X có 1 nhóm -NH2 và 1 nhóm -COOH. Phản ứng với HCl: H2N-R-COOH + HCl → ClH3N-R-COOH. Số mol HCl phản ứng với X là 0,1 mol. Dung dịch Y chứa ClH3N-R-COOH (0,1 mol) và HCl dư. Tổng số mol NaOH cần dùng là 0,3 mol. NaOH phản ứng với ClH3N-R-COOH và HCl dư. ClH3N-R-COOH + 2NaOH → H2N-R-COONa + NaCl + 2H2O (1 mol muối amoni cần 2 mol NaOH). HCl dư + NaOH → NaCl + H2O (1 mol HCl cần 1 mol NaOH). Gọi số mol HCl dư là x. Tổng mol NaOH = 2 * 0,1 + x = 0,2 + x = 0,3 mol. Suy ra x = 0,1 mol. Vậy tổng số mol HCl ban đầu = mol HCl phản ứng với X + mol HCl dư = 0,1 + 0,1 = 0,2 mol. (Lưu ý: Có thể giải thích đơn giản hơn: Tổng số mol nhóm có khả năng phản ứng với NaOH trong Y (gồm -COOH trong ClH3N-R-COOH và HCl dư) là 0,3 mol. Muối ClH3N-R-COOH có 1 nhóm -COOH và 1 nhóm -NH3+ (phản ứng như acid). ClH3N-R-COOH + NaOH → ClH3N-R-COONa + H2O (phản ứng nhóm COOH). ClH3N-R-COOH + 2NaOH → H2N-R-COONa + NaCl + 2H2O (phản ứng nhóm NH3+ và COOH). Cách đơn giản nhất: Tổng số mol nhóm chức có tính acid (gốc -COOH và gốc -NH3+ từ phản ứng với HCl) trong Y là 0,1 mol (-COOH) + 0,1 mol (-NH3+) + số mol HCl dư = 0,3 mol. Số mol gốc -NH3+ = số mol X = 0,1 mol. Số mol gốc -COOH = số mol X = 0,1 mol. Số mol NaOH phản ứng với gốc -NH3+ là 0,1 mol. Số mol NaOH phản ứng với gốc -COOH là 0,1 mol. Tổng mol NaOH phản ứng với ClH3N-R-COOH là 0,1 + 0,1 = 0,2 mol. Số mol NaOH còn lại phản ứng với HCl dư là 0,3 - 0,2 = 0,1 mol. Vậy số mol HCl dư là 0,1 mol. Tổng số mol HCl ban đầu là 0,1 (pư với X) + 0,1 (dư) = 0,2 mol. Thông tin về lượng HCl ban đầu không cần thiết. Số mol NaOH phản ứng với Y là 0,3 mol. Y chứa ClH3N-R-COOH (0,1 mol) và HCl dư. NaOH phản ứng với HCl dư (x mol): x mol NaOH. NaOH phản ứng với ClH3N-R-COOH (0,1 mol): cần 2 * 0,1 = 0,2 mol NaOH. Tổng mol NaOH = x + 0,2 = 0,3. Suy ra x = 0,1 mol HCl dư. Đây chỉ là xác định lượng HCl dư, không giúp xác định X. Quay lại phản ứng Y + NaOH. Y là ClH3N-R-COOH. Nó có 1 nhóm -COOH và 1 nhóm -NH3+. Cả hai đều phản ứng với NaOH. ClH3N-R-COOH + 2NaOH → H2N-R-COONa + NaCl + 2H2O. Số mol NaOH phản ứng với 0,1 mol ClH3N-R-COOH là 2 * 0,1 = 0,2 mol. Tổng NaOH dùng là 0,3 mol. Vậy số mol NaOH phản ứng với HCl dư là 0,3 - 0,2 = 0,1 mol. Số mol HCl dư là 0,1 mol. Thông tin này không giúp xác định X. Xem lại đề bài. 'Để trung hòa hết HCl dư và tác dụng hoàn toàn với sản phẩm trong Y'. Sản phẩm trong Y là ClH3N-R-COOH (0,1 mol) và HCl dư. NaOH trung hòa HCl dư (0,1 mol) và tác dụng với ClH3N-R-COOH (0,1 mol). ClH3N-R-COOH có 1 nhóm -COOH và 1 nhóm -NH3+. Phản ứng với NaOH: ClH3N-R-COOH + 2NaOH → H2N-R-COONa + NaCl + 2H2O. Số mol NaOH cần cho 0,1 mol ClH3N-R-COOH là 0,1 * 2 = 0,2 mol. Số mol NaOH cần cho HCl dư là 0,1 mol. Tổng mol NaOH = 0,2 + 0,1 = 0,3 mol. Điều này khớp với dữ kiện đề bài, nhưng vẫn chưa giúp xác định X. Đề bài phải cho thêm thông tin về khối lượng hoặc công thức của X hoặc Y. Có vẻ đề bài bị thiếu dữ kiện để xác định công thức X. Tuy nhiên, nếu giả định đáp án là một trong các amino acid phổ biến và kiểm tra lại các bước. Amino acid có 1 -NH2 và 1 -COOH. Nếu là Glycine (M=75): 0,1 mol Glycine + HCl → 0,1 mol ClH3N-CH2-COOH. Mol NaOH cần = 0,1 mol (cho HCl dư) + 0,1 * 2 mol (cho ClH3N-CH2-COOH) = 0,3 mol. Phù hợp. Nếu là Alanine (M=89): 0,1 mol Alanine + HCl → 0,1 mol ClH3N-CH(CH3)-COOH. Mol NaOH cần = 0,1 mol (cho HCl dư) + 0,1 * 2 mol (cho muối) = 0,3 mol. Phù hợp. Nếu là Valine (M=117): 0,1 mol Valine + HCl → 0,1 mol muối. Mol NaOH cần = 0,1 + 0,1*2 = 0,3 mol. Phù hợp. Vậy, thông tin 0,3 mol NaOH chỉ xác nhận X có 1 nhóm -NH2 và lượng HCl ban đầu là 0,2 mol (0,1 pư với X + 0,1 dư). Dữ kiện này không đủ để xác định X. Có thể đề bài gốc bị thiếu. Giả định rằng đề bài muốn hỏi X là Glycine (M=75) dựa trên việc đây là amino acid đơn giản nhất và thường dùng trong các ví dụ cơ bản. Tuy nhiên, với các constraints về chất lượng, câu hỏi này có vấn đề vì không đủ dữ kiện để suy luận duy nhất đáp án. Nếu phải chọn 1 đáp án từ các lựa chọn, và dựa trên việc Glycine thường là ví dụ đầu tiên cho amino acid 1-1, ta tạm chọn Glycine. Nhưng đây là một câu hỏi kém chất lượng theo tiêu chí. Để sửa câu hỏi này theo hướng tư duy bậc cao hơn, cần thêm dữ kiện, ví dụ khối lượng của X hoặc Y hoặc muối thu được sau phản ứng với NaOH. Ví dụ: nếu cho thêm 'khối lượng của 0,1 mol X là 7,5 gam' thì suy ra M=75, là Glycine. Nếu cho 'khối lượng muối thu được sau phản ứng với NaOH là 11,7 gam' (muối H2N-CH2-COONa), M muối = 75 + 22 = 97. 0,1 mol muối = 9,7 gam. Không khớp. Nếu muối là ClH3N-CH2-COONa (từ phản ứng với 1 NaOH), M muối = 75 + 36.5 + 22 - 1 = 132.5. 0.1 mol = 13.25 gam. Nếu muối cuối cùng là H2N-R-COONa (phản ứng với tổng 0.3 mol NaOH, trong đó 0.1 mol cho HCl dư, 0.2 mol cho muối ClH3N-R-COOH), thì muối cuối cùng là H2N-R-COONa. Mol muối H2N-R-COONa = 0.1 mol. M muối = M(X) + 22. Khối lượng muối = 0.1 * (M(X) + 22). Nếu M(X)=75 (Glycine), M muối = 97. Khối lượng muối = 0.1 * 97 = 9.7 gam. Nếu đề bài sửa thành 'khối lượng muối thu được sau khi cô cạn dung dịch Y sau khi trung hòa hết HCl dư và tác dụng hoàn toàn với sản phẩm là 11,7 gam' thì sao? Sản phẩm trong Y là ClH3N-R-COOH (0.1 mol) và HCl dư (0.1 mol). Sau khi thêm 0.3 mol NaOH, các phản ứng xảy ra: HCl + NaOH → NaCl + H2O (0.1 mol NaOH). ClH3N-R-COOH + 2NaOH → H2N-R-COONa + NaCl + 2H2O (0.2 mol NaOH). Tổng muối trong dung dịch sau phản ứng là NaCl (0.1 + 0.1 = 0.2 mol) và H2N-R-COONa (0.1 mol). Khối lượng muối = 0.2 * 58.5 + 0.1 * (M(X) + 22) = 11.7 + 0.1 * M(X) + 2.2 = 13.9 + 0.1 * M(X). Nếu khối lượng muối là 11.7 gam, thì 13.9 + 0.1 * M(X) = 11.7. 0.1 * M(X) = 11.7 - 13.9 = -2.2. Vô lý. Có lẽ đề bài gốc chỉ đơn giản là hỏi X là gì dựa trên thông tin 1-1 và lượng NaOH. Nhưng lượng NaOH lại phụ thuộc vào cả HCl dư. Nếu đề bài không cho HCl dư, mà chỉ cho 'tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ, thu được Y. Y tác dụng với NaOH vừa đủ, thu được muối Z. 0,1 mol X tác dụng với NaOH vừa đủ thu được 0,1 mol muối T'. H2N-R-COOH + NaOH → H2N-R-COONa. M(muối T) = M(X) + 22. Nếu cho khối lượng muối T, sẽ tính được M(X). Quay lại đề bài gốc. Mol NaOH = 0.3. Mol X = 0.1. X có 1 NH2, 1 COOH. X + HCl → ClH3N-R-COOH. HCl dư = y mol. Y chứa 0.1 mol ClH3N-R-COOH và y mol HCl. Y + NaOH → trung hòa HCl dư và tác dụng với muối. NaOH trung hòa HCl dư: y mol. NaOH tác dụng với ClH3N-R-COOH: 0.1 mol ClH3N-R-COOH phản ứng với 2 * 0.1 = 0.2 mol NaOH. Tổng mol NaOH = y + 0.2 = 0.3. Suy ra y = 0.1 mol. Đây vẫn không giúp xác định M(X). Khả năng cao đề bài gốc trong training data hoặc đề bài này bị lỗi hoặc thiếu dữ kiện. Tuy nhiên, nếu buộc phải chọn 1 đáp án và giả định câu hỏi là cơ bản về amino acid 1-1, Glycine (M=75) là lựa chọn phổ biến nhất. Nhưng điều này đi ngược lại tiêu chí tạo câu hỏi chất lượng cao, không dựa vào đoán mò hay lỗi đề. Để tạo câu hỏi chất lượng, cần sửa đề. Ví dụ: 'Cho 7,5 gam amino acid X (có 1 nhóm -NH2 và 1 nhóm -COOH) tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH, thu được m gam muối. Giá trị của m là?'. Hoặc 'Cho 0,1 mol amino acid X (có 1 nhóm -NH2 và 1 nhóm -COOH, M=75) tác dụng với dung dịch HCl dư. Dung dịch sau phản ứng cần dùng V lít dung dịch NaOH 1M để trung hòa hết acid và tác dụng hoàn toàn với sản phẩm. Giá trị của V là?'. Hoặc 'Cho 0,1 mol amino acid X (có 1 nhóm -NH2 và 1 nhóm -COOH) tác dụng với 0,2 mol HCl. Dung dịch sau phản ứng cần dùng 0,4 mol NaOH để trung hòa hết. Công thức cấu tạo thu gọn của X là?'. Trong trường hợp sửa cuối cùng: 0.1 mol X + 0.2 mol HCl. X + HCl → muối (0.1 mol). HCl dư = 0.2 - 0.1 = 0.1 mol. Dung dịch có 0.1 mol muối ClH3N-R-COOH và 0.1 mol HCl dư. Cần 0.4 mol NaOH. 0.1 mol HCl dư cần 0.1 mol NaOH. 0.1 mol ClH3N-R-COOH cần 0.1 * 2 = 0.2 mol NaOH. Tổng NaOH cần = 0.1 + 0.2 = 0.3 mol. Không khớp 0.4 mol. Nếu X có 2 nhóm NH2 và 1 nhóm COOH (như Lysine, M=146). 0.1 mol X + HCl → 0.1 mol ClH3N-R-NH3Cl-COOH. Mol HCl phản ứng với X = 2 * 0.1 = 0.2 mol. Nếu ban đầu cho 0.2 mol HCl, thì HCl vừa đủ phản ứng với X. Dung dịch sau phản ứng chỉ có 0.1 mol ClH3N-R-NH3Cl-COOH. Muối này có 1 nhóm -COOH và 2 nhóm -NH3+. Cần NaOH: 0.1 mol (-COOH) + 0.1 * 2 mol (-NH3+) = 0.3 mol NaOH. Vẫn không khớp 0.4 mol. Nếu X có 1 nhóm NH2 và 2 nhóm COOH (như Glutamic acid, M=147). 0.1 mol X + HCl → 0.1 mol ClH3N-R-(COOH)2. Mol HCl phản ứng với X = 0.1 mol. Nếu ban đầu cho 0.2 mol HCl, thì HCl dư = 0.2 - 0.1 = 0.1 mol. Dung dịch có 0.1 mol ClH3N-R-(COOH)2 và 0.1 mol HCl dư. Cần NaOH: 0.1 mol HCl dư + 0.1 * 2 mol (-COOH) + 0.1 mol (-NH3+) = 0.1 + 0.2 + 0.1 = 0.4 mol NaOH. Khớp! Vậy X là amino acid có 1 nhóm -NH2 và 2 nhóm -COOH, tức Glutamic acid. Công thức thu gọn của Glutamic acid là HOOC-[CH2]2-CH(NH2)-COOH. Nhưng đáp án không có Glutamic acid. Trở lại đề bài gốc, có lẽ lỗi nằm ở lượng NaOH hoặc lượng HCl. Giả định đề bài muốn hỏi về amino acid 1-1 (Glycine) và có lỗi ở số liệu. Vì không thể sửa đề bài gốc, và phải tạo 30 câu mới, tôi sẽ bỏ qua câu hỏi này và tạo một câu khác đảm bảo chất lượng. Tuy nhiên, nếu phải sử dụng lại ý tưởng, tôi sẽ sửa số liệu hoặc thêm dữ kiện để câu hỏi có thể giải được duy nhất. Giả sử sửa đề thành: 'Cho 0,1 mol amino acid X (có 1 nhóm -NH2 và 1 nhóm -COOH). Khi cho X tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được dung dịch Y. Để trung hòa hết HCl dư và tác dụng hoàn toàn với sản phẩm trong Y, cần dùng tổng cộng 0,3 mol NaOH. Nếu cho 0,1 mol X tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH, thu được 9,7 gam muối. Công thức cấu tạo thu gọn của X là:'. Từ dữ kiện 0,1 mol X + NaOH → 9,7 gam muối: M(muối) = 9,7 / 0,1 = 97. Muối là H2N-R-COONa. M(muối) = M(X) + 22. 97 = M(X) + 22 → M(X) = 75. Amino acid 1-1 có M=75 là Glycine. Sau đó kiểm tra lại với dữ kiện HCl/NaOH: 0,1 mol Glycine + HCl dư → 0,1 mol ClH3N-CH2-COOH + HCl dư. Cần 0,3 mol NaOH. 0,1 mol muối cần 0,2 mol NaOH. Vậy HCl dư cần 0,3 - 0,2 = 0,1 mol NaOH. Số mol HCl dư là 0,1 mol. Điều này khớp. Vậy X là Glycine. Bây giờ tôi sẽ tạo một câu hỏi mới dựa trên ý tưởng này nhưng với dữ kiện đầy đủ.
