9 g => Chọn D Lưu ý Bài toán ngắn gọn, học sinh dễ sai học sinh hay nhầm lẫn gốc glyxyl – NH-CH2-CO-và phân tử glyxin H2N-CH2-COOH, dẫn đến tính số mol bị sai Ví dụ 17 : Khi thuỷ phân khơng hồn tồn tripeptit A có khối lượng mol phân tử 293g, thu peptit có peptit B C Biết 0,472g B phản ứng vừu đủ với 18 ml dung dịch HCl 0,222M 0,666g peptit C phản ứng vừu đủ với 14,7 ml dung dịch NaOH 1,6% (d = 1,022 g/ml) Khi thuỷ phân hoàn toàn peptit A thu hỗn hợp amino axit Glyxin, Alanin Phenylalanin Xác định công thức cấu tạo gọi tên A 14 Hướng dẫn + Thuỷ phân tripeptit A thu peptit B C => B, C đipeptit => B tác dụng với HCl C tác dụng với NaOH tỉ lệ mol 1:2 => nB = ½ nHCl = 1,998.10-3 (mol) => MB = 236 => nC =1/2 nNaOH = 3,00468.10-3 (mol) => MC = 222 + Lại có MA= MAla + MGly + MPhe – 2.18 = 293 + A + H2O -> B + Aminoaxit X.=> MX = 293 + 18 - 236 = 75 (X glyxin) + A + H2O -> C + Aminoaxit Y=> MY = 293 + 18 - 222 = 89 (Y alanin) => Vậy A phải có cấu tạo là: Gly-Phe-Ala (Glyxyl-Phenylalanyl-Alanin) Ala-Phe-Gly (Alanyl-Phenylalanyl-Glyxin) 15 ... giấy quỳ ẩm phần chất rắn chứa chất vô Nếu cho X tác dụng với dung dịch HCl dư, đun nóng thấy giải phóng khí Z Phân tử khối Y Z là: A 31; 46 B 31; 44 C 45; 46 D 45;44 Hướng dẫn: Theo phần kiến... => Chọn B Ví dụ ĐH khối B- 2011: Chất hữu X mạch hở có dạng H2N-R-COOR’ (R, R’ gốc hiđrocacbon), phần trăm khối lượng nitơ X 15,73% Cho m gam X phản ứng hoàn toàn với dung dịch NaOH, toàn lượng... phương trình : mC + mH = 12a + 2b = 3,83 - 0,03.14-0,1.16=1,81 (1) Áp dụng bảo toàn nguyên tố oxi: 2a + b = 0,1 + 0,285 (2) + Giải hệ PT (1) (2) thu a = 0,13 mol; b= 0,125 mol => m kết tủa = 13g