Giải Hóa học 12 Bài 5: Glucozơ

152 lượt xem

Chúng tôi giới thiệu Giải bài tập Hóa học lớp 12 Bài 5: Glucozơ chính xác, chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Glucozơ lớp 12.

Bài giảng Hóa học 12 Bài 5: Glucozơ

Giải bài tập Hóa học 12 Bài 5: Glucozơ

Câu hỏi và bài tập (trang 25 SGK Hóa Học 12)

Bài 1 trang 25 SGK Hóa Học 12: Glucozơ và fructozơ

A. Đều tạo được dung dịch màu xanh lam khi tác dụng với Cu(OH)₂.

B. Đều có nhóm chức CHO trong phân tử.

C. Là hai dạng hình thù của cùng một chất.

D. Đều tồn tại chủ yếu ở dạng mạch hở.

Phương pháp giải:

Nắm được đặc điểm cấu tạo tương tự nhau của glucozo và fructozo từ đó suy ra tính chất hóa học giống nhau.

Lời giải:

Đáp án A. Đều tạo được dung dịch màu xanh lam khi tác dụng với Cu(OH)₂.

Bài 2 trang 25 SGK Hóa Học 12: Cho các dung dịch: Glucozơ, glixerol, fomanđehit, etanol. Có thể dùng thuốc thử nào sau đây để phân biệt được cả 4 dung dịch trên?

A. Cu(OH)₂; B. Dung dịch AgNO₃ trong NH₃;

C. Na kim loại; D. Nước brom.

Lời giải:

Cho Cu(OH)₂/OH^- vào các dung dịch:

+ Nhóm I: Kết tủa tan, tạo dung dịch màu xanh lam => glucozơ và glixerol

+ Nhóm II: Kết tủa không tan => formanđehit và etanol

- Đun nóng ống nghiệm từng nhóm:

*Nhóm I:

+ Kết tủa đỏ gạch => glucozơ

+ Không hiện tượng => glixerol

*Nhóm II:

+ Kết tủa đỏ gạch => formanđehit

+ Không hiện tượng => etanol

PTHH:

$2 C_{6} H_{12} O_{6} + C u (O H)_{2} \to (C_{6} H_{11} O_{6})_{2} C u + 2 H_{2} O$

$2 C_{3} H_{5} (O H)_{3} + C u (O H)_{2} \to [C_{3} H_{5} (O H)_{2} O]_{2} C u + 2 H_{2} O$

$C_{5} H_{11} O_{5} C H O + 2 C u (O H)_{2} + N a O H \overset{t^{0}}{\to} C_{5} H_{11} O_{5} C O O N a + C u_{2} O + 3 H_{2} O$

$H C H O + 4 C u (O H)_{2} + 2 N a O H \to N a_{2} C O_{3} + 2 C u_{2} O + 6 H_{2} O$

Bài 3 trang 25 SGK Hóa Học 12: Cacbohiđrat là gì? Có mấy loại cacbohiđrat quan trọng? Nêu định nghĩa từng loại và lấy thí dụ minh họa.

Lời giải:

Cacbohiđrat là những hợp chất hữu cơ tạp chức và thường có công thức chung là $C_{n} (H_{2} O)_{m}$

- Cacbohiđrat được chia làm 3 nhóm chính:

+ Monosaccarit là nhóm cacbohiđrat đơn giản nhất, không thể thủy phân được.

VD: glucozơ, fructozơ có CTPT là C₆H₁₂O₆.

+ Đisaccarit là nhóm cacbohiđrat mà khi thủy phân sinh ra 2 phân tử monosaccarit.

VD: saccarozơ và mantozơ có CTPT là C₁₂H₂₂O₁₁.

+ Polisaccarit là nhóm cacbohiđrat mà khi thủy phân đến cùng mỗi phân tử sinh ra nhiều monosaccarit.

VD: xenlulozơ và tinh bột có CTPT là (C₆H₁₀O₅)_n.

Bài 4 trang 25 SGK Hóa Học 12: Những thí nghiệm nào chứng minh được cấu tạo phân tử của glucozơ?

Lời giải:

Những thí nghiệm chứng minh cấu tạo glucozơ:

- Glucozơ có phản ứng tráng bạc và bị oxi hóa bởi nước brom tạo thành axit gluconic => Glucozơ có nhóm CHO

- Glucozơ tác dụng với Cu(OH)₂ cho dung dịch màu xanh lam => Glucozơ có nhiều nhóm OH liền kề nhau

- Glucozơ tạo este chứa 5 gốc axit CH₃COO => Glucozơ có 5 nhóm OH

- Khử hoàn toàn glucozơ thu được hexan => Glucozơ có 6C tạo thành mạch không nhánh

Bài 5 trang 25 SGK Hóa Học 12: Trình bày phương pháp nhận biết các hợp chất trong dung dịch của mỗi dãy sau đây bằng phương pháp hóa học:

a) Glucozơ, glixerol, etanol, axit axetic;

b) Fructozơ, glixerol, etanol;

c) Glucozơ, fomanđehit, etanol, axit axetic

Lời giải:

a. Glucozơ, glixerol, etanol, axit axetic

PTHH:

Bài 6 trang 25 SGK Hóa Học 12: Để tráng một chiếc gương soi, người ta phải đun nóng dung dịch chứa 36 gam glucozơ với lượng vừa đủ dung dịch bạc nitrat trong amoniac. Tính khối lượng bạc đã sinh ra bám vào mặt kính của gương và khối lượng bạc nitrat cần dùng. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Lời giải:

nC₆H₁₂O₆ = 0, = $\frac{36}{180}$ 2 (mol)

mAgNO₃ = 0,4.170 = 68 (gam);

mAg = 0,4.108 = 43,2 (gam).

Lý thuyết Bài 5: Glucozơ

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ, TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

- Là chất rắn, tinh thể không màu, dễ tan trong nước, có vị ngọt ( nhưng không ngọt bằng đường mía).

- Có nhiều trong nho chín nên còn được gọi là đường nho

- Có mặt trong cơ thể người và động vật; Trong máu người có một lượng nhỏ glucozo với nồng độ không đổi khoảng 0,1%

II. CẤU TRÚC PHÂN TỬ

CTPT: C₆H₁₂O₆

- Dạng mạch hở: CH₂OH–CHOH–CHOH–CHOH–CHOH–CH=O

=> Ở dạng mạch hở, phân tử Glucozo có chứa 5 gốc hidroxyl (-OH) và 1 gốc andehit (-CHO)

- Dạng mạch vòng: Tồn tại ở dạng a - glucozơ và b - glucozơ

+ Nhóm –OH ở C5 cộng vào nhóm >C=O tạo ra hai dạng vòng 6 cạnh α và β:

+ Nếu nhóm –OH đính với C1 nằm dưới mặt phẳng của vòng 6 cạnh là α-, ngược lại nằm trên mặt phẳng của vòng 6 cạnh là β–

=> Trong dung dịch glucozo tổn tại chủ yếu ở dạng mạch vòng (b - glucozơ > a - glucozơ)

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Glucozo có tính chất của ancol đa chức và andehit

1. Tính chất của ancol đa chức:

a) Tác dụng với Cu(OH)₂

Trong dung dịch, ở nhiệt độ thường glucozơ hòa tan Cu(OH)₂ cho dung dịch phức đồng- glucozơ có màu xanh lam:

2C₆H₁₂O₆ + Cu(OH)₂ → (C₆H₁₁O₆)₂Cu + 2H₂O

phức đồng – glucozơ

b) Phản ứng tạo este:

C₆H₇O(OH)₅ + 5(CH₃CO)₂O → C₆H₇O(OOCCH₃)₅ + 5CH₃COOH

=> Phản ứng tỏ glucozo có chứa 5 gốc -OH

2. Tính chất của anđehit:

a) Oxi hóa glucozo:

* Phản ứng tráng bạc:

CH₂OH[CHOH]₄CHO + 2[Ag(NH₃)₂]OH → CH₂OH[CHOH]₄COONH₄ + 2Ag¯ + 3NH₃ + H₂O

> Glucozo tác dụng với AgNO3/NH3 với tỉ lệ 1:2 cho sinh ra 2Ag.

* Phản ứng Cu(OH)₂/OH-

CH₂OH[CHOH]₄CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH → CH₂OH[CHOH]₄COONa + Cu2O + 2H2O

* Phản ứng với dung dịch Brom

CH₂OH[CHOH]₄CHO + Br₂ + 2H₂O → CH₂OH[CHOH]₄COOH + 2HBr

b) Phản ứng khử glucozo:

Khi dẫn khí hiđro vào dung dịch glucozơ đun nóng (xúc tác Ni), thu được một poliancol có tên là sobitol :

CH₂OH[CHOH]₄CHO + H₂ . $\overset{N i, t^{o}}{\to}$ . CH₂OH[CHOH]₄CH₂OH

=> Sản phẩm thu được là sobitol

c) Phản ứng lên men rượu:

C₆H₁₂O₆ $\to_{30 - 35^{o} C}^{e n z i m}$ 2C₂H₅OH + 2CO₂

IV. ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG

1. Điều chế:

Phương pháp: Thủy phân tinh bột hoặc xenlulozo trong môi trường axit:

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O $\overset{H^{+}, t^{o}}{\to}$ nC₆H₁₂O₆

tinh bột hoặc xenlulozơ

2. Ứng dụng:

- Dùng trong dược phẩm (thuốc tăng lực,…)

- Tráng gương, tráng ruột phích, là sản phẩm trung gian trong sản xuất ancol etylic.

FRUCTOZO

- Có cấu tạo mạch hở là: $\overset{6}{C H_{2} O H} - \overset{5}{C H O H} - \overset{4}{C H O H} - \overset{3}{C H O H} - \overset{2}{C O} - \overset{1}{C H_{2} O H}$

- Là chất kết tinh, không màu, dễ tan trong nước, ngọt hơn đường mía, đặc biệt trong mật ong có tới 40% fructozo

* Tính chất hóa học:

+ Tác dụng với Cu(OH)₂ tạo phức xanh lam, cộng hidro

+ Trong môi trường bazo, fructozo chuyển thành glucozo. Khi đó fructozo cũng bị oxi hóa bởi dung dịch AgNO₃/NH₃ và Cu(OH)₂/OH^-

Fructozo $\overset{O H^{-}}{⇆}$ Glucozo

Lưu ý: Fructozo không làm mất màu được nước Brom

Sơ đồ tư duy: Glucozơ

Phương pháp giải bài tập về Monosaccarit

Dạng 1: Lý thuyết về cacbohidrat và mono saccarit.

Ví dụ 1: Có mấy loại cacbohiđrat quan trọng ?

A. 1 loại.

B. 2 loại.

C. 3 loại.

D. 4 loại.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Có tất cả 3 loại cacbohidrat quan trọng: Monosaccarit, disaccarit, polisaccarit.

Đáp án C

Ví dụ 2: Mô tả nào dưới đây không đúng với glucozơ ?

A. Chất rắn, màu trắng, tan trong nước, có vị ngọt.

B. Có mặt trong hầu hết các bộ phận của cây và trong quả chín.

C. Còn có tên là đường nho.

D. Có 0,1% trong máu người.

Hướng dẫn giải chi tiết:

A sai, glucozo là chất rắn không màu, tan trong nước, có vị ngọt.

Đáp án A

Ví dụ 3: Tính chất của glucozơ là : kết tinh (1), có vị ngọt (2), ít tan trong nước (3), thể hiện tính chất của poliancol (4), thể hiện tính chất của axit (5), thể hiện tính chất của anđehit (6), thể hiện tính chất của ete (7). Những tính chất đúng là :

A. (1), (2), (4), (6).

B. (1), (2), (3), (7).

C. (3), (5), (6), (7).

D. (1), (2), (5), (6).

Hướng dẫn giải chi tiết:

(3) sai, glucozo tan tốt trong nước

(5) sai, glucozo không có nhóm chức axit, nên không thể hiện tính chất của axit.

Đáp án A

Ví dụ 4: Công thức nào sau đây là của fructozơ ở dạng mạch hở ?

A. CH₂OH–(CHOH)₃–COCH₂OH.

B. CH₂OH–(CHOH)₂–CO–CHOH–CH₂OH.

C. CH₂OH–(CHOH)₄–CHO.

D. CH₂OH–CO–CHOH–CO–CHOH–CHOH.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Fructozo có công thức phân tử ở dạng mạch hở là: CH₂OH–(CHOH)₃–COCH₂OH.

Đáp án A.

Dạng 2: Phản ứng tráng bạc của mono saccarit.

* Một số lưu ý cần nhớ:

Glucozo, fructozo có thể chuyển hóa lẫn nhau trong môi trường kiềm

=> Glucozo, fructozo đều tác dụng được với AgNO₃/NH₃

Ta có phương trình phản ứng

RCHO + 2AgNO₃ + 3NH₃→ RCOONH₄ + 2Ag + 2NH₄NO₃

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Đun nóng 250 gam dung dịch glucozơ với dung dịch AgNO₃/NH₃ thu được 15 gam Ag, nồng độ của dung dịch glucozơ là :

A. 5%.

B. 10%.

C. 15%.

D. 30%.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ta có phương trình phản ứng:

CH₂OH[CHOH]₄CHO+2AgNO₃+3NH₃ + H₂O → CH₂OH[CHOH]₄COONH₄+2Ag + 2NH₄NO₃ (1)

=> n Glucozo = ½ n Ag = ½ . (15: 108) = 5/72 (mol)

=> m Glucozo = 5/72 * 180 = 12,5 gam

Nồng độ phần trăm của dung dịch glucozo là:

C% = (12.5 : 250) . 100% = 5%

Đáp án A.

Ví dụ 2: Hỗn hợp m gam gồm glucozo và Fructozo tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO₃/NH₃ tạo ra 4,32 gam Ag. Cũng m gam hỗn hợp này tác dụng vừa hết với 0,8 gam Br₂ trong dung dịch nước. hãy tính số mol của glucozo và fructozo trong hỗn hợp ban đầu.

Hướng dẫn giải chi tiết:

CH₂OH[CHOH]₄CHO +2AgNO₃ +3NH₃+H₂O → CH₂OH[CHOH]₄COONH₄ + 2Ag + 2NH₄NO₃ (1)

n Ag = 4,32 : 108 = 0,04 (mol)

n Glucozo + n Fructozo = ½ n Ag = 0,04 : 2 = 0,02 (mol)

Khi cho hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch Brom, chỉ có glucozo tham gia phản ứng

=> Ta có phương trình:

CH₂OH[CHOH]₄CHO + Br₂ + H₂O → CH₂OH[CHOH]₄COOH + 2HBr

=> n Glucozo = n Br2 = 0,8 : 160 = 0,005 (mol)

=> n Fructozo = 0,02 – 0,005 = 0,015 (mol)

Dạng 3: Phản ứng lên men của glucozo

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Cho 2,5 kg glucozơ chứa 20% tạp chất lên men thành ancol etylic. Tính thể tích ancol etylic 40^o thu được biết ancol etylic có khối lượng riêng là 0,8 g/ml và quá trình chế biến anol etylic hao hụt 10%.

A. 3194,4 ml.

B. 27850 ml.

C. 2875 ml.

D. 23000 ml.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ta có phương trình phản ứng:

C₆H₁₂O_6---->2C₂H₅OH+2CO₂(1)

Theo (1) và giả thiết ta có:

m Glucozo = 2,5 * 1000 * (100% - 20%) = 2000 gam

n Glucozo = 2000 : 180 = 100/9 (mol)

(1) n C₂H₅OH = 2 nGlucozo = 2 * 100/9 = 200/9 (mol)

Mặt khác, trong quá trình phản ứng, C₂H₅OH đã bị hao hụt 10%

=> n C₂H₅OH thực thế thu được là: 200/9 * (100% - 10%) = 20 (mol)

=> m C₂H₅OH = 20 * 46 = 920 gam

V C₂H₅OH nguyên chất là: 920 : 0,8 = 1150 ml

Thể tích dung dịch C₂H₅OH 40^othu được là :

1150 : 40 * 100 = 2875 ml

Đáp án B.

Ví dụ 2: Lên men m gam glucozơ với hiệu suất 90%, lượng khí CO₂ sinh ra hấp thụ hết vào dung dịch nước vôi trong, thu được 10 gam kết tủa. Khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm 3,4 gam so với khối lượng dung dịch nước vôi trong ban đầu. Giá trị của m là :

A. 20,0.

B. 30,0.

C. 13,5.

D. 15,0.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ta có phương trình phản ứng:

C₆H₁₂O₆ -> 2C₂H₅OH + 2CO₂ (1)

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O (2)

2CO₂+ Ca(OH)₂ → Ca(HCO₃)₂ (3)

Ta có:

m dd giảm = m CaCO₃ – m CO₂

=> m CO₂ = 10 – 3,4 = 6,6 gam

=> n CO₂ = 6,6 : 44 = 0,15 mol

Từ (1) => n C₆H₁₂O₆ = ½ n CO₂ = 0,075 mol

Vì hiệu suất phản ứng lên men là 90% nên lượng glucozo cần dùng là:

0,075 : 90 . 100 = 1/12 (mol)

=> m Glucozo = ½ .180 = 15 gam

Đáp án D.

Dạng 4: Phản ứng đốt cháy và hidro hóa monosaccarit

Ví dụ 1: Lượng glucozơ cần dùng để tạo ra 1,82 gam sobitol với hiệu suất 80% là :

A. 2,25 gam.

B. 1,80 gam.

C. 1,82 gam.

D. 1,44 gam.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ta có phương trình phản ứng:

CH₂OH[CHOH]₄CHO+H₂ -->CH₂OH[CHOH]₄CH₂OH (1)

mol: 0,01 0,01

Theo (1) và giả thiết ta có :

n Glucozo = n Sobitol = 0,01 mol

Vì hiệu suất phản ứng là 80%

=> n Glucozo cần dùng = 0,01 : 80 . 100 = 0,0125 (mol)

=> m Glucozo cần dùng = 0,0125 . 180 = 2,25 gam.

Đáp án A.

Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 0,855 gam một chất đường X thì thu được 1,32 gam CO₂ và 0,495 gam H₂O. Phân tử khối của đường trên gấp 1,9 lần phân tử khối glucozo. Tìm công thức của đường X.

Hướng dẫn giải chi tiết:

n CO₂ = 1,32 : 44 = 0,03 (mol)

=> n C trong X = n CO₂ = 0,03 mol

n H₂O = 0,495 : 18 = 0,0275 (mol)

=> n H trong X = 2 . n H₂O = 0,0275 * 2 = 0,55 mol

Khối lượng mol của đường X là: 1,9 .180 = 342

Gọi công thức phân tử của X là: C_xH_yO_z

n X = 0,855 : 342 = 0,0025 (mol)

=> x = n CO₂ : n X = 0,03 : 0,0025 = 12

=> y = n H : n X = 0,55 : 0,0025 = 22

=> z = (342 – 12 .12 – 22) : 16 = 11

Vậy công thức phân tử của X là: C₁₂H₂₂O₁₁

Giải SGK, SBT, Chuyên đề Hóa Học Lớp 12