CHƢƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
2.4.3. DẠNG TOÁN TỔNG HỢP – KỸ THUẬT GIẢI NHANH NHẰM PHÁT
TRIỂN NĂNG LỰC CHO HS
2.4.3.1. Bài tập trắc nghiệm lý thuyết trong chƣơng
Bài tập thí dụ:
Thí dụ 1: (Biết) Dung dịch nào sau đây làm cho phenolphtalein đổi màu ?
A. axit axetic B. metylamin C. glyxin D. alanin
Trích đề tuyển sinh ĐH khối A năm 2013 Hướng dẫn giải
Trong các dung dịch, chỉ có dung dịch metylamin (CH3-NH2) có môi trƣờng kiềm làm phenolphtalein đổi màu (hóa hồng)
Đáp án đúng là B.
Đáp án A không đúng vì môi trƣờng axit sẽ không làm dung dịch phenolphtalein đổi màu.
Đáp án C và D là amino axit có nhóm –NH2 và –COOH bằng nhau nên môi trƣờng trung tính không làm dung dịch phenolphtalein đổi màu.
Thí dụ 2: (Biết) Trong các dung dịch CH3-CH2-NH2, H2N-CH2-COOH, H2N- CH2-CH(NH2)–COOH, HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH, số dung dịch làm xanh quỳ tím là
A. 4. B. 3. C. 1. D. 2.
Trích đề tuyển sinh ĐH khối A năm 2013 Hướng dẫn giải
Các dung dich có môi trƣờng kiềm sẽ làm xanh quỳ tím, đó là dung dịch: 1) CH3-CH2-NH2 2) H2N-CH2-CH(NH2) –COOH
có 2 dung dịch Đáp án đúng là D
Học sinh có thể chọn đáp án A vì nghĩ rằng có nhóm –NH2 nên môi trƣờng bazơ làm quỳ tím đổi màu xanh
47
Học sinh có thể chọn đáp án C vì nghĩ rằng môi trƣờng axit làm đổi màu quỳ tím thành xanh nên chọn dung dịch HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
Thí dụ 3: (Biết) Dung dịch chất nào sau đây làm quỳ tím chuyển màu thành màu hồng?
A. Axit α-aminopropionic. B. Axit α,-điaminocaproic.
C. Axit α-aminoglutaric. D. Axit aminoaxetic.
Trích đề thi tuyển sinh ĐH khối A Hướng dẫn giải
Dung dịch axit α-aminoglutaric (axit glutamic) có số nhóm –COOH > hơn số nhóm -NH2 nên có môi trƣờng axit quỳ tím chuyển thành màu hồng
HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH (axit glutamic) Đáp án đúng là C
Học sinh có thể chọn B vì có thể nhầm là 2 nhóm -NH2 sẽ có tính bazơ sẽ làm quỳ tím đổi màu hồng.
Chú ý:
* Axit α-aminopropionic (alanin) : CH3-CH(NH2) – COOH
* Axit α,-điaminocaproic (lysin): H2N-[CH2]4 – CH(NH2) –COOH * Axit aminoaxetic (glyxin): H2N-CH2-COOH
Thí dụ 4: (Hiểu) Cho dãy các chất: C6H5NH2 (1), C2H5NH2 (2), (C6H5)2NH (3), (C2H5)2NH (4), NH3 (5) (C6H5- là gốc phenyl). Dãy các chất sắp xếp theo thứ tự lực bazơ giảm dần là
A. (4), (2), (5), (1), (3). B. (3), (1), (5), (2), (4).
C. (4), (2), (5), (3), (1). D. (4), (2), (3), (1), (5).
Trích đề tuyển sinh ĐH khối A Hướng dẫn giải
Trật tự tính bazơ
Amin no, bậc 2 > amin no, bậc 1 > amoniac > amin thơm bậc 1 > amin thơm bậc 2
(4), (2), (5), (1), (3) Đáp án đúng là A.
Học sinh có thể chọn C vì nhầm lẫn rằng amin thơm bậc 2 sẽ có tính bazơ lớn hơn amin bậc 2 tƣơng tự nhƣ amin no.
48
Thí dụ 5: (Hiểu) Cho các chất: amoniac (1); anilin (2); p-nitroanilin (3); p- metylanilin (4); metylamin (5); đimetylamin (6). Hãy chọn sự sắp xếp các chết trên theo thứ tự lực bazơ tăng dần là
A. (3) < (2) < (4) < (1) < (5) < (6). B. (2) > (3) > (4) > (1) > (5) > (6). C. (2) < (3) < (4) < (1) < (5) < (6). D. (3) < (1) < (4) < (2) < (5) < (6). Hướng dẫn giải Thứ tự lực bazơ tăng dần: O2NC6H4NH2 < C6H5NH2 < CH3C6H4NH2 < NH3 < CH3NH2 < (CH3)2NH (3) < (2) < (4) < (1) < (5) < (6) Đáp án đúng là A.
Thí dụ 6: (Biết) Cho các dung dịch : C6H5NH2 (anilin), CH3NH2, NaOH, C2H5OH và H2NCH2COOH. Trong các dung dịch trên, số dung dịch có thể làm đổi màu phenolphtalein là?
A. 5. B. 2. C. 4. D. 3.
Trích đề tuyển sinh Cao đẳng khối A Hướng dẫn giải
Các dung dịch có thể đổi màu phenolphtalein: 1) CH3NH2 : CH3NH2 + H2O 3 3 CH NH OH 2) NaOH: NaOH Na+ + OH Đáp án đúng là B.
Học sinh có thể chọn D vì có thêm anilin vì nghĩ anilin có nhóm –NH2 sẽ làm đổi màu phenolphtalein.
Chú ý: - Phenolphtalein từ không màu chuyển thành màu hồng trong môi trƣờng kiềm tƣơng đối.
- Dung dịch anilin có môi trƣờng kiềm rất yếu nên không làm đổi màu phenolphtalein.
Thí dụ 7: (Hiểu) Hai chất nào sau đây đều tác dụng đƣợc với dung dịch NaOH loãng ?
A. CH3NH3Cl và H2NCH2COONa. B. CH3NH3Cl và CH3NH2.
49
D. CH3NH2 và H2NCH2COOH.
Trích đề tuyển sinh Cao đẳng khối A Hướng dẫn giải
Các chất đều tác dụng với NaOH trong dung dịch:
ClH3NCH2COOC2H5 + 2NaOH H2NCH2COONa + NaCl + C2H5OH + H2O H2NCH2COOC2H5 + NaOH H2NCH2COONa + C2H5OH
Đáp án đúng là C.
Học sinh có thể chọn D vì nghĩ có 2 chất đều có 2 nhóm –NH2
Thí dụ 8: (Biết) Dung dịch nào sau đây làm quỳ tím đổi thành màu xanh?
A. Dung dịch alanin. B. Dung dịch glyxin.
C. Dung dịch lysin. D. Dung dịch valin.
Trích đề tuyển sinh Đại học khối A Hướng dẫn giải
Dung dịch lysin làm đổi màu quỳ tím thành xanh
H2N[CH2]4CH(NH2)COOH + 2H2O
3 2 4CH NH3
H N(CH ) COOH + 2OH Lysin ( có số nhóm NH2 lớn hơn COOH).
Đáp án đúng là C.
Thí dụ 9: (Biết) Cho ba dung dịch có cùng nồng độ mol: (1) H2NCH2COOH, (2) CH3COOH, (3) CH3CH2NH2. Dãy xếp theo thứ tự pH tăng dần là
A. (2), (1), (3). B. (3), (1), (2).
C. (2), (3), (1). D. (1), (2), (3).
Trích đề tuyển sinh ĐH khối B Hướng dẫn giải
* Dung dịch (1): H2NCH2COOH có pH 7
* Dung dịch (2): CH3COOH H+ + CH3COO có pH < 7: (môi trƣờng axit) * Dung dịch (3): 3 2 2 2 3 2 3 CH CH NH H O CH CH NH OH có pH > 7: (môi trƣờng bazơ) Vậy pH (2) < pH (1) < pH (3) Đáp án đúng là A.
50
Thí dụ 10: (Biết) Có các dung dịch riêng biệt sau: C6H5-NH3Cl (phenylamoni clorua), H2N-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH, ClH3N-CH2-COOH, HOOC-CH2-CH2- CH(NH2)-COOH, H2N-CH2-COONa. Số lƣợng các dung dịch có pH < 7 là
A. 4. B. 5. C. 3. D. 2.
Trích đề tuyển sinh ĐH-CĐ khối A Hướng dẫn giải
Các dung dịch có pH < 7 ( môi trƣờng axit): 1. C6H5-NH3Cl
2. ClH3N-CH2-COOH
3. HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH Có 3 dung dịch có pH < 7.
Đáp án đúng là C.
Thí dụ 11: (Biết) Có bao nhiêu tripeptit (mạch hở) khác loại mà khi thủy phân hoàn toàn đều thu đƣợc 3 amino axit; glyxin; alanin và phenylalanin?
A. 6. B. 9. C. 3. D. 4.
Trích đề thi tuyển sinh đại học khối A Hướng dẫn giải
Số tripeptit ( mạch hở) n 3 6 Đáp án đúng là A.
Chú ý: Bài tập này có cùng kết quả với bài tập sau: Từ 3 amino axit Gly, Ala và Phe có thể tạo ra đƣợc tối đa bao nhiêu tripeptit (mạch hở) có đồng thời cả Gly, Ala và Phe?
Thí dụ 12: (Biết) Dung dịch nào sau đây làm quỳ tím chuyển màu xanh ?
A. Glyxin. B. Anilin.
C. Phenylamoni clorua. D. Etyl amin.
Trích đề tuyển sinh Cao đẳng khối A Hướng dẫn giải
Dung dịch các amino no làm quỳ tím chuyển thành màu xanh: C H NH2 5 2H O 2 C H NH2 5 3OH
Đáp án đúng là D.
Chú ý: - Glyxin H2N-CH2-COOH, anilin C6H5NH2 không làm đổi màu quỳ tím - Phenylamoni clorua (C6H5NH3Cl) làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ (dd).
51
Thí dụ 13: (Hiểu) Nếu thủy phân không hoàn toàn pentapeptit Gly-Ala-Gly- Ala-Gly thì thu đƣợc tối đa bao nhiêu đipeptit khác nhau?
A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.
Trích đề tuyển sinh Cao đẳng khối A Hướng dẫn giải
Sơ đồ thủy phân:
H O2
xt,t
Gly Ala Gly Ala Gly Gly Ala Ala GLy
thu đƣợc 2 đipeptit có cấu tạo khác nhau. Đáp án đúng là B.
Chú ý: - CTCT của Gly-Ala và Ala- Gly” H2N-CH2-COHN-CH(CH3) –COOH (Gly-Ala) H2N-CH(CH3)-COHN-CH2-COOH (Ala-Gly)
- Không xét đồng phân quang học ( do đó cẩn chỉnh sửa lại đề bài cho hợp lý)
Bài tập vận dụng
Câu 1.(Hiểu) Khi thủy phân không hoàn toàn pentapeptit Ala-Gly-Val-Gly-Ala đƣợc tối đa bao nhiêu tripeptit khác nhau?
A. 2. B. 1. C. 3. D. 4.
Câu 2.(Biết) Dãy các chất đƣợc sắp xếp theo chiều tính bazơ tăng dần là A. đimetylamin, etylamim, amoniac, anilin, p-nitroanilin.
B. p-nitroanilin, anilin, amoniac, đimetylamin,etylamin. C. amoniac, p-nitroanilin, anilin, etylamin, đimeylamin. D.p-nitroanilin, anilin, amoniac, etylamin, đimetylamin.
Câu 3.(Hiểu) Cho năm chất: NH3(1), CH3CH2 (2), KOH (3), C6H5NH2 (4), (CH3)2NH (5). Tính bazơ của các chất tăng dần theo dãy nào sau đây ?
A. (3), (5), (2), (1), (4). B. (4), (1), (2), (5), (3).
C. (4), (2), (5), (1), (3). D. (1), (2), (5), (4), (3).
Câu 4.(Biết) Amino axit có khả năng phản ứng với NaOH theo tỉ lệ mol 1:2 là
A. alanin. B. valin. C. tyrosin. D. lysin.
Câu 5. (Biết) Sục etylamin vào dung dịch X thấy có kết tủa trắng. Dung dịch X là
A. Na2CO3. B. HCl. C. AlCl3. D. FeCl3.
Câu 6. (Hiểu) Hòa tan hoàn toàn 0,1 mol etylamin vào nƣớc thu đƣợc 1 lít dung dịch X khi đó
52
A. nồng độ C2H5NH3+ lớn hơn 0,1 M. B. nồng độ C2H5NH3+ nhỏ hơn 0,1M. C. dung dịch X có pH > 13.
D. nồng độ C2H5NH3+ bằng 0,1M.
Câu 7.(Hiểu) Dãy dung dịch nào sau đây (có cùng nồng độ mol) đƣợc sắp xếp theo thứ tự tăng dần giá trị pH ?
A. NH4Cl, CH3NH3Cl, C6H5NH3Cl. B. CH3NH3Cl, C6H5NH3Cl, NH4Cl. C. C6H5NH3Cl, CH3NH3Cl, NH4Cl. D. C6H5NH3Cl, NH4Cl, CH3NH3Cl.
Câu 8. (Hiểu)Thủy phân hoàn toàn 1 mol oligopeptit X mạch hở thu đƣợc 2 mol Gly, 1 mol Ala, 1 mol Val, 1 mol Tyr. Mặt khác, nếu thủy phân không hoàn toàn X thì thu đƣợc sản phẩm có chứa Gly-Val, Val-Gly. Số công thức cấu tạo phù hợp của X là
A. 4. B. 1. C. 2. D. 6.
Câu 9. (Biết) Kết luận nào sau đây không đúng về metylamin?
A. Sục metylamin vào dung dịch Fe(NO)3 xuất hiện kết tủa đỏ nâu, sau đó kết tủa tan.
B. Metylamin có tính bazơ mạnh hơn amoniac nhƣng yếu hơn etylamin. C. Thêm HNO2 vào dung dịch metylamin thấy có khí thoát ra.
D. Để hở miệng hai lọ dung dịch HCl và metylamin đặc cạch nhanh thấy có khối trắng.
2.4.3.2.Bài tập các dạng toán tổng hợp,một số phƣơng pháp giải nhanh trong đề thi tuyển sinh đại học 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