BÀI 4: GIỚI THIỆU VỀ CARBOHYDRATE. SACCHAROSE VÀ FRUCTOSE

(15 CÂU)

1. NHẬN BIẾT (4 CÂU)

Câu 1: Nêu khái niệm của carbohydrate.

Trả lời:

Carbohydrate là hợp chất hữu cơ tạp chức, thường có công thức chung là C_n(H₂O)_m.

Câu 2: Glucose và fructose có những tính chất hoá học nào chung?

Trả lời:

Glucose và fructose đều có:

- Phản ứng với Cu(OH)₂ trong môi trường base ở nhiệt độ thường và khi đun nóng.

- Phản ứng với thuốc thử Tollens.

Câu 3: Viết phương trình hoá học minh hoạ phản ứng của fructose với thuốc thử Tollens và Cu(OH)₂ (trong môi trường kiềm, đun nóng).

Trả lời:

Phương trình hoá học:

CH₂OH-[CHOH]₃-CO-CH₂OH + 2[Ag(NH₃)₂]OH CH₂OH[CHOH]₄COONH₄ + 2Ag + 3NH₃ + H₂O

CH₂OH-[CHOH]₃-CO-CH₂OH + 2Cu(OH)₂ + NaOH CH₂OH[CHOH]₄COONa + Cu₂O + 3H₂O

Câu 4: Cho biết các ứng dụng của glucose và cho biết các ứng dụng đó dựa trên tính chất nào của chất này.

Trả lời:

- Glucose có khả năng tham gia phản ứng tráng gương (phản ứng với thuốc thử Tollens) nên được sử dụng để tráng gương, tráng ruột phích.

- Glucose có phản ứng lên men tạo ethanol nên được ứng dụng làm nguyên liệu sản xuất ethanol.

- Glucose có vị ngọt, dễ tan trong nước, có vai trò cung cấp năng lượng cho tế bào nên được ứng dụng làm thực phẩm và đồ uống.

- Glucose có thể hấp thụ trực tiếp vào máu để đi đến các mô và tế bào của cơ thể nên dung dịch glucose 5% được dùng làm dung dịch truyền tĩnh mạch.

2. THÔNG HIỂU (6 CÂU)

Câu 1: Điểm khác biệt cơ bản về cấu tạo của glucose và fructose là gì?

Trả lời:

Glucose là một aldohexose chứa nhóm aldehyde, trong khi fructose là một ketohexose chứa nhóm chức ketone.

Câu 2: Vì sao glucose lại quan trọng đối với cơ thể sống?

Trả lời:

Glucose quan trọng đối với cơ thể sống vì nó cung cấp năng lượng cho quá trình sinh hoá tế bào.

Câu 3: Một mẫu nước cam có khối lượng riêng 1,05 g/mL, chứa 2,5% fructose và 2,0% glucose về khối lượng. Tính khối lượng mỗi loại đường này trong 250 mL mẫu nước cam trên.

Trả lời:

- Khối lượng mẫu nước cam là: 250.1,05 = 262,5 (g)

- Khối lượng fructose là: 262,5.2,5% = 6,56 (g)

- Khối lượng glucose là: 262,5.2% = 5,25 (g)

Câu 4: Nêu một ứng dụng dựa trên phản ứng lên men rượu của glucose.

Trả lời:

Ethanol là sản phẩm chính trong phản ứng lên men rượu của glucose. Quá trình này được sử dụng trong việc sản xuất rượu vang, bia…

Câu 5: Methyl α – glucoside và methyl β – glucoside có tham gia phản ứng với thuốc thử Tollens không? Tại sao?

Trả lời:

Methyl α – glucoside và methyl β – glucoside không còn nhóm –OH hemiacetal nên khống có dạng mạch hở chứa nhóm aldehyde nên không phản ứng với thuốc thử Tollens.

Câu 6: Tại sao glucose lại được coi là nguồn năng lượng chính cho các tế bào trong cơ thể?

Trả lời:

Glucose là nguồn năng lượng chính cho các tế bào vì nó dễ dàng được chuyển hoá trong quá trình hô hấp tế bào để sản xuất ATP, một dạng năng lượng mà tế bào có thể sử dụng. Glucose có thể được phân giải nhanh chóng và hiệu quả trong các điều kiện khác nhau, cung cấp năng lượng cho các hoạt động cần thiết của cơ thể.

3. VẬN DỤNG (3 CÂU)

Câu 1: Trình bày ứng dụng của glucose trong lĩnh vực y tế và thể thao.

Trả lời:

- Trong y tế, glucose thường được dùng trong các dung dịch truyền để bổ sung năng lượng nhanh cho bệnh nhân.

- Trong thể thao, glucose thường được dùng để bổ sung năng lượng nhanh cho vận động viên, giúp họ phục hồi sức lực một cách nhanh chóng.

Câu 2: Một nhóm học sinh muốn thử nghiệm phản ứng tráng bạc lên kính bằng nguyên liệu đầu là glucose. Giả sử lớp bạc có diện tích là 100 cm² và độ dày là 0,5 μm. Biết rằng khối lượng riêng của bạc là 10,49 g/cm³ và khối lượng mol của glucose là 180 g/mol. Tính lượng glucose cần dùng với giải thiết hiệu suất phản ứng là 100%.

Trả lời:

Phương trình hoá học:

C₆H₁₂O₆ + 2[Ag(NH₃)₂]OH → CH₂OH[CHOH]₄COONH₄ + 2Ag + 3NH₃ + H₂O

Số mol Ag là: 100.0,5.10^-4. = 0,4856.10^-3 (mol)

Khối lượng glucose là: 0,4856.10^-3.180:2 = 0,044 gam

Câu 3: Một nhà máy sản xuất rượu vang sử dụng 500 kg nho cho một mẻ lên men. Tính khối lượng ethanol thu được. Giả thiết hiệu suất phản ứng lên men đạt 100%, trong mỗi kg nho chứa 200 g glucose.

Trả lời:

Khối lượng glucose có trong 500 kg nho là : 500.0,2=100 kg.

PTHH : C₆H₁₂O₆ 2C₂H₅OH + 2CO₂

Khối lượng ethanol là: 100.2.46:180 = 51 kg.

4. VẬN DỤNG CAO (2 CÂU)

Câu 1: Lên men m gam glucose với hiệu suất 90%, lượng khí CO₂ sinh ra hấp thụ hết vào 200ml dung dịch nước vôi trong, nồng độ 0,75M. Sau phản ứng thu được 7,5 gam kết tủa trắng và khối lượng dung dịch tăng so với khối lượng dung dịch nước vôi trong ban đầu. Tính m.

Trả lời:

PTHH: CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O (1)

2CO₂ + Ca(OH)₂ → Ca(HCO₃)₂ (2)

n_CaCO3 = 7,5:100 = 0,075 mol

n_{Ca(OH)2 (1)} = n_{Ca(OH)2 bđ} - n_{Ca(OH)2 (2)} = 0,2.0,75 – 0,075 = 0,075 mol

n_CO2 = 0,075 + 0,075.2 = 0,225 mol

mà C₆H₁₂O₆ → 2CO₂

n_{glucose thực tế} = 0,5.0,225:90% = 0,125 mol → m_{glucose thực tế} = 0,125.180 = 22,5 g

Câu 2: Cho glucose lên men rượu với hiệu suất 70%, hấp thụ toàn bộ sản phẩm khí thoát ra vào 2 lít dung dịch NaOH 0,5M (D = 1,05 g/ml) thu được dung dịch chứa hai muối với tổng nồng độ là 3,21%. Khối lượng glucose đã dùng là bao nhiêu?

Trả lời:

PTHH: C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ (1)

CO₂ + NaOH → NaHCO₃ (2)

CO₂ + 2NaOH → Na2CO₃ + H₂O (3)

Đặt n_NaHCO3 = a (mol); n_Na2CO3 = b (mol).

Theo phản ứng (2) và (3) thì tổng số mol NaOH: n_NaOH = a + 2b =1 (mol) (*)

m_muối = 84a + 106b (gam).

m_{ddNaOH ban đầu} = 2.103.1,05 = 2100 (g)

Theo phản ứng (2) và (3), n_CO2 = a + b ⇒ m_CO2 = 44(a + b) (gam).

m_{dd thu được} = 2100 + 44(a + b) (gam).

C% muối = (84a + 106b) : [2100 + 44(a + b)] = 3,21%

→ 82,5876a + 104,5876b = 67,41 (**)

Từ (*)(**), giải hệ phương trình ta đươc: a = 0,5 và b = 0,25.

n_CO2 = 0,5 + 0,25 = 0,75 (mol) nên n_glucose = 0,75 : 2 = 0,375 (mol).

H = 70% ⇒ m_{glucose đã dùng} = 0,375.180 :70% = 96,43 (gam).