Biện luận tìm công thức của muối AMONI

1.Khái niệm về muối amoni Muối amoni là muối của amoniac hoặc amin với axit vô cơ hoặc axit hữu cơ 2. Tính chất của muối amoni Muối amoni tác dụng với dung dịch kiềm giải phóng NH3 hoặc amin. Muối amoni của axit cacbonic tác dụng với axit HCl giải phóng khí CO2. 3.Biện luận tìm công thức của muối amoni Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2007

Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513



BIỆN LUẬN TÌM CÔNG THỨC CỦA MUỐI AMONI

1 Kháiniệmvềmuốiamoni

Muối amoni là muối của amoniac hoặc amin

vớiaxit vô cơ hoặc axit hữu cơ.Ví dụ :

+ Muối amoni của axit vô cơ : CH3NH3NO3,

C6H5NH3Cl, CH3NH3HCO3, (CH3NH3)2CO3,

CH3NH3HSO4, (CH3NH3)2SO4, (NH4)2CO3,

+ Muối amoni của axit hữu cơ : HCOOH3NCH3,

CH3COOH3NCH3, CH3COONH4, HCOONH4,

CH3COOH3NC2H5, CH2=CHCOOH3NCH3,

H4NCOO–COONH4,

2 Tínhchấtcủamuốiamoni

Muối amoni tác dụng với dung dịch kiềm giải

phóng NH3hoặc amin

Muối amoni của axit cacbonic tác dụng với axit

HCl giải phóng khí CO2

3 Biệnluậntìmcôngthứccủamuốiamoni

Vídụ1:Cho axit cacboxylic X phản ứng với

chấtY,thu đượcmột muốicó công thức phân tử

C3H9O2N (sản phẩm duy nhất) Số cặp chất

XvàY thỏamãnđiều kiện trênlà

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm

2012)Hướng dẫn :

Axit cacboxylic X phản ứng với chất Y tạo ra muối

có công thức là C3H9O2N, chứng tỏ Y là amin hoặc

NH3 Có 4 muối amoni ứng với công thức

C3H9O2N là :

Suy ra có 4 cặp chất X, Y thỏa mãn là :

Ví dụ 2:Ứng với công thức phân tử C2H7O2N

(X) có bao nhiêu chất vừa phản ứng được với

dung dịch NaOH vừa phản ứng được với dung

Hướng dẫn :

Hợp chất X chứa N, vừa phản ứng được với dung dịch NaOH vừa phản ứng được với dung dịch HCl nên X có thể là amino axit, este của amino axit, peptit hoặc muốiamoni

Phân tử peptit có ít nhất 2 gốc- amino axit, 1 nhóm peptit –CONH–vàcó đầu N (nhóm – NH2), đầu C (nhóm –COOH) nênsốnguyên tử O ít nhất phải là 3, số nguyên tử N ít nhất phải là 2, số nguyên tử C ít nhất phải là 4 Vậy X không thể làpeptit

Amino axit có 2 nguyên tử C là glyxin có công thức là H2NCH2COOH, có 5 nguyên tử H Vậy

X không thể là aminoaxit

X cũng không thể là este của amino axit (vì este của amino axit phải có từ 3 nguyên tử C trở lên) Vậy X là muối amoni X chứa 1 nguyên tử N nên X cómộtgốc amoni, gốc axit trong X chứa 2 nguyên tử O nên có dạng RCOO– Suy ra X là HCOOH3NCH3(metylamoni fomat) hoặc

CH3COONH4(amoniaxetat)

Phương trình phản ứng minh họa :

HCOOH3NCH3NaOHHCOONaCH3NH2H2O HCOOH3NCH3HClHCOOHCH3NH3Cl

CH3COONH4NaOHCH3COONaNH3H2O

CH3COONH4HClCH3COOHNH4Cl

Vídụ3:Cho chất hữu cơ X có công thức phân tử

C2H8O3N2tác dụng với dung dịch NaOH, thu được chất hữu cơ đơn chức Yvàcác chất vô cơ Khối lượng phân tử (theo đvC) của Y là:

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2008)Hướng dẫn :

C2H8N2O3(X) tác dụng với dung dịch NaOH thu được chất hữu cơ Y đơn chức, chứng tỏ X là muối amoni tạo bởi NH3hoặc amin đơn chức Như vậy, gốc axit trong X có 1 nguyên tử N và 3

(Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm

2010)

C2H5NH3NO3 (etylamoni nitrat) hoặc(CH3)2NH2NO3(đimetylamoni nitrat); Ylà

Trênbướcđường thànhcôngkhôngcódấuchâncủakẻlườibiếng 1

HCOOH3NC2H5 HCOOH2N(CH3)2

CH3COOH3NCH3 C2H5COONH4

HCOOH và C2H5NH2 HCOOH và (CH3)2NH

CH3COOH

vàCH3NH2

C2H5COOH và NH3

C2H5NH2(etyl amin) hoặc (CH3)2NH2(đimetyl

amin), có khối lượng phân tử là 45 đvC Phương

trình phản ứng :

C2H5NH3NO3NaOHC2H5NH2NaNO3H2O(CH3)

2 NH 2 NO3NaOH(CH3)2NHNaNO3H2O

Vídụ5:Cho hỗnhợpX gồm hai chất hữu cơ có

cùng công thức phân tử C2H7NO2tác dụng vừa

đủ với dung dịch NaOH đun nóng, thu được dung dịch Yvà4,48 lít hỗn hợp Z (ở đktc) gồm hai khí (đều làm xanh giấy quỳ ẩm) Tỉ khối hơi của Z đối với H2bằng 13,75 Cô cạn dungdịch

Ví dụ 4:X có công thức C4H14O3N2 Khi cho X

tác dụng với dung dịch NaOH thì thu được

hỗnhợpY gồm 2 khí ở điều kiện thườngvàđều có

khả năng làm xanh quỳ tím ẩm.Sốcông thức cấu

tạo phùhợpcủa X là:

(Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT

chuyênNguyễn Huệ – Hà Nội, năm học 2011

– 2012)

Hướng dẫn :

X tác dụng với dung dịch NaOH, thu được

hỗnhợpkhí đều có khả năng là xanh giấy

quỳtímẩm.Chứngtỏ: X là muối amoni; hai khí là

NH3vàamin hoặc là 2 amin Amin ở thể khí

nênsốnguyên tử C trong phân tử bằng 1 hoặc

2,nếucó3 nguyên tử C thì phải là amin bậc3

Vì hai nguyên tử N đã nằm trong hai ion amoni

nên gốc axit trong X không thể chứa N Mặt

khác, gốc axit có 3 nguyên tử O, suy ra X là

Y thu được khối lượng muối khan là :

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2007)Hướng dẫn :

X phản ứng với dung dịch NaOH giải phóng hỗnhợpkhí Z gồm hai chất khí đều làm xanh giấy quỳ ẩm,suyra X gồm hai muối amoni Do trong phân tử có 2 nguyên tử O nên các muối amoni

có gốc axit là RCOO–.

VìMZ13,75.227,5nên Z chứamộtchất làNH3, chất còn lại là amin Do các muối amoni chỉ có 2 nguyên tử Cvà gốcaxit phải có ít nhất1 nguyên tử C nên amin là CH3NH2 Suy ra X gồm

CH3COONH4và HCOOH3NCH3

CH3COONH4NaOHCH3COONaNH3H2O

x (mol)x (mol)

muối amoni của axit cacbonic, chứa gốc CO2 HCOOH3NCH3NaOHHCOONaCH3NH2H2O

để liên kết với hai gốc amoni

Số công thức cấu tạo của X thỏa mãn là 3 :



n 0,2

y (mol)

xy0,2

y (mol)

x0,05

C

O

MZ27,5

cạn dung dịch Y thu được khối lượng muối khan

là :m muoái m

23 CO_ O ,Na 0,05.82

 m

2COO

0,15.68

14,3 gam

H3N

O

C O O

Vídụ6:Hợp chất X mạchhởcó công thức phân tử

là C4H9NO2 Cho 10,3 gam X phản ứng vừa đủvớidung dịch NaOH sinh ramộtchất khí Yvàdung dịch Z Khí Y nặng hơn không khí, làm giấy quỳ tímẩmchuyểnmàuxanh Dung dịch Z có khả năng làmmất màunước brom.Côcạn dung dịch Z thu được m gam muối khan Giá trị của mlà

Đ

ề tuy

ể n

2 Trênbướcđường thànhcôngkhôngcódấuchâncủakẻlườibiếng

Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hĩa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513

n

2

X phản ứng với NaOH sinh ra khíY,suy ra X là

muối amoni Gốc axit trong X cĩ hai nguyên tử

O nên cĩ dạng làRCOO–

Y nặng hơn khơng khí và làm xanh giấy quỳ tím

ẩm, chứng tỏ Y là amin và cĩ số C nhỏ hơn hoặc

(COONH )2NaOH(COONa)2NH2H O

Chất rắn thu được là NaOOC–COONa và cĩ thể

cịn NaOH dư

Theo bảo tồn nguyên tố C và Na, ta cĩ : bằng 2, hoặc nếu cĩ 3 nguyên tử C thì phải là  (COONa) n(COONH ) 0,1

(CH3)3N Nhưng nếu Y là (CH3)3N thì số nguyên

tử H trong X phải lớn hơn 9 (loại) Vậy X phải là 

2 42

N aOHdư,N_aO2Hba_n,đầu,_(CO2ON _,a)2

muối amoni của amin cĩ 1 hoặc 2 nguyên tử C

Dung dịch Z cĩ khả năng làm mất màu nước

brom, chứng tỏ trong Z chứa muối Na của axit

 chấtrắn

0,_,12.1_,34,0 ,21.,4017,4gam

3 hay Z chứa muối HCOONa (natri fomat, cĩ

nhĩm –CHO) Dễ thấy Z khơng thể chứa natri

fomat vì như vậy số nguyên tử C trong X tối đa

chỉ là 3

Vậy X là CH2=CH–COOH3NCH3, muối trong

dung dịch Z là CH2=CH–COONa

Theo bảo tồn gốc axit, ta cĩ :

Ví dụ 8:Một chất hữu cơ X cĩ cơng thức phân

tử là C4H11NO2 Cho X tác dụng hồn tồn với

100 ml dung dịch NaOH 2M, sau phản ứng thu được dung dịch Xvà2,24lítkhí Y (đktc) Nếu trộn lượng khí Y này với 3,36 lít H2(đktc) thì được hỗnhợpkhí cĩ tỉ khối so với H2là 9,6 Khối lượng chất rắn thu được khi cơ cạn dung dịch Xlà

nCHCHCOONanCHCHCOOH NCH

10,3

0,1 103

mCHCHCOONa 0,1.94 9,4gam (Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Quất Lâm –

Ví dụ 7:Hợp chất hữu cơ X cĩ cơng thức

C2H8N2O4 Khi cho 12,4 gam X tác dụng với

200 ml dung dịch NaOH 1,5M, thu được 4,48 lít

Nam Định, năm học 2013 – 2014) Hướng dẫn :

X (C4H11NO2)NaOHY Suy ra Y là (đktc) khí X làm xanh quỳ tím ẩm Cơ cạnd u n g

dịch sau phản ứng thu được m gam chất rắn

khan Giá trịcủam là:

NH3hoặc amin, X là muối amoni

Theo giả thiết, ta cĩ :

0,15

(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Quỳnh Lưu

1

– Nghệ An, năm học 2012 – 2013)

M( Y, H2 )



Y

0,25

19,2

Hướng dẫn :

X cĩ cơng thức phân tử là C2H8N2O4, X tác dụng

với dung dịch NaOH thu được khí làm xanh giấy

quỳ tím ẩm Suy ra X là muối amoni của amin

hoặc NH3 X chỉ cĩ 2 nguyên tử C và cĩ 4

nguyên tử O nên gốc axit trong X là

MY45,YlàC2H5NH2hoặc(CH3)2NH



Xlà

 CH3COOH2N(CH3)2

Ta cĩ :

OOCCOO Cịn 2 nguyên tử N và 8

 C H 3 COONa X Y

nguyên tử H sẽ tương ứng với hai gốcNH4

CO_O,Na

m

Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513

Trênbướcđường thànhcôngkhôngcódấuchâncủakẻlườibiếng 3

3 2 3



chấtrắn,_2_,

,

2

n

mchấtrắn

,4012,2gam

mCH3COONamNaOH dư

Theo giả thiết, suy ra : X làmuốiamoni của amin hai chức Vì X chỉ cĩ 2 nguyên tử Cn ê n gốc amoni của amin làH N

CHNH,

Ví dụ 9:Chất hữu cơ X cĩ cơng thức phân tử

C2H8N2O3 Cho 3,24 gam X tác dụng với 500 ml phần cịn lại là CO3chính là gốcCO3 Vậy dung dịch KOH 0,1M Sau khikếtthúc phản ứng

thu được chất hữu cơ Y đơn chứcvàdung dịch Z

Cơ cạn Z thu đượckhốilượng chất rắn là:

(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Minh Khai

–

Hà Tĩnh, năm học 2013 – 2014)

Hướng dẫn :

cơng thức cấu tạo của X làCH2(NH3)2CO3 Phương trình phản ứng :

CH2(NH3)2CO32KOHCH2(NH2)2K2CO32H2O

Chất rắn thu được là K2CO3và cĩ thể cĩ cả KOH dư

Theo bảo tồn nguyên tố Cvànguyên tố K, ta cĩ:

C2H8N2O3(X) tác dụng với dung dịch KOH thu nK CO nCH (NH ) CO 0,15

được chất hữu cơ Y đơn chức, chứng tỏ X là  23 2 32 3

muối amoni tạo bởi NH3hoặc amin đơn chức

Như vậy, gốc axit trong X cĩ 1 nguyên tử N và 3 KOH dư ,K_OH

2ba_n ,đầu 0,4

ç

K2CO3 0,15

nguyên tử O, đĩ là NO3 Suy ra cơng thức cấu m 0,15.1380,1.5626,3gam

tạo của X là C2H5NH3NO3(etylamoni nitrat) m K2CO3 mKOH dư

hoặc (CH3)2NH2NO3(đimetylamoni nitrat)

Theo bảo tồn nguyên tố gốcNOvà bảo tồn

3

nguyên tố K, ta cĩ :

Vídụ11:X cĩ cơng thức phân tử C3H12N2O3 X tác dụng với dung dịch NaOH (đun nĩng nhẹ) hoặc HCl đều cĩ khí thốt ra Lấy 18,6 gam X tác dụng hồn tồn với 400 ml dung dịchN a O H

nKNO

nC H NH NO hoặc (CH ) NH NO 0,03

nĩng chất rắn đến khối lượng khơng đổi thì được



KOH dư



n

,K_OH

2ba_nđ

,ầu

0,05

 n ç

KNO3 0,03

mchấtrắn0,,_023.1_,010,_,

022._,564,15gam

(Đề thi thử Đại học lần 4 – THPT Quỳnh Lưu 1

mKNO3 mKOH dư

– Nghệ An, năm học 2011 – 2012)

Ví dụ 10:Hợp chất X cĩ cơng thức phân tử

C2H8O3N2 Cho 16,2 gam X phản ứnghếtvới 400

ml dung dịch KOH 1M Cơ cạn dung dịch thu

được sau phản ứng thì được phần hơivàphần chất

rắn Trong phần hơi cĩ chứa amin đa chức, trong

phần chất rắn chỉ chứa các chất vơ cơ Khối

lượng phần chất rắn là:

Hướng dẫn :

X cĩ cơng thức phân tử là C3H12N2O3 X tác dụng với HCl sinh rakhí,chứngtỏX là muối cacbonat hoặc muối hiđrocacbonat X tác dụng với NaOH sinh rakhí,chứngtỏX là muối amoni.VìX cĩ chứa 2 nguyên tử N nên X cĩ hai gốc amoni Do đĩ gốc axit trong X phảilà

CO2để liên kết với 2 gốc amoni Suy ra X cĩ

3

(Đề thi thử Đại học lần 4 – THPT Chuyên

–Đại học Vinh, năm học 2012 –

2 0 1 3 )

Hướng dẫn :

công thức cấu tạo là (CH3NH3)2CO3

(metylamoni cacbonat) hoặc

H4NCO3H3NC2H5hoặc H4NCO3H2N(CH3)2 Chất rắn thu được chứa Na2CO3ngoài ra còn có thể có NaOH dư

4 Trênbướcđường thànhcôngkhôngcódấuchâncủakẻlườibiếng

3 33 3 3 34

X

Theo bảo tồn gốc cacbonatvàNa, ta cĩ : dịch NaOH, giải phĩng khí Chất Y cĩ phản ứng

trùng ngưng Các chất X và Y lần lượt là n

Na2CO3 n18,6

0,15 mol

NaOH dư n

,N_aO

2Hba_n

,đầu

2.n

2a2C ,O3

0,1mol B.amoni acrylatvàaxit2-aminopropionic

C axit 2-aminopropionic và amoniacrylat

chấtrắn

0,4 0,15

0,,_125.1_,060

,,21.,4019,9gam

D axit2-aminopropionic

và axit 3-aminopropionic

mNa2CO3 mNaOH dư

Ví dụ 12:Hỗn hợp X gồm các chất cĩ cơng thức

phân tử là C2H7O3N và C2H10O3N2 Khi cho các

chất trong X tác dụng với dung dịch HCl hoặc

dung dịch NaOH dư đun nĩng nhẹ đều cĩ khí

thốt ra Lấy 0,1 mol X cho vào dung dịch chứa

0,25 mol KOH Sau phản ứng cơ cạn dung dịch

được chất rắn Y, nung nĩng Y đến khối lượng

khơng đổi được m gam chất rắn Giá trị của m

là:

(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Lương

ĐắcBằng – Thanh Hĩa, năm học 2013 –

2014)

Hướng dẫn :

Vì X tác dụng với HCl hoặc NaOH đun

nĩngđềuthấy thốt khí, suy ra : X là hỗnhợpmuối

amoni của amin hoặc của NH3với axit cacbonic

C2H7O3N chỉ cĩ 1 nguyên tử N nên chỉ

cĩmộtgốc amoni, suy ra cơng thức cấu tạo

củanĩlà CH3NH3HCO3 C2H10O3N2cĩ 2 nguyên

tử N nên cĩ 2 gốc amoni, suy ra cơng thức cấu

tạo của nĩ làCH3NH3CO3H4N

Theo bảo tồn gốc cacbonat và nguyên tố K, ta

cĩ :

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2010)

Câu 2:Cho 1,38 gam X cĩ cơng thức phân tử

C2H6O5N2(là muối của amino axit với axit

0,2M Sau phản ứng cơ cạn dung dịch thu được

m gam chất rắn Y Giá trị m là :

(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT chuyênNguyễn Huệ – Hà Nội, năm học 2013 – 2014)

Câu3:Cho 6,2 gamhợpchất hữu cơ X cĩ cơng thức phân tử là C3H12O3N2tác dụng vừa đủ với

100 ml dung dịch NaOH 1M, thu đượcmộtchất hữu cơ ở thể khí cĩ thể tích là V lít (ở đktc)vàdung dịch Z chỉ chứa các chất vơ cơ, cơ cạn dung dịch Z thu được m gam chất rắn khan Giá trị của mvàV lần lượt là:

(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Cẩm Lý –

Bắc Giang, năm học 2013 – 2014)

Câu4:X cĩ cơng thức C4H14O3N2 Khi cho X tác dụng với dung dịch NaOH thì thu đươc hỗn hơp

Y gồm 2 khí ở điều kiện thườngvàđềucĩ khả năng làm xanh quỳ tím ẩm Mặt khác, khi

nK CO

 2 3 n(CH NH CO , CH NH CO H N) 0,1



n

n

KOH dư {KO

H

144K22

C4O433

dung dịch NaOH 0,75M rồi cơ cạn dung dịch thu

mchấtrắn014,142.143483014,4025.4546

316,6gam

m K mKOHdư

4 Bàitậpvậndụng

n

m

được sau phản ứng, thu được m gam

chất rắn

Giá trị của m là

(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT

Câu 1: Hai hợp chất hữu cơ X và Y có cùng

công thức phân tử là C3H7NO2, đều là chất rắn ở

điều kiện thường Chất X phản ứng với dung

Chu Văn An – Hà Nội, năm học 2012 – 2013)

Câu 5: Cho 14,4 gam CH8O3N2phản ứng hoàn toàn với 400 ml dung dịch KOH 1M Cô cạn

Trênbướcđường thànhcôngkhôngcódấuchâncủakẻlườibiếng 5

dung dịch sau phản ứng thu được m gam chất

rắnkhan.Giá trị của m là:

(Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT chuyênHùng Vương – Phú Thọ, năm học 2013 – 2014)

6 Trênbướcđường thànhcôngkhôngcódấuchâncủakẻlườibiếng