Phương pháp giải bài tập đốt cháy amino axit

BÀI TẬP ĐỐT CHÁY AMINO AXIT

CTTQ + Amino axit no, có 1 nhóm amino NH2

                                  1 nhóm cacboxyl COOH

            NH₂- C_mH_2m – COOH hoặc C_nH_2n+1O₂N

            + Amino axit: CxHyOzNt

            C_xH_yO_zN_t  + O₂  → CO₂ + H₂O + N₂

m_aa = m_C + m_H + m_O/aa + m_N

BTNT oxi:  n_O/aa + 2. n_O2 = 2. n_CO2 + n_H2O

Chú ý 

+        Nếu   n_H2O – n_CO2= n_{amino axit}  =>  amino axit chứa 1 nhóm COOH và 2 nhóm NH₂ hoặc amino axit chứa 2 nhóm COOH và

         4 nhóm NH₂

+        Nếu n_H2O = n_CO2thì amino axit có chứa 2 nhóm COOH và 2 nhóm NH₂

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). Tìm CTCT A

Lời giải

CTPT: CxHyOzNt , nN2 = 0,05 mol

nO/aa = (8,7 – 0,3 .12 – 0,25 . 2 – 0,05 . 28) : 16 = 0,2 mol

naa = nO / 2 = 0,1 mol

x = 0,3 / 0,1 = 3

y = 2n_H2O / n_aa = 5

z = 2n_N2 / n_aa = 1

=>  CTPT C₃H₅O₂N

CH₃- CH₂ (NH₂)-COOH

H₂N- CH₂ – CH₂ - COOH

Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm 1 mol aminoaxit no, mạch hở và 1 mol amin no, mạch hở. X có khả năng phản ứng tối đa với 2 mol HCl hoặc 2 mol NaOH. Đốt cháy hoàn toàn X thu được 6 mol CO₂, x mol H₂O và y mol N₂. Các giá trị x, y tương ứng là

1. A.    7 và 1,0.            B. 8 và 1,5.      C. 8 và 1,0.     D. 7 và 1,5.

                        Lời giải

Aminoaxit là C_mH_{2m -1}O₄N, amin là C_nH_2n+3N

Phản ứng cháy: C_mH_{2m -1}O₄N m CO₂ + H₂O +N₂ 

                           C_nH_2n+3N nCO₂ + H₂O + N₂

Số mol CO₂ là : n+m =6 n_H2O = n + m+ 1 = 7. Số mol N₂ = 1. Chọn đáp án A

Ví dụ 3. Đốt cháy hoàn toàn 0,5 mol hỗn hợp X gồm 2 chất H₂NR(COOH)_x và C_nH_2n+1COOH, thu được 52,8 gam CO₂ và 24,3 gam H₂O. Mặt khác, 0,1 mol X phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa a mol HCl. Giá trị của a là

Lời giải

Ta có n_CO2 = 1,2 mol; n_H2O = 1,35 mol.

=> amino axit là no, đơn chức (vì axit có nCO2 = nH2O)

Đặt công thức chung là amino axit là C_mH_2m+1O₂N, viết phương trình đốt cháy ta có:

C_mH_2m+1O₂N + xO₂  → mCO₂ + (2m+1)/2 H₂O

     a mol                        ma            (2m+1)a/2

=>  2(n_H2O – n_CO2) = (2m+1)a – 2ma = a

=>  Số mol amino axit là: n = 2 (1,35 – 1,2) = 0,3 mol => chiếm 3/5

=>  Với 0,1 mol X phản ứng thì có 0,06 mol amino axit

=> nHCl = 0,06 mol

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Câu 1.  Đốt cháy hoàn toàn một lượng chất hữu cơ X thu được 3,36 lít khí CO₂ và 0,56 lít khí N₂ (các khí đo ở đktc) và 3,15 gam H₂O. Khi X tác dụng với dung dịch NaOH thu được sản phẩm trong đó có muối H₂N–CH₂–COONa. Công thức cấu tạo thu gọn của X là

            A. H₂N–CH₂COO–C₃H₇.                               B. H₂N–CH₂COO–CH₃.

            C. H₂N–CH₂CH₂COOH.                               D. H₂N–CH₂COO–C₂H₅.

Câu 2.  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 0,1 mol Y, thu được tổng khối lượng CO₂ và H₂O bằng 54,9 gam. Đốt cháy hoàn toàn 0,2 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. 45 g.                       B. 60 g.                       C. 120 g.                     D. 30 g.

Câu 3.  Hỗn hợp X gồm 2 amino axit no (chỉ có nhóm chức –COOH và –NH₂ trong phân tử), trong đó tỉ lệ m_O : m_N = 80 : 21. Để tác dụng vừa đủ với 3,83 gam hỗn hợp X cần 30 ml dung dịch HCl 1M. Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 3,83 gam hỗn hợp X cần 3,192 lít O₂ (đktc). Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy (CO₂, H₂O và N₂) vào nước vôi trong dư thì khối lượng kết tủa thu được là

            A. 20 gam.                  B. 13 gam.                   C. 10 gam.                  D. 15 gam.

Câu 4.  Peptit X bị thủy phân theo phương trình phản ứng X + 2H₂O → 2Y + Z (trong đó Y và Z là các amino axit). Thủy phân hoàn toàn 4,06 gam X thu được m gam Z. Đốt cháy hoàn toàn m gam Z cần vừa đủ 1,68 lít khí O₂ (đktc), thu được 2,64 gam CO₂; 1,26 gam H₂O và 224 ml khí N₂ (đktc). Biết Z có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất. Tên gọi của Y là

            A. glyxin                     B. lysin                        C. axit glutamic          D. alanin

Câu 5. Đốt cháy hoàn toàn m gam một amin X bằng lượng không khí vừa đủ thu được 17,6 gam CO2, 1,26 gam H2O và V lít N2 (đktc). Giả sử không khí chỉ gồm N2 và O2 trong đó O2 chiếm 20% thể tích. Công thức phân tử của X và giá trị của V lít lần lượt là

1. X: C₂H₅NH₂ và V = 6,72 lít                                 C. X: C₃H₇NH₂ và V = 6,72 lít
2. X: C₃H₇NH₂ và V = 6,94  lít                                 D. X: C₂H₅NH₂ và V = 4,704 lít

ĐÁP ÁN

1. B     2. C     3. B     4. A     5. D