Thầy Nguyễn Minh Tuấn - THPT chun Hùng Vương, Phú Thọ; ĐT: 01223 367 990; Email: nguyenminhtuanchv@gmail.com SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI ĐỂ GIẢI BÀI TẬP ĐỐT CHÁY VÀ THỦY PHÂN PEPTIT I Lựa chọn hướng quy đổi peptit - Có nhiều cách quy đổi peptit, tơi lựa chọn cách quy đổi sau: H HN CH(R)CO x mol n quy đổi OH HNCO: nx mol CH2: y mol H2O: x mol - Trong đó: H2NCH(R)COOH amin axit no, phân tử nhóm -COOH nhóm -NH2 ; n số gốc amino axit phân tử peptit - Nếu peptit tạo amino axit khác ta suy ra: Caa  n CH  n CONH n CONH ; Cgốc CH(R)  n CH n CONH II Phân dạng tập ví dụ minh họa Tính lượng chất phản ứng a Mức độ vận dụng Ví dụ 1: Đốt cháy hồn tồn x mol peptit X mạch hở tạo thành từ amino axit no Y chứa nhóm –NH2 nhóm –COOH thu b mol CO2 c mol nước Biết b – c = 3,5x Số liên kết peptit X A B C 10 D Hướng dẫn giải  Công thức X H  (HNCH(R)CO)n OH : x mol CONH : nx mol    O2 , t o  X  CH : y mol  H2O  N2    CO  2 H O : x mol  (0,5nx  x  y) mol (nx  y) mol   quy đổi n CO  nx  y  b   n H 2O  0,5nx  x  y  c  0,5nx  x  3,5x  n   n    a  b  3,5x Ví dụ 2: Đipeptit X, hexapeptit Y mạch hở tạo từ amino axit no, mạch hở phân tử có nhóm –NH2 nhóm –COOH Cho 13,2 gam X tác dụng hết với dung dịch HCl dư, làm khơ cẩn thận dung dịch sau phản ứng thu 22,3 gam chất rắn Vậy đốt cháy hồn tồn 0,1 mol Y cần mol O2 sản phẩm cháy thu gồm CO2, H2O, N2? A 1,25 mol B 1,35 mol C 0,975 mol D 2,25 mol (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT chun KHTN Hà Nội, năm 2017) Hướng dẫn giải Trong sống, thành cơng hay thất bại hồn tồn bạn lựa chọn! Thầy Nguyễn Minh Tuấn - THPT chun Hùng Vương, Phú Thọ; ĐT: 01223 367 990; Email: nguyenminhtuanchv@gmail.com  Đipeptit X  H O  2HCl   muối       2x mol 22,3 gam  x  0,1 mol   x mol, 13,2 gam x mol   BTKL : 13,2  18x  2x.36,5  22,3     M (2C H n n 1O N  H O)    X  13,2  132  n   Cn H 2n 1O N Gly (H NCH COOH) 0,1 CONH : 0,6    O2 , t o  CO2   H O  N   Hexapeptit Y  CH : 0,6    H O : 0,1    quy đo åi  BTE : 3.0,6  6.0,6  4n O  n O  1,35 mol o o o o 4 2 1 2 o  O2 , t o  CO2  H O N  (1.4   1)  3e  CO N H   Chú ý:  o o 4 2 1 2 O2 , t o  CH   CO2  H O  (1.4  2.1)  6e  Ví dụ 3: Thuỷ phân hồn tồn m gam tetrapeptit X mạch hở thu hỗn hợp Y gồm amino axit (no, phân tử chứa nhóm -COOH, nhóm -NH2) đồng đẳng Đốt cháy hồn tồn hỗn hợp Y cần vừa đủ 58,8 lít khơng khí (chứa 20% O2 thể tích, lại N2) thu CO2, H2O 49,28 lít N2 (các khí đo đktc) Số cơng thức cấu tạo thoả mãn X A B 12 C D Hướng dẫn giải CONH : 4x mol  COOH : 4x    thủy phân   kk  X  CH : y mol  NH : 4x    N     2,625 mol  H O : x mol  CH : y  2,2 mol       quy đổ i Y n O  20%.2,626  0,525; n N / kk  2,1  n 2,2 2,1 0,1     N sinh từ Y BTE : 12x  6y  0,525.4 x  0,05 4x  y    Ctrong X   x BTNT N : 4x  0,1.2 y  0,25  X có đồng phân H N  CH  CONH  CH  CONH  CH  CONH  CH(CH3 )  COOH H N  CH  CONH  CH  CONH  CH(CH )  CONH  CH  COOH H N  CH  CONH  CH(CH3 )  CONH  CH  CONH  CH  COOH H N  CH(CH )  CONH  CH  CONH  CH  CONH  CH  COOH Trong sống, thành cơng hay thất bại hồn tồn bạn lựa chọn! Thầy Nguyễn Minh Tuấn - THPT chun Hùng Vương, Phú Thọ; ĐT: 01223 367 990; Email: nguyenminhtuanchv@gmail.com Ví dụ 4: Thủy phân tetrapeptit X mạch hở thu hỗn hợp α-amino axit (no, mạch hở, phân tử chứa nhóm −NH2 nhóm −COOH) Mặt khác, đốt cháy hồn tồn m gam X CuO dư, đun nóng thấy khối lượng CuO giảm 3,84 gam Cho hỗn hợp khí sau phản ứng vào dung dịch NaOH đặc, dư thấy 448 ml khí N2 (đktc) Thủy phân hồn tồn m gam X dung dịch HCl dư, đun nóng thu muối có khối lượng A 5,12 B 4,74 C 4,84 D 4,52 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT Thuận Thành – Bắc Ninh, năm 2017) Hướng dẫn giải  BTNT N : n CONH  2n N2  0,04 mol CONH : 0,04 mol    CuO, t o quy đổ i  X  CH : x mol   CO  H O  N  Cu H O : 0,01 mol    m CuO giảm  m O pư  3,84   2.3,84  x  0,06 BTE : 3.0,04  6x  16  CONH : 0,04 mol  COOH : 0,04 mol     HCl   CH : 0,06 mol     NH3 Cl : 0,04 mol   m muối  4,74 gam H O : 0,01 mol  CH : 0,06 mol      Ví dụ 5: Cho m gam hỗn hợp M (có tổng số mol 0,03 mol) gồm đipeptit X, tripeptit Y, tetrapeptit Z pentapeptit T (đều mạch hở) tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, thu hỗn hợp Q gồm muối Gly, Ala Val Đốt cháy hồn tồn Q lượng oxi vừa đủ, thu lấy tồn khí đem hấp thụ vào bình đựng nước vơi dư, thấy khối lượng tăng 13,23 gam có 0,84 lít khí (đktc) Giá trị m gần với giá trị sau đây? A 6,0 B 6,9 C 7,0 D 6,08 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT chun KHTN Hà Nội, năm 2017) Hướng dẫn giải  n NaOH  nCONH M  2n N CONH : 0,075 mol     0,075  M  CH2 : x mol  H O : 0,03 mol     quy đổi m gam CONH : 0,075   O2 , t o quy đổi  Q  CH : x CO3  CO2   H2 O  N    Na      NaOH : 0,075  0,075 x 0,0375 x 0,0375      13,23 gam  44(0,0375  x)  18(0,075  x)  13,23  x  0,165    m  0,075.43  14x  0,03.18  m  6,075 gần với 6,08 Trong sống, thành cơng hay thất bại hồn tồn bạn lựa chọn! Thầy Nguyễn Minh Tuấn - THPT chun Hùng Vương, Phú Thọ; ĐT: 01223 367 990; Email: nguyenminhtuanchv@gmail.com Ví dụ 6: Cho hỗn hợp X gồm tetrapeptit tripeptit Để thủy phân hồn tồn 50,36 gam X cần dung dịch chứa 0,76 mol NaOH, sau phản ứng hồn tồn cạn thu 76,8 gam hỗn hợp muối gồm a mol muối glyxin b mol muối alanin Mặt khác đốt cháy hồn tồn 0,11 mol X O2 dư thu m gam CO2 Giá trị m A 76,56 B 16,72 C 38,28 D 19,14 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – Sở GD ĐT Hải Phòng, năm 2017) Hướng dẫn giải  n CONH X  n NaOH  0,76 mol CONH : 0,76 mol  COONa : 0,76 mol    NaOH    X   CH : x mol    NH : 0,76 mol  H O : y mol  CH : x mol  2      quy đổi 50,36 gam 76,8 gam 0,76.43  14x  18y  50,36 x  0,98   0,76.83  14x  76, y  0,22 CONH : 0,76 mol    O2 , t o  CH : 0,98 mol   1,74 mol CO  76,56 gam H O : 0,22 mol    0,22 mol X O , to  0,11 mol X   0,87 mol CO2  32,28 gam Ví dụ 7: X peptit có 16 mắt xích tạo thành từ amino axit dãy đồng đẳng với glyxin Để đốt cháy m gam X cần dùng 45,696 lít O2 Nếu cho m gam X tác dụng với lượng vừa đủ dung dịch NaOH cạn cẩn thận thu hỗn hợp rắn Y Đốt cháy Y bình chứa 12,5 mol khơng khí, tồn khí sau phản ứng cháy ngưng tụ nước lại 271,936 lít hỗn hợp khí Z Biết phản ứng xảy hồn tồn, khí đo đktc, khơng khí có 1/5 thể tích O2 lại N2 Giá trị gần m A 30,92 B 41 C 43 D 38 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – Sở GD ĐT Vĩnh Phúc, năm 2017) Hướng dẫn giải   CONH : x mol    quy đổ i  X    CO2   H2 O  N2  CH2 : y mol   O 2   2,04 mol H2 O : x mol    16  BTE : 3x  6y  2,04.4  8,16 (*) CO2  CO2 : 0,5x  y  CONH : x      x   O2 : 2,5 to H2 O   H2 O    CH : y     Na2 CO3    N2 : 10           NaOH : x  N2 : 10  N    0,5x  O dư  O2 dư : 0,46        Y  x  y  12,14  0,46  10  1,68 (**) (*) x  0,64 18x    m  43x  14y   42,8 gần với 43 16 (**) y  1,04 Trong sống, thành cơng hay thất bại hồn tồn bạn lựa chọn! Thầy Nguyễn Minh Tuấn - THPT chun Hùng Vương, Phú Thọ; ĐT: 01223 367 990; Email: nguyenminhtuanchv@gmail.com Ví dụ 8: Hỗn hợp X gồm peptit mạch hở amino axit (các amino axit tự amino axit tạo peptit có dạng H2NCnH2nCOOH) Thủy phân hồn tồn m gam X dung dịch NaOH, đun nóng, thấy có 1,0 mol NaOH phản ứng sau phản ứng thu 118 gam hỗn hợp muối Mặt khác, đốt cháy hồn tồn m gam X oxi, sau cho sản phẩm cháy hấp thụ vơi dư, thu kết tủa khối lượng dung dịch vơi giảm 137,5 gam Giá trị m A 82,5 B 74,8 C 78,0 D 81,6 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT chun Tun Quang, năm 2017) Hướng dẫn giải  n CONH/ X  n NaOH  mol NaOH  CONH : mol     X  CH : x mol   H O : y mol    COONa : mol    NH : mol  CH : x mol     118 gam quy đổi O2 CO2   H O  N    (1 x) (0,5 x  y) m muối  83  14x  118  x  2,5   m dd giảm  100(1  x)  44(1  x)  18(0,5  x  y)  137,5           y  0,25  m BaCO m CO mH O 2   m X  43  14x  18y  82,5 gam Ví dụ 9: Thủy phân hồn tồn m gam hỗn hợp X chứa số peptit mạch hở dung dịch NaOH vừa đủ, thu 151,2 gam muối natri amino axit Gly, Ala Val Mặt khác, đốt cháy hồn tồn m gam hỗn hợp X thấy tốn 107,52 lít oxi (đktc), thu 64,8 gam H2O Giá trị m A 51,2 B 50,4 C 102,4 D 100,05 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT chun Tun Quang, năm 2017) Hướng dẫn giải H2O  CONH : x mol     X  CH : y mol  H O : z mol    quy đổi (1) 3,6 mol 4,8 mol O (2) NaOH  COONa : x mol     NH : x mol   CH : y mol     151,2 gam  BTE cho (1) : 3x  6y  4.4,8 x  1,4     BTNT H cho (1) : 0,5x  y  z  3,6   y  2,5  m X  102,4 m z  0,4  muối  83x  14y  151,2  Trong sống, thành cơng hay thất bại hồn tồn bạn lựa chọn! Thầy Nguyễn Minh Tuấn - THPT chun Hùng Vương, Phú Thọ; ĐT: 01223 367 990; Email: nguyenminhtuanchv@gmail.com Ví dụ 10: Thuỷ phân hồn tồn m gam hexapeptit X mạch hở thu (m + 4,68) gam hỗn hợp Y gồm alanin valin Oxi hố hồn tồn lượng hỗn hợp Y cần vừa đủ a mol khí oxi, thu hỗn hợp Z gồm CO2, H2O N2 Dẫn hỗn hợp Z qua bình H2SO4 đậm đặc (dư) thấy khối lượng khí khỏi bình giảm 18b gam so với khối lượng hỗn hợp Z; tỉ lệ a : b = 51 : 46 Để oxi hố hồn tồn 27,612 gam X thành CO2, H2O N2 cần tối thiểu V lít oxi (đktc) Giá trị V gần với A 32,70 B 29,70 C 53,80 D 33,42 Hướng dẫn giải CO2  CONH : 6x  COOH : 6x   H2SO4 đặc CO2      O2 , t o  H2 O  CH2 : y  NH2 : 6x    H2 O       thủy phân a mol N2   H O : x  CH : y  N    2  2      X, m gam Y, (m  4,68) gam Z  m Z giảm  m H2O  18b  nH2O  b m Y  m X  90x  4,68  x  0,052   BTE : 18x  6y  4a m  24,544    y  0,728   n  1,326 BTNT H : 9x  y  b a  1,326  O2 đốt cháy 24,544 gam X  a : b  51: 46   27,612 gam X cháy cần n O  1,49175 mol  33,4152 lít  33,42 lít Ví dụ 11: Chia m gam hỗn hợp T gồm peptit mạch hở thành hai phần Đốt cháy hồn tồn phần một, thu N2, CO2 7,02 gam H2O Thủy phân hồn tồn phần hai, thu hỗn hợp X gồm alanin, glyxin, valin Cho X vào 200 ml dung dịch chứa NaOH 0,5M KOH 0,6M, thu dung dịch Y chứa 20,66 gam chất tan Để tác dụng vừa đủ với Y cần 360 ml dung dịch HCl 1M Biết phản ứng xảy hồn tồn Giá trị m A 21,32 B 24,20 C 24,92 D 19,88 (Đề thi THPT Quốc Gia năm 2017) Hướng dẫn giải CONH : x mol    O2  H  (NH[Cn H2n ]CO)k  OH  CH2 : y mol    H O (*) to       0,39 mol T H O : z mol   quy đổi CONH : x  CONH : x      NaOH : 0,1  (1) CH2 : y  (2) HCl vđ  CH2 : y          0,36 mol KOH : 0,12  NaOH : 0,1  H O : z        KOH : 0,12  10,72 gam   Y chứa 20,66 g chấ t tan n   nCONH  nOH  x  0,22  0,36 x  0,14  H   m chất tan Y  20,66  43x  14y  10,72  20,66 y  0,28  Ở (*), BT H : x  2y  2z  0,39.2  z  0,04  m  2(43x  14y  18z)  21,32  Chú ý : CONH  H2 O  H    NH3   COOH  n H  nCONH Trong sống, thành cơng hay thất bại hồn tồn bạn lựa chọn! Thầy Nguyễn Minh Tuấn - THPT chun Hùng Vương, Phú Thọ; ĐT: 01223 367 990; Email: nguyenminhtuanchv@gmail.com b Mức độ vận dụng cao Ví dụ 12: Hỗn hợp X gồm peptit mạch hở, tạo thành từ amino axit có dạng H2NCmHnCOOH Đun nóng 4,63 gam X với dung dịch KOH dư, thu dung dịch chứa 8,19 gam muối Nếu đốt cháy hồn tồn 4,63 gam X cần 4,2 lít O2 (đktc) Dẫn tồn sản phẩm cháy (CO2, H2O, N2) vào dung dịch Ba(OH)2 dư, sau phản ứng thu m gam kết tủa khối lượng dung dịch giảm 21,87 gam Giá trị m gần giá trị sau đây? A 35,0 B 30,0 C 32 D 28 Hướng dẫn giải COOK : x mol     NH2 : x mol  C : y mol; H : z mol     8,19 gam KOH CONH : x mol    C : y mol  quy đổi  X    H : z mol  H O : t mol     O : 0,1875 mol 4,63 gam CO2    (x  y) H2 O   N2  (0,5x  0,5z  t ) m X  43x  12y  z  18t  4,63   99x  12y  z  8,19 m   muối BTE : 3x  4y  z  1,875.4 m  dd giảm  197(x  y)  44(x  y)  18(0,5x  0,5z  t)  21,87 x  0,07  y  0,09   m BaCO  197(0,07  0,09)  31,52 gần với 32 z 0,18   t  0,02 Ví dụ 13: Hỗn hợp M gồm peptit X, Y, Z, T (đều mạch hở) tạo từ α-amino axit có dạng H2NCnH2nCOOH (n ≥ 2) Đốt cháy hồn tồn 26,05 gam M, cho tồn sản phẩm cháy (chỉ gồm CO2, H2O N2) vào bình đựng 800 ml dung dịch Ba(OH)2 1M, sau phản ứng xảy hồn tồn thấy có 3,248 lít (đktc) chất khí thu dung dịch E (chứa muối axit) có khối lượng giảm m gam so với khối lượng dung dịch Ba(OH)2 ban đầu Giá trị m gần giá trị sau đây? A 90 B 88 C 87 D 89 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT chun Đại học Vinh, năm 2017) Hướng dẫn giải Trong sống, thành cơng hay thất bại hồn tồn bạn lựa chọn! Thầy Nguyễn Minh Tuấn - THPT chun Hùng Vương, Phú Thọ; ĐT: 01223 367 990; Email: nguyenminhtuanchv@gmail.com  n N M  2nN  0,29 mol  NHCO : 0,29 mol   X, Y  quy đổi   O2 , t o    H2 O  N2    CH2 : x mol   CO  2 Z, T    H O : y mol  (0,145 x  y) 0,29  x    M  26,05 gam  Vì số C gốc R aa   x   x  0,58 0,29  m M  0,29.43  14x  18y  26,05    nBaCO  n OH  nCO  (1,31  x)  m  197(1,31  x)  44(0,29  x)  18(0,145  x  y)   91  Với x  0,58  y   m  87,02   300   m gần với 87 91  Với x  0,58  y   m  87,02   300 Ví dụ 14: X amino axit có cơng thức H2NCnH2nCOOH, Y axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở Cho hỗn hợp E gồm peptit Ala-X-X Y tác dụng vừa đủ với 450 ml dung dịch NaOH 1M, thu m gam muối Z Đốt cháy hồn tồn Z cần 25,2 lít khí O2 (đktc), thu N2, Na2 CO3 50,75 gam hỗn hợp gồm CO2 H2O Khối lượng muối có phân tử khối nhỏ Z A 14,55 gam B 12,30 gam C 26,10 gam D 29,10 gam (Đề minh họa lần – BGD ĐT, năm 2017) Hướng dẫn giải CO : 3x  y    Ala  X  X  H( HN[CH ]n CO)3 OH : x mol  quy đổi  NH : 3x       Y : H  (CH2 )m CO  OH : y mol  CH2 : z     H O : x  y  E   CO : 3x  y  CO : 3x  y      NH : 3x  NaOH NH : 3x  O2    CO2   H2 O  Na2 CO3     0,45 mol 1,125 mol      CH : z   CH2 : z  1,5x  z  0,225 3x  y  z  0,225 0,225   NaOH : 0,45  H O : x  y  Z BT Na : 3x  y  0,45   BTE : 2(3x  y)  3x  6z  1,125.4 m  44(3x  y  z  0,225)  18(1,5x  z  0,225)  50,75  (CO2 , H2O)  x  0,1  z  3x  y n C (peptit, Y)  n C peptit  2,22  C(Ala, X, Y)  3x  y   y  0,15    CY  2 nY z  0,55  X H NCH COOH (2C) 2    Muối có M bé CH3COONa  m CH COONa  0,15.82  12,3 gam Trong sống, thành cơng hay thất bại hồn tồn bạn lựa chọn! Thầy Nguyễn Minh Tuấn - THPT chun Hùng Vương, Phú Thọ; ĐT: 01223 367 990; Email: nguyenminhtuanchv@gmail.com Tìm chất a Mức độ vận dụng Ví dụ 1: Hỗn hợp E gồm tripeptit X tetrapeptit Y mạch hở Thủy phân hồn tồn 0,2 mol E dung dịch NaOH dư, thu 76,25 gam hỗn hợp muối alanin glyxin Mặt khác, thủy phân hồn tồn 0,2 mol E dung dịch HCl dư, thu 87,125 gam muối Thành phần % theo khối lượng X hỗn hợp E gần với giá trị nào? A 27% B 31% C 35% D 22% (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT Cẩm Thủy – Thanh Hóa, năm 2017) Hướng dẫn giải COONa : x    NH : y  CH : y     NaOH CONH : x mol  X         CH : y mol  Y  H O : 0,2 mol    0,2 mol 76,25 gam HCl COOH : x    NH3 Cl : y  CH : y   2  87,125 gam  x  0,75 m muối Na  83x  14y  76,25    m muối Cl  97,5x  14y  87,125  y   n GlyNa  n AlaNa  n CONH  0,75  n GlyNa  0,5    n AlaNa  0,25 97n GlyNa  111n AlaNa  76,25  n  n Y  0,2  n  0,05  X  X 3nX  4n Y  n CONH  0,75  n Y  0,15  X Gly a (Ala)3  a : 0,05 a    0,05a  0,15b  0,5   b  Y Gly b (Ala)4  a : 0,15 X GlyAla2 (M  217) 217.0,05   %X   21,76%  22% 217.0,05  260.0,15 Y Gly3 Ala (M  260) Ví dụ 2: Cho hỗn hợp E gồm peptit mạch hở X, Y (MX < MY) Biết X Y liên kết peptit tạo nên từ glyxin alanin Cho 7,65 gam E tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ thu dung dịch Z chứa 11,51 gam hỗn hợp muối Mặt khác, đốt cháy hồn tồn 7,65 gam E cần 7,56 lít oxi (đktc) Tổng số ngun tử có phân tử Y A 36 B 46 C 30 D 37 (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần – THPT chun Tun Quang, năm 2017) Hướng dẫn giải Trong sống, thành cơng hay thất bại hồn tồn bạn lựa chọn! Thầy Nguyễn Minh Tuấn - THPT chun Hùng Vương, Phú Thọ; ĐT: 01223 367 990; Email: nguyenminhtuanchv@gmail.com COONa : x mol    NH : x mol  CH : y mol     NaOH CONH : x mol     E  CH : y mol  H O : z mol     11,51 gam quy đổi O2 : 0,3375 mol 7,65 gam CO   H O  N   m E  43x  14y  18z  7,65  x  0,11  0,11    m muối  83x  14y  11,65   y  0,17  CONH   3,66 0,03  BTE : 3x  6y  4.0,3375 z  0,03    X (Gly)x (Ala)3 x : a mol  n( X, Y )  a  b  0,03  a  0, 01     Y (Gly)y (Ala)4  y : b mol  n CONH  3a  4b  0,11  b  0,02  0,01(231  14x)  0,02(302  14y)  7,65  0,14x  0,28y  0,7  x   X GlyAla2   y  Y Gly2 Ala2  (2C2 H O N  2C3 H O2 N  3H2 O)  C10 H18 O5 N  Y có 37 nguyên tử b Mức độ vận dụng cao Ví dụ 3: Đun nóng 0,1 mol hỗn hợp T gồm hai peptit mạch hở T1, T2 (T1 T2 liên kết peptit, tạo thành từ X, Y hai amino axit có dạng H2NCnH2nCOOH; MX