giai hoa hoc 12 phaàn 2

Tính phaân töû khoái cuûa hai amino axit X, Y vaø xaùc ñònh coâng thöùc caáu taïo cuûa (Z). a) Vieát caùc phöông trình phaûn öùng xaûy ra b) Xaùc ñònh coâng thöùc phaân töû cuûa amin[r]

(1)

(2)

tuanthuybook@gmail.com: ÑT: 0937277023 67

 

3

CH N CH

| CH

 

3

2

CH CH CH

| NH

Chương III AMIN – AMINOAXIT – PROTEIN A KIẾN THỨC CẦN NHỚ

§1 AMIN

I Định nghĩa, phân loại, danh pháp đồng phân

1 Định nghóa

Amin hợp chất hữu cấu thành cách thay thế hay nhiều nguyên tử hiđro phân tử ammoniac hay nhiều gốc hiđrocacbon

2 Phân loại

a) Cách 1: Dựa theo loại gốc hiđrocacbon như: amin thơm (anilin

C6H5NH2); amin mạch hở (etylamin C2H5NH2)

b) Cách 2: Dựa theo bậc amin, có loại bậc amin: bậc một, bậc hai,

bậc ba Bậc amin qui định theo theo loại nguyên tử hiđro phân tử amoniac bị thay số gốc hiđrocacbon

 Amin bậc một: CH3CH2CH2–NH2  Amin bậc hai: CH3–CH2–NH–CH3  Amin bậc ba:

3 Danh pháp

a) Theo danh pháp gốc – chức: ank + vị trí + yl + amin

Ví duï: CH3NH2 : meytlamin

CH3CH2NH2 : etylamin

CH3CH2CH2NH2 : pro–1–ylamin (n–propylamin) : prop–2–ylamin (Isopropylamin)

Chú ý: Với aimn bậc hai bậc ba, tên amin hình thành từ tên gốc hiđrocacbon (theo vần a, b, c) + amin

b) Theo danh phap thay thế: ankan + vị trí + amin

Ví dụ: CH3–NH2 : metanamin ; CH3CH2NH2 : etanamin

(3)

3 CH -CH -CH-CH

| NH

3 2

3

CH -CH-CH -NH |

CH

3

3 CH | CH -C-NH

| CH

3

CH –CH–NH–CH |

CH

3

3 CH –CH –N–CH

| CH

4 Đồng phân

Amin thường có đồng phân mạch cacbon, vị trí nhóm chứa amin bậc amin

Ví dụ: Viết đồng phân amin có cơng thức C4H11N

+) Đồng phân mạch cacbon đồng phân vị trí nhóm chức CH3–CH2–CH2–CH2–NH2 ;

;

+) Đồng phân bậc amin

CH3–CH2–CH2–CH2–NH2 : amin baäc I CH3–CH2–NH–CH2–CH3 : Amin baäc II CH3–CH2–CH2–NH–CH3 : Amin baäc II : Amin baäc II

: Amin baäc III

II Tính chất vật lí

– Metyl–; đimetyl–; trimetyl–; etylamin chất khí mùi khó chịu, độc, dễ tan nước

– Các amin đồng đẳng cao chất lỏng rắn, độ tan nước giảm dần

– Anilin chất lỏng, sơi 1840C, khơng mùi, độc, tan nước, tan rượu, benzene Anilin để lâu khơng khí có màu đen bị oxi hoá

III Cấu tạo phân tử amin

(4)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 69 IV Tính chất hố học

1 Tính bazơ amin

a) Với nước: R–NH2 + HOH  RNH3OH

– Dung dịch làm quỳ tím hố xanh

– Tác dụng với dung dịch muối (riêng aniline không cho phản ứng này)

RNH2 + H2O  RNH3OH

2RNH3OH + CuSO4 (RNH3)2SO4 + Cu(OH)2

b) Với axit: Các amin phản ứng với axít cho muối amoni

RNH2 + HCl  RNH3Cl

RNH2 + H2SO4  RNH3SO4H (muoái axit)

2RNH2 + H2SO4  (RNH3)2SO4 (muối trung hoà)

2 Phản ứng gốc R thơm gây

C6H5NH2 + 3Br2  C6H2Br3NH H O2  + 3HBr

(Kết tủa màu trắng)

Chú ý: Phản ứng dùng để nhận biết anilin (2,4,6–tribrom anilin)

3 Phản ứng với axít nitrơ a) Amin bậc I dãy no

CH3NH2 + HONO  CH3OH + N2  + H2O

Chú ý Người ta dùng phản ứng để định tính định lượng nhóm NH2

bằng cách quan sát tượng sủi bọt đo thể tích N2 sinh

b) Amin bậc I dãy thơm

C6H5NH2 + HNO2 + HCl C Co  o

 C6H5N2Cl + 2H2O

Muối điazoni

(phennylđiazoni clorua)

4 Phản ứng ankul hóa thay nguyên tử hiđro nhóm (–NH2)

H CH3

C6H5 – N + CH3–I  C6H5 – N + HI H H

(5)

5 Phản ứng cháy amin no đơn chức

2CnH2n+3N + 6n

2 

O2 t0

 2nCO2+ N2 +(2n + 3)H2O

Chú ý: mamin = mC + mH + mN vaø namin = N

2n , từ suy Mamin

6 Cơng thức tên gọi amin

a) Amin mạch hở: CnH2n+2–2a–x(NH2)x (x1)

b) Amin mạch hở: CnH2n+2–x(NH2)x (x1)

c) Amin no đơn chức: CnH2n+1NH2 (CnH2n+3N) (n1)

d) Amin thơm đơn chức (có gốc hđrơcacbon liên kết vào nhân thơm

benzen gốc no): CnH2n–7NH2 (n6)

V Điều chế ứng dụng

1 Ứng dụng

– Các ankylamin dùng tổng hợp hữu cơ, đặc biệt ađimin

– Anilin Là nguyên liệu quan trọng công nghiệp phẩm nhuộm, cao phân tử, dược phẩm,…

2 Điều chế

a) Điều chế ankaylamin từ amơniac ankyl halogennua:

NH3 CH I3

HI 



 CH3NH2 CH I3

HI 



 (CH3)2NH CH I3

HI 



 (CH3)3N

b) Điều chế anilin:

C6H6 + xHNO3  C6H6–x(NO2)x + xH2O (1 H SO2  x  3)

C6H6–x(NO2)x + 6x[H] o

Fe/ HCl t

 C6H6–x(NH2)x + 2xH2O §2 AMINO AXIT

I Định nghóa, cấu trúc danh pháp

(6)

 

2

R CH COOH

| NH

 

3

2

CH CH COOH

| NH

 2 2 

2

HOOC CH CH CH COOH

| NH

2

CH -COOH |

NH

Công thứ chung:

2 Cấu trúc phân tử

– Vì amino axit chứa nhóm (–COOH) (–NH2) có cơng thức ngược nên thường tương tác với cho ion lưỡng cực, dạng ion nằm cân với dạng phân tử:







    

3

2

CH CH COOH CH CH COO

| |

NH NH

– Mỗi amino axit có điểm đẳng diện riêng, kí hiệu pHI hay pI – Điểm đẳng diện điểm pH dung dịch amino axit mà

điện tích trái dấu phân tử cân

3 Danh phaùp

Tên amoni axit: axit + amino + tên axit cacboxylic tương ứng

Ví dụ:

: axit amino axetic (glyxin hay glucocol)

: axit  - amoni propionic (hay alanin)

: axit - amoni glutaric

(axit glutamic)

II Tính chật vật lí

– Amino axit chất rắn dạng tinh thể không màu, vị ngọt, tan tốt nước tạo ion lưỡng cực

(7)

III Tính chất hóa học

1 Tính chất lưỡng tính (sự tạo thành muối nội)

H2N–R–COOH H O2 H2N–R–COO– + H+  H3N



–R–COO–

Chú ý:

– Trong mơi trường axit (H+), nhóm cacboxyl tự do, cịn nhóm amino dạng cation

H3N



–R–COO– + H+H3N



–R–COOH – Trong mơi trường bazơ (OH

) nhóm amino tự do, cịn nhóm cacboxyl dạng anion

H3N



R–COO– + OH–  H2N–R–COO– + H2O

– Loại hợp chất thứ hai chứa nitơ đóng vai trị chất lưỡng tính muối amoni của axit hữu RCOONH4 vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với bazơ

RCOONH4 + NaOH  RCOONa + NH3+ H2O

RCOONH4 + HCl  RCOOH + NH4Cl

2 Tính chất nhóm chức –COOH gây nên (tính axít) a) Tác dụng với kim loại hoạt động mạnh : Na, K, …

H2N–R–COOH + Na  H2N–R–COONa +

2H2 

Chú ý: – Từ

2 H

n  n–COOH  naxit amin

– Khi chuyển mol axit amin thành mol muối khối lượng tăng 22 đvC

 dựa vào tăng giảm khối lượng  số mol axit amin

b) Tác dụng với NaOH, KOH, …

H2N–R–COOH + NaOH  H2N–R–COONa + H2O

Vì phản ứng trung hồ nên naxit amin = nNaOH

Tổng quát:

(8)

(H2N)xR(COOH)y + yNaOH  (H2N)xR(COONa)y + yH2O

Chú ý: Khi chuyển nhóm –COOH thành –COONa khối lượng tăng thêm (67 – 45 = 22 đvC) Điều suy số nhóm –COOH có axit amin

c) Tác dụng với rượu (phản ứng este hóa):

H2N–R–COOH + R’OH  Hkhí HCl 2N–R–COOR’ + H2O

3 Tính chất nhóm –NH2 gây (tính bazô)

a) Tác dụng với axit HCl

H2N–R–COOH + HCl  R(COOH)NH3Cl

R(COOH)yNH2 + HCl  R(COOH)yNH3Cl

R(COOH)y (NH2)x + xHCl  R(COOH)y (NH3Cl)x

b) Tác dụng với axít HNO2

H2N–CH2–COOH + HNO2  HO–CH2–COOH + N2+ H2O

4 Phản ứng trùng ngưng tạo chuổi polipeptit

nH2N–R–COOH xt,t ,p0

 (–NH–R–CO–)n + nH2O

Chú ý: Có thể tạo đồng trùng ngưng nhiều loại amoni axit với để tạo nhiều loại polipeptit có cấu trúc khác Đây sở tạo nên nhiều hợp chất protit

IV Ứng dụng

– Amino axit thiên nhiên sở kiến tạo nên loại protein thể sống

– Một số amoni axit phổ biến đời sống : axit glutamic (thuốc bổ thần kinh); methiomin (thuốc bổ gan)

(9)

§3 PROTIT VÀ PROTEIN

I Khái niện peptit protein

1 Peptit

Peptit hợp chất đựơc hình thành cách ngưng tụ hai hay nhiều phần tử  –amino axit Liên kết –CO–NH– hai đơn vị  –amino axit gọi liên kết peptit

2 Protein

– Protein polipeptit cao phân tử có phân tử khối từ vài chục

ngàn đến vài chục triệu đvC Protein có vai trị tảng cấu trúc chức sống

– Pritein gồm loại:

+ Protein đơn giản:  –amino axit tạo thành

+ Protein phức tạp: nhiều protein đơn giản cộng với thành

phân tử “phi protein” như: axit nucleic, lipit, gluxit,…

II Cấu trúc phân tử protein

– Phân tử Protein cấu tạo nhiều đơn vị amino axit nối với nhờ liên kết peptit gần chuổi peptit kết hợp với nhờ liên kết peptit cịn liên kết khác với thành phần phi protein

– Protein có bậc cấu trúc: Cấu trúc bậc I, bậc II, bậc III, bậc IV

III Tính chất vật lí

– Protein tồn dạng: dạng hình sợi dạng hình cầu

+ Dạng hình sợi như: keratin (tóc, móng, sừng); miozon (cơ bắp);

fibroin (tơ tằm, mạng nhện)

+ Dạng hình cầu như: anbumin (lịng trắng trứng); hemoglobin

(máu)

– Protein dạng hình sợi hồn tồn khơng tan nước, cịn protein dạng hình cầu tan nước tạo thành dung dịch keo

(10)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 75 IV Tính chất hóa hoïc

1 Phản ứng thuỷ phân

Các protein bị thuỷ phân hoàn toàn dung dịch axit nóng dung dịch kiềm nóng cho sản phẩm cuối hổn hợp  – amino axít

H ,t+ o 

1

-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO- + nH O

| | |

R R R

 2 2 2

1

NH -CH-COOH + H N-CH-COOH + H N-CH-COOH +

| | |

R R R

2 Phản ứng màu

a) Phản ứng với HNO3 đặc

Khi cho axit nitric đặc vào lịng trắng trứng xuất kết tủa

vàng, Vì nhóm OH số amoni axít protein

phản ứng với HNO3 cho nhóm mang nhóm –NO2 có màu vàng

b) Phản ứng với Cu(OH)2

Protein phản ứng với Cu(OH)2 tạo màu tím đặc trưng

Chú ý: Phản ứng xảy nhóm peptit đặc trưng cho tất peptit có từ hai liên kết peptit trở lên

c) Sự đơng tụ

Khi đun nóng protein đơng tụ lại, đun q lửa có mui khét khó chịu

V Khái niện enzim vaø axit nucleic

1 Enzim laø gi?

(11)

   

6

C H CH O C

O

   



6

C H CH O C Cl

taùc cho trình hóa học, đặc biệt thể sinh vật

– Xúc tác enzim có hai đặc điểm:

 Có tính chọn lọc cao: tức enzim xúc tác cho chuyển hóa định

 Nhờ enzim làm xúc tác nên tốc độ phản ứng cao gấp 109–1011 lần tốc độ xúc tác hóa học

2 Axit nucleic gì?

Axit nucleic hợp phần nucleoprotein, có nhân nguyên sinh chất tế bào, có vai trị quan trọng bậc hoạt động sống thể như: tổng hợp protein, chuyển thông tin di truyền

VI Tổng hợp peptit (nâng cao)

– Khác với nhiều loại hợp chất hữu khác, phản ứng tổng hợp peptit phức tạp, tổng hợp peptit mong muốn nhờ phản ứng trùng ngưng phân tử amino axit khác tạo hỗn hợp peptit

Glyxin + Alanin H 



Gly Gly

Ala Ala

Gly Ala

Ala Gly

 

– Do đó, để tổng hợp peptit có trật tự xác định đơn vị aminoaxit phân tử cần phải “bảo vệ” nhóm amino hay nhóm cacboxyl khơng cần chúng tham gia phản ứng tạo liên kết peptit Nhóm bảo vệ cần thoả mãn tiêu chuẩn sau:

 Dễ gắn vào phân tử aminoaxit

 Bảo vệ nhóm chức điều kiện hình thành phân tử peptit  Dễ loại mà không ảnh hưởng đến tồn liên kết peptit

1 Bảo vệ nhóm amino

– Nhóm amino thường bảo vệ nhóm benzyl oxicacbonnyl, cịn gọi cacbobenzoxi cách cho

(12)

tuanthuybook@gmail.com: ÑT: 0937277023 77   o + - ddNaOH

6 5 C;30phuùt

C H -CH -O-C-Cl + H N -CH -COO O    + H O

-6 2

C H -CH -O-C-NH-CH -COO O





6 2

C H -CH -O-C-NH-CH -COOH O



  

2 H /pd

6 2

C H -CH -O-C-NH-CH -C-NH-CH-C- |

O O R O



  

6

C H -CH + HO-C-NH-CH -C-NH-CH-C |

O O R O



 

2 2

CO + H N-CH -C-NH-CH-C- |

O R O

trong dung dịch kiềm

(benzyloxi cacbonyl glyxin)

– Sau tổng hợp peptit, nhóm bảo vệ loại khỏi phân tử peptit nhở phản ứng hiđro phân

2 Nhóm bảo vệ cacboxyl

Nhóm cacboxyl thường bảo vệ cách chuyễn thành metyl hay etyl benzyl este Nhóm este dễ thuỷ phân nhóm peptit nên loại khỏi phân tử peptit cách thuỷ phân dung dịch kiềm

   -2 1.OH /H O

3 2H O

-C-NH-CH-COOCH -C-NH-CH-COOH + CH OH

| |

O R O R

(13)

  

H /pd

2 6

-C-NH-CH-COOCH C H -C-NH-CH-COOH + C H CH

| |

O R O R

B PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN

Vấn đề 1: BỔ TÚC PHẢN ỨNG VÀ VIẾT PHƯƠNG TRÌNH BIỂU DIỄN BIẾN HĨA

I PHƯƠNG PHÁP

 Các em phải nắm vững tính chất hóa học phản ứng xảy amin amioaxit

 Mỗi muỗi tên phản ứng hóa học Phải ý đến điều kiện phản ứng

II VÍ DỤ ÁP DỤNG

Ví dụ 1: Một hợp chất hữu (X) mạch thẳng có công thức phân tử C3H10O2N2 Biết (X) tác dụng với dung dịch kiềm tạo thành NH3; mặt khác (X) tác dụng với axit tạo thành muối amin bậc I

a) Viết công thức cấu tạo (X)

b) Viết phương trình phản ứng cho (X) tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 H2SO4

Lời giải

a) Viết công thức cấu tạo (X)

Vì (X) tác dụng với dung dịch NaOH giải phóng NH3  (X) muối amoni

Vì (X) tác dụng với axit, thu muối amoni bậc I  (X) chứa nhóm amin bậc I

Vậy cơng thức cấu tạo (X):

H2NCH2CH2COONH4 CH3CH(NH2)COONH4

(14)

tuanthuybook@gmail.com: ÑT: 0937277023 79 2H2NCH2CH2COONH4 + Ba(OH)2 

 (H2NCH2CH2COO)2Ba + 2NH3 + 2H2O 2CH3CH(NH2)COONH4 + Ba(OH)2 

 [CH3CH(NH2)COO]2Ba + 2NH3 + 2H2O +) Tác dụng với H2SO4

2H2NCH2CH2COONH4 + 2H2SO4 

 (H2NCH2CH2COO)2SO4 + (NH4)2SO4 2H2NCH2CH2COONH4 + 3H2SO4 

 2CH2CH2COOH + (NH4)2SO4 NH3HSO4

Ví dụ 2: Bổ túc phản ứng sau:

(A) + (X) t0

 (B) + C2H5OH

(B) + H2SO4  (C) + (D) + (E)

(C) + (F)  BaSO4 + Cl N H -CH -COOH + 3 2 C2H5OH + Na  (G) + (H)

(G) + (E)  C2H5OH + (X)

Ví dụ 3: Các chất X, Y, Z có cơng thức phân tử C4H9O2N, biết X tác dụng với HCl NaOH, Y tác dụng với hiđro sinh tạo T, T tác dụng với H2SO4 tạo T’, T’ tác dụng với NaOH tạo T, Z tác dụng với NaOH tạo muối khí NH3 Cho biết X, Y, Z ứng với đồng phân chức nào? Viết phương trình phản ứng xảy

Lời giải

 Chất X có cơng thức phân tử C4H9O2N tác dụng với HCl NaOH nên phải có đồng thời nhóm amino (NH2) nhóm cacboxyl (COOH) Cơng thức X là: H2NC3H6COOH

(15)

 Chất Y tác dụng với H sinh tạo T, T tác dụng với HCl tạo muối T’; T’ tác dụng với NaOH tạo T Vậy Y hợp chất nitro Công thức cấu tạo Y: C4H9NO2

C4H9NO2 + 6[H] Fe HCl  C4H9NH2 + H2O C4H9NH2 + HCl  C4H9NH3Cl

C4H9NH3Cl + NaOH  C4H9NH2 + NaCl + H2O

 Chất Z tác dụng với NaOH tạo muối khí NH3  Z phải muối amoni Công thức Z là: C3H5COONH4

C3H5COONH4 + NaOH  C3H5COONa + NH3 + H2O

Ví dụ 4: Cho sơ đồ chuyển hóa sau:

C9H17O4N (X)NaOH C5H7O4NNa2 (Y) + C2H6O (Z)

C5H7O4NNa2 (Y) HCl C5H10O4NCl (T) + NaCl 2C2H6O (Z) C4H6 (T’)

a) Viết công thức cấu tạo X, Y, Z, T, T’ (dạng đối xứng) b) Viết phương trình hóa học biểu diễn chuyển đổi

Lời giải

a) (X) : C2H5OOCCH2CH(NH2)CH2COOC2H5 (Y) : NaOOCCH2CH(NH2)CH2COOH (Z) : CH2CH2OH

(T) : HOOCCH2CH(NH3Cl)CH2COOH (T’) : CH2=CHCH=CH2

b) Phản ứng:

C2H5OOCCH2CH(NH2)CH2COOC2H5 + 2NaOH 

 NaOOCCH2CH(NH2)CH2COONa + 2C2H5OH NaOOCCH2CH(NH2)CH2COONa + 3HCl 

 HOOCCH2CH(NH3Cl)CH2COOH + 2NaCl

(16)

tuanthuybook@gmail.com: ÑT: 0937277023 81 Canxi cacbua  axetilen  etilen  etan  nitroetan  etylamin

(17)

Lời giải

CaC2 + 2H2O  C2H2 + Ca(OH)2 C2H2 + H2 Pd / PbCO3 C2H4

C2H4 + 2H2 Ni, t0  C2H6

C2H6 + HONO2 loãng t , ánh sáng0  C2H5NO2 + H2O

C2H5NO2 + 6[H] Fe + HCl C2H5NH2 + 2H2O

3C2H5NH2 + FeCl3 + 3H2O  3C2H5NH3Cl + Fe(OH)3 C2H5NH3Cl + NaOH  C2H5NH2 + NaCl + H2O

2C2H5NH2 + H2SO4  (C2H5NH3)2SO4 C2H5NH2 + CH3I  C2H5NHCH3 + HI

Vấn đề 2: XÁC ĐỊNH CƠNG THỨC CẤU TẠO VÀ CƠNG THỨC PHÂN TỬ CỦA AMIN

- Nắm vững tính chất hóa học amin (lí thuyết nêu phần A) - Khi viết cơng thức cấu tạo amin phải viết đầy đủ loại:

amin bậc I, amin bậc II, amin bậc III - Gọi công thức tổng quát amin: CxHyNt

- Nắm vững công thức tổng quát loại amin (nêu phần A) - Sử dụng phương pháp trung bình để giải gặp toán hỗn hợp:  Phương pháp phân tử khối trung bình hỗn hợp Gồm bước

sau:

Bước 1: Tìm (Mhỗn hợp) theo cơng thức học

Bước 2: Giả sử MA < MB MA < Mhỗn hợp< MB

Biện luận tìm MA, MB hợp lí  cơng thức phân tử (A), (B)

(18)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 83  Phương pháp công thức phân tử trung bình hỗn hợp (hay

chuyển toán hỗn hợp thành toán chất tương đương)

Khi có hỗn hợp nhiều chất, átc dụng với chất khác mà phương trình phản ứng tương tự (sản phẩm, tỉ lệ mol nguyên liệu sản phẩm, hiệu suất phản ứng tương tự nhau) ta thay hỗn hợp chất tương đương, có số mol tổng số mol hỗn hợp Công thức chất tương đương gọi cơng thức phân tử trung bình

Gồm bước sau:

Bước 1: Đặt công thức hai chất hữu cần tìm suy cơng

thức

Ví dụ: (X) CxHyNt (Y) Cx’Hy’Nt’  Công thức PTTB: C H Nx y t

( x, y, z lần lượt số nguyên tử C trung bình, H trung bình, O trung bình)

Bước 2: Viết phương trình phản ứng dạng tổng quát với công thức

phân tử trung bình (tùy theo kiện cho)

Bước 3: Từ phương trình phản ứng tổng quát kiện cho thiết

lập tỉ lệ để tính giá trị trung bình: x, y, z

Bước 4: Nếu x < x’, ta có: x < x < x’ Nếu y < y’, ta có: y < y < y’

Neáu z < z’, ta coù: z < z < z’

Dựa vào điều kiện mà x, x’, y, y’, z, z’ cần thỏa, biện luận, suy giá trị hợp lí  CTPT (A), (B)

Phạm vi áp dụng: Đây phương pháp giải ngắn gọn,

toán hữu thuộc loại hỗn hợp đồng đẳng, đặc biệt đồng đẳng liên tiếp Tuy nhiên hồn tồn sử dụng phương pháp để giải toán hỗn hợp chất hữu không đồng đẳng hiệu

(19)

- Nếu cho hai chất hữu (X), (Y) đồng đẳng liên tiếp thì:

m = n + ( với m, n số C phân tử X, Y)

- Nếu cho chất hữu (X), (Y) k nguyên tử C thì:

m = n + k

- Nếu cho chất hữu (X), (Y) cách k nguyên tử C thì:

m = n + (k + 1)

Ví dụ 1: Một amin thơm (Z) có cơng thức C7H11N3 điều chế từ hiđrocacbon (X) theo sơ đồ chuyển đổi sau:

(X) nitro hoùa (Y) Fe HCl  (Z)

Xác định công thức cấu tạo X, Y, Z viết phương trình phản ứng điều chế Z từ X

Lời giải

+ 3HONO2

0 H SO

t

 + 3H2O

(X) (Y)

+ 18[H]Fe HCl  + 6H2O

(Z)

Ví dụ 2: Cho hỗn hợp hai amin đơn chức no Lấy 1,52 gam hỗn hợp

trên tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch HCl thu 2,98 gam muối

a) Tính tổng số mol hai amin nồng độ mol dung dịch HCl b) Đốt cháy hoàn toàn 1,52 gam hỗn hợp hai amin thu

bao nhiêu lít khí CO2 N2 (ở đktc)

c) Cho số mol hai amin hỗn hợp Hãy xác định công thức cấu tạo hai amin

(Trích đề thi tuyển sinh trường CĐ Cơng Nghiệp IV, năm 2004)

CH3 CH3

NO2 NO2 O2N

CH3

NO2 NO2 O2N

CH3

(20)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 85 Lời giải

a) Tính tổng số mol hai amin nồng độ mol dung dịch HCl Gọi công thức trung bình amin có dạng: C Hn 2n 3 N

n 2n

C H  N + HCl  C Hn 2n 3 N.HCl

Ta coù: nHCl = 2,98 1,52

36,5 

= 0,04 (mol) = nhỗn hợp amin

Vaäy: CHCl = 0,04

0,2 = 0,2M

b) Phản ứng: n 2n

C H  N + 6n +

4 O2  nCO2 +

2n +

2 H2O +

1

2N2

(mol) 0,04  0,04n 0,02

Theo đề bài, ta có phương trình:

mhỗn hợp hai amin = (14n + 17)0,04 = 1,52  n = 1,5 Thể tích CO2 N2 thu được:

2 CO

V = 0,04n  22,4 = 1,344 (lít)

2 N

V = 0,02  22,4 = 0,448 (lít)

c) Cơng thức cấu tạo hai amin

Vì số mol hai amin hỗn hợp nhau, tức 0,02 (mol)

Ta coù: n = nx my

x y 

 =

0,02(n m) 0,04



= 1,5

 n + m =  nghiệm hợp lí là: n = 1, m = Vậy công thức cấu tạo amin là:

CH3–NH2 C2H5–NH2 CH3–NH–CH3

Ví dụ 3: Đốt cháy amin bậc I (A) lượng oxi vừa đủ, thu CO2, H2O N2 theo tỉ lệ mol tương ứng : :

(21)

Lời giải

Gọi công thức tổng quát amin (A) dạng: CxHyNz (a mol) Phản ứng:

CxHyNz + x y

4

 



 

 O2  xCO2 +

y

2H2O +

z 2N2

(mol) a ax ay

2

az Theo đề bài, ta có:

2 2

CO H O N

n : n : n = ax : ay

2 : az

2 = : :  x : y : z = : : = : :

Vậy, công thức nguyên (A) là: (CH4N)n hay CnH4nNn

Số liên kết  tối đa (A) là: 2n 4n

2

 



 Khi n =  (A) có cơng thức CH4N: khơng phù hợp hóa trị  Khi n =  (A) có cơng thức phân tử là: C2H8N2 (nhận)

Vậy, CTCT A:

NH2–CH2–CH2–NH2 3 2

2 CH -CH-NH

| NH

Ví dụ 4: Dung dịch A gồm HCl, H2SO4 có pH = Để trung hịa hồn tồn 0,59 gam hỗn hợp amin đơn chức no bậc I (có số C khơng q 4) phải dùng lít dung dịch A Tìm cơng thức phân tử amin Viết đồng phân

Lời giải

Ta coù: pH =  [H+] = 10–2 = 0,01 (mol/l)  nH= 0,011 = 0,01 (mol)

Phản ứng:

n 2n +

C H N + H+  

n 2n +

C H NH

(22)

Maø, 

n 2n + C H NH

M 0,59

0,01 = 59  14n + 17 = 59  n =

 Công thức phân tử là: 2

4

CH NH , C H NH C H NH

  

Hướng dẫn viết đồng phân:

- Viết dạng mạch cacbon, thay đổi vị trí nhóm NH2 mạch

(amin bậc I)

- Viết cơng thức cấu tạo amin bậc II (xen NH vào mạch)

- Viết công thức cấu tạo amin bậc III

Chú ý: nếu nguyên tử nitơ liên kết với gốc hiđrocacbon ta có ion amoni bậc 4 hợp chất tương ứng

3

4 11 CH NH

C H N (8 đồng phân) 

 

4 11

C H N (2 đồng phân) C H N (8 đồng phân) 

 

Ví dụ 5: Có amin bậc 1: A (đồng đẳng anilin) B (đồng đẳng

của metyl amin) Đốt cháy hoàn tồn 3,21 gam amin A sinh khí CO2, nước 336 cm3 khí N2 (đktc) Khi đốt cháy amin B thấy

2

CO H O

V : V = :

a) Viết phản ứng háo học xảy

b) Xác định công thức cấu tạo A, B, biết tên A có riếp đầu ngữ “para”

Lời giải

a) Gọi công thức phân tử amin bậc A là: CnH2n+1C6H4NH2 công thức phân tử amin B là: CmH2m+1NH2

Phản ứng:

2CnH2n+1C6H4NH2 

O2 (2n + 12)CO2 +  

 

 

4n + 14

2 H2O + N2 (1)

CmH2m+1NH2 

O2 mCO2 +  

 

 

2m +

2 H2O +

1

(23)

CH3

N H2 b) Từ (1)  nA =

2 N

2n =  0,336 = 0,03 (mol)

22,4

Maø, MA = 3,21 = 107

0,03  77 + 14n + 16 = 107  n =

Công thức cấu tạo A là: CH3C6H4NH2

Hay (p-metylanilin hay 4-metylanilin)

Từ (2) 

2

CO H O

V : V = : = m : 2m + = :

2  m =

Vậy cộng thức cấu tạo B: CH3CH2CH2NH2

Ví dụ 6: Đốt cháy hồn tồn m gam amin A lượng khơng

khí vừa đủ, thu 17,6 gam CO2 12,6 gam nước 69,44 lit nitơ (đktc) Giả thiết khơng khí gồm nitơ oxi, nitơ chiếm 80% thể tích Xác định m tên gọi amin

Lời giải

Ta coù: mC = 17, 12 = 4,8 (gam)

44  vaø H

12,

m = = 1,4 (gam)

18 

Khối lượng oxi dùng khối lượng oxi có CO2 H2O tạo ta

 m = O 17, 32 + 12,6 16 = 24 (gam)

44  18   O

24

n = = 0,75 (mol)

32

2

N không khí O

n = n = 0,75 = (mol)  

2 N

69,44

n = = 3,1 (mol)

22,4



 N

n phản ứng cháy chất A tạo ra: 3,1 – = 0,1 (mol)

Vậy mnitơ A = 0,1 × 28 = 2,8 (gam)

 mA = mC + mH + mN = 4,8 + 1,4 + 2,8 = (gam) Gọi công thức tổng quát A là: CxHyNt

Lập tỉ lệ: x : y : t = 4, : 1,4 : 2,8 = : :

(24)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 89  công thức nguyên A là: (C2H7N)n hay C2nH7nNn

Vì cơng thức CxHyNt y  2x +  z Vậy C2nH7nNn 7n  × 2n + + n  n 

Vậy công thức phân tử A là: C2H7N, có cơng thức cấu tạo sau:

CH3CH2NH2 (etylamin) CH3NHCH3 (đimetylamin)

Vấn đề 3: SỰ THỦY PHÂN I PHƯƠNG PHÁP

– Thủy phân protit môi trường axit cho nhiều amino axit

– Sự thủy phân cắt đứt liên kết petit nối C N

|

O H

  



Ví dụ 1: Viết phương trình thủy phân suy cơng thức cấu tạo thu

gọn amino axit tạo thành polime sau:

H2N–CH2–

2 O

C NH CH C NH

|

O CH COOH

   



 –

2

O

CH C NH

|

CH C H

    –CH2–COOH Lời giải H2N–CH2 – O

C NH CH C NH

|

O CH COOH

   



 –

2

O

CH C NH

|

CH C H

 

 

– CH2 – COOH

+ 3H2O  NH2–CH2COOH + HOOC–CH2 CH | NH

 COOH

+ C6H5–CH2–COOH + NH2–CH2–COOH

Ví dụ 2: Hai chất polime sau bị thủy phân môi trường

(25)

Thức thành phần nguyên tố phân từ axit ấy: a) … NHCH2CONHCH2CO……

b) ……HNCH2CH2CONHCH2CH2CO… c) ……NHCH2CH2CONHCH(CH3)CO……

Lời giải

Khi thủy phân polime trên, ta amino axit sau:

a) ….NHCH2CONHCH2CO… + H2O H

 2(H2NCH2COOH)

Axit amino axetic (glyxin)

Công thức phân tử là: C2H5O2N

b) ……HNCH2CH2CONHCH2CH2CO… + H2O H



 2(H2NCH2CH2COOH) Axit βamino propionic

Công thức phân tử là: C3H7O2N

c) ……NHCH2CH2CONHCH(CH3)CO…… + H2O H



 NH2CH2CH2COOH + NH2CH(CH3)COOH Axit βamino propionic Axit αamino propionic

Công thức phân tử hai amino axit đồng phân là: C3H7O2N

Vấn đề 4: XÁC ĐỊNH CƠNG THỨC PHÂN TỬ VÀ CƠNG THỨC CẤU TẠO CỦA AMINO AXIT

 Nắm vững công thức sau:

 Công thức amino axit no chứa chức amin chức axit là: CnH2n(NH2)COOH hay CmH2m+1O2N (m = n + 1)

 Công thức amino axit là: R(NH2)x(COOH)y (x, y ≥ 1)

 Amino axit mạch hở: CnH2n+22axy(NH2)x(COOH)y

(26)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 91  Dựa vào phản ứng sau:

 Tác dụng với kim loại hoạt động mạnh : Na, K, …

H2N–R–COOH + Na  H2N–R–COONa +

2H2 

Chú ý: – Từ

2 H

n  n–COOH  naxit amin

– Khi chuyển mol axit amin thành mol muối khối lượng tăng 22 đvC

 dựa vào tăng giảm khối lượng  số mol axit amin

 Tác dụng với NaOH, KOH, …

H2N–R–COOH + NaOH  H2N–R–COONa + H2O

Vì phản ứng trung hồ nên naxit amin = nNaOH

Tổng quaùt:

2R(NH2)x(COOH)y + yBa(OH)2  [R(NH2)x(COO)y]2Bay + 2yH2O

(H2N)xR(COOH)y + yNaOH  (H2N)xR(COONa)y + yH2O

Chú ý: Khi chuyển nhóm –COOH thành –COONa khối lượng tăng thêm (67 – 45 = 22 đvC) Điều suy số nhóm –COOH có axit amin

 Khi gặp toán xác định công thức cấu tạo amino axit phải xác định số nhóm NH2 (dựa vào số mol HCl) số nhóm COOH (dựa

vào số mol NaOH)

Ví dụ 1: (A) amino axit (chỉ chứa C, H, O, N) chuyển hóa

theo sơ đồ sau:

A + CH3OH HCl bão hòa đun nóng

 B amoniac D

(27)

Xác định công thức phân tử công thức cấu tạo A, B, D

Lời giải

Theo đề bài, ta có: D D

KK

KK M

d = = 3,07

M  MD = 3,07  29 = 89 (g/mol)

Bình đựng H2SO4 đặc hấp thụ H2O nên khối lượng bình tăng khối lượng nước:

mbình tăng = H O

m = 126 (gam)  nH = 14 (mol)

Bình đụng NaOH hấp thụ CO2 nên khối lượng bình tăng khối lượng CO2:

mbình tăng = CO

m = 264 (gam)  nC = (mol)

Với N

V = 22,4 (lít)  nN = (mol)

Vaø nO D = 178 (6 12 14 14)

16

     

= (mol) Gọi công thức tổng quát (D) là: CxHyOzNt

Lập tỉ lệ: x : y : z : t = : 14 : : = : : :  Công thức nguyên (D) là: (C3H7O2N)n Mà MD = 89  89n = 89  n =

Vậy, công thức phân tử (D) là: C3H7O2N

+) Vì (A) amino axit nên B muối amino, đồng thời có chứa nhóm chức este hữu –COO– nên (D) phải este:

H2N–CH2–COO–CH3

Vậy B C3H8O2Cl, công thức cấu tạo: 2 3

3

CH COO CH

| NH Cl

 

Và A C2H5O2N, công thức cấu tạo: H2N–CH2–COOH

(Học sinh tự viết phương trình phản ứng)

(28)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 93 thành phần: 40,45%C; 7,86%H; 15,73%N lại O Tỉ khối chất lỏng so với khơng khí 3,069 Khi cho phản ứng với NaOH, X cho muối C3H6O2Na Y cho muối C2H4O2Na

a) Xác định công thức phân tử công thức cấu tạo X Y Biết Y lấy từ nguồn thiên nhiên

b) Trong hai đồng phân X Y đồng phân chất rắn? Giải thích?

Giải

a) Vì đồng phân nên: MX = MY = 3,069  29 = 89 đvC Gọi công thức X, Y có dạng: CxHyOzNt

Xét 100 gam chất X Y, ta có: mC = 40,45 (gam), mH = 7,86 (gam), mN = 15,73 (gam) mO = 35,94 (gam)

Lập tỉ lệ: x : y : z : t = 40,45 12 :

7,86 :

35,94 16 :

15,75

14 = : : :

 Công thức nguyên X Y (C3H7O2N)n

Mà, MX = 89n = 89  n =1  Công thức phân tử X, Y là: C3H7O2N

Do X Y tác dụng với NaOH tạo muối nên X, Y axit hay este

– Với chất X: C3H7O2N NaOH

 C3H6O2Na (1)

Nhận thấy số C sau phản ứng không đổi, chứng tỏ X amino axit Công thức cấu tạo X là:

H2N–CH 2–CH2–COOH hay CH3–

2

CH COOH

| NH

 

(X1) (X2)

Vì amino axit tự nhiên thường –amino axit nên công thức cấu tạo (X) X2

(29)

CH3–

CH COOH

| NH

 + NaOH  CH3–

2

CH COONa

| NH

 + H2O (2)

– Với chất Y: C3H7O2N NaOH C2H4O2Na (3)

Nhận thấy số C sau phản ứng giảm nên Y este amino axit: H2N–CH2–COOCH3

Phản ứng:

H2N–CH2–COOCH3 + NaOH  H2N–CH2–COONa + CH3OH (4) b) Chất X chất rắn kết tinh chất Y chất lỏng (vì este)

Ví dụ 3: Cho m gam hỗn hợp A gồm amino axit A1, A2 no, chứa chức axit, chứa amino, có tỉ lệ phân tử khối 1,37 Tiến hành thí nghiệm:

Thí nghiệm 1: Đốt cháy hoàn toàn m gam A cho sản phẩm cháy

qua bình đựng dung dịch NaOH dư khối lượng bình tăng thêm 32,8 gam (biết đốt cháy, nitơ dạng đơn chất)

Thí nghiệm 2: Cho m gam A tác dụng với 40,15 gam dung dịch HCl

20% dung dịch B Để tác dụng hết với chất dung dịch B cần 140 ml dung dịch KOH 3M

Xác định công thức phân tử amino axit A1, A2

Lời giải

Vì A1, A2 amino axit đồng đẳng nên đặt công

thức chung chúng là: H2N(CH )2 nCOOH

Phản ứng:

H2N(CH )2 nCOOH + HCl  ClH3N(CH )2 nCOOH (1)

ClH3N(CH )2 nCOOH + 2KOH

 H2N(CH )2 nCOOK + KCl + 2H2O (2)

HCl + KOH  KCl + H2O (3)

Ta coù: nHCl = 40,15 20

100 36,5 

(30)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 95 Từ (2), ta có: nA ,A1 2 = x (mol) =

2nKOH =

0,42

2 = 0,21 (mol)

Mà nHCl = 0,22 (mol)  chứng tỏ có HCl cịn dư dung dịch B Từ (1), (2) (3)  nKOH = x + 0,22 = 0,42  x = 0,2 (mol)

 Phản ứng cháy:

H2N(CH )2 nCOOH + 6n



 

 

 O2

t

 (n + 1)CO2 + 2n

2 

 

 

 H2O +

1

2N2  (4)

Khối lượng bình chứa dung dịch NaOH tăng khối lượng CO2 H2O bị hấp thụ

Từ (4)  mCO2+ mH O2 = (n + 1) × 0,2  44 + 2n



 

 

  0,2  18 = 32,8

 n = 1,5

Vậy A1 có cacbon phân tử H2N–CH2–COOH (M = 75)

A2 coù MA2 = 16 + 14n + 45 = 1,37  75 = 103  n =

Amino axit A2 là: H2N(CH2)3COOH

Ví dụ 4: Đốt cháy 14,7 gam aminoaxit mạch không phân nhánh A

bằng oxi vừa đủ 22 gam CO2; 6,3 gam H2O 1,12 lít N2 (đktc) a) Tìm cơng thức phân tử A

b) Xác định công thức cấu tạo A, biết A –aminoaxit

Giaûi

a) Xác định công thức phân tử A

Ta có: mC = 22 × 12

44 = (gam), mH = 6,3 ×

2

18 = 0,7 (gam)

mN = 1,12 × 28

22,4 = 1,4 (gam) vaø mO = 14,7 – 8,1 = 6,6 (gam)

(31)

Lập tỉ lệ: x : y : z : t = 12 :

0,7 :

6,4 16 :

1,4 14

= 0,5 : 0,7 : 0,4 : 0,1 = : : :  công thức nguyên (A) là: (C5H7O4N)n hay C5nH7nO4nNn Vì A khơng phân nhánh nên có khả

– A chứa nhóm –COOH  n =

2 (vô lý)

– A chứa nhóm –COOH  n =  CTPT (A) là: C5H7O4N

b) CTCT (A): 2 2

2

HOOC CH CH CH COOH

| NH

   

Ví dụ 5: Chứng minh phân tử khối axit amin có cơng

thức: H2N–R–COOH (R la gốc hiđrocacbon) số lẻ

Lời giải

Ta coù:

H N R COOH2

M = R + 61

  số lẻ gốc R hóa trị nên phân tử khối

luôn số chẵn, cơng thức chung tổng qt R: CnH2n-2a = 14n – 2a số chẵn (a số nối đơi)

Ví dụ 6: Đốt cháy hồn toàn 8,7 gam amino axit (X) (axit đơn chức)

thì thu 0,3 mol CO2, 0,25 mol nước 1,12 lít (đktc) khí nitơ

a) Xác định công thức cấu tạo X b) Viết phản ứng tạo polime X

Lời giải

a) Gọi công thức tổng quát amino axit (X) có dạng: CxHyO2Nt Ta có:

2 N

1,12

n = = 0,05 (mol)

22,4 Phản ứng:

t0

x y t 2 2

y y t

C H O N + (x + - 1)O xCO + H O + N

4  2

(32)

tuanthuybook@gmail.com: ÑT: 0937277023 97 n

CH CH

NH2 COOH

n CH2 C

COOH NH2

n

NH C CO

CH2

Theo đề  mO = 8,7  12×0,3  2×0,5  28×0,05 = 3,2 (gam)

 nO = 0,2 (mol)

Lập tỉ lệ: x : y : : t = 0,3 : 0,5 : 0,2 : 0,1 = : : : Suy công thức phân tử (X) là: C3H5O2N

Cơng thức cấu tạo có:

H2NCH=CHCOOH ; CH2=C(NH2)COOH b) Phản ứng tạo polime

nH2NCH=CHCOOH trùng hợp



trùng ngưng

 (NHCH=CHCO)n + nH2O

nCH2=C(NH2)COOH trùng hợp



trùng ngưng

 + nH2O

Ví dụ 7: Đốt cháy hồn tồn 2,67 gam hợp chất hữu (A) chứa C, H,

O, N người ta thu 3,96 gam CO2 1,98 gam H2O Khi phân tích 1,335 gam A phương pháp Kiên-đan, NH3 sinh trung hịa 55ml dung dịch H2SO4 0,5M Axit dư trung hòa 50ml dung dịch NaOH 0,8M

a) Xác định công thức nguyên hợp chất hữu A

b) Tìm cơng thức phân tử A, biết làm bay 2,24 gam hỗn hợp A etyl amin, trộn theo tỉ lệ : thu 0,52 lít 81,90C 2,24 atm

(33)

0,6M H2SO4 KOH

Lời giải

a) Gọi công thức tổng quát A là: CxHyOzNt Ta có:

2

CO C

3,96

n = = 0,09 (mol) = n

44 ; H

2 1,89

n = = 0,21 (mol)

18 

3

N NH

(2 55 0,5) - (50 0,8) 2,67

n = n = = 0,03 (mol)

100 1,335

  



O

2,67 - (12 0,09 + 0,21 + 14 0,03)

n = = 0,06 (mol)

16

 

Lập tỉ lệ: x : y : z : t = 0,9 : 0,21 : 0,06 : 0,03 = : : :  công thức nguyên A: (C3H7O2N)n

b) Áp dụng công thức

PV = nRT  nhỗn hợp = 0,04 (mol)

Gọi M x phân tử khối số mol chất hữu A Gọi M’ y phân tử khối số mol etyl amin Theo đề bài, ta có hệ phương trình

Mx + M'y = 2,24 x : y = : 

 

 M = 89

Vậy, công thức phân tử A là: C3H7O2N

c) A laø amino axit thiên nhiên: CH3CH(NH2)COOH (α - alanin)

Ví dụ 8: Đốt cháy hoàn toàn 4,38 gam hợp chất hữu (Z) chứa C, H,

O, N thu 3,36 lít CO2 (đktc), 2,7 gam H2O 0,336 lít N2 (ở

27,30C 167,2 cmHg)

a) Tìm cơng thức phân tử (Z), biết phân tử (Z) chứa nguyên tử nitơ

(34)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 99 amino axit thiên nhiên X, Y Hỗn hợp amino axit átc dụng với 30 ml dung dịch NaOH 0,5M, đồng thời thu 1,7495 gam muối Tỉ số khối lượng hai muối 1,04

Tính phân tử khối hai amino axit X, Y xác định công thức cấu tạo (Z)

Lời giải

a) Gọi công thức tổng quát (Z) là: CxHyOzNt

Lập tỉ lệ x : y : z : t  công thức nguyên (Z) là: (C5H10N2O3)n Vì (Z) chứa hai nguyên tử nitơ nên n =  công thức phân tử Z là: C5H10N2O3

b) MX = 75 đvC MY = 89 ñvC

Công thức cấu ạto (Z) là: H2NCH2CONHCH(CH3)COOH

Ví dụ 9: Đun 100 ml dung dịch amino axit 0,2M tác dụng vừa đủ

với 80 ml dung dịch NaOH 0,25M Sau phản ứng người ta chưng khơ dung dịch thu 2,5 gam muối khan Mặt khác, lấy 100 gam dung dịch amino axit nói có nồng độ 20,6% phản ứng vừa đủ với 400 ml dung dịch HCl 0,5M

a) Viết phương trình phản ứng xảy b) Xác định công thức phân tử amino axit

c) Viết cơng thức cấu tạo đồng phân có amino axit

Lời giải

a) Phản ứng:

(H2N)xR(COOH)y + yNaOH  (H2N)xR(COONa)y + yH2O (mol) y

b) Công thức cấu tạo amino axit viết lại: (H2N)xRCOOH Ta có: namino axit = 0,2 × 0,1 = 0,02 (mol)

(35)

Theo phản ứng  y = Tính Mamino axit :

0,02 mol muối có khối lượng 2,5 gam mol muối có khối lượng 125 gam  Mamino axit = 103

Phản ứng:

(H2N)xRCOOH + xHCl  (HCl.H2N)xRCOOH (mol) x

(mol) 0,2/x 0,2 Ta coù: nHCl = 0,4 × 0,5 = 0,2 (mol)

 x = 1, công thức tổng quát amino axit là: H2NCxHyCOOH Ta lập phương trình: 12x + y = 42  nghiệm hợp lí là: x = 3, y = c) Amino axit có tất đồng phân

Ví dụ 10: cho 100 ml dung dịch amino axit Y (có nhóm cacboxyl)

tác dụng vừa đủ với 80 ml dung dịch KOH 0,375M Dung dịch thu lại trung hòa vừa đủ 60 ml dung dịch HCl 1M

Nếu cho 30 ml dung dịch Y tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH cô cạn sản phẩm, thu 1,377 gam muối khan

a) Xác định công thức phân tử amino axit Y nồng độ mol Y b) Viết công thức cấu ạto mạch thẳng Y

c) Y có đồng phân Z đơn chức, không tác dụng với axit HCl NaOH, átc dụng với (Fe + H2O) nhiệt độ cao tạo chất T, Viết phản ứng gọi tên Y, Z

Lời giải

a) Gọi công thức tổng quát Y là: (NH2)xRCOOH a số mol Y 100 ml dung dịch Y

(36)

tuanthuybook@gmail.com: ÑT: 0937277023 101

(H2N)xRCOOH + KOH  (H2N)xRCOOK + H2O

(mol) a a a

(H2N)xRCOOK + (x + 1)HCl  (HCl.H2N)xRCOOH + KCl

(mol) a (x + 1)a

Ta coù: n = nY KOH = a = 80 0,375 = 0,03 (mol)

1000 

 M Y

1000 0,03

C = = 0,3M

100 

Maø nHCl = a(x + 1) = 60 = 0,06 (mol) 1000



 0,03(x + 1) = 0,06  x + =  x = 1, tức Y có nhóm amino: NH2

Số mol Y 30 ml dung dịch là: 30 0,3 = 0,009 (mol)

1000 

H2NCxHyCOOH + NaOH  H2NCxHyCOONa + H2O Phân tử khối muối khan:

(16 + 67 + 12x + y) = 1,377 = 153 (ñvC)

0,009

Do đó, amino axit Y có nhóm NH2 nhóm COOH nên gốc hiđrocacbon có hố trị II: (CH2)n  14n = 70  n =

Vậy, công thức phân tử amino axit Y là: H2N(CH2)5COOH hay C6H13NO2

b) Công thức cấu tạo mạch thẳng:

H2NCH2CH2CH2CH2CH2COOH c) Z dẫn xuất nitro cuûa hexan: C6H13NO2

Phản ứng: C6H13NO2 + 9Fe + 4H2O  4C6H13NH2 + 3Fe3O4 Chất T hecxin amin

Ví dụ 11: Cho hỗn hợp X gồm 8,9 gam hai chất đồng phân A, B (có

(37)

muối Y phần bay khơng có chất hữu Cũng lay hỗn hợp X đốt cháy hoàn toàn, dẫn sản phẩm qua nước vơi dư cịn lại 1,12 lít (đktc) khí khơng hấp thụ bay

a) Xác định công thức phân tử A, B

b) Xác định cơng thức cấu tạo tình khối lượng A, B hỗn hợp X c) Viết phản ứng tạo polime từ A, B

Lời giải

Ta có: nNaOH = 0,2 × 0,5 = 0,1 (mol)

Vì A, B có cơng thức chung CxHyO2Nt, chứng tỏ amino axit có nhóm COOH, số mol NaOH số mol este

0,1 mol este có khối lượng 8,9 gam  Meste = 89 đvC Với nnitơ = 0,05 (mol)

Phản ứng:

CxHyO2Nt + (x + y - 1)

4 O2  xCO2 + y

2H2O + t N2 (mol) 0,5t

(mol) 0,1 0,05

 t =  công thức viết lại là: CxHyO2N Mà

x y C H O N

M = 92  CxHy là: C3H7

Vì A, B đồng phân nên có cơng thức phân tử: C3H7O2N

Các đồng phân: NH2CH2CH2COOH NH2CH(CH3)COOH

Ví dụ 12: Cho a gam hỗn hợp amino axit no chứa chức axit

(38)

Lời giải

Gọi công thức chung amino axit là: H N2 [CH ]2 n COOH (vì

amino axit đồng đẳng nhau) Phản ứng:

2 n

H N[CH ] COOH + HCl  ClH N3 [CH ]2 n COOH (1)

3 n

ClNH [CH ] COOH + 2KOH  H N[CH ] COOK2 2 n + KCl + H2 (2)

HCl + KOH  KCl + H2O (3)

Ta coù: HCl

40,15 20

n = = 0,22 (mol)

100 36,5



 vaø nKOH = 0,14×3 = 0,42 (mol)

Gọi x tổng số mol amino axit tối đa theo (2):

x = 0,42 = 0,21 (mol)

2 mà nHCl = 0,22 (mol), chứng tỏ HCl dư

Từ (1), (2) (3)  x + 0,22 = 0,42  x = 0,2 (mol) Phản ứng:

3 n

ClNH [CH ] COOH+ 6n +

4

 

 

 

O2  (n + 1) CO2+ 2n +

2

 

 

 

H2O+1

2N2 (4)

Khối lượng bình NaOH tăng CO2 nước bị hấp thụ

Từ (4)  (n + 1) × 0,2 × 44 + 2n +

2

 

 

 

× 0,2 × 18 = 32,8

Giải phương trình, ta được: n = 1,5, tức có amino axit có cabon phần gốc là: H2NCH2COOH amino axit thứ hai có:

M = 1,37 × 75 = 102,8  103  16 + 14n + 45 = 103  n = Vậy công thức phân tử amino axit thứ hai là: H N[CH ] COOH2

Ví dụ 13: A amino axit phân tử ngồi ácc nhóm cacboxyl

(39)

khan

a) Xác định công thức phân tử A

b) Viết công thức cấu tạo A biết A mạch thẳng nhóm amino vị trí α

Lời giải

Phản ứng:

(H2N)nCxHy(COOH)m + nHCl  (ClH3N)nCxHy(COOH)m

(mol) n

(mol) 0,1 0,1 0,1

Suy n = 1;

3 n x y m (ClH N) C H (COOH)

M = 18, 35 = 183,5 (gam)

0,1 MA = 183,5 – 35,5 – = 147 (gam)

H2NCxHy(COOH)m + mNaOH  H2NCxHy(COONa)m + mH2O

(gam) 22,05 28,65

(gam) 147 m

 m = 191 (gam)  Mmuoái natri  MA = 191 – 147 = 44 (gam)

Cứ nhóm COOH chuyển thành COONa khối lượng tăng: 67 – 45 = 22 (gam)

Suy phân tử A có nguyên tử H thay nguyên

tử Na 44 =

22

 

 

 

Công thức phân tử A là: H2NCxHy(COOH)2 x y

C H

M = 147 – 90 – 16 = 41 (gam)  12x + y = 41

 nghiệm hợp lí là: x = 3; y =

Vậy công thức phân tử A là: H2NC3H5(COOH)2

(40)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 105 Vấn đề 5: NHẬN BIẾT CÁC AMIN, AMINO AXIT, PROTEIN

VAØ GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG I PHƯƠNG PHÁP

1 Nhận biết anilin: C6H5NH2

Cách nhận biết: tạo kết tủa trắng với nước brom

C6H5NH2 + 3Br2  C6H2(Br)3NH2 + 3HBr Anilin tan dung dòch HCl

C6H5NH2 + HCl  C6H5NH3Cl

2 Nhận biết amino axit: (NH2)nR(COOH)m Cách nhận biết:

 Dùng q tím:

 Nếu n = m: quỳ tím khơng đổi màu  Nếu n > m: quỳ tím hóa xanh  Nếu n < m: quỳ tím hóa đỏ

 Tác dụng với CaCO3 K2CO3 giải phóng CO2

2H2NRCOOH + Na2CO3  2H2NRCOONa + CO2 + H2O

3 Protit (lòng trắng trứng)

- Cho HNO3 đặc vào xuất kết tủa màu vàng đặc trưng - Cho Cu(OH)2 vào lòng trắng trứng tạo màu tím đặc trưng

Ví dụ 1: Phân biệt hợp chất nhóm sau phương

pháp hố học viết phương trình hố học a) Anilin dung dịch NH3

b) Anilin vaø phenol

(41)

Cho quỳ tím vào hai ống nghiệm chứa mẫu thử - Mẫu thử làm quỳ tím háo xanh NH3

- Mẫu thử khơng có tượng anilin

Chú ý: Bài tốn có cách giải thứ hai Cho nước brom vào hai mẫu thử

- Mẫu thử tạo kết tủa trắng anilin

C6H5NH2 + 3Br2  C6H2(Br)3NH2 + 3HBr

- Mẫu thử khơng có tượng NH3

b) Trích chất làm mẫu thử

Cho dung dịch HCl vào mẫu thử - Mẫu thử tan anilin

C6H5NH2 + HCl  C6H5NH3Cl - Mẫu thử không tan phenol

Ví dụ 2: Có bình nhãn đựng riêng biệt chất: methanol,

glyxerol, dung dịch glucozơ, dung dịch anilin Bằng phương pháp hóa họa nhận biết chất viết phương trình phản ứng xảy

Lời giải

Trích chất làm mẫu thử

Cho AgNO3 dung dịch ammoniac vào mẫu thử đun nhẹ

- Mẫu thử tạo kết tủa trắng bạc dung dịch glucozơ C6H12O6 + Ag2O AgNO / NH3  C

6H12O7 + 2Ag

Cho ba mẫu thử lại tác dụng với Cu(OH)2 , mẫu thử tạo dung dịch màu xanh glixerol

2C3H5(OH)3 + Cu(OH)2  [C3H5(OH)2O]2Cu + 2H2O Cho nước brom vào hai mẫu thử lại

- Mẫu thử tạo kết tủa trắng anilin

(42)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 107 - Mẫu thử lại metanol

Ví dụ 3: Giải thích tượng sau:

a) Khi làm nước đường, người ta thường cho lòng trắng trứng vào đun lên

b) Khi nấu canh cua, xuất gạch cua (nổi mặt nước canh) c) Sữa tươi để lâu bị vón cục, tạo thành kết tủa

Lời giải

Các tượng giải thích sau:

a) Khi đun nóng, lịng trắng trứng (protein) đông tụ lại tách khỏi dung dịch kéo theo chất bẩn có nước đường lên trên, ta vớt ra, lại nước đường tinh khiết

b) Khi đun nóng, gạch cua (protein) đông tụ lại, tách khỏi dung dịch lên

c) Sữa tươi để lâu ngày lên men làm đông tụ protein

Ví dụ 4: Dùng hóa chất, phân biệt dung dịch: long trắng

trứng, glucozơ, glxerol hồ tinh bột

Lời giải

Cho mẫu thử tác dụng với Cu(OH)2 mơi trường kiềm đun nóng:

- Mẫu thử không phản ứng hồ tinh bột - Mẫu thử tạo dung dịch màu xanh glyxerol - Mẫu thử tạo kết tủa đỏ gạch glucozơ

- Mẫu thử tạo màu tím đặc trưng lịng trắng trứng Cu(OH)2 phản ứng với nhóm peptit (CONH) cho sản phẩm có màu tím

(Các bạn tự viết phảnn ứng)

Ví dụ 5: Có dung dịch đựng lọ nhãn: lòng trắng trứng,

(43)

biết dung dịch

Lời giải

Nhỏ vài giọt dung dịch HNO3 vào mẫu thử - Mẫu thử tạo kết tủa màu vàng lòng trắng trứng

Giải thích phản ứng: gốc C6H4OH số nhóm amino axit protein phản ứng với HNO3 cho gốc mang nhóm NO2 có màu vàng

C6H4OH + 2HNO3  C6H2(NO2)2OH + 2H2O

Cho Cu(OH)2 vaøo chất lại

- Chất hịa tan Cu(OH)2 tạo dugn dịch màu xanh glyxerol 2C3H5(OH)3 + Cu(OH)2  [C3H5(OH)2O]2Cu + 2H2O

- Hai chất cịn lại khơng có tượng Cho iot vào hai mẫu thử lại

- Mẫu thử xuất màu xanh hồ tinh bột - Mẫu thử tượng xà phịng

Ví dụ 6: Tách hỗn hợp khí: CH3NH2; CH4; C2H4; C2H2

Lời giải

Dẫn hỗn hợp qua dung dịch AgNO3/NH3 C2H2 bị giữ lại, tạo kết tủa vàng

C2H2 + Ag2O AgNO / NH3  C2Ag2 + H2O

Lọc kết tủa cho tác dụng với HCl, thu C2H2 tinh khiết C2Ag2 + 2HCl  C2H2 + 2AgCl

Dẫn hỗn hợp khí lại qua nước brom dư, cho Zn vào thu C2H4 tinh khiết

C2H4 + Br2  C2H4Br2

(44)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 109 Cho hỗn hợp khí cịn lại tác dụng với dung dịch HCl, có CH3NH2 tác dụng, cịn CH4 khơng tác dụng ngồi tinh khiết Cho NaOH vào dung dịch thu CH3NH2 tinh khiết bay

CH3NH2 + HCl  CH3NH3Cl

CH3NH3Cl + NaOH  Ch3NH2 + NaCl + H2O

C CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu Công thức tổng quát amino axit no, mạch hở là:

A CnH2n + + mNm B CnH2n + – m(NH2)m

C CnH2n + 2Nm D CnH2n + –NH2

Câu Dung dịch metylamin có tác dụng với dung dịch muối sau

đây?

A Na2SO4 B KNO3 C NaCl D FeCl3

Câu Hợp chất sau amino axit?

A 2 2

2

HOOC CH CH CH COOH

| NH

   

B 3

2

CH CH COOH

| NH

 

C CH3 CH2 C NH2

O

  



D 2 2 2

2

NH CH CH CH COOH

| NH

   

Câu Hợp chất hữu (A) tác dụng với dung dịch NaOH tạo thành

amin bậc I muối (B) Nung (B) với vôi xút thu ankan đơn giản Công thức cấu tạo (A) là:

(45)

C CH3–COONH2(CH3)2 D CH3COONH3–CH2–CH3

Câu Amino axit (X) có cơng thức dạng: H2N–R(COOH)n Dung dịch chứa a mol (X) sau phản ứng vừa đủ với 0,04 mol HCl cần 0,12 mol NaOH để trung hòa sản phẩm Giá trị n là:

A B C D

Câu Trung hòa dung dịch chứa 0,2 mol X (H2N–R–COOH) KOH 35 gam muối khan Công thức cấu tạo X là:

A NH2–CH2–COOH B NH2–CH2–CH2–COOH

C NH2–C6H4–COOH D NH2–CH(CH3)–COOH

Caâu Trạng thái tính tan amino axit là:

A Chất rắn, khơng tan nước B Chất lỏng, không tan nước C Chất rắn, dễ tan nước D Chất lỏng, dễ tan nước

Câu Amino axit hợp chất hữu có chứa nhóm chức:

A Cacboxyl hiđroxyl B Hiđroxyl amino

C Cacboxyl vaø amino D Cacbonyl vaø amino

Câu Amino axit hợp chất sở xây dựng nên:

A Chất đường B Chất béo

C Chất đạm D Chất xương

Câu 10 C3H9O2N + NaOH  CH3NH2 + D + H2O Công thức cấu tạo D là:

A CH3COONa B CH3–CH2–COONH2

C H2N–CH2COONa D CH2(NH2)COOH

Câu 11 Thủy phân hợp chất:

H2N–CH2–CO–NH 2

2

CH CO NH CH CO NH CH COOH

| |

CH COOH CH C H

       

 

(46)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 111 thu amino axit sau đây?

A H2N–CH2COOH

(47)

Câu 12 Hợp chất amino axit sau dùng để điều chế nilon–7?

A Axzit –amino enantoic B Axit –amino caproic

C Caprolactan D Axit amino axetic

Câu 13 Hợp chất sau khơng lưỡng tính?

A Amoni axetat B Lizin

C p–aminophenol D Amino axetat metyl

Câu 14 Biết (A) hợp chất amin no đơn chức chứa C, H 23,7%N Số

đồng phân (A) là:

A B C D

Caâu 15 Cho dung dịch chất etilen, glicol, glucozơ, etanol, etanal

lịng trắng trứng Chỉ dùng hóa chất sau để nhận biết chất trên?

A Cu(OH)2/OH– B AgNO3/NH3

C Dung dòch HNO3 D Dung dòch KOH

Câu 16 Este (A) điều chế từ amino axit (B) rượu metylic Tỉ khối

hơi (A) so với hiđro 44,5 Đốt cháy hoàn toàn 8,9 gam (A) thu 13,2 gam CO2; 6,3 gam H2O 1,12 lít N2 (đktc) Cơng thức cấu tạo (A) là:

A H2N–CH2–COOCH3 B H2N–COOCH2CH3

C CH3COOCH2–NH2 D H2N–CH2–COOCH2CH3

Câu 17 Policaproamit (nilon–6) trùng hợp từ hợp chất sau đây?

A axit glutamic B axit –aminocaproic

C axit –aminocaproic C axit –aminoenantoic

Câu 18 Hợp chất (A) –amino axit Cho 0,1 mol (A) tác dụng vừa

đủ với 80 ml HCl 0,125 M, sau cạn dung dịch, thu 1,835 gam muối Phân tử khối (A) là:

A 147 ñvC B 149 ñvC

(48)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 113 Câu 19 Hợp chất (Y) –amino axit Cho 0,02 mol (Y) tác dụng

vừa đủ với 80 ml HCl 0,25M, sau cạn dung dịch thu 3,67 gam muối Mặt khác, trung hòa 2,94 gam (Y) lượng vừa đủ dung dịch NaOH, cô cạn dung dịch thu 3,82 gam muối Biết Y có cấu tạo không phân nhánh Công thức cấu tạo (Y) là: A HOOC–[CH2]2–CH(NH2)COOH

B HOOC–CH2–NH2 C H2N–CH2–CH2–COOH D HOOC–CH2–CH(NH2)COOH

Câu 20 Dung dịch chất sau khơng làm đổi màu quỳ tím?

A Axit 2–amino pentanñioic B Axit –amino añipic

C Axit lactic

D Axit –amino isovaleric

Caâu 21 Cho (X) laø 2

CH COONa

| NH

 Sơ đồ sau điều chế X

đúng?

A 2

2

CH COOH

|

NH HSO

 NaOH X HCl

 2

3

CH COOH

| NH Cl



B 2

2

CH COOH

| NH

 HCl M NaOH X

C 2

3

CH COONa

| NH Cl

 HCl T NaOH  X

D Cả A, B, C

Câu 22 Hãy chọn thuốc thử thích hợp để nhận biết dung dịch sau chứa

(49)

A AgNO3/NH3 B Cu(OH)2

C Na2CO3 D Quỳ tím

Câu 23 Một hợp chất (X) chứa nguyên tố C, H, O, N có MX = 89 đvC Khi đốt cháy mol (X) thu nước, mol CO2 0,5 mol N2 Biết X hợp chất lưỡng tính tác dụng với nước brom Cơng thức cấu tạo (X) là:

A H2N–CH=CH–COOH B CH2=CH(CH2)COOH

C CH2=CH–COONH4 D A, B, C sai

Câu 24 Hợp chất A (C, H, O, N) tác dụng với kiềm nóng thu chất

khí B làm xanh giấy quỳ tím ẩm Axit hóa dung dịch cịn lại thu đượ axit hữu có phân tử khối 74 Công thức cấu tạo A là:

A 3

2

CH CH COOH

| NH

  B CH3CH2COONH4

C HCOONH3CH2CH3 D B C

Câu 25 Hợp chất A (C, H, O, N) có M = 89 đvC Khi đốt cháy 0,1 mol

(A) thu 6,72 lít CO2 (đktc) 1,12 lít N2 (đktc) (A) làm màu nước brom hợp chất lưỡng tính Cơng thức cấu tạo (A) là:

A CH2=CH(NH2)COOHC B H2=CHCOONH4

C H2N–CH=CH–COOH D 2

2

H N C COOH

CH

 



Câu 26 Một amino axit có nhóm –NH2; nhóm –COOH có cơng thức phân tử C4H9O2N Số đồng phân amino axit là:

A B C D

Câu 27 Dung dịch A gồm HCl H2SO4 có pH = Để trung hịa hồn tồn 0,59 gam hỗn hợp amin no, đơn chức, bậc I (có số cacbon khơng q 4) phải dùng lít dung dịch A Công thức phân tử amin là:

(50)

  

3

2

CH CH CH COOH

| NH

C C3H7NH2 vaø CH3NH2 D C4H9NH2 vaø C3H7NH2

Câu 28 Đốt cháy hoàn toàn 6,2 gam amin no, đơn chức phải

dùng hết 10,08 lít oxi (đktc) Công thức phân tử amin no là:

A C2H5–NH2 B CH3–NH2

C C3H7–NH2 D C4H9–NH2

Câu 29 Khi đốt cháy hoàn toàn ami no đơn chức, khơng no có liên

kết đơi mạch cacbon, thu CO2 H2O theo tỉ lệ mol H O n :

CO

n = : Công thức phân tử amin là:

A C3H6N B C4H8N C C4H9N D C3H7N

Câu 30 Khi đốt đồng đẳng metylamin tỉ lệ thể tích

K = VCO2: VH O2 biến đổi theo số lượng nguyên tử cacbon phân tử?

A 0,4 < K < B 0,25 < K <

C 0,75 < K < D < K < 14,5

Câu 31 Đốt cháy hoàn toàn amin đơn chức chưa no có liên kết

 mạch cacbon, thu H2O CO2 theo tỉ lệ mol là: : Công thức phân tử amin là:

A C3H6N B C4H8N

C C4H9N D C3H7N

Bài 32 Amino axit Y có cơng thức H2N (CH2)n(COOH)m lấy lượng axit aminoaxetic (X) 3,82 gam Y Hai chất X Y có số mol Đốt cháy hồn tồn lượng X Y trên, thể tích oxi cần dùng để đốt cháy hết Y nhiều để đốt cháy hết X 1,344 lít (đktc) Cơng thức Y là:

A H2N–CH2–CH2–COOH B CH3–NH–CH2–COOH

(51)

Bài 33 Hợp chất X gồm nguyên tố C, H, O, N với tỉ lệ khối lượng

tương ứng : : : Biết phân tử X có nguyê tử nitơ Công thức phân tử X là:

A C3H8O2N2 B CH4ON2

C C3H8ON2 D C2H6O2N2

Bài 34 –amoni axetic X chứa nhóm –NH2 Cho 10,3 gam X tác dụng với HCl dư thu 13,95 gam muối khan Công thức cấu tạo thu gọn X là:

A H2NCH2CH2COOH B H2NCH2COOH

C CH3CH(NH2)COOH D CH3CH2CH(NH2)COOH

(Trích đề tuyển sinh Đại học khối A năm 2007 – 2008)

Bài 35 Khi đốt cháy hoàn toàn amin đơn chức X, thu 8,4 lít

khí CO2; 1,4 lít khí N2 10,125 gam H2O (các thể tích khí đo đktc) Công thức phân tử X :

A C3H7N B C2H7N

C C3H9N D C4H9N

(Trích đề tuyển sinh Đại học khối A năm 2007 – 2008)

D HƯỚNG DẪN GIẢI VAØ ĐÁP ÁN Câu Chọn A Hướng dẫn

Công thức CnH2n+2–m(NH2)m áp dụng cho amin no bậc I Từ công thức ankan, có thêm nguyên tử N, số nguyên tử H tăng thêm nguyên tử Vậy với amin no có m chức, m nguyên tử N có bậc bất kì: CnH2n+2+mNm với n, m  nguyên

Câu Chọn D Hướng dẫn

3CH3–NH2 + 3H2O + FeCl3  3CH3–NH3Cl + Fe(OH)3

(52)

H3C–CH3 C NH2

O

 

 (amit) amino axit

chức axit

Từ giả thiết xác định A muối amin bậc với axit axetic Chọn công thức cấu tạo A là: CH3COONH3–CH2–CH3

Câu Chọn B Hướng dẫn

NH2–R(COOH)n + HCl  ClH3N–R(COOH)n ClH3N–R(COOH)n + (n + 1)NaOH

 NH2–R(COONa)n + NaCl + (n + 1)H2O Từ giả thiết, ta có: a = 0,04

Theo phương trình: (n + 1) = 0,12

0, 04 =  n = Câu Chọn C Hướng dẫn

NH2–CH2–COOH + KOH  NH2–CH2–COOK + H2O (1)

Từ (1)  nH N R COOK2   = nX = 0,2 (mol)

Ta coù: MH N R COOK2   = 35

0, = 175 (ñvC)

 R + 99 = 175  R = 76 (C6H4–)

Công thức cấu tạo X: H2N–C6H4–COOH

Câu Chọn C Hướng dẫn

Amino axit muối amoni (muối nội) nên chất rắn dễ tan nước

Nhoùm cacboxyl (–COOH) Nhoùm cacbonyl (>C=O) Nhoùm amino (–NH2)

(53)

Câu 10 Chọn A Hướng dẫn

Theo sơ đồ phản ứng C3H9O2N có CTCT là:

3 3

CH C O NH CH

O

  



3 3

CH C O NH CH

O

  

 + NaOH  CH3COONa + CH3NH2 + H2O

Câu 11 Chọn D Hướng dẫn

Chú ý thủy phân peptit xảy đứt liên kết

peptit C N

| O H

taïo caùc amino axit

Khi trùng ngưng axit –amino enantoic

H2N–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–COOH nilon–7: (NH(CH )2 6 CO )n

Câu 13 Chọn C Hướng dẫn

Chú ý chất p–aminophenol H2N– –OH

Do nhóm NH2 đẩy electron nên làm giảm độ linh động H nhóm OH, nên tính axit trở nên yếu, không tác dụng với kiềm

A đơn chức nên công thức tổng quát A là: CnH2n+3N

 MA = 14n + 17 = 14.100

23, = 59  n =

Vậy cơng thức phân tử A là: C3H9N, có đồng phân

Chọn Cu(OH)2/OH– vào mẫu thử đun nóng

(54)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 119 – Glucozơ tạo dung dịch màu xanh thẫm, sau xuất kết

tủa đỏ gạch

– Etanal xuất kết tủa đỏ gạch

– Lòng trắng trứng tạo hợp chất nội phức màu tím – Etanol không tượng

Ta coù: MA = 44,5 × = 89 (đvC)

Ta có: mC = 3,6 (gam); mH = 0,7 (gam); mN = 1,4 (gam) mO = 8,9 – (3,6 + 0,7 + 1,4) = 3,2 (gam)

Lập tỉ lệ: x : y : z : t = 3, 12 :

0, :

3, 16 :

1,

14 = : :

 công thức nguyên (A) là: (C3H7O2N)n Mà MA = 89n = 89  n =  CTPT: C3H7O2N

Câu 17 Chọn B Hướng dẫn

Phản ứng:

H–NH–[CH2]5COOH t0

 [NH [CH ] CO ] n + nH2O

Axit -aminocaproic

Ta có: nHCl = 0,01 (mol) = nA phản ứng, nên A có nhóm –NH2 Gọi công thức A H2N–R(COOH)x

Phản ứng: H2N–R(COOH)x + HCl  ClH3N–R(COOH)x

(mol) 0,01 0,01

 MA = (1,835 : 0,01) – 36,5 = 147 (ñvC)

(55)

Phản ứng: H2N–R(COOH)x + HCl  ClH3N–R(COOH)x

(mol) 0,01 0,01

MY = (1,835 : 0,01) – 36,5 = 147 (ñvC)

H2N–R(COOH)x + xNaOH  H2N–R(COONa)x + H2O Cứ mol axit  mol muối khối lượng tăng: 23x– x = 22x (gam)

0,02 mol 3,82 – 2,94 = 0,88 (gam)

 x =

Suy ra, công thức tổng quát Y viết lại là: H2N–R(COOH)2 Mà, MY = 147  (16 + R + 90) = 147  R = 41 : C3H5

Vậy công thức cấu ạto Y là: HOOC–[CH2]2–CH(NH3)COOH

3

CH CH CH COOH

| |

CH CH

    3

3

CH CH CH COO

| |

CH CH



  

A 2

3 CH COOH | NH HSO NaOH   2 CH COONa | NH (X) HCl  2 CH COOH | NH Cl

B 2

3 CH COONa | NH Cl HCl 

 2

3 CH COOH |

NH Cl (M)

NaOH   2 CH COONa | NH (X)

C 2

3 CH COONa | NH Cl HCl 

 2

3

CH COOH

|

NH Cl (T)

 NaOH

2

CH COONa

|

NH Cl (X) 

HCOOH

2

CH COOH

| NH

 2 2

2

CH CH CH COOH

| |

NH NH

  

(56)

3

2

CH CH CH COOH

| NH

   2

2

CH CH COOH

| |

NH CH

 

3

3 NH |

CH C COOH

| CH

 

Phản ứng: CxHyOzNt  xCO2 + O2 t

2N2 + H2O

(mol) x t (mol) 0,5  x = 3, t =

MX = 36 + y + 16z + 14 = 89  16z + y = 39

Nghiệm hợp lí là: z = 2, y =  CTPT (X): C3H7O2N

A tác dụng với dung dịch Br2  A có nối đơi Muối amoni axit hữu chất lưỡng tính

CH3CH2COONH4 + NaOH t0

 CH3CH2COONa + NH3 + H2O

CH3CH2COONa + H2SO4  CH3CH2COOH + NaHSO4

2 N A 0,3 Soá C =

0,1 2n

Soá N =

n         

3 y C H O N

M = 89  y =

Vậy, công thức phân tử (Y) là: C3H7O2N

Amino axit có CTPT C4H9O2N có nhóm –NH2 goàm:

2 2

2

H N CH CH COOH

| NH

   ; CH3 – CH – CH2 – COOH

;

(57)

Theo đề, pH =  [H+] = 10–2 = 0,01M

Soá mol H+ có lít dung dịch A: nH+ = 0,01.1 = 0,01 mol

Amin đơn chức, no, bậc I tác dụng với axit (H+): n 2n

C H  N + H+  C Hn 2n 3NH 

(mol) 0,01 0,01

Phân tử khối trung bình: 0, 59

0, 01 = 59

 14n + 17 = 59  n = 

2

n

  

  Hai amin có cơng thức cấu tạo:

CH3–CH2–NH2 vaø CH3–CH2–CH2–CH2–NH2

Gọi CTPT amin no, đơn chức là: CnH2n+3N

CnH2n+3N + 6n

2 

O2  nCO2 + 2n

2 

H2O +

2N2

Ta coù: namin = 6,

14n17 (mol)

Vaø nOxi = 6,

1417 6n

4 

= 10, 08

22, = 0,45 (mol)  n = công thức phân tử amin là: CH3–NH2

Gọi công thức phân tử amin đơn chức, không no là: CnH2n+2a+1N Với a = Phản ứng cháy là:

CnH2n+1N O2 nCO2 + 2n

2 

H2O +

(58)

tuanthuybook@gmail.com: ÑT: 0937277023 123 2n

2n 

=

8  n =  C4H9N

Phản ứng:

CnH2n+3N O2 nCO2 + 2n

2 

H2O

Ta có tỉ lệ: K = 2.n

2n3

Khi n nhỏ k =

23 = 0,4 Khi n lớn k 

Vaäy 0,4 < K <

Công thức tổng quát amin đơn chức, có liên kết  mạch cacbon: CnH2n+1N

Phản ứng: CnH2n+1n O2 nCO2 + (n + 1

2)H2O

Theo đề bài, ta có: n

2 n 

=

8  9n = 8(n +

1 2)  n = 4, amin là: C4H9N

Bài 32 Chọn D Bài 33 Chọn A

Bài 34 Chọn D Hướng dẫn

Phản ứng: (HOOC)n–R–NH2 + HCl (HOOC)n–R–NH3Cl

Ta coù:

n

(HOOC) R NH

n   = nHCl = 13, 95 10,

36, 

= 0,1 (mol)



n

(HOOC) R NH

M   = 45n + R +16 = 10,

0, = 103

(59)

  

3

2

CH CH CH COOH

| NH Vậy công thức cấu tạo X là:

Bài 35 Chọn C Hướng dẫn

Ta coù nC = CO

n = 8,

22, = 0,375 (mol); nN =

1,

11, = 0,125 (mol)

Vaø nH = H O

2n = 10, 125

18 x = 1,125 (mol)

Gọi công thức amin là: CxHyN

(60)

tuanthuybook@gmail.com: ÑT: 0937277023 125 (CH2 CH )n

| Cl

NCH2 C ] nnH O2 |

H O

Chương IV POLIME VAØ VẬT LIỆU POLIME A KIẾN THỨC CẦN NHỚ

Bài ĐẠI CƯƠNG VỀ POLIME I Định nghĩa, phân loại danh pháp

Polime (hợp chất cao phân tử) hợp chất có phân tử khối lớn do nhiều đơn vị nhỏ gọi mắt xích (monome) liên kết với tạo nên

2 Phân loại

a) Theo nguồn gốc:

– Polime thiên nhiên: có nguồn gốc tự nhiên như: cao su, xenlulozơ,… – Polime tổng hợp: người tổng hợp nên như: polietilen, nhựa,

phenol fomanñehit

– Polime nhân tạo hay bán tổng hợp: chế biến phần polime

thiên nhiên xenlulozơ trinitrat, …

b) Theo cách tổng hợp:

– Polime trùng hợp – Polime trùng ngưng

Ví duï: nCH2=CH2 xt,t ,po

 (–CH2–CH2–)n : trùng hợp nCH2= CH

| Cl

o xt,t ,p

 : trùng hợp

nH2N–CH2–COOH o xt,t ,p

 [ : trùng ngưng

c) Theo cấu trúc:

+) Cấu trúc hình học

(61)

(CH2 CH )n | Cl

C C

O O

n

CH2 CH CH CH2

n

CH2 CH  Mạch không gian

+) Cấu trúc khoâng gian:

 Polime mạch no: (cùng hướng, luân phiên, vơ trật tự )

 Polime mạch không no: (điều hòa dạng cis, điều hòa dạng trans dạng không điều hòa)

3 Danh pháp

a) Tên polime xuất phát từ tên monome tên loại hợp chất cộng thêm tiền tố poli

Ví dụ: –(CH2–CH2)–: polietilen ; (C6H5O5)n: polisaccarit

b) Nếu monome có nhóm thể có hai monome tạo nên polime tên monome phải để ngoặc đơn

Ví dụ: : Poly (vinyl clorua)

: Poly (terephthalaldehyde)

: Poly (buta-1,3-ñien stiren)

c) Một số polime có tên riêng: (tên thơng thường)

 (–CF2– CF2–)n : teflon

 (–NH–(CH2)5–CO–)n : nilon–6

II TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Do cấu trúc phân tử polime lớn khơng đồng hồn tồn nên: - Polime có nhiệt độ nóng chẩy khơng ổn định, khơng bay

khoù tan

(62)

tuanthuybook@gmail.com: ÑT: 0937277023 127 (CH2 CH )n

| OH (CH2 CH )n

3 |

OCOCH



OH

CH2 CH

n

CH=CH2

III TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1 Phản ứng giữ nguyên mạch polime

+ Phản ứng thế: C2nH3nCl2 + xCl2  C2nH3n–xCln + x + xHCl PVC tơ clorin (PVC clo hóa)

+ Phản ứng cộng: (C5H8)n + xHCl  C5nH8n + xClx

(cao su thiên nhiên) (cao su hiđroclo)

+ Phản ứng thuỷ phân:

+ nCH3COOH

Poli (vinyl axetat) poli(vinyl ancol)

2 Phản ứng phân cắt mạch polime

+) Phản ứng thuỷ phân:

(C6H10O5)n + nH2O H

 nC6H12O6

[– HN–(CH2)5–CO]n + nH2O H

 nH2N–(CH2)5–COOH

(nilon–6) (Axit –amino caproic)

+) Phản ứng đepolime hoá:

300 C0  n (polistiren) (stiren)

3 Phản ứng tăng mạch polime

– Lưu hóa cao su – Đun rezol (với kiềm)

IV Điều chế polime

1 Phản ứng trùng hợp

– Trùng hợp trình cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ không

(63)

lớn (polime) có khối lượng phân tử cao

– Nếu từ loại monome gọi trùng hợp thường

– Nếu từ nhiều loại monome gọi đồng trùng hợp

– Điều kiện: cấu tạo cua monome tham gia phản ứng trùng hợp

trong phân tử phải có liên kết bội

2 Phản ứng trùng ngưng

– Trùng ngưng trình kết hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ (monome) thành phân tử lớn polime, đồng thời loại phân tử nhỏ (như H2O, HCl,…)

Hoặc phát biểu: trùng ngưng trình ngưng tụ liên tiếp nhiều

phân tử nhỏ thành phân tử lớn

– Điều kiện: Trong phân tử monome đem tham gia phản ứng trùng

ngưng phải có nhóm chức có khả phản ứng

– Nếu phân tử có nhóm chức phản ứng trùng ngưng tạo polime mạch khơng nhánh

– Nếu phân tử có nhóm chức phản ứng trùng ngưng tạo polime mạch khơng gian

Ví dụ:

 nH2N–(CH2)6–(COOH)  (–HN–(CH2)6–CO–)n + nH2O

(axit –amino enantoic) tô enang (nilon–7)

 nHOOC–(CH2)4–COOH + nH2N– (CH2)6–NH2 

(axit añipic) (hexametylen ñiamin)

 (–CO–(CH2)4–CO–NH–(CH2)6–NH–)n + 2nH2O

(nilon –6,6)

§2 VẬT LIỆU POLIME I CHẤT DẺO

(64)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 129 (CH2 CH )n

| Cl

biến dạng chịu tác động nhiệt áp lực bên giữ biến dạng triệt tiêu lực tác dụng

– Thành phần chất dẻo: polime, chất hóa dẻo, chất độn,

chất phụ gia…

– Tính chất vật lí chất dẻo thay đổi mục đích sử dụng chất

2 Một số hợp chất polime dùng làm chất dẻo

a) Polime (PE): chất dẻo mềm, dùng làm màng mỏng, vật liệu điện

nCH2=CH2 xt, t , p0

(–CH2–CH2–)n

 Điều kiện phản ứng: 2–3 atm, xt  o

nc

t >1410C  Điều kiện phản ứng:  1000 atm, xt  o

nc

t : 110  1250C

b) Poli (vinyl clorua) (PVC): laø chất rắn vô định hình, cách điện tốt,

bền với axit, làm ống dẫn nước, vải che mưa, … nCH2 CH

| Cl

xt, t , p0

c) Poli (metyl metacrilat) (thuỷ tinh hữu cơ): chất rắn không màu,

trong suốt nên gọi thuỷ tinh hữu

nCH2=

3 CH

|

CCOOCH xt, t , p0

3 CH | (CH2 CH )n

3 |

COOCH

d) Nhựïa phenol – fomanđehit:

– Nếu dư phenol xúc tác axit

(nhựa novolac)

(65)

(nhựa zerol)

– Rezol nóng chảy để nguội thành rezit (nhựa Bakelite)

3 Khái niệm vật liệu compozit

Vật liệu compozit vật liệu hỗn hợp gồm hai thành phần vật liệu phân tán vào mà không tan vào

II TƠ TỔNG HỢP VAØ TƠ NHÂN TẠO 1 Định nghĩa

Tơ polime hình sợi dài mảnh với độ bền định

2 Phân loại

a) Tơ thiên nhiên: Là loại tơ có sẵn thiên nhiên như: bơng, len,

tơ tằm,…

b) Tơ hóa học: Là tơ chế tạo phương pháp hóa học: Gồm

hai loại:

+ Tơ tổng hợp: tơ sản xuất từ polime tổng hợp như: tơ

poliamit, tô polieste

+ Tơ bán tổng hợp (tơ nhân tạo): loại tơ xuất phát từ polime

thiên nhiên được chế biến thêm đường hóa học như: tơ visco, tơ axetat, tơ đồng–amoniac

3 Vài loại tơ tổng hợp thường gặp

a) Tô nilon–6,6

nH2N–(CH2)6–NH2 + nHCOO–(CH2)4–COOH xt, t , p0

 –(HN–(CH2)6–NH–CO–(CH2)4–CO)n– + 2nH2O

(nilon –6,6)

(66)

H2C CH2 HOOC COOH

C C

O

O n

-O-CH2-CH2-O

– Tơ nilon–6,6 dùng để dệt vải may mặc, vải lót xăm lốp xe, làm dây cáp, đan lưới,

b) Tô capron:

2

CH CH C O

/ nCH \

CH CH N H

  

  

xt, t , p0 [NH(CH )2 5CO ]n

(caprolactam) (capron)

– Tơ capron loại tơ khác mà cấu tạo có nhiều nhóm –CO–NH– gọi tơ poliamit

c) Tơ polieste: loại tơ chế tạo từ polieste (lapsan)

n + n xt, t , p0 OH OH



Tơ lapsan có ưu điểm tơ poliamit tương đối bền nhiệt

d) Tơ nitron (hay olon): Tơ tổng hợp từ vinyl xianua (hay

acrilonitrin)

0 xt,t

nCH CH (CH2 CH )n

| |

CN CN

(arilonnitrin) (poliacrilonitrin)

Tơ nitron dùng đan áo rét dệt vải may quần áo ấm

III CAO SU THIÊN NHIÊN VAØ CAO SU TỔNG HỢP 1 Định nghĩa

– Cao su loại vật liệu polime có tính đàn hồi

– Có loại cao su: cao su thiên nhiên cao su tổng hợp

(67)

CH2 C CH CH2

CH n

C CH CH2 C

H2

CH2 C CH CH2

CH3 n

 

 

 

  

 

 

2

3 n

CH CH

\ /

C C

/ \

CH H

CH2 CH CH2 CH CH CH2

n a) Cấu trúc:

– Đun nóng cao su thiên nhiên 250  3000C thu isopren –C5H8;

cao su thieân nhiên polime isopren

– Các mắt xích isopren dạng cis

b) Tính chất ứng dụng:

– Cao su thiên nhiên có tính đàn hồi, khơng dẫn điện, khơng dẫn nhiệt, khơng thấm khí nước, khơng tan nước, etanol, axeton tan xăng benzen

– Duøng làm vật liệu cách điện, vật dụng cao su

3 Cao su tổng hợp

Được điều chế từ monome phản ứng trùng hợp

a) Cao su buna:

nCH2=CH–CH=CH2 Na,t ,p0

 (–CH2–CH=CH–CH2–)n

(buta–1,3–ñien) (poli buta–1,3–ñien)

(Cao su buna)

b) Cao su buna–S

CH2=CHCH=CH2 + C6H5CH=CH2 xt, t , p0

c) Cao su isopren:

(68)

CH2–CH–

O

(isopren) (poli isopren)

IV KEO DAÙN 1 Định nghóa

Keo dán (keo dán tổng hợp keo dán tự nhiên) loại vật liệu có khả kết dính mảnh vật liệu giống khác mà không làm biến chất vật liệu kết dính

2 Phân loại

a) Theo chất hóa học

+ Keo dán hữu cơ: hồ tinh bột, keo epoxit… + Keo dán vô cơ: thủy tinh lỏng, matit vơ cơ,…

b) Theo dạng keo:

+ Keo lỏng: hồ tinh bột, cao su xăng,… + Keo nhựa dẻo: matit vô cơ, matit hữu cơ,… + Keo rắn dạng bột hay mỏng

3 Vài loại keo dán tổng hợp thông dụng

a) Keo dán epoxit:

Polime làm keo dán có nhóm epoxit Keo dán epoxit thơng dụng điều chế từ epiclohiđrin ,…

b) Keo dán urefomanđehit:

Keo dán urefomanđehit sản xuất từ poli (urefomanđehit) Poli (urefomanđehit) đơn giản phải điều chế từ ure fomanđehit môi trường axit

nH2N–CO–NH2 + nHCHO H ,t

 nH2N–CO–NH–CH2OH

(Monometylolure)

0 H ,t

 (–NH–CO–NH–CH2–)n + nH2O

Poli (urefomanñehit)

CH2–CH–CH2Cl

(69)

4 Vài loại keo dán tự nhiên

a) Nhựa vá săm: cao su tự nhiên dung môi hữu để nối

đầu săm chổ thủng săm

b) Hồ tinh bột: Cho nước vào hồ tinh bột khuấy đun nhẹ ta

được hồ tinh bột

B PHƯƠNG PHÁP GIẢI TỐN

Vấn đề 1: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH PHẢN THEO CHUỖI PHẢN ỨNG

 Nắm vững tính chất polime

 Khi viết phản ứng phải ý đến điều kiện phản ứng  Mỗi mũi tên phản ứng

Ví dụ 1: Người ta điều chế cao su cloropren từ khí thiên nhiên nhờ

giai đoạn phản ứng a) Viết phương trình phản ứng

b) Tính xem để điều chế cao su cloropren cần bao

nhiêu m3 khí thiên nhiên, biết khí thiên nhiên chứa 95%

metan? Hiệu suất giai đoạn phản ứng đạt 90%

Lời giải

a) 2CH4 tách nhanh, làm lạnh nhanh1500 C0  CHCH + 3H2 (1)

2CHCH NH Cl, CuCl4  HCC–CH=CH2 (2)

HCC–CH=CH2 + HCl xt H2C=C(Cl)–CH=CH2 (3)

nCH2=C(Cl)–CH=CH2 xt, t , p0

2

n

CH C CH CH

| Cl

   

 

 

 

(4)

b) Từ (1), (2), (3) (4) ta thấy:

(70)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 135 Hiệu suất giai đoạn 90% nên khối lượng cao su thực tế thu là:

88,5 × (0,9)4 = 58,06 (kg)

Thể tích khí thiên nhiên cần dùng để có 1000 kg cao su là: 44,8 1000 100

58,06 95

 

 = 812,22 (m

3 )

Ví dụ 2: Viết phương trình phản ứng điều chế cao su: buna–S, buna–N

và đồng trùng hợp vinyl clorua với vinyl axetat

Lời giải

Người ta dùng phương pháp đồng trùng hợp để điều chế polime trên:

a) n(CH2=CH–CH=CH2) + nCH2=CH

0 p, t , Na

 (–CH2–CH=CH–CH2– 2 n

6

CH CH )

| C H

 

b) n(CH2=CH–CH=CH2) + nCH CH2

| CN



0 p, t , xt

 –(CH2–CH=CH–CH2–CH CH2 )n

| CN

 

c) nCH2 CH

| Cl

 + nCH2 = CH–OCOCH3

0 p, t , xt

 – 2 2 n

3

(CH CH CH CH )

| |

Cl OCOCH

   

Ví dụ 3: Viết phương trình phản ứng (ghi rõ điều kiện) thực

dãy chuyển hóa sau:

A t0 B

(71)

Cho biết E rượu etylic, G H polime

(Trích đề thi tuyển sinh Đại học khối B, năm 2003)

Lời giải

Các phương trình phản ứng dãy chuyển hóa là: 1) 2CH4 tách nhanh, làm lạnh nhanh1500 C0  C2H2 + 3H2

(A) (B)

2) C2H2 + H2 Pd/ PbCO3 C2H4

(X) (C)

3) C2H2 + H2O HgSO , 80 C4 CH3CHO

(Y) (D)

4) CH3CHO + H2 Ni C2H5OH

(E) 5) C2H4 + H2O H SO2 4 C2H5OH

6) 2C2H5OH

0 Al O / ZnO

450 C

 CH2=CH–CH=CH2 + H2 + 2H2O

(F)

7) nCH2=CH–CH=CH2 p, t , Na0

 (–CH2=CH–CH=CH2–)n

(G) 8) C2H5OH H SO đặc,170 C2 CH2=CH2 + H2O 9) nCH2=CH2 xt, t ,p0 (–CH2–CH2–)n

(H)

Ví dụ 4: Viết cơng thức cấu tạo ấtt dẫn xuất benzen có

công thức phân tử C8H10O, không tác dụng với NaOH Trong số dẫn xuất đó, chất thỏa mãn điều kiện sau:

(72)

tuanthuybook@gmail.com: ÑT: 0937277023 137 CH2 CH3

OH

O CH3

CH3

CH2 CH

n

CH2 CH

COOCHn 3

Lời giải

Vì dẫn xuất không tác dụng với NaOH nên chúng rượu ete, khơng thể phenol

C6H5–CH2–CH2OH ; C6H5–CH(OH)–CH3 ;

(1) (2) (3)

C6H5–OCH2–CH3 ; C6H5–CH2–O CH3 ;

(4) (5) (6) Các đồng phân (1) (2) thỏa mãn đề ra:

C6H5–CH2–CH2OH

C6H5–CH=CH2 trùng hợp



C6H5–CH(OH)–CH3

Ví dụ 5: Viết phương trình hóa học biểu diễn trình chuyển đổi

theo sơ đồ sau:

1,1ñiclopropan NaOH

 A  B AgNO / NH3  C H SO2 Cl2 

D NaOH

 E  CH3CH(OH)COOH H SO2 H SO đặc2  F

CH OH 

 G  polime

Lời giải Sơ đồ trình chuyển đổi:

CH3CH2CHCl2

0 NaOH, t 

 CH3CH2CHO  AgNO / NH3

CH3CH2COONH4  CH3CH2COOH H SO2 Cl2 

CH3CH(Cl)COOH NaOH

 CH3CH(OH)COOH  H SO2

CH3CH(OH)COOH H SO đặc2  CH2=CHCOOH CH OH3 

(73)

CH2 CH

CH2-OCOCH3 n

CH2 CH COOCHn 3

Ví dụ 6: Cho sơ đồ phản ứng sau:

B O , Mn2 2+ C D, H , t+ E xt, t0 

H2O, Hg2+, H+, t0 A C, Hg2+, H+

 F xt, t0

 G H O, H , t2 +  H

+ HCN

I H O, H , t2 +  K L, H+  M xt, t0 

Lời giải

Công thức cấu tạo chất sơ đồ là:

A: CH  CH B: CH3CHO C: CH3COOH

D: CH2=CHCH2OH E: CH2=CHCH2OCOCH3

F: CH2=CHOCOCH3 G: [CH2CH(OCOCH3)]n

H: [CH2CH(OH)]n I: CH2=CHCN

K: CH2=CHCOOH L: CH3OH

M: CH2=CHCOOCH3

Vấn đề 2: TÌM CƠNG THỨC PHÂN TỬ  ĐIỀU CHẾ VAØ PHÂN BIỆT POLIME

- Sử dụng phản ứng: trùng hợp, đồng trùng hợp, trùng ngưng đồng trùng ngưng để điều chế

- Căn vào cấu tạo polime mà suy công thức phân tử tính chất polime

(74)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 139

C CH

CH3

CH3 CH3

n CH2 CH

OH n

CH2 CH

CH3 n

hai sơ đồ phản ứng điều chế thành loại hợp chất cao phân tử theo phản ứng trùng hợp trùng ngưng Viết phản ứng hố học

Lời giải

Thành phần bột gỗ xenlulozơ

+) Từ xenlulozơ tạo thành cao su buna theo sơ đồ chuyển đổi sau:

(C6H10O5)n H O, H2 + C

6H12O6 0 enzim 30 - 35 C

C2H5OH

2 Al O / ZnO

450 C

CH2=CHCH=CH2

0 p, Na, t

 (CH2CH=CHCH2)n

+) Từ xenlulozơ tạo thành nhựa phenolfomanđehit theo sơ đồ phản ứng sau:

(C6H10O5)nH O, H2 +  C

6H12O6 0 enzim 30 - 35 C

 C2H5OH men giaám 

CH3COOH NaOH CH3COONa NaOH vôi xút, t



CH4Cl , askt2  CH3Cl NaOH CH3OH CuO  HCHO

CH4

0 1500 C taùch nhanh, làm lạnh nhanh

 C2H2

0 than hoạt tính, 600 C

 C6H6

2 Cl , boät Fe 

C6H5Cl NaOH, C6H5OH

Sau cho HCHO tác dụng với C6H5OH

Ví dụ 2: Ba polime A, B C có cấu tạo sau:

; ;

Hãy điều chế A từ isopentan điều chế B, C từ axetilen Viết phương trình hóa học để minh họa (các chất vô cần thiết coi có đủ)

Lời giải Sơ đồ điều chế polime:

(75)

CH2 CH

CH3 n

C

H3 CH CH2 CH3

CH3 H3C CBr CH2 CH3

CH3 C

H3 COH CH2 CH3

CH3

C

H3 C CH CH3

CH3 C CH

CH3

CH3 CH3

n

CH2 CH OCOCHn 3

CH2 CH OCOCH3

n

CH2 CH

OH n

CH2 CH

O

CO CH3 CH2 CH

CO OCH3 n Br2 askt   NaOH, t 



0 H SO đặc

170 C 



n p, xt, t0 

+) Điều chế B từ axetilen CH  CH  CHHgSO , 80 C4

3CHO 22 O Mn



 CH3COOH  CH CH  CH3COOCH=CH2

nCH3COOCH=CH2

0 p, xt, t



+ NaOH t0

 + nCH3COOH

+) Điều chế C từ axetilen: CH  CH  CHHgSO , 80 C4

3CHO 20 H Ni, t



 C2H5OH 30 Al O / ZnO

450 C

 C4H6

0 H Ni, t



 C4H10  Ccrackinh 3H6 nCH3CH=CH2

0 p, xt, t



Ví dụ 3: Đơn phân tạo polime sau:

(76)

CH2 CH OCOCH3

n

CH2 CH

OCOCH3

n

Lời giải a) nCH2=CHCOOCH3

0 p, xt, t



b) nCH3COOCH=CH2

0 p, xt, t



Ví dụ 4: Khi đốt cháy loại polime thu khí CO2 H2O với tỉ lệ số mol : Hỏi polime thuộc loại số polime sau: poli(vinyl clorua); polietilen; tinh bột; protein? Tại sao?

Lời giải

- Khi đốt cháy loại polime cho số mol CO2 số mol H2O

polime polietilen

- Protein, poli(vinyl clorua) đốt cháy cho sản phẩm khác

ngoài CO2 H2O

- Tinh bột đốt cháy cho số mol CO2 số mol H2O khơng

nhau

Ví dụ 5: Hãy viết sơ đồ điều chế cao su butađien từ ba loại nguyên

lieäu khác có sẵn thiên nhiên

Lời giải

a) Đi từ dầu mỏ:

Dầu mỏ crackinh C4H10 crackinh C2H6 Cl , askt2  C2H5Cl NaOH loãng, t0

 C2H5OH

0 Al O / ZnO

450 C

C4H6

0 p, Na, t

 (CH2CH=CHCH2)n

(77)

CaCO3 900 C0

 CaO

C 2000 C



 CaC2H O2  C2H2 HgSO , 80 C4

CH3CHO

0 H Ni, t



 C2H5OH

0 Al O / ZnO

450 C

 C4H6

0 p, Na, t

 (CH2CH=CHCH2)n

c) Đi từ tinh bột, xenlulozơ

(C6H10O5)n H O2

H 

 C6H12O6

enzim 30 35 C

 C2H5OH

0 Al O / ZnO

450 C

C4H6

0 p, Na, t

 (CH2CH=CHCH2)n

Ví dụ 6: Viết phương trình điều chế tơ capron tơ enang từ

amino axit tương ứng Tại hai loại tơ không bền môi trường axit kiềm

Lời giải

+) Điều chế tơ capron tư mono me caprolactam:

2

CH CH C O

/ nCH \

CH CH N H

  

  

p, xt, t0

 [NH(CH )2 5CO ]n

+) Điều chế tơ enang: sản phẩm trùng ngưng axit -aminoenantoic

nH2N–(CH2)6–COOH p, xt, t0

 [NH(CH2)6CO]n + nH2O Các loại tơ thuộc loại tơ poliamit, có nhóm CONH nên bị kiềm axit phá hủy phản ứng thủy phân môi trường axit (tạo muối amoni axit hữu cơ) môi trường kiềm (tạo amin muối axit hữu cơ) Kết mạch polime bị cắt liên kết CONH

Ví dụ 7: Từ amino axit có cơng thức phân tử C3H7NO2, viết phương

trình hóa học phản ứng tạo thành loại polime khác

Lời giải

(78)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 143 H2N(CH2)2COOH ; CH3CH(NH2)COOH ; CH3NHCH2COOH Phương trình phản ứng tạo loại polime khác nhau:

nH2N(CH2)COOH  [HN(CH2)2CO]n + nH2O p, xt, t0

nCH3CH(NH2)COOH  [NHCH(CH3)CO]n + nH2O p, xt, t0

nCH3NHCH2COOH p, xt, t0

 [N(CH3)CH2CO]n + nH2O

Ví dụ 8: Làm để phân biệt lụa sản xuất từ tơ nhân tạo

và tơ thieân nhieân?

Lời giải

Lấy thứ lụa đem đốt Khi đốt tơ thiên nhiên (tơ tằm, len) cho mùi khét, tơ nhân tạo (tơ visco, tơ xenlulozơ axetat) không cho mùi khét

Vì dụ 9: Đốt cháy hồn tồn 8,7 gam amino axit A (axit đơn chức)

thu 0,3 mol CO2, 0,25 mol H2O 1,12 lít (đktc) khí trơ a) Xác định cơng thức cấu tạo A

b) Viết phương trình hố học phản ứng tạo polime A

Lời giải

a) Gọi công thức phân tử amino axit (axit đơn chức) là: CxHyO2Nt Ta có:

2 N

1,12

n = = 0,05 (mol)

22,4 Phản ứng:

CxHyO2Nt + x + y -

4

 

 

 O2  xCO2 +

y

2H2O +

t

2N2

(mol) 0,3 0,25 0,05

mO = 8,7  (0,3 × 12 + 0,5 × + 0,05 × 28) = 3,2 (gam) nO = 0,2 (mol) Lập tỉ lệ: x : y : : t = 0,3 : 0,5 : 0,2 : 0,1 = : : :

(79)

144

n COOH CH CH NH2

n COOH

C CH2

NH2

NH2 C C O

CH2 n

C

H2 C COOH

CH3

C

H3 CH CH2

CH3

OH

H2C CH

CH3 CH3 C

H2 C COOH

CH3

C

H2 C

COOCH2-CH(CH3)-CH3

CH3 H2C C

COOCH2-CH(CH3)-CH3

Công thức cấu tạo A: H2NCH=CHCOOH (1) CH2=C(NH2)COOH (2) b) Phản ứng tạo polime

(1) nH2NCH=CHCOOH trùng hợp



nH2NCH=CHCOOH trùng ngưng

 (NHCH=CHCO)n + nH2O

(2) nCH2=C(NH2)COOH trùng hợp



nCH2=C(NH2)COOH trùng ngưng

 + nH2O

Ví dụ 10:

a) Viết phương trình hóa học phản ứng điều chế poli(isobutyl metacrilat) từ axit rượu tương ứng

b) Khi đốt cháy 1V hiđrocacbon A cần 6V khí O2 tạo 4V khí CO2 Viết phương trình hóa học phản ứng trùng hợp chất A để tạo polime

a) Phản ứng điều chế poli(isobutyl metacrilat)

Lời giải

+ H SO đặc2 

(80)

CH2 CH C2H5

n

CH CH

CH3 CH3

n

C

H2 C CH3 CH3

CH2 C

CH3 CH3

n n 

b) Phản ứng đốt cháy CxHy

CxHy + x y

4

 



 

 O2  xCO2 +

y

2H2O (1)

1V x y

4

 



 

 V xV

1V 6V 4V Từ (1)  x = ; y =

Công thức phân tử A: C4H8

Các sản phẩm trùng hợp đồng phân C4H8: nCH2=CHCH2CH3 p, xt, t0



nCH3CH=CHCH3  p, xt, t0

n p, xt, t0 

Vấn đề 3: CÁCH VIẾT PHẢN ỨNG TRÙNG HỢP VAØ TRÙNG NGƯNG

– Bẻ monome R–CH=CH–R’ cho thành CH CH

| |

R R

(81)

– Bẻ gẫy liên kết  hai phía tạo thành mắt xích polime laø CH CH | | R R     II VÍ DỤ ÁP DỤNG

Ví dụ 1: Viết phản ứng tạo polime từ monome sau:

a) CH3–CH=CH2 b) CH3–CH=CH–CH3

c) CH2=CH–COO–CH3 d) 2 3

3

CH C COO CH

| CH

  

e) CH3COO–CH=CH2 f) CH2=CH–CN

Lời giải

a) 2 xt, t , p0 n

3

2

nCH CH ( CH CH )

| |

CH CH

    

b) xt, t , p0

2 n

3 3

nCH CH ( CH CH )

| | | |

CH CH CH CH

    

c) 2 xt, t , p0 2 n

3

nCH CH ( CH CH )

| |

COOCH COOCH

    

d)

3

xt, t , p

2 n

3

COOCH COOCH

| |

nCH C ( CH C )

| |

CH CH

    

e) xt, t , p0

2 n

3

nCH CH ( CH CH )

| |

OOCCH OOCCH

    

f) nCH2 CH xt, t , p0 ( CH2 CH )n

| |

CN CN

    

Ví dụ 2: Viết phương trình phản ứng trùng ngưng monome sau:

(82)

(83)

Lời giải

a) nNH2–CH2–COOH p, xt, t0

 (–NH–CH2–O–)n + nH2O

b) nHO–CH2–CH2–COOH p, xt, t0

 (–O–CH2–CH2–CO–)n+ nH2O

c) nHO–CH2–CH2–OH p, xt, t0

 (–O–CH2–CH2–)n + nH2O

Ví dụ 3: Este axit maleic không cho phản ứng trùng hợp,

nhưng cho phản ứng đồng trùng hợp Viết phản ứng đồng trùng hợp đietylmaleat với stiren

Lời giải

Công thức cấu tạo đietylmaleat: C2H5OOC–CH=CH–COOC2H5 Phản ứng đồng trùng hợp:

2

2 5

nCH CH nCH CH

| | |

C H OOC COOC H C H

   xt,t ,p0

2 5 n

HC CH

| |

C H OOC COOC H

  

 

 

 

Ví dụ 4: A hợp chất hữu có cơng thức C6H11ON Biết A có mạch khơng phân nhánh A không làm màu nước brom, A cho phản ứng trùng hợp tạo polime B

Xác định CTCT A, B Đọc tên A, B

Lời giải

CTCT (A) laø: CH2 CH2 CH2

2

NH

CH CH C

O

 

(B) laø (–NH–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CO–)n

tơ capron

Thật

2 2

CH CH CH

2

NH

CH CH C

O

 

0 t ,p

(84)

tuanthuybook@gmail.com: ÑT: 0937277023 149 CH2 CH CH2 CH

Cl OCOCH3

n

CH2 CH CH2 F

C CH3

COOCH3

n * Lưu ý:

Đây phản ứng trùng hợp không diễn theo kiểu bẻ gãy liên kết , mà bẻ gãy liên kết peptit –CO–NH–, liên kết bền

Ví dụ 5: Viết phản ứng đồng trùng hợp monome sau:

a) CH2=CHCH=CH2 vaø CH2=CHCN b) CH2=CHCl vaø CH2=CHOCOCH3 c) CH2=CHF vaø CH2=C(CH3)COOCH3

Lời giải

nCH2=CHCH=CH2 + nCH2=CH(CN) 

 (CH2CH=CHCH2CH2CH(CN)]n b) nCH2=CHCl+nCH2=CHOCOCH3 

nCH2=CHF + nCH2=C(CH3)COOCH3 

C CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu Khi trùng ngưng axit aminoaxetic thu m gam polime 10,8

gam H2O Giá trị m là:

A 45,6 gam B 34,2 gam

C 55,6 gam D 39,9 gam

Câu Khi đốt cháy m gam polietilen thu 4480 lít CO2 (đktc) Giá trị m là:

A 2,8 kg B 1,4 kg C 2,1 kg D 0,28 kg

(85)

A 100 B 150 C 200 D 250

Câu Khi cho clo hóa PVC thu loại tơ clorin chứa 66,6% clo

Số mắt xích trung bình tác dụng với phân tử clo

A 1,5 B C D 2,5

Câu Xenlulozơ trinitrat chất dễ cháy nổ mạnh điều chế tứ

xenlulozơ axit nitric Tính thể axit nitric 99,6% (có khối lượng riêng 1,52 g/ml) cần sản xuất 59,4 kg xenlulozơ trinitrat hiệu suất đạt 90%

A 11,28 lít B 786 lít C 36,5 lít D 27,723 lít

Câu Polivinyl clorua điều chế từ khí thiên nhiên (mêtan chiếm

95% khí thiên nhiên) theo sơ đồ chuyển hóa hiệu suất giai đoạn sau

CH4 h = 15% C2H2 h = 95% C2H3Cl h = 90% PVC Muốn tổng hợp PVC can m3 khí thiên nhiên (đktc)?

A 5589 cm3 B 5883 m3

C 2941 m3 D 5880 m3

Câu Polime thiên nhiên sau sản phẩm trùng ngưng:

(1) Tinh bột (C6H10O5)n (2) Cao Su (C5H8)n

(3) Tơ tăm (–NH–R–CO–N)n

A (1) B (2) C (3) D (1), (2)

Câu Polivinyl ancol điều chế từ polime sau

phản ứng thích hợp:

A 2 n

3

(CH CH )

|

COOCH

  B 2 n

3

( CH CH)

|

COOCH

 

C ( CH2 CH )n

| Cl

   D 2 n

3

( CH CH )

| OCH

(86)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 151 Câu Trùng hợp 5,6 lít (đkc) propilen, hiệu suất 80%, khối lượng

polime thu là:

A 10,5 gam B 8,4 gam

C 7,4 gam D 9,5 gam

Câu 10 Polivinylancol (rượu polivinylic) điều chế từ monome

sau qua giai đoạn?

A CH2=CH–COO–CH3 (2 gñ) B CH3–COO–CH–CH2 (2 gñ)

C CH2=CH–COO–CH3 (1 gñ) D CH3–COO–CH=CH2 (1 gñ)

Câu 11 Polime vừa cho phản ứng cơng với H2, vừa bị thủy phân dung dịch bazơ?

A Xenlulozô trinitrat B Cao su isopren

C Thủy tinh hữu D Cao su clopren

Câu 12 Số mol HNO3 cần dùng để tổng hợp 29,7 kg xenlulozơ trinitrat [C6H7O2(ONO2)3]n là: (sự hao hụt sản xuất 20%)

A, 0,375 kmol B 0,2 kmol

C 0,3 kmol D 0,25 kmol

Câu 13 Tổng hợp 120 kg polimetylmetacrilat từ axit rượu tương ứng,

hiệu suất phản ứng este hóa 30% phản ứng trùng hợp 80%, khối lượng axit cần dùng là:

A 103,2 kg B 113,52 kg

C 160 kg D 430 kg

Câu 14 Tơ nilon–6,6 đồng trùng hợp từ cặp chất đây?

A Hexametylen ñiamin axit ipic B Pentametylen điamin axit ipic C heptametylen điamin axit ipic D Hexametylen điamin axit caproic

(87)

(88)

tuanthuybook@gmail.com: ÑT: 0937277023 153 Vậy chất C là:

A [–O–CH2–CO]n B [–O–CH2–COO–]n

C [–CH2–COO–]n D [–CH2–CO–]n

Câu 16 Phân tử khối trung bình phân tử cao poli isopren, biết

số mắt xích trung bình laø 7000

A 45600 B 47653 C 47600 D 48920

Câu 17 Khẳng định sau hay sai?

I/ Khối lượng polime thu phản ứng trùng hợp luôn tổng khối lượng nguyên liệu sử dụng (hiệu suất phản ứng 100%)

II/ Khối lượng polime thu phản ứng trùng ngưng luôn tổng khối lượng nguyên liệu sử dụng (hiệu suất phản ứng 100%)

A I, II B I, II sai

C I đúng, II sai D I sai, II

D HƯỚNG DẪN GIẢI VAØ ĐÁP ÁN Câu Chọn B Hướng dẫn

Từ phản ứng:

nNH2–CH2–COOH  [NHCH2 CO ]n + nH2O

Khối lượng polime: 10,

18  57 = 34,2 (gam)

Câu Chọn A Hướng dẫn

nCH2=CH2 t ,xt0

 (–CH2–CH2–)n

(–CH2–CH2–)n + 3nO2 t0 2nCO2 + 2nH2O

 C H

n =

2 nCO2 = 100 (mol)

(89)

Câu Chọn A Hướng dẫn

Hệ số trùng hợp: 2800

28 = 100

Đặt x số mắt xích trung bình tác dụng với phân tử clo

CH CH

| Cl

  

 

 

 

+ Cl2  C2xH2x–1Clx+1 + HCl

%Cl = (x 1)35.5

12x (3x 1) (x 1)35.5 

    =

66, 100 =

2 Giải phương trình, ta được: x =

[C6H7O2(OH)3]n + 3nHONO2 H SO ,t2 0 [C6H7O2(ONO2)n + 3nH2O

3n×63 (gam) 297n (gam)

m (gam) 59400 (gam)

 HNO thực tế

m = 59400 63 3n

297n

 

× 100

90 = 42000 (gam)

C% = ct

dd m

m × 100%  99,67 = dd

42000

m × 100%

 mdung dòch = 42000.100

99, 67 = 42139,059 (gam) Thể tích dung dịch axit HNO3 là:

3 ddHNO

V = m

d =

42139, 059

1, 52 = 27723 (ml) = 27,723 (lít) Câu Chọn B Hướng dẫn

1 = 103 kg ; m3 = 103 lít Sơ đồ điều chế:

2nCH4 H 0,15 0,95 0,9 0,12825 (H 12,825%)

   



(90)

tuanthuybook@gmail.com: ÑT: 0937277023 155 n CH CH | OCOCH            n CH CH | OH           

2n.22,4 m3 62,5n kg

?m3 103 kg

Vì hiệu suất 12,825% nên VCH4 cần dùng là:

4 CH

V = 1000.2n.22, 62, 5n ×

100

12, 825 = 5,589.10

(m3)

Vkhí thiên nhiên = 5,589.103 × 100

95 = 5,583.10

3

(m3) = 5883 (m3)

Phản ứng trùng ngưng trình nhiều phân tử nhỏ (monome) kết hợp với tạo thành phân tử lớn (polime) có giải phóng phân tử nhỏ H2O, HCl, NH3

– Tơ tằm sản phẩm phản ứng trùng ngưng

Polivinyl ancol polime rượu + NaOH t0

 + nCH3COONa

Khối lượng polime: 5,

22,  80

100  42 = 8,4 (gam)

nCH3–COO–CH=CH2 xt, t , p0 2

3 n CH CH | OOCCH            n CH CH | OOCCH           

+ nNaOH  nCH3–COONa + (CHCH )2 n

| OH Câu 11 Chọn D Hướng dẫn

C4nH5nCln + xH2 Ni, t0 C4nH5n+2xCln

C4nH5nCln + xNaOH t0

(91)

[C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3  [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O Vì hao hụt 20%, tức hiệu suất phản ứng đạt 80%

Số mol HNO3 cần: 29,

297 0, 

 = 0,375 (kmol)

Sơ đồ:

3

nCH C COOH

| CH

   nCH3OH

2

3

nCH C COO CH

| CH

  



3

COO CH

| [



CH C ]n | CH

86 kg  1000,30,8 kg

Khối lượng axit cần: 86 120

100 0, 0, 

  = 430 (kg)

nH2N–(CH2)6–NH2 + nHOOC–(CH2)4–COOH 

Hexametylen ñiamin Axit añipic

[–HN–(CH2)6–NH–CO–(CH2)4–CO–]n + 2nH2O

Nilon–6,6

Câu 15 Chọn A Hướng dẫn

Phản ứng:

CH3COOH + Cl2 xúc tác P Cl–CH2COOH + HCl

Cl–CH2COOH + NaOH t0

 HO–CH2COOH + NaCl

HO–CH2COOH trùng ngưng (

2

OCH CO )n + nH2O Câu 16 Chọn C Hướng dẫn

Ta coù: M = 68.n = 47600 ñvC

(92)

tuanthuybook@gmail.com: ĐT: 0937277023 157

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNGI.ESTE–LIPIT A Kiến thức cần nhớ Bài Este Bài Lipit

Bài Chất giặt rửa 10

B Phương pháp giải tốn 11

C Câu hỏi tập trắc nghiệm 28

D Hướng dẫn giải đáp án 36

CHƯƠNGII.CACBOHIĐRAT A Kiến thức cần nhớ Bài Cacbohiđrat 43

Baøi Glucozơ C6H12O6 (m = 180) 43

Bài Saccarozơ 46

Bài Tinh bột 48

Bài Xenlulozơ 49

(93)

Baøi Aminoaxit 78

Baøi Peptit vaø protein 80

CHƯƠNGIV.POLIMEVAØVẬTLIỆUPOLIME A Kiến thức cần nhớ 120

B Phương pháp giải toán 124

Định dạng
Số trang	93
Dung lượng	2,78 MB