Cách xác định công thức của Amin, Amino Axit hay, chi tiết - Hoá học lớp 12

Cách xác định công thức của Amin, Amino Axit hay, chi tiết

Với Cách xác định công thức của Amin, Amino Axit hay, chi tiết Hoá học lớp 12 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập xác định công thức của Amin, Amino Axit từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Hoá học lớp 12.

A. Phương pháp & Ví dụ

Lý thuyết và Phương pháp giải

    Amin có tính bazo, tác dụng được với axit tạo muối.

    Tùy theo số nhóm chức amin mà tác dụng với axit theo tỉ lệ xác định.

    Ví dụ:

        +) Amin bậc 1, đơn chức: RNH₂ + HCl → RNH₃Cl

        +) Amin bậc 1, đa chức: R(NH₂)_n + nHCl → R(NH₃Cl)_n

    Như vậy nếu biết số nhóm chức amin,ta suy ra tỉ lệ mol giữa axit với amin. Ngược lại từ tỉ lệ mol giữa axit và amin.

    - Tương tự ở aminoaxit, sự có mặt nhóm amino làm cho nó tác dụng được với axit.

Ví dụ minh họa

Bài 1: X là một amino axit. Khi cho 0,01 mol X tác dụng với HCl thì dùng hết 80 ml dung dịch HCl 0,125M và thu được 1,835 gam muối khan. Còn khi cho 0,01 mol X tác dụng với dung dịch NaOH thì cần dùng 25 gam dung dịch NaOH 3,2%. Hãy đề xuất công thức cấu tạo của X.

Hướng dẫn:

    Gọi công thức tổng quát của X là: (H₂N)_xR(COOH)_y

Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 1,52 gam chất X cần 0,56 lit oxi (đkc), thu được hh khí gồm CO₂, N₂ và hơi nước. Sau khi ngưng tụ hơi nước hỗn hợp khí còn lại có khối lượng là 1,6 gam và có tỷ khối hơi đối với hiđro là 20. CTĐGN của X là

    A. C₂H₆O₅N₂.

    B. C₃H₈O₅N₂.

    C. C₃H₁₀O₃N₂.

    D. C₄H₁₀O₅N₂.

Hướng dẫn:

    Sau khi ngưng tụ hơi nước hỗn hợp khí còn lại là CO₂ (a mol) và N₂ (b mol)

    Ta có m_{hỗn hợp khí} = m_CO2 + m_N2 = 44a + 28b = 1,6

    a = 0,03 mol; b = 0,01 mol.

    - Đặt X là C_xH_yO_zN_t

    n_C = n_CO2 = 0,03 mol.

    n_N = 2 × n_N2 = 2 × 0,01 = 0,02 mol.

    m_H2O = m_X + m_O2 - m_CO2 - m_H2O = 1,52 + 0,025 × 32 - 0,03 × 44 - 0,01 × 28 = 0,72 gam.

    n_H = 2 × n_H2O = 2 × 0,72/18 = 0,08 mol.

    n_H2O = n_{O trong CO2} + n_{O trong H2O} = 0,03 × 2 + 0,04 - 0,025 × 2 = 0,05 mol.

    Ta có x: y: z: t = n_C: n :_H n_O: n_N = 0,03: 0,08: 0,05: 0,02 = 3: 8: 5: 2

    Vậy CTĐGN là C₃H₈O₅N₂

    Đáp án B

Bài 3: Hợp chất hữu cơ X có thành phần theo khối lượng: C chiếm 63,72%; H chiếm 9,37%; O chiếm 14,52%; còn lại là nito. Xác định công thức phân tử của X biết khối lượng mol của X bé hơn 120. Viết công thức cấu tạo của X biết X mạch hở không phân nhánh, không làm mất màu dung dịch brom.

Hướng dẫn:

    Ta có: %C = 63,72%; %H = 9,37%; %O = 14,52% ⇒ %N = 12,39%

    Lập tỉ lệ :

    Công thức đơn giản là C₆H₁₁ON, M < 120 ⇒ CTPT là C₆H₁₁ON.

    Độ bất bão hòa của X là :

    X mạch hở không làm mất màu dung dịch brom nên mạch hidrocacbon phải no, vậy 2 liên kết sẽ thuộc nhóm –C≡N.

    Vậy có thể có các đồng phân là :

    CH₂(OH)-CH₂-CH₂-CH₂-C≡N

    CH₃-CH(OH)-CH₂-CH₂-CH₂-C≡N

    CH₃-CH₂-CH(OH)-CH₂-₂-C≡N

    CH₃-CH₂-CH₂-CH(OH)-CH₂-C≡N

    CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH(OH)-C≡N

Bài 4: Thủy phân polipeptit A người ta thu được:

    Amino axit X có 40,4%C; 7,9%H; 15,7 %N và M_X = 89

    Amino axit Y có 54,9%C; 10 %H; 10,7 %N và M_Y = 131

    Amino axit Z có 46,4%C; 5,8 %H; 27 %N và M_Z = 155

    Xác định công thức phân tử của X, Y, Z

Hướng dẫn:

    Công thức phân tử của X là C_xH_yO_zN_t.

    Ta có:

    Công thức phân tử của X là C₃H₇O₂N, là α-amoni axit nên có công thức cấu tạo: CH₃-CH(NH₂)-COOH.

    Tương tự đối với Y: C₆H₁₃O₂N

    Công thức cấu tạo CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COOH

    Đối với Z: C₆H₉N₃O₂ ⇒ CTCT: H₂N-C₄H₃-CH(NH₂)-COOH

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1:

    Ta có: n_HCl = 0,01 (mol) nên X chỉ chứa 1 nhóm amin. Mặt khác, X tác dụng NaOH theo tỉ lệ 1: 1 nên chứa 1 nhóm -COOH. X là α-amino axit nên gọi công thức phân tử X: H₂N-CH(C_xH_y)-COOH

    H₂N-CH(C_xH_y)-COOH + HCl → ClH₃N-CH(C_xH_y)-COOH

    M_muối = 12x + y + 110,5 = 1,255/0,01 = 125,5

    12 x + y = 15 ⇒ nghiệm hợp lí: x = 1; y = 3

    X có mạch cacbon không phân nhánh, vậy X là: CH₃CH(NH₂)COOH

Bài 2: X là một α-amino axit no chỉ chứa một nhóm -NH₂ và một nhóm -COOH, cho 14,5 gam X tác dụng với dung dịch HCl dư, ta thu được 18,15 gam muối X. xác định công thức phân tử của X.

    A. NH₂–C₆H₁₂–COOH.

    B. NH₂–C₅H₁₀–COOH.

    C. NH₂–C₄H₈–COOH.

    D. NH₂–C₃H₆–COOH.

Lời giải:

Đáp án: A

    Gọi công thức phân tử có dạng: NH₂-C_nH_2n-COOH

    Dựa vào sự tăng – giảm khối lượng ta có: a = (18,15 - 14,5)/36,5 = 0,1

    M_X = 14,5/0,1 = 145 ⇒ n = 6 ⇒ X là: NH₂-C₆H₁₂-COOH

Bài 3: X là hợp chất hữu cơ chứa C, H, N ; trong đó nitơ chiếm 15,054% về khối lượng. X tác dụng với HCl tạo ra muối có dạng RNH₃Cl. Công thức của X là :

    A. CH₃–C₆H₄–NH₂.

    B. C₆H₅–NH₂.

    C. C₆H₅–CH₂–NH₂.

    D. C₂H₅–C₆H₄–NH₂.

Lời giải:

Đáp án: B

    Vì X tác dụng với dung dịch HCl tạo ra muối có dạng RNH₃Cl nên suy ra X có dạng RNH₂.

    Trong X nitơ chiếm 15,05% về khối lượng nên ta có :

    Công thức của X là C₆H₅–NH₂.

Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn một amin đơn chức thì thu được CO₂ và nước theo tỉ lệ mol n_CO2: n_H2O = 8: 9 . CTPT của amin là

    A. C₄H₈N.

    B. C₃H₇N.

    C. C₃H₆N.

    D. C₄H₉N.

Lời giải:

Đáp án: D

    X có dạng C_xH_yN

    Vậy X là C₄H₉N

Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn 17,4 gam một amino axit có 1 nhóm –COOH được 0,6 mol CO₂, 0,5 mol H₂O và 0,1 mol N₂. Công thức phân tử của amino axit là:

    A. C₃H₅O₂N.

    B. C₃H₇O₂N.

    C. C₃H₅O₄N.

    D. C₃H₆O₄N₂.

Lời giải:

Đáp án:A

    Ta có X có dạng C_xH_yO₂N_z

    2C_xH_yO₂N_z → 2xCO₂ + yH₂O + zN₂

    n_C = n_CO2 = 0,6 mol.

    n_H = 2 × n_H2O = 2 × 0,5 = 1 mol.

    n_N = 2 × nN₂ = 2 × 0,1 = 0,2 mol.

    m_O = m_X - m_C - m_H - m_N = 17,4 - 0,6 × 12 - 1 × 1 - 0,2 × 14 = 6,4 gam.

    n_O = = 0,4 mol.

    Ta có x: y: 2: z = n_C: n_H: n_O: n_N = 0,6: 1: 0,4: 0,2 = 3: 5: 2: 1

    Vậy X là C₃H₅O₂N

    Đáp án A

Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn một amin, no, đơn chức, mạch hở. Sản phẩm cháy sau khi ngưng tụ hơi nước có tỉ khối so với H₂ là 19,333. Công thức phân tử của amin là:

    A. CH₃NH₂

    B. C₂H₅NH₂

    C. C₃H₇NH₂

    D. C₄H₉NH₂

Lời giải:

Đáp án: A

    Giả sử amin no, đơn chức, mạch hở có CTPT là C_nH_2n + 3N

    Giả sử có 2 mol amin tham gia phản ứng → Sản phầm cháy sau khi ngưng tụ hơi nước còn 2n mol CO₂ và 1 mol N₂

    Ta có:

    Vậy amin là CH₃NH₂

Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn 2 amin no đơn chức mạch hở đồng đẳng liên tiếp thu được CO₂ và H₂O theo tỉ lệ số mol là 1: 2. Hãy xác định công thức phân tử của hai amin ?

    A. CH₅N và C₂H₇N.

    B. C₂H₇N và C₃H₉N.

    C. C₃H₉N và C₄H₁₁N.

    D. C₄H₁₁N và C₅H₁₃N.

Lời giải:

Đáp án: A

    Đặt công thức chung của 2 amin là C_nH_2n + 3N

    2C_nH_2n + 3N → 2nCO₂ + (2n + 3)H₂O

    Ta có

    n = 1,5. ⇒ Hai amin là CH₅N và C₂H₇N

Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn m gam một amin mạch hở đơn chức, sau phản ứng thu được 5,376 lít CO₂; 1,344 lít N₂ và 7,56 gam H₂O (các thể tích đo ở đktc). CTPT của amin là:

    A. C₃H₇N

    B. C₂H₅N

    C. CH₅N

    D. C₂H₇N.

Lời giải:

Đáp án: D

    Đặt X là C_xH_yN

    n_C = n_CO2 = 5,376/22,4 = 0,24 mol.

    n_H = 2 × n_H2O = 2 × 7,56/18 = 0,84 mol.

    n_N = 2 × n_N2 = 2 × 1,344/22,4 = 0,12 mol.

    Ta có x: y: 1 = 0,24: 0,84: 0,12 = 2: 7: 1