3 kỹ THUẬT GIẢI TOÁN AMIN đã chuyển đổi

Thầy phạm Minh Thuận Sống là để dạy hết mình 1 Chuyên đề 6: HỢP CHẤT CHỨA NITƠ: AMIN, AMINOAXIT, PEPTIT VÀ PROTEIN BÀI 1: KỸ THUẬT GIẢI TỐN AMIN I.. Cách khai thác tương quan sản phẩ

Trang 1

Thầy phạm Minh Thuận Sống là để dạy hết mình 1

Chuyên đề 6:

HỢP CHẤT CHỨA NITƠ: AMIN, AMINOAXIT, PEPTIT VÀ PROTEIN

BÀI 1: KỸ THUẬT GIẢI TỐN AMIN

I AMIN VỚI PHẢN ỨNG CHÁY

Phương pháp:

1 CTTQ của amin: C n H 2n+2-2k+t N t

- Với k=0, t=1  amin no, đơn chức, mạch hở: CnH2n+3N

- Với k=0, t= 2 amin no, mạch hở, hai chức: CnH2n+4N2

- Nhận xét: Số nguyên tử H của hợp chất chứa C, H hoặc C, H, O luơn chẵn, cịn số nguyên tử H trong

hợp chất amin cĩ 2 trường hợp:

+ Nếu số N chẵn thì số H cũng chẵn

+ Nếu số N lẻ thì số H cũng lẻ

+ Điều kiện: số nguyên tử H 2. (số nguyên tử C) + 2 + số nguyên tử N

(nH 2.nC+ +2 nN)

2 Cách khai thác tương quan sản phẩm cháy với số mol amin

Ví dụ: Đốt amin no, đơn chức, mạch hở:

* Nhận xét:

n −n =1, 5.naminno,đơn hở

* Ghi chú: Vì số nguyên tử H trong amin liên quan tới cả số nguyên tử C và số nguyên tử N nên nếu đốt

cháy amin cho kết quả

n n thì cũng khơng được kết luận đĩ là amin no

3 Cần phân biệt đốt amin bằng O 2 nguyên chất và đốt amin bằng khơng khí

- Nếu đốt cháy amin bằng O2 thì nN (sp cháy)=nN a min ( )

- Nếu đốt cháy amin bằng khơng khí (khơng khí thường chứa 20% O2, 80% N2 theo thể tích) thì

Trang 2

N sp cháy N không khí nNamin

- Nếu biết nN a min ( ) và số nguyên tử N trong amin thì ta sẽ tính được namin

Bài tập minh họa

Bài 1 Đốt cháy hồn tồn 0,06 mol hỗn hợp X gồm C4H8 và 2 amin no, đơn chức, mạch hở đồng đẳng kế tiếp tạo ra 0,2 mol CO2, 0,245 mol H2O Xác định CTPT 2 amin là

A CH5N, C2H7N B C2H7N, C3H9N C C3H9N, C4H11N D C4H9N, C5H11N

Hướng dẫn giải:

1

2

Đốt C4H8 cho nCO2 =nH O2 nH O2 −nCO2 =0 1( )

Đốt amin no, đơn, hở cho nH O2 −nCO2 =1,5.namin( )2

Cộng (1) và (2) ta được:

0, 245 0, 2

1,5

−

4 8

C H

n 0, 06 0, 03 0, 03

( )

2

O

CO BTNT C

C H N 0, 03

C H 0, 03

+

=







 CTPT của 2 amin là C2H7N và C3H9N  chọn B

Bài 2 Hỗn hợp M gồm một anken và hai amin no, đơn chức, mạch hở X và Y là đồng đẳng kế tiếp

(MXMY) Đốt cháy hồn tồn một lượng M cần dùng 4,536 lít O2 (đktc) thu được H2O, N2 và 2,24 lít

CO2 (đktc) Chất Y là

A etylamin B propylamin C butylamin D etylmetylamin

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A, năm 2012)

n =0, 2025 mol; n =0,1mol

( )

BTNT O

Trang 3

2

H O

n 0, 205 mol

1

2

Đốt anken →nCO2 =nH O2 nH O2 −nCO2 =0 1( )

Đốt amin no, đơn, hở →nH O2 −nCO2 =1,5.namin( )2

Cộng (1) và (2) được:

n − n =1,5.namin

0, 2025 0,1 1,5.namin namin 0, 07

Số nguyên tử C trong bình: CO 2

C hhM

hh M

n namin=0, 07)

Mà anken cĩ số C  phải tồn tại ít nhất một amin cĩ số C < 1,43  X là CH2 5N  amin đồng đẳng

kế tiếp là C2H7N  chọn A

(hoặc ta đánh giá như sau: CO 2

C

do amin chá y củ a cá c amin

amin

=  =  một amin là CH5N  amin cịn

lại là C2H7N  chọn A)

❖ Lời bình: Đây là một bài tốn khá hay Các bạn học sinh nên nhớ “trong trường hợp ta khơng tìm

được số mol cụ thể của cả anken và của amin thì bắt buộc phải áp dụng phương pháp đánh giá”

Bài 3 *Đốt cháy hồn tồn 100 ml hỗn hợp X gồm đimetylamin (CH3)2NH và 2 hiđrocacbon đồng đẳng

kế tiếp bằng lượng O2 vừa đủ thu được 550 ml hh khí và hơi Y Dẫn Y qua dung dịch H2SO4 đặc dư, cịn lại 250 ml khí (các thể tích khí và hơi đo cùng điều kiện) CTPT của 2 hiđrocacbon là

A C2H6, C3H8 B C2H4, C3H6 C C3H6, C4H8 D CH4, C2H6

(Đề thi tuyển sinh đại học khối A, năm 2010)

* Cách 1

Chọn 100 mol hỗn hợp

X.n =550 250− =300, n + n =250 mol

NX: Từ đáp án  phải xét 2 trường hợp:

* TH 1: 2 hiđrocacbon là ankan:

C H Nđốt →2CO + 3,5 H O 1/ 2N+

n − n +n =namin 1

Trang 4

( )

Cộng 2 vế của (1) và (2) được:

n − n +n =n =300 250− =50

* TH 2: 2 hiđrocacbon là anken Đặt CTPT TB là C Hn 2n

n − n +n =namin =50 n =100 50− =50

H

n 7.50 2.n.50 300.2 n 2,5

 = + =  =  CTPT 2 anken là C2H4 và C3H6

 chọn B

❖ Lời bình: Thi trắc nghiệm nếu xét 1 trường hợp mà đã rút ra kết quả thì không cần xét trường hợp còn

lại nữa

* Cách 2: Chọn 100 mol hỗn hợp X

2

CO

3 2

N

H O

CH NH a mol

7a yb

2





+



dôt

( )

a+ =b 100 mol I

( )

n +n =2,5a+xb=250 II

Nhân 2 vế của (I) với 2,5 rồi đối chiếu với (II)  =x 2, 5 loại C, D

( )

2

H O

n =3007a+yb=600 III

Nhân 7 vào (I) rồi trừ cho (III) được ( ) 100

7 y

−

Do 0 b 100  y 6 chọn B

Bài 4 *Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm 1 amin đơn chức A và 1 ankan B có số mol bằng nhau

tạo ra 0,1 mol CO2 và 0,15 mol H2O

a Tính m?

b Xác định CTPT của A, B biết B hơn A một nguyên tử C

Trang 5

C H + N+ O →nCO + n 1,5 H O+ +1 2 N

C H + + O →mCO + m 1 H O+

Từ phản ứng (1)

n n 1, 5namin

Từ phản ứng (2)

n n 1,5namin n a 1,5x x 2,5 molx

 − = + = + = (với nank na =namin=x mol)

( )

N

2,5x 0,15 0,1 0, 05 x 0, 02 n amin 0, 02

m =m +m +m =12.0,1 2.0,15 14.0, 02 1, 78 gam+ + =

Số nguyên tử C trung bình: CO 2

C hh

n 0, 04

 CTPT A, B lần lượt là C2H7N và C3H8 (B hơn A 1 nguyên tử C)

Bài 5 Hỗn hợp X gồm NH3, CH5N, C2H7N (số mol NH3 bằng số mol C2H7N) Đốt cháy hoàn toàn m gam X thu được 20,16 lít CO2 (đktc) và x gam H2O Giá trị của m và x lần lượt là

A 13,95; 16,20 B 40,50; 27,90 C 16,20; 13,95 D 27,90; 40,50

* Cách 1:

2 2

3

CO 5

H O

NH a mol

n 2a b 0, 09 mol

X CH N b mol

n 5a 2,5b 2,5 2a b 2, 25 mol

C H N a mol

=





dôt

2

H O

X

m =17a 31b 45a+ + =31 2a+b =27,9gam  chọn D

* Cách 2: P 2 quy đổi:

Vì

n =n nên 2 chất này  với 1 chất NH C H N3 2 7 = x mol C H N2 10 2 =x mol

5

 hỗn hợp X ban đầu  với 1 chất CH5N

( )

CH N + O → CO + 2,5H O+ 0,5 N

Trang 6

Mol 0, 9  0, 9→ 2, 25

Vậy m=0, 9.31=27, 9 gam;

2

H O

m = =x 40, 5gam

II AMIN TÁC DỤNG VỚI AXIT

* Cách xác định số nhĩm chức amin:

H*

amin

amin cĩ a chức

* Áp dụng ĐLBTKL hoặc phương pháp tăng giảm khối lượng:

Ví dụ với amin bậc I:

R NH + tHCl →R NH Cl

- Tổng quá: Dù là amin bậc nào đi nữa thì ta luơn đặt được CTPT của amin là RNt

RN + tHCl→R NHCl

 Vận dụng:

BTKL

HCl

mamin m mmuối

- Hoặc phương pháp tăng giảm khối lượng:

Độ tăng khối lượng của muối so với amin =mmuối −mamin =36,5.t.x =t

Bài tập minh họa

Bài 1 Đốt cháy hồn tồn m gam một amin thơm X bậc I bằng lượng khơng khí vừa đủ tạo 3,08 gam

CO2, 0,99 gam H2O và 0,405 mol N2 Mặt khác, để trung hịa 0,1 mol X cần 300 ml dung dịch HCl 1M Xác định CTPT của X

n =0, 07; n =0, 055; n =0, 405 mol

HCl

namin 0,1

= = =  X là amin 3 chức

( )

BTNT O

O

O O

0, 055

2

pư

n 4.n 0,39 mol n do cháy 0, 405 0,39 0, 015 mol

Trang 7

X

0, 015.2

3

Số nguyên tử C 0, 07 7

0, 01

= = ; Số nguyên tử H 0, 055.2 11

0, 01

 CTPT của amin là C7H11N3

Bài 2 Cho 20 gam hỗn hợp A gồm 3 amin no, đơn chức đồng đẳng kế tiếp phản ứng vừa đủ với HCl tạo

ra 31,68 gam muối Biết trong hỗn hợp A có tỉ lệ mol giữa 3 amin theo thứ tự KLPT tăng dần là 1: 10: 5 Khối lượng phân tử của amin nhỏ nhất trong A là

31, 68 20

36,5

−

A

20

0,32

Đặt KLPT của amin nhỏ nhất là x  KLPT của 2 amin đồng đẳng kế tiếp là x 14+ và x 28+

x.1 x 14 10 x 28 5

16

 2 amin còn lại là C3H9N và C4H11N  chọn B

Bài 3 X là amin no, đơn chức, mạch hở, còn Y là amin no 2 chức, mạch hở có cùng số C

- TN 1: Trung hòa hỗn hợp gồm a mol X và b mol Y cần dùng 0,5 mol HCl tạo 43,15 gam hỗn hợp muối

- TN 2: Trung hòa hỗn hợp gồm b mol X và a mol Y cần 0,4 mol HCl tạo p gam muối Giá trị của p là

Đặt CTPT 2 amin: C Hn 2n 3+ N và C Hn 2n 4+ N2

C H + N + HCl→C H + NCl

C H + N + 2HCl→C H + N Cl

( )

HCl TN 1

HCl TN 2



- TN 1:

Trang 8

BTKL

m amin mmuối m 43,15 36,5.0,5 24,9

(14n 17 0,1) (14n 32 0, 2) 24,9 n 4

(hoặc nếu khơng BTKL thì tính:

- TN 2:

BTKL

p m amin m 73.0, 2 88.0,1 36,5.0, 4 38

Bài 4 Đốt cháy hồn tồn 0,1 mol amin no, mạch hở X bằng oxi vừa đủ thu được 0,5 mol hỗn hợp khí và

hơi Cho 4,6 gam X tác dụng với dung dịch HCl dư, số mol HCl đã phản ứng là

(Đề thi tuyển sinh đại học khối B, năm 2010)

Đặt CTPT amin là C Hn 2n 2 t+ + Nt

t

2

Mol 0,1→ 0,1n n 1 0,5t 0,1+ + 0, 05t

khí và hơi=0,1n+ + +n 1 0,5t 0,1 0, 05t+ =0,52n+ =t 4

 nghiệm: n = 1; t = 2

 CTPT của X là CH6N2 (46) CTCT H2N–CH2–NH2

4, 6

46

amin= = molnHCl =0, 2 mol  chọn C

❖ Lời bình: Bài này yêu cầu học sinh cần nhớ được cơng thức chung của amin no, mạch hở là

C H + + N

Bài 5: *Chia 11,2 gam hỗn hợp X gồm C6H5OH và C6H5NH2 làm 2 phần bằng nhau

- Phần 1 tác dụng với 50 ml dd HCl 1M thu được hỗn hợp sản phẩm Y Để phản ứng vừa đủ với hỗn hợp

Y cần 90 ml dd NaOH 1M

- Phần 2 phản ứng vừa đủ với V lít dung dịch Br2 0,5M Giá trị của V là

Trang 9

HCl

n =0, 05

NaOH

C H NH + HCl→C H NH Cl⎯⎯⎯→+ C H NH

2

H++OH− →H O

NX: đề không cho biết chất nào hết, chất nào còn dư nên ta nhận xét như sau:

nhóm −NH2 ⎯⎯⎯+HCl→−NH Cl3 ⎯⎯⎯→−+NaOH NH2 nên coi như nhóm NH2 không phản ứng

 ta có:

n =n +n n =0, 09 0, 05− =0, 04

6 5 2

C H NH

11, 24

2

6 5 2

C H NH

Phần 2: nBr2 =3nC H NH6 5 2 +3nC H OH6 5 =3 0, 04 0, 02( + )=0,18 mol

0,18

0,5

dd

 = = lít  chọn A

Trang 10

BÀI TẬP RÈN LUYỆN BÀI 1: AMIN

Bài 1 Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm C3H6 và 2 amin no, đơn chức, mạch hở đồng đẳng kế tiếp trong đó số mol C3H6 bằng số mol của 2 amin, tạo ra 0,185 mol H2O, 0,155 mol hỗn hợp CO2 và N2 CTPT của amin có khối lượng phân tử nhỏ hơn trong X là

A CH5N B C2H7N C C3H9N D C4H11N

Bài 2 Đốt cháy hoàn toàn 100 ml hỗn hợp gồm đimetylamin và 2 hiđrocacbon đồng đẳng kế tiếp thu

được 140 ml CO2; 250 ml hơi H2O (các thể tích khí đo cùng điều kiện t°, P) CTPT của 2 hiđrocacbon là

A C2H4; C3H6 B C2H2; C3H4 C CH4; C2H6 D C2H6; C3H8

Bài 3 Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp A gồm x mol C2H4(NH2)2 và 5x mol hỗn hợp 2 anken đồng đẳng kế tiếp tạo ra 0,22 mol H2O và 0,21 mol hỗn hợp CO2 và N2 Xác định CTPT 2 anken

A C2H4, C3H6 B C3H6, C4H8 C C4H8, C5H10 D C5H10, C6H12

Bài 4 *Trộn 100 ml hỗn hợp khí A gồm metylamin và 2 hiđrocacbon đồng đẳng kế tiếp với 470 ml O2

(dư) rồi đốt cháy hoàn toàn thu được 645 ml hỗn hợp B gồm khí và hơi Dẫn B qua H2SO4 đặc còn 345

ml hỗn hợp khí D, dẫn D qua dung dịch NaOH dư thấy còn lại 25 ml khí E Các thể tích khí đo cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất CTPT 2 hiđrocacbon là

A C2H6 và C3H8 B C2H4 và C3H6 C C3H4 và C4H6 D C3H6 và C4H8

Bài 5 Cho 0,76 gam hỗn hợp X gồm hai amin đơn chức, có số mol bằng nhau, phản ứng hoàn toàn với

dung dịch HCl dư, thu được 1,49 gam muối Khối lượng của amin có phân tử khối nhỏ hơn trong 0,76 gam X là

(Đề thi tuyển sinh đại học khối B, năm 2013)

Bài 6 Cho 0,08 mol hỗn hợp X gồm 2 amin no, bậc I, mạch hở có số nhóm chức không quá 2 phản ứng

vừa đủ với 100 ml dung dịch HCl 1M Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 0,08 mol hỗn hợp X thu được 0,17 mol hỗn hợp CO2 và N2 Khối lượng của amin có phân tử khối lớn hơn trong X là

A 1,86 gam B 0,93 gam C 4,44 gam D 1,48 gam

Bài 7 Cho m gam một amin X no đơn chức bậc I tác dụng với dung dịch HCl thu được muối Y Cho 16,3

gam Y tác dụng hết với 600 ml dung dịch KOH 0,5M Cô cạn dung dịch sau phản ứng hoàn toàn thu được 20,5 gam chất rắn khan CTPT của X là

A C3H9N B C2H7N C C4H9N D C4H11N

Trang 11

Bài 8 Cho m gam một amin A no đơn chức bậc I mạch hở tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch B gồm

HCl 0,1M và FeCl3 0,3M thu được 19,1 gam muối CTPT của A là

A CH3NH2 B C2H5NH2 C C3H7NH2 D C4H9NH2

HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT BÀI TẬP RÈN LUYỆN BÀI 1: AMIN Bài 1

1

2

Đốt C3H6 cho nCO2 =nH O2 nH O2 −nCO2 =0 1( )

Đốt amin no, đơn, hở cho nH O2 −(nCO2 +nN2)=namin( )2

Cộng (1) và (2) được: namin=nH O 2 − (nCO 2 +nN 2)=0,185 0,155− =0, 03

2

O

H BTNT H

C H N 0, 03

C H 0, 03

+

=





n 1, 67

 =  CTPT 2 amin là CH5N và C2H7N  chọn A

Bài 2

* Cách 1: C2H7N đốt cho

n : n =3, 5 : 2=1, 75

- Theo bài

n : n =250 :140 1, 786 1, 75=  2 hiđrocacbon phải là ankan Đặt CTPT TB 2

hiđrocacbon là C Hn 2n 2+

Đặt số mol: C2H7N (a mol); C Hn 2n 2+ (b mol)

a b 100+ = (I)

2

CO

V =2a+n b 140= (II)

( )

2

H O

V =3,5a+n b b+ =250 III

- Trừ (III) cho (II) được: 1, 5 a+ =b 110 (IV)

- Từ (I, IV)  a = 20; b = 80  =n 1, 25 chọn C

* Cách 2: Đặt C2H7N (a mol); C H (b mol) x y

a b 100+ = (I)

Trang 12

2

CO

V =2a+x b 140= (II)

2

H O

V =3,5a+0,5 y b=250 (III)

2 x

− hiđrocacbon là CH4, hiđrocacbon còn lại

là C2H6  chọn C

Bài 3 C H N2 8 2 + O2 →2CO2+ 4H O2 + N2

Theo ptr: namin =nH O 2 −(nCO 2 +nN 2)

Đốt anken C Hn 2n cho

n −n =0

H

n =0, 01.8 0, 05.2.n+ =0, 44 =n 3, 6

Bài 4 Chọn 100 mol hỗn hợp A

2

H O

n =615 345− =270;

2

CO

n =345 25− =320;

n +n dö =25 mol

( )

( 2) ( 2 )

BTNT O

270

2

O

n dö 470 455 15

2

N

x y

C H

2

CO

H O

20

2

=







2

CO 2

H O







Tỉ lệ: 2 2

x y

C H

1

= =  phân tử có 2

Trang 13

2

CO

hh

= = =  CTPT 2 hiđrocacbon là C3H4 và C4H6  chọn C

Bài 5 BTKL: mamin+mHCl=mmuoái nHCl=(1, 49 0, 76 36,5− ) =0, 02 mol

X

0, 76

0, 02

 = =  Một amin là CH3NH2 (MA = 31) Gọi amin còn lại là KLPT là MB

B

31.1 M 1

2

+

Gọi số mol của 2 amin đều bằng x mol

3 2

m =31.x+45.x=0, 76 =x 0, 01m =0, 31 gam  chọn B

Bài 6 nHClpö =0,1 mol;

( )

HCl

namin 0, 08

RNH hay C H N :x mol

R NH hay C H N : y mol

+







 



(hoặc trước tiên đặt CTPT TB: R NH( 2 k) =0,8 mol

R NH + kHCl →R NH Cl

0, 08→ 0, 08 k

HCl

n =0, 08.k=0,1 =k 1, 25 Hỗn hợp X gồm ( )

RNH hay C H N : x mol

R NH hay C H N : y mol

+







 



Hệ

HCl



x

2

CO

n =0, 06n 0, 02m+ =0,123n m+ = 6

 CTPT 2 amin: CH3NH2; C3H6(NH2)2 ( )

3 6 2 2

m =0, 02.74 1, 48 gam=  chọn D

Bài 7

RNH +HCl→RNH Cl

Trang 14

RNH Cl + K HO →RNH + KCl + H O

Chất rắn khan sau phản ứng gồm KCl và có thể là KOH dư

C

m R =74,5x+ 0,3 x 56− =20,5 =x 0, 2

16,3

0, 2

 CTPT của amin là C2H5NH2  chọn B

Bài 8

RNH + HCl→ RNH Cl

0, 02 0, 02→ 0, 02

( )

3 NHR + FeCl + 3H O→Fe OH  +3 NH ClR

19,1

0, 2

 A là C3H7NH2 chọn C

Định dạng
Số trang	14
Dung lượng	410,42 KB