C. 16,29(g) và 10,15(g) D 16,29(g) và 203,78(g).
CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÁC CHỨA NITƠ I.Kiến thức và phương pháp giả
I.Kiến thức và phương pháp giải
Dưới đây là một số dạng hợp chất hữu cơ chứa nitơ thường gặp trong bài tập thi ĐH: 1. Muối của axit cacboxylic với gốc amoni ( ) hoặc amin
Công thức dạng no, axit một chức: . Ví dụ ; = − ; ( ) ;….
Tính chất: Có tính chất lưỡng tính. Tác dụng với NaOH giải phóng và muối của axit cacboxylic; tác dụng với HCl tạo ra axit cacboxylic và .
2. Este của amino axit
Công thức của dạng no: . Ví dụ − − ; − = − ;….
Tính chất: có tính bazơ nhưng vừa tác dụng có khả năng tác dụng với bazơ vừa có thể tác dụng được với dung dịch HCl hay các axit mạnh khác
3. Muối của amino axit với gốc amoni gốc amoni ( ) hoặc amin
Công thức dạng no, một chức amino một chức cacboxyl: . Ví dụ − − ; −
= − ;….
4. Muối cacbonat của các amin.
Công thức dạng no, đơn chức amin: . Ví dụ: ( ) ;…
Tính chất: tác dụng với axit mạnh giải phóng và muối, tác dụng với bazơ tạo ra amin và muối cacbonat. 5. Muối hidrocacbonat của các amin
Công thức dạng no, đơn chức amin: . Ví dụ: ( ) ; ( = ) ;… 6. Muối nitơrat của các amin
Công thức dạng no, đơn chức amin: . Ví dụ: ( ) ; [ ]( ) ;…
Để giải tốt những dạng bài liên quan đến hợp chất hữu cơ có chứa nitơ này trước tiên nên viết các công thức hóa học có thể có của chất đã cho CTPT, từ công thức viết được này mới có thể xác định đó là loại hợp chất nào, có tính chất gì, phản ứng như thế nào. Việc viết đúng công thức và mấu chốt quan trọng nhất của bài toán!
II.Ví dụ minh họa
Bài 1:Cho 9,3 gam chất X có công thức phân tử C3H12N2O3đun nóng với 2 lít dung dịch KOH 0,1M. Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được một chất khí làm quỳ tím ẩm đổi thành xanh và dung dịch Y chỉ chứa chất vô cơ. Cô cạn dung dịch Y thu được khối lượng chất rắn khan là:
A.10,375 g B.13,150 g C.9,950 g D.10,350 g
(Trích Đề thi HSG tỉnh Thái Bình năm 2014)
Lời giải :
n = 0,075 (mol) n = 0,2 (mol)
X có công thức dạng C H O N nên X là muối cacbonat của amin no, đơn chức. X phản ứng với KOH thu được một chất khí làm quỳ tím ẩm đổi thành xanh và dung dịch Y chỉ chứa chất vô cơ nên 2 gốc amin của X giống nhau hoàn toàn suy ra X là: (CH NH ) CO
(CH NH ) CO + 2KOH → 2CH NH + K CO + 2H O
0,075 0,15 0,075
m = m + m ư= 0,075.138 + 0,2 − 0,15 . 56 = 13,15 (g)
⇒ Đáp án B
Bài 2:Hỗn hợp X gồm chất Y (C H N O ) và chất Z (C H N O ); trong đó Y là muối của axit đa chức, Z là đipeptit mạch hở. Cho 25,6 gam X tác dụng với NaOH dư, đun nóng thu được 0,2 mol khí. Mặt khác 25,6 gam X tác dụng với HCl dư thu được m gam chất hữu cơ. Giá trị của m là:
A.20,15 B.31,30 C.23,80 D.16,95
(Trích Đề thi ĐH chính thức khối B năm 2014)
Lời giải:
Viết được công thức đầy đủ của Y: (COONH ) và Z là: Gly-Gly Gọi y; z lần lượt là số mol của Y và Z. Ta có hệ phương trình sau:
124y + 132z = 25,6
www.facebook.com/onthidaihoccungthukhoa
32
Cách 1:
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
m = m + m + m − m = 25,6 + 0,4.36,5 + 0,1.18 − 0,2.53,5 = 31,30 (g)
Cách 2:
Sau khi Y và Z tác dụng với HCl các chất hữu cơ được tạo thành: (COOH) : 0,1 mol
CH NH Cl COOH: 0,2 mol ⇒ m = 0,1.90 + 0,2.111,5 = 31,30 (g)
⇒ Đáp án A
Bài 3:Hợp chất X có công thức phân tử . Cho 15,25 gam X phản ứng hết với 300 ml dung dịch KOH
1M. Cô cạn dung dịch thu được sau phản ứng thì được phần hơi chứa hợp chất hữu cơ đơn chức và phần chất rắn khan chỉ chứa m gam các chất vô cơ. Giá trị của m là:
A.25,250. B.12,625. C.20,050. D.22,425.
(Trích Đề thi thử chuyên LTV Đồng Nai lần 2, năm 2014)
Lời giải :
= 0,125 ( ) = 0,3 ( )
X có dạng : nên X là muối nitơrat của amin no, đơn chức. Viết như sau: ( )
Cách 1:
Bảo toàn khối lượng ta có :
= + − ơ − = 15,25 + 0,3.56 − 0,125.59 − 0,125.18 = 22,425 ( )
Cách 2:
Sau phản ứng các chất vô cơ thu được là : : 0,125
ư: 0,175 ⇔ = 0,125.101 + 0,175.56 = 22,425 ( ) Vậy đáp án đúng làđáp án D.
Nhận xét: với những bài này các bạn hay mắc một số sai lầm nhỏ như quên mất KOH dư, chỉ tính nguyên , dẫn đến chọn đáp số 12,625 (g). Lời khuyên dành cho các bạn với những bài không phức tạp như này nên làm theo 2 cách, không quá mất nhiều thời gian mà sẽ đảm bảo được độ chính xác khi đáp án của 2 cách trùng nhau. Luôn có 2 cách : bảo toàn khối lượng và liệt kê tính theo từng chất (cách bảo toàn khối lượng có vẻ hay tránh được những sai lầm hơn và nhanh hơn)
Bài 5: X là hợp chất có CTPT . X phản ứng với dung dịch HCl hay dung dịch NaOH đều có khí không
màu thoát ra. Cho 0,5 mol X phản ứng với 3 mol NaOH, sau phản ứng cô cạn dung dịch thu được m gam muối khan. Giá trị của m là:
A.133 B.53 C.42 D.142,5
Lời giải :
X có công thức dạng C H O N ⇒ X là muối hidrocacbonat của amin không no, đơn chức: C H NH (HCO ) Cách giải sai:
C H NH HCO + NaOH → C H NH + NaHCO + H O
⇒ khối lượng muối: m = m = 0,5.84 = 42 (g) ⇒ Đáp án C Cách giải đúng:
C H NH HCO + NaOH → C H NH + NaHCO + H O
0,5 0,5 0,5
NaHCO + NaOH → Na CO + H O
0,5 0,5 0,5
⇒ Khối lượng muối: m = m = 0,5.106 = 53 (g) ⇒Đáp án B
Nhận xét :ngoài lỗi sai như cách giải lỗi đưa ra còn một số lỗi sai nữa như không đọc kỹ đề bài dẫn đến tính cả khối lượng của NaOH vào khối lượng muối. Nhìn lại 3 bài toán thấy rõ chủ ý khi đưa ra câu hỏi mặc dù dạng bài giống nhau : khối lượng chất vô cơ, chất hữu cơ, muối,…. Cần hết sức cẩn thận để không dính phải những sai lầm do nhầm đề.
www.facebook.com/onthidaihoccungthukhoa
33
Bài 6:Hợp chất X có công thức phân tử . Cho 12,875 mol X phản ứng với dung dịch NaOH vừa đủ, đun nóng thấy thoát ra khí không màu, nặng hơn không khí, làm xanh giấy quỳ ẩm. Dung dịch sau phản ứng làm nhạt màu nước brom. Cô cạn cẩn thận dung dịch sau phản ứng thu được số gam muối tối đa thu được là:
A.9,4 g B.11,75 g C.13,5 g D.8,2 g
(Trích Đề thi thử GSTT lần IV, năm 2014)
Lời giải:
X có dạng công thức: nên có 2 trường hợp:
-Trường hợp 1: aminoaxit no đơn chức mạch hở hoặc este của aminoaxit. Trường hợp này loại vì không giải phóng khí khi tác dụng với NaOH
-Trường hợp 2: muối không no của axitcacboxylic với gốc amoni hoặc amin. Dung dịch sau phản ứng làm nhạt màu nước Brom nên chứng tỏ axitcacboxylic tạo nên X không no ⇒ axit có ít nhất 3 nguyên tửC.Khí thoát ra
nặng hơn không khí nên khí là . X là: = − . ⇒ Muối thu được sau cô cạn là: = −
= 0,125 ( ). Khối lượng muối thu được: = 0,125.94 = 11,75 (g)
⇒ Đáp án B
Bài 7:Hỗn hợp chứa 2 chất hữu cơ cùng có CTPT . Thủy phân hoàn toàn 16,38 gam hỗn hợp A bằng
lượng vừa đủ dd KOH thu được 16,128 gam hỗn hợp X gồm 2 muối và hỗn hợp Y gồm 2 amin. Phần trăm khối lượng của amin có phân tử khối nhỏ là:
A.31,47% B.68,53% C.47,21% D.52,79%
Lời giải:
A có công thức dạng nên A là hỗn hợp các muối của axit cacboxylic với amin. Hỗn hợp Y gồm 2 amin nên 2 công thức của 2 chất hữu cơ nằm trong hỗn hợp A là:
: x mol và : y mol = 0,18 ( )⇒ = 0,18 ( ) Ta có hệ phương trình sau: + = 0,18 98 + 84 = 16,128 ⇔ = 0,072= 0,108 ( ) % = 0,072.31 + 0,108.45 . 100% = 31,47%0,072.31 ⇒ Đáp án A III. Bài tập tự luyện
Câu 1:Cho 0,2 mol chất X (CH O N ) tác dụng với dd chứa 200 ml NaOH 2M đun nóng thu được chất khí làm
xanh quì tím ẩm và dd Y. Cô cạn dd Y thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là:
A.30 B.25 C.43,6 D.11,4
Câu 2:Hợp chất X có công thức C H NO có phản ứng tráng gương, khi phản ứng với dung dịch NaOH loãng
tạo ra dung dịch Y và khí Z, khi cho Z tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm NaNO và HCl tạo ra khí P. Cho 11,55 gam X tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, cô cạn dung dịch thu được số gam chất rắn khan là:
A.14,32 g B.9,52 g C.8,75 g D.10,2 g
Câu 3:Cho hỗn hợp X gồm 2 chất hữu cơ có cùng công thức phân tử C H NO tác dụng vừa đủ với dung dịch
NaOH và đun nóng, thu được dung dịch Y và 4,48 lít hỗn hợp Z (đktc) gồm hai khí (đều làm xanh giấy quỳ tím ẩm). Tỉ khối hơi của Z đối với H bằng 13,75. Cô cạn dung dịch Y thu được khối lượng muối khan là :
A.15,7 gam. B.8,9 gam. C.16,5 gam. D.14,3 gam.
Câu 4:Muối X có công thức là , lấy 7,32 gam X cho phản ứng hết với 150ml dung dịch KOH 0,5M. Cô
cạn dung dịch sau phản ứng, thu được phần hơi và phần chất rắn, trong phần hơi có một chất hữu cơ bậc III, trong phần rắn chỉ là chất vô cơ. Khối lượng chất rắn là: