Bài tập về xenlulozơ trinitrat
1. Lí thuyết và phương pháp giải
1.1 Khái niệm
- Xenlulozơ là thành phần chính tạo nên lớp màng tế bào thực vật, là bộ khung của cây cối.
- Xenlulozơ có nhiều trong bông (95 – 98%) đay, gai, tre, nứa (50 – 80%), gỗ (40 -50%),...
1.2 Tính chất vật lí và hóa học
Tính chất vật lí:
- Xenlulozơ là chất rắn hình sợi, màu trắng, không mùi, không vị, không tan trong nước ngay cả khi đun nóng, tan trong dung môi hữu cơ thông thường như ete, benzen,...
-Cấu trúc phân tử : Xelulozơ (C6H10O5)n có phân tử khối rất lớn (khoảng 1.000.000 – 2.400.000)
- Xenlulozơ là một polime hợp thành từ các mắt xích β – glucozơ nối với nhau bởi các liên kết β – 1,4- glicozit, phân tử xenlulozơ không phân nhánh, không xoắn.
- Mỗi mắt xích C6H10O5 có 3 nhóm OH tự do, nên có thể viết công thức cấu tạo của xenlulozơ là [C6H7O2(OH)3]n.
Tính chất hóa học:
- Xenlulozơ không có tính khử; khi thủy hân xenlulozơ đến cùng thì thu được glucozơ. Mỗi mắt xích C6H10O5 có 3 nhóm OH tự do nên xenlulozơ có tính chất của ancol đa chức.
Phản ứng của polisaccarit
- Xenlulozơ thủy phân trong dung dịch axit nóng tạo ra glucozơ.
- Phản ứng thủy phân cũng xảy ra ở trong dạ dày động vật nhai lại (trâu, bò,...) nhờ enzim xenlulaza.
Phản ứng của ancol đa chức
- Xenlulozơ phản ứng với HNO3 đặc có H2SO4 đặc làm xúc tác cho xenlulozơ trinitrat:
- Xenlulozơ trinitrat là chất dễ cháy và nổ mạnh được dùng làm thuốc súng.
- Xenlulozơ tác dụng với anhiđrit axetic (CH3CO)2O sinh ra xenlulozơ triaxetat [C6H7O2(OH)3]n, là một loại chất dẻo dễ kéo thành tơ sợi.
- Sản phẩm của phản ứng giữa xenlulozơ với CS2 (cacbon đisunfua) và NaOH là một dung dịch rất nhớt gọi là visco. Khi bơm dung dịch nhớt này qua những lỗ rất nhỏ (đường kính 0,1 mm) ngâm trong dung dịch H2SO4 loãng, xenlulozơ được giải phóng ra dưới dạng những sợi dài và mảnh, óng mượt như tơ, gọi là tơ visco.
- Xenlulozơ không phản ứng với Cu(OH)2, nhưng tan được trong dung dịch [Cu(NH3)4](OH)2.
1.3 Phương pháp giải
- Viết PTHH, tính số mol
- Vận dụng các kiến thức đã học như: bảo toàn khối lượng, công thức tính phần trăm,...
- Tính toán theo yêu cầu của đề bài
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Để sản xuất ra 1 tấn xenlulozơ trinitrat cần a kg xenlulozơ và b kg axit nitric. Biết sự hao hụt trong sản xuất là 12%. Giá trị của a và b lần lượt là?
A. 619,8 kg và 723 kg
B. 723 kg và 619,8 kg
C. 724 kg và 619,8 kg
D. Tất cả đều sai
Đáp án: A. 619,8 kg và 723 kg
Ví dụ 2: Thể tích của dung dịch axit nitric 63% cần vừa đủ để sản xuất được 59,4 kg xenlulozơ trinitrat (hiệu suất 80%) là?
A. 42,34 lít
B. 53,57 lít
C. 42,43 lít
D. 22,4 lít
Đáp án: B. 53,57 lít
3. Bài tập vận dụng
Bài 1: Một loại mùn cưa chứa 60% xenlulozơ được dùng làm nguyên liệu sản xuất ancol etylic. Nếu dùng 1 tấn mùn cưa trên có thể sản xuất được bao nhiêu lít cồn 70o ? (biết hiệu suất của quá trình là 70%, khối lượng riêng của ancol etylic nguyên chất là 0,8 g/ml)
A. 298,125 lít
B. 425,926 lít
C. 542,734 lít
D. 365,675 lít
Đáp án: B. 425,926 lít
[C6H10O5]n → 2nC2H5OH
mxenlulozo = 1000.60% = 600kg
mC2H5OH lí thuyết = 
.600 = 340,741kg
Mà H = 70% nên mC2H5OH thực tế = mC2H5OH lí thuyết × H = 340,741 × 0,7 = 238,519 kg.
Mà dC2H5OH = 0,8 g/ml = 0,8 kg/l.
VC2H5OH = mC2H5OH : dC2H5OH = 238,519 : 0,8 = 298,148 lít.
Ta có cồn 70o nên Vcồn = VC2H5OH : 0,7 = 298,148 : 0,7 = 425,926 lít.
Bài 2: Người ta có thể điều chế cao su Buna từ Xenlulozơ theo sơ đồ sau:
Xenlulozơ -35%→ Glucozơ -80%→ C2H5OH -60%→ Buta – 1,3 – đien -TH(100%)→ Cao su Buna
Khối lượng xenlulozơ cần để sản xuất 1 tấn cao su Buna là
A. 25,625 tấn
B. 37,875 tấn
C. 5,806 tấn
D. 17,857 tấn
Đáp án: D. 17,857 tấn
Hchung = 35%. 80%. 60% = 16,8%
(C6H10O5)n -16,8%→ (C4H6)n
162n → 54n ( tấn)
H = 16,8% ⇒ mxenlulozo = 1. 
: 16,8% = 17,857 tấn
Bài 3: Từ 1,0 tấn mùn cưa chứa 50% xenlulozơ điều chế được bao nhiêu kg etanol. Biết hiệu suất của mỗi quá trình thủy phân xenlulozơ và lên men glucozơ đều đạt 80%.
A. 181,73
B. 227,16
C. 283,95
D. 363,46
Đáp án: A. 181,73
[C6H10O5]n → 2nC2H5OH
1 tấn mùn cưa chứa 50% xenlulozơ nên mxenlulozơ = mmùn cưa × 50% = 1000 × 50% = 500 kg.
Theo phương trình mC2H5OH lý thuyết = 
.500 = 283,95 kg
Ta có Hquá trình = H1 × H2 = 80% × 80% = 64%.
mC2H5OH thực tế = mC2H5OH lý thuyết × H = 283,95 × 64% = 181,73 kg.
Bài 4: Một loại mùn cưa chứa 60% xenlulozơ được dùng làm nguyên liệu sản xuất ancol etylic. Nếu dùng 1 tấn mùn cưa trên có thể sản xuất được bao nhiêu lít cồn 70o ? (biết hiệu suất của quá trình là 70%, khối lượng riêng của ancol etylic nguyên chất là 0,8 g/ml).
A. 298,125 lít.
B. 542,734 lít
C. 425,926 lít
D. 365,675 lít
Đáp án: C. 425,926 lít
(C6H10O5)n → nC6H12O6 → 2nC2H5OH
mxenlulozo = 1 . 60% = 0,6 tấn = 600kg
H = 70% ⇒ mC2H5OH = 600. .70% = 238,518 kg
VC2H5OH = 238,518 : 0,8 = 298,148 lít
⇒ Vrượu nguyên chất = 298,148 : 0,7 = 425,926 lít
Bài 5: Thực hiện phản ứng điều chế tơ axetat từ xenlulozơ (tỷ lệ mắt xích xenlulozơ triaxetat và xenlulozơ điaxetat trong hỗn hợp là 1 : 1). Biết rằng cứ 162 gam xenlulozơ người ta điều chế được 213,6 gam tơ axetat. Vậy hiệu suất chuyển hóa là:
A. 70%
B. 85%
C. 75%
D. 80%
Đáp án: D. 80%
[C6H7O2(OH)3]n → 1[C6H7O2(OCOCH3)3]n (X1)
[C6H7O2(OH)3]n → 1[C6H7O2(OCOCH3)2(OH)]n (X2)
∑nxenlulozo lý thuyết = nX1 + nX2 = 
mol
nxenlulozo thực tế = 
Bài 6: Xenlulozo trinitrat là chất dễ cháy và nổ mạnh, được điều chế từ xenlulozo và acid nitric. Tính thể tích acid nitric 99,67% (có khối lượng riêng 1,52g/ml) cần để sản xuất 59,4 kg xenlulozo trinitrat (H = 90%)
A. 36,5 lít
B. 11,28 lít
C. 7,86 lít
D. 27,72 lít
Đáp án: D. 27,72 lít
Ta có phản ứng:
[C6H7O2(OH)3]n (162) + 3nHNO3 (3.63) → [C6H7O2(ONO2)3]n (297) + 3nH2O
Với H = 90%, ta có: mHNO3 nguyên chất = 42 kg
Bài 7: 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
Đáp án: C. 2,20 tấn
Ta có phản ứng:
[C6H7O2(OH)3]n (162) + 3nHNO3 (3.63) → [C6H7O2(ONO2)3]n (297) + 3nH2O
Vậy 
Xem thêm các dạng bài tập Hóa học hay khác:
30 Bài tập về phân loại oxit (2024) có đáp án
30 Bài tập về phân loại muối (2024) có đáp án
40 Bài tập về kim loại (2024) có đáp án
20 Bài tập về phản ứng thủy phân xenlulozo (2024) có đáp án
20 Bài tập về phản ứng thủy phân tinh bột (2024) có đáp án
