Bổ trợ kiến thức và tư duy giải nhanh siêu tốc chuyên đề cacbohiđrat

- Phân biệt các chất trong nhóm B: đun với H2SO4 loãng để thực hiện phản ứng thủy phân, sau đó cho dung dịch AgNO3/NH3 vào, đun nhẹ để thực hiện phản ứng tráng gương thì saccarozơ cho Ag[r]

CHUYÊN ĐỀ 3 : CACBOHIĐRAT SACCARIT

II Phân loại: 3 loại: monosaccarit; đisaccarit; polisaccarit

1 Monosaccarit: là nhóm cacbohiđrat đơn giản nhất không thể thủy phân được

- Xét 2 loại: glucozơ, fructozơ, đều có CTPT C6H12O6, là đồng phân của nhau

2 Đisaccarit: là nhóm cacbohiđrat mà khi thủy phân sinh ra 2 phân tử

monosaccarit

- Xét 2 loại: saccarozơ, mantozơ, đều có CTPT C12H22O11, là đồng phân của nhau

3 Polisaccarit: là nhóm cacbohidrat phức tạp mà khi thủy phân đến cùng sinh ra

nhiều phân tử monosaccarit

- Xét 2 loại: tinh bột, xenlulozơ, đều có công thức chung là (C6H10O5)n, không là đồng phân của nhau vì hệ số n của tinh bột và xenlulozơ là khác nhau

B MONOSACCARIT

I Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên của glucozơ và fructozơ:

- Đều là chất rắn kết tinh, không màu, dễ tan trong nước và có vị ngọt

(độ ngọt: glucozơ < đường mía – saccarozơ < fructozơ)

- Trạng thái tự nhiên:

+ Glucozơ có trong cả cơ thể động vật (có trong máu) và thực vật (rễ, thân, lá, quả

ở thực vật (nhiều ở nho)

+ Fructozơ có nhiều trong các loại quả ngọt và mật ong

II Đặc điểm cấu tạo phân tử: đều có 2 dạng cấu tạo: mạch hở và mạch vòng

1 Glucozơ

a Dạng mạch hở: Dữ kiện thực nghiệm chứng minh CTCT của glucozơ gồm:

- Khử hoàn toàn glucozơ được n- hexan glucozơ có dạng mạch hở; có 6 C; không nhánh

- Glucozơ có phản ứng tráng gương, td với nước Br2 tạo axit gluconic  glucozơ

có nhóm –CHO

- Glucozơ tác dụng với Cu(OH)2, ở t0 thường tạo thành dung dịch xanh lam

 phân tử chứa nhiều nhóm –OH liền kề

- Glucozơ tạo được este có 5 gốc axit khi tác dụng với anhiđrit axetic  glucozơ

Trang 2 - https://thi247.com/

- Trong dung dịch: có cả dạng mạch vòng và dạng mạch hở theo một cân bằng qua dạng mạch hở, trong đó dạng mạch vòng là chủ yếu Nhóm –OH ở vị trí số 1 được gọi là OH hemiaxetal

OH

H

OH H

OH

CH 2 OH

2 3

4 5 6

O H

OH

OH

H H

OH H

OH

CH 2 OH

1

2 3

4 5 6

1 H

1 Điểm giống nhau về tính chất hóa học

- Đều có tính chất của ancol đa chức; đều có phản ứng cộng H2 (phản ứng khử glucozơ và fructozơ)

1.1 Tính chất của ancol đa chức:

a Tác dụng với Cu(OH)2 tạo phức màu xanh lam

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

b Tác dụng với anhidđrit axit tạo este có tối đa 5 gốc axit

5(CH3CO)2O + C6H12O6 → C6H7O(OCOCH3)5 + 5CH3COOH

c Phản ứng thế với axit vơ cơ như: HNO3, HCl,…

1.2 Phản ứng khử với H 2 đều tạo sản phẩm là sobitol (ancol đa chức)

a Tác dụng với chất oxi hĩa

Do cĩ nhĩm –CHO nên glucozơ cĩ tính chất của anđehit: phản ứng được với tất

cả các chất oxi hĩa như AgNO3/NH3; nước Br2; Cu(OH)2 khi đun nĩng tạo ↓ đỏ

gạch

CH2OH-(CHOH)4-CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O ⎯⎯t0→

CH2OH-(CHOH)4-COONH4 + 2Ag ↓ + 2NH4NO3 amoni gluconat

H2O

CH2OH-(CHOH)4-COONa + Cu2O + H2O

Natri gluconat

CH2OH-(CHOH)4-CHO + Br2 + H2O → CH2OH-(CHOH)4-COOH + 2HBr

axit gluconic

b Tính chất riêng của glucozơ ở dạng mạch vịng

- Riêng nhĩm OH ở C1 (OH hemiaxetal) của dạng mạch vịng tác dụng với

CH3OH cĩ HCl khan xúc tác, tạo ra metyl glucozit

- Khi nhĩm OH ở C1 đã chuyển thành nhĩm OCH3, dạng mạch vịng khơng thể

chuyển thành dạng mạch hở được nữa

c Các phản ứng lên men

- Lên men rượu tạo ancol etylic

C6H12O6 ⎯⎯⎯⎯⎯→men rượu,300C 2C2H5OH + 2CO2

- Lên men lactic tạo axit lactic

C6H12O6 → 2CH3CH(OH)-COOH

- Lên men butiric tạo axit butiric

* Để phân biệt được glucozơ và fructozơ phải dùng dung dịch nước Br 2

IV Điều chế glucozơ trong công nghiệp

- Cách 1: Thủy phân tinh bột nhờ enzim (qua 2 giai đoạn lên men) hoặc nhờ xúc tác là HCl loãng:

- Cách 2: Thủy phân xenlulozơ có trong vỏ bào và mùn cưa nhờ xúc tác HCl đặc (C6H10O5)n + nH2O ⎯⎯⎯H+,t0→2C6H12O6

Tinh bột hoặc xenlulozơ glucozơ

C Chú ý:

Tất cả các chất thuộc nhóm cacbohiđrat khi tiếp xúc với H2SO4 đặc đều bị hóa đen vì có phản ứng:

Cn(H2O)m ⎯⎯⎯⎯→H SO dac2 4 nC (đen) + mH2O (do H2SO4 đặc rất háo nước)

Một phần C bị oxi hóa tiếp :

C + 2H2SO4 đặc → CO2 ↑ + 2SO2 ↑ + 2H2O

- Công thức viết tắt: C6H10O5-O-C6H10O5

* Đặc điểm cấu tạo:

+ Gồm 1 gốc – glucozơ và 1 gốc  –fructozơ liên kết với nhau qua nguyên tử oxi giữa C1 của glucozơ và C2 của fructozơ (liên kết kiểu ete C1-O-C2) Liên kết này thuộc loại liên kết glucozit

+ Saccarozơ có nhiều nhóm –OH liền kề; không có nhóm –CHO

2 Mantozơ

- Công thức viết tắt: C6H10O5-O-C6H10O5

* Đặc điểm cấu tạo:

+ Gồm 2 gốc –glucozơ liên kết với nhau bằng liên kết -1,4-glucozit (C1 của gốc  –glucozơ này với C4 của gốc – glucozơ kia qua một nguyên tử oxi) + Mantozơ có nhiều nhóm –OH liền kề và trong dung dịch mantozơ có thể mở vòng tạo ra 1 nhóm –CHO

III Tính chất hóa học

1 Giống nhau

a Điều có tính chất của ancol đa chức

* Hòa tan được Cu(OH)2 ở t0 thường tạo dug dịch xanh lam

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

* Tác dụng với anhiđrit axit tạo hoặc axit tạo este; có phản ứng thế với axit vô cơ như HNO3,…

b Bị thủy phân trong môi trường axit hoặc nhờ xúc tác enzim tạo

monosaccarit

C12H22O11 + H2O ⎯⎯⎯H+,t0→C6H12O6 + C6H12O6

Saccarozơ glucozơ fructozơ

2C12H22O11 + H2O ⎯⎯⎯H+,t0→2C6H12O6

Mantozơ glucozơ

2 Tính chất khác nhau:

- Mantozơ còn có các tính chất của anđehit: phản ứng được với dung dịch

AgNO3/NH3; nước Br2, phản ứng với Cu(OH)2/NaOH khi đun nóng tạo ↓ Cu2O đỏ gạch

C11H21O10CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O ⎯⎯t0→ C11H21O10COONH4 + 2Ag + 2NH4NO3

C11H21O10CHO + Cu(OH)2 + NaOH ⎯⎯t0→ C11H21O11COONa + Cu2O + H2O

R-CHO + Br2 + H2O → R-COOH + 2HBr

BÀI 3: POLISACCARIT

I Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên

1 Tinh bột

- Là chất rắn vô định hình, màu trắng, không tan trong nước, trong nước nóng ở t0

 650C thì tinh bột chuyển thành dd keo gọi là hồ tinh bột

- Trạng thái tự nhiên: có nhiều trong các loại hạt (lúa, ngô,…) hoặc củ như khoai, sắn

2 Xenlulozơ

- Là chất rắn, hình sợi, màu trắng, không tan trong nước ngay cả khi đun nóng Không tan trong dung môi hữu cơ thông thường như ete, benzen,…nhưng tan được trong một số dung môi đặc biệt như nước Svayde (Cu(OH)2/NH3)

Trang 6 - https://thi247.com/

- Trạng thái tự nhiên: là thành phần chính tạo nên tế bào thực vật, là bộ khung của

cây cối, có nhiều trong bông, đay, tre, lứa,…

II Đặc điểm cấu tạo phân tử

1 Tinh bột:

Là hỗn hợp của 2 loại polisaccarit: amilozơ và amilopectin Cả hai đều có công

thức chung là (C6H10O5)n, đều do các gốc - glucozơ (C6H10O5) tạo nên

- Amilozơ (M = 1000 – 4000 ứng với n = 1000 - 4000):

+ Chiếm tỉ lệ nhỏ (20 - 30% khối lượng tinh bột)

+ Các gốc - glucozơ liên kết với nhau bằng liên kết - 1,4 – glucozit

+ Không nhánh, song không duỗi thẳng mà xoắn lại như lò xo có lỗ rỗng

- Amilopectin (M = 300.000 - 3000.000 ứng với n = 2000 – 200.000):

+ Chiếm tỉ lệ lớn (70 - 80% tinh bột)

+ Có cấu trúc mạch phân nhánh: mỗi nhánh gồm 20-30 gốc - glucozơ liên kết

với nhau bằng liên kết - 1,4 – glucozit; các nhánh đó lại liên kết với nhau bằng

liên kết -1,6- glucozit

- Cả 2 loại polime trên xoắn lại thành hình lò xo rỗng

2 Xenlulozơ

- Công thức chung: (C6H10O5)n, có m = 1000.000 – 2.400.000

- Do nhiều gốc  - glucozơ liên kết với nhau bằng liên kết  -1,4 - glucozit tạo

thành mạch không phân nhánh, không xoắn

- Mỗi mắt xích C6H10O5 vẫn còn 3 nhóm –OH tự do (1 nhóm bậc 1, 2 nhóm bậc 2)

nên CTCT của xenlulozơ có thể viết [C6H7O2(OH)3]n

1.1 Phản ứng thủy phân trong môi trường axit hoặc nhờ enzim

(C6H10O5)n + nH2O ⎯⎯⎯H+,t0→2C6H12O6

Tinh bột hoặc xenlulozơ glucozơ

Tinh bột -glucozơ

Xenlulozơ  -glucozơ

1.2 Phản ứng este hóa

* Đặc điểm: Xenlulozơ và tinh bột đều do các mắt xích glucozơ tạo nên, trong

mỗi mắt xích đều có 3 nhóm –OH tự do  đều có phản ứng với anhiđrit axit hoặc

axit tạo este, song các phản ứng của tinh bột ít ứng dụng nên không xét

1.2.1.Tác dụng với HNO 3 đặc (có H 2 SO 4 đặc xúc tác, t 0 )

[C6H7O2(OH)3]n + nHNO3 ⎯⎯⎯⎯⎯H SO dac t2 4 ,0→ [C6H7O2(OH)2(ONO2)]n + nH2O

* Ứng dụng: xenlulozơ trinitrat được ứng dụng để sản xuất thuốc súng không khói

1.2.2 Tác dụng với anhiđrit axit

a Tinh bột có phản ứng màu với dung dịch iot

Hiện tượng: tinh bột (màu trắng) + dung dịch iot (màu nâu) → tinh bột có màu xanh tím

b Xenlulozơ

* Không phản ứng được với Cu(OH)2 nhưng tan được trong nước svâyde

Cu(NH3)4(OH)2 tạo dung dịch nhớt là phức chất giữa xenlulozơ và ion Cu2+

* Phản ứng giữa [xenlulozơ + NaOH + CS2] → tạo sản phẩm là dung dịch nhớt gọi là visco Bơm dung dịch nhớt này qua lỗ rất nhỏ ngâm trong dung dịch H2SO4 loãng sẽ được tơ visco là những sợi dài và mảnh; óng như tơ – gọi là tơ visco là một loại tơ nhân tạo hay tơ bán tổng hợp

IV Sự tạo thành tinh bột trong cây xanh

- Tinh bột được tổng hợp trong cây xanh nhờ pư quang hợp

6nCO2 + 5nH2O ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→chatdiep luc clas( orophin) (C6H10O5)n + 6nO2 ↑

* Bảng tóm tắt tính chất hóa học của các chất trong họ cacbohiđrat

Glucozơ Fructozơ Saccarozơ Mantozơ Tinh bột Xenlulozơ

Dd màu xanh

Dd màu xanh

Cu2O ↓

đỏ gạch

không tạo ↓ đỏ gạch

Cu2O ↓

đỏ gạch

+ (CH3CO)2O

Xenlulozơ triaxetat HNO3 đặc / H2SO4

Xenlulozơ trinitrat Thủy phân trong

môi trường axit:

H2O/H+

Glucozơ + fructozơ

* Ghi chú:

(+): có phản ứng, không yêu cầu viết sản phẩm

(-): không phản ứng

BÀI TẬP LÍ THUYẾT

I Lý thuyết về cấu tạo của cacbohiđrat

Bài 1 Cacbohiđrat nhất thiết phải chứa nhóm chức của

(Đề thi tuyển sinh đại học khối A, năm 2009)

II Lý thuyết về tính chất của cacbohiđrat

Bài 1 Trình bày phương pháp hóa học để phân biệt các dung dịch mất nhãn riêng biệt trong mỗi dãy sau:

a Glucozơ, glixerol, etanol, axit axetic

b Fructozơ, glixerol, etanol

c Glucozơ, fomanđehit, etanol, axit axetic

d Glucozơ, glixerol, anđehit axetic

* Ghi chú:

(1) Chất hòa tan được Cu(OH) 2 ở điều kiện thường tạo dung dịch xanh lam phải

có một trong các đặc điểm cấu tạo sau:

- Chất có từ 2 nhóm –OH liền kề trở lên: etylen glicol, glixerol, glucozơ, fructozơ, mantozơ, saccarozơ Ví dụ:

2C 6 H 12 O 6 + Cu(OH) 2 → (C 6 H 11 O 6 ) 2 Cu + 2H 2 O

Glucozơ, fructozơ phức màu xanh lam (dd màu xanh lam)

- Chất chứa nhóm –COOH (axit hữu cơ) Ví dụ:

2CH 3 COOH + Cu(OH) 2 → (CH 3 COO) 2 Cu + 2H 2 O

dd màu xanh

(2) Chất phản ứng được với Cu(OH) 2 /NaOH, đun nhẹ tạo Cu 2 O ↓ đỏ gạch phải có cấu tạo: chứa nhóm –CHO trong phân tử, gồm: anđehit, axit fomic (HCOOH), muối fomat (ví dụ HCOONa), este của axit fomic (ví dụ HCOOCH 3 ), glucozơ, fructozơ, mantozơ

(3) Chất phản ứng được với dung dịch AgNO 3 /NH 3 , đun nhẹ tạo Ag ↓ (phản ứng tráng gương) phải có đặc điểm cấu tạo: chứa nhóm –CHO trong phân tử (như trên…)

(4) Chất có phản ứng màu với iôt: hồ tinh bột

- Dùng Cu(OH)2/NaOH đun nhẹ để phân biệt 2 mẫu thử còn lại, khi đó mẫu nào tạo Cu2O ↓ đỏ gạch là glucozơ, còn lại glixerol không tạo được ↓

b

Dùng Cu(OH)2 ở t0 thường, khi đó 2 mẫu thử hòa tan được Cu(OH)2 tạo dung dịch xanh lam là fructozơ và glixerol, còn etanol không hiện tượng → nhận ra etanol

- Dùng Cu(OH)2/NaOH đun nhẹ để phân biệt 2 mẫu thử còn lại, khi đó mẫu nào tạo được Cu2O ↓ đỏ gạch là fructozơ, còn glixerol không tạo được ↓

c

Dùng quỳ tím nhận ra axit CH3COOH

- Dùng Cu(OH)2 ở t0 thường, khi đó mẫu thử nào hòa tan được Cu(OH)2 tạo dung dịch xanh lam là glucozơ, 2 mẫu thử còn lại là HCHO và C2H5OH không hiện tượng

- Dùng Cu(OH)2/NaOH đun nhẹ để phân biệt 2 mẫu thử còn lại, khi đó mẫu thử nào tạo được Cu2O ↓ đỏ gạch là HCHO, còn lại C2H5OH không hiện tượng

d

* Cách 1:

- Dùng dung dịch AgNO3/NH3 đun nhẹ, khi đó 2 mẫu thử tạo được Ag ↓ là

glucozơ và CH3CHO, còn glixerol không hiện tượng → nhận ra glixerol

- Dùng Cu(OH)2 ở t0 thường, khi đó mẫu thử nào hòa tan được Cu(OH)2 tạo dung dịch xanh lam là glucozơ, còn lại CH3CHO không hiện tượng

- Dùng Cu(OH)2/NaOH ở điều kiện thường, khi đó phân lập được 2 nhóm: nhóm

A tạo được hợp chất màu xanh gồm glixerol và glucozơ Nhóm B không hiện tượng gồm hai chất còn lại

- Tiếp tục đun nóng các chất trong 2 nhóm, mẫu nào xuất hiện ↓ đỏ gạch Cu2O là glucozơ và anđehit axetic

Bài 3 Trình bày phương pháp hóa học để phân biệt các dung dịch mất nhãn riêng biệt trong mỗi dãy sau:

a Saccarozơ, glucozơ, glixerol

b Saccarozơ, mantozơ, anđehit axetic

Không hiện tượng Đun với H2SO4 loãng để

b

Cu(OH)2 ở t0 thường Dung dịch màu

xanh lam

Dung dịch màu xanh lam

Không hiện tượng (nhận ra

CH3CHO) Cu(OH)2/NaOH, đun

nhẹ

Dung dịch vẫn màu xanh

dd màu xanh, đồng thời có Cu2O ↓ đỏ gạch xuất hiện

Bài 4 Dãy gồm các chất hữu cơ vừa có thể hòa tan được Cu(OH)2 thành dung dịch xanh lam ở nhiệt độ thường, vừa tạo kết tủa đỏ gạch với Cu(OH)2 khi đun nóng là

A C2H5COOH, CH3COOH

HCOOH + Cu(OH)2 → dung dịch xanh lam, vì tạo muối của ion Cu2+

2HCOOH + Cu(OH)2 → Cu(HCOO)2 + 2H2O

Bài 7 Cho một số tính chất : có dạng sợi (1), tan trong nước (2), tan trong nước svayde (3), phản ứng với axit HNO3 đặc (xúc tác H2SO4 đặc) (4), tham gia phản ứng tráng gương (5), bị thủy phân trong dung dịch axit đun nóng (6) Các tính chất của xenlulozơ là

Bài 8 Tiến hành các thí nghiệm sau :

(a) Sục khí etilen vào dung dịch KMnO4 loãng

(b) Cho hơi ancol etylic đi qua bột CuO nung nóng

(c) Sục khí etilen vào dung dịch Br2 trong CCl4

(d) Cho dung dịch glucozơ vào dung dịch AgNO3 trong NH3 dư, đun nóng

(e) Cho Fe2O3 vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng

Số thí nghiệm có xảy ra phản ứng oxi hóa – khử là

(Đề thi tuyển sinh đại học khối A, năm 2013)

۞ Lời bình: Đối với các phản ứng hữu cơ khi xác định số oxi hóa ta chỉ cần

quan tâm tới bộ phận có sự thay đổi, nguyên tắc tính là tổng số oxi hóa trong bộ phân đó phải bằng 0

Bài 9 Các chất trong dãy nào sau đây đều tạo kết tủa khi cho tác dụng với dung dịch AgNO3 trong NH3 dư, đun nóng ?

A vinylaxetilen, glucozơ, axit propionic

B vinylaxetilen, glucozơ, anđehit axetic

C glucozơ, đimetylaxetilen, anđehit axetilc

D vinylaxetilen, glucozơ, đimetylaxetilen

(Đề thi tuyển sinh đại học khối A, năm 2013)

Hướng dẫn giải:

Chọn B

A sai Vì axit C2H5COOH không phản ứng được với dung dịch AgNO3/NH3

C, D sai Vì đimetylaxetilen : CH3-C ≡ C- CH3 không có phản ứng trên vì không có nối ba đầu mạch

۞ Lời bình: Chất tạo được kết tủa với dung dịch AgNO3 /NH3 phải có 1 trong 2

điều kiện sau :

- Có chứa nhóm –CHO : khi đó sẽ tạo kết tủa Ag

(Đề thi THPT Quốc Gia năm 2016)

Đốt xenluzơ, tinh bột với cơng thức chung (C6H10O5)n thực chất là đốt C6H10O5

NX : Các chất đề cho đều cĩ số nguyên tử H gấp 2 lần số nguyên tử O nên đặt CTPT TB của 4 chất là : CnH2mOm

CnH2mOm + nO2 → nCO2 + mH2O

۞ Lời bình: Đây là một bài khá hay, phù hợp với xu thế trắc nghiệm nhanh Nếu

khơng dùng phương pháp quy đổi hoặc phương pháp trung bình thì sẽ rất khĩ để tìm ra được kết quả

II PHẢN ỨNG LÊN MEN GLUCOZƠ TẠO ANCOL ETYLIC

Glucozơ ⎯⎯⎯⎯⎯men rượu H%→2CO 2 + 2C 2 H 5 OH

Bài 1 Cho m gam glucozơ lên men thành ancol etylic (với H = 80%) Tồn bộ CO2 thu được hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2 dư tạo ra 25 gam kết tủa Giá trị của m là

- Trước tiên giải với H = 100%:

C6H12O6 → 2CO2 + 2C2H5OH

0,8

O = 2x mol Ca(HCO ) O

* Lưu ý: ta cần phân biệt được 2 kiểu bài toán lên men cơ bản:

(1) Lên men glucozơ để thu được ancol etylic (lên men rượu)

C6H12O6 ⎯⎯⎯⎯men ruou→ 2C2H5OH + 2CO2

(2) Lên men ancol etylic để sản xuất axit axetic (lên men giấm)

C2H5OH + O2 ⎯⎯⎯⎯men giam→CH3COOH + H2O

Bài 4 Từ 180 gam glucozơ, bằng phương pháp lên men rượu thu được a gam ancol etylic (H = 80%) Oxi hóa 0,1a gam ancol etylic bằng phương pháp lên men giấm thu được hỗn hợp X Để trung hòa hỗn hợp X cần 720 ml dung dịch NaOH 0,2M Hiệu suất quá trình lên men giấm là

 mancol = 92.0,8 = 73,6 g  nancol = 1,6 mol

- Trước tiên giải với H = 100%:

C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O

Mol 1,6 → 1,6

 mCH COOH3 = 1,6.60 = 96 gam

- Do H = 80% nên mCH COOH3 = 96.0,8 = 76,8 gam  chọn A

Bài 6 Tiến hành lên men giấm 460 ml ancol etylic 80 với hiệu suất bằng 30% Biết khối lượng riêng của ancol etylic nguyên chất bằng 0,8 g/ml và của nước bằng

1 g/ml Nồng độ phần trăm của axit axetic trong dung dịch thu được là

A 2,47% B 7,99% C 2,51% D 3,76%

(Đề thi tuyển sinh đại học khối B, năm 2013)

Hướng dẫn giải:

P 2 : Để tính được C% ta cần tính được mCH COOH3 và mdd sau pư

CH3CH2OH + O2 ⎯⎯→ CH3COOH + H2O

m thu được = 0,64.0,3.60 = 11,52 gam

mdd sau pư = 29,44 + 423,2 + 6,144 = 458,784 gam

458,784 = 2,51%  chọn C

Bài 7 Cho 5 kg glucozơ (chứa 20% tạp chất) lên men Biết rằng khối lượng ancol bị hao hụt là 10% và khối lượng riêng của ancol nguyên chất là 0,8 g/ml Thể tích dung dịch ancol 400 thu được là

Hướng dẫn giải:

nglu = 5000 80

22, 22

180 100= mol Trước tiên giải với H = 100%:

C6H12O6 ⎯⎯→men 2C2H5OH + 2CO2

- Trước tiên giải với H = 100%:

(C6H10O5)n → nC6H12O6 → 2nCO2 + 2nC2H5OH

P 2 :

* Cách 1:

- Trước tiên giải với H = 100%:

(C6H10O5)n → nC6H12O6 → 2nCO2 + 2nC2H5OH

Theo pt 162n kg 2n.46 kg

(đều có n nên coi n = 1)

Theo bài b → mancol = ?

(đều có n nên coi n = 1)

Theo bài mTB pư → mancol = ?

۞ Lời bình: Ta nên làm theo cách 1 lời giải sẽ dễ hiểu hơn

Bài tập minh họa

Bài 1 Thủy phân m gam tinh bột, sản phẩm thu được đem lên men để sản xuất ancol etylic Toàn bộ CO2 sinh ra cho qua dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 750 gam kết tủa Biết hiệu suất mỗi giai đoạn là 80% Giá trị của m là

- Trước tiên giải với H = 100%:

(C6H10O5)n → nC6H12O6 → 2nCO2 + 2nC2H5OH

* Nhớ lại cách tính hiệu suất của 2 loại phản ứng:

1 Phản ứng mà ban đầu chỉ có 1 chất, sản phẩm gồm nhều chất có dạng:

aA → bB + cC (a, b, c là các hệ số)

* Áp dụng cách tính hiệu suất theo chất tham gia ta có:

H lượng chất A phảnứng 100

lượngchất A ban đầu

 chất thiếu là A  H lượng chất A phảnứng 100

lượngchất A ban đầu

 chất thiếu là B  H lượng chất B phảnứng 100

lượngchất B ban đầu

Trang 20 - https://thi247.com/

Bài 5 Cho m gam tinh bột lên men thành ancol etylic với hiệu suất 81% Toàn

bộ CO2 sinh ra được hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)2, thu được 550 gam kết tủa và dung dịch X Đun kỹ dung dịch X lại thu thêm được 100 gam kết tủa nữa Giá trị của m là

- Trước tiên giải với H = 100%:

(C6H10O5)n → nC6H12O6 → 2nCO2 + 2nC2H5OH

C H OH

tinhb t

86488

56,25 = 1536 g

Bài 7 Ancol etylic được điều chế từ tinh bột bằng phương pháp lên men với hiệu suất toàn bộ quá trình là 90% Hấp thụ toàn bộ lượng CO2 sinh ra khi lên men m gam tinh bột vào nước vôi trong, thu được 330 gam kết tủa và dung dịch X Biết khối lượng X giảm đi so với khối lượng nước vôi trong ban đầu là 132 gam Giá trị của m là

- Trước tiên giải với H = 100%:

(C6H10O5)n + nH2O → 2C6H12O6 → 2nC2H5OH + 2nCO2

1 Glucozơ, 1 fructozơ,1 mantozơ ⎯⎯⎯⎯⎯→AgNO NH t3 / 3 ,0 2Ag

1 Glucozơ, 1 fructozơ, 1 mantozơ ⎯⎯⎯⎯⎯⎯Cu OH( ) / 2OH−,t0→Cu2O ↓ đỏ gạch

* Glucozơ, mantozơ bị oxi hóa bởi dung dịch Br2, dung dịch KMnO4 (làm mất màu dung dịch Br2, dung dịch KMnO4), fructozơ không có phản ứng này Viết gọn là RCHO

RCHO + H2O + Br2 → RCOOH + 2HBr

Bài tập minh họa

Bài 1 Chia m gam hỗn hợp A gồm (glucozơ và fructozơ) làm 2 phần bằng nhau

- Phần 1 tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3/NH3 thu được 6,48 gam Ag

- Phần 2 làm mất màu vừa đủ 20 gam nước Br2 16% Tính % khối lượng các chất trong A

Hướng dẫn giải:

n = 0,02 mol Viết gọn glucozơ ở dạng RCHO

RCHO + H2O + Br2 → RCOOH + 2HBr

Bài 3 Chia m gam hỗn hợp A gồm glucozơ và saccarozơ làm 2 phần bằng nhau:

- Phần 1 tác dụng với Cu(OH)2 dư, thấy khối lượng Cu(OH)2 tan bằng 2,45 gam

- Phần 2 tác dụng với nước Br2 vừa đủ thu được dung dịch B Để trung hòa vừa hết dung dịch B cần 120 ml dung dịch NaOH 1M Giá trị của m là

Phần 1: nhh A (mỗi phần) = 2 nCu(OH)2= 0,05 mol

Phần 2: Viết tắt glucozơ là R-CHO

RCHO + Br2 + H2O → RCOOH + 2HBr

Glucozơ axit gluconic

Xét glucozơ và fructozơ là đồng phân của nhau và có công thức chung là

C6H10O5, không bị thủy phân

2 Đisaccrit:

Xét saccarozơ và mantozơ là đồng phân của nhau và có CTPT C12H22O11: bị thủy phân cho hai monosaccarit

C12H22O11 + H2O ⎯⎯⎯H+,t0→C6H12O6 + C6H12O6

Saccarozơ glucozơ fructozơ

C12H22O11 + H2O ⎯⎯⎯H+,t0→2C6H12O6

Mantozơ glucozơ

* Saccarozơ không có phản ứng tráng gương, nhưng thủy phân saccarozơ trong môi trường H+ → 1 glucozơ + 1 fructozơ đều có phản ứng tráng gương Nếu có x mol saccarozơ thì sau phản ứng thủy phân sẽ thu được x mol glucozơ và x mol fructozơ Cho hỗn hợp sản phẩm này tham gia phản ứng tráng gương sẽ thu được 4x mol Ag kết tủa

C12H22O11 + H2O ⎯⎯⎯H+,t0→ C6H12O6 + C6H12O6

Saccarozơ glucozơ fructozơ

Mol x → x x

* 1 Mantozơ ⎯⎯⎯⎯⎯→AgNO NH t3 / 3 ,0 2Ag

Nhưng 1 Mantozơ (x mol) thủy phân trong môi trường H+ → 2 glucozơ

(C6H10O5)n +nH2O ⎯⎯⎯H+,t0→ nC6H12O6

Glucozơ

Tinh bột và xenlulozơ không có phản ứng tráng gương, nhưng thủy phân đến cùng đều thu được glucozơ Glucozơ lại có phản ứng tráng gương

Bài tập minh họa

Bài 1 Cho 315 gam hỗn hợp A gồm glucozơ và saccarozơ vào dung dịch H2SO4 loãng Sau phản ứng trung hòa H2SO4 dư bằng lượng vừa đủ dung dịch NaOH được dung dịch B Thêm nước Br2 vừa đủ vào dung dịch B thu được dung dịch D

Để trung hòa D cần vừa đúng 3,9 lít dung dịch NaOH 1M % khối lượng của glucozơ và saccarozơ trong A lần lượt là

Hướng dẫn giải:

Đặt nGlucozơ = x; nsaccarozơ = y mol  mA = 180x + 324y = 315 (I)

C12H22O11 + H2O ⎯⎯→H+ C6H12O6 + C6H12O6

Bài 2 Chia m gam hỗn hợp A gồm glucozơ và saccarozơ làm 2 phần bằng nhau:

- Phần 1 tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3/NH3 thu được 9,72 gam Ag

- Phần 2 tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, đung nóng đến phản ứng hoàn toàn, lấy sản phẩm hữu cơ thu được cho vào lượng dư dung dịch AgNO3/NH3 thu được 44,28 gam Ag Giá trị của m là

Hướng dẫn giải:

Đặt nGlucozơ = x; nsaccarozơ = y mol (trong mỗi phần)

* Phần 1: nAg = 0,09 ; nglucozơ = 1

2.nAg = 0,045 mol x = 0,045 (I)

* Phần 2: C12H22O11 + H2O ⎯⎯→H+ C6H12O6 + C6H12O6

Bài 4 Chia m gam hỗn hợp A gồm glucozơ và tinh bột làm 2 phần bằng nhau :

- Phần 1 cho vào lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 thu được 2,16 gam Ag

- Phần 2 tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, đun nóng đến phản ứng hoàn toàn Cho toàn bộ sản phẩm hữu cơ vào lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 thu được 6,48 gam Ag Giá trị của m là

Hướng dẫn giải:

- Đặt nglucozơ = x mol ; nTinh bột = y mol (trong mỗi phần)

- Phần 1 : chỉ có glucozơ phản ứng: nAg = 2x = 0,02  x = 0,01 mol

- Phần 2 : (C6H10O5)n + nH2O ⎯⎯→H+ nC6H12O6

mol y → ny

nglucozơ = 0,01 + ny

RCHO ⎯⎯⎯⎯→AgNO NH3 / 3 2Ag

mol 0,01 + ny → 2(0,01 + ny) = 0,06  ny = 0,02

Vậy mA = 2.(180.0,01 + 162.ny) = 10,08 gam  chọn A

Bài 5 Đốt cháy hoàn toàn 16,2 gam một cacbohiđrat X thu được 13,44 lít CO2 (đktc) và 9,0 gam nước

a Tìm CTĐGN của X và cho biết X thuộc loại cacbohiđrat nào?

b Đun 16,2 gam X trong dung dịch axit thu được dung dịch Y Cho Y tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3/NH3 thu được m gam Ag Giả sử hiệu suất của cả quá trình bằng 80% Tính m ?

 CTĐGN là C6H10O5  CTTN của X là (C6H10O5)n

 X là polisaccarit (tinh bột hoặc xenlulozơ)

b (C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 → 2n Ag ↓

Theo ptr 162n gam → 2n.108 gam

(đều có n nên coi n = 1)

Theo bài 16,2 gam → x = 16,2.2.108

Bài 7 Đun nóng 34,2 gam mantozơ trong dd chứa H2SO4 loãng Trung hòa dung dịch thu được sau phản ứng bằng dung dịch NaOH rồi cho tác dụng hoàn toàn với dung dịch AgNO3/NH3 dư, đun nóng thu được 37,8 gam Ag Hiệu suất phản ứng thủy phân mantozơ là

* Chú ý: Ta cần phân biệt được bài toán thủy phân hoàn toàn với bài toán thủy

phân không hoàn toàn Ở bài trên yêu cầu tính hiệu suất nên phản ứng thủy phân mantozơ thường sẽ không hoàn toàn Dung dịch sau phản ứng thủy phân gồm cả glucozơ và mantozơ còn dư Khi cho hỗn hợp này tham gia phản ứng tráng gương

thì cả glucozơ và mantozơ đều phản ứng

Hướng dẫn giải:

nmantozp bđ = 0,1; nAg = 0,35 mol Đặt nmantozơ pư thủy phân = x mol

C12H22O11 + H2O ⎯⎯⎯H+,t0→2C6H12O6 ⎯⎯⎯⎯→AgNO NH3 / 3 4Ag

(Đề thi tuyển sinh đại học khối B, năm 2012)

Hướng dẫn giải:

Do H = 60% nên nsaccarozơ pư = 0,01.0,6 = 0,006;

nmantozơ pư = 0,02.0,6 = 0,012 mol

C12H22O11 + H2O ⎯⎯⎯H+,t0→C6H12O6 + C6H12O6

Saccarozơ glucozơ fructozơ

nmantozơ dư = 0,02 – 0,02.0,6 = 0,008 mol

C6H12O6 ⎯⎯⎯⎯→AgNO NH3 / 3 2Ag

Mol 0,036 → 0,072

(C11H21O10-CHO) ⎯⎯⎯⎯→AgNO NH3 / 3 2Ag ↓

(saccarozơ dư không có phản ứng tráng gương)

Bài tập minh họa

Bài 1 Xenlulozơ trinitrat được điều chế từ xenlulozơ và axit HNO3 đặc có xúc tác H2SO4 đăc, nóng Để có 29,7 kg xenlulozơ trinitrat cần dùng dung dịch chứa m

kg axit HNO3 (hiệu suất 90%) Giá trị của m là

Bài 2 Khi đun nóng xenlulozơ trinitrat bị phân hủy nhanh tạo ra hỗn hợp khí gồm

CO, CO2, H2O, N2, H2 trong đó thể tích CO bằng thể tích CO2 Tính thể tích khí sinh ra ở 1500C và 1 atm khi phân hủy 1 gam xenlulozơ trinitrat?

n

Bài 3 Xenlulozơ trinitrat là chất dễ cháy và nổ mạnh, được điều chế từ xenlulozơ

và axit HNO3 Thể tích axit HNO3 63% (d = 1,52 g/ml) cần để sản xuất 594 gam xenlulozơ trinitrat nếu hiệu suất đạt 60% là

۞ Lời bình: Không ảnh hưởng đến kết quả tính toán, trong các phản ứng trên ta

có thể bỏ qua hệ số n (coi n = 1), khi đó lời giải sẽ ngắn gọn hơn

VII BÀI TẬP VỀ PHẢN ỨNG CỦA XENLULOZƠ VỚI ANHIĐRIT

AXETIC TẠO ESTE (xúc tác H2SO4 đặc)