4 dạng bài tập về Amino axit trong đề thi Đại học có giải chi tiết - Hoá 12     

 Công thức chung của amino axit: (H₂N)_x – R – (COOH)_y

- Lưỡng tính: Vừa mang tính axit; vừa mang tính bazơ

Dạng 1: Bài tập đốt cháy amino axit

Phương pháp :

C_xH_yO_zN_t + (x + y/4 - z/2) O₂ → xCO₂ + y/2H₂O + 1/2N₂

Hoặc có thể viết: (H₂N)a – C_xH_y – (COOH)_b

Chú ý :

CTTQ amino axit đơn chức có 1 nhóm -NH₂; 1 nhóm –COOH: C_nH_2n+1O₂N

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 8,7 g amino axit A (chứa 1 nhóm -COOH) thì thu được 0,3 mol CO₂; 0,25mol H₂O và 11,2 lít N₂ (đktc). Công thức cấu tạo của A là:

A. CH₃- CH₂ (NH₂)-COOH

B. CH₃- CH₂ (NH₂)-COOH

C. CH₃ – CH₂ – CH₂(NH₂) - COOH

D. Cả A và B

Hướng dẫn giải :

CTPT: C_xH_yO₂N_t , nN₂ = 0,05 mol

m_{O (A)} = m_A – m_C – m_H – m_N = 8,7 – 0,3.12 – 0,25.2 – 0,05.2.14 = 3,2

⇒ n_O(A) = 0,2

A chỉ chứa 1 nhóm -COOH

⇒ n_A = n_O : 2 = 0,1 mol

n_CO2 = x.n_A = 0,1x = 0,3 ⇒ x =3

n_H2O = (y/2).n_A= 0,05y = 0,25 ⇒ y = 5

n_N2 = (t/2).n_A = 0,05t = 0,05 ⇒ t = 1

⇒ CTPT C₃H₅O₂N

CTCT A: CH₃- CH₂(NH₂)-COOH ; H₂N- CH₂ – CH₂ - COOH

→ Đáp án D

Ví dụ 2 : Amino axit X chứa một nhóm amin bậc I trong phân tử. Đốt cháy hoàn toàn một lượng X thu được VCO₂ : VN₂ = 4:1. Công thức cấu tạo của X là:

A. HOOC – CH₂CH(NH₂)COOH

C. H₂NCH₂COOH

B. H₂NCH₂CH₂COOH

D. H₂NCH₂CH₂CH₂COOH

Hướng dẫn giải :

Công thức của aminoaxit X có dạng: H₂N – C_xH_y(COOH)_n

Phản ứng: H₂N – C_xH_y(COOH)_n → (n + x)CO₂ + 1/2 N₂

Ta có :

Vậy X là: H₂N – CH₂COOH

→ Đáp án C

Dạng 2: Dẫn xuất amino axit

Phương pháp :

Đối với công thức C_xH_yO_zN_t có các dạng:

- Amino axit NH₂ – R – COOH

- Este của amino axit NH₂RCOOR’

- Muối amoni của NH₃ hoặc amin (bậc I): RCOONH₄ ( RCOOH + NH₃ ) hoặc RCOONH₃R’ (RCOOH + R’NH₂ )

- Hợp chất nitro R-NO₂

Ví dụ 1 : Ứng với C₃H₇NO₂ có bao nhiêu đồng phân?

A. 2    B. 3    C. 5    D.6

Hướng dẫn giải :

+ Amino axit: H₂N – CH₂ – CH₂ – COOH; CH3 – CH(NH₂) – COOH

+ Este của amino axit: H₂N – CH₂ – COOCH₃

+ Muối: CH₂ = CH – COONH₄; HCOONH₃CH=CH₂

+ Hợp chất nitro: CH₃ – CH₂ – CH₂ – NO₂

→ Đáp án D

Ví dụ 2 : Hợp chất X mạch hở có công thức phân tử C₄H₉NO₂. Cho 10,3 gam X phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH sinh ra khí Y và dung dịch Z. Khí Y nặng hơn không khí và làm giấy quì tím ẩm chuyển thành màu xanh. Dung dịch Z có khả năng làm mất màu nước Brom. Cô cạn Z thu m gam muối khan. Giá trị m là?

A. 10,8    B. 9,4    C. 8,2    D. 9,6

Hướng dẫn giải :

X tác dụng NaOH tạo khí Y nên X : R₁COOH₃NR₂

Dung dịch Z làm mất màu nước Brom nên R1 có liên kết đôi C=C, suy ra R₁ ≥ 27 (1)

Khí Y làm giấy quỳ tím ẩm hóa xanh nên Y : R₂NH₂ và MY > 29 =>R₂ + 16 > 29

⇒ R2 >13 (2)

Ta có : M_X = R₁ + R₂ + 67 = 103 suy ra R1 + R₂ = 42 (3)

Từ (1), (2), (3) R1= 27 : CH₂=CH- và R₂ = 15 : CH₃-

CH₂=CH-COOH3NCH3 + NaOH → CH₂=CH-COONa + CH3NH₂ + H₂O

0,1mol                                           → 0,1 mol

Giá trị m = 0,1.94 = 9,4 gam

→ Đáp án B

Dạng 3: Amino axit tác dụng với axit hoặc bazơ

Phương pháp :

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

A. H₂N – C₃H₆ – COOH

B. H₂N – C₂H₄ – COOH

C. H₂N – C₃H₅(COOH)₂

D.(H₂N)₂C₃H₅ – COOH

Hướng dẫn giải :

n_HCl = 0,01 = n_a.a⇒ X có 1 nhóm –NH₂

n_NaOH = 0,02 mol = 2n_X ⇒X có 2 nhóm –COOH

X có dạng: H₂N – R – (COOH)₂

nmuối = n_HCl = 0,01 ⇒ H₂N – R – (COONa)₂ = 1,835 : 0,01 ⇒R =41(-C₃H₅)

→ Đáp án D

Ví dụ 2 : Cho 10,3 gam aminoaxit X tác dụng với HCl dư thu được 13,95 gam muối. Mặt khác, cho 10,3 gam amino axit X tác dụng với NaOH (vừa đủ) thu được 12,5 gam muối. Vậy công thức của aminoaxit là:

A. H₂N-C₃H₆-COOH

B. H₂N-(CH₂)₄CH(NH₂)-COOH

C. H₂N-C₂H₄-COOH

D. HOOC-(CH₂)₂-CH(NH₂)-COOH

Hướng dẫn giải :

X + HCl:

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m_HCl = m_muối – m_X = 3,65

n_HCl = n _-NH2 =0,1 mol

X + NaOH:

n_NaOH = n_–COOH = (m_muối – m_a.a)/22 = 0,1

n_{–NH2 = n –COOH} ⇒ Dựa vào đáp án amino axit đơn chức chỉ chứa 1 nhóm – COOH và 1 nhóm – NH₂

⇒ n_a.a = n_HCl = 0,1 ⇒ M_X = 10,3 : 0,1 = 103 ⇒ X là: H₂N – C₃H₆ –COOH

→ Đáp án A

Dạng 4: Amino axit tác dụng với axit sau đó lẫy hỗn hợp tác dụng với bazơ và ngược lại

Phương pháp :

Ví dụ 1: Cho 0,1 mol amino axit X tác dụng vừa đủ với 100ml NaOH 1M thu được chất hữu cơ Y. Cho Y tác dụng với dung dịch HCl thu được 18,4g muối. Vậy công thức của amino axit X là:

A. H₂N – CH₂ – CH₂ – COOH

B. CH₃ – CH(NH₂) – COOH

C. H₂N – CH₂ – COOH

D. HOOC – CH₂ – CH₂ – CH(NH₂) – COOH

Hướng dẫn giải :

n_NaOH = n_a.a ⇒ X chỉ chứa 1 nhóm –COOH ( kết hợp với đáp án X chỉ có 1 –NH₂)

Muối gồm: ClH₃N – R – COOH (0,1 mol); NaCl (0,1 mol)

⇒ m(ClH₃N – R – COOH) = 18,4 – 0,1.58,5 = 12,55

⇒ M (ClH₃N – R – COOH) = 12,55 : 0,1 = 125,5

⇒ R = 28 ( - CH₂ – CH₂ - )

⇒ X là: H₂N – CH₂ – CH₂ – COOH

→ Đáp án A

Ví dụ 2 : Cho amino axit X tác dụng vừa đủ với 16,6 ml dung dịch HCl 20% (d = 1,1 g/ml) thu được muối Y. Y tác dụng vừa đủ với 400 ml dung dịch NaOH 0,5M thu được dung dịch Z. Cô cạn cẩn thận dung dịch Z thu được 15,55 gam muối khan. Công thức của X là :

A. H₂N-C₂H₄-COOH

B. H₂N-CH₂-COOH

C. H₂N-C₃H₆-COOH

D. H₂N-C₃H₄-COOH

Hướng dẫn giải :

n_HCl = 0,1 mol; n_NaOH = 0,2 mol

⇒ n_a.a = 0,2 – 0,1 = 0,1

m (H₂N – R – COONa) = 15,55 – 0,1.58,5 = 9,7

M (H₂N – R – COONa) = 9,7 : 0,1 = 97

R = 14 (-CH₂-)

→ Đáp án A