Xin giới thiệu với các em tài liệu Phương pháp giải bài tập về Amin – Amino axit – Peptit – Protein môn Hóa học 12 năm 2021 do HOC247 biên soạn nhằm ôn tập và củng cố các kiến thức chuẩn bị cho kỳ thi sắp tới. Mời các em tham khảo tại đây!
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ AMIN
a. Phản ứng thể hiện tính bazơ của amin
- Một số điều cần lưu ý về tính bazơ của amin :
+ Các amin đều phản ứng được với các dung dịch axit như HCl, HNO3, H2SO4, CH3COOH, CH2=CHCOOH…. Bản chất của phản ứng là nhóm chức amin phản ứng với ion H tạo ra muối amoni.
(Phản ứng xảy ra tương tự với amin bậc 2 và bậc 3).
+ Các amin no còn phản ứng được với dung dịch muối của một số kim loại tạo hiđroxit kết tủa.
- Phương pháp giải bài tập về amin chủ yếu là sử dụng định luật bảo toàn khối lượng. Đối với các amin chưa biết nhóm chức thì lập tỉ lệ t = số mol H+ : số mol amin để suy ra số nhóm chức amin
b. Phản ứng của amin với HNO2
- Một số điều cần lưu ý về phản ứng của amin với axit nitrơ :
Amin bậc một tác dụng với axit nitrơ ở nhiệt độ thường cho ancol hoặc phenol và giải phóng nitơ. Ví dụ :
Anilin và các amin thơm bậc một tác dụng với axit nitrơ ở nhiệt độ thấp (0 - 5oC) cho muối điazoni :
- Phương pháp giải bài tập dạng này chủ yếu là tính toán theo phương trình phản ứng.
c. Phản ứng của muối amoni với dung dịch kiềm
- Một số điều cần lưu ý về phản ứng của muối amoni với axit dung dịch kiềm :
+ Dấu hiệu để xác định một hợp chất là muối amoni đó là : Khi hợp chất đó phản ứng với dung dịch kiềm thấy giải phóng khí hoặc giải phóng khí làm xanh giấy quỳ tím.
+ Các loại muối amoni gồm :
- Muối amoni của amin hoặc NH3 với axit vô cơ như HCl, HNO3, H2SO4, H2CO3….Muối amoni của amin no với HNO3 có công thức phân tử là CnH2n+4O3N2; muối amoni của amin no với H2SO4 có hai dạng : muối axit là CnH2n+5O4NS; muối trung hòa là CnH2n+8O4N2S; muối amoni của amin no với H2CO3 có hai dạng : muối axit là CnH2n+3O3N; muối trung hòa là CnH2n+6O3N2.
- Muối amoni của amin hoặc NH3 với axit hữu cơ như HCOOH, CH3COOH, CH2=CHCOOH…. Muối amoni của amin no với axit no, đơn chức có công thức phân tử là CnH2n+3O2N; Muối amoni của amin no với axit không no, đơn chức, phân tử có một liên kết đôi C=C có công thức phân tử là CnH2n+1O2N.
- Để làm tốt bài tập dạng này thì điều quan trọng là cần phải xác định được công thức của muối amoni. Sau đó viết phương trình phản ứng để tính toán lượng chất mà đề bài yêu cầu. Nếu đề bài yêu cầu tính khối lượng chất rắn sau khi cô cạn dung dịch thì cần lưu ý thành phần của chất rắn là muối và có thể có kiềm dư. Nếu gặp bài tập hỗn hợp muối amoni thì nên sử dụng phương pháp trung bình kết hợp với định luật bảo toàn khối lượng để tính toán.
d. Tìm CTPT của amin dựa theo phản ứng cháy
- Công thức : AD CT : Tìm CT bất kì : CnH2n+2 – 2a – m(Chức)m Ta có
+ Amin bất kỳ : CxHyNz với y ≤ 2x + 2 +z y chẳn thì z chẳn, y lẻ thì z lẻ
+ Amin đơn chức : CxHyN
+ Amin đơn chức no : CnH2n+1NH2 , CnH2n+3NH2
+ Amin đa chức no : CnH2n+2-z(NH2)z , CnH2n+2+zNz
+ Nếu đề cho phần trăm khối lượng từng nguyên tố thì lập CT đơn giản nhất, dựa vào giả thuyết biện luận. Theo Tỉ lệ : x : y : z
+ Nếu đề bài cho số mol sản phẩm thì làm tương tự dạng 3, tìm được số ngtử C trung bình, dựa vào yêu cầu đưa ra CT đúng
Nếu đề bài cho m g amin đơn chức đốt cháy hoàn toàn trong không khí vừa đủ (chứa 20% oxi, 80% nitơ) thu được chỉ k mol CO2 hoặc cả k mol CO2 lẫn x mol nitơ
+ Nếu đề bài chưa cho amin no, đơn chức thì ta cứ giả sử là amin no, đơn.
+ Khi đốt cháy , ta lấy :
Cách chứng minh như phần hidrocacbon CT amin no đơn chức : CnH2n+1NH2
PT : CnH2n+3N2 + O2 → nCO2 + (n+3/2)H2O + N2
x mol n.x mol (n+3/2).x mol
+ Ta lấy nH2O - nCO2 = 1,5x = 1,5.namin
+ Từ đó → n (số C trong amin) hoặc n trung bình = nCO2 : n amin = 1,5.nCO2 : (nH2O - nCO2)
Tương tự có CT đối với amin không no , đơn chức
+ Có 1 lk pi , Có 2 lk pi , Chứng minh tương tự
+ Nếu đề bài cho amin đơn chức, mà khi đốt cháy tạo ra biết và . thì ta có CT sau
Vì amin đơn chức → có 1 N . Áp dụng ĐLBT nguyên tố N → a amin = 2nN2
+ Mà n hoặc n trung bình = nCO2 : n amin → n = nCO2 : 2nN2
- Phương pháp giải bài tập đốt cháy amin : Sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố để tìm công thức của amin sẽ nhanh hơn so với việc lập tỉ lệ mol nC : nH : nN. Đối với bài toán đốt cháy hỗn hợp các amin thì sử dụng công thức trung bình. Đối với bài tập đốt cháy amin bằng hỗn hợp O2 và O3 thì nên quy đổi hỗn hợp thành O.
II. XÁC ĐỊNH CTPT AMIN – AMINO AXIT BẤT KÌ DỰA VÀO P.Ư ĐỐT CHÁY
CTTQ của một dẫn xuất chứa O,N của hiddrocacbon : CnH2n+2-2k+tOxNt ( đặt là A) thì có công thức : (k-1-0,5t).nA = nCO2 –nH2O với k là độ bất bão hòa
Độ bất bão hòa là đại lượng đặc trưng cho độ không no của hợp chất hữu cơ = tổng số liên kết pi + vòng trong hợp chất hữu cơ.
Công thức tính
k = {Tổng [số nguyên tử.(hóa trị của nguyên tố - 2)] + 2} : 2
Như vậy amin no, đơn chức mạch hở thì (k-1-0,5t).nA = nCO2 –nH2O → vì k=0; t=1 .
Aminoaxit no, mạch hở có một nhóm –NH2 và 1 nhóm –COOH là : nA = (nH2O - nCO2 ) : 0,5 vì t=1 ; k=1
Tương tự như với trường hợp đốt cháy peptit , điều quan trọng là phải xác sđịnh đúng số k và t trong peptit
III. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN THỦY PHÂN PEPTIT
1. Phản ứng thủy phân của Peptit:
a. Thủy phân hoàn toàn: theo phương trình phản ứng tạo các a- aminoaxit ( có thể thủy phân trong môi trường axit hoặc bazo)
H[NHRCO]nOH + (n-1) H2O → nH2NRCOOH.
b. Thủy phân không hoàn toàn tạo các peptit nhỏ hơn (có mạch ngắn hơn)
Cách giải:
Cần nhớ một số quy luật như sau
Thứ nhất thủy phân trong môi trường axit ( vd : HCl)
n-peptit + (n-1)H2O + n HCl → muối
Thường Áp dụng ĐLBTKL để tính
Thứ hai thủy phân trong môi trường bazo ( vd : NaOH hoặc KOH hoặc hỗn hợp gồm NaOH và KOH)
n-peptit + nNaOH → muối + H2O
IV. PHẢN ỨNG CHÁY CỦA PEPTIT
Cách 1: Tripeptit mạch hở X và Tetrapeptit mạch hở Y được tạo từ một Aminoacid no, hở trong phân tử có 1nhóm (-NH2 ) và 1nhóm (-COOH). Đốt cháy X và Y. Vậy làm thế nào để đặt CTPT cho X,Y? Ta làm như sau:
Từ CTPT của Aminoacid no 3 CnH2n+1O2N – 2H2O thành CT C3nH6n – 1O4N3(đây là công thứcTripeptit) Và 4 CnH2n+1O2N – 3H2O thành CT C4nH8n – 2O5N4(đây là công thứcTetrapeptit) ...... Nếu đốt cháy liên quan đến lượng nước và cacbonic thì ta chỉ cần cân bằng C,H để tình toán cho nhanh.
C3nH6n – 1O4N3 + pO2 → 3nCO2 + (3n-0,5)H2O + N2
C4nH8n – 2 O5N4 + pO2 → 4nCO2 + (4n-1)H2O + N2
Tính p(O2) dùng BT nguyên tố Oxi?
Cách 2: sử dụng công thức tính nhanh :
CTTQ của một dẫn xuất chứa O,N của hiddrocacbon : CnH2n+2-2k+tOxNt ( đặt là A) thì có công thức : (k-1-0,5t).nA = nCO2 –nH2O với k là độ bất bão hòa
B. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Cho 0,1 mol chất X (C2H8O3N2, M = 108) tác dụng với dung dịch chứa 0,2 mol NaOH đun nóng thu được chất khí làm xanh giấy quỳ ẩm và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là :
A. 5,7 gam.
B. 12,5 gam.
C. 15 gam.
D. 21,8 gam
Hướng dẫn giải
Vì X tác dụng với dung dịch NaOH đung nóng thu được khí làm xanh giấy quỳ ẩm nên X là muối amoni. Căn cứ vào công thức của X ta suy ra X là muối amoni của amin no với axit nitric. Công thức của X là C2H5NH3NO3 hoặc (CH3)2NH2NO3.
Phương trình phản ứng :
C2H5NH3NO3 + NaOH → C2H5NH2 + NaNO3 + H2O (1)
Ví dụ 2: Cho 0,1 mol chất X có công thức là C2H12O4N2S tác dụng với dung dịch chứa 0,35 mol NaOH đun nóng thu được chất khí làm xanh giấy quỳ ẩm và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là :
A. 28,2 gam.
B. 26,4 gam.
C. 15 gam.
D. 20,2 gam.
Hướng dẫn giải
Vì X tác dụng với dung dịch NaOH đung nóng thu được khí làm xanh giấy quỳ ẩm nên X là muối amoni. Căn cứ vào công thức của X ta suy ra X là muối amoni của amin no với axit sunfuric. Công thức của X là (CH3NH3)2SO4
(CH3NH3)2SO4 + 2NaOH → 2CH3NH2 + Na2SO4 + 2H2O (1)
Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hai amin no, đơn chức mạch hở thuộc cùng dãy đồng đẳng liên tiếp nhau cần dùng vừa đủ 0,33 mol O2 thu được N2 ; H2O ; và 0,16 mol CO2 .CTPT hai amin là
A. C3H9N và C4H11N
B. C2H7N và C3H9N
C. C3H9N và CH5N
D. CH5N và C2H7N
Hướng dẫn giải
Bảo toàn nguyên tố O : 2nO2=2nCO2 + nH2O → nH2O = 0,34 mol
Sử sụng công thức (k-1-0,5t)n(amin)= nCO2 –nH2O → n (amin) = 0,12 → số C trung bình = 1,333
Ví dụ 4: Thủy phân hoàn toàn 60 gam hỗn hợp hai đipeptit 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. 7,82 gam.
B. 8,15 gam.
C. 16,30 gam.
D. 7,09 gam
Hướng dẫn giải
Ta có : n-peptit + (n-1)H2O + n HCl → muối
Đầu tiên: sơ đồ : đi peptit + H2O → các a.a (1)
Các A.a + HCl → muối (2)
Đối với bài này : đipeptit + H2O + 2 HCl→ muối
Bảo toàn KL cho (1) m(đipeptit) +m(H2O) = m(aminoaxit) → m(H2O)=3,6 gam → số mol=0,2 mol
n(HCl) =2n(H2O)= 0,4 mol
BTKL với (2): m(muối) = 1/10[m(aminoaxit) + m(HCl)]=7,82
Ví dụ 5: 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 được 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. 66,00.
B. 44,48.
C. 54,30.
D. 51,72.
Hướng dẫn giải
Tripeptit + 3NaOH → muối + H2O
2a 6a 2
Tetrapeptit + 4NaOH → muối + H2O
a 4a a
n NaOH = 10 a= 0,6 → a=0,06; nH2O = 3a = 0,18
BTKL : m(X,Y) + m NaOH = m Muối + m H2O → m= 51,72
Ví dụ 6: Thủy phân hoàn toàn 143,45 gam hỗn hợp A gồm hai tetrapeptit thu được 159,74 gam hỗn hợp X gồm các Aminoacid (Các Aminoacid chỉ chứa 1nhóm -COOH và 1 nhóm -NH2 ) . Cho tòan bộ X tác dụng với dung dịch HCl dư,sau đó cô cạn dung dịch thì nhận được m(gam) muối khan. Tính 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
Cách 1: như quy luật giải ở trên (quy luật thứ nhất)
Cách 2:
Đặt Công thức chung cho hỗn hợp A là H[NHRCO]4OH
Ta có phản ứng : H[NHRCO]4OH + 3H2O → 4 H2NRCOOH
Hay: (X)4 + 3H2O → 4X ( Trong đó X = HNRCO)
Áp dụng ĐLBTKL nH2O = 0,905 mol → mH2O = 16,29 gam.
Từ phản ứng nX= H2O =
Phản ứng của X tác dụng với HCl : X + HCl → X.HCl
Áp dụng BTKL m(Muối) = mX + mHCl = 159,74 +4/3 .36,5 = 203,78(g)
Ví dụ 7: Tripeptit X và tetrapeptit Y đều mạch hở. Khi thủy phân hoàn toàn hỗn hợp gồm X và Y chỉ tạo ra một amino axit duy nhất có công thức H2NCnH2nCOOH. Đốt cháy 0,05 mol Y trong oxi dư, thu được N2 và 36,3 gam hỗn hợp gồm CO2, H2O. Đốt cháy 0,01 mol X trong oxi dư, cho sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được m gam kết tủa. Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là
A. 11,82.
B. 17,73.
C. 23,64.
D. 29,55.
Hướng dẫn giải
Cách 1 : X là tripeptit có CTPT C3nH6n-1O4N3 ;Y là tetra peptit C4nH8n-2O5N4
BTN tố C và H : nCO2=4n.nY = 4n.0,05=0,2n ; nH2O = (4n-1).nY = 0,05.(4n-1)
mCO2 + mH2O = 36,3 → n =3 → X : C9H17O4N3
bảo toàn nguyên tố C trong đôt cháy Y : nCO2= 9.nY=0,09 mol → mBaCO3 =0,09.197 =17,73
Cách 2 : áp dụng công thức ta có : (k-1-0,5t).nY = nCO2 –nH2O → t = 4(do có 4 nguyên tố N),k=4 (do có 5 liên kết pi trong C=O) thay số vào ta được (4-1-0,5.4).0,05= nCO2 –nH2O (1)
Mặt khác ta có : 44nCO2 + 18nH2O = 36,3 (2) giải hệ gồm (1) và (2) ta có : nCO2 = 0,6
Số C trong Y = nCO2 : nY = 0,6 : 0,05 = 12 , mà Y là tetra peptit nên → số C trong aa.a tạo nên peptit là 12 : 4=3 → số C trong tripepetit là 3.3=9
→ số mol CO2 do đốt cháy 0,01 mol X là : 0,01.9= 0,09
→ số gam kết tủa là 0,09.197 = 17,73 gam
C. LUYỆN TẬP
Câu 1: Khi thuỷ phân hoàn toàn 0,1 mol peptit X mạch hở (tạo bởi các -aminoaxit có một nhóm –NH2 và một nhóm –COOH) bằng dung dịch NaOH (dư 25% so với lượng cần phản ứng). Cô cạn dung dịch thu được hỗn hợp rắn có khối lượng nhiều hơn khối lượng X là 78,2 gam. Số liên kết peptit trong một phân tử X là:
A. 9.
B. 16.
C. 15.
D. 10.
Câu 2: Thủy phân không hoàn toàn a gam tetrapeptit Gly -Ala-Gly-Val trong môi trường axit thu được 0,2 mol Gly-Ala, 0,3 mol Gly-Val, 0,3 mol Ala và m gam hỗn hợp 2 aminoaxit Gly và Val . Xác định giá trị của m?
A. 57,2
B. 82,1
C. 60,9
D. 65,2
Câu 3: 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. 20,735 gam.
C. 20,375 gam.
D. 23,2 gam.
Câu 4: X và Y lần lượt là các tripeptit và tetrapeptit được tạo thành từ cùng một amino axit no mạch hở, có một nhóm -COOH và một nhóm -NH2. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol Y thu được sản phẩm gồm CO2, H2O, N2, trong đó tổng khối lượng của CO2 và H2O là 47,8 gam. Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol X cần bao nhiêu mol O2?
A. 2,8 mol
B. 2,025 mol
C. 3,375 mol
D. 1,875 mol
Bài 5: Thuỷ phân hoàn toàn 500 gam một oligopeptit X (chứa từ 2 đến 10 gốc α-amino axit) thu được 178 gam amino axit Y và 412 gam amino axit Z. Biết phân tử khối của Y là 89. Phân tử khối của Z là:
A. 103
B. 75.
C.117.
D.147.
Bài 6: Thủy phân 14(g) một Polipeptit(X) với hiệu suất đạt 80%,thi thu được 14,04(g) một - aminoacid (Y). Xác định Công thức cấu tạo của Y?
A. H2N(CH2)2COOH.
B. H2NCH(CH3)COOH.
C. H2NCH2COOH
D. H2NCH(C2H5)COOH
Bài 7: X là đipeptit Ala-Glu, Y là tripeptit Ala-Ala-Gly. Đun nóng m (gam) hỗn hợp chứa X và Y có tỉ lệ số mol của X và Y tương ứng là 1:2 với dung dịch NaOH vừa đủ. Phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch T. Cô cạn cẩn thận dung dịch T thu được 56,4 gam chất rắn khan. Giá trị của m là:
A. 45,6
B. 40,27.
C. 39,12.
D. 38,68.
Câu 8. Cho 15 gam glyxin tác dụng vừa đủ với 8,9 gam alanin thu được m gam hỗn hợp tripeptit mạch hở. Giá trị của m là :
A. 22,10 gam
B. 23,9 gam
C. 20,3 gam
D. 18,5 gam
Câu 9: Thuỷ phân hoàn toàn m gam một pentapeptit mạch hở M thu được hỗn hợp gồm hai amino axit X1, X2 (đều no, mạch hở, phân tử chứa một nhóm -NH2 và một nhóm -COOH). Đốt cháy toàn bộ lượng X1, X2 ở trên cần dùng vừa đủ 0,1275 mol O2, chỉ thu được N2, H2O và 0,11 mol CO2. Giá trị của m là :
A. 3,17.
B. 3,89.
C. 4,31.
D. 3,59.
Câu 10: X và Y lần lượt là các tripeptit và hexapeptit được tạo thành từ cùng một amoni axit no mạch hở, có một nhóm –COOH và một nhóm –NH2. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X bằng O2 vừa đủ thu được sp gồm CO2, H2O và N2 có tổng khối lượng là 40,5 gam. Nếu cho 0,15 mol Y tác dụng hoàn toàn với NaOH (lấy dư 20% ), sau phản ứng cô cạn dd thu được bao nhiêu gam chất rắn ?
A. 9,99 gam
B. 87,3 gam
C. 94,5 gam
D. 107,1 gam
Câu 11: Clo hóa PVC thu được một loại polime chứa 62,39% clo về khối lượng. Trung bình mỗi phân tử clo phản ứng với k mắc xích của PVC. Giá trị của k là:
A. 2.
B. 4.
C. 5.
D. 3.
Câu 12. 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 780 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ), sau khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch Z. Cô cạn dung dịch thu được 94,98 gam muối. m có giá trị là:
A. 64,86 gam.
B. 68,1 gam.
C. 77,04 gam.
D. 65,13 gam
Câu 13: Đipeptit mạch hở X và tripeptit mạch hở Y đều được tạo nên từ một aminoaxit (no, mạch hở, trong phân tử chứa một nhóm -NH2 và một nhóm -COOH). Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol Y, thu được tổng khối lượng CO2 và H2O bằng 82,35 gam. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X, sản phẩm thu được cho lội từ từ qua nước vôi trong dư, tạo ra m gam kết tủa. Giá trị của m là:
A. 40
B. 80
C. 60
D. 30
Câu 14.Cho X là hexapeptit, Ala-Gly-Ala-Val-Gly-Val và Y là tetrapeptit Gly-Ala-Gly-Glu. Thủy phân hoàn toàn 83,2 gam hỗn hợp gồm X và Y thu được 4 amino axit, trong đó có m gam glyxin và 28,48 gam alanin. Giá trị của m là:
A. 30
B. 15
C. 7,5
D. 22,5
Câu 15: Một tripeptit no, mạch hở X có công thức phân tử CxHyO6N4. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X thu được 26,88 lít CO2 (đktc) và m gam H2O. Giá trị của m là:
A. 19,80.
B. 18,90.
C. 18,00
D. 21,60.
Trên đây là phần trích dẫn Phương pháp giải bài tập về Amin – Amino axit – Peptit – Protein môn Hóa học 12 năm 2021, để xem toàn bộ nội dung chi tiết, mời các bạn cùng quý thầy cô vui lòng đăng nhập để tải về máy.
Chúc các em đạt điểm số thật cao trong kì thi sắp đến!
