7. Cái mới của đề tài
2.4.3.2. Bài tập các dạng toán tổng hợp,một số phƣơng pháp giải nhanh trong đề th
đề thi tuyển sinh đại học
Dạng 1: Bài tập tính axit, bazơ của amin, aminoaxit, peptit.
Bài tập thí dụ:
Thí dụ 1: (Vận dụng cao) Cho 1 mol amino axit X phản ứng với dung dịch HCl (dƣ), thu đƣợc m1 gam muối Y. Cũng 1 mol amino axit X phản ứng với dung dịch NaOH (dƣ), thu đƣợc m2 gam muối Z. Biết m2 m1 = 7,5. Công thức phân tử của X là
A. C4H10O2N2. B. C5H9O4N.
C. C4H8O4N2. D. C5H11O2N.
Trích đề tuyển sinh ĐH-CĐ khối A
53
Amino axit X có dạng (H2N)a R(COOH)b X + HCl dƣ Muối Y
(HOOC)bR(NH2)a + aHCl (HOOC)bR(NH3Cl)a Mx m1 MY MX + 36,5a X + NaOH (dƣ) Muối Z
(H2N)aR(COOH)b + bNaOH (H2N)aR(COONa)b + bH2O Mx m2 Mz Mx + 22b
Theo bài ra: m2 m1 = (Mx + 22b) (Mx +36,5a) = 7,5 22b 36,5a = 7,5 a 1 ; b = 2
Nhƣ vậy trong X có 1 nhóm -NH2 (tức là phân tử X có 1 nguyên tử N) và có 2 nhóm -COOH ( phân tử X có 4 nguyên tử oxi).
Trong các phân tử đã cho, chỉ có C5H9O4N là thõa mãn. Đáp án đúng là B.
Học sinh có thể chọn A vì có thể nhầm lẫn với đáp án.
Học sinh có thể chọn D vì nhầm lẫn có 2 oxi suy ra có 2 nhóm –COOH nên chọn
Cách giải nhanh:
Cùng 1 mol X + HCl m1 tăng x36,6g + NaOH m2 tăng y22g x ,y là số nhóm –NH2 và –COOH trong X Ta có: m2m1 7,5 y > x loại A, C, D Đáp án đúng là B.
Không chọn đáp án A vì: số nhóm –NH2 > –COOH Không chọn đáp án C, D vì: số nhóm –NH2 = –COOH
Thí dụ 2: (Vận dụng thấp) Cho 0,15 mol H2NC3H5(COOH)2 (axit glutamic) vào 175 ml dung dịch HCl 2M, thu đƣợc dung dịch X. ChoNaOH dƣ vào dung dịch X. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, số mol NaOH đã phản ứng là
A. 0,45. B. 0,70. C. 0,65. D. 0,5.
Trích đề thi tuyển sinh Đại học khối A
Cách giải chậm:
Theo bài ra: nHCl 0,175. 2 0.35 (mol) PTPƢ:
54
0,15 0,15 0,15( mol) nHCl (dƣ) 0,35 0,15 0,2 (mol)
HCl + NaOH NaCl + H2O 0,2 0,2( mol)
ClH3NC3H5(COOH)2 +3NaOH H2NC3H5(COONa)2+ NaCl + 3H2O 0,15 0,45(mol)
nNaOH 0,2 + 0,45 = 0,65 (mol) Đáp án đúng là C.
Cách giải nhanh:
Xét bản chất của quá trình phản ứng là quá trình trung hòa axit Ta có axit glutamic có sô mol H+ = 0,15. 2=0,3 (mol)
HCl có số mol H+ = 0,175. 2= 0,35 (mol) => số mol OH- = số mol NaOH = 0,65(mol) Đáp án đúng là C.
- Học sinh có thể chon đáp án A vì quên tính HCl dƣ
- HS chọn D vì có thể quên tính gốc muối clorua khi tác dụng với NaOH.
Thí dụ 3: (Vận dụng cao) Hỗn hợp X gồm alanin và axit glutamic. Cho m gam X tác dụng hoàn toàn với dung dich NaOH (dƣ), thu đƣợc dung dịch Y chứa (m + 30,8) gam muối. Mặt khác, nếu cho m gam X tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl, thu đƣợc dung dịch Z chứa (m + 36,5) gam muối. Giá trị của m là
A. 147,8. B. 112,2. C. 135,4. D. 165,6.
Trích đề thi tuyển sinh Đại học khối B Hướng dẫn giải
Cách giải chậm:
Gọi x, y lần lƣợt là số mol của alanin, axit glutamic trong m gam hỗn hợp X. Sơ đồ phản ứng: NaOH 2 3 H O2 2 3 H N CH CH COOH H N CH CH COONa x x 2 2 2 HCOO CH CH CH NH COOH y NaOH 2 2 2 2H O2 NaOOC CH CH CH NH COONa y
55 HCl 2 3 3 3 H N CH CH COOH ClH N CH CH COOH x x 2 2 2 HCOO CH CH CH NH COOH y HCl 2 2 3 HCOO CH CH CH NH Cl COOH y Ta có: 22x + 44y 30,8 x + 2y 1,4 36,5x + 36,5y 36,5 x + y 1 Giải ra đƣợc : x 0,6 ; y 0,4 Vậy m 0,6. 89 + 0,4. 147 112,2 (gam) Đáp án đúng là B. Cách giải nhanh:
Ta thấy axit glutamic có 1 nhóm –NH2 và 2 nhóm –COOH Alanin có có 1 nhóm –NH2 và 1 nhóm –COOH Tăng giảm khối lƣợng
Khi X + NaOH Y thì muối tăng 30,8 gam là tăng của khối lƣợng Na 22x + 44y 30,8
Khi X + HCl Z thì muối tăng là tăng của khối lƣợng HCl 36,5x + 36,5y 36,5
Giải ra đƣợc : x 0,6 ; y 0,4
Vậy m 0,6. 89 + 0,4. 147 112,2 (gam) Đáp án đúng là B.
Học sinh có thể chọn đáp án C vì nghĩ 2 nhóm –COOH nên số mol sẽ là 0,8 Học sinh có thể chọn đáp án A vì nghĩ số mol axit glutamic là 0,4 nên số mol còn lại là alanin sẽ là 1 mol.
Thí dụ 4: (Vận dụng thấp) Cho 100 ml dung dịch amino axit X nồng độ 0,4M tác dụng vừa đủ với 80 ml dung dịch NaOH 0,5M, thu đƣợc dung dịch chứa 5 gam muối. Công thức của X là
A. NH2C3H6COOH. B. NH2C3H5(COOH)2.
C. (NH2)2C4H7COOH. D. NH2C2H4COOH.
Trích tuyển sinh ĐH khối A năm 2013 Hướng dẫn giải
56
Cách 1:
Theo bài ra: nX = 0,04 (mol) , nNaOH = 0,04 (mol)
Vì nX : nNaOH = 0,04 : 0,04 = 1 : 1 X chứa 1 nhóm –COOH. Đặt X là (H2N)aRCOOH
(H2N)aRCOOH + NaOH (H2N)aRCOONa + H2O 0,04 0,04 (mol)
MMuối = 5/0,04 =125 . Do đó 16a+ R+ 44 + 23 =125 => 16a + R = 58 Cặp nghiệm hợp là a = 1; R =42 (C3H6)
Vậy X là NH2C3H6COOH. Đáp án đúng là A.
Cách 2: Theo bài ra: nX = 0,04 (mol) , nNaOH = 0,04 (mol) =
H O2
n sau phản ứng
Áp dụng định luật bảo toàn khối lƣợng. X NaOH muèi H O
2
m m m m
mX = 5 + 0,04.18 – 0,04.40= 4,12 (g) MX = 4,12 : 0,04 = 103 Dựa vào đáp án lựa chọn trong đề.
Vậy X là NH2C3H6COOH. Đáp án đúng là A
Thí dụ 5: (Vận dụng thấp) Cho X là hexapptit Ala-Gly-Ala-Val-Gly-Val và Y là tetrapeptit Gly-Ala-Gly-Glu. Thủy phân hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm X và Y thu đƣợc 4 amino axit, trong đó có 30 gam glyxin và 28,48 gam alanin. Giá trị của m là
A. 73,4. B. 77,6. C. 83,2. D. 84,7.
Trích đề tuyển sinh ĐH khối A năm 2013 Hướng dẫn giải
Đặt số mol X,Y lần lƣợt là x,y Ala-Gly-Ala-Val-Gly-Val 5H O2
2Ala + 2Gly + 2Val x 2x 2x
Gly-Ala-Gly-Glu 3H O2
2Gly + Ala + Glu y 2y y Ta có hệ: 28, 48 2 + y = 0,32 0,12 89 0,08 30 2 2 = = 0,4 75 x x y x y
57
Vậy m = 0,12.472 + 0,08.332 = 83,2 (gam) Đáp án đúng là C
Chú ý: Phân tử khối của Gly,Ala,Val và Gul lần lƣợt là 75; 89; 117 và 147 Học sinh có thể chọn đáp án B vì thể nhầm lẫn 2 số mol chất X, Y với nhau.
Thí dụ 6: (Vận dụng thấp) Hợp chất hữu cơ X có công thức phân tử C2H8O3N2. Cho 0,15 mol X phản ứng hết với dung dịch chứa 0,2 mol NaOH. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu đƣợc m gam chất rắn chỉ gồm các chất vô cơ. Giá trị m là
A. 14,75. B. 12,75. C. 18,5. D. 14,3.
Hướng dẫn giải
X phải có cấu tạo: CH3CH2NH3NO3
CH3CH2NH3NO3 + NaOH CH3CH2NH2 + NaNO3 + H2O 0,15 0,15 0,15(mol)
Chất rắn gồm : 0,15(mol) NaNO3 : 0,2 0,15 0,05 (mol) NaOH dƣ. Vậy m 0,15. 85 + 0,05. 40 14,75 (g)
Đáp án đúng là A.
Học sinh chọn B vì có thể quên tính NaOH dƣ sau phản ứng.
Học sinh chọn C vì có thể nhầm khí sau phản ứng nên tính chung vào khối lƣợng chất rắn sau phản ứng.
Thí dụ 7: (Vận dụng cao) Amino axit X công thức H2NCxHy(COOH)2. Cho 0,1 mol X vào 0,2 lít dung dịch H2SO4 0,5M , thu đƣợc dung dịch Y. Cho Y phản ứng vừa đủ với dung dịch muối gồm NaOH 1M và KOH 3M, thu đƣợc dung dịch chứa 36,7 gam muối. Phần trăm khối lƣợng của nitơ trong X là
A. 10,526%. B. 10,687%. C. 11,966%. D. 9,524%.
Trích đề tuyển sinh ĐH khối B năm 2013 Hướng dẫn giải
Số mol H2SO4 0,2. 0,5 0,1 (mol)
Gọi số mol NaOH là a số mol KOH là 3a. Ta có a + 3a 0,1.2 + 0,1.2 a 0,1
Khối lƣợng muối m (Na+, K+ ) + m ( gốc axit)
36,7 0,1.23 + 0,3. 39 + 0,1. 96 + 0,1. (104 + 12x + y) 12x + y 27 Cặp nghiệm thích hợp là x 2 ; y 3 Vậy %mN/X 12.100% 10,526% 16 27 45.2
58
Đáp án đúng là A.
Thí dụ 8: (Vận dụng thấp) Cho 14,55 gam muối H2NCH2COONa tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl dƣ , thu đƣợc dung dịch X. Cô cạn toàn bộ dung dịch X, thu đƣợc bao nhiêu gam muối khan?
A. 8,78 gam. B. 25,5 gam. C. 20,03 gam. D. 16,725 gam.
Trích đề tuyển sinh Cao đẳng khối A Hướng dẫn giải
PTHH:
H2NCH2COONa + 2HCl ClH3NCH2COOH + NaCl 97 111,5 58,5 14,55 m1 m2 m1m2 mmuèi 14,55.(111,5 58,5) 25,5(g)
97
Đáp án đúng là B.
Học sinh chọn D vì quên tính muối NaCl sau phản ứng.
Thí dụ 9: (Vận dụng thấp) Cho 21 gam hỗn hợp gồm glyxin và axit axetic tác dụng vừa đủ với dung dịch KOH, thu đƣợc dung dịch X chứa 32,4 gam muối. Cho X tác dụng với dung dịch HCl dƣ, thu đƣợc dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là
A. 44,65. B. 33,5 . C. 22,35. D. 37,2.
Trích đề thi tuyển sinh ĐH khối B Hướng dẫn giải
PTHH:
H2NCH2COOH + KOH H2NCH2COOK + H2O x x
CH3COOH + KOH CH3COOK + H2O
y y Ta có: 75 60 21 0,2; 0,1 113 98 32, 4 x y x y x y H2NCH2COOK + 2HCl ClH3NCH2COOH + KCl 0,2 0,2 0,2 CH3COOK + HCl CH3COOH + KCl 0,1 0,1
59
Vậy mmuối 0,2. 111,5 + (0,2 + 0,1).74,5 44,65 (g) Đáp án đúng là A
Học sinh có thể chọn đáp án D vì có thể quên tính muối KCl do CH3COOK tạo ra sau phản ứng.
Học sinh có thể chọn đáp án B vì có thể lẫn lộn 2 số mol với nhau.
Thí dụ 10: (Vận dụng cao) Đun nóng m gam hỗn hợp gồm a mol tetrapeptit mạch hở X và 2a mol tripeptit mạch hở Y với 600 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ). Sau khi các phản ứng kết thúc, cô cạn dung dịch thu đƣợc 72,48 gam muối khan của các amino axit đều có một nhóm -COOH và một nhóm -NH2 trong phân tử. Giá trị của m là
A. 51,72. B. 56,04. C. 66,00. D. 54,48.
Trích đề thi tuyển sinh ĐH khối B Hướng dẫn giải
Theo bài ra : nNaOH 0,6 (mol) X + 4NaOH muối + H2O a 4a a Y + 3NaOH muối + H2O 2a 6a 2a 4a + 6a 0,6 a 0,06 H O H O 2 2 n a 2a3.0,060,18m 3,24(g) Theo đinh luật bảo toàn khối lƣợng, ta có:
m + mNaOH mmuối +
2
H O
m m + 0,6.40 72,48 + 3,24 m 51,72 (g). Đáp án đúng là A
Học sinh có thể chọn B vì có thể nhầm là X tạo ra 3 H2O và Y sẽ tạo 2 H2O. Học sinh có thể chọn D vì có thể nhầm là X tạo ra 4 H2O và Y sẽ tạo 3 H2O
Chú ý: Các peptit mạch hở tạo ra từ các amino axit có một nhóm COO và một nhóm NH2 thì khi peptit phản ứng với NaOH:
H O2 peptit NaOH (ph¶n øng) nhãm- CO - (peptit) n n n n Bài tập vận dụng:
Câu 1. (Vận dụng cao) Tripeptit M và tetrapeptit Q đều đƣợc tạo ra từ một amino axit X mạch hở, phân tử có một nhóm -NH2. Phần trăm khối lƣợng của N trong X
60
là 18,667%. Thủy phân không hoàn toàn m gam hỗn hợp M, Q (tỉ lệ mol 1:1) trong môi trƣờng axit thu đƣợc 0,945 gam M; 4,62 gam đipeptit và 3,75 gam X. Giá trị của m là
A. 9,315 gam. B. 5,580 gam. C. 58,725 gam. D. 8,389 gam.
Câu 2. (Vận dụng cao) Có bao nhiêu chất có công thức phân tử C4H11NO2 mà khi tác dụng với dung dịch NaOH đun nóng thì có khí thoát ra làm xanh quỳ tím ẩm?
A. 7. B. 9. C. 8. D. 2.
Câu 3. (Vận dụng cao) Hỗn hợp X gồm propyamin, đietylamin và glyxin. Lấy m gam X tác dụng vừa đủ với 0,5 mol HCl. Cũng m gam X khi tác dụng với axit nitrơ dƣ thu đƣợc 4,48 lít N2 (ở đktc). Phần trăm số mol của đietylamin trong X là
A. 40%. B. 60%. C. 20%. D. 25%.
Câu 4. (Vận dụng thấp) Cho hỗn hợp gồm 0,1 mol alanin và 0,2 mol glyxin tác dụng với 0,5 lít dung dịch NaOH 1M sau phản ứng thu đƣợc dung dịch X. Đem dung dịch X tác dụng với dung dịch HCl dƣ, sau đó cô cạn cẩn thận thu đƣợc m gam chất rắn. Giá trị của m là
A. 68,3 gam. B. 49,2 gam. C. 70,6 gam. D. 64,1 gam.
Câu 5. (Vận dụng thấp) Cho 9,1 gam chất hữu cơ X có công thức phân tử C3H9O2N phản ứng với 100ml dung dịch NaOH 1,5M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch thu đƣợc 10,2 gam chất rắn khan. Công thức cấu tạo thu gọn của X là
A. C2H5COONH4 B. CH3COONH3CH3
C. CH3CH(NH2)COOH D. HCOONH3C2H5
Câu 6. (Vận dụng thấp) Cho 0,15 mol hỗn hợp X gồm H2NC3H5(COOH)2 (axit glutamic) và (H2N)2C5H9COOH (lysin) vào 200 ml dung dịch HCl 1M, thu đƣợc dung dịch Y. Y phản ứng hết với 400 ml dung dịch NaOH 1M. Số mol axit glutamic trong 0,15 mol hỗn hợp X là
A. 0,100 mol. B. 0,075 mol. C. 0,050 mol. D. 0,125 mol.
Câu 7. (Vận dụng thấp) Thủy phân hoàn toàn 1 mol pentapeptit X mạch hở thu đƣợc 1 mol glyxin (Gly), 2 mol alanin (Ala), 2 mol valin (Val). Mặt khác, nếu thủy phân không hoàn toàn X thấy thu đƣợc sản phẩm có chứa Ala-Gly, Gly-Val. Số công thức cấu tạo phù hợp của X là
61
Câu 8. (Vận dụng thấp) Cho 0,15 mol một α-amino axit X phản ứng vừa đủ với 300ml dung dịch KOH 1M, sau phản ứng thu đƣợc 31,35 gam muối khan. Công thức cấu tạo của X là
A. HCOOCCH2CH2CH(NH2)COOH.
B. H2NCH(CH3)COOH. C. H2NCH2CH2COOH. D. H2NC(CH3)(COOH)2.
Câu 9. (Vận dụng thấp) Chất hữu cơ X có công thức phân tử C3H7O2N. Cho 17,8 gam X phản ứng hoàn toàn với dung dịch NaOH, đung nóng thu đƣợc 18,8 gam muối khan. Công thức cấu tạo thu gọn của X là
A. H2NCOOCH2CH3. B. H2NCH2COOCH3.
C. H2NC2H4COOH. D. CH2=CHCOONH4.
Câu 10. (Vận dụng cao) Thủy phân hoàn toàn 1 mol pentapeptit X thì thu đƣợc 3 mol glixin, 1 mol alanin và 1 mol valin. Khi thủy phân không hoàn toàn X thì trong hỗn hợp sản phẩm thấy có các đipeptit Ala-Gly, Gly-Ala và tripeptit Gly- Gly-Val .Phần trăm khối lƣợng của N trong X là
A. 20,29%. B. 11,2%. C. 15%. D. 19,5%.
Câu 11. (Vận dung thấp) Cho 8,9 gam alanin tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH thu đƣợc dung dịch X. Đem dung dịch X tác dụng với dung dịch HCl (dƣ), thu đƣợc dung dịch Y. Cô cạn cẩn thận dung dịch Y (trong quá trình cô cạn không xảy ra phản ứng hóa học) thu đƣợc khối lƣợng chất rắn khan là
A. 18,4 gam. B. 8,05 gam. C. 19,8 gam. D. 12,55gam.
Câu 12. (Vận dụng cao) Cho 18,1 gam axit 2-amino-β-(p-hiđroxiphenyl)
propanoic (tyrosin) tác dụng với 150 ml dung dịch HCl 1M thu đƣợc dung dịch X. Cho dung dịch X tác dụng với 400ml dung dịch NaOH 1M. từ dung dịch sau phản ứng thu đƣợc m gam chất rắn khan. Giá trị của m là
A. 31,275 gam. B. 34,175 gam. C. 32,175 gam. D. 33,28 gam.
Câu 13. (Vận dụng cao) Hợp chất hữu cơ X là este của axit glutamic. Đem 9,24 gam X tác dụng hết với 200 ml dung dịch NaOH 1M đƣợc dung dịch Y và hai ancol, lấy hai ancol này tác nƣớc đều thu đƣợc cùng một anken có tỉ khối hơi so với H2 là 21. Đem dung dịch Y tác dụng với dung dịch HCl dƣ rồi cô cạn cẩn thân thu đƣợc khối lƣợng chất rắn khan là
62
Câu 14. (Vận dụng thấp) Cho α-amino axit X (chứa 1 nhóm amino, 2 nhóm cacboxyl) phản ứng vừa đủ với 100 ml dung dịch NaOH 1M, thu đƣợc 8,15 gam muối. X là
A. axit 2-aminopropanđioic. B. axit glutamic.
C. axit 2-aminobutanđioic. D.axit 2-aminopentanđioic.
Câu 15. (Vận dụng thấp) Cho 0,1 mol amino axit X (no, mạch hở) tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch HCl 1M. Mặt khác 29,2 gam X cũng tác dụng vừa đủ với 400 ml dung dịch HCl 1M. Phân tử khối của X là
A. 146. B. 292. C. 147. D. 73.
Câu 16. (Vận dụng thấp) Đun nóng hỗn hợp glyxin và axit glutamic thu đƣợc hợp chất hữu cơ G. Nếu G tác dụng với dung dịch HCl nóng theo tỉ lệ mol tối ta là nG : nHCl = 1: 2 , thì G sẽ tác dụng với dung dịch NaOH nóng theo tỉ lệ mol nG : nHCl tối đa là
A. 1:4. B. 1:2. C. 1:3. D. 1:1.
Câu 17. (Vận dụng cao) Cho 32,25 gam muối có công thức phân tử là CH7O4NS tác dụng hết với 750 ml dung dịch NaOH 1M đun nóng thấy thoát ra chất khí làm