Phương pháp giải dạng bài tập về phản ứng thủy phân và đốt cháy peptit môn Hóa học 12 năm 2021

1. Thủy phân hoàn toàn

Khi thủy phân hoàn toàn peptit tùy theo môi trường mà sản phẩm của phản ứng khác nhau.

Ví dụ thủy phân peptit tạo bởi x phân tử \(\alpha\) -amino axit no mạch hở có 1 nhóm \( - COOH\) và 1 nhóm \( - N{H_2}\):

- Trong môi trường trung tính: peptit + (x – 1)H₂O → x \(\alpha\) amino axit

→ Công thức cần ghi nhớ:

\(\left\{ \begin{gathered}
  {m_{peptit}} + {m_{{H_2}O}} = {m_{{\text{aminoaxit}}}} \hfill \\
  {n_{peptit}} + {n_{{H_2}O}} = {n_{{\text{aminoaxit}}}} \hfill \\ 
\end{gathered}  \right.\)

- Trong môi trường axit HCl: peptit + (x – 1)H₂O + xHCl → x muối amoni clorua của \(\alpha\)-amino axit

→ Công thức cần ghi nhớ:

\(\left\{ \begin{gathered}
  {n_{peptit}} + {n_{{H_2}O}} = {n_{HCl}} \hfill \\
  x = \frac{{{n_{HCl}}}}{{{n_{peptit}}}} \hfill \\ 
\end{gathered}  \right.\)

- Trong môi trường bazơ NaOH:

Peptit + xNaOH → x muối natri của \(\alpha\)-amino axit + H₂O

→ Công thức cần ghi nhớ:

\(\left\{ \begin{gathered}
  {n_{NaOH}} = {n_{{\text{muo\'a i}}}} \hfill \\
  {n_{peptit}} = {n_{{H_2}O}} \hfill \\
  x = \frac{{{n_{NaOH}}}}{{{n_{peptit}}}} \hfill \\ 
\end{gathered}  \right.\)

2. Phản ứng cháy

Công thức phân tử chung của peptit tạo bởi x phân tử \(\alpha\)-amino axit no mạch hở có 1 nhóm \( - COOH\) và 1 nhóm \( - N{H_2}\); C_nxH_2nx+2-xN_xO_x+1

Phản ứng cháy: 

\({C_{nx}}{H_{2nx + 2 - x}}{N_x}{O_{x + 1}} + \frac{{3nx - 1,5x}}{2}{O_2} \to nxC{O_2} + \left( {nx + 1 - \frac{x}{2}} \right){H_2}O + \frac{x}{2}{N_2}\)

→ Công thức cần ghi nhớ: \({n_{C{O_2}}} - {n_{{H_2}O}} = {n_{{N_2}}} - {n_{peptit}}\)

3. Lưu ý

Với một số bài tập có sự kết hợp của phản ứng thủy phân và phản ứng đốt cháy peptit tạo bởi các phân tử \(\alpha\)-amino axit no hở có 1 nhóm \( - COOH\) và 1 nhóm \( - N{H_2}\), thì có thể quy đổi peptit ban đầu về hỗn hợp:

\(\left\{ \begin{gathered}
  {C_2}{H_3}ON \hfill \\
  C{H_2} \hfill \\
  {H_2}O \hfill \\ 
\end{gathered}  \right.\)

Trong đó:

\(\left\{ \begin{gathered}
  {n_{{C_2}{H_3}ON}} = {n_{NaOH}} \hfill \\
  {n_{{H_2}O}} = {n_{peptit}} \hfill \\ 
\end{gathered}  \right.\)

Bài 1. Đun nóng m gam hỗn hợp gồm a mol tetrapeptit mạch hở X và 2a mol tripeptit mạch hở Y với 600 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ). Sau khi các phản ứng kết thúc, cô cạn dung dịch thu được 72,48 gam muối khan của các amoni axit đều có một nhóm  và một nhóm  trong phân tử. Giá trị của m là

A. 51,72.                          

B. 54,30.                          

C. 66,00.                          

D. 44,48.

Hướng dẫn giải

\(\begin{gathered} X\left( {tetrapeptit} \right) + 4NaOH \to {\text{muoi + }}{{\text{H}}_2}O \hfill \\ \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,a\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,4a\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,a\,\left( {mol} \right) \hfill \\ Y(tripeptit) + 3NaOH \to {\text{muoi + }}{{\text{H}}_2}O \hfill \\ \,\,\,\,\,\,\,\,\,2a\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,6a\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,2a(mol) \hfill \\ \end{gathered} \)

Ta có: \(4a + 6a = 0,6.1 \to a = 0,06\,mol.\)

Bảo toàn khối lượng: \(m + 40.0,6 = 72,48 + 18.3.0,06 \to m = 51,72\,gam.\)

Đáp án A.

Bài 2. Đipeptit mạch hở X và tripeptit mạch hở Y đều được tạo ra từ một amoni axit no, mạch hở có 1 nhóm \( - COOH\) và 1 nhóm \( - N{H_2}\). Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol Y thu được sản phẩm gồm H₂O, CO₂ và N₂ trong đó tổng khối lượng CO₂ và H₂O bằng 54,9 gam. Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol X, sản phẩm thu được cho lội qua dung dịch nước vôi trong dư thì được m gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 45.                               

B. 120.                             

C. 30.                               

D. 60.

Hướng dẫn giải

\(\begin{gathered} {C_{3n}}{H_{6n - 1}}{N_3}{O_4} + \frac{{9n - 4,5}}{2}{O_2} \to 3nC{O_2} + \left( {3n - \frac{1}{2}} \right){H_2}O + \frac{3}{2}{N_2} \hfill \\ \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,1\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,3n\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,0,1\left( {3n - \frac{1}{2}} \right) \hfill \\ \end{gathered} \)

\({m_{C{O_2}}} + {m_{{H_2}O}} = 0,3n.44 + 0,1.\left( {3n - \frac{1}{2}} \right).18 = 54,9 \to n = 3\)

→ X là: C₆H₁₂N₂O₃

\(\begin{gathered} {C_6}{H_{12}}{N_2}{O_3} \to 6C{O_2} \hfill \\ 0,2\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,1,2\,\,mol \hfill \\ \end{gathered} \)

Do \({n_{CaC{O_3}}} = {n_{C{O_2}}} \to {m_{CaC{O_3}}} = 1,2.100 = 120\,\,gam\)

Đáp án B.

Bài 3. Hỗn hợp X gồm Ala – Ala, Ala – Gly – Ala, Ala – Gly – Ala – Gly và Ala – Gly – Ala – Gly – Gly. Đốt 26,83 gam hỗn hợp X cần vừa đủ 26,376 lít O₂ (đktc). Cho 0,35 mol hỗn hợp X tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ thì thu được m gam muối khan. Giá trị của m là

A. 142,205.      

B. 122,456.    

C. 138,234.    

D. 148,124.

Hướng dẫn giải

Coi X là (Ala)₂ (Gly)_x: a (mol) 

\( \to \left\{ \begin{gathered} {C_2}{H_3}NO:a\left( {x + 2} \right) \hfill \\ C{H_2}:2a \hfill \\ {H_2}O:a \hfill \\ \end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered} C{O_2}:2ax + 6a \hfill \\ {H_2}O:1,5ax + 6a \hfill \\ \end{gathered} \right.\)

\(\to \left\{ \begin{gathered} 57a(x + 2) + 14.2a + 18a = 26,83 \hfill \\ 4ax + 12a + 6a + 1,5ax = ax + 3a + 2,355 \hfill \\ \end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered} a = 0,1 \hfill \\ x = 1,9 \hfill \\ \end{gathered} \right.\)

\(\to n_N^{trong\,\,X} = a(x + 2) = 0,1(1,9 + 2) = 0,39(mol)\)

Do a = 0,1 mol → 26,83 gam X tương ứng với 0,1 mol.

Bảo toàn khối lượng cho phản ứng thủy phân:

\(m = {m_X} + {m_{NaOH}} - {m_{{H_2}O}} = 26,83.3,5 + 0,39.3,5.40 - 0,35.18 = 142,205(gam)\)

Đáp án A.

Bài 3: Khi thủy phân 500g một polipeptit thu được 170g alanin. Nếu polipeptit đó có khối lượng phân tử là 50000 đvC thì có bao nhiêu mắc xích của alanin?

A. 175.      

B. 170.       

C. 191.       

D. 210.

Hướng dẫn giải

500g polipeptit thủy phân →170g alanin

50000                                → 89x 

→ x = 191

→ Đáp án: C

Bài 4: Khi thủy phân hoàn toàn 55,95 gam một peptit X thu được 66,75 gam alanin (amino axit duy nhất). X là?

A. tripeptit

B. tetrapeptit

C. pentapeptit

D. đipeptit

Hướng dẫn giải

n_alanin = m/M = 66,75/89 = 0,75 mol

Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

M_peptit + m_H2O = m_alanin → m_H2O = m_alanin – m_peptit = 66,75 – 55,95 = 10,8 gam

→ n_H2O = m/M = 10,8/18 = 0,6 mol

Do X chỉ tạo từ alanin → X có dạng: (Ala)_n.

Phương trình hóa học:

(Ala)_n   + (n-1)H₂O  → nAla

            (n – 1)            n                  mol

             0,6                 0,75            mol

→ 0,75(n – 1) = 0,6n → n = 5

Vậy X là pentapeptit có công thức: Ala-Ala-Ala-Ala-Ala.

→ Chọn C.

Bài 5: Peptit X mạch hở có CTPT là C₁₄H₂₆O₅N₄. Thủy phân hoàn toàn 0,1 mol X trong dung dịch NaOH đun nóng thu được mg hỗn hợp muối của các -amino axit (các -amino axit đều chứa 1 nhóm –COOH và 1 nhóm –NH₂). Giá trị của m là

A. 47,2gam.                  

B. 49,0gam.                  

C. 51,2gam.                  

D. 49,4gam.

Hướng dẫn giải

X có 4N → X là tetrapeptit

C₁₄H₂₆O₅N₄ + 4NaOH  → 4 H₂N-R-COONa + H₂O

       0,1              0,4                                               0,1

Theo ĐLBTKL: m_muối = 0,1.330 + 0,4.40 – 0,1.18 = 47,2g

→ Đáp án: A

Bài 6: Cho mg hỗn hợp N gồm 3 peptit X, Y và Z (đều mạch hở), có tỉ lệ mol lần lượt là 2:3:5, thủy phân hoàn toàn hỗn hợp N thu được 60g glyxin, 80,1 g alanin và 117g Valin. Biết số liên kết peptit trong X, Y, Z là khác nhau và có tổng bằng 6. Giá trị của m là

A. 176,5.   

B. 257,1.    

C. 226,5.    

D. 255,4.

Hướng dẫn giải

n_Gly = 0,8 mol; n_Ala = 0,9 mol; n_Val = 1 mol

Tỉ lệ: Gly:Ala:Val = 0,8:0,9:1 = 8:9:10

 2X + 3Y + 5Z → ((Gly)₈(Ala)₉(Val)₁₀)_k + 9H₂O

Theo giả thuyết tổng số liên kết –CONH- là 6 thì

2.3 + 3.2 + 5.1 + 9 ≤  27k -1 ≤  2.1+3.2 + 5.3 + 9

→ 26≤ 27k -1 ≤ 32

→ k = 1

2X + 3Y + 5Z → ((Gly)₈(Ala)₉(Val)₁₀)_k + 9H₂O

                               0,1                              0,9

Theo ĐLBTKL:

m­_X + m_Y + m_Z = m_{(Gly)8(Ala)9(Val)10} + m_H2O = 226,5g

→ Đáp án: C

Bài 7: Thủy phân không hoàn toàn 54g peptit X là Gly-Gly-Gly-Gly-Gly-Gly thu được 0,06 mol Gly-Gly; 0,08 mol Gly-Gly-Gly và mg Gly. Giá trị m là

A. 40,5.     

B. 36,0.      

C. 39,0.      

D. 28,5.

Hướng dẫn giải

n_peptit = 54:(6.75 – 5.18) = 0,15 mol

→ tổng số mol Gly = 0,15.6 = 0,9 mol

→ số mol Gly sau khi bị thủy phân = 0,9 – (0,06.2 + 0,08.3) = 0,54 mol

→ m = 0,54.75 = 40,5g

→ Đáp án: A

Bài 8: X là amino axit có công thức H₂NC_nH_2nCOOH, Y là axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở. Cho hỗn hợp E gồm peptit Ala–X–X và Y tác dụng vừa đủ với 450 mL dung dịch NaOH 1M, thu được m gam muối Z. Đốt cháy hoàn toàn Z cần 35,28 lít khí O₂ (đktc), thu được N₂, Na₂CO₃ và 69,35 gam hỗn hợp gồm CO₂ và H₂O. Khối lượng của muối Y là

A. 16,50 gam.             

B. 14,55 gam.             

C. 26,10 gam.             

D. 12,30 gam.

Hướng dẫn giải

Gọi công thức trong muối Z là

C₃H₆O₂NNa: x mol

C_nH_2nO₂NNa: 2x mol

C_mH_{2m – 1}O₂Na: y mol

Ta có: nNaOH = 3x + y = 0,45  (1)

nO trong Z = 2nNaOH = 0,9 mol

nNa₂CO₃ = 1/2nNaOH = 0,225 mol

Theo ĐLBT O: 2n_CO2 + n_H2O = 0,9 + 1,575.2 – 0,225.3

→ 2a +  b =  3,375 (2)

Theo giả thuyết: m_CO2 + m_H2O = 44a + 18b = 69,35 (3)

Từ (2) và (3)  a = n_CO2 = 1,075 mol và b = n_H2O = 1,225 mol.

→ n_CO2 = 3x + 2nx + my – 0,225 = 1,075 (3)

→ n_H2O = 3x + 2nx + my – y/2 = 1,225 (4)

Lấy (3) – (4)  y = 0,15 và x = 0,1 mol.

Thay x và y vào (3) ta được:

4n + 3m = 20  n = (20 – 3m)/4

Giá trị hợp lí nhất là m = 4 và n = 2

Khối lượng muối Y là C₃H₇COONa

m_{muối Y} = 110.0,15 = 16,5g

→ Đáp án: A

Câu 1: Số liên kết peptit có trong một phân tử Ala-Gly-Val-Gly-Ala là

A. 5.   

B. 3.   

C. 2.   

D. 4.

Câu 2: Peptit nào sau đây không có phản ứng màu biure ?

A. Ala-Gly.    

B. Ala-Ala-Gly-Gly.

C. Ala-Gly-Gly.   

D. Gly-Ala-Gly.

Câu 3: Số đipeptit tối đa có thể tạo ra từ một hỗn hợp gồm alanin và glyxin là

A.4.    

B. 1.    

C. 3.    

D. 2.

Câu 4: Phát biểu nào sau đây sai ?

A. Trong phân từ đipeptit mạch hở có hai liên kết peptit.

B. Tất cả các peptit đều có khả năng tham gia phản ứng thủy phân,

C. Tripeptit Gly-Ala-Gly có phản ứng màu biure với Cu(OH)₂.

D. Protein đorn giản được tạo thành từ các gốc a-amino axit.

Câu 5: Thủy phân 21,9 gam Gly-Ala trong dung dịch NaOH dư thu được m gam muối. Giá trị của m là

A.25,2.    

B.31,2.    

C. 27,9.    

D. 30,9.

Câu 6: Khi thủy phân hoàn toàn 500 gam protein X thì thu được 178 gam alanin. Nêu phân từ khối của X là 50 000 thì số mắt xích alanin trong phân tử X là

A. 100.    

B. 178.    

C. 500.    

D. 200.

Câu 7: Thủy phân hoàn toàn 13,02 gam tripeptit mạch hở X (được tạơ nên từ hai a-amino axit có cùng công thức dạng H₂NC_xH_yCOOH) bằng dung dịch NaOH dư, thu được 19,14 gam muối. Mặt khác thủy phân hoàn toàn 13,02 gam X bằng dung dịch HC1 dư, thu được m gam muối. Giá trị của m là

A. 19,59.    

B. 21,75.    

C. 15,18.   

D. 24,75.

Câu 8: Đipeptit mạch hở X và tripeptit mạch hở Y đều được tạo nên từ một amino axit (no, mạch hở, trong phân từ chứa một nhóm -NH2 và một nhóm -COOH). Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol Y, thu được tổng khối lượng CO₂ và H₂O bằng 27,45 gam. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 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. 60.    

B. 30.    

C. 15.    

D. 45.

Câu 9: Hợp chất nào sau đây thuộc loại đipeptit ?

A. H₂N-CH₂-CONH-CH₂-CO-NH-CH₂-COOH.

B. H₂N-CH₂-CO-NH-CH(CH₃)-COOH.

C. H₂N-CH₂-CH₂-CO-NH-CH₂-CH₂-COOH.

D. H₂N-CH₂-CH₂-CO-CH₂-COOH.

Câu 10: Thủy phân không hoàn toàn pentapeptit Gly-Ala-Val-Ala-Gly, thu được tối đa bao nhiêu đipeptit mạch hở chứa Gly ?

A. 1    

B. 3    

C. 2    

D. 4

 

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Phương pháp giải dạng bài tập về phản ứng thủy phân và đốt cháy peptit môn Hóa học 12 năm 2021. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

Chúc các em học tập tốt !