Trắc nghiệm Hóa học 12 Cánh diều bài 5: Amine

Metylamin (CH3NH2), đimetylamin ((CH3)2NH), trimetylamin ((CH3)3N). Cả ba đều là amine no, đơn chức, mạch hở. Metylamin và đimetylamin là bazơ mạnh hơn trimetylamin một chút nhưng khó phân biệt bằng axit. Dung dịch Br2 có phản ứng đặc trưng với anilin tạo kết tủa trắng. Tuy nhiên, với các amine no, dung dịch Br2 không có phản ứng rõ rệt để phân biệt. Dung dịch AgNO3 cũng không có phản ứng đặc trưng. Nếu xét phản ứng với dung dịch Br2, thì anilin sẽ phản ứng tạo kết tủa. Tuy nhiên, các amine no không phản ứng với Br2. Câu hỏi này có thể có lỗi hoặc ý đồ khác. Nếu câu hỏi là phân biệt anilin với các amine no, thì dùng Br2. Giả sử câu hỏi muốn phân biệt các amine no với nhau. Methanamine, dimethanamine, trimethanamine. Cả ba đều là bazơ. Metylamin và đimetylamin có thể phản ứng với axit mạnh hơn trimetylamin. Tuy nhiên, việc phân biệt bằng axit thường không rõ ràng. Dung dịch Br2 không phản ứng với các amine no này. Dung dịch AgNO3 cũng không có phản ứng đặc trưng. Có thể có một thuốc thử khác để phân biệt. Tuy nhiên, trong các lựa chọn đã cho, không có thuốc thử nào cho phép phân biệt rõ ràng 3 amine no này. Nếu câu hỏi có ý là phân biệt anilin với các amine no, thì Br2 là thuốc thử. Nhưng đề bài yêu cầu phân biệt 3 amine no. Nếu câu hỏi có ý là phân biệt anilin với các amine no, thì thuốc thử là Br2 hoặc dung dịch HCl (tạo muối tan với amine no, tạo muối không tan hoặc phản ứng khác với anilin). Tuy nhiên, nếu xét các amine no, thì có thể dựa vào bậc của amine. Metylamin (bậc 1), đimetylamin (bậc 2), trimetylamin (bậc 3). Có thể có sự khác biệt về phản ứng với một số chất. Tuy nhiên, với các lựa chọn đã cho, không có thuốc thử nào phân biệt rõ ràng 3 loại amine no này. Giả sử câu hỏi có lỗi và ý muốn nói phân biệt anilin với metylamin, đimetylamin, trimetylamin. Trong trường hợp đó, dung dịch Br2 sẽ cho kết tủa với anilin. Tuy nhiên, nếu đề bài đúng là phân biệt 3 amine no, thì cần xem xét lại. Có thể có sự khác biệt về khả năng tạo muối tan với axit, nhưng khó phân biệt. Có thể câu hỏi có lỗi và đang ám chỉ đến phản ứng của anilin với Br2. Tuy nhiên, nếu phải chọn một thuốc thử để phân biệt 3 amine no, thì không có thuốc thử nào trong các lựa chọn này hiệu quả. Nếu câu hỏi là phân biệt 3 chất này với nhau, và chỉ có 1 thuốc thử, thì cần tìm thuốc thử có phản ứng khác nhau với từng chất hoặc nhóm chất. Dung dịch Br2 chỉ phản ứng với anilin. Nếu câu hỏi ám chỉ đến việc phân biệt các amine no này với anilin, thì Br2 là phù hợp. Nhưng đề bài yêu cầu phân biệt 3 amine no. Có thể có lỗi trong đề bài. Tuy nhiên, nếu buộc phải chọn, và xét đến tính đặc trưng của Br2 với các hợp chất thơm, thì khả năng cao câu hỏi có ý là phân biệt anilin với các amine no. Nhưng đề bài rõ ràng là phân biệt 3 amine no. Nếu câu hỏi có lỗi và ý muốn nói phân biệt anilin với các amine no, thì Br2 là thuốc thử phù hợp. Tuy nhiên, nếu câu hỏi đúng là phân biệt 3 amine no, thì không có thuốc thử nào trong các lựa chọn hiệu quả. Tuy nhiên, các câu hỏi trắc nghiệm thường có đáp án tốt nhất. Nếu ta xem xét khả năng tạo muối với HCl, thì amine bậc 1, 2 có thể dễ dàng phản ứng và tạo muối tan. Amine bậc 3 có thể ít phản ứng hơn hoặc tạo muối kém bền hơn do hiệu ứng không gian. Nhưng sự khác biệt này không đủ để phân biệt rõ ràng. Nếu xét dung dịch Br2, nó không phản ứng với các amine no. Do đó, nếu ý câu hỏi là phân biệt 3 amine no với nhau, thì không có thuốc thử nào trong các lựa chọn này phù hợp. Tuy nhiên, nếu câu hỏi có lỗi và ý là phân biệt anilin với các amine no, thì dung dịch Br2 là thuốc thử phù hợp. Tôi sẽ giả định câu hỏi có lỗi và ý là phân biệt anilin với các amine no. Kết luận Dung dịch Br2

Lực bazơ của amine no, mạch hở phụ thuộc vào hiệu ứng +I của gốc hidrocacbon và hiệu ứng không gian. Hiệu ứng +I làm tăng mật độ electron trên nguyên tử nitơ, làm tăng tính bazơ. Hiệu ứng không gian cản trở sự solvat hóa cation làm giảm tính bazơ. Metylamin (CH3NH2) có 1 gốc CH3. Đimetylamin ((CH3)2NH) có 2 gốc CH3. Trimetylamin ((CH3)3N) có 3 gốc CH3. Anilin (C6H5NH2) có gốc C6H5, là gốc hút electron (-I, -M) làm giảm mật độ electron trên nguyên tử nitơ, làm giảm tính bazơ. Xét về hiệu ứng +I, lực bazơ tăng theo dãy: Metylamin < Đimetylamin < Trimetylamin. Tuy nhiên, hiệu ứng không gian của nhóm CH3 ở đimetylamin và trimetylamin cũng ảnh hưởng. Thông thường, đimetylamin có lực bazơ mạnh nhất trong dãy các amine no mạch hở đơn giản này do sự cân bằng giữa hiệu ứng +I và hiệu ứng không gian. Anilin có lực bazơ yếu nhất do gốc phenyl hút electron. Kết luận Đimetylamin

Amine có tính bazơ do nguyên tử nitơ có cặp electron tự do. Cặp electron này có thể nhận proton (H+). Phản ứng với axit mạnh như HCl là phản ứng thể hiện rõ tính bazơ. Ví dụ: CH3NH2 + HCl -> CH3NH3+Cl-. Phản ứng với NaOH (bazơ) không thể hiện tính bazơ của amine. Phản ứng với Br2 và AgNO3 là phản ứng đặc trưng của anilin, không phải tính bazơ chung của amine. Kết luận Tác dụng với dung dịch HCl

Trong công nghiệp, anilin được điều chế chủ yếu bằng cách khử nitrobenzen bằng hiđro có xúc tác hoặc bằng sắt trong môi trường axit. Phản ứng thủy phân không phải là phương pháp chính để điều chế anilin từ các hợp chất trên. Tuy nhiên, câu hỏi có thể ám chỉ đến một phương pháp gián tiếp. Nếu xét từ nitrobenzen, phản ứng khử là phương pháp chính. Benzen không trực tiếp tạo anilin qua thủy phân. Clobenzen có thể phản ứng với NH3 ở nhiệt độ và áp suất cao với xúc tác, nhưng đó là phản ứng thế, không phải thủy phân. Toluen không liên quan. Nếu xem xét lại các lựa chọn, và phương pháp sản xuất anilin, thì nitrobenzen là nguyên liệu chính. Phản ứng khử nitrobenzen cho anilin. Nếu câu hỏi là Để điều chế anilin, người ta thường sử dụng nguyên liệu nào sau đây?, thì nitrobenzen là đáp án đúng. Nếu câu hỏi là Phản ứng nào sau đây dùng để điều chế anilin?, thì khử nitrobenzen. Câu hỏi này nói về thủy phân. Thủy phân thường là phản ứng với nước. Nitrobenzen không thủy phân thành anilin. Tuy nhiên, có thể có cách hiểu khác. Nếu câu hỏi có lỗi và ý là Để điều chế anilin, người ta thường chuyển hóa hợp chất nào sau đây?, thì nitrobenzen là đáp án. Trong các lựa chọn, nitrobenzen là tiền chất trực tiếp nhất và phổ biến nhất để sản xuất anilin. Phản ứng khử nitrobenzen thường được xem là phương pháp chính. Nếu câu hỏi muốn ám chỉ đến một quy trình hai bước, ví dụ như nitrat hóa benzen rồi khử, thì nitrobenzen là sản phẩm trung gian. Tuy nhiên, thủy phân là một từ khóa quan trọng ở đây. Không có phản ứng thủy phân trực tiếp nào từ các chất này tạo ra anilin. Tuy nhiên, nếu xem xét các phản ứng gián tiếp, hoặc lỗi đánh máy, thì nitrobenzen là nguyên liệu chính. Giả sử câu hỏi có lỗi đánh máy và ý là khử thay vì thủy phân. Trong trường hợp đó, nitrobenzen là đáp án. Nếu câu hỏi đúng là thủy phân, thì không có đáp án nào phù hợp. Nhưng trong bối cảnh các câu hỏi trắc nghiệm, người ta thường chọn nguyên liệu chính hoặc quy trình phổ biến nhất. Nitrobenzen là nguyên liệu chính. Kết luận Nitrobenzen

Xét tính bazơ của các chất: Metylamin và etylamin là amine no, mạch hở, có tính bazơ. Anilin là amine thơm, có tính bazơ yếu hơn amine no do gốc phenyl hút electron làm giảm mật độ electron trên nguyên tử nitơ. Phenol là hợp chất hữu cơ trong đó nhóm -OH liên kết trực tiếp với vòng benzen. Nhóm -OH trong phenol có tính axit, không có tính bazơ. Do đó, anilin có tính bazơ yếu nhất trong số các amine được cho, và yếu hơn nhiều so với phenol (phenol có tính axit). Tuy nhiên, nếu so sánh với phenol, thì phenol có tính axit. Trong các amine, anilin có tính bazơ yếu nhất. So sánh giữa anilin và phenol: phenol có tính axit. Amine có tính bazơ. Do đó, anilin vẫn là bazơ, dù yếu. Câu hỏi yêu cầu chất có tính bazơ yếu nhất. Anilin có tính bazơ nhưng yếu. Phenol có tính axit. Vậy anilin vẫn là bazơ. Amines có tính bazơ do cặp electron tự do trên N. Phenol có tính axit do cặp electron trên O không còn là cặp tự do hoàn toàn mà tham gia vào liên hợp với vòng benzen, làm tăng tính axit của nhóm -OH. Trong các chất này, metylamin và etylamin là bazơ mạnh hơn anilin. Anilin là bazơ yếu nhất trong các amine. Phenol là axit. Do đó, trong các chất được liệt kê, anilin là chất có tính bazơ yếu nhất. Kết luận Anilin

Công thức phân tử C7H9N. Đây là amine thơm. Vòng benzen có 6 nguyên tử C và 1 nguyên tử H đã được thay thế. Số nguyên tử C còn lại là 7 - 6 = 1. Số nguyên tử H còn lại là 9 - 1 = 8. Tuy nhiên, đây là C7H9N. Có nghĩa là có 1 nhóm thế gắn vào vòng benzen. Vòng benzen có 6 nguyên tử C. Tổng số nguyên tử C là 7. Vậy có 1 nguyên tử C ngoài vòng benzen. Tổng số nguyên tử H là 9. Vòng benzen có 6 nguyên tử H, đã thay thế 1 H bằng nhóm thế. Vậy còn 5 H trên vòng. Nhóm thế có C1H3N. Nhóm thế có thể là -CH2NH2 (amin benzyl) hoặc -NHCH3 (N-metylanilin). Xét gốc C7H7 (phenyl). Thay thế 1 H bằng -NH2 ta được C6H5NH2 (anilin). C7H9N. Vòng benzen C6H5. Cần thêm C1H4N. Các trường hợp: 1. Nhóm thế là -CH2NH2 gắn vào vòng benzen. Có 3 vị trí ortho, meta, para cho nhóm thế. Vậy có 3 đồng phân: o-aminotoluen, m-aminotoluen, p-aminotoluen (còn gọi là o-, m-, p-toluidin). 2. Nhóm thế là -NHCH3 gắn vào vòng benzen. Vòng benzen C6H5. Nhóm thế -NHCH3. Có 3 vị trí ortho, meta, para. Vậy có 3 đồng phân: N-metylanilin (nhóm CH3 gắn vào N), và o-, m-, p-N-metylanilin. Tuy nhiên, N-metylanilin có CTPT C7H9N. Còn o-, m-, p-metylanilin có CTPT C7H9N. Vậy ta có: 1. Amines có nhóm -NH2 gắn trực tiếp vào vòng benzen, với nhóm thế CH3 ở các vị trí khác nhau: o-, m-, p-toluidin (3 đồng phân). 2. Amines có nhóm -NHCH3 gắn vào vòng benzen: N-metylanilin (1 đồng phân). Vậy tổng cộng có 3 + 1 = 4 đồng phân amine thơm có CTPT C7H9N. Kết luận 4

Anilin tác dụng với dung dịch brom (nước brom) theo phản ứng thế electrophin vào vòng benzen. Phản ứng xảy ra ở cả ba vị trí ortho và para so với nhóm -NH2, tạo thành 2,4,6-tribromoanilin. Chất này không tan trong nước, kết tủa màu trắng. Phương trình phản ứng: C6H5NH2 + 3Br2 -> C6H2Br3NH2 (kết tủa trắng) + 3HBr. Kết luận Tạo kết tủa màu trắng

Công thức phân tử C3H9N. Amin bậc I có dạng RNH2. Với R là gốc hidrocacbon no, mạch hở. Gốc C3H7 có 2 đồng phân: propyl (-CH2-CH2-CH3) và isopropyl (-CH(CH3)2). Do đó có 2 đồng phân amine bậc I là propylamin (CH3CH2CH2NH2) và isopropylamin ((CH3)2CHNH2). Kết luận 2

Ta xác định công thức phân tử của các chất: (1) metylamin: CH3NH2 (CTPT CH5N). (2) đimetylamin: (CH3)2NH (CTPT C2H7N). (3) trimetylamin: (CH3)3N (CTPT C3H9N). (4) etylamin: C2H5NH2 (CTPT C2H7N). (5) phenylamin: C6H5NH2 (CTPT C6H7N). Các chất có cùng công thức phân tử là đồng phân của nhau. Ta thấy đimetylamin (2) và etylamin (4) đều có CTPT C2H7N, do đó chúng là đồng phân cấu tạo của nhau. Không có cặp nào khác. Kết luận 2

Tính bazơ của amine no, mạch hở phụ thuộc vào hiệu ứng +I của gốc hidrocacbon và hiệu ứng không gian. Hiệu ứng +I làm tăng mật độ electron trên N, tăng tính bazơ. Hiệu ứng không gian làm cản trở solvat hóa cation, giảm tính bazơ. Xét các amine no: Metylamin (CH3NH2), Đimetylamin ((CH3)2NH), Trimetylamin ((CH3)3N). Hiệu ứng +I tăng dần: CH3 < (CH3)2 < (CH3)3. Tuy nhiên, hiệu ứng không gian cũng tăng dần. Thực nghiệm cho thấy thứ tự lực bazơ trong pha khí là: (CH3)3N > (CH3)2NH > CH3NH2. Nhưng trong dung dịch nước, do hiệu ứng solvat hóa, thứ tự là: (CH3)2NH > CH3NH2 > (CH3)3N. Anilin (C6H5NH2) có gốc phenyl hút electron, làm giảm mạnh tính bazơ, nên lực bazơ yếu nhất. Do đó, thứ tự lực bazơ giảm dần là: Đimetylamin > Trimetylamin > Metylamin > Anilin. Lưu ý: Thứ tự lực bazơ của amine no trong dung dịch nước có thể thay đổi tùy thuộc vào gốc hidrocacbon và số lượng gốc. Tuy nhiên, đối với gốc metyl, thứ tự phổ biến là (CH3)2NH > CH3NH2 > (CH3)3N. Nhưng trong các lựa chọn, cần chọn đáp án phù hợp nhất. Nếu xem xét hiệu ứng +I và hiệu ứng không gian, thì đimetylamin thường được coi là mạnh nhất. Tiếp theo là trimetylamin hoặc metylamin tùy điều kiện. Tuy nhiên, anilin luôn yếu nhất. Nếu xét theo thứ tự lực bazơ giảm dần, và biết anilin yếu nhất, thì ta loại trừ các đáp án có anilin đứng đầu. Giữa các amine no, đimetylamin thường mạnh hơn trimetylamin do hiệu ứng không gian của 3 nhóm metyl trong trimetylamin cản trở solvat hóa. Tiếp theo có thể là trimetylamin hoặc metylamin. Tuy nhiên, trong các lựa chọn, đáp án 3 là Đimetylamin > Trimetylamin > Metylamin > Anilin. Đây là thứ tự lực bazơ trong dung dịch nước cho các amine có gốc metyl, mặc dù thứ tự giữa trimetylamin và metylamin có thể tranh cãi hoặc thay đổi tùy nguồn. Tuy nhiên, anilin luôn yếu nhất. Vậy đáp án 3 là khả dĩ nhất. Kết luận Đimetylamin > Trimetylamin > Metylamin > Anilin

Anilin là một bazơ yếu do có cặp electron tự do trên nguyên tử nitơ. Khi tác dụng với axit mạnh như axit clohiđric (HCl), anilin sẽ nhận proton (H+) từ axit để tạo thành muối ammonium. Sản phẩm là muối anilin hiđroclorua (còn gọi là anilin clorhidrat), có công thức C6H5NH3+Cl-. Phản ứng: C6H5NH2 + HCl -> C6H5NH3+Cl-. Anilin clorua không phải là tên gọi chính xác của muối này. Anilin hiđroxit không được tạo thành trong phản ứng này. Kết luận Anilin hiđroclorua

Anilin là tên gọi thông thường của phenylamin, có công thức phân tử là C6H5NH2. Đây là một amine thơm cơ bản nhất. Kết luận Phenylamin

Phát biểu 1 đúng vì amine có cặp electron tự do trên nguyên tử nitơ. Phát biểu 2 đúng vì metylamin (CH3NH2), đimetylamin ((CH3)2NH), trimetylamin ((CH3)3N), etylamin (C2H5NH2) đều là các amine no, đơn chức, mạch hở. Phát biểu 3 sai. Anilin (C6H5NH2) là amine thơm, có vòng benzen kị nước và nhóm -NH2 ưa nước. Tuy nhiên, do vòng benzen lớn, anilin ít tan trong nước. Phát biểu 4 sai. Lực bazơ của amine no, mạch hở phụ thuộc vào hiệu ứng +I của gốc hidrocacbon và hiệu ứng không gian. Phân tử khối tăng không đồng nghĩa với lực bazơ tăng mạnh một cách tuyến tính. Ví dụ, đimetylamin có lực bazơ mạnh hơn trimetylamin do hiệu ứng không gian. Kết luận Phân tử khối càng lớn, lực bazơ của amine no, mạch hở càng mạnh.

Trimetylamin ((CH3)3N) là một amine bậc 3. Để điều chế amine bậc n, ta thường cho ammoniac hoặc amine bậc thấp hơn phản ứng với halogenua ankyl. Cụ thể, để điều chế trimetylamin, ta cho ammoniac hoặc metylamin hoặc đimetylamin phản ứng với metyl clorua (hoặc metyl bromua). Phản ứng với metyl clorua là cách phổ biến: NH3 + CH3Cl -> CH3NH2.HCl; CH3NH2 + CH3Cl -> (CH3)2NH.HCl; (CH3)2NH + CH3Cl -> (CH3)3N.HCl. Sau đó trung hòa muối để thu được trimetylamin. Axit axetic và metanol không trực tiếp tạo ra trimetylamin khi phản ứng với ammoniac. Anilin là amine thơm, không liên quan đến việc điều chế trimetylamin. Kết luận Metyl clorua

Nitrobenzen có công thức C6H5NO2. Khi nitrobenzen tác dụng với khí hidro (H2) có xúc tác Ni và đun nóng, nhóm nitro (-NO2) sẽ bị khử thành nhóm amino (-NH2). Sản phẩm thu được là anilin (C6H5NH2). Phản ứng này là phản ứng khử nhóm nitro. Kết luận Anilin