Phân loại và phương pháp giải một số dạng bài tập hóa học về hợp chất hữu cơ chứa nitơ

  • Số trang: 28 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 186 |
  • Lượt tải: 0
hoanggiang80

Đã đăng 24000 tài liệu

Mô tả:

Sáng kiến kinh nghiệm THPT Bậc SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM “PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP HÓA HỌC VỀ HỢP CHẤT HỮU CƠ CHỨA NITƠ ’’. A. PHẦN MỞ ĐẦU I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI. 1- Hóa học là một ngành khoa học nghiên cứu về chất và sự biến đổi giữa các chất. Phản ứng hóa học là đối tượng chính của hóa học. Trong phản ứng hóa học các nguyên tố được bảo toàn về số mol, khối lượng... để giải nhanh một số bài tập thì học sinh không phải chỉ biết các định luật mà phải biết nhìn ra các dạng bài tập và phương pháp giải các dạng bài tập đó. 2- Trong chương trình hóa học phổ thông không đề cập sâu cách phân loại, phương pháp giải và phương pháp ứng dụng các định luật bảo toàn vào giải toán hóa học, trong khi để giải các đề thi thì học sinh phải nắm vững các dạng bài tập và phương pháp giải các dạng bài tập đó. 3- Trong khi giải bài tập hầu hết học sinh đều rất lúng túng khi nhận ra các dạng bài tập. 4- Việc phân loại các dạng bài tập và hướng dẫn học sinh vận dụng các định luật bảo toàn vào giải bài tập về hợp chất hữu cơ chứa nitơ là việc làm rất cần thiết. Việc làm này rất có lợi cho học sinh trong thời gian ngắn để nắm được các dạng bài tập, nắm được phương pháp giải . 5- Xuất phát từ thực trạng trên, cùng một số kinh nghiệm sau những năm công tác, tôi mạnh dạn nêu ra sáng kiến về “phân loại và phương pháp giải một số dạng bài tập hóa học về hợp chất hữu cơ chưa nitơ ”. Trang 1 Sáng kiến kinh nghiệm THPT Bậc II. THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ TÀI. 1. Khó khăn: Trong Hóa học, bài tập rất đa dạng và phong phú; để giải bài tập hóa học yêu cầu phải biết được phương trình, sự chuyển hóa của các chất, các dạng bài tập và phương pháp giải các dạng bài tập . Theo phân phối chương trình hóa học phổ thông không đề cập sâu đến các định luật bảo toàn, các dạng bài tập. Học sinh thường rất lúng túng khi nhận dạng các dạng bài tập và cách giải các bài toán. 2. Thuận lợi: Hiện tại cũng có nhiều sách tham khảo, mạng internet có trình bày các bai tập về hợp chất hữu cơ chứa nitơ và phương pháp sử dụng các định luật bảo toàn ở các góc độ khác nhau. B –PHẠM VI ÁP DỤNG VÀ GIỚI HẠN NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: I . PHẠM VI ÁP DỤNG. - Chuyên đề này trình bày một số dạng bài tập và phương pháp giải. Chuyên đề này cũng trình bày về các định luật, phân loại và chỉ rõ việc áp dụng các định luật vào giải toán hóa học. - Chuyên đề áp dụng cho chương trình Hóa học lớp 12. - Chuyên đề áp dụng tốt cho cả luyện thi tốt nghiệp và luyện thi đại học , cao đẳng. II. GIỚI HẠN NỘI DUNG. Chuyên đề đặt ra yêu cầu phân loại các dạng bài tập, đưa ra các định luật, ứng dụng của mỗi định luật để giải cho từng dạng bài tập và đưa ra những nhận xét và những chú ý giúp phát triển hướng tìm tòi khác . Trong chương trình hóa học 12 có rất nhiều dạng bài tập hóa học về hợp chất hữu cơ chứa nitơ, việc phân loại rất khó khăn và phức tạp. Trong chuyên đề này, tôi chỉ đưa ra một số dạng bài tập cơ bản sau: Trang 2 Sáng kiến kinh nghiệm THPT Bậc - BÀI TẬP VỀ MUỐI NITRAT , CACBOXYLAT, CACBONAT CỦA AMIN NO ĐƠN CHỨC MẠCH HỞ. - BÀI TẬP VỀ TÍNH LƯỠNG TÍNH CỦA AMINO AXIT. - BÀI TẬP VỀ AMINO AXIT TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH KIỀM ( HOẶC DUNG DỊCH AXIT) SAU ĐÓ LẤY SẢN PHẨM THU ĐƯỢC CHO TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT( HOẶC DUNG DỊCH KIỀM) - BÀI TẬP VỀ PHẢN ỨNG THUỶ PHÂN PEPTIT. III. NỘI DUNG. Trong chương trình hóa học 12 có rất nhiều dạng bài tập hóa học về hợp chất hữu cơ chứa nitơ - Tôi nhận thấy rằng khá nhiều học sinh lúng túng khi gặp các hợp chất chứa nitơ có CTPT dạng CxHyOzNt ,các em lúng túng không biết chúng thuộc loại chất nào vì vậy không viết được các PTHH trong các bài toán . Kết quả là một số thì bỏ qua không làm và một số còn lại thì làm ra kết quả sai. Vì vậy tôi mạnh dạn đưa ra một số công thức chung cho một số hợp chất chứa hữu cơ chứa nitơ và phương pháp giải tương ứng. Dạng 1: Muối cacboxylat của amin : Công thức phân tử chung của muối có dạng: C nH2n+3NO2 (n≥1) . Là muối của amino đơn chức mạch hở hoặc amoniac và axit cacboxylic no đơn chức mạch hở nên muối có tính lưỡng tính CnH2n+3NO2 + H+  CxH2x+1COOH + CyH2y+3NH+ CnH2n+3NO2 + OH-  CxH2x+1COO- + CyH2y+3N + H2O (x+y+1=n) (x+y+1=n) Ví dụ 1 : Hai chất hữu cơ A, B có công thức CH 5NO2 và C2H7NO2. Hỗn hợp X gồm A và B cho tác dụng với NaOH dư tạo ra 2,72 gam một muối duy nhất và bay ra một hỗn hợp khí có A. 1,47 gam M = 27,5. Hỗn hợp X có khối lượng B. 2,94 gam C. 4,42 gam D. 3,32 gam HƯỚNG DẪN GIẢI: Trang 3 Sáng kiến kinh nghiệm THPT Bậc Theo bài ra A có CTCT : HCOONH4  B có công thức cấu tạo: HCOOH3NCH3 (Vì sau phản ứng chỉ tạo ra một muối duy nhất là HCOONa ) n HCOONa = 0,04mol  m khí =0,04.27,5 = 1,1 gam mH2O = 0,04 . 18 =0,72 gam mNaOH=0,04.40 = 1,6 gam. Theo ĐLBT khối lượng ta có: mX= 2,72+ 1,1+ 0,72 - 1,6 =2,94 gam.  Chọn B Ví dụ 2 : Cho hỗn hợp X gồm hai chất hữu cơ có cùng công thức phân tử C2H7NO2 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 ẩm). Tỉ khối hơi của Z đối với H 2 bằng 13,75. Cô cạn dung dịch Y thu được khối lượng muối khan là: A. 16,5 gam B. 14,3 gam C. 8,9 gam D. 15,7 gam HƯỚNG DẪN GIẢI: CTPT : C2H7NO2. PTHH : CH3COONH4 + NaOH  CH3COO Na + NH3 + H2O (*) (mol) x x x x x HCOOH3NCH3 + NaOH  HCOO Na + CH3NH2 + H2O (2*) (mol) y y y y y Theo (*),(2*) : nZ=0,2 ( mol ) =n NaOH = n H2O = n hhX m muối = 77.0,2 + 40.0,2 - 18.0,2-13,75.2.0,2 = 14,3 (gam).  Chọn B Ví dụ 3 : Hợp chất X có công thức C2H7NO2 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 NaNO2 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 Trang 4 Sáng kiến kinh nghiệm THPT Bậc HƯỚNG DẪN GIẢI: Hợp chất X có công thức C2H7NO2 có phản ứng tráng gương  có công thức cấu tạo: HCOOH3NCH3 PTHH : HCOOH3NCH3+ NaOH  HCOO Na + CH3NH2 + H2O 0,15 mol 0,15mol m = 68.0,15 = 10,2 gam . Chọn D Ví dụ 4 : Lấy 9,1 gam hợp chất X có công thức phân tử là C 3H9O2N tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng, thu được 2,24 lít (đktc) khí Y (làm xanh giấy quì tím ẩm). Đốt cháy hoàn toàn lượng khí Y nói trên, thu được 8,8 gam CO 2. X, Y lần lượt là A. CH3COONH3CH3; CH3NH2 B. HCOONH3C2H3; C2H3NH2 C. CH2=CHCOONH4; NH3 D. HCOONH3C2H5; C2H5NH2 HƯỚNG DẪN GIẢI: Công thức của X có dạng : CxH2x+1COO-CyH2y+3NH+ PTHH: CxH2x+1COO-CyH2y+3NH+ +NaOH CxH2x+1COONa + CyH2y+3N +H2O (*) 0,1mol 0,1 mol Theo ĐLBT nguyên tố cho cacbon ta có: 0,1.y=0,2 moly=2 Mặt khác : 3=x +y +1  x= 0  Chọn D Dạng 2 : Muối nitrat của amin Công thức phân tử chung của muối có dạng: CnH2n+4 O3N2 (n≥1) . Là muối của bazơ yếu ( CnH2n + 3N ) và axit mạnh ( HNO3 ) nên muối có tính axit yếu. Muối tác dụng với dung dịch kiềm tạo muối nitrat + amin + nước CnH2n+3NH+NO3- + NaOH  CnH2n+3N + H2O + NaNO3 Trang 5 Sáng kiến kinh nghiệm THPT Bậc Ví dụ 1 : Cho chất hữu cơ X có công thức phân tử C 2H8O3N2 tác dụng với dung dịch NaOH, thu được chất hữu cơ đơn chức Y và các chất vô cơ. Khối lượng phân tử (theo đvC) của Y là A. 85. B. 68. C. 45. D. 46. HƯỚNG DẪN GIẢI: Theo bài ra công thức của X có dạng C2H7NH+NO3PTHH : C2H7NH+NO3- + NaOH  C2H7N + H2O + NaNO3 Y là C2H7N Khối lượng phân tử (theo đvC) của Y là 45  Chọn C Ví dụ 2 : Muối X có công thức phân tử là CH 6O3N2. Đun nóng X với NaOH thu được 2,24 lít khí Y (Y là hợp chất chứa C, H, N và có khả năng làm xanh giấy quỳ tím ẩm). Tính khối lượng muối thu được? A. 8,2 gam B. 8,5 gam C. 6,8 gam D. 8,3 gam HƯỚNG DẪN GIẢI: CH6O3N2 có công thức là: CH3NH3NO3 PTHH : CH3NH3NO3+ NaOH  CH5N + H2O + NaNO3 Theo bài ra nY = 0,1 mol = n NaNO3  m NaNO3 = 85.0,1 =8,5 gam  Chọn B Ví dụ 3 : Cho 14,1 gam chất X có công thức CH 6N2O3 tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH 1M, đun nóng. Sau khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch Y và chất khí Z làm xanh giấy quì tím ẩm. Cô cạn dung dịch Y thu được chất rắn khan có khối lượng là A. 12,75 gam B. 21,8 gam C. 14,75 gam D. 30,0 gam HƯỚNG DẪN GIẢI: PTHH : CH3NH3NO3+ NaOH  CH5N + H2O + NaNO3 0,15mol 0,15mol Trang 6 Sáng kiến kinh nghiệm THPT Bậc m NaNO3 = 85.0,15 =12,75 gam  Chọn A Ví dụ 4: Một muối X có CTPT C3H10O3N2. Lấy 19,52 gam X cho phản ứng với 200 ml dung dịch KOH 1M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được chất rắn và phần hơi. Trong phần hơi có chất hữu cơ Y đơn chức bậc I và phần rắn chỉ là hỗn hợp các chất vô cơ có khối lượng m gam. Giá trị của m là: A. 18,4 gam B. 13,28 gam C. 21,8 gam D. 19,8 gam HƯỚNG DẪN GIẢI: Theo bài ra ta có : Số mol của KOH =0,2 mol; của muối X=0,16 mol. C3H10O3N2 có công thức dạng : C3H9NH+NO3PTHH : C3H9NH+NO3- + KOH  C3H9N + 0,16mol 0,16mol H2 O + KNO3 0,16mol 0,16mol  KOH dư. Theo ĐLBT khối lượng : m= 19,52 + 0,2.56 - 0,16.59 - 0,16.18 = 18,4 gam  Chọn A Ví dụ 5: Hợp chất thơm X có công thức phân tử C6H8N2O3. Cho 28,08 gam X tác dụng với 200 ml dung dịch KOH 2M sau phản ứng thu được dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là: A. 21,5 gam B. 38,8 gam C. 30,5 gam D. 18,1 gam HƯỚNG DẪN GIẢI: Theo bài ra ta có : Số mol của KOH =0,4 mol; Số mol của X=0,18 mol. C6H8N2O3 có công thức dạng : C6H5NH3+NO3PTHH : C6H5NH3+NO3- + KOH  C6H5NH2 + 0,18mol 0,18mol H2 O 0,18mol + KNO3 0,18mol  KOH dư Trang 7 Sáng kiến kinh nghiệm THPT Bậc Theo ĐLBT khối lượng: m =28,08 +0,4.56 - 0,18.93 - 0,18.18 =30,5 gamChọn C Dạng 3: Muối cacbonat của amin : a- Công thức phân tử chung của muối có dạng: C nH2n+6 O3N2 (n≥2) .Là muối của amin no đơn chức mạch hở và axit cacbonic (muối cacbonat) nên muối có tính lưỡng tính. Khi tác dụng với dung dịch bazơ mạnh (VD: NaOH) tạo ra sản phẩm là : Na2CO3 + amin + nước Khi tác dụng với dung dịch axit mạnh (VD: HCl) tạo ra sản phẩm là : NaCl + khí cacbonic + nước. Cũng cần lưu ý thêm : Công thức phân tử chung của muối có dạng : C nH2n+6O3N2 (n≥2) rất dễ nhầm lẫn với muối nitrat của amin có dạng C nH2n+4 O3N2 . GV cần chú ý nhấn mạnh cho HS trong quá trình giảng dạy. b- Công thức phân tử chung của muỗi có dạng CnH2n+3 O3N (n≥2). Là muối của amin no đơn chức mạch hở và axit cacbonic( muối hiđrocacbonat) nên muối có tính lưỡng tính. Khi tác dụng với dung dịch bazơ mạnh (VD: NaOH) tạo ra sản phẩm là : Na2CO3 + amin + nước Khi tác dụng với dung dịch axit mạnh (VD: HCl) tạo ra sản phẩm là : NaCl + khí cacbonic + nước. Ví dụ 1 : X có công thức C4H14O3N2. Khi cho X tác dụng với dung dịch NaOH thì thu được hỗn hợp Y gồm 2 khí ở điều kiện thường và đều có khả năng làm xanh quỳ tím ẩm. Số CTCT phù hợp của X là A. 3 B. 2 C. 4 D. 5 HƯỚNG DẪN GIẢI: Trang 8 Sáng kiến kinh nghiệm THPT Bậc CTPT C4H14O3N2 có thể có công thức là : CH3NH3CO3H3NCH2CH3 hoặc CH3NH3CO3H2N(CH3)2 Ta có các PTHH: CH3NH3CO3H3NCH2CH3 + 2NaOH  CH3NH2 + CH3CH2NH2 + H2O + Na2CO3 CH3NH3CO3H2N(CH3)2 + 2NaOH  CH3NH2 + CH3NHCH3 + H2O + Na2CO3  Chọn B Ví dụ 2 : Cho 12,4 gam chất A có CTPT C3H12N2O3 đun nóng với 2 lít dd NaOH 0,15 M. Sau phản ứng hoàn toàn thu được chất khí B làm xanh quỳ ẩm và dung dịch C. Cô cạn C rồi nung đến khối lượng không đổi thu được bao nhiêu gam chất rắn ? A. 14,6 gam B. 17,4 gam C. 24,4 gam D. 16,2 gam HƯỚNG DẪN GIẢI: Theo bài ra ta có : Số mol của NaOH =0,3 mol; của A=0,1 mol. CTPT C3H12N2O3 có công thức cấu tạo là : (CH3NH3)2CO3 PTHH: (CH3NH3)2CO3 +2 NaOH  2CH3NH2 + 2H2O + Na2CO3 0,1mol 0,2 mol 0,2mol 0,2mol 0,1mol  NaOH dư Theo ĐLBT khối lượng : m= 12,4 + 0,3. 40 - 0,2.31 - 0,2.18 =14,6 gam  Chọn A Ngoài ba dạng bài tập trên - Bài tập về aminoaxit tuy không khó nhưng nếu biết vận dụng tốt một số kỹ thật giải toán, các kỹ thuật này được xây dựng trên cơ sở các định luật bảo toàn thì giúp cho HS đi đến kết quả nhanh hơn, chính xác hơn. Dạng 4: Bài toán về tính lưỡng tính của amino axit Phương pháp giải chung như sau: Trang 9 Sáng kiến kinh nghiệm THPT Bậc Đặt công thức phân tử của aminoaxit ( viết tắt là aa) là R(COOH)x(NH2)y ta có : Phản ứng với dung dịch NaOH: R(COOH)x(NH2)y + xNaOH  R(COONa)x(NH2)y + xH2O  maa + 22nNaOH = m muối ; x= nNaOH/naa Phản ứng với dung dịch KOH: R(COOH)x(NH2)y + x KOH  R(COOK)x(NH2)y + xH2O  maa + 38 nKOH = m muối ; x= nKOH/naa ` Phản ứng với dung dịch HCl: R(COOH)x(NH2)y + y HCl  R(COOH)x(NH3Cl)y + xH2O  maa + 35,5 nHCl= m muối ; y= nHCl/naa Ví dụ 1 : Hỗn hợp X gồm alanin và axit glutamic. Cho m gam X tác dụng hoàn toàn với dung dịch NaOH (dư), thu được 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 được dung dịch Z chứa (m + 36,5) gam muối. Giá trị của m là A. 112,2 B. 165,6 C. 123,8 D. 171,0 HƯỚNG DẪN GIẢI: Alanin : CH3 - CH(NH2) - COOH và axit glutamic : HOOC(CH2)2CH( NH2)- COOH có số mol lần lượt là x và y Áp dụng công thức: maa + 22nNaOH = m muối  nNaOH =30,8/22 =1,4 mol Áp dụng công thức: maa + 35,5 nHCl= m muối  nHCl=36,5/36,5 = 1mol Ta có hệ phương trình : x+ y =1 (1) ; x +2y =1,4 (2) Giải hệ phương trình ta có nghiệm: x = 0,6 mol ; y = 0,4 mol  m =89.0,6 +147.0,4 = 112,2  Chọn A Trang 10 Sáng kiến kinh nghiệm THPT Bậc Ví dụ 2 : Hỗn hợp X gồm glyxin và Lysin. Cho m gam X tác dụng hoàn toàn với dung dịch NaOH (dư), thu được dung dịch Y chứa (m + 22) gam muối. Mặt khác, nếu cho m gam X tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl, thu được dung dịch Z chứa (m + 51,1) gam muối. Giá trị của m là : A. 112,2 gam B. 103,4 gam C. 123,8 g am D.171,0 gam HƯỚNG DẪN GIẢI: Gọi số mol Glyxin : CH2(NH2)COOH và Lysin H2N -(CH2)4-CH(NH2)-COOH lần lượt là x,y. Áp dụng công thức: maa + 22nNaOH = m muối  nNaOH =22/22 =1mol Áp dụng công thức: maa + 35,5 nHCl= m muối  nHCl=51,1/36,5 = 1,4 mol Ta có hệ phương trình : x+ y =1 (1); x +2y =1,4 (2) Giải hệ phương trình ta có nghiệm : x = 0,6 mol; y = 0,4 mol  m =146.0,4 +75.0,6 = 103,4 gam  Chọn B Dạng 5: Bài tập về phản ứng của amịno axit với axit hoặc bazơ sau đó lấy toàn bộ sản phẩm thu đựoc cho tác dụng với dung dịch bazơ hoặc axit. Bài toán 1 : a mol R(COOH)x(NH2)y + b mol dd HCl  dung dịch X, dung dịch X tác dụng vừa đủ với c mol dung dịch NaOH  dung dịch Y . Tính khối lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch Y. Phương pháp giải : Cách 1: Theo bài ra ta có PTHH : R(COOH)x(NH2)y + y HCl  R(COOH)x(NH3Cl)y (1) Sau (1): Dung dịch X chứa R(COOH)x(NH3Cl)y. và R(COOH)x(NH2)y dư hoặc HCl còn dư hoặc cả hai chất tham gia phản ứng đều hết . Vì vậy khi cho dung dịch X với dung dịch NaOH sẽ phải xét ba trường hợp : Trang 11 Sáng kiến kinh nghiệm THPT Bậc Trường hợp 1 : Dung dịch X chỉ chứa R(COOH)x(NH3Cl)y ta có PTHH xảy ra: R(COOH)x(NH3Cl)y + ( y + x) NaOH  R(COONa)x(NH2)y +y NaCl +x H2O  Dung dịch Y sau phản ứng chỉ chứa các muối : R(COONa)x(NH2)y a mol ; và NaCl b mol .Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố với Na ta có : n NaOH phản ứng = x. naa+ nHCl Trường hợp 2: Dung dịch X chứa R(COOH)x(NH3Cl)yvà R(COOH)x(NH2)y dư Ta có PTHH xảy ra : R(COOH)x(NH3Cl)y + ( y + x) NaOH  R(COONa)x(NH2)y +y NaCl +x H2O R(COOH)x(NH2)y + x NaOH  R(COONa)x(NH2)y +x H2O  Dung dịch Y sau phản ứng chỉ chứa các muối : R(COONa)x(NH2)y a mol ; và NaCl b mol . Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố với Na ta có : n NaOH phản ứng = x. naa+ nHCl Trường hợp 3 : Dung dịch X chứa R(COOH)x(NH3Cl)y. và HCl dư Ta có PTHH xảy ra : R(COOH)x(NH3Cl)y + ( y + x) NaOH  R(COONa)x(NH2)y +y NaCl +x H2O HCl + NaOH  NaCl + H2O  Dung dịch Y sau phản ứng chỉ chứa các muối : R(COONa)x(NH2)y a mol ; và NaCl b mol . Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố với Na ta có : n NaOH phản ứng = x. naa+ nHCl Từ cách giải trên tôi nhận thấy cả ba trường hợp đều cho cùng một kết quả giống nhau và có thể giải bài toán này theo phương pháp quy đổi với PTHH dễ viết hơn , không phải chia trường hợp và kết quả thu được hoàn toàn chính xác Trang 12 Sáng kiến kinh nghiệm THPT Bậc Cách 2: Bài toán trên được quy đổi thành : a mol R(COOH)x(NH2)y và b mol dung dịch HCl tác dụng vừa đủ với c mol mol dung dịch NaOH  dung dịch Y. Tính khối lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch Y. PTHH: R(COOH)x(NH2)y + xNaOH  R(COONa)x(NH2)y + xH2O (1)  maa + 22nNaOH pư (1) = m muối HCl + NaOH  NaCl + H2O (2)  mNaCl = 58,5 .nHCl . m muối Y = maa + 22nNaOH pư (1) + 58,5 .nHCl = maa + 22(nNaOH - nHCl ) + 58,5 .nHCl Bài toán ngược của bài toán 1 có dạng : a mol R(COOH)x(NH2)y tác dụng với b mol dung dịch NaOH  dung dịch X, dung dịch X tác dụng vừa đủ với c mol dung dịch HCl  dung dịch Y . Tính khối lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch Y. Phương pháp giải : Tương tự bài toán trên được chuyển đổi thành : R(COOH)x(NH2)y và a mol dung dịch NaOH tác dụng vừa đủ với b mol dung dịch HCl  dung dịch Y . Tính khối lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch Y. PTHH: R(COOH)x(NH2)y + yHCl  R(COOH)x(NH3Cl)y (1)  maa + 36,5nHCl pư (1) = m muối HCl + NaOH  NaCl + H2O (2)  mNaCl = 58,5 .nNaOH . m muối Y = maa + 36,5nHCl pư (1) + 58,5 .nNaOH = maa + 36,5 (nHCl - nNaOH ) + 58,5 .nNaOH Hai bài toán này còn có thể khai thác ở các tình huống khác nhau như: có thể là hỗn hợp các aminoaxit, tìm số mol NaOH hoặc số mol HCl cần dùng cho phản ứng ... Vì vậy tuỳ tình huống mà giáo viên phân tích để học sinh sáng tạo trong cách vận dụng dạng bài tập này. Trang 13 Sáng kiến kinh nghiệm THPT Bậc Ví dụ 1 : Cho 0,15 mol H2NC3H5(COOH)2 (axit glutamic) vào 175 ml dung dịch HCl 2M, thu được dung dịch X. Cho NaOH dư vào dung dịch X. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, số mol NaOH đã phản ứng là : A. 0,50. B. 0,65. C. 0,70. D. 0,55. HƯỚNG DẪN GIẢI: PTHH: H2NC3H5(COOH)2 + 2NaOH  H2NC3H5(COONa)2 + xH2O (1) 0,15 mol HCl + 0,3 mol NaOH  NaCl 0,35 mol + H2O (2) 0,35 mol  Chọn B Số mol NaOH đã phản ứng là: 0,65 mol. Ví dụ 2: Cho 0,2 mol α – amino axit X phản ứng vừa đủ với 100 ml dung dịch HCl 2M thu được dung dịch A. Cho dung dịch A phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH, sau phản ứng cô cạn sản phẩm thu được 33,9g muối. X có tên gọi là: A. glixin B. alanin C. valin D. axit glutamic HƯỚNG DẪN GIẢI: nHCl = y.0,2 mol = 0,2  y = 1 PTHH: R(COOH)x(NH2)y + xNaOH  R(COONa)x(NH2)y + xH2O (1) 0,2 mol HCl 0,2mol 33,9 x 0,2 mol + NaOH  NaCl + H2O (2) 0,2 mol = maa + 22(nNaOH - nHCl ) + 58,5 .nHCl 33,9 = MX .0,2 + 22 x . 0,2 + 36,5 .0,2  MX = 133 - 22x Theo đề ra x= 1 hoặc x=2 Trang 14 Sáng kiến kinh nghiệm THPT Bậc x = 1  MX = 133 - 22 = 111 loại x = 2  MX = 133 - 22.2 = 89  alanin Chọn B Ví dụ 3 : A là một α-amino axit mạch cacbon không phân nhánh. Cho 0,1 mol A vào dung dịch chứa 0,25 mol HCl (dư), được dung dịch B. Để phản ứng hết với dd B, cần vừa đủ 300 ml dd NaOH 1,5 M đun nóng. Nếu cô cạn dung dịch sau cùng, thì được 33,725 g chất rắn khan. A là: A. Glixin B. Alanin C. axit glutamic D. axit α-amino butiric HƯỚNG DẪN GIẢI: PTHH: R(COOH)x(NH2)y + xNaOH  R(COONa)x(NH2)y + xH2O (1) 0,1 0,1x HCl + NaOH  NaCl + H2O (2) 0,25mol 0,25mol 0,25mol theo (1) ,(2): 0,1x + 0,25 = nNaOH = 0,45  x =2 m muối = maa + 22nNaOH pư (1) + 58,5 .nHCl =0,1MA + 22.0,2 + 0,25 .58,5 =33,725  MA = 147 A là: axit glutamic  Chọn C Ví dụ 4 : X là một α-amino axit có chứa vòng thơm và một nhóm –NH2 trong phân tử. Biết 50 ml dung dịch X phản ứng vừa đủ với 80 ml dung dịch HCl 0,5M, dung dịch thu được phản ứng vừa đủ với 50 ml dung dịch NaOH 1,6M. Mặt khác nếu trung hòa 250 ml dung dịch X bằng lượng vừa đủ KOH rồi đem cô cạn thu được 40,6 gam muối. CTCT của X là: A. C6H5-CH(CH3)-CH(NH2)COOH B. C6H5-CH(NH2)-CH2COOH C. C6H5-CH(NH2)-COOH D. C6H5-CH2CH(NH2)COOH Trang 15 Sáng kiến kinh nghiệm THPT Bậc HƯỚNG DẪN GIẢI: nX = n HCl = 0,5.0,08 = 0,04 mol; nNaOH = 0.05.1,6 = 0,08 mol. PTHH: R(COOH)xNH2 + xNaOH  R(COONa)xNH2 + xH2O (1) 0,04 mol 0,04x mol HCl + NaOH  NaCl + H2O (2) 0,04mol 0,04mol 0,04mol theo (1) ,(2): 0,04x + 0,04 = nNaOH = 0,08  x =1 Mặt khác : H2NRCOOH + KOH  H2NRCOOK + xH2O (1) 0,2 mol 0,2mol m muối = maa + 38nKOH pư = 0,2 MX + 38.0,2 = 40,6  MX = 165. MR = 104  R: C8H8 Vì X là một α-amino axit  CTCT của X là: C6H5-CH2CH(NH2)COOH  Chọn D Ví dụ 5 : Cho 20,15 gam hỗn hợp X gồm glyxin và alanin phản ứng với 200 ml dung dịch HCl 1M, thu được dung dịch Y. Dung dịch Y phản ứng vừa đủ với 450 ml dung dịch NaOH 1M. Thành phần % về khối lượng của glyxin trong hỗn hợp X là A. 55,83%. B. 53,58%. C. 44,17%. D. 47,41%. HƯỚNG DẪN GIẢI: CH2(NH2)COOH + NaOH  x CH3CH(NH2)COOH + NaOH  y CH2(NH2)COONa + H2O (1) x CH3CH(NH2)COONa + H2O (2) y Trang 16 Sáng kiến kinh nghiệm THPT HCl 0,2 Bậc + NaOH  NaCl + H2O (3) 0,2 Theo (1),(2),(3) nNaOH = x +y + 0,2 =0,45  x +y =0,25 Lại có : 75x + 89 y = 20,15 . Giải hệ pt ta có x=0,15 mol; y= 0,1 mol % về khối lượng của glyxin trong hỗn hợp X là : (0,15.75 .100%) / 20,15 =55,83%.  Chọn A Bài tập về peptit cũng là một dạng bài tập gây khó khăn cho khá nhiều học sinh , kể cả những em học sinh khá , giỏi . Một trong những nguyên nhân gây khó khăn là do tài liệu về tính chất của peptit không nhiều , tên gọi và công thức cấu tạo của amino axit khó nhớ với đa số học sinh và học sinh không nắm đuợc một số kỹ thuật giải bài tập hiệu quả .Vì vậy trong quá trình ôn thi đại học cho học sinh tôi đã mạnh dạn phân loại bài tập về peptit và đưa ra một số phương pháp giải cho bài tập về peptit theo các dạng sau: Dạng 6: Phản ứng thuỷ phân peptit tạo ra các amino axit và các aminoaxit tác dụng với dung dịch axit . Phương pháp giải: Để giải bài tập này học sinh cần nhớ một số nguyên tắc sau: Cứ 2 đơn vị α – amino axit thì tách 1 phân tử H2O Vậy cứ x đơn vị α – amino axit thì tách (x - 1) phân tử H2O Một phân tử đipepit sẽ cộng 1 phân tử H2O Vậy cứ 1peptit có x đơn vị α – amino axit sẽ cộng (x-1) phân tử H2O  n H2O = (x-1) .n peptit . Theo ĐLBT khối lượng  m aa = mpeptit + mH2O Mpeptit = Tổng phân tử khối của các gốc α- aminoaxit tạo nên peptit- 18. số liên kết peptít Aminoaxit + HCl  Muối Theo ĐLBT khối lượng : m muôí = maa + m HCl Trang 17 Sáng kiến kinh nghiệm THPT Bậc LƯU Ý : Phương pháp này chỉ áp dụng đúng cho các peptit được tạo nên từ các gốc α- aminoaxit chứa 1 nhóm NH2 trong phân tử Ví dụ 1 : Thuỷ phân hoàn toàn 150 gam hỗn hợp các đipeptit thu được 159 gam các aminoaxit. Biết rằng các đipeptit được tạo bởi các aminoaxit chỉ chứa một nguyên tử N trong phân tử. Nếu lấy 1/10 khối lượng aminoaxit thu được tác dụng với HCl dư thì lượng muối thu được là: A. 19,55 gam B. 20,375 gam C. 23,2 gam D. 20,735 gam HƯỚNG DẪN GIẢI: m aa = mpeptit + mH2O  mH2O = 9 gam  n H2O = (2-1) .n peptit =0,5 mol  Tổng số mol của hai aminoaxit là 1 mol. Vì aminoaxit chỉ có một nitơ nên số mol HCl = 1mol Aminoaxit thu được tác dụng với HCl dư thì lượng muối thu được: 159 + 36,5 = 195,5 1/10 khối lượng aminoaxit thu được tác dụng với HCl dư thì lượng muối thu được: 195,5/10 =19,55 gam  Chọn A Ví dụ 2: Thủy phân hoàn toàn 60 gam hỗn hợp hai đipetit thu được 63,6 gam hỗn hợp X gồm các amino axit (các amino axit chỉ có một nhóm amino và một nhóm cacboxyl trong phân tử). Nếu cho 1/10 hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl (dư), cô cạn cẩn thận dung dịch, thì lượng muối khan thu được là : A. 7,09 gam. B. 16,30 gam C. 8,15 gam D. 7,82 gam. HƯỚNG DẪN GIẢI: m aa = mpeptit + mH2O  mH2O = 3,6 gam  n H2O = (2-1) .n peptit =0,2 mol  Tổng số mol của các aminoaxit là 0,4 mol. Vì aminoaxit chỉ có một nitơ nên số mol HCl = 0,4 mol Trang 18 Sáng kiến kinh nghiệm THPT Bậc Aminoaxit thu được tác dụng với HCl dư thì lượng muối thu được: 63,6 + 14,6 = 78,2gam 1/10 hh X thu được tác dụng với HCl dư thì lượng muối thu được: 78,2/10 =7,82 gam  Chọn D Ví dụ 3 : Thủy phân hoàn toàn 143,45 gam hỗn hợp A gồm hai tetrapeptit thu được 159,74 gam hỗn hợp X gồm các Aminoaxit(các Aminoaxit chỉ chứa 1nhóm COOH và 1 nhóm NH2). Cho toàn bộ X tác dụng với dung dịch HCl dư, sau đó cô cạn dung dịch thì nhận được m(gam) muối khan. Khối lượng nước phản ứng và giá trị của m lần lượt bằng? A. 8,145(g) và 203,78(g). B. 32,58(g) và 10,15(g). C. 16,2(g) và 203,78(g) D. 16,29(g) và 203,78(g). HƯỚNG DẪN GIẢI: m aa = mpeptit + mH2O  mH2O = 16,29 gam  n H2O = (4-1) .n peptit =0,905 mol Tổng số mol của các aminoaxit là (4.0,905)/3 mol= 1,2067mol Vì aminoaxit chỉ có một nitơ nên số mol HCl = 1,2067 mol Hỗn hợp X tác dụng với HCl dư thì lượng muối thu được: 159,74 + 1,2067.36,5 = 203,78 gam  Chọn D Dạng 7: Bài toán thuỷ phân peptit bằng dung dịch kiềm Phương pháp giải: Để giải bài tập này học sinh cân nhớ một số nguyên tắc sau: M peptit = Tổng khối lượng phân tử của các aminoaxit cấu tạo nên peptit - 18 (x-1) (x là số đơn vị α – amino axit) Một phân tử đipetit sẽ cộng 2 phân tử NaOH tạo ra 1 phân tử H2O Vậy cứ 1peptit có x đơn vị α–amino axit sẽ cộng x phân tử NaOH tạo ra 1 phân Trang 19 Sáng kiến kinh nghiệm THPT Bậc tử H2O + Muối nNaOH=x.npeptit ; n H2O = n peptit . Theo ĐLBT khối lượng : m muối = mpeptit + m NaOH - mH2O Ví dụ 1 : X là tetrapeptit Ala–Gly–Val–Ala, Y là tripeptit Val–Gly–Val. Đun nóng m gam hỗn hợp X và Y có tỉ lệ số mol nX : nY = 1:3 với 1560 ml dung dịch NaOH 1M (dùng dư gấp 2 lần lượng cần thiết), sau khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch Z. Cô cạn dung dịch thu được 126,18 gam chất rắn khan. m có giá trị là : A. 68,1 gam B. 75,6 gam C. 66,7 gam D. 78,4 gam HƯỚNG DẪN GIẢI: MX = 2.89 + 75 + 117-3.18 = 316; MY =2.117 + 75 -2.18 = 273; nX = a mol ; n Y = 3a mol Ta có sơ đồ phản ứng : Ala–Gly–Val–Ala + 4 NaOH  hh muối + 1H2O a 4a a Val–Gly–Val + 3 NaOH  hh muối + 1H2O 3a 9a 3a Theo ĐLBT khối lượng : 316a +273.3a +40.1,56 =126,18 + 18.4a  a = 0.06  m= 68,1 g  Chọn A Ví dụ 2 : X là tetrapeptit có công thức Gly – Ala – Val – Gly. Y là tripeptit có công thức Gly – Val – Ala. Đun m gam hỗn hợp A gồm X, Y có tỉ lệ mol tương ứng là 4:3 với dung dịch KOH vừa đủ sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn cô cạn dung dịch thu được 257,36g chất rắn khan. Giá trị của m là: A. 167,38 gam B. 150,88 gam C. 212,12 gam D. 155,44 gam Trang 20
- Xem thêm -