Giải Hóa học 12 Bài 6: Saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ

82 lượt xem

Chúng tôi giới thiệu Giải bài tập Hóa học lớp 12 Bài 6: Saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ chính xác, chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ lớp 12.

Bài giảng Hoá học 12 Bài 6: Saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ

Giải bài tập Hóa học 12 Bài 6: Saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ

Câu hỏi và bài tập (trang 33,34 SGK Hóa Học 12)

Bài 1 trang 33 SGK Hóa Học 12: Phát biểu nào dưới đây là đúng?

A. Fructozơ có phản ứng tráng bạc, chứng tỏ phân tử fructozơ có nhóm chức CHO.

B. Thủy phân xenlulozơ thu được glucozơ.

C. Thủy phân tinh bột thu được fructozơ và glucozơ.

D. Cả xenlulozơ và tinh bột đều có phản ứng tráng bạc.

Lời giải:

A. S. Fructozo có nhóm chức C=O

B. Đ

C. S. Thủy phân tinh bột thu được glucozo

D. S. Xenlulozo và tinh bột đều không có phản ứng tráng bạc

Đáp án B

Bài 2 trang 33 SGK Hóa Học 12: Trong những nhận xét sau đây, nhận xét nào đúng (Đ), nhận xét nào sai (S) ?

a) Saccarozơ được coi là một đoạn mạch của tinh bột.

b) Tinh bột và xenlulozơ đều là polisaccarit, chỉ khác nhau về cấu tạo của gốc glucozơ.

c) Khi thủy phân đến cùng saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ đều cho một loại monosaccarit.

d) Khi thủy phân đến cùng, tinh bột và xenlulozơ đều cho glucozơ.

Lời giải:

a) S. Saccarozo được cấu tạo từ gốc glucozo liên kết với fructozo còn tinh bột cấu tạo từ các gốc glucozo

b) Đ

C) S. Thủy phân saccarozo thu được glucozo và fructozo, còn thủy phân tinh bột và xenlulozo thu được glucozo

D) Đ

Bài 3 trang 33 SGK Hóa Học 12: a) So sánh tính chất vật lý của glucozơ, saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ.
b) Tìm mối liên quan cấu tạo glucozơ, saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ.

Lời giải:

a) So sánh tính chất vật lý:

Saccarozơ là một đisaccarit được cấu tạo từ một gốc glucozơ và một gốc fructozơ liên kết với nhau qua nguyên tử oxi.

Tinh bột thuộc loại polisaccarit, phân tử gồm nhiều mắt xíchC₆H₁₀O₅liên kết với nhau, các mắt xích liên kết với nhau tạo thành hai dạng: dạng lò xo không phân nhánh gọi là amilozơ, dạng lò xo phân nhánh gọi là amilopectin. Amilozơ được tạo thành từ các gốc α-glucozơ liên kết với nhau thành mạch dài, xoắn lại với nhau và có phân tử khối lớn. Còn amilopectin có cấu tạo mạng không gian gồm cấc mắt xích α-glucozơ tạo nên.

Xenlulozơ là một polisaccarit, phân tử gồm nhiều gốc β-glucozơ liên kết với nhau tạo thành mạch kéo dài, có phân tử khối rất lớn.

Bài 4 trang 34 SGK Hóa Học 12: Hãy nêu những tính chất hóa học giống nhau của saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ. Viết phương trình hóa học (nếu có).

Lời giải:

Tính chất hóa học giống nhau của saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ: đều có phản ứng thủy phân tạo ra monosaccarit.

Bài 5 trang 34 SGK Hóa Học 12: Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra (nếu có) trong các trường hợp sau:

a) Thủy phân saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ.

b) Thủy phân tinh bột (có xúc tác axit), sau đó cho sản phẩm tác dụng với dung dịch AgNO₃ trong NH₃.

c) Đun nóng xenlulozơ với hỗn hợp HNO₃/H₂SO₄ đặc.

Lời giải:

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

C₅H₁₁O₅CH=O + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O → C₅H₁₁O₅COONH₄ + 2Ag ↓ + 2NH₄NO₃.

c) [(C₆H₇O₂(OH)₃]_n + 3nHONO₂(đặc) $\overset{H_{2} S O_{4}, t^{o}}{\to}$ [(C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n + 3nH₂O.

Bài 6 trang 34 SGK Hóa Học 12: Để tráng bạc một số ruột phích, người ta phải thủy phân 100 gam saccarozơ, sau đó tiến hành phản ứng tráng bạc. Hãy viết các phương trình hóa học của phản ứng xảy ra, tính khối lượng AgNO₃ cần dùng và khối lượng Ag tạo ra. Giả thiết rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Lời giải:

Cả glucozo và fructozo cùng tham gia phản ứng tráng gương

Lý thuyết Bài 6: Sacarozơ, tinh bột và xenlulozơ

A. SACCAROZƠ, C₁₂H₂₂O₁₁

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

- Là chất kết tinh, không màu, vị ngọt, dễ tan trong nước

- Saccarozo có nhiều trong các loại thực vật và là thành phần chủ yếu của đường mía, đường củ cải, đường thốt nốt.

II. CẤU TRÚC PHÂN TỬ

CTPT: C₁₂H₂₂O₁₁

Trong phân tử saccarozo, gốc a - glucozơ và gốc b - fructozơ liên kết với nhau qua nguyên tử oxi giữa C₁ của glucozơ và C₂ của fructozơ (C₁ - O - C₂). Liên kết này thuộc loại liên kết glicozit.

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Saccarozo có tính chất của ancol đa chức và đisaccarit

2C₁₂H₂₂O₁₁ + Cu(OH)₂ → (C₁₂H₂₁O₁₁)₂Cu + 2H₂O

=> Saccarozo sở hữu tính chất của poliancol liền kề, hòa tan Cu(OH)₂ tạo phức đồng màu xanh lam.

2. Phản ứng thủy phân

Saccarozo bị thủy phân trong môi trường axit → glucozơ + fructozơ

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

=> Sau khi bị thủy phân, saccarozo có những tính chất hóa học của glucozo và fructozo

IV. ỨNG DỤNG

- Sử dụng nhiều trong nền công nghiệp thực phẩm (bánh kẹo, nước giải khát, ….) và dược phẩm để pha chế thuốc.

B. TINH BỘT, (C₆H₁₀O₅)_n

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

- Là chất rắn vô định hình, màu trắng, không tan trong nước nguội, tan trong nước nóng chuyển thành dung dịch keo nhớt, gọi là hồ tinh bột

- Tinh bột có nhiều trong các loại gạo, khoai, sắn, ….

II. CẤU TRÚC PHÂN TỬ

- Tinh bột là hỗn hợp của 2 polisaccarit: amilozo và amilopectin gồm các gốc a - glucozơ liên kết với nhau

+ Trong phân tử amilozo, các gốc a - glucozơ nối với nhau bởi liên kết a -1,4 - glicozit tạo thành chuỗi dài không phân nhánh xoắn lại thành hình lò xo

+ Trong phân tử amilopectin, ngoài liên kết kết a -1,4 – glicozit thì còn có liên kết kết a 1,6 glicozit. Amilo pectin có mạch phân nhánh.

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Phản ứng thủy phân:

Tinh bột bị thủy phân trong môi trường axit sinh ra glucozo

(C₆H₁₀O₅)_n+ nH₂O n C₆H₁₂O₆

* Lưu ý: Nhờ xúc tác enzim, tinh bột có thể bị thủy phân thành: dextrin => mantozo => glucozo

2. Phản ứng màu với dung dịch iot

Dung dịch tinh bột hấp phụ I₂ trong dung dịch iot tạo thành dung dịch màu xanh tím

=> Người ta thường dùng cách này để nhận biết dung dịch hồ tinh bột và ngược lại.

C. XENLULOZƠ, (C₆H₁₀O₅)_nhay [C₆H₇O₂(OH)₃]_n

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

- Là chất rắn, hình sợi, màu trắng, không mùi, không vị, không tan trong nước khi đun nóng, không tan trong dung môi hữu cơ thông thường.

à thành phần chính tạo nên lớp màng tế bào thực vật, có nhiều trong bông, đay, gai, tre nứa.

II. CẤU TRÚC PHÂN TỬ

Xenlulozo có cấu trúc phân tử rất lớn, là polyme hợp thành từ các mắt xích b - glucozơ nối với nhau bởi các liên kết b -1,4 - glicozit, phân tử xenlulozơ không phân nhánh, không xoắn.

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Phản ứng thủy phân trong môi trường axit:

(C₆H₁₀O₅)_n+ nH₂O n C₆H₁₂O₆

2. Phản ứng của ancol đa chức:

a) Tác dụng với HNO₃/H₂SO₄đ

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + 3nHNO₃ [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n+ 3nH₂O

=> Xenlulozơ trinitrat là chất dễ cháy và nổ mạnh được dùng làm thuốc súng không khói.

b) Xenlulozơ tác dụng với anhiđrit axetic sinh ra xenlulozơ triaxetat [C₆H₇O₂(OCOCH₃)₃]_n (tơ axetat)

c) Xenlulozơ tác dụng với CS₂ và NaOH (dung dịch Visco) tạo thành tơ visco

* Lưu ý: Xenlulozơ không phản ứng với Cu(OH)₂ nhưng tan được trong dung dịch [Cu(NH₃)₄](OH)₂. (dung dịch Svayde)

IV. ỨNG DỤNG

- Các vật liệu chứa nhiều xenlulozơ như tre, gỗ, nứa,...thường được dùng làm vật liệu xây dựng, đồ dùng gia đình,...

- Xenlulozơ nguyên chất và gần nguyên chất được chế thành sợi, tơ, giấy viết, giấy làm bao bì, xenlulozơ trinitrat được dùng làm thuốc súng.

- Thủy phân xenlulozơ sẽ được glucozơ làm nguyên liệu để sản xuất etanol.

* Lưu ý: Xenlulozo và tinh bột không phải là đồng phân của nhau

Phương pháp giải một số dạng bài tập về disaccarit

Dạng 1: Lý thuyết về disaccarit.

Ví dụ 1: Giữa saccarozơ và glucozơ có đặc điểm giống nhau là :

A. Đều được lấy từ củ cải đường.

B. Đều có trong “huyết thanh ngọt”.

C. Đều bị oxi hoá bởi ion phức bạc amoniac [Ag(NH₃)₂]⁺.

D. Đều hoà tan Cu(OH)₂ ở nhiệt độ thường cho dung dịch màu xanh lam.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Saccarozo, glucozo đều có chức poli ancol (có từ 2 nhóm –OH đứng liền kề trong mạch chính C)

=> D đúng

A. Đều được lấy từ củ cải đường. (sai, glucozo có nồng độ không đáng kể trong củ cải đường)

B. Đều có trong “huyết thanh ngọt”. (sai, saccarozo không có trong huyết thanh ngọt)

C. Đều bị oxi hoá bởi ion phức bạc amoniac [Ag(NH₃)₂]⁺. (sai, saccarozo không có chức andehit –CHO nên không có phản ứng tráng bạc)

Đáp án D

Ví dụ 2: Saccarozơ và mantozơ đều là đisaccarit vì

A. Có phân tử khối bằng 2 lần glucozơ.

B. Phân tử có số nguyên tử cacbon gấp 2 lần glucozơ.

C. Thủy phân sinh ra 2 đơn vị monosaccarit.

D. Có tính chất hóa học tương tự monosaccarit.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Saccarozơ và mantozơ đều là đisaccarit vì thủy phân sinh ra 2 đơn vị monosaccarit.

Đáp án C

Dạng 2: Bài toán về thủy phân disaccarit

Ví dụ 1: Thủy phân hoàn toàn 3,42 gam hỗn hợp X gồm saccarozơ và mantozơ thu được hỗn hợp Y. Biết rằng hỗn hợp Y phản ứng vừa đủ 0,015 mol Br₂. Tính khối lượng mỗi loại đường có trong hỗn hợp.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Gọi số mol của saccarozo, mantozo có trong hỗn hợp X lần lượt là x, y (mol)

Ta có phương trình phản ứng:

Ví dụ 2: Thuỷ phân 62,5 gam dung dịch saccarozơ 17,1% trong môi trường axit (vừa đủ) được dung dịch X. Cho dung dịch AgNO₃/NH₃ vào X và đun nhẹ được m gam Ag (biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn). Giá trị của m là

A. 13,5. B. 7,5.

C. 6,75. D. 10,8.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Khối lượng saccarozo có trong dung dịch là:

62,5 . 17,1 : 100 = 10,6875 gam

n Saccarozo = 10,6875 : 342 = 0,03125 (mol)

Ta có phương trình:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆ (1)

saccarozơ glucozơ fructozơ

=> n Glucozo = n Fructozo = 0,03125 (mol)

n Ag = 2 . n Glucozo + 2 . n Fructozo = 2 x (0,03125 + 0,03125) = 0,125 mol

=> m Ag = 0,125 x 108 = 13,5 gam

Đáp án A

Ví dụ 3: Cho 50 gam hỗn hợp X gồm glucozơ và saccarozơ vào nước thu dược dung dịch Y. Dung dịch Y này làm mất màu vừa đủ 160 gam dung dịch brom 20%. % khối lượng của saccarozơ trong hỗn hợp X là:

A. 40% B. 28%

C. 72% D. 25%

Hướng dẫn giải chi tiết:

m Br₂ = 160 * 20 : 100 = 32 (gam)

n Br₂ = 32 : 160 = 0,2 mol

Ta có phương trình:

CH₂OH[CHOH]₄CHO + Br₂ + H₂O → CH₂OH[CHOH]₄COOH + 2HBr (1)

(1) => n Glucozo = nBr2 = 0,2 mol

=> m Glucozo = 0,2 * 180 = 36 gam

=> m Saccarozo = 50 – 36 = 14 gam

% m Saccarozo = 14 : 50 * 100% = 28%

Đáp án B

Phương pháp giải một số dạng bài tập về policcarit

Dạng 1: Lý thuyết về polisaccarit

Ví dụ 1: Tính chất của tinh bột là : Polisaccarit (1), không tan trong nước (2), có vị ngọt (3), thuỷ phân tạo thành glucozơ (4), thuỷ phân tạo thành fructozơ (5), làm cho iot chuyển thành màu xanh (6), dùng làm nguyên liệu để điều chế đextrin (7). Những tính chất sai là :

A. (2), (5), (6), (7).

B. (2), (5), (7).

C. (3), (5).

D. (2), (3), (4), (6).

Hướng dẫn giải chi tiết:

(3) sai, tinh bột là chất không có vị

(5) sai, tinh bột thủy phân tạo thành glucozo

Đáp án C.

Ví dụ 2: Trong phân tử xenlulozơ các mắt xích liên kết với nhau bằng liên kết nào ?

A. α-1,4-glicozit.

B. α-1,4-glucozit.

C. β-1,4-glicozit.

D. β-1,4-glucozit.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Trong phân tử xenlulozo, các mắt xích liên kết với nhau bằng liên kết β-1,4-glicozit.

Đáp án C

Ví dụ 3: Chọn những câu đúng trong các câu sau :

(1) Xenlulozơ không phản ứng với Cu(OH)₂ nhưng tan được trong dung dịch [Cu(NH₃)₄](OH)₂.

(2) Glucozơ được gọi là đường mía.

(3) Dẫn khí H₂ vào dung dịch glucozơ, đun nóng, xúc tác Ni thu được poliancol.

(4) Glucozơ được điều chế bằng cách thủy phân tinh bột nhờ xúc tác HCl hoặc enzim.

(5) Dung dịch saccarozơ không có phản ứng tráng Ag, không bị oxi hóa bởi nước brom, chứng tỏ phân tử saccarozơ không có nhóm –CHO.

(6) Mantozơ thuộc loại đisaccarit có tính oxi hóa và tính khử.

(7) Tinh bột là hỗn hợp của 2 polisaccarit là amilozơ và amilopectin.

A. 1, 2, 5, 6, 7.

B. 1, 3, 4, 5, 6, 7.

C. 1, 3, 5, 6, 7.

D. 1, 2, 3, 6, 7.

Hướng dẫn giải chi tiết:

(2) sai do glucoxo được gọi là đường nho

Đáp án B.

Ví dụ 4: Tinh bột và xenlulozơ khác nhau về

A. Sản phẩm của phản ứng thuỷ phân.

B. Khả năng phản ứng với Cu(OH)₂.

C. Thành phần phân tử.

D. Cấu trúc mạch cacbon.

Hướng dẫn giải chi tiết:

- Tinh bột được liên kết từ các phân tử glucozo bởi liên kết α-1,4-glicozit và α-1,6-glicozit.

- Xenlulozo được liên kết từ các phân tử glucozo bởi liên kết β-1,4-glicozit.

=> Khác nhau về cấu trúc mạch cacbon.

Đáp án D.

Dạng 2: Bài toán thủy phân, lên men tinh bột, xenlulozo

Ví dụ 1: Khi thuỷ phân 1 kg bột gạo có 80% tinh bột, thì khối lượng glucozơ thu được là bao nhiêu? Giả thiết rằng phản ứng xảy ra hoàn toàn.

A. 0,80 kg.

B. 0,90 kg.

C. 0,99 kg.

D. 0,89 kg.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Khối lượng tinh bột có trong 1kg bột gạo là:

1000 . 80 : 100 = 800 (gam)

=> n C₆H₁₀O₅ = 800 : 162 = 400/81 (mol)

Ta có phương trình phản ứng:

C₆H₁₀O₅+ H₂O C₆H₁₂O₆ (1)

(1) => n C₆H₁₂O₆ = n C₆H₁₀O₅ = 400/81 (mol)

> m C₆H₁₂O₆ = 400/81 * 180 = 888,89 gam = 0,89 kg

Đáp án D

Ví dụ 2: Đi từ 150 gam tinh bột sẽ điều chế được bao nhiêu ml ancol etylic 46^o bằng phương pháp lên men ancol? Cho biết hiệu suất phản ứng đạt 81% và d = 0,8 g/ml.

A. 46,875 ml.

B. 93,75 ml.

C. 21,5625 ml.

D. 187,5 ml.

Hướng dẫn giải chi tiết:

n C₆H₁₀O₅ = 150 : 162 = 25/27 (mol)

Ta có phương trình phản ứng:

C₆H₁₀O₅ + H₂O C₆H₁₀O₆ (1)

C₆H₁₀O₆ 2 C₂H₅OH + 2 CO₂ (2)

(1) n C₆H₁₀O₆ = n C₆H₁₀O₅ = 25/27 mol

(2) n C₂H₅OH = 2 n C₆H₁₀O₆ = 50/27 mol

Mặt khác, hiệu suất của phản ứng là 81%

=> n C₂H₅OH thực tế thu được là:

50/27 * 81% = 1,5 mol

m C₂H₅OH tinh khiết là:

1,5 . 46 = 69 (gam)

V C₂H₅OH tinh khiết là:

69 : 0,8 = 86,25 (ml)

=> V C₂H₅OH 46^o là : 86,25 : 46 . 100 = 187,5 ml

Đáp án D

Dạng 3: Bài toán về phản ứng của xenlulozo với HNO₃ (H₂SO₄ đặc, t⁰) và (CH₃CO)₂O

* Một số lưu ý cần nhớ:

- Xenlulozo có khả năng phản ứng với HNO₃, (CH₃CO)₂O theo tỉ lệ 1:1, 1:2, 1:3

(do xenlulozo có chứa 3 nhóm –OH)

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: : Xenlulozơ trinitrat được điều chế từ phản ứng giữa axit nictric với xenlulozơ (hiệu suất phản ứng 60% tính theo xenlulozơ). Nếu dùng 2 tấn xenlulozơ thì khối lượng xenlulozơ trinitrat điều chế được là :

A. 2,97 tấn.

B. 3,67 tấn.

C. 2,20 tấn.

D. 1,10 tấn.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ta có phương trình phản ứng:

C₆H₇O₂(OH)₃+ thấy:

1 mol C₆H₇O₂(OH)₃↔ 1 mol C₆H₇O₂(ONO₂)₃

=> 162 gam C₆H₇O₂(OH)₃↔ 297 gam C₆H₇O₂(ONO₂)₃

=> 2 tấn C₆H₇O₂(OH)₃↔ x tấn C₆H₇O₂(ONO₂)₃

=> x = 2 . 297 : 162 = 11/3 tấn

Mặt khác, hiệu suất của phản ứng là 60%

=> Khối lượng của xenlutrinitrat thu được sau quá trình điều chế là:

11/3 * 60% = 2,2 tấn.

Đáp án C

Ví dụ 2: Xenlulozơ trinitrat là chất dễ cháy và nổ mạnh, được điều chế từ xenlulozơ và axit nitric. Muốn điều chế 29,7 kg xenlulozơ trinitrat (hiệu suất 90%) thì thể tích axit nitric 96% (d = 1,52 g/ml) cần dùng là

A. 14,16 lít.

B. 15 lít.

C. 1,416 lít.

D. 24,39 lít.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ta có phương trình phản ứng:

C₆H₇O₂(OH)₃+ 3HNO₃ → C₆H₇O₂(ONO₂)₃+ 3H₂O (1)

Từ phương trình hóa học ta nhận thấy:

3 mol HNO₃ tạo ra được 1 mol C₆H₇O₂(ONO₂)₃

=> 186 gam HNO₃ tạo ra được 297 gam C₆H₇O₂(ONO₂)₃

=> x gam HNO₃ tạo ra 29,7 kg C₆H₇O₂(ONO₂)₃

=> x = 18,6 kg

Mặt khác, hiệu suất của quá trình bằng 90%

=> Thực tế khối lượng HNO₃ tinh khiết cần dùng là:

18,6 : 90 . 100% = 62/3 (kg)

=> Khối lượng dung dịch HNO₃ 96% đã dùng là:

62/3 : 96 . 100 = 21,53 (kg)

=> Thể tích dung dịch HNO₃ 96% đã dùng là:

21,53 : 1,52 = 14,16 lít

Đáp án A

Giải SGK, SBT, Chuyên đề Hóa Học Lớp 12