Hướng dẫn học sinh lớp 12 xác định công thức cấu tạo của muối amoni

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Chúng ta nâng cao chất lượng dạy học phát triển lực nhận thức học sinh nhiều biện pháp nhiều phương pháp khác nhau, phương pháp có ưu điểm riêng, nên địi hỏi giáo viên phải biết lựa chọn, phối hợp phương pháp cách thích hợp để chúng bổ sung cho nhau, nhằm giúp học sinh phát huy tối đa khả tư độc lập, tư logic tư sáng tạo Quá trình giảng dạy mơn Hóa học, tơi nhận thấy giải tập muối tạo amoniac amin aminoaxit với axit vô hay hữu (sau gọi chung muối amoni) hầu hết học sinh lúng túng Đây dạng tập khó, mà khó khăn lớn tìm cơng thức cấu tạo muối Điểm chung muối thường có cơng thức phân tử dạng: CxHyOzNt ; CxHyOzNt Sq; Để giải khó khăn này, tơi mạnh dạn chọn đề tài: “Hướng dẫn học sinh lớp 12 xác định công thức cấu tạo của muối amoni” Nhưng thời gian có hạn, nên đề tài tơi chỉ nghiên cứu muối amoni có cơng thức phân tử CxHyOzNt Hy vọng đề tài tài liệu tham khảo phục vụ tốt cho việc học tập học sinh lớp 12 cho công tác giảng dạy thân cũng đồng nghiệp 1.2 Mục đích nghiên cứu Học sinh phải hình thành bước để giải tốn, kèm theo phải hình thành em thói quen phân tích đề định hướng cách làm, kỹ quan trọng việc giải tập muối amoni Do đó, để hình thành kỹ làm tập muối amoni, việc giúp học sinh nắm chất toán, giáo viên phải rèn luyện cho học sinh tư định hướng đứng trước tốn khả phân tích đề Trên sở tìm hiểu lý luận thực tiễn, đề tài xây dựng sử dụng hệ thống tập muối amoni, giúp học sinh định hướng, nắm vững cách giải tập liên quan 1.3 Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu chất muối amoni Từ tìm phương pháp giải cho phù hợp Đề tài trực tiếp áp dụng lớp 12A11,12A8 trường trung học phổ thông trực tiếp giảng dạy 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.4.1 Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lý thuyết Khi nghiên cứu đề tài này, sử dụng số phương pháp nghiên cứu sau: - Nghiên cứu phương pháp giải tốn hóa học - Nghiên cứu sách giáo khoa, loại sách tham khảo để tìm khái niệm, tính chất muối amoni, NH3 số amin trạng thái khí điều kiện thường Nghiên cứu đề thi đại học, đề thi trung học phổ thơng Quốc gia năm có liên quan đến tập muối amoni Để rút số nhận xét phương pháp giúp học sinh giải toán liên quan tới muối amoni 1.4.2 Phương pháp điều tra thực tế, thu thập thông tin Thông qua việc dạy học mơn Hóa học lớp 12 trung học phổ thông, tổ chức thực nghiệm sư phạm để xem xét tính khả thi đề tài Đó giúp học sinh rút số nhận xét phương pháp giải toán liên quan tới muối amoni 1.4.3 Phương pháp thống kê, xử lý số liệu Tiến hành dạy học kiểm tra khả ứng dụng học sinh nhằm bước đầu minh chứng cho khả giải toán thực tế liên quan tới muối amoni hợp chất hữu Nghiên cứu định tính: Mơ tả, giải thích hành vi học tập học sinh giảng dạy theo kế hoạch học thiết kế đề tài Nghiên cứu định lượng: Thu thập, tổng hợp kết kiểm tra để xem xét hiệu việc sử dụng phương án giải vấn đề vào dạy học 2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1 Amoniac [3] CTPT: NH3 Tính chất vật lý: Là chất khí khơng màu có mùi khai xốc, nhẹ khơng khí,tan nhiều nước,… Tính chất hóa học bản: Tính bazơ yếu - Dung dịch amoniac (NH3)có khả làm xanh giấy q tím làm hồng phenolphtalein, vì:  →   NH3 + H2O ¬ NH4+ + OH − Ion OH − làm cho dung dịch amoniac có tính bazơ - Tác dụng với axit tạo muối amoni Thí dụ: NH3 + HCl → NH4Cl - Tác dụng với dung dịch muối: Thí dụ: 3NH3 + 3H2O + AlCl3 → Al(OH)3 + 3NH4Cl 2.1.2 Amin [4] Khái niệm: Khi thay hay nhiều nguyên tử hiđro phân tử NH hay nhiều gốc hiđrocacbon ta amin Thí dụ: CH3NH2; C2H5-NH- CH3; (C6H5)3N Tính chất vật lý: Metylamin , đimetylamin , trimetylamin etylamin chất khí có mùi khai khó chịu, độc, dễ tan nước,… Tính chất hóa học bản: Tính bazơ yếu - Dung dịch metyl amin nhiều đồng đẳng có khả làm xanh giấy q tím làm hồng phenolphtalein  →   Thí dụ: C2H5NH2 + H2O ¬ [C2H5NH3]+ + OH − Ion OH − làm cho dung dịch amin có tính bazơ - Tác dụng với axit tạo muối amoni Thí dụ: CH3NH2 + HCl → CH3NH3Cl 2.1.3 Muối amoni [3]; [4] 2.1.3.1 Khái niệm muối amoni Muối amoni muối amoniac amin cũng aminoaxit với axit vơ axit hữu Thí dụ : + Muối amoni axit hữu : HCOONH4, CH3COONH4 , CH3COOH3NC2H5,… + Muối amoni axit vô : CH3NH3HCO3, (CH3NH3)2CO3 , CH3NH3NO3, C6H5NH3Cl,… 2.1.3.2 Tính chất của muối amoni - Muối amoni tác dụng với dung dịch kiềm giải phóng NH3 amin t → Na2CO3 + 2NH3 + 2H2O Thí dụ: (NH4)2CO3 + 2NaOH  t → CH3NH2 + NaNO3 + H2O CH3NH3NO3 + NaOH  - Muối amoni bị nhiệt phân Trong đề thi, tác giả thường ý tới trường hợp muối amoni tác dụng với dung dịch kiềm giải phóng NH3 amin khí 2.2 Thực trạng của vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.2.1 Thực trạng đối với học sinh Trường trung học phổ thông nơi dạy có chất lượng mũi nhọn cao, khả tư duy, tự học, tự sáng tạo nhiều học sinh tốt Tuy nhiên, gặp dạng toán xác định cơng thức cấu tạo muối có cơng thức phân tử dạng CxHyOzNt nhiều em lúng túng Trao đổi với em, biết em thấy khó không nhận dạng chất cho muối axit 2.2.2 Thực trạng đối với giáo viên Gặp dạng tập này, học sinh có thầy cô thường giải kinh nghiệm có từ làm sách giáo khoa lớp 11 12 cũng tài liệu tham khảo khơng giới thiệu Vì thế, gặp mới, lạ hay lúng túng Có nhiều thời gian mà khơng tìm đáp án 2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 2.3.1 Hướng dẫn học sinh nhận định chất cho muối amoni - Khi thấy hợp chất có dạng CxHyOzNt tác dụng với dung dịch kiềm giải phóng khí dấu hiệu xác định chất cần tìm muối amoni lý đơn giản chỉ có ion amoni phản ứng với dung dịch kiềm tạo khí khí chỉ NH3 ; (CH3)3N ; (CH3)2NH ; CH3NH2 ; C2H5NH2.Đôi đề cho hợp chất CxHyOzNt tác dụng với dung dịch kiềm tạo sản phẩm hữu làm xanh q tím - Hoặc thấy hợp chất có dạng CxHyOzNt tác dụng với dung dịch kiềm tạo chất hữu đơn chức cũng dấu hiệu chất cần tìm muối amoni lý chất hữu chứa N phản ứng với dung dịch kiềm chỉ aminoaxit hay peptit hay este aminoaxit hay muối amoni, số loại chất chỉ có muối amoni có khả tạo chất hữu đơn chức mà - Khi tốn khơng có dấu hiệu ta phải biện luận để khẳng định chất cho muối amoni, thí dụ : Ứng với cơng thức phân tử C 2H7O2N (X) có chất vừa phản ứng với dung dịch NaOH vừa phản ứng với dung dịch HCl ? A B C D Bài giải: X chứa N, vừa phản ứng với dung dịch NaOH vừa phản ứng với dung dịch HCl nên X amino axit, peptit, este amino axit muối amoni Nhưng phân tử peptit có gốc α - amino axit;1 nhóm peptit – CONH – có amino axit đầu N (có nhóm – NH2) ;amino axit đầu C (có nhóm – COOH) nên số ngun tử O phải 3, số nguyên tử N phải 2, số nguyên tử C phải 4.Nên X peptit X este amino axit (vì este amino axit phải có từ nguyên tử C trở lên) X cũng khơng thể amino axit amino axit đơn giản Glyxin có cơng thức H2NCH2COOH, phân tử có nguyên tử C có nguyên tử H Vậy X amino axit Vậy X muối amoni X có dạng RCOONH3R1 Suy X HCOOH3NCH3 (metylamoni fomat) CH3COONH4 (amoni axetat) Phương trình phản ứng minh họa : HCOOH3NCH3 + NaOH → HCOONa + CH3NH2 ↑ +H2O HCOOH3NCH3 + HCl → HCOOH + CH3NH3Cl CH3COONH4 + NaOH → CH3COONa + NH3 ↑ +H2O CH3COONH4 + HCl → CH3COOH + NH 4Cl Chọn A Qua thí dụ ta kết luận: Hợp chất A có CTPT CxHyOzNt vừa tác dụng với dung dịch kiềm, vừa tác dụng với dung dịch axit mạnh A - Amino axit (phân tử có ngun tử H) - Muối amoni - Peptit (phân tử có ngun tử C) - este (phân tử có nguyên tử C) 2.3.2 Hướng dẫn học sinh tìm gớc axit, cation amoni ḿi amoni Cách suy luận thứ Trường hợp : Nếu số nguyên tử O muối thường muối amoni axit hữu RCOO- -OOCRCOOTuy nhiên, với số nguyên tử O chẵn có nguyên tử N phân tử, khiến cho học sinh nghĩ đến este amino axit Thí dụ : Chất X có cơng thức phân tử C3H7O2N có cơng thức cấu tạo : HCOONH3C2H3 ; C2H3COONH4 (muối amoni axit hữu cơ) NH2-CH2-COOCH3( este amino axit) Nên tùy kiện ta chọn công thức cấu tạo cho phù hợp Trường hợp2 : Nếu số nguyên tử O thường muối amoni axit vô cơ, gốc axit CO 32− HCO 3− NO 3− Tiếp theo ta dùng phương pháp bảo tồn ngun tố để tìm số nguyên tử cation amoni, từ suy cấu tạo muối Nếu khơng phù hợp thử lại Cách suy luận thứ hai Phân dạng tập hay gặp sau: Dạng : Muối amoni axit cacboxylic đơn chức  Phương pháp giải Cần cho học sinh hiểu, loại muối hình thành cách cho axit cacboxylic tác dụng với NH3 amin → CH3COONH4 Cụ thể : CH3COOH + NH3 (1) → C2H5COOH + CH3NH2 C2H5COONH3CH3 (2) Công thức phân tử muối lần lượt C2H7O2N C4H11O2N Công thức tổng quát( sau viết tắt CTTQ) chúng : CnH2n+3O2N có độ bất bão hòa ∆ = ( 2n + 1+2 - 2n - 3) = Trường hợp muối tạo axit amin không no chứa a liên kết π lúc CTTQ muối CnH2n+3- 2a O2N Tóm lại: Gặp công thức của muối CnH2n+3O2N hay CnH2n+3- 2a O2N Thì: muối có dạng RCOONH3R1 , đó R R1 có thể gốc hiđrocacbon hoặc H Với cách suy luận tương tự trên, ta có thêm trường hợp: - Muối amoni axit chức có cơng thức tổng qt:CnH2n+4 -2aO4N2 cơng thức cấu tạo có dạng RNH3OOC-R1-COONH3R2 - Muối amoni amino axit mà phân tử có nhóm NH nhóm COOH có cơng thức tổng qt: CnH2n+4-2aO2N2 cơng thức cấu tạo có dạng NH2RCOONH3R1  Một số thí dụ [1]; [2] Thí dụ 1: Hợp chất A có cơng thức phân tử C3H9NO2 Cho 8,19 gam A tác dụng với 100 ml dung dịch KOH 1M Kết thúc phản ứng thu dung dịch X khí Y có khả làm xanh quỳ tím ẩm Cơ cạn dung dịch X 9,38 gam chất rắn khan (q trình cạn chỉ có nước bay hơi) Công thức cấu tạo thu gọn A A CH3CH2COOH3NCH3 B CH3COOH3NCH3 C CH3CH2COONH4 D HCOOH3NCH2CH3 Hướng dẫn giải A phản ứng với KOH sinh khí làm xanh giấy quỳ tím ẩm Suy A muối amoni Mặt khác, A có dạng CnH2n+3O2N nên A muối amoni axit hữu Vậy A có dạng RCOOH3NR1 nA = 8,19 = 0,09 (mol) 91 nKOH =0,1(mol) t → RCOOK + R1NH2 ↑ + H2O RCOONH3R1 + KOH  (Y) Theo PTHH: nA = nKOH(pư) = nRCOOK = 0,09(mol) nKOH(dư) = 0,1 – 0,09 =0,01(mol) ⇒ mchất rắn = 0,09(R + 83) + 0,01 56 = 9,38 ⇒ R = 15 Vậy R CH3 ⇒ R1 = 15 Vậy R1 CH3 ⇒ A là: CH3COOH3NCH3 tên metyl amoni axetat Chọn B Thí dụ 2: Cho 31 gam chất hữu A (C2H8O4N2) phản ứng hoàn toàn với 750 ml dung dịch NaOH 1M, thấy giải phóng khí làm xanh giấy quỳ tím ẩm Cơ cạn PTHH: dung dịch sau phản ứng thu m gam chất rắn khan Giá trị m A 43,5 B 15,9 C 21,9 D 26,75 Hướng dẫn giải nA = 0,25( mol) nNaOH = 0,75( mol) A phản ứng với KOH sinh khí làm xanh giấy quỳ tím ẩm Suy A muối amoni Mặt khác, A có dạng CnH2n+4O4N2 nên A muối amoni axit chức Vậy cơng thức cấu tạo A có dạng H4NOOC – COONH4 H4NOOC – COONH4 + 2NaOH → NaOOC – COONa + NH3 + H2O 0,25 0,5 0,25 mol NaOH dư 0,25 mol m = mchất rắn = mNaOH dư + m (COONa) m = 0,25 40 + 0,25 134 = 43,5(gam) Chọn A Dạng : Muối amoni axit nitric  Phương pháp giải Cần cho học sinh hiểu, loại muối hình thành cách cho axit nitric tác dụng với NH3 amin( amin bậc bậc bậc 3) HNO3 + CH3NH2 → CH3NH3NO3 HNO3 + C3H7NH2 → C3H7NH3NO3 Công thức phân tử muối lần lượt CH6O3N2 C3H10O3N2 Công thức CTTQ chúng : CnH2n+4O3N2 có độ bất bão hịa ∆ = ( 2n + 2+2 -2n- 4) = Trường hợp muối tạo amin không no chứa a liên kết π lúc CTTQ muối CnH2n+4- 2a O3N2 Tóm lại: Gặp công thức của muối CnH2n+4O3N2 hay CnH2n+4- 2a O3N2 Thì: muối có dạng RNH3NO3 , đó R gốc hiđrocacbon Với cách suy luận tương tự trên, ta có thêm trường hợp: - Muối nitrat amin chức có công thức tổng quát CnH2n+6 -2aO6N4 công thức cấu tạo có dạng O3NH3NRNH3NO3  Một số thí dụ [1]; [2] Thí dụ 1: Cho chất hữu X có công thức phân tử C 2H8O3N2 tác dụng với dung dịch NaOH, thu chất hữu đơn chức Y chất vô Khối lượng phân tử (theo đvC) Y : A 85 B 68 C 45 D 46 Hướng dẫn giải X:C2H8N2O3 tác dụng với dung dịch NaOH thu chất hữu Y đơn chức, chứng tỏ X muối amoni Mặt khác công thức phân tử X có dạng CnH2n+4 O3N2 Suy X C2H5NH3NO3(etylamoninitrat) (CH3)2NH2NO3 (đimetylamoninitrat) C2H5NH3NO3 + NaOH → C2H5NH2 ↑ + NaNO3 + H2O (CH3)2NH2NO3 + NaOH → ( CH3)2NH ↑ +NaNO3 + H2O Vậy: Y C2H5NH2 (CH3)2NH2 , có khối lượng phân tử 45 đvC Chọn C Thí dụ 2: Hợp chất X có cơng thức phân tử C3H10O3N2 Cho 19,52 gam X tác dụng với 200 ml dung dịch KOH 1M Cô cạn dung dịch thu chất rắn hơi, phần chất hữu đơn chức bậc phần chất rắn hỗn hợp chất vơ có khối lượng m gam Giá trị m A 18,4 B 27,6 C 25 D 9,2 Hướng dẫn giải nKOH = 0,2(mol) nX= 19,52 = 0,16(mol) 122 Phân tử X có dạng CnH2n+4O3N2 cho tác dụng với dd KOH tạo chất hữu đơn chức bậc 1nên X có cấu tạo là: C3H7NH3NO3 C3H7NH3NO3 + KOH → C3H7NH2 + KNO3 + H2O 0,16 0,16 0,16 mol m chất rắn = mKNO + mKOH(dư) m chất rắn = 0,16.101+( 0,2- 0,16) 56 = 18,4(gam) Chọn A Dạng : Muối amoni axit cacbonic  Phương pháp giải Cần cho học sinh hiểu, loại muối hình thành cách cho axit cacbonic tác dụng với NH3 amin( amin bậc bậc bậc 3) Tuy nhiên, H2CO3 có khả tạo muối axit( gốc HCO3-) muối trung hòa (CO32-) + Tạo muối axit( gốc HCO3-) CH3NH2 + H2O + CO2 → CH3NH3HCO3 C2H5NH2 + H2O + CO2 → C2H5NH3HCO3 Công thức phân tử muối lần lượt C2H7O3N C3H9O3N Công thức CTTQ chúng : CnH2n+3O3N có độ bất bão hịa ∆ = ( 2n + 1+2 -2n- 3) = Trường hợp muối tạo amin không no chứa a liên kết π lúc CTTQ muối CnH2n+3 - 2a O3N Tóm lại: Gặp công thức của muối CnH2n+3O3N hay CnH2n+3- 2a O3N Thì: muối có dạng RNH3 HCO3 , đó R gốc hiđrocacbon hoặc H + Tạo muối trung hòa (CO32-) 2CH3NH2 + H2O + CO2 → (CH3NH3)2CO3 2C2H5NH2 + H2O + CO2 → (C2H5NH3)2CO3 Công thức phân tử muối lần lượt C3H12O3N2 C5H16O3N2 Công thức CTTQ chúng : CnH2n+6O3N2 có độ bất bão hịa ∆ = ( 2n + 2+2 -2n- 6) = -1 Trường hợp muối tạo amin khơng no chứa a liên kết π lúc CTTQ muối CnH2n+6 - 2a O3N2 Tóm lại: Gặp công thức của muối CnH2n+6O3N2 hay CnH2n+6- 2a O3N2 Thì: muối có dạng (RNH3)2 CO3 , đó R gốc hiđrocacbon hoặc H Lưu ý: Nếu muối tác dụng với dd kiềm tạo khí, muối có dạng: RNH3CO3H3NR1 Ngồi ra, ta cần biết thêm: chất A mà cho chất X tác dụng với dung dịch HCl dung dịch NaOH dư đun nóng nhẹ có khí ra, A muối amoni cacbonat  Một số thí dụ [1]; [2] Thí dụ1: Cho 16,5 gam chất A có cơng thức phân tử C 2H10O3N2 vào 200 gam dung dịch NaOH 8% Sau phản ứng xảy hoàn tồn thu dung dịch B khí C Nồng độ phần trăm muối có B gần nhất với giá trị : A 8% B 9% C 12% D 11% Hướng dẫn giải 200.8 = 0,4( mol) 100.40 16.5 nA = = 0,15(mol) 110 nNaOH = chất A C2H10O3N2 + NaOH → Khí C nên A muối amoni Mặt khác, CTPT A có dạng CnH2n + 6O3N2 ⇒ A CH3NH3CO3NH4 Hoặc suy luận theo cách khác: Trong A có 3nguyên tử O nên gốc axit A NO3− CO 32− HCO 3− - Nếu gốc axit NO3− ion amoni C2H10N+ ( loại) - Nếu gốc axit CO 32− ion amoni CH9N +2 ( loại) - Nếu gốc axit HCO 3− ion amoni CH3NH 3+ NH +4 Vậy A CH3NH3 CO3NH4 CH3NH3 CO3NH4 + 2NaOH → CH3NH2 + Na2CO3 + NH3 + 2H2O 0,15 0,3 0,15 mol 106.0,15 C%muối B = 200 + 16,5 − 0,15(31 + 17) = 7,6% 7,6% gần với 8% Chọn A Thí dụ2: A có cơng thức phân tử C4H14O3N2 Cho A tác dụng với NaOH thu hỗn hợp Y gồm khí điều kiện thường có khả làm xanh q tím ẩm Số cơng thức cấu tạo phù hợp A là: A.2 B C.4 D Hướng dẫn giải Muối tác dụng với dd kiềm tạo khí, muối có dạng: RNH3CO3H3NR1 A là:(CH3)3NH CO3NH4 CH3NH3CO3NH3C2H5 CH3NH4CO3NH2 (CH3)2 Chọn B Để cho em dễ vận dụng, ta tổng kết nội dung nêu thành bảng sau để dễ nhớ dễ sử dụng Muối amoni: CxHyOzNt t z Loại muối CTPT Dạng cấu tạo Muối amoni axit CxHyO2N RCOONH3R1 cacboxylic đơn chức Hoặc R,R1 gốc CnH2n+3- 2aO2N hiđrocacbon hay H 2 Muối amoni amino CxHyO2N2 NH2RCOONH3R1 axit phân tử có nhóm Hoặc R1 gốc NH2 nhóm COOH CnH2n+4 -2aO2N2 hiđrocacbon hay H R gốc hiđrocacbon RNH3OOC-R1-COONH3R2 Muối amoni axit CxHyO4N2 R,R2 gốc cacboxylic chức Hoặc CnH2n+4 -2aO4N2 hiđrocacbon hay H R1 gốc hiđrocacbon Muối nitrat amin CxHyO3N2 RNH3NO3 đơn chức Hoặc R gốc hiđrocacbon CnH2n+4 -2aO3N2 Muối nitrat amin chức CxHyO6N4 Hoặc O3NH3NRNH3NO3 R gốc hiđrocacbon CnH2n+6 -2aO6N4 Muối axit H2CO3 với amin đơn chức hay NH3 Muối trung hòa H2CO3 CxHyO3N Hoặc RNH3HCO3 R gốc hiđrocacbon CnH2n+3 -2aO3N hay H CxHyO3N2 RNH3CO3H3NR1 Hoặc R,R1 gốc CnH2n+6 -2aO3N2 hiđrocacbon hay H Trong thực tế, làm học sinh thường chỉ quan tâm đến quan hệ t z từ suy dạng cấu tao nhanh 2.3.3.Hệ thống tập áp dụng [1]; [2] 2.3.3.1.Bài tập có hướng dẫn giải Câu 1: Cho 0,1 mol chất X( CH6O3N2) tác dụng với dung dich chứa 0.2 mol NaOH đun nóng thu chất khí làm xanh giấy q tím ẩm dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y thu m gam rắn khan Giá trị m là: A 8,5 gam B 12,5 gam C 15 gam D 21,8 gam Hướng dẫn giải công thức muối X CnH2n+4O3N2 nên X có dạng RNH3NO3 ⇒ X CH3NH3NO3 CH3NH3NO3 + NaOH → CH3NH2 + NaNO3 + H2O 0,1 0,1 0,1 mol nNaOH(dư) = 0,1 mol 10 m = mchất rắn = mNaOH(dư) + mmuối = 0,1 40 + 0,1 85 = 12,5 (gam) Chọn B Câu 2: X có cơng thức phân tử C 3H10N2O2 Cho 10,6 gam X phản ứng với lượng vừa đủ dung dịch NaOH đun nóng, thu 9,7 gam muối khan khí Y làm xanh quỳ ẩm Cơng thức cấu tạo X : A NH2COONH2(CH3)2 B NH2COONH3CH2CH3 C NH2CH2CH2COONH4 D NH2CH2COONH3CH3 Hướng dẫn giải: nX = 0,1(mol) X tác dụng với dung dịch NaOH thu khí Y làm xanh giấy quỳ tím Suy X muối amoni amin amoniac với axit Mặt khác X có dạng CxHyO2N2 nên muối aminoaxit có nhóm COOH nhóm NH2 Vậy CTCT X NH2RCOONH3R1 ( Thật ra, này, ta suy luận dạng cơng thức cấu tạo từ đáp án) NH2RCOONH3R1 + NaOH → NH2RCOONa + R1NH2 + H2O 0,1 0,1 mol 9, ⇒ R = 14 Mmuối = 0,1 = 97(g/mol) nên R CH2 Và CTCT X NH2CH2COONH3CH3 Chọn D Câu 3: Hợp chất hữu X có cơng thức phân tử C 2H10N4O6 Cho 18,6 gam X tác dụng với 250 ml dung dịch NaOH 1M phản ứng xảy hồn tồn thu dung dịch Y Cơ cạn Y thu có chứa chất hữu làm xanh giấy quỳ ẩm đồng thời thu a gam chất rắn Giá trị a A 17 gam B 15 gam C 19 gam D.21 gam Hướng dẫn giải nNaOH = 0,25( mol) nX = 0,1(mol) X tác dụng với dung dịch NaOH thu chất hữu làm xanh giấy quỳ tím Suy X muối amoni Mặt khác X có dạng CnH2n+6O6N4 nên muối amin chức với HNO3 NO3NH3CH2CH2NH3NO3 + 2NaOH → 2NaNO3 + NH2CH2CH2NH2 + 2H2O 0,1 0,2 0,2 mol a = mchất rắn = mNaOH(dư) + mNaNO = 0,05 40 + 0,2 85 = 19 (gam) Chọn C Câu 4: Cho hỗn hợp X gồm hai chất hữu có cơng thức phân tử C2H7NO2 tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH đun nóng, thu dung dịch Y 4,48 lít hỗn hợp Z (ở đktc) gồm hai khí (đều làm xanh giấy quỳ ẩm) Tỉ khối Z H2 13,75 Cô cạn dung dịch Y thu khối lượng muối khan : A 14,3 gam B 16,5 gam C 8,9 gam D 15,7 gam 11 Hướng dẫn giải X phản ứng với dung dịch NaOH giải phóng hỗn hợp khí Z gồm hai chất khí làm xanh giấy quỳ ẩm, suy X gồm hai muối amoni Mặt khác, X có CTPT CnH2n+3O2N nên muối có dạng RCOONH3R1 Vì M z = 2.13,75 = 27,5 nên Z chứa chất NH 3, chất lại amin.Suy X gồm CH3COONH4 HCOOH3NCH3 CH3COONH + NaOH → CH3COONa + NH3 ↑ +H 2O x (mol) ¬ x (mol) HCOOH3NCH3 + NaOH → HCOONa + CH3NH ↑ +H2O y (mol) ¬ y (mol) ⇒ x + y = 0,2 Suy : nZ = 0,2 17 x + 31y = 5,5 M Z = 27,5 ⇒ x = 0,05 y = 0,15 Trong Y chứa CH3COONa HCOONa Khi cô cạn dung dịch Y thu khối lượng muối khan : mmuối = mCH COONa + mHCOONa = 0,05.82 + 0,15 68 = 14,3(gam) Chọn A Câu 5: Hỗn hợp X gồm chất có cơng thức phân tử C2H7O3N C2H10O3N2 Khi cho chất X tác dụng với dung dịch HCl dung dịch NaOH dư đun nóng nhẹ có khí Lấy 0,1 mol X cho vào dung dịch chứa 0,25 mol KOH Sau phản ứng cô cạn dung dịch chất rắn Y, nung nóng Y đến khối lượng khơng đổi m gam chất rắn Giá trị m là: A 16,9 gam B 17,25 gam C 18,85 gam D 16,6 gam Hướng dẫn giải Khi cho chất X tác dụng với dung dịch HCl dung dịch NaOH dư đun nóng nhẹ có khí Vậy X chứa muối amoni cacbonat Mặt khác, dựa vào cơng thức phân tử thấy CTCT phù hợp chất X CH3NH3HCO3 CH3NH3CO3NH4 CH3NH3HCO3 + 2KOH → CH3NH2 + K2CO3 + 2H2O a 2a a mol CH3NH3CO3NH4 +2KOH → CH3NH2 + K2CO3 + 2H2O + NH3 b 2b b mol Trong a + b = 0,1 mchất rắn = mKOH dư + mK CO = ( 0,25 – 0,2)56 + 0,1 138 = 16,6 (g) Chọn D Câu 6: Hỗn hợp E gồm chất X ( C2H7O3N) chất Y ( C5H14O4N2) X cũng Y tác dụng với dung dịch NaOH tạo thành khí Z làm q tím đổi màu xanh Cho 34,2 g E tác dụng với 500 ml dung dịch NaOH 1M 12 (phản ứng vừa đủ ) thu khí Z dung chứa m g muối Giá trị m A.36,7 B.32,8 C.34.2 D.35.1 Hướng dẫn giải X Y muối amoni tác dụng với dung dịch NaOH tạo khí làm q tím đổi màu xanh X có dạng CxHyO3N ⇒ muối hi đrocacbonat CH3NH3HCO3 Y có dạng CxHyO4N2 ⇒ muối amoni axit chức Mặt khác, X,Y tác dụng tác dụng với dung dịch NaOH tạo khí Z nên CTCT Y CH3NH3OOC- CH2 - COONH3CH3 → CH3NH2 + Na2CO3 + 2H2O CH3NH3HCO3 + 2NaOH x 2x x mol CH2(COONH3CH3)2 + 2NaOH → 2CH3NH2 + CH2(COONa)2 + 2H2O y 2y y mol 93x + 166y = 34,2 2x + 2y = 0,5 ⇒ x = 0,1 y = 0,15 Muối gồm có Na2CO3 CH2(COONa)2 m muối = 0,1.106 + 0,15 148 = 32,8 (gam) Chọn B Câu 7: Hợp chất hữu X có cơng thức C2H8N2O4 Khi cho 12,4 gam X tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH 1,5M, thu 4,48 lít (đktc) khí X làm xanh quỳ tím ẩm Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu m gam chất rắn khan Giá trị m A 17,2 B 13,4 C 16,2 D 17,4 Hướng dẫn giải nNaOH = 0,3 mol nX = 0,1mol X có cơng thức phân tử C nH2n+4 N2O4, X tác dụng với dung dịch NaOH thu khí làm xanh giấy quỳ tím ẩm Suy X muối amoni amin NH3 với axit hữu chức: RNH3OOC- R1- COONH3R2 ⇒ X NH4OOC-COONH4 NH4OOC-COONH4 + 2NaOH → NaOOC-COONa + 2NH3 + 2H2O 0,1 0,2 0,1 0,2 mol m = mchất rắn = mNaOH(dư) + mmuối = 0,1 40 + 0,1 134 = 17,4 (gam) Chọn D Câu 8: Cho hỗn hợp X gồm chất hữu có cơng thức phân tử C3H10N2O2 tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH đun nóng, thu dung dịch Y 4,48 lít hỗn hợp Z (ở đktc) gồm hai khí (đều làm xanh giấy quỳ ẩm) nguyên tử C Tỉ khối Z H 13,75 Cô cạn dung dịch Y thu khối lượng muối khan A 16,5 gam B 20,1 gam C 8,9 gam D.15,7 gam Hướng dẫn giải nZ = 0,2 mol 13 Hai chất hữu X tác dụng với dung dịch NaOH tạo hỗn hợp khí Z làm xanh giấy quỳ ẩm, suy X gồm hai muối amoni Mặt khác, công thức muối CxHyO2N2 nên CTCT muối có dạng NH2RCOONH3R1 Hai khí Z nguyên tử C M X = 27,5 nên Z gồm NH CH3NH2 Vậy hai chất X : H2NC2H4COOH4N H2NCH2COOH3NCH3 H2NC2H4COOH4N + NaOH → H2NC2H4COONa + NH3 + H2O a a a a a mol H2NCH2COOH3NCH3 + NaOH → H2NCH2COONa + CH3NH2 + H2O b b b b b mol ⇒ a + b = 0,2 ⇒ nX = nNaOH = nH O = 0,2 (mol) nZ = 0,2 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mX + mNaOH = mmuối + mkhí + mnước ⇒ 0,2 106 + 0,2 40 = mmuối + 0,2 27,5 + 0,2.18 ⇒ mmuối = 20,1 (gam) Chọn B Câu : Cho 37,82 gam chất hữu X có cơng thức phân tử C 3H12O3N2 tác dụng với 350 ml dung dịch KOH 2M đun nóng Sau phản ứng xảy hồn tồn, thu khí Y có khả làm xanh quỳ tím ẩm dung dịch Z Cô cạn dung dịch Z thu khối lượng chất rắn khan A 43,78 gam B 42,09 gam C 47,26 gam D 47,13 gam Hướng dẫn giải nX= 0,305 mol nKOH = 0,7 mol X tác dụng với dung dịch KOH tạo khí có khả làm xanh giấy quì ẩm, suy X muối amoni Mặt khác, công thức muối CnH2n+6O3N2 nên CTCT muối có dạng RNH3CO3H3NR1 ⇒ X là: CH3NH3CO3H3NCH3 CH3NH3CO3H3NCH3 + 2KOH → 2CH2NH2 + K2CO3 + 2H2O 0,305 0,61 0,305 mol KOH dư 0,09 mol mchất rắn = mKOH + mK CO mchất rắn = 0,09.56 + 0,305 138 = 47,13 (gam) Chọn D Câu 10: Cho hỗn hợp X gồm muối A ( C5H16O3N2) B ( C4H12O4N2) tác dụng với lượng dung dịch NaOH vừa đủ, đun nóng đến phản ứng xảy hồn tồn cạn thu m gam hỗn hợp Y gồm hai muối D E (M D < ME) 14 2,24 lít hỗn hợp Z gồm hai amin no, đơn chức đồng đẳng có tỉ khối H2 18,3 Khối lượng muối E hỗn hợp Y A 2,12 gam B 3,18 gam C 2,68 gam D 4,02 gam Hướng dẫn giải M Z = 36,6 Mà hỗn hợp Z gồm hai amin no, đơn chức đồng đẳng nên Z có CH3NH2 C2H5NH2 (CH3)2NH Từ M Z = 36,6 nên tính số mol CH3NH2 0,06 mol số mol C2H5NH2 (CH3)2NH 0,04 mol Do A có cơng thức dạng CnH2n+6 O3N2 nên cơng tức cấu tạo (C2H5NH3)2CO3 Do B có công thức dạng CnH2n+4 O4N2 nên công tức cấu tạo (COONH3CH3)2 (C2H5NH3)2CO3 + 2NaOH → 2C2H5NH2 + Na2CO3 + 2H2O 0,04 0,02 mol (C OONH3CH3)2 + 2NaOH → 2CH3NH2 + (COONa)2 + 2H2O 0,06 0,03 mol MD < ME nên D Na2CO3 E (COONa)2 Vậy mE = 0,03 134 = 4,02(gam) Chọn D 2.3.3.2.Bài tập khơng có hướng dẫn giải  Bài tập Câu 1: Một chất hữu X có cơng thức phân tử C 4H11NO2 Cho X tác dụng hoàn toàn với 100 ml dung dịch NaOH 2M, sau phản ứng thu dung dịch X 2,24 lít khí Y (đktc) Nếu trộn lượng khí Y với 3,36 lít H (đktc) hỗn hợp khí có tỉ khối so với H 9,6 Khối lượng chất rắn thu cô cạn dung dịch X A 8,62 gam B 12,3 gam C 8,2 gam D 12,2 gam Câu 2:Hợp chất X mạch hở có cơng thức phân tử C4H9NO2 Cho 10,3 gam X phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH sinh chất khí Y dung dịch Z Khí Y nặng khơng khí, làm giấy quỳ tím ẩm chuyển màu xanh Dung dịch Z có khả làm màu nước brom Cô cạn dung dịch Z thu m gam muối khan Giá trị m A 8,2 B 10,8 C 9,4 D 9,6 Câu 3:Hợp chất hữu X có cơng thức phân tử trùng với cơng thức đơn giản chứa C, H, O, N Đốt cháy hồn tồn 10,8 gam X thu 4,48 lít CO 2; 7,2 gam H2O 2,24 lít khí N2 (đktc) Nếu cho 0,1 mol chất X tác dụng với dung dịch chứa 0,2 mol NaOH đun nóng thu chất khí làm xanh giấy quỳ tím ẩm dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y thu m gam chất rắn khan Giá trị m A 15 B 21,8 C.12,5 D 5,7 Câu 4: A có công thức phân tử C 2H7O2N Cho 7,7 gam A tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH 1M thu dung dịch X khí Y, tỉ khối Y so với H nhỏ 10 Cô cạn dung dịch X thu m gam chất rắn Giá trị m 15 A 12,2 B 14,6 C 18,45 D 10,7 Câu 5: Một muối X có cơng thức C3H10O3N2 Lấy 17,08g X cho phản ứng hết với 200ml dung dịch KOH 2M Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu phần chất rắn Trong phần có chất hữu Y (bậc 1), phần rắn chỉ hỗn hợp chất vô Khối lượng phần rắn A 16,16g B 28,7 C 16,6g D 11,8g Câu 6: Cho 18,6 gam hợp chất hữu X có cơng thức phân tử C 3H12O3N2 phản ứng hoàn toàn với 400 ml dung dịch NaOH 1M Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu m gam chất rắn khan Giá trị m A 19,9 B 28,7 C 21,9 D 26,3 Câu 7: Cho 0,1 mol chất X (C2H8O3N) tác dụng với dung dịch chứa 0,2 mol NaOH đun nóng thu chất khí làm xanh giấy quỳ tím tẩm ướt dung dịch Y Cơ cạn dung dịch Y m gam chất rắn khan Giá trị m A 5,7 g B 12,5 g C 15 g D 21,8 g Câu 8: Cho 1,38 gam X có cơng thức phân tử C 2H6O5N2 (là muối amino axit với axit HNO3) phản ứng với 150 ml dung dịch NaOH 0,2M Sau phản ứng cô cạn dung dịch thu m gam chất rắn Y Giá trị m : A 2,22 gam B 2,62 gam C 2,14 gam D 1,65 gam Câu 9: Cho 6,2 gam hợp chất hữu X có cơng thức phân tử C 3H12O3N2 tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch NaOH 1M, thu chất hữu thể khí tích V lít (ở đktc) dung dịch Z chỉ chứa chất vô cơ, cô cạn dung dịch Z thu m gam chất rắn khan Giá trị m V lần lượt : A 2,24 9,3 B 3,36 9,3 C 2,24 8,4 D 2,24 5,3 Câu 10: X có cơng thức C4H14O3N2 Khi cho X tác dụng với dung dịch NaOH thu đươc hỗn hơp Y gồm khí điều kiện thường có khả làm xanh quỳ tím ẩm Mặt khác, cho 6,9 gam X tác dụng hoàn toàn với 200 ml dung dịch NaOH 0,75M cô cạn dung dịch thu sau phản ứng, thu m gam chất rắn Giá trị m A 7,3 B 5,3 C 8,25 D 4,25 Câu 11:Cho hợp chất hữu X có cơng thức C 2H10N2O3 Cho 11 gam chất X tác dụng với dung dịch có chứa 12 gam NaOH, đun nóng để phản ứng xẩy hồn tồn thu hỗn hợp Y gồm hai khí có khả làm đổi màu quỳ tím ẩm dung dịch Z Cô cạn Z thu m gam chất rắn khan Giá trị m A 14,6 B 10,6 C 28,4 D 24,6 Câu 12: Cho 9,3 gam chất X có cơng thức phân tử C3H12N2O3 đun nóng với lít dung dịch KOH 0,1M Sau phản ứng hồn tồn thu chất khí làm quỳ tím ẩm đổi thành xanh dung dịch Y chỉ chứa chất vô Cô cạn dung dịch Y thu khối lượng chất rắn khan A 10,375 gam B 13,150 gam C 9,950 gam D 10,350 gam  Đáp án Câu Đáp án D C C A B B 16 Câu Đáp án B A D 10 A 11 A 12 B 2.4 Hiệu của sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường 2.4.1 Hiệu SKKN hoạt động giáo dục: Khi áp dụng đề tài “Hướng dẫn học sinh lớp 12 xác định công thức cấu tạo của muối amoni”giúp học sinh phát triển lực tư duy, logic sáng tạo Trong trình giảng dạy năm học vừa qua, thân nhận thấy: - Kiến thức xác định công thức cấu tạo muối C xHyOzNt học sinh ngày củng cố phát triển sau biết sử dụng bảng tổng kết mối quan hệ đặc điểm công thức phân tử dạng cấu tạo - Học sinh coi bảng mối quan hệ đặc điểm công thức phân tử dạng cấu tạo điểm mạnh giải tốn xác định cơng thức cấu tạo muối CxHyOzNt em nhanh chóng có kết tốt thi trắc nghiệm khách quan - Cũng từ đó, niềm hứng thú, say mê học tập em phát huy 2.4.2 Hiệu SKKN thân, đồng nghiệp, nhà trường Với sáng kiến kinh nghiệm này, đồng nghiệp xem tài liệu bổ ích dùng để ôn thi học sinh giỏi trung học phổ thông Quốc gia Các lớp sau áp dụng sáng kiến kinh nghiệm khả giải tập xác định công thức cấu tạo muối C xHyOzNt học sinh nâng cao; em hứng thú học tập, khơng cịn lúng túng, lo ngại gặp loại toán 2.4.3 Kết kiểm nghiệm Với phương pháp trên, thực lớp 12A8, 12A11 trường THPT nơi công tác năm hoc 2018 - 2019 Kết thể thông qua bảng thống kê điểm kiểm tra lớp sau (TN: thực nghiệm; ĐC: đối chứng): Tổng Điểm số Xi Lớp Nhóm 10 số HS 12A11 TN 15 0 3 12A11 ĐC 15 0 3 0 12A8 TN 19 0 0 3 12A8 ĐC 19 0 6 0 17 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận: Trên kinh nghiệm mà tích luỹ q trình giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi, ôn thi trung học phổ thông Quốc gia Đề tài giải vấn đề sau: - Đưa sở lí thuyết liên quan đến tính chất hóa học muối amoni - Sắp xếp cách có hệ thống cách nhận định chất C xHyOzNt muối amoni - Đưa dạng tập hướng dẫn giải chi tiết, ngắn gọn dạng tập Bằng thực tiễn giảng dạy suốt thời gian qua đặc biệt năm gần với giúp đỡ đồng nghiệp, nhà trường, ngành thân thấy hiệu đạt được: - Giúp học sinh nắm kiến thức lý thuyết muối amoni, nhận dạng công thức phân tử muối amoni để từ viết thành thạo cơng thức cấu tạo - Phát triển lực tư duy, lực sáng tạo.Tạo hứng thú học tập cho học sinh Từ nâng cao chất lượng, hiệu trình dạy học Đề tài nhân rộng đến số đồng nghiệp trường 3.2 Kiến nghị: Vì thời gian có hạn kinh nghiệm thân chưa nhiều nên chắn đề tài có nhiều điều cần bổ sung Tơi mong nhận ý kiến đóng góp cấp lãnh đạo bạn bè đồng nghiệp để đề tài hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG Thanh Hóa, ngày 25 tháng năm 2019 ĐƠN VỊ Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác (Ký ghi rõ họ tên) Lê Thị Thủy 18 19 ... A 12 B 2.4 Hiệu của sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường 2.4.1 Hiệu SKKN hoạt động giáo dục: Khi áp dụng đề tài ? ?Hướng dẫn học sinh lớp 12 xác định. .. 12 xác định công thức cấu tạo của muối amoni? ??giúp học sinh phát triển lực tư duy, logic sáng tạo Trong trình giảng dạy năm học vừa qua, thân nhận thấy: - Kiến thức xác định công thức cấu... đề 2.3.1 Hướng dẫn học sinh nhận định chất cho muối amoni - Khi thấy hợp chất có dạng CxHyOzNt tác dụng với dung dịch kiềm giải phóng khí dấu hiệu xác định chất cần tìm muối amoni lý đơn