Trung tâm luyện thi Đại học Khoa học Chuyên đề đặc biệt cho Khối B Sử dụng số phương pháp đặc biết luật giải toán peptit trung học phổ thông.(Chuyên đề dành riêng ôn vào Y-Dược năm học 2014-2015) ThS Nguyễn Xuan Ngọc Huế, 9/2014 PHẦN 1: MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP PEPTIT DẠNG PHẢN ỨNG ĐỐT CHÁY PEPTIT: Tripeptit mạch hở X Tetrapeptit mạch hở Y tạo từ Aminoacid no, hở phân tử có 1nhóm (-NH2 ) 1nhóm (-COOH) Đốt cháy X Y Vậy làm để đặt CTPT cho X,Y? Ta làm sau: Bước 1: Xây dựng CTPT tổng quát từ CTPT Aminoacid no: CnH2n+1O2N CnH2n+1O2N – 2H2O thành CT C3nH6n – 1O4N3(đây công thức Tripeptit) CnH2n+1O2N – 3H2O thành CT C4nH8n – 2O5N4(đây công thức Tetrapeptit) Bước 2: Viết bán phản ứng: Nếu đốt cháy liên quan đến lượng nước cacbonic ta cần cân C, H để tình tốn cho nhanh C3nH6n – 1O4N3 + pO2 3nCO2 + (3n-0,5)H2O C4nH8n – O5N4 + pO2 4nCO2 + (4n-1)H2O Tính p(O2) dùng BT nguyên tố Oxi ta dùng cách: Cách 1: Mol (peptit).Số O + 2.Mol O2 p/ư = 2.MolCO2 + Mol H2O Cách 2: Phản ứng đốt cháy thực chất phản ứng oxi hóa khử nên sử dụng phương pháp bảo toàn mol electron Peptit chất nhường e O2 chất nhận e Sơ đồ phản ứng cháy: 0 0 +4 -2 Cx HyOz Nt to +1 -2 CO H O N Suy ra: (4x + y - 2z).molpeptit = 4.molO2 (p/ứ) Ví dụ minh họa: Câu 1: Tripeptit mạch hở X Tetrapeptit mạch hở Y tạo từ aminoacid no,mạch hở có nhóm –COOH nhóm –NH2 Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X thu sản phẩm gồm H2O,CO2 N2 tổng khối lượng CO2 H2O 36,3(g) Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol Y số mol O2 cần phản ứng là? A 2,8(mol) B 1,8(mol) C 1,875(mol) D 3,375 (mol) Hướng dẫn giải: Theo giả thiết: X,Y sinh Aminoacid có CT CnH2n+1O2N Do ta có CT X,Y tương ứng là: C3nH6n – 1O4N3(X) , C4nH8n – 2O5N4 (Y) Phản ứng cháy X: C3nH6n – 1O4N3 + 0,1 pO2 3nCO2 + (3n-0,5)H2O 0,3n 0,3(3n-0,5) + N2 Ta có phương trình tổng khối lượng H2O CO2 : 0,3[44.n + 18 (3n-0,5)] = 36.3 n = Phản ứng cháy Y: C4nH8n – O5N4 + pO2 0,2 0,2.p 4nCO2 + (4n-1)H2O + N2 0,8n (0,8n -0,2) Biên soạn giảng dạy: ThS Nguyễn Xuân Ngọc - Mobile: 0982163448 Trung tâm luyện thi Đại học Khoa học Chuyên đề đặc biệt cho Khối B Cách 1: Sử dụng phương pháp bảo toàn mol nguyên tố Oxi: Áp dụng BT nguyên tố Oxi : 0,2.5+ 0,2.2p = 0,8.2.2 +(0,8.2 -0,2) p = nO2 = 9x0,2 = 1,8(mol) Cách 2: Sử dụng phương pháp bảo tồn mol electron: Cơng thức Y có dạng: C8H14O5N4 : 0,2 (mol) Theo định luật bảo toàn mol e: 0,2.(4.8 + 14 - 2.5) = 4.molO2 Mol O2 = 1,8 (mol) đáp án B DẠNG PHẢN ỨNG THỦY PHÂN PEPTIT: Thủy phân hoàn toàn có H2O tham gia: Cách 1: Viết phản ứng theo công thức ước lượng: ( A )n + (n-1) H2O nA Cách 2: Viết phản ứng theo công thức phân tử tổng quát NH2 NH2 ( R )n(CONH)n-1 + (n-1)H2O nR COOH COOH Cách viết phản ứng phù hợp cho tốn có phản ứng thủy phân hồn toàn cần xác định khối lượng chất tham gia, lượng H2O sản phẩm amino axit tạo thành theo phương pháp bảo toàn khối lượng Khối lượng peptit phản ứng + Khối lượng nước = Tổng khối lượng loại amino axit Thủy phân hoàn toàn có H2O axit (HCl) tham gia: Cách 1: Viết phản ứng theo công thức ước lượng: ( A )n + (n-1) H2O + nHCl n A (HCl) (dạng muối clorua) Cách 2: Viết phản ứng theo công thức phân tử tổng quát NH2 NH3Cl 1( R )n(CONH)n-1 + (n-1)H2O +nHCl nR COOH COOH Khối lượng peptit phản ứng + Khối lượng nước + khối lượng HCl = Tổng khối lượng muối clorua Các em ý tỉ lệ mol chất thầy bôi đỏ nhé, cần cho việc tính nhanh dạng tốn peptit Thủy phân môi trường kiềm (dung dịch NaOH dung dịch KOH) Cách 1: Viết phản ứng theo công thức ước lượng: 1( A )n + n NaOH n A (Na) (đây dạng muối natri) Cách 2: Viết phản ứng theo công thức phân tử tổng quát NH2 NH2 1( R )n(CONH)n-1 + nNaOH nR axit COOH + 1H2O COONa Biên soạn giảng dạy: ThS Nguyễn Xuân Ngọc - Mobile: 0982163448 (luôn H2O) Trung tâm luyện thi Đại học Khoa học Chuyên đề đặc biệt cho Khối B Cách viết phản ứng phù hợp cho tốn có phản ứng thủy phân hồn toàn cần xác định khối lượng chất tham gia, lượng H2O sản phẩm amino axit tạo thành theo phương pháp bảo tăng giảm khối lượng Khối lượng muối Na = khối lượng peptit + (40.n - 18).mol peptit (phản ứng) Khối lượng chất rắn = m peptit + (40.n - 18).mol peptit (phản ứng) + 40.mol NaOH (dư) Lưu ý: mol peptit = mol H2O sinh Chú ý: Tính nhanh khối lượng Mol Peptit: * M peptit = Ma.a n – (n-1).18 (n: số mắt xích) Ví dụ: (Gly)4: Ta có M= MGly – 3.18 = 75.4 - 18.3 = 246 (đvC) (Ala)3(Gly)4: Ta có M= MAla + MGly – 6.18 = 89.3 + 75.4 - 18.6 = 459 (đvC) * Đối với Peptit thủy phân có tỉ lệ số mol nhau, ta xem Peptit Peptit ghi phản ứng ta nên ghi gộp Khối lượng mol Petpti tổng khối lượng mol Peptit Ví dụ: Tripeptit (Gly)3 có M = 189 (đvC) Tetrapeptit (Gly)4 có M = 246 (đvC) axit (có số mol nhau) ta xem Peptit Heptapeptit M= 189 + 246 = 435 (đvC) * Nếu toán cho thủy phân hỗn hợp nhiều peptit khác nhau, với tỉ lệ mol khác ta dùng phương pháp quy đổi phản ứng (dùng phản ứng trừng ngưng) để giản ước hỗn hợp peptit Ví dụ: Thủy phân hỗn hợp A gồm peptit X, Y, Z (với tỉ lệ mol tương ứng : : 3) lúc ta coi hỗn hợp A peptit M thành lập từ X, Y, Z qua phản ứng trùng ngưng: 1X + 2Y + 3Z M + 5H2O Ví dụ minh họa: Câu 1: X Tetrapeptit cấu tạo từ Aminoacid A, phân tử A có nhóm(-NH2), nhóm (-COOH) ,no, mạch hở Trong A Oxi chiếm 42,67% khối lượng Thủy phân m gam X mơi trường acid thu 28,35(g) tripeptit; 79,2(g) đipeptit 101,25(g) A Giá trị m là? A 184,5 B 258,3 C 405,9 D 202,95 Hướng dẫn giải: Từ % khối lượng Oxi A ta xác định A Gly ( H2NCH2COOH) với M=75 Công thức Tetrapeptit (Gli)4 với M= 75.4 – 3.18 = 246 (đvC) Tính số mol: Tripeptit : 28,35: 189 = 0,15(mol) Đipeptit : 79,2 : 132 = 0,6 (mol) Glyxin(A) : 101,25 : 75 = 1,35(mol) Cách 1: Dùng phản ứng ước lượng: Ghi sơ đồ phản ứng : (X)4 (X)3 + X 0,15 0,15 0,15 mol (X)4 (X)2 0,3 0,6 mol (X)4 4X 0,3 1,2 mol Biên soạn giảng dạy: ThS Nguyễn Xuân Ngọc - Mobile: 0982163448 Trung tâm luyện thi Đại học Khoa học Chuyên đề đặc biệt cho Khối B Từ sơ đồ ta tính được: Số mol X phản ứng là: (0,15+0,3+0,3)=0,75mol m = 0,75.246 =184,5(g) đáp án A Cách 2: Dùng bảo toàn (thầy gọi vui mol chữ Ala) (Gly)3 : 0,15 (mol) (Gly)4 (Gly)2 : 0,6 (mol) a(mol) Gly : 1,35 (mol) Bảo toàn mol "chữ" Gly ta có: a.4 = 0,15.3 + 0,6.2 + 1.35 a = 0,75 (mol) m = 0,75.246 =184,5(g) đáp án A Câu 2: Tripeptit M Tetrapeptit Q tạo từ aminoacid X mạch hở ( phân tử chứa nhóm NH2 ) Phần trăm khối lượng Nito X 18,667% Thủy phân khơng hồn tồn m(g) hỗn hợp M, Q (có tỉ lệ số mol 1:1) môi trường Axit thu 0,945(g) M; 4,62(g) đipeptit 3,75 (g) X.Giá trị m? A 4,1945 (g) B 8,389 (g) C 12,58 (g) D 25,167 (g) Hướng dẫn giải: Ta có: %N = 14 18,667 MX 75 X Glyxin MX 100 Tripeptit M (Gli)3 có M = 189 (đvC) Tetrapeptit Q (Gli)4 có M = 246 (đvC) Số mol sản phẩm: Số mol (Gli)3 = 0,005 (mol) Số mol (Gli)2 = 0,035 (mol) Số mol Gli = 0,05 (mol) Cách 1: Dùng phương pháp viết phản ứng ước lượng Quy hỗn hợp M Q về: (Gli)7 có M = 189 + 246 = 435 (đvC) Các phản ứng: (Gli)7 2(Gli)3 + Gli 0,0025 0,005 0,0025 : mol (Gli)7 (Gli)2 + Gli 0, 035 0,035 (Gli)7 7(Gli) 0, 0358 (Gli)7 = 0,0025 + 0.0358 0, 035 : mol : mol 0, 035 0, 0358 + = 0,01928 (mol) Khối lượng (Gli)7 = 0,01928.435 = 8,389 (gam) Cách 2: Do hai peptit có tỉ lệ số mol phản ứng 1:1 nên xem hỗn hợp M, Q Heptapeptit : (Gli)7 có M = 435 (đvC) Biên soạn giảng dạy: ThS Nguyễn Xuân Ngọc - Mobile: 0982163448 Trung tâm luyện thi Đại học Khoa học Chuyên đề đặc biệt cho Khối B Theo giả thiếu, sản phẩm thủy phân gồm: mol (Gli)3 = 0,005 (mol); mol (Gli)2 = 0,035 (mol); mol Gli = 0,05 (mol) Tỉ lệ loại sản phẩm: (Gli)3 : (Gli)2 : Gli = 0,005 : 0,035 : 0,05 = : : 10 Sơ đồ phản ứng : m(M,Q) = 27 (Gli)7 + H2O 27 0,005 (Gli)3 + 0,005 (Gli)2 + 10 (Gli) 0.035 0.05 27 0,005mol.435 = 8,389(g) Cách 3: Dùng bảo toàn (thầy gọi vui mol chữ Ala) (Gli)3 : 0,005 (mol) (Gl)3 a (mol) (Gli)2 : 0,035 (mol) (Gli)4 a (mol) Gli : 0,05 (mol) Theo bảo toàn mol "chữ" Gly: a.4 + a.3 = 0,005.3 + 0,035.2 + 0,05 a = 0,01928 (mol) Khối lượng hỗn hợp = 0,01929.189+0,01929.246 = 8,389(g) đáp án B PS: Qua áp dụng việc sử dụng phương pháp "bảo toàn mol chữ" trở nên ưu việt dùng để giải nhanh tốn khó dạng thủy phân khơng hồn tồn mà có H2O tham gia thay cho việc viết phản ứng phức tạp Câu 3: 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 (Trích đề thi đại học khối A - 2013) Hướng dẫn giải: Theo giả thiết toán cho X hexapeptit, Ala-Gly-Ala-Val-Gly-Val Y tetrapeptit Gly-Ala-Gly-Glu thủy phân hoàn toàn Đặt số mol X: Ala-Gly-Ala-Val-Gly-Val : x (mol) Ala: 0,32 Y: Gly-Ala-Gly-Glu Các phản ứng: Ala-Gly-Ala-Val-Gly-Val + H2O x Gly-Ala-Gly-Glu + H2 O y : y (mol) Gly: 0,4 2Ala + Gly + Val 2x 2x 2Gly + Ala + Glu 2y y Biên soạn giảng dạy: ThS Nguyễn Xuân Ngọc - Mobile: 0982163448 Trung tâm luyện thi Đại học Khoa học Chuyên đề đặc biệt cho Khối B Ta có hệ: 2x+2y = 0,4 x = 0,12 2x+y = 0,32 y = 0,08 m = 0,12.(75.2 + 89.2 + 117.2 - 18.5) + 0,08.(75.2 + 89 + 147 – 3.18) = 83,2 Đáp án: B Câu 4: 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 (Trích đề thi đại học khối B - 2014) Hướng dẫn giải: Cách 1: Sử dụng phương pháp bảo toàn biện luận: Gọi X1, X2, X3 peptit X; n1, n2, n3 số amino axit (Ala Val) có X1, X2, X3 Theo giả thiết ta có: n ala 14,24 8,19 0,16 mol; n val 0,07 mol; n X1 : n X : n X : : a : a : 3a 89 117 Bảo tồn "chữ" Ala Val có hỗn hợp X1, X2, X3: 0,23 a n1 n n 13 n1 n n 16 a.n a.n 3a.n n ala n val 0,16 0,07 0,23 n1 n 3n Theo đề tổng số liên kết peptit nhỏ 13 Vì n1, n2, n3 ngun a phải ước 0,23 a 0,01 n1 n 3n 23 n1 n1 n n n n n1 n1 n1 n n n … n n n n1 Ta cần xét trường hợp n trường hợp lại cho kết n Ta có: n H 2O a.(n 1) a.(n 1) 3a.(n 1) 0,01.1 0,01.2 0,03.5 0,18 mol Bảo toàn khối lượng: mpeptit maminoaxit m H 2O 14,24 8,19 0,18.18 19,19g Chọn C Cách 2: Sử dụng phương pháp quy đổi hỗn hợp peptit peptit phản ứng trùng ngưng: Tiến hành trùng ngưng X1, X2 X3 theo tỉ lệ mol : : tá có: 1X1 + X2 + 3X3 Y + 4H2O Khối lượng hỗn hợp X = Khối lượng Y + khối lượng H2O Y: có dạng: (Ala)n(Val)m Biên soạn giảng dạy: ThS Nguyễn Xuân Ngọc - Mobile: 0982163448 Trung tâm luyện thi Đại học Khoa học Chuyên đề đặc biệt cho Khối B Ala n 0,16 16 = = = n = 16, m = (Vì theo giả thiết số liên kết peptit X1, Val m 0,07 X2, X3 < 13) Vậy Y: có dạng: (Ala)16(Val)7 mol Y = 0,01 1X1 + X2 + 3X3 (Ala)16(Val)7 + 4H2O 0,01 0,04 Khối lượng hỗn hợp X = 0,01.(89.16 + 117.7 - 18.22) + 0,04.18 = 19,19 PS: Như câu hữu "khó nhất" đề thi khối B năm 2014 Thầy giải theo phương pháp quy đổi hỗn hợp peptit phản ứng trùng ngưng kết hợp bảo toàn khối lượng Khi sử dụng phản ứng trùng ngưng cần lưu ý tỉ lệ mol chất chon làm số phân tử phản ứng Tỉ lệ sản phẩn phản ứng bảo toàn Câu 5: Thủy phân hoàn toàn 143,45 gam hỗn hợp A gồm hai tetrapeptit thu 159,74 gam hỗn hợp X gồm aminoacid (Các Aminoacid chứa 1nhóm -COOH nhóm NH2 ) Cho tòan X tác dụng với dung dịch HCl dư, sau cạn dung dịch nhận m (gam) muối khan Tính khối lượng nước phản ứng giá trị m bằng? A 8,145(g) 203,78(g) B 32,58(g) 10,15(g) C 16,2(g) 203,78(g) D 16,29(g) 203,78(g) Hướng dẫn giải: Đặt Công thức chung cho hỗn hợp A (X)4 Hay: (X)4 + 3H2O 4X mX mA 0,905(mol) mH2O = 16,29 gam 18 4 Từ phản ứng nX= n H2O = 0,905(mol) 3 Áp dụng ĐLBTKL nH2O = Phản ứng X tác dụng với HCl : X + HCl Áp dụng BTKL m(Muối) = mX + mHCl = 159,74 + X.(HCl) (dạng muối clorua) 0,905(mol) 36,5 = 203,78(g) PHẦN II: BÀI TẬP ÁP DỤNG Câu 1: Thủy phân hoàn toàn 60(g) hỗn hợp hai Đipeptit thu 63,6(g) hỗn hợp X gồm Aminoacid no mạch hở (H2NRCOOOH) Nếu lấy 1/10 hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl dư thu m(g) muối Giá trị m là? A 7,82 B 8,72 C 7,09 D.16,3 Câu 2: Thủy phân hết m(g) Tetrapeptit Ala-Ala-Ala-Ala thu hỗn hợp gồm 28,48(g) Ala ; 32(g) Ala-Ala 27,72(g) Ala-Ala-Ala Giá trị m? A 66,44 B 111,74 C 81,54 D 90,6 Câu 3: X Hexapeptit cấu tạo từ Aminoacid H2N-CnH2n-COOH(Y) Y có tổng % khối lượng Oxi Nito 61,33% Thủy phân hết m(g) X môi trường acid thu 30,3(g) pentapeptit, 19,8(g) đieptit 37,5(g) Y Giá trị m là? A 69 gam B 84 gam C 100 gam D 78 gam Biên soạn giảng dạy: ThS Nguyễn Xuân Ngọc - Mobile: 0982163448 Trung tâm luyện thi Đại học Khoa học Chuyên đề đặc biệt cho Khối B Câu 4: X tetrapeptit cấu tạo từ amino axit (A) no, mạch hở có nhóm –COOH ; nhóm –NH2 Trong A %N = 15,73% (về khối lượng) Thủy phân m gam X môi trường axit thu 41,58 gam tripeptit ; 25,6 gam đipeptit 92,56 gam A Giá trị m : A 149 gam B 161 gam C 143,45 gam D 159 gam Câu 5: X tetrapeptit Ala-Gly-Val-Ala, Y tripeptit Val-Gly-Val Đun nóng m gam hỗn hợp X Y có tỉ lệ số mol nX : nY = : với 780 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ), sau phản ứng kết thúc thu dung dịch Z Cô cạn dung dịch thu 94,98 gam muối m có giá trị A 68,1 gam B 64,86 gam C 77,04 gam D 65,13 gam Câu 6: Đipeptit mạch hở X Tripeptit mạch hở Y tạo từ Aminoacid no,mạch hở có nhóm –COOH nhóm –NH2 Đốt cháy hồn tồn 0,1 mol Y thu sản phẩm gồm H2O,CO2 N2 tổng khối lượng CO2 H2O 54,9(g) Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol X,sản phẩm thu cho lội qua dung dịch nước vôi dư m(g) kết tủa Giá trị m là? A 45 B 120 C 30 D 60 Câu 7: X Y tripeptit tetrapeptit tạo thành từ amino axit no mạch hở, có nhóm –COOH nhóm –NH2 Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol Y thu sản phẩm gồm CO2, H2O, N2, tổng khối lượng CO2 H2O 47,8 gam Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol X cần mol O2 ? A 2,8 mol B 2,025 mol C 3,375 mol D 1,875 mol Câu 8: Thuỷ phân khơng hồn tồn tetrapeptit (X), ngồi a-amino axit thu đipetit: Gly-Ala ; Phe-Val ; Ala-Phe Cấu tạo sau X ? A Val-Phe-Gly-Ala B Ala-Val-Phe-Gly C Gly-Ala-Val-Phe D Gly-Ala-Phe-Val Câu 9: Thủy phân hoàn toàn mol pentapeptit X, thu mol glyxin (Gly), mol alanin (Ala), mol valin (Val) mol phenylalanin (Phe) Thủy phân khơng hồn tồn X thu đipeptit Val-Phe tripeptit Gly-Ala-Val không thu đipeptit Gly-Gly hất X có cơng thức A Gly-Phe-Gly-Ala-Val B Gly-Ala-Val-Val-Phe C Gly-Ala-Val-Phe-Gly D Val-Phe-Gly-Ala-Gly Câu 10: Công thức sau pentapeptit (A) thỏa điều kiện sau ? hủy phân hồn tồn mol A thu α - amino axit : mol glyxin, mol alanin, mol valin Thủy phân khơng hồn tồn A, ngồi thu amino axit thu đipeptit : Ala-Gly ; Gly-Ala tripeptit Gly-Gly-Val A Ala-Gly-Gly-Gly-Val B Gly- Gly-Ala-Gly-Val C Gly-Ala-Gly-Gly-Val D Gly-Ala-Gly-Val-Gly Tài liệu tham khảo: Đề thi đại học khối A mơn Hóa năm 2013 Đề thi đại học khối B mơn Hóa năm 2014 Trần Quốc Sơn, Tài liệu chuyên hóa 11 - 12, phần Hữu NXB giáo dục Nguyễn Minh Tuấn cs, 22 phương pháp giải nhanh hóa học, tâp 2, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội .Hết PS: Các bạn em đón đọc viết tiếp theo: "Sử dụng phương pháp bảo toàn để giải tập thủy phân peptit môi trường kiềm khó lạ" Biên soạn giảng dạy: ThS Nguyễn Xuân Ngọc - Mobile: 0982163448 ... Minh Tuấn cs, 22 phương pháp giải nhanh hóa học, tâp 2, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội .Hết PS: Các bạn em đón đọc viết tiếp theo: "Sử dụng phương pháp bảo toàn để giải tập thủy phân peptit mơi trường... với Peptit thủy phân có tỉ lệ số mol nhau, ta xem Peptit Peptit ghi phản ứng ta nên ghi gộp Khối lượng mol Petpti tổng khối lượng mol Peptit Ví dụ: Tripeptit (Gly)3 có M = 189 (đvC) Tetrapeptit... axit (có số mol nhau) ta xem Peptit Heptapeptit M= 189 + 246 = 435 (đvC) * Nếu toán cho thủy phân hỗn hợp nhiều peptit khác nhau, với tỉ lệ mol khác ta dùng phương pháp quy đổi phản ứng (dùng