Giải bài tập SGK Hóa 12 Nâng cao Bài 9: Luyện tập: Cấu trúc và tính chất của một số cacbohidrat tiêu biểu

Đốt cháy một hợp chất hữu cơ có 6 nguyên tử cacbon trong phân tử thu được hỗn hợp sản phẩm CO₂ và nước theo tỉ lệ mol 1:1. Hợp chất đó có thể là hợp chất nào trong các hợp chất dưới đây, biết rằng số mol oxi tiêu thụ bằng số mol CO₂ thu được?

a. Glucozơ C₆H₁₂O₆

B. Xiclohexanol C₆H₁₂O

C. Axit hexanoic C₅H₁₁COOH 

D. Hexanal

Phương pháp giải

Căn cứ vào 4 đáp án đặt công thức tổng quát của hợp chất hữu cơ cần tìm là C₆H₁₂O_n

Viết phương trình hóa học, dựa vào dữ kiện đề bài, suy ra n.

Hướng dẫn giải

Căn cứ vào 4 đáp án đặt công thức tổng quát của hợp chất hữu cơ cần tìm là C₆H₁₂O_n

C₆H₁₂O_n+(9−n/2)O₂ ⟶ 6CO₂ + 6H₂O

Theo đề bài số mol oxi tiêu thụ bằng số mol CO₂ nên ta có 9 − n/2 = 6

⇒ n = 6.

⇒ Chọn đáp án A.

Ghi Đ (đúng) hoặc S (sai) vào ô vuông ở cuối mỗi nội dung sau:

A. Có thể phân biệt glucozơ và fructozơ bằng vị giác.

B. Dung dịch mantozơ có tính khử vì đã bị thủy phân thành glucozơ.

C. Tinh bột và xenlulozơ không thể hiện tính khử vì trong phân tử hầu như không có nhóm -OH hemiaxetal tự do.

D. Tinh bột có phản ứng màu với iot vì có cấu trúc vòng xoắn.

Phương pháp giải

Để chọn đáp án đúng cần nắm rõ tính chất của các loại cacbohidrat.

Hướng dẫn giải

A. Có thể phân biệt glucozơ và fructozơ bằng vị giác.

⇒ Sai.

B. Dung dịch mantozơ có tính khử vì đã bị thủy phân thành glucozơ.

⇒ Sai.

C. Tinh bột và xenlulozơ không thể hiện tính khử vì trong phân tử hầu như không có nhóm -OH hemiaxetal tự do.

⇒ Đúng.

D. Tinh bột có phản ứng màu với iot vì có cấu trúc vòng xoắn. 

⇒ Đúng.

 Viết công thức phân tử và công thức cấu tạo thu gọn( ở dạng mạch hở và dạng mạch vòng) của glucozơ, fructozơ, saccarozơ, mantozơ, tinh bột và xenlulozơ (nếu có).

Phương pháp giải

Để chọn đáp án đúng cần nắm rõ tính chất của các loại cacbohidrat.

Hướng dẫn giải

Công thức phân tử và công thức cấu tạo thu gọn (ở dạng mạch hở và dạng mạch vòng) của glucozơ:

• Dạng mạch hở: C₆H₁₂O₆

CH₂OH-(CHOH)₄-CH=O

• Dạng mạch vòng:

 Công thức phân tử và công thức cấu tạo thu gọn( ở dạng mạch hở và dạng mạch vòng) của fructozơ

• Dạng mạch hở: C₆H₁₂O₆

CH₂OH-(CHOH)₃CO-CH₂OH

• Dạng mạch vòng:

Công thức phân tử và công thức cấu tạo thu gọn (ở dạng mạch hở và dạng mạch vòng) của saccarozơ

• C₁₂H₂₂O₁₁ (Không có dạng mạch hở)
• Dạng mạch vòng:

Công thức phân tử và công thức cấu tạo thu gọn (ở dạng mạch hở và dạng mạch vòng) của mantozơ

• Công thức phân tử: C₁₂H₂₂O₁₁
• Dạng mạch hở và mạch vòng:

Công thức phân tử và công thức cấu tạo thu gọn (ở dạng mạch hở và dạng mạch vòng) của tinh bột

• Công thức phân tử: (C₆H₁₀O₅)_n
• Công thức dạng vòng:

Công thức phân tử và công thức cấu tạo thu gọn( ở dạng mạch hở và dạng mạch vòng) của xenlulozơ 

• Công thức phân tử: (C₆H₁₀O₅)_n  [C₆H₇O₂(OH)₃]_n
• Dạng mạch hở:

Phần lớn glucozơ do cây xanh tổng hợp ra trong quá trình quang hợp là để tạo ra xenlulozơ. Biết rằng một cây bạch đàn 5 tuổi có khối lượng gỗ trung bình là 100 kg chứa 50% xenlulozơ.

a) Tính xem 1 ha rừng bạch đàn 5 tuổi mật độ 1 cây/20m² đã hấp thụ được bao nhiêu m³ CO₂ và giải phóng ra bao nhiêu m³ O₂ để tạo ra xenlulozơ. 

b) Nếu dùng toàn bộ gỗ từ 1 ha bạch đàn nói trên để sản xuất giấy (giả sử chứa 95% xenlulozơ và 5% phụ gia) thì sẽ thu được bao nhiêu tấn giấy. Biết rằng hiệu suất chung của quá trình là 80% tính theo lượng xenlulozơ ban đầu.

Phương pháp giải

a. Tính khối lượng xenlulozơ tổng hợp được, từ phương trình hóa học suy ra thể tích CO₂ và O₂.

b. Từ khối lượng xenlulozo, suy ra khối lượng giấy cần sản xuất.

Hướng dẫn giải

Câu a

1 ha = 10000 m², mật độ bạch đàn 20m²/cây, mỗi cây có 50 kg xenlulozơ nên tổng khối lượng xenlulozơ tổng hợp được là: \(50. \frac{10000}{20} = 25000 \ (kg)\)

Phản ứng quang hợp:

6nCO₂ + 5nH₂O → (C₆H₁₀O₅)_n + 6nO₂

V_CO2 =V_O2 = V m³

\(\Rightarrow V = \frac{25000 . 6 . 22,4n}{0,162n . 1000} = 20740,740 \ (m^3)\)

Câu b

Khối lượng giấy sản xuất từ 1 ha bạch đàn trên là: 

H% = \(\frac{25}{95}. 100 \approx 26,32\) (tấn)

Tính khối lượng ancol etylic thu được từ:

a. Một tấn ngô chứa 65% tinh bột, hiệu suất cả quá trình đạt 80%.

b. Một tấn mùn cưa chứa 50% xenlulozơ, hiệu suất cả quá trình đạt 70%.

Phương pháp giải

a. Viết sơ đồ điều chế ancol từ tinh bột, từ khối lượng tinh bột suy ra khối lượng etanol.

b. Từ khối lượng xenlulozo suy ra khối lượng etanol.

Hướng dẫn giải

Câu a

Sơ đồ điều chế etanol từ xenlulozơ:

(C₆H₁₀O₅)n → nC₆H₁₂O₆ → 2nC₂H₅OH

162n gam                                   92n gam

m_{tinh bột} = \(1. \frac{65}{100} = 0,65\) tấn = 650 kg

Khối lượng etanol thu được với hiệu suất 80% là:

\(650. \frac{92n}{162n} . \frac{80}{100} = 295,3 \ kg\)

Câu b

\(m_{xenlulozo} = \frac{50}{100}.1 = 0,5\)

Khối lượng etanol thu được với hiệu suất 70% là:

\(500. \frac{92n}{162n} . \frac{70}{100} = 198,8 \ kg\)