Bài tập về Glucozơ

Kiến thức cần nhớ

Glucozơ

I. Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên

- Glucozơ là chất rắn, tinh thể không màu, dễ tan trong nước, có vị ngọt nhưng không ngọt bằng đường mía.

- Glucozơ có trong hầu hết các bộ phận của cây như lá, hoa, rễ,... và nhất là trong quả chín. Đặc biệt glucozơ có nhiều trong quả nho chín nên còn được gọi là đường nho.

Quả nho chín chứa nhiều glucozơ

- Trong mật ong có nhiều glucozơ (khoảng 30%). Glucozơ cũng có trong cơ thể người và động vật. Trong máu người có một lượng nhỏ glucozơ, hầu như không đổi (khoảng 0,1 %).

II. Cấu tạo phân tử

Glucozơ có công thức phân tử là C₆H₁₂O₆. Để xác định cấu tạo của glucozơ người ta căn cứ vào các thí nghiệm sau:

- Glucozơ có phản ứng tráng bạc, khi tác dụng với nước brom tạo thành axit gluconic, chứng tỏ trong phân tử có nhóm CH=O.
- Glucozơ tác dụng với Cu(OH)₂ tạo thành dung dịch màu xanh lam, chứng tỏ phân tử glucozơ có nhiều nhóm OH ở vị trí kề nhau.
- Glucozơ tạo este chứa 5 gốc CH₃COO, vậy trong phân tử có 5 nhóm OH.                                                                                       

- Khử hoàn toàn glucozơ thì thu được hexan. Vậy 6 nguyên tử C của phân tử glucozơ tạo thành một mạch không nhánh.
⇒ Glucozơ là hợp chất tạp chức, ở dạng mạch hở phân tử có cấu tạo của anđehit và ancol 5 chức. Công thức cấu tạo dạng mạch hở như sau:

CH₂OH–CHOH–CHOH–CHOH–CHOH–CH=O

 Hoặc viết gọn là: CH₂OH[CHOH]₄CHO

- Trong thực tế, glucozơ tồn tại chủ yếu ở hai dạng mạch vòng: α – glucozơ và β – glucozơ.

III. Tính chất hóa học

Glucozơ có các tính chất của anđehit đơn chức và ancol đa chức (poli ancol).

1. Tính chất của ancol đa chức

a. Tác dụng với Cu(OH)₂

      Ở nhiệt độ thường, dung dịch glucozơ hòa tan Cu(OH)₂ cho dung dịch phức đồng- glucozơ có màu xanh lam:

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

                                                phức đồng - glucozơ

→ Phản ứng này chứng minh glucozơ có nhiều nhóm OH ở vị trí kề nhau.

Phức đồng - glucozơ

b. Phản ứng tạo este

- Glucozơ có thể tạo este chứa 5 gốc axit axetic trong phân tử khi tham gia phản ứng với anhiđrit axetic, có mặt piriđin.

CH₂OH(CHOH)₄CHO + 5(CH₃CO)₂O → CH₃COOCH₂(CHOOCCH₃)₄CHO + 5CH₃COOH

→ Phản ứng này dùng để chứng minh trong phân tử glucozơ có 5 nhóm OH.

2. Tính chất của anđehit

a. Oxi hóa glucozơ bằng dung dịch AgNO₃/ NH₃ (phản ứng tráng bạc).

- Dung dịch AgNO₃ trong NH₃ có thể oxi hóa glucozơ tạo thành muối amoni gluconat và bạc kim loại:

HOCH₂[CHOH]₄CHO + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O $\stackrel{t^o}{\to }$  HOCH₂[CHOH]₄COONH₄ + 2Ag↓ + 2NH₄NO₃

Phản ứng tráng gương của glucozơ

b. Oxi hóa glucozơ bằng Cu(OH)₂

- Trong môi trường kiềm, Cu(OH)₂ oxi hoá glucozơ tạo thành muối natri gluconat, đồng(I) oxit và nước.

CH₂OH[CHOH]₄CHO + 2Cu(OH)₂   + NaOH $\stackrel{t^o}{\to }$  CH₂OH[CHOH]₄COONa + Cu₂O _{(↓ đỏ gạch)} + 3H₂O

- Chú ý: Glucozơ có thể làm mất màu dung dịch brom:

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

c. Khử glucozơ bằng hiđro

- Khi dẫn khí hiđro vào dung dịch glucozơ đun nóng (xúc tác Ni), thu được một poliancol có tên là sobitol:

CH₂OH[CHOH]₄CHO  +  H₂  $\stackrel{Ni,t^o}{\to }$  CH₂OH[CHOH]₄CH₂OH   

                                                                                           Sobitol

3. Phản ứng lên men

Khi có enzim xúc tác, glucozơ trong dung dịch bị lên men cho ancol etylic và khí cacbonic :

                                     C₆H₁₂O₆  $\stackrel{enzim,30-{35}^{o}C}{\to }$  2C₂H₅OH  + 2CO₂↑

IV. Điều chế, ứng dụng

1. Điều chế

Trong công nghiệp, glucozơ được điều chế bằng cách thủy phân tinh bột với xúc tác là HCl loãng hoặc enzim.

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

Ngoài ra cũng thủy phân xenlulozơ (trong vỏ bào, mùn cưa, … nhờ xúc tác HCl đặc) thành glucozơ để làm nguyên liệu sản xuất ancol etylic.

2. Ứng dụng

- Glucozơ là chất dinh dưỡng và được dùng làm thuốc tăng lực cho người già, trẻ em và người ốm.

- Trong công nghiệp. glucozơ được chuyển hóa từ saccarozơ để tráng gương, tráng ruột phích và là sản phẩm trung gian trong sản xuất ancol etylic từ các nguyên liệu có tinh bột và xenlulozơ.

Fructozơ

 - Một trong các đồng phân của glucozơ có nhiều ứng dụng là fructozơ.

- Fructozơ có công thức cấu tạo dạng mạch hở là:

 CH₂OH - CHOH - CHOH - CHOH - CO - CH₂OH.

a. Tính chất vật lí

- Fructozơ là chất rắn kết tinh, dễ tan trong nước, có vị ngọt hơn đường mía, có nhiều trong quả ngọt như dứa, xoài …

- Đặc biệt trong mật ong có tới 40% fructozơ làm cho mật ong có vị ngọt sắc.

b. Tính chất hóa học

- Tương tự glucozơ, fructozơ tác dụng với Cu(OH)₂ cho dung dịch phức màu xanh lam (tính chất của ancol đa chức); cộng H₂ cho poliancol (tính chất của nhóm cacbonyl).

- Tương tự glucozơ, fructozơ bị oxi hóa bởi dung dịch AgNO₃/ NH₃ và bởi Cu(OH)₂ trong môi trường kiểm.

- Trong môi trường trung tính hoặc axit, fructozơ không thể hiện tính khử của anđehit, nhưng trong môi trường kiềm, fructozơ lại có tính chất này do có sự chuyển hóa giữa glucozơ và fructozơ.

Fructozơ  $\stackrel{{}^{OH-}}{\rightleftarrows }$  Glucozơ

  * Chú ý: Fructozơ không phản ứng được với dung dịch nước brom và không có phản ứng lên men

Các dạng bài tập về Glucozơ

Dạng 1: Lý thuyết về cacbohidrat và mono saccarit.

Dạng 2: Phản ứng tráng bạc của mono saccarit.

Phương pháp giải

Glucozo, fructozo có thể chuyển hóa lẫn nhau trong môi trường kiềm

=> Glucozo, fructozo đều tác dụng được với AgNO₃/NH₃

Ta có phương trình phản ứng

RCHO + 2AgNO₃ + 3NH₃ → RCOONH₄ + 2Ag + 2NH₄NO₃

Dạng 3: Phản ứng lên men của glucozo

Dạng 4: Phản ứng đốt cháy và hidro hóa monosaccarit

Bài tập tự luyện

Câu 1: Có mấy loại cacbohiđrat quan trọng ?

A. 1 loại.                     

B. 2 loại.

C. 3 loại.                     

D. 4 loại.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Có tất cả 3 loại cacbohidrat quan trọng: Monosaccarit, disaccarit, polisaccarit.

Đáp án C

Câu 2: Mô tả nào dưới đây không đúng với glucozơ ?

A. Chất rắn, màu trắng, tan trong nước, có vị ngọt.

B. Có mặt trong hầu hết các bộ phận của cây và trong quả chín.

C. Còn có tên là đường nho.

D. Có 0,1% trong máu người.

Hướng dẫn giải chi tiết:

A sai, glucozo là chất rắn không màu, tan trong nước, có vị ngọt.

Đáp án A

Câu 3: Tính chất của glucozơ là : kết tinh (1), có vị ngọt (2), ít tan trong nước (3), thể hiện tính chất của poliancol (4), thể hiện tính chất của axit (5), thể hiện tính chất của anđehit (6), thể hiện tính chất của ete (7). Những tính chất đúng là :

A. (1), (2), (4), (6).

B. (1), (2), (3), (7).

C. (3), (5), (6), (7).

D. (1), (2), (5), (6).

Hướng dẫn giải chi tiết:

(3) sai, glucozo tan tốt trong nước

(5) sai, glucozo không có nhóm chức axit, nên không thể hiện tính chất của axit.

Đáp án A

Câu 4: Công thức nào sau đây là của fructozơ ở dạng mạch hở ?

A. CH₂OH–(CHOH)₃–COCH₂OH.

B. CH₂OH–(CHOH)₂–CO–CHOH–CH₂OH.

C. CH₂OH–(CHOH)₄–CHO.

D. CH₂OH–CO–CHOH–CO–CHOH–CHOH.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Fructozo có công thức phân tử ở dạng mạch hở là: CH₂OH–(CHOH)₃–COCH₂OH.

Đáp án A.

Câu 5: Đun nóng 250 gam dung dịch glucozơ với dung dịch AgNO₃ /NH₃ thu được 15 gam Ag, nồng độ của dung dịch glucozơ là :

A. 5%.

B. 10%.

C. 15%.           

D. 30%.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ta có phương trình phản ứng:

CH₂OH[CHOH]₄CHO+2AgNO₃+3NH₃ + H₂O → CH₂OH[CHOH]₄COONH₄+2Ag + 2NH₄NO₃ (1)

=> n Glucozo = ½ n Ag = ½ . (15: 108) = 5/72 (mol)

=> m Glucozo = 5/72 * 180 = 12,5 gam

Nồng độ phần trăm của dung dịch glucozo là:

C% = (12.5 : 250) . 100% = 5%

Đáp án A.

Câu 6: Hỗn hợp m gam gồm glucozo và Fructozo tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO₃/NH₃ tạo ra 4,32 gam Ag. Cũng m gam hỗn hợp này tác dụng vừa hết với 0,8 gam Br₂ trong dung dịch nước. hãy tính số mol của glucozo và fructozo trong hỗn hợp ban đầu.

Hướng dẫn giải chi tiết:

CH₂OH[CHOH]₄CHO +2AgNO₃ +3NH₃+H₂O → CH₂OH[CHOH]₄COONH₄ + 2Ag + 2NH₄NO₃ (1)

n Ag = 4,32 : 108 = 0,04 (mol)

n Glucozo + n Fructozo = ½ n Ag = 0,04 : 2 = 0,02 (mol)

Khi cho hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch Brom, chỉ có glucozo tham gia phản ứng

=> Ta có phương trình:

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

=> n Glucozo = n Br2 = 0,8 : 160 = 0,005 (mol)

=> n Fructozo = 0,02 – 0,005 = 0,015 (mol)

Câu 7: Cho 2,5 kg glucozơ chứa 20% tạp chất lên men thành ancol etylic. Tính thể tích ancol etylic 40^o thu được biết ancol etylic có khối lượng riêng là 0,8 g/ml và quá trình chế biến anol etylic hao hụt 10%.

A. 3194,4 ml.

B. 27850 ml.

C. 2875 ml.

D. 23000 ml.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ta có phương trình phản ứng:

C₆H₁₂O₆$\stackrel{le\hat{a}nmenr\ddot{o}\hat{o}\ddot{i}u}{\to }$2C₂H₅OH+2CO₂(1)

Theo (1) và giả thiết ta có:

m Glucozo = 2,5 * 1000 * (100% - 20%) = 2000 gam

n Glucozo = 2000 : 180 = 100/9 (mol)

(1) n C₂H₅OH = 2 nGlucozo = 2 * 100/9 = 200/9 (mol)

Mặt khác, trong quá trình phản ứng, C₂H₅OH đã bị hao hụt 10%

=> n C₂H₅OH thực thế thu được là: 200/9 * (100% - 10%) = 20 (mol)

=> m C₂H₅OH = 20 * 46 = 920 gam

V C₂H₅OH nguyên chất là: 920 : 0,8 = 1150 ml

Thể tích dung dịch C₂H₅OH 40^o thu được là :

1150 : 40 * 100 = 2875 ml

Đáp án B.

Câu 8: Lên men m gam glucozơ với hiệu suất 90%, lượng khí CO₂ sinh ra hấp thụ hết vào dung dịch nước vôi trong, thu được 10 gam kết tủa. Khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm 3,4 gam so với khối lượng dung dịch nước vôi trong ban đầu. Giá trị của m là :

A. 20,0.

B. 30,0.

C. 13,5.

D. 15,0.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ta có phương trình phản ứng:

C₆H₁₂O₆   $\stackrel{xt,t^0}{\to }$   2C₂H₅OH + 2CO₂ (1)

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O (2)

2CO₂ + Ca(OH)₂ → Ca(HCO₃)₂   (3)

Ta có:

m dd giảm = m CaCO₃ – m CO₂

=> m CO₂  = 10 – 3,4 = 6,6 gam

=> n CO₂ = 6,6 : 44 = 0,15 mol

Từ (1) => n C₆H₁₂O₆ = ½ n CO₂ = 0,075 mol

Vì hiệu suất phản ứng lên men là 90% nên lượng glucozo cần dùng là:

0,075 : 90 . 100 = 1/12 (mol)

=> m Glucozo = ½ .180 = 15 gam

Đáp án D.

Câu 9: Lượng glucozơ cần dùng để tạo ra 1,82 gam sobitol với hiệu suất 80% là :

A. 2,25 gam.

B. 1,80 gam.

C. 1,82 gam.

D. 1,44 gam.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ta có phương trình phản ứng:

CH₂OH[CHOH]₄CHO+H₂ $\stackrel{Ni,t^o}{\to }$CH₂OH[CHOH]₄CH₂OH (1)

mol:        0,01                                                    0,01

      Theo (1) và giả thiết ta có :

n Glucozo = n Sobitol = 0,01 mol

      Vì hiệu suất phản ứng là 80%

=> n Glucozo cần dùng = 0,01 : 80 . 100 = 0,0125 (mol)

=> m Glucozo cần dùng = 0,0125 . 180 = 2,25 gam.

Đáp án A.

Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn 0,855 gam một chất đường X thì thu được 1,32 gam CO₂ và 0,495 gam H₂O. Phân tử khối của đường trên gấp 1,9 lần phân tử khối glucozo. Tìm công thức của đường X.

Hướng dẫn giải chi tiết:

n CO₂ = 1,32 : 44 = 0,03 (mol)

=> n C trong X = n CO₂ = 0,03 mol

n H₂O = 0,495 : 18 = 0,0275 (mol)

=> n H trong X = 2 . n H₂O = 0,0275 * 2 = 0,55 mol

Khối lượng mol của đường X là: 1,9 .180 = 342

Gọi công thức phân tử của X là: C_xH_yO_z

n X = 0,855 : 342 = 0,0025 (mol)

=> x = n CO₂ : n X = 0,03 : 0,0025 = 12

=> y = n H : n X = 0,55 : 0,0025 = 22

=> z = (342 – 12 .12 – 22) : 16 = 11

Vậy công thức phân tử của X là: C₁₂H₂₂O₁₁

Xem thêm các dạng câu hỏi và bài tập liên quan khác:

70 Bài tập Nhôm và hợp chất của nhôm (2024) có đáp án chi tiết nhất

70 Bài tập sắt và hợp chất của sắt (2024) có đáp án (chi tiết nhất)

70 Bài tập về Crom và hợp chất của Crom (2024) có đáp án chi tiết nhất

70 Bài tập về Kim loại kiềm thổ (2024) có đáp án chi tiết nhất

70 Bài tập về Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm (2024) có đáp án chi tiết nhất