Hóa học lớp 12 · KNTT · Chương 3

Lý thuyết Hóa học 12 Bài 11: Ôn tập chương 3

Chương 3: Hợp chất chứa nitrogen · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 12 Bài 11: Ôn tập chương 3 theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá toàn bộ kiến thức trọng tâm, phương trình phản ứng hóa học KaTeX chuẩn, bảng biểu trực quan và câu hỏi củng cố có lời giải chi tiết.

Lớp

10 11 12

Môn

Toán học Vật lý Hóa học Ngữ văn Tiếng Anh Sinh học Lịch sử Địa lý Giáo dục kinh tế & pháp luật Tin học Công nghệ

I. Hệ thống hoá kiến thức trọng tâm: Ôn tập chương 3

Lý thuyết Hóa 12 Kết nối tri thức Bài 11: Ôn tập chương 3

I. HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC

	AMINE	AMINO ACID	PEPTIDE	PROTEIN
Khái niệm	Dẫn xuất của ammonia. Trong đó nguyên tử hydrogen trong phân tử ammonia được thay thế bằng gốc hydrocarbon.	Hợp chất tạp chức chứa nhóm amino và nhóm carboxyl.	Cấu tạo từ các đơn vị α-amino acid qua liên kết peptide.	Hợp chất cao phân tử, được cấu tạo từ một hay nhiều chuỗi polypeptide.
Phân loại	-Theo bậc amine: Amine bậc 1, 2, 3; - Theo gốc hydrocarbon: Alkylamine và arylamine.			Protein đơn giản và protein phức tạp.
Tính chất vật lí	- Một số amine có nguyên tử carbon nhỏ ở thể khí, tan tốt trong nước. - Aniline là chất lỏng, ít tan trong nước.	Chất rắn, nhiệt độ nóng chảy cao, thường tan tốt trong nước.		Protein dạng sợi không tan trong nước, protein dạng hình cầu tan được trong nước tạo dung dịch keo.
Tính chất hóa học	- Amine có tính base yếu. - Methylamine, ethylamine, ... có phản ứng tạo phức với Cu(OH)₂. - Amine bậc một phản ứng với nitrous acid. - Aniline tham gia phản ứng thế nguyên tử H của vòng benzne dễ hơn benzene.	- Có phản ứng đặc trưng của nhóm amino và nhóm carboxyl. - Có tính lưỡng tính. - Các ε- và ω-amino acid tham gia phản ứng trùng ngưng tạo polyamide.	- Bị thủy phân một phần thành các peptide nhỏ hơn và bị thủy phân hoàn toàn tạo thành các α-amino acid. - Tripeptide trở lên tham gia phản ứng màu biuret.	- Bị thủy phân hoàn toàn tạo thành các α-amino acid. - Tạo sản phẩm rắn có màu vàng khi tác dụng với nitric acid đặc. - Bị đông tụ dưới tác dụng của nhiệt, acid, base hoặc ion kim loại nặng. - Tham gia phản ứng màu biuret.
Điều chế	Amine được điều chế bằng cách alkyl hóa ammonia hoặc khử hợp chất nitro.
Ứng dụng	- Aniline là nguyên liệu tổng hợp một số dược phẩm, phẩm nhuộm, polymer. - Protein là một trong các nguồn thức ăn chính của con người, đảm nhiệm nhiều vai trò khác nhau trong cơ thể sống, có nhiều ứng dụng khác nhau trong ngành công nghệ sinh học.

II. Các dạng bài tập trọng tâm và phương pháp giải

Nắm vững bản chất lý thuyết và các quy tắc phản ứng của Ôn tập chương 3 giúp học sinh giải nhanh các bài toán định tính (chuỗi phản ứng, nhận biết chất) và bài toán định lượng (bảo toàn electron, hiệu suất phản ứng) trong các đề thi THPT Quốc gia.

II. Bảng tổng hợp tính chất hóa học các hợp chất chứa nitrogen

Hệ thống hoá kiến thức Chương 3 về Amine, Amino acid, Peptide và Protein:

Nhóm hợp chất	Đặc điểm cấu tạo	Tính chất acid - base	Phản ứng đặc trưng	Ứng dụng tiêu biểu
Amine	Có nguyên tử N với cặp electron tự do	Tính base: Amine no > $NH_3$ > Aniline	Tác dụng acid tạo muối; Aniline + $Br_2 \to$ kết tủa trắng	Sản xuất phẩm nhuộm azo, dược phẩm, chất diệt khuẩn
Amino acid	Chứa đồng thời $-NH_2$ và $-COOH$	Tính lưỡng tính; dạng ion lưỡng cực $H_3N^+-R-COO^-$	Phản ứng ester hóa; trùng ngưng tạo polyamide	Dinh dưỡng tế bào, thuốc bổ gan, bột ngọt mì chính ( $MSG$ )
Peptide	Từ 2 đến 50 gốc $\alpha$ -amino acid qua liên kết $-CO-NH-$	Phụ thuộc gốc amino acid đầu N, C và mạch nhánh	Thủy phân hoàn toàn thành amino acid; phản ứng biuret ( $Cu(OH)_2 \to$ tím từ tripeptide)	Hormone sinh học (insulin, oxytocin), kháng sinh tự nhiên
Protein	Polypeptide cao phân tử ( $M \ge 10000$ )	Lưỡng tính; có điểm đẳng điện $pI$	Sự đông tụ bởi nhiệt/acid; phản ứng biuret (tím), phản ứng xanthoproteic (vàng)	Khung cấu trúc tế bào, enzyme xúc tác, kháng thể miễn dịch

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

Hệ thống hóa toàn diện Chương 3: Hợp chất hữu cơ chứa nitrogen gồm Amine, Amino acid, Peptide và Protein.
Quy luật cấu trúc và tính chất: Amine có tính base và phản ứng thế nhân thơm (aniline tạo kết tủa trắng với $Br_2$ ); amino acid có tính lưỡng tính và tồn tại dạng ion lưỡng cực $H_3N^+-R-COO^-$ ; peptide và protein có liên kết peptide ( $-CO-NH-$ ), phản ứng thủy phân và phản ứng màu biuret.
Phân biệt các hợp chất chứa nitrogen: Sử dụng quỳ tím (nhận biết tính acid/base của amine, amino acid), nước bromine (nhận biết aniline), phản ứng màu biuret ( $Cu(OH)_2$ tạo màu tím với peptide $\ge 3$ gốc và protein), phản ứng xanthoproteic ( $HNO_3$ đặc tạo màu vàng với protein).
Phương pháp giải toán peptide: Định luật bảo toàn khối lượng ( $m_{\text{peptide}} + m_{NaOH} = m_{\text{muối}} + m_{H_2O}$ với $n_{H_2O} = n_{\text{peptide}}$ ), phương pháp quy đổi peptide về các gốc $\alpha$ -amino acid hoặc mắt xích amino acid.

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Lập sơ đồ phân biệt 4 dung dịch mất nhãn: Aniline, Glycine, Lòng trắng trứng (Albumin), và Glucose bằng thuốc thử hóa học?

Bước 1: Nhỏ nước bromine vào 4 mẫu thử: - Mẫu xuất hiện kết tủa trắng là Aniline. - 3 mẫu còn lại không có hiện tượng kết tủa trắng. Bước 2: Dùng dung dịch

Cu(OH)_2

trong môi trường kiềm (

NaOH

) thử với 3 mẫu còn lại: - Mẫu xuất hiện màu tím đặc trưng là Albumin (phản ứng biuret). - Mẫu hòa tan

Cu(OH)_2

tạo dung dịch màu xanh lam thẫm là Glucose (có nhiều nhóm

-OH

kề nhau). - Mẫu còn lại hòa tan

Cu(OH)_2

tạo phức màu xanh lam nhạt đặc trưng của phức chelat amino acid hoặc nhận biết tiếp bằng quỳ tím không đổi màu là Glycine.

Một peptide X mạch hở có công thức Ala-Gly-Glu. Cần bao nhiêu mol

NaOH

để phản ứng hoàn toàn với

1\text{ mol}

peptide X? Giải thích?

Công thức peptide Ala-Gly-Glu: - Có 2 liên kết peptide cần 2 mol

NaOH

để thủy phân cắt đứt thành các muối amino acid. - Gốc Glutamic acid (Glu) ở đầu C có 1 nhóm carboxyl (

-COOH

) tự do của mạch nhánh

-(CH_2)_2-COOH

và 1 nhóm carboxyl ở đầu C đã được giải phóng. Tổng số nhóm carboxyl (

-COOH

) phản ứng với

NaOH

là 3 nhóm (1 từ Ala sau thủy phân, 1 từ Gly sau thủy phân, và 2 nhóm

-COOH

của phân tử Glutamic acid, gồm 1 nhóm tự do sẵn có và 1 nhóm sau thủy phân). Do đó,

1\text{ mol}

peptide Ala-Gly-Glu cần đúng

3\text{ mol}

NaOH

để phản ứng hoàn toàn tạo hỗn hợp muối sodium của Ala, Gly và muối disodium glutamate.

Điểm đẳng điện (

pI

) của amino acid là gì và ứng dụng hiện tượng điện di trong việc tách các amino acid và protein?

Điểm đẳng điện (

pI

) là giá trị

pH

của dung dịch mà tại đó amino acid tồn tại chủ yếu ở dạng ion lưỡng cực có tổng điện tích bằng 0. - Khi

pH < pI

: Amino acid nhận thêm

H^+

trở thành cation mang điện tích dương, di chuyển về cực âm (cathode) trong điện trường. - Khi

pH > pI

: Amino acid nhường bớt

H^+

trở thành anion mang điện tích âm, di chuyển về cực dương (anode) trong điện trường. Ứng dụng: Bằng cách điều chỉnh

pH

dung dịch đệm thích hợp trong kĩ thuật điện di (electrophoresis), các amino acid và protein khác nhau có

pI

khác nhau sẽ mang điện tích khác nhau và di chuyển với tốc độ khác nhau về hai điện cực, giúp phân tách và tinh chế protein một cách tinh vi.

Thủy phân hoàn toàn

0{,}05\text{ mol}

một tetrapeptide mạch hở X tạo từ các

\alpha

-amino acid no chứa 1 nhóm

-NH_2

và 1 nhóm

-COOH

bằng dung dịch

KOH

vừa đủ. Cô cạn dung dịch thu được

28{,}6\text{ g}

hỗn hợp muối khan. Tính khối lượng phân tử (

M

) của tetrapeptide X?

X là tetrapeptide mạch hở được tạo từ 4 gốc

\alpha

-amino acid no, đơn chức. Phương trình phản ứng thủy phân:

X + 4KOH \to \text{muối} + H_2O

Số mol các chất theo phương trình: -

n_{KOH} = 4 \times n_X = 4 \times 0{,}05 = 0{,}2\text{ mol} \implies m_{KOH} = 0{,}2 \times 56 = 11{,}2\text{ g}

. -

n_{H_2O} = n_X = 0{,}05\text{ mol} \implies m_{H_2O} = 0{,}05 \times 18 = 0{,}9\text{ g}

. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

m_X + m_{KOH} = m_{\text{muối}} + m_{H_2O}

m_X + 11{,}2 = 28{,}6 + 0{,}9

m_X = 28{,}6 + 0{,}9 - 11{,}2 = 18{,}3\text{ g}

Khối lượng mol của tetrapeptide X:

M_X = \frac{18{,}3}{0{,}05} = 366\text{ g/mol}

Đề luyện tập theo bài

Bài 11: Ôn tập chương 3 - Đề 1 (Nhận biết)28 câu hỏi · Nhận biết

Làm đề

Bài 11: Ôn tập chương 3 - Đề 2 (Thông hiểu)28 câu hỏi · Thông hiểu

Làm đề

Bài 11: Ôn tập chương 3 - Đề 3 (Vận dụng)28 câu hỏi · Vận dụng

Làm đề

Bài 11: Ôn tập chương 3 - Đề 4 (Tổng hợp)28 câu hỏi · Vận dụng cao

Làm đề

Bài 11: Ôn tập chương 3 - Đề 5 (Nâng cao)28 câu hỏi · Tổng hợp

Làm đề