Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Amino acid (Hóa học Lớp 12)

(AI giải đề cho tôi)
Gọi số mol glyxin, alanin, axit glutamic lần lượt là $a,b,c$ mol.

Khối lượng hỗn hợp X: $m=75a+89b+147c$.

Khối lượng oxi trong X: $m_O=32a+32b+64c=32(a+b+2c)=0,412m$, suy ra $a+b+2c=\frac{0,412m}{32}$.

Khi tác dụng với NaOH dư, nhóm -COOH bị trung hòa (glyxin và alanin mỗi phân tử có 1 nhóm -COOH, axit glutamic có 2 nhóm -COOH), nên $n_{NaOH}=a+b+2c$. Toàn bộ oxi của các axit amin đều nằm trong các nhóm -COOH.

Phản ứng trung hòa: $-COOH+NaOH\to -COONa+H_{2}O$. Trong muối, mỗi nguyên tử H của nhóm -COOH được thay bằng Na, nên khối lượng muối tăng thêm so với axit là $(23-1)=22$ gam cho mỗi mol nhóm -COOH:

$$m_{muoi}=m+22(a+b+2c)=m+22\cdot \frac{0,412m}{32}=m(1+0,28325)=1,28325m$$

$$20,532=1,28325m\Rightarrow m=16,0\text{ gam}$$

Thử lại: $m_O=0,412\times 16=6,592$ gam → $n_{NaOH}=6,592/32=0,206$ mol → $m_{muoi}=16+22\times 0,206=20,532$ gam. Khớp đúng đề bài.

Vậy $m=16,0$ gam, đáp án B (đồng ý với đáp án nguồn).

nX : nKOH = 1 : 2 nên muối có dạng (NH${}_2$)${}_x$R(COOK)${}_2$
M muối = R + 16x + 166 = 20,9/0,1
—> R + 16x = 43
—> x = 1 và R = 27
X là NH${}_2$-C${}_2$H${}_3$(COOH)${}_2$
—> X có 7H.

Quy đổi hỗn hợp thành {CH₂; CO₂; NH₃} với $n_{N{H}_3}=0,16$ mol

⇒ $1,5n_{C{H}_2}+0,75n_{N{H}_3}=n_{O_2}$ ⇒ $n_{C{H}_2}=0,3$ mol; $n_{C{H}_2}+n_{C{O}_2}=0,37$ ⇒ $n_{C{O}_2}=0,07$ mol. Vậy $n_{C{O}_2}=n_{KOH}=0,07$ mol

(AI giải đề cho tôi)
Tỷ khối so với không khí: M = 3,069 × 29 = 89. Từ phần trăm: C: 0,4045×89/12 = 3; H: 0,0786×89 = 7; N: 0,1573×89 = 1; O: 2. Vậy cả A, B có CTPT C3H7NO2 (đồng phân). A cho muối với NaOH là C3H6O2NNa → A là axit amino: CH3CH(NH2)COOH (alanin, có trong tự nhiên, tính lưỡng tính). B cho muối C2H4O2NNa → B là este: H2NCH2COOCH3 (metyl amino axetat), chỉ có tính bazơ do nhóm NH2 (không có nhóm COOH). Cả hai đều là amin bậc một (nhóm NH2) nên tác dụng với HNO2 tạo khí N2. Về trạng thái: alanin (A) là chất rắn ở nhiệt độ thường, còn metyl amino axetat (B) là chất lỏng. Do đó nhận định D ('A là chất lỏng, B là chất rắn') là SAI, khớp với đáp án D của đề.

(AI giải đề cho tôi)
Từ hình vẽ trang 6, glutamic acid có công thức phân tử $C_5{H}_{9}N{O}_4$ với $M=147$ g/mol. Số mol glutamic acid: $n=\frac{2940}{147}=20$ mol. Số mol NaOH: $n=\frac{800}{40}=20$ mol. Phản ứng tạo muối monosodium glutamate: $C_5{H}_{9}N{O}_4+NaOH\to C_5{H}_{8}N{O}_{4}Na+H_{2}O$. Tỉ lệ 1:1 nên hai chất phản ứng vừa đủ, tạo 20 mol monosodium glutamate với $M(C_5{H}_{8}N{O}_{4}Na)=169$ g/mol, khối lượng muối $m=20\times 169=3380$ g $=3,38$ kg. Khối lượng mì chính chứa 90% khối lượng monosodium glutamate: $m=\frac{3,38}{0,9}\approx 3,8$ kg. Kết quả khớp với đáp án nguồn (3,8).

$$n_X=\frac{10,3}{103}=0,1mol\to M_{\text{muoˆˊi}}=9,7:0,1=97(gam/mol)$$
→ Muối có công thức phân tử là: NH${}_2$CH${}_2$COONa
→ Công thức cấu tạo của X là NH${}_2$CH${}_2$COOC${}_2$H${}_5$

Phân tích: Glutamic: $HOOC-CH(N{H}_2)-C{H}_2-C{H}_2-COOH$

$$n_{Glu}=\frac{14,7}{147}=0,1mol$$

Ta có: Glu + ($HCl$, $H_{2}S{O}_4$) ⟶ Muối

Bảo toàn khối lượng ta có: $19,83=m_{HCl}+m_{H_{2}S{O}_4}+m_{Glu}$

→ $m_{HCl}+m_{H_{2}S{O}_4}=19,83-14,7=5,13$ (gam)

Lại có: $$\frac{n_{HCl}}{n_{H_{2}S{O}_4}}=\frac{1}{0,5}=2$$ nên ta có $n_{HCl}=0,06$ mol và $n_{H_{2}S{O}_4}=0,03$ mol

→ $$\sum n_{H^{+}}=2n_{Glu}+n_{HCl}+n_{H_{2}S{O}_4}=2.0,1+0,06+2.0,03=0,32mol$$

Suy ra số mol $O{H}^{-}$ cần để phản ứng với số chất tan trong dung dịch X cũng là số mol $O{H}^{-}$ phản ứng với tổng số mol $H^{+}$

→ $$n_{O{H}^{-}}=0,32(mol)\to V=\frac{0,32}{1+0,6}=200(ml)$$

Chú ý: Nếu đề bài cho khối lượng một số chất trước và sau phản ứng thì ta sử dụng phương pháp bảo toàn khối lượng kết hợp với các giả thiết khác để làm bài.

Gồm (a) và (e) sai
Axit oxalic (HOOC-COOH) chỉ có tính axit, không có tính bazo.
Bột ngọt (mì chính): HOOC-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COONa

n${}_{NaOH}$ = 0,35. n${}_{HCl}$ = n${}_{NaOH}$ + 2n${}_{Lys}$ = 0,85 mol.

(AI giải đề cho tôi)
Hình vẽ cho thấy amino acid X di chuyển về phía điện cực âm (cathode), nghĩa là ở pH = 6 phân tử X mang điện tích dương. Điều này xảy ra khi pH môi trường nhỏ hơn pI của amino acid. Xét các lựa chọn: Lysine là amino acid bazơ có pI ≈ 9,7 (do có thêm nhóm -NH₂ trong mạch bên), nên ở pH = 6 < pI, lysine tồn tại dạng cation và hút về cathode. Glutamic acid là amino acid acid có pI ≈ 3,2, ở pH = 6 mang điện âm và sẽ di chuyển về anode. Glycine (pI ≈ 6,0) và Alanine (pI ≈ 6,0) là amino acid trung tính, ở pH = 6 gần như đứng yên. Vậy X có thể là lysine.

Khi pH tăng dần, glutamic acid mất proton dần dần:
- Dạng (1): có 2 nhóm -COOH và 1 nhóm -NH${}_3^{+}$, điện tích tổng là +1. Đây là dạng ở pH thấp nhất.
- Dạng (2): có 1 nhóm -COOH, 1 nhóm -COO${}^{-}$ và 1 nhóm -NH${}_3^{+}$, điện tích tổng là 0.
- Dạng (4): có 2 nhóm -COO${}^{-}$ và 1 nhóm -NH${}_3^{+}$, điện tích tổng là -1.
- Dạng (3): có 2 nhóm -COO${}^{-}$ và 1 nhóm -NH${}_2$, điện tích tổng là -2. Đây là dạng ở pH cao nhất.
Thứ tự tăng dần pH là: 1 → 2 → 4 → 3
Đáp án: 1243.

Đáp số: 34
X: $C_x{H}_y{O}_z{N}_t$ $\Rightarrow$ $\frac{12x}{\%C}=\frac{y}{\%H}=\frac{16z}{\%O}=\frac{14t}{\%N}=\frac{M_X}{100}$
⇒x =3; y = 7; z =1; t = 2
Công thức phân tử của X: $C_3{H}_7{O}_{2}N$.
1. Sai.
2. Sai. Vì X là amino acid có số nhóm $-N{H}_2$ bằng số nhóm $-COOH$ nên ở môi trường trung tính như pH=6 thì X ở dạng ion lưỡng cực và không bị dịch chuyển bởi điện trường.
3. Đúng. Có 2 amino acid: $H_{2}NCH(C{H}_3)COOH$ và $H_{2}NC{H}_{2}C{H}_{2}COOH$.
4. Đúng.

(AI giải đề cho tôi)
α-aminoaxit có dạng R-CH(NH2)-COOH, với tổng số C = 4 nên phần R có 2 nguyên tử C. Các gốc C2H5 chỉ có 1 cấu trúc mạch hở (gốc etyl), nhưng xét khung cacbon của axit: axit 2-aminobutanoic CH3CH2CH(NH2)COOH và axit 2-amino-2-metylpropanoic (CH3)2C(NH2)COOH — tức là 2 đồng phân α-aminoaxit mạch hở: CH3CH2CH(NH2)COOH và (CH3)2CHCH(NH2)COOH? Kiểm tra lại: (CH3)2CHCH(NH2)COOH có 5 C, không thỏa. Thực tế chỉ có 2 đồng phân thỏa mãn C4H9NO2 với nhóm NH2 ở Cα: CH3CH2CH(NH2)COOH và (CH3)2C(NH2)COOH (axit 2-amino-2-metylpropanoic). Vậy số đồng phân là 2, khớp đáp án D của đề.

Đáp án nguồn (trang 5, Phần II Câu 4): ĐSSĐ.

[Lý giải AI cho từng mệnh đề]
a) Đúng theo đáp án nguồn (lưu ý: aniline thực tế là chất lỏng ở điều kiện thường, xem ghi chú vấn đề).
b) Sai: ở pH = 6 ≈ pI của glycine, chất tồn tại dạng ion lưỡng cực trung hòa điện nên không di chuyển về cực dương.
c) Sai: phenol có tính acid yếu, không có tính base; dung dịch làm quỳ tím hóa đỏ.
d) Đúng: glutamic acid có cả nhóm -NH${}_2$ và -COOH nên là hợp chất lưỡng tính.
a) [Lý giải AI] Theo đáp án nguồn, mệnh đề này được coi là Đúng. Lưu ý: aniline (C${}_6$H${}_5$NH${}_2$) thực tế là chất lỏng ở điều kiện thường (nhiệt độ nóng chảy khoảng −6°C), nên nhận định về mặt hóa học thuần túy là Sai; tuy nhiên đáp án chính thức của đề là Đúng nên được giữ nguyên.
b) [Lý giải AI] Sai. Glycine có điểm đẳng điện pI ≈ 6,0. Ở pH = 6 (xấp xỉ pI), glycine chủ yếu tồn tại dạng ion lưỡng cực ${}^{+}$H${}_3$N-CH${}_2$-COO${}^{-}$ (tổng điện tích ≈ 0) nên hầu như không di chuyển trong điện trường, không di chuyển về cực dương.
c) [Lý giải AI] Sai. Phenol (M) có tính acid yếu (do liên kết O-H phân cực và hiệu ứng liên hợp với vòng benzene), không có tính base; dung dịch phenol làm quỳ tím hóa đỏ nhẹ.
d) [Lý giải AI] Đúng. Glutamic acid chứa cả nhóm amino (-NH${}_2$, tính base) và nhóm carboxyl (-COOH, tính acid) nên là hợp chất lưỡng tính, tồn tại dạng ion lưỡng cực ${}^{+}$H${}_3$N-CH(COOH)-CH${}_2$-CH${}_2$-COO${}^{-}$.