Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn một amin đơn chức X, thu được 8,4 lít khí CO2, 1,4 lít khí N2 (ở đktc) và 10,125 gam
H2O. Công thức phân tử của X là
A. C4H9N B. C3H9N C. C2H7N D. C3H7N
Hướng dẫn:
Số mol CO2 = 0,375; N2 = 0,0625; H2O = 0,5625
Lập tỉ lệ mol : C : N = 0,375 : 0,125 = 3 : 1
C : H = 0,375 : 1,125 = 3 : 9
Vậy tỉ lệ C : H : N = 3 : 1 : 9 C3H9N
Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa –Thầy Sơn Bài 20. Phương pháp giải bài tập Amin và Aminoaxxit Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 - BÀI 20. PHƢƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP AMIN VÀ AMINOAXIT TÀI LIỆU BÀI GIẢNG I. AMIN 1. Bài toán có phản ứng đốt cháy amin n 2n 3 2 2 2 2 6n 3 2n 3 1 C H N O nCO H O N 2 2 2 - So sánh tỉ lệ mol nC : nN hoặc nC : nH và kết hợp với các phương án đề cho để tìm kết quả. - Sử dụng phương pháp trung bình khi đốt cháy hỗn hợp các amin Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn một amin đơn chức X, thu được 8,4 lít khí CO2, 1,4 lít khí N2 (ở đktc) và 10,125 gam H2O. Công thức phân tử của X là A. C4H9N B. C3H9N C. C2H7N D. C3H7N Hướng dẫn: Số mol CO2 = 0,375; N2 = 0,0625; H2O = 0,5625 Lập tỉ lệ mol : C : N = 0,375 : 0,125 = 3 : 1 C : H = 0,375 : 1,125 = 3 : 9 Vậy tỉ lệ C : H : N = 3 : 1 : 9 C3H9N Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm 2 amin no đơn chức kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng, thu được 22 gam CO2 và 14,4 gam H2O. CTPT của hai amin là A. CH3NH2 và C2H7N B. C2H7N và C3H9N C. C3H9N và C4H11N D. C4H11N và C5H13N Hƣớng dẫn: Số mol CO2 = 0,5; H2O = 0,8 H : C = 1,6 : 0,5 = 3,2. Ta thấy chỉ có B là phù hợp 2. Sử dụng phƣơng pháp tăng – giảm khối lƣợng 1 mol RNH2 RNH3Cl khối lượng tăng 36,5 gam Ví dụ 1: Cho 20 gam hỗn hợp gồm 3 amin no đơn chức đồng đẳng liên tiếp tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl 1M, cô cạn dung dịch thu được 31,68 gam muối. Thể tích dung dịch HCl đã dùng là A. 160 ml B. 16 ml C. 32 ml D. 320 ml Hƣớng dẫn: 1 mol RNH2 RNH3Cl khối lượng tăng 36,5 gam 0,32 31,68 – 20 = 11,68 gam Số mol HCl = 0,32; V = 0,32 lít = 320 ml Ví dụ 2: Cho 5,9 gam amin đơn chức X tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y. Làm bay hơi dung dịch Y được 9,55 gam muối khan. Số công thức cấu tạo ứng với công thức phân tử của X là A. 5. B. 4. C. 2. D. 3. Hƣớng dẫn: Đặt công thức amin đơn chức X là: x y 2C H NH x y 2C H NH + HCl x y 3C H NH Cl Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa –Thầy Sơn Bài 20. Phương pháp giải bài tập Amin và Aminoaxxit Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 - 0,1 0,1 HClm = 9,55 – 5,9 = 3,65 (gam) HCln = 3,65 36,5 = 0,1 (mol) x y 2C H NH M = 12x + y + 16 = 5,9 0,1 = 59 (g/mol) 12x + y = 43 Cặp nghiệm duy nhất phù hợp là: x = 3, y = 7 Do đó công thức phân tử của X là: C7H7NH2 hay C3H9N. Vậy số đồng phân cấu tạo của C4H11N là 4 (2 amin bậc một, 1 amin bậc hai và 1 amin bậc ba). II. AMINOAXIT 1. Sử dụng phƣơng pháp tăng – giảm khối lƣợng Ví dụ 1: Trong phân tử amino axit X có một nhóm amino và một nhóm cacboxyl. Cho 15,0 gam X tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 19,4 gam muối khan. Công thức của X là A. H2NC3H6COOH. B. H2NCH2COOH. C. H2NC2H4COOH. D. H2NC4H8COOH. Hƣớng dẫn: 1 mol H2NRCOOH H2NCOONa khối lượng tăng 22 gam nX = (19,4 – 15)/22 = 0,2. MX = 75 : H2NCH2COOH Ví dụ 2:. Cho 10,3 gam -Amino axit X chứa một nhóm -NH2 tác dụng với axit HCl (dư), thu được 13,95 gam muối khan. Công thức cấu tạo thu gọn của X là A. H2NCH2COOH. B. H2NCH2CH2COOH. C. CH3CH2CH(NH2)COOH. D. CH3CH(NH2)COOH. Hƣớng dẫn: 1 mol H2NRCOOH ClH3NCOOH khối lượng tăng 35,6 gam nX = (13,95 – 10,3)/36,5 = 0,1. MX = 103 : CH3CH2CH(NH2)COOH Ví dụ 3: Cho 1 mol amino axit X phản ứng với dung dịch HCl (dư), thu được m1 gam muối Y. Cũng 1 mol amino axit X phản ứng với dung dịch NaOH (dư), thu được m2 gam muối Z. Biết m2 – m1 = 7,5. Công thức phân tử của X là A. C5H9O4N. B. C4H10O2N2. C. C5H11O2N. D. C4H8O4N2. Đáp án A Ta có m2 – m1 = 7,5 m2 > m1 Do đó trong phân tử amino axit X có số chức axit phải lớn hơn số chức amin Vậy chỉ có đáp án A thoả mãn. Ví dụ 4: Cho 0,02 mol amino axit X tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch HCl 0,1M thu được 3,67 gam muối khan. Mặt khác 0,02 mol X tác dụng vừa đủ với 40 gam dung dịch NaOH 4%. Công thức của X là A. H2NC2H3(COOH)2. B. H2NC3H5(COOH)2. C. (H2N)2C3H5COOH. D. H2NC3H6COOH. Đáp án B Ta có HCln = 0,2 0,1 = 0,02 (mol) ; NaOHn = 4 40 100 40 = 0,04 (mol) Tỉ lệ Xn : HCln = 1 : 1 Amino axit X chỉ có 1 nhóm -NH2 Xn : NaOHn = 1 : 2 Amino axit X có 2 nhóm -COOH Đặt công thức của amino axit X là: H2N-R(COOH)2 Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa –Thầy Sơn Bài 20. Phương pháp giải bài tập Amin và Aminoaxxit Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 - H2N-R(COOH)2 + HCl ClH3N-R(COOH)2 0,02 0,02 0,02 Do đó R + 142,5 = 3,67 0,02 = 183,5 R = 41(C3H5) Vậy công thức phân tử của X là: H2N-C3H5(COOH)2. 2 . P hản ứ ng trung hoà 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. 0,70. B. 0,50. C. 0,65. D. 0,55 Hƣớng dẫn: nNaOH = 2nglutamic + nHCl = 2.0,15 + 0,175.2 = 0,65 mol Ví dụ 2: Cho 13,35 g hỗn hợp X gồm CH2NH2CH2COOH và CH3CHNH2COOH tác dụng với V ml dung dịch NaOH 1M thu được dung dịch Y. Biết dung dịch Y tác dụng vừa đủ với 250 ml dung dịch HCl 1M. Giá trị của V là A. 100 ml B. 150 ml C. 200 ml D. 250 ml Hƣớng dẫn: Số mol X = 0,15 mol; Số mol HCl = 0,15 + NaOH nNaOH = 0,25 – 0,15 = 0,1. V = 100 ml III. ĐỒNG PHÂN CỦA AMINOAXIT Ví dụ 1: Cho 1,82 gam hợp chất hữu cơ đơn chức, mạch hở X có công thức phân tử C3H9O2N tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH, đun nóng thu được khí Y và dung dịch Z. Cô cạn Z thu được 1,64 gam muối khan. Công thức cấu tạo thu gọn của X là A. HCOONH3CH2CH3. B. CH3COONH3CH3. C. CH3CH2COONH4. D. HCOONH2(CH3)2. Đáp án B Ta có Xn = 1,82 91 = 0,02 (mol) X là muối của axit cacboxylic đơn chức và gốc amin: RCOONH3R ’ RCOONH3R ’ + NaOH RCOONa + R’NH2 + H2O 0,02 0,02 Do đó R + 67 = 1,64 0,02 = 82 R = 15 (CH3) Vậy công thức phân tử của X là: CH3COONH3CH3. Ví dụ 2: Cho chất hữu cơ X có công thức phân tử C2H8O3N2 tác dụng với dung dịch NaOH, thu được chất hữu cơ đơn chức Y và các chất vô cơ. Phân tử khối của Y là A. 85. B. 68. C. 45. D. 46. Đáp án C Chất hữu cơ X (C2H8O3N2) có: = 2.2 2 8 2 2 = 0 (không có liên kết ) X không thể là amino axit, vì vậy CTCT của X có thể là: CH3CH2NH3NO3 CH3CH2NH3NO3 + NaOH CH3CH2NH2 + NaNO3 + H2O (X) (Y) Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa –Thầy Sơn Bài 20. Phương pháp giải bài tập Amin và Aminoaxxit Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 4 - Vậy YM = 45 g/mol. Ví dụ 3: Hợp chất X có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất, vừa tác dụng được với axit vừa tác dụng được với kiềm trong điều kiện thích hợp. Trong phân tử X, thành phần phần trăm khối lượng của các nguyên tố C, H, N lần lượt bằng 40,449% ; 7,865% và 15,73% ; còn lại là oxi. Khi cho 4,45 gam X phản ứng hoàn toàn với một lượng vừa đủ dung dịch NaOH (đun nóng) thu được 4,85 gam muối khan. Công thức cấu tạo thu gọn của X là A. H2NCOO-CH2CH3. B. CH2=CHCOONH4. C. H2NC2H4COOH. D. H2NCH2COO-CH3. Đáp án D Ta có %O = 100 – 40,449 – 7,865 – 15,73 = 35,956(%) Đặt công thức tổng quát của X là: x y z tC H O N Lập tỉ lệ x : y : z : t = 40,449 12 : 7,865 1 : 35,956 16 : 15,73 14 = 3 : 7 : 2 : 1 Công thức phân tử của X là: C3H7O2N ( = 1) Do đó X có thể là amino axit hoặc este đơn chức Xn = 4,45 89 = 0,05 (mol) n muối khan = Xn = 0,05 mol Mmuối = 4,85 0,05 = 97 (g/mol) Công thức cấu tạo của muối là: H2NCH2COONa Vậy công thức cấu tạo thu gọn của X là: H2NCH2COO-CH3. Ví dụ 4: Cho 8,9 gam một hợp chất hữu cơ X có công thức phân tử C3H7O2N phản ứng với 100 ml dung dịch NaOH 1,5M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch thu được 11,7 gam chất rắn. Công thức cấu tạo thu gọn của X là A. HCOOH3NCH=CH2. B. H2NCH2CH2COOH. C. CH2=CHCOONH4. D. H2NCH2COOCH3. Đáp án D Chất hữu cơ X (C3H7O2N) có = 1 X có thể là amino axit H2NCH2CH2COOH hoặc este H2NCH2COOCH3 Ta có Xn = 8,9 89 = 0,1 (mol) ; NaOHn = 0,1 1,5 = 0,15 (mol) 0,1 mol X + 0,1 mol NaOH 0,1 mol muối Chất rắn gồm muối và NaOH dư mmuối = 11,7 – 40 0,05 = 9,7 (gam) Mmuối = 9,7 0,1 = 97 (g/mol) CTCT của muối là: H2NCH2COONa Vậy công thức cấu tạo thu gọn của X là: H2NCH2COO-CH3. Ví dụ 5: Hợp chất X mạch hở có công thức phân tử là C4H9NO2. Cho 10,3 gam X phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH sinh ra một chất khí Y và dung dịch Z. Khí Y nặng hơn không khí, làm giấy quỳ tím ẩm chuyển màu xanh. Dung dịch Z có khả năng làm mất màu nước brom. Cô cạn dung dịch Z thu được m gam muối khan. Giá trị của m là A. 10,8. B. 9,4. C. 8,2. D. 9,6. Đáp án B Theo đề bài, công thức cấu tạo của X là: CH2=CH-COO-NH3-CH3 CH2=CHCOONH3CH3 + NaOH CH2=CHCOONa +CH3NH2 + H2O 0,1 0,1 Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa –Thầy Sơn Bài 20. Phương pháp giải bài tập Amin và Aminoaxxit Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 5 - Xn = 10,3 103 = 0,1 (mol) ; Khí Y là CH3-NH2 và chất tan Z là: CH2=CHCOONa Vậy m = 0,1 94 = 9,4 (gam). Giáo viên: Phạm Ngọc Sơn Nguồn: Hocmai.vn
Tài liệu đính kèm: