Bài tập Hóa học Lớp 12 - Chuyên đề: Phương pháp sử dụng ĐĐH quy đổi hỗn hợp peptit phức tạp - Đề 1 (Có đáp án)

Nội dung text: Bài tập Hóa học Lớp 12 - Chuyên đề: Phương pháp sử dụng ĐĐH quy đổi hỗn hợp peptit phức tạp - Đề 1 (Có đáp án)

1. 13. Phương pháp sử dụng ĐĐH quy đổi hỗn hợp peptit phức tạp (Đề 1) Câu 1. Thủy phân m gam hỗn hợp X gồm một tetrapeptit A và một pentapeptit B (A và B chứa đồng thời glyxin và alanin trong phân tử) bằng một lượng dung dịch NaOH vừa đủ rồi cô cạn thu được (m + 15,8) gam hỗn hợp muối. Đốt cháy toàn bộ lượng muối sinh ra bằng một lượng oxi vừa đủ thu được Na2CO3 và hỗn hợp hơi Y gồm CO2, H2O và N2. Dẫn toàn bộ hỗn hợp hơi Y đi rất chậm qua bình đựng dung dịch NaOH đặc dư thấy khối lượng bình tăng thêm 56,04 gam so với ban đầu và có 4,928 lít một khí duy nhất (đktc) thoát ra khỏi bình. Xem như N2 không bị nước hấp thụ, các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Thành phần phần trăm khối lượng của A trong hỗn hợp X gần nhất với A. 53,1%. B. 55,9%. C. 30,9%. D. 35,4%. Câu 2. Thủy phân hoàn toàn m gam hỗn hợp M gồm tetrapeptit X và pentapeptit Y (đều mạch hở) bằng dung dịch KOH vừa đủ, rồi cô cạn cẩn thận thì thu được (m + 11,42) gam hỗn hợp muối khan của Val và Ala. Đốt cháy hoàn toàn muối sinh ra bằng một lượng oxi vừa đủ thu được K2CO3; 2,464 lít N2 (đktc) và 50,96 gam hỗn hợp gồm CO2 và H2O. Phần trăm khối lượng của Y trong hỗn hợp M có thể là A. 55,24%. B. 54,54%. C. 45,98%. D. 64,59%. Câu 3. Đun nóng 0,16 mol hỗn hợp E gồm hai peptit X (CxHyOzN6) và Y (CnHmO6Nt) cần dùng 600 ml dung dịch NaOH 1,5M chỉ thu được dung dịch chứa a mol muối của glyxin và b mol muối của alanin. Mặt khác đốt cháy 30,73 gam E trong O2 vừa đủ thu được hỗn hợp CO2, H2O và N2, trong đó tổng khối lượng của CO2 và nước là 69,31 gam. Giá trị a : b gần nhất với A. 0,730. B. 0,810. C. 0,756. D. 0,962. Câu 4. Cho m gam hỗn hợp E gồm một peptit X và một peptit Y (Biết số nguyên tử nitơ trong X, Y lần lượt là 4 và 5, X và Y chứa đồng thời glyxin và alanin trong phân tử) bằng lượng NaOH vừa đủ, cô cạn thu được ( m + 15,8) gam hỗn hợp muối. Đốt cháy toàn bộ lượng muối sinh ra bằng một lượng O2 vừa đủ thu được Na2CO3 và hỗn hợp hơi F gồm CO2, H2O và N2. Dẫn toàn bộ hỗn hợp hơi F qua bình đựng NaOH đặc dư thấy khối lượng bình tăng thêm 56,04 gam so với ban đầu và có 4,928 lít một khí duy nhất (đktc) thoát ra, các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần trăm khối lượng của Y trong hỗn hợp E gần nhất với: A. 47%. B. 53%. C. 30%. D. 35%. Câu 5. Cho 0,7 mol hỗn hợp T gồm hai peptit mạch hở là X (x mol) và Y (y mol), đều tạo bởi glyxin và alanin. Đun nóng 0,7 mol T trong lượng dư dung dịch NaOH thì có 3,8 mol NaOH phản ứng và thu được dung dịch chứa m gam muối. Mặt khác, nếu đốt cháy hoàn toàn x mol X hoặc y mol Y thì đều thu được cùng số mol CO2. Biết tổng số nguyên tử oxi trong hai phân tử X và Y là 13, trong X và Y đều có số liên kết peptit không nhỏ hơn 4. Giá trị của m là
2. A. 396,6. B. 409,2. C. 340,8. D. 399,4. Câu 6. X, Y,Z là ba peptit đều mạch hở, có tổng số liên kết peptit là 8. Đốt cháy hoàn toàn x mol X, hoặc y mol Y cũng như z mol Z với lượng oxi dư đều thu được 0,64 mol CO2. Đun nóng 55,12 gam hỗn hợp E chứa X (x mol), Y (y mol) và Z (z mol) cần dùng dung dịch NaOH, thu được dung dịch chứa hai muối của glyxin và alanin; trong đó khối lượng muối của glyxin là 46,56 gam. Biết rằng y > z và 3x = 4(y + z). Phần trăm khối lượng của Z có trong hỗn hợp E là. A. 26,4% B. 32,3% C. 28,6% D. 30,19% Câu 7. Đun nóng 45,54 gam hỗn hợp E gồm hai peptit X (CxHyOzN6) và Y(CnHmO5Nt) cần dùng 580ml dung dịch NaOH 1M chỉ thu được dung dịch chứa muối natri của glyxin và valin. Mặt khác đốt cháy hoàn toàn cùng lượng E trên trong O2 vừa đủ thu được hỗn hợp CO2, H2O và N2, trong đó tổng khối lượng của CO2 và H2O là 115,18 gam. Công thức phân tử của peptit X là A. C17H30N6O7 B. C21H38N6O7 C. C24H44N6O7 D. C18H32N6O7 Câu 8. Đun nóng 0,045 mol hỗn hợp X chứa hai peptit Y, Z cần vừa đủ 120ml KOH 1M, thu được hỗn hợp T chứa 3 muối của Gly, Ala và Val trong đó muối của Gly chiếm 33,832% về khối lượng (biết Y hơn Z một số liên kết peptit). Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 13,68 gam X cần dùng 14,364 lít O2 (đktc) thu được hỗn hợp khí và hơi trong đó tổng khối lượng của CO2 và H2O là m gam. Phần trăm khối lượng muối của Ala trong T có giá trị gần nhất với A. 50% B. 51% C. 52% D. 53% Câu 9. Cho 0,7 mol hỗn hợp T gồm hai peptit mạch hở X (x mol) và Y (y mol), mỗi peptit đều tạo bởi glyxin, alanin và val. Đun 0,7 mol T trong lượng dư dung dịch NaOH thì có 3,9 mol NaOH phản ứng và thu được m gam muối. Mặt khác, nếu đốt cháy hoàn toàn 0,7 mol X thì thu được thể tích CO2 chỉ bằng ¾ lần lượng CO2 khi đốt 0,7 mol Y. Biết tổng số nguyên tử Oxi trong hai phân tử X và Y là 13, trong X và Y đều có số liên kết peptit không nhỏ hơn 4. Giá trị của m gần nhất là A. 444,0 B. 439,0 C. 438,5 D. 431,5 Câu 10. Peptit X và peptit Y có tổng số liên kết peptit bằng 8. Thủy phân hoàn toàn peptit X cũng như peptit Y đều thu được Glyxin và Valin. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp E chứa X, Y có tỉ lệ mol tương ứng 1 : 3 cần dùng 44,352 lít O2 (đktc). Sản phẩm cháy gồm CO2, H2O và N2. Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng 92,96 gam, khí thoát ra khỏi bình có thể tích 4,928 lít (đktc). Thủy phân hoàn toàn Y thu được a mol Val và b mol Gly. Tỉ lệ a : b là A. 1 : 1
3. B. 2 : 1 C. 3 : 2 D. 1 : 2 ĐÁP ÁN & LỜI GIẢI CHI TIẾT Câu 1: A Gọi số mol của A (CnH2n-2N4O5 với 8 ≤ n ≤ 12) và B (CmH2m-3N5O6 với 10 ≤ m ≤15 )lần lượt là x, y Bảo toàn khối lượng trong phản ứng thủy phân → m + 40. ( 4x + 5y) = m + 15,8 + 18 ( x+ y) Bảo toàn nguyên tố N → 4x + 5y = 2. ( 4,928 : 22, 4) = 0,44 Giải hệ → x = 0,06 và y = 0,04 Hỗn hợp peptit được cấu tạo bởi các aminoaxit no chứa 1 nhóm NH2, 1 nhóm COOH → muối hình thành trong quá trình thủy phân có công thức CaH2aNO2Na : 0,44 mol . Gọi số mol CO2 và H2O lần lượt là a, b Khi đó có hệ → Bảo toàn nguyên tố C → ∑ nC = nNa2CO3 + nCO2 = 0,22 + 0,84 = 1,06 mol Ta có 0,06n + 0,04m = 1,06 → 3n+ 2m = 53 Với điều kiện 10 ≤ m ≤15 thấy chỉ có 2 cặp thỏa mãn nghiệm nguyên Khi m= 10 (Gly-Gly-Gly-Gly-Gly) → n = 11 ( Ala-Ala-Ala-Gly) → %m Y = ×100% = 58,77% Khi m = 13 ( Gly-Gly-Ala-Ala-Ala)→ n = 9 ( Gly-GLy-GLy-Ala) → %mY = ×100% = 53,06%. Câu 2: C
4. Câu 3: A Vì X và Y chỉ được cấu tạo bởi các amino axit no chứa 1 chức NH2 và 1 chức COOH → X có công thức tổng quát : CnH12n-4N6O7 và Y có công thức tổng quát C2mH10m-3N5O6 Gọi số mol của X và Y lần lượt là x, y mol Ta có hệ → → n X : nY = 5:3 Trong 30,73 gam gọi số mol X và Y lần lượt là 5x và 3x mol, số mol CO2 là y mol, số mol H2O là z mol Ta có hệ → Vậy trong 30,73 gam E thì có nX + nY = 5.0,01+ 3. 0,01 = 0,08 → 61,46 gam Ethì có nX + nY = 0,16 mol Bảo toàn khối lượng cho thí nghiệm khi cho 0,16 mol E vào dung dịch NaOH → (75+22)a + (89+22)b = 61,46 + 0,9.40 - 0,16.18 → 99a + 111b = 94,58 lại có a+ b = 0,9 → a= 0,38 và b = 0,52 Vậy a: b ≈ 0,7306. Câu 4: A muối dạng CnH2nNO2Na = ½.C2n-1H4n.N2.O.Na2CO3. ||→ đốt C2n-1H4n.N2.O.Na2CO3 cho 0,33 mol N2 và ∑(CO2 + H2O) = 84,06 gam. ||→ có hệ số mol CO2 và H2O:
5. ||→ có hệ số mol Gly và Ala: Thủy phân: BTKL → nH2O = nX = (0,66 × 40 – 23,7) ÷ 18 = 0,15 mol. ||→ có hệ số mol tetrapeptit Y4 và pentapeptit Z5: ||→ mmuối = m + 23,7 = 0,39 × (75 + 22) + 0,27 × (89 + 22) ||→ m = 44,1 gam. a 4–a b 5–b Giả sử có 0,09 mol Y4 là (Gly) -(Ala) và 0,06 mol Z5 là (Gly) (Ala) ||→ có 0,09a + 0,06b = ∑Gly = 0,39 mol ↔ 3a + 2b = 13. Chỉ có cặp nghiệm a = 3; b = 2 (do thủy phân Y, Z đều cho Gly, Ala nên 1 ≤ a ≤ 3 và 1 ≤ b ≤ 4). 3 1 ||→ Y là (Gly) (Ala) → %Y trong X = 0,09 × (75 × 3 + 89 × 1 – 18 × 3) ÷ 44,1 ≈ 53,06%. → %Y = 46,94 Câu 5: A Tổng số nguyên tử oxi trong hai phân tử X và Y là 13, trong X và Y đều có số liên kết peptit không nhỏ hơn 4 → T gồm penta peptit ; x mol và hexapeptit ; y mol Ta có hệ → Giả sử X có a Gly và (5-a) Ala.Y có b GLy và (6-b) Ala Nếu đốt cháy hoàn toàn x mol X hoặc y mol Y thì đều thu được cùng số mol CO2 → 0,4.[2a + 3.(5-a)] = 0,3.[2b + 3. (6-b)] → 4a- 3b = 6 → cặp nghiệm thỏa mãn là a= 3,b= 2 0,4 mol 3Gly-2Ala và 0,7mol 2Gly-4Ala → m = ( 0,4.3 + 0,3.2). ( 75+ 22) + ( 0,4.2 + 0,3.4) .( 89 +22) = 396,6 gam Câu 6: D Có nGly = 0,48 mol Có ∑n CO2 = 0,64. 3 = 1,92 mol → nAla = = 0,32 mol Gọi số mol E là a mol. Bảo toàn khối lượng có → 55,12 + 40.( 0,48 + 0,32) = 111. 0,32 + 46,56 + 18a → a = 0,28 Ta có hệ →
6. Số C trong X là 0,64 : 0,16 = 4 → X là Gly-Gly Gọi k1 và k2 lần lượt là số C trong Y và Z Vì y > z → 0,06 ≤ y ≤ 0,12→ 6 ≤ k1 ≤ 10 Thay lần lượt k1 thấy khi k1 = 8 thì y = 0,08, k2 = 16 ,z = 0,04 Vậy Y là (Gly)2-Ala và Z là (Ala)4-(Ala)2 % Z= .100% = 30,19%. Câu 7: B Quy hỗn hợp E về đipepit có dạng CnH2nN2O3 : 0,29 mol ,lượng nước cần thêm H2Ở : x mol CxHyO6N7 + 2H2O → 3CnH2nN2O3 và CnHmO5N4 +H2O → 2CnH2nN2O3 Có mđipeptit = 45,54 + x.18 Khi đốt cháy hỗn hợp đipeptit sẽ cho số mol CO2 = số mol H2Ở Ta có nH2O = nCO2 = Theo đề bài có mH2O + mCO2 = 115,18 + 18x → ( 44 + 18 ) = 115,18 + 18x → x = 0,18 → nCO2 = = 1,91 mol Gọi số mol của CxHyO6N7 và CnHmO6N5 lần lượt là a, b Ta có hệ → Khi đó 0,07.x + 0,04. n = 1,91 → 7x + 4n = 191 Với x = 24 → n= 5,75 loại Với x= 18 → n = 16,25 loại Với n= 17 → n= 18 ( không thể phân tích thành số C của Val và Gly để thành tetrapeptit được) loại
7. Với x= 21 → n= 11 ( 11= 2+2+2+5. Gly-Gly-Gly-Val) thỏa mãn Câu 8: B Quy hỗn hợp về CH2, C2H3NO,H2O TN1: Có n C2H3NO = nKOH = 0,12 mol, nH2O = nX = 0,045 mol → n C2H3NO : nH2O = 8 : 3 TN2: 13,68 gam + 0,64125 mol O2 Ta có hệ → Có 13,68 gam thì có 0,0225. 3= 0,0675 mol X → 9,12 gam thì có 0,045 mol Gọi số mol của Ala,Val khi thủy phân 27,36 gam X lần lượt là a,b bảo toàn khối lượng → mmuối = 9,12 + 0,12. 56 - 0,045. 18 = 15,03 gam → nGly = 0,33832. 33,27: 113= 0,045 mol Ta có hệ → Phần trăm khối lượng muối của Ala trong T . 100% = 50,7%. Câu 9: A Tổng số nguyên tử Oxi trong hai phân tử X và Y là 13, trong X và Y đều có số liên kết peptit không nhỏ hơn 4 → T gồm pentapeptit :x mol và hexapetit :y mol Ta có hệ → Gọi số C trong X và Y lần lượt là n,m (mỗi peptit đều tạo bởi glyxin, alanin và val nên 14 ≤ n ≤ 20, 16 ≤ m ≤ 25) Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,7 mol X thì thu được thể tích CO2 chỉ bằng ¾ lần lượng CO2 khi đốt 0,7 mol Y → 0,7n =0,7.m.3/4 → 4n = 3m → lập bảng các giá trị thỏa mãn là n = 15 ( 2 GLy -2 Ala- Val) và m = 20 ( 2 GLy -2 Ala- 2Val) → m = 1,4.97 + 1,4.111+ 1,1. 139 = 444,1 gam.
8. n = 18 ( GLy -2 Ala- 2Val), m = 24 (không thiết được hexa peptit được tạo bởi Ala,Val, Gly) loại Câu 10: A Quy đổi hỗn hợp E về Có nO2 = 2,25nC2H3NO + 1,5nCH2 → x = =0,66 mol Có mtăng =mCO2 +mH2O → 92,96= 44.( 0,44.2 + 0,66) + 18. ( 1,5.0,44 + 0,66 + y) → y = 0,08 =nE Hỗn hợp E chứa X, Y có tỉ lệ mol tương ứng 1 : 3 → X : 0,02 mol và Y :0,06 mol Gọi số mắt xích của X,Y lần lượt là n,m → n + m = 10 Và 0,02n + 0,06m= 0,44 → n =4 và m = 6 Gọi số C trong X và Y lần lượt là x1 và y1 ( 8 ≤ x1 ≤ 20, 12≤ y1 ≤ 30) → x1.0,02 + y1.0,06 = 0,44. 2 + 0,66 → x1 + 3y1 = 77 luôn có 6.2 = 12 ≤ y1 ≤ 77 /3 = 25,5 Lập bảng chọn giá trị x1 = 14(2Gly-2Val) và y1 = 21 (3Gly-3Val) Vậy thủy phân Y thu được 3 Gly và 3 Val.