Sách bài tập Hóa 12 Bài 3 (Chân trời sáng tạo): Glucose và fructose

Giải SBT Hóa 12 Bài 3: Glucose và fructose

Câu 3.1 trang 27 Sách bài tập Hóa học 12: Chất nào sau đây không thuộc nhóm hợp chất carbohydrate?

A. Tinh bột.

B. Glucosamine.

C. Fructose.

D. Glucose.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Tinh bột, glucose, fructose là các hợp chất carbohydrate.

Vậy glucosamine không là hợp chất carbohydrate.

Câu 3.2 trang 27 Sách bài tập Hóa học 12: Phát biểu nào sau đây không đúng về glucose và fructose?

A. Chúng đều có công thức phân tử C₆H₁₂O₆.

B. Chúng đều là các hợp chất carbohydrate.

C. Chúng đều là các monoaccharide.

D. Chúng có tính chất hóa học tương tự nhau.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Ví dụ: Glucose làm mất màu dung dịch bromine còn fructose thì không

Câu 3.3 trang 27 Sách bài tập Hóa học 12: Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào không đúng?

A. Glucose và fructose là hai đồng phân cấu tạo.

B. Saccharose và maltose là hai đồng phân cấu tạo.

C. Tinh bột và cellulose là hai đồng phân cấu tạo.

D. Glucose, fructose, saccharose, maltose, tinh bột, cellulose đều là carbohydrate

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Tinh bột và cellulose cùng có công thức tổng quát dạng: (C₆H₁₀O₅)_n.

Tuy nhiên hệ số n của tinh bột và cellulose là khác nhau nên chúng không phải là đồng phân của nhau.

Câu 3.4 trang 27 Sách bài tập Hóa học 12: Carbohydrate nào sau đây là thành phần chính của mật ong?

A. Glucose.

B. Maltose.

C. Saccharose.

D. Fructose.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Fructose là thành phần chính của mật ong

Câu 3.5 trang 27 Sách bài tập Hóa học 12: Cho các phát biểu sau về glucose và fructose:

(1) Glucose và fructose là hai đồng phân lập thể.

(2) Fructose còn được gọi là đường trái cây và là carbohydrate tự nhiên có vị ngọt nhất.

(3) Glucose là carbohydrate mà có thể sử dụng làm nhiên liệu.

(4) Người mắc bệnh đái tháo đường có lượng glucose trong máu cao hơn mức bình thường.

Số phát biểu đúng là

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Các phát biểu (2), (3), (4) đúng.

Phát biểu (1) sai vì glucose và fructose là hai đồng phân cấu tạo.

Câu 3.6 trang 28 Sách bài tập Hóa học 12: Hormone nào sau đây làm giảm lượng glucose trong máu?

A. Adrenaline.

B. Thyroxine.

C. Insuline.

D. Oxytocine.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Insuline làm giảm lượng đường trong máu.

Câu 3.7 trang 28 Sách bài tập Hóa học 12: Tuyến nội tiết nào sau đây giữ cho nồng độ glucose trong máu ổn định?

A. Tuyến yên.

B. Tuyến tụy.

C. Tuyến thượng thận.

D. Tuyến giáp.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Tuyến tụy giữ cho nồng độ glucose trong máu ổn định.

Câu 3.8 trang 28 Sách bài tập Hóa học 12: Nồng độ glucose trong máu là 6 mmol/L có nghĩa 1 dL máu chứa bao nhiêu mg glucose?

A. 1080,0.

B. 108,0.

C. 10800,0.

D. 10,8.

Lời giải:Đáp án đúng là: B

Đáp án đúng là: B

Với glucose, ta có 1 mmol/L = 180 mg/L = 18 mg/dL.

Quy đổi từ 6 mmol/ L sang mg/dL: 6 × 18 = 108 mg/dL.

Câu 3.9 trang 28 Sách bài tập Hóa học 12: Đồ thị sau đây biểu diễn sự thay đổi về lượng glucose trong máu của một người sử dụng đồ uống có đường sau 8 giờ nhịn ăn.

Khi sử dụng đồ uống có đường, nồng độ glucose trong máu tăng cao nhất sau khi

A. sử dụng khoảng 20 phút.

B. sử dụng khoảng 2 giờ.

C. sử dụng khoảng 50 phút

D. sử dụng khoảng 3 giờ.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Dựa trên đồ thị ta thấy: Khi sử dụng đồ uống có đường, nồng độ glucose trong máu tăng cao nhất sau khi sử dụng khoảng 50 phút.

Câu 3.10 trang 29 Sách bài tập Hóa học 12: Đồ thị sau đây biểu diễn sự thay đổi về lượng glucose trong máu của một người sử dụng đồ uống có đường sau 8 giờ nhịn ăn.

Chỉ số đường huyết của một người lúc đói được đo khi chưa ăn hay uống bất kì loại thực phẩm nào ít nhất trong 8 giờ. Khi chỉ số đường huyết lúc đói đạt dưới 100 mg/dL thì bình thường, từ 126 mg/dL trở lên thì có khả năng mắc bệnh đái tháo đường. Lúc này cần tiếp tục kiểm tra đường huyết bằng thử nghiệm dung nạp glucose qua đường uống. Sau 2 giờ, nhân viên y tế sẽ lấy máu để xét nghiệm tiếp. Nếu đường huyết dưới 140 mg/dL thì bình thường, từ 140 đến 199 mg/dL bị tiền đái tháo đường và từ 200 mg/dL trở lên là bị đái tháo đường.

Biểu diễn tại đồ thị đã cho theo mg/dL glucose. Dựa vào đồ thị biểu diễn đường huyết này, em hãy cho biết tình trạng sức khỏe người được khảo sát trên đồ thị.

Lời giải:

Với glucose, ta có 1 mmol/L = 180 mg/L = 18 mg/dL nên đồ thị đã cho có thể biểu diễn lại theo mg/dL như sau:

Trên đồ thị, chỉ số đường huyết lúc đói của người này khoảng 83 mg/dL, đạt dưới 100 mg/dL nên có tình trạng đường huyết của người bình thường. Ngoài ra, sau khi thử nghiệm dung nạp glucose được 2 giờ, người này có đường huyết khoảng 90 mg/dL, đạt dưới 140 mg/dL, cho thấy đây là người khỏe mạnh, không có dấu hiệu liên quan đến bệnh đái tháo đường.

Lưu ý: Nếu một người có chỉ số đường huyết dưới 70 mg/dL (tương đương khoảng 3,9 mmol/L) được đánh giá là hạ đường huyết.

Câu 3.11 trang 29 Sách bài tập Hóa học 12: Trong một thử nghiệm y tế để đo khả năng dung nạp carbohydrate của cơ thể người, một người trưởng thành được cho uống dung dịch glucose 20%. Đối với một trẻ nhỏ, nồng độ glucose phải được giảm xuống còn 10%. Cần dùng bao nhiêu gam dung dịch glucose 20% và bao nhiêu gam nước để pha được 8 g dung dịch glucose 10%?

Lời giải:

Xem nước là dung dịch glucose 0%.

Vậy m_nước = m_{dung dịch glucose 20%} = 4 gam.

Câu 3.12 trang 29 Sách bài tập Hóa học 12: Chỉ số đường huyết của bạn Thành và bạn Nhân được đo 3 lần trong một tuần. Kết quả được ghi nhận ở bảng sau:

a) Chỉ số đường huyết trung bình của mỗi bạn là bao nhiêu?

b) Độ lệch chuẩn cho mỗi kết quả là bao nhiêu?

c) Bạn nào có kết quả đường huyết tốt hơn? Giải thích?

Lời giải:

a) Chỉ số đường huyết trung bình của bạn Thành là: $\frac{80+80+83}{3}$ = 81 (mg/dL).

Chỉ số đường huyết trung bình của bạn Nhân là : $\frac{60+95+115}{3}=$ 90 (mg/dL)

b) Phương sai mẫu số liệu của bạn Thành là: $S_{Thanh}^2=\frac{1}{3}({80}^2+{80}^2+{83}^2)-{81}^2=2$

Độ lệch chuẩn mẫu số liệu của bạn Thành là S_Thành = $\sqrt{2}=1,41$

Phương sai mẫu số liệu của bạn Nhân là: $S_{Nhan}^2=\frac{1}{3}({60}^2+{95}^2+{115}^2)-{90}^2\approx 516,67$

Độ lệch chuẩn mẫu số liệu của bạn Nhân là S_Nhân = $\sqrt{516,67}$ ≈ 22,73

c) So sánh độ lệch chuẩn về mẫu số liệu của hai bạn thì kết quả đường huyết của bạn Nhân có độ phân tán cao hơn nhiều so với bạn Thành, cho thấy đường huyết của bạn Thành trong tuần ổn định hơn, tức tốt hơn so với bạn Nhân

Câu 3.13 trang 30 Sách bài tập Hóa học 12: Đề nghị phương pháp hóa học phân biệt 3 lọ dung dịch mất nhãn chứa glucose, fructose và glycerol.

Lời giải:

Phương trình phản ứng:

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

C₆H₁₂O₆ (fructose) + 2[Ag(NH₃)₂]OH $\stackrel{t^o}{\to }$CH₂OH[CHOH]₄COONH₄ + 2Ag↓ + 3NH₃ + H₂O

Câu 3.14 trang 30 Sách bài tập Hóa học 12: Độ tan trong nước của glucose ở 25^oC là 91 g trong 100 g nước và ở 50^oC là 244 g trong 100 g nước. Khối lượng glucose kết tinh thu được khi làm lạnh 172 g dung dịch glucose bão hòa ở 50^oC xuống 25^oC là bao nhiêu? Giả thiết khi làm lạnh, sự bay hơi nước xảy ra không đáng kể.

Lời giải:

m_{glucose trong 172 g dung dịch} = $\frac{172.244}{344}$ = 122 (g)

→ m_nước = 172 - 122 = 50 (g)

m_{glucose hòa tan trong 50 g nước} = $\frac{50.91}{100}$ = 45,5 (g)

→ m_{glucose kết tinh} = 122 - 45,5 = 76,5 (g)

Câu 3.15 trang 30 Sách bài tập Hóa học 12: Tiến hành ether hóa α-glucose bằng methanol, sản phẩm thu được là methyl α-glucoside theo phương trình phản ứng sau:

Methyl α-glucoside có phản ứng với thuốc thử Tollens không? Vì sao?

Lời giải:

Methyl α-glucoside không phản ứng với thuốc thử Tollens vì methyl α-glucoside không còn nhóm -OH hemiacetal nên phân tử methyl α-glucoside không thể mở vòng để xuất hiện nhóm chức -CHO.

Câu 3.16 trang 30 Sách bài tập Hóa học 12: So sánh độ bền của α-glucose với β-glucose. Giải thích.

Lời giải:

Trong tự nhiên, β-glucose bền hơn α-glucose. Độ bền tương đối của α-glucose và β-glucose xấp xỉ theo tỉ lệ 36:64.

Trong cấu tạo vòng của glucose, α-glucose có nhóm 1-hydroxyl và 4-hydroxyl ở cùng phía, còn β-glucose có nhóm 1-hydroxyl và 4-hydroxyl ở các phía đối nhau. Do đó đã làm cho α-glucose bị cản trở lập thể bởi các nhóm -OH ở cùng phía nên α-glucose sẽ kém bền hơn so với β-glucose.

Câu 3.17 trang 31 Sách bài tập Hóa học 12: Biểu đồ dưới đây biểu diện lượng đường huyết trước, trong và sau quá trình tập thể dục của một người khoẻ mạnh, không mắc bệnh đái tháo đường.

Sau khi quan sát biểu đồ trên, có các phát biểu sau:

a) Quá trình tập thế dục diễn ra trong khoảng 70 phút.

b) Lượng đường huyết giảm khi bắt đầu tập thể dục và xuống mức thấp nhất sau 20 phút tập.

c) Lượng đường huyết tăng lên mức cao nhất sau khi tập thể dục được 55 phút.

d) Sau khi tập thể dục xong, lượng đường huyết có xu hướng giảm.

Có bao nhiêu phát biểu trong số các phát biểu trên là đúng? Giải thích.

Lời giải:

Quan sát biểu đồ ta thấy, cả 4 phát biểu đều đúng.

Câu 3.18 trang 31 Sách bài tập Hóa học 12: Nêu nhận xét và giải thích sự thay đổi lượng đường huyết trong, sau quá trình tập thể dục.

Lời giải:

Khi tập thể dục, việc sử dụng cơ bắp giúp đốt cháy glucose. Vì vậy lượng đường huyết thường giảm trong giai đoạn đầu và sau khi kết thúc hoạt động.

Nếu tập luyện diễn ra lâu hoặc với cường độ cao lượng đường trong máu có thể tăng lên. Do cơ thể lúc này sản sinh hormone adrenaline giúp tăng lượng oxygen đến não và các cơ. Adrenaline sẽ làm tăng nồng độ glucose trong máu bằng cách kích thích gan giải phóng glucose, dẫn đến lượng đường huyết tăng lên.

Câu 3.19 trang 31 Sách bài tập Hóa học 12: Ester của glucose với acid béo là các chất hoạt động bề mặt không ion, không độc và có khả năng phân hủy sinh học. Chúng đóng vai trò là chất nhũ hóa, chất giặt rửa, chất làm ẩm, chất tạo bọt, … trong các ngành công nghiệp mĩ phẩm, thực phẩm, nông nghiệp và dược phẩm.

Ester của glucose và acid béo được tổng hợp dựa trên quá trình ester hóa ở nhiệt độ cao với sự có mặt của chất xúc tác cùng dung môi hữu cơ. Điều này làm cho môi trường trở nên độc hại do các hóa chất này không dễ phân hủy sinh học. Vấn đề trên có thể khắc phục bằng cách sử dụng những chất xúc tác sinh học như enzyme lipase với các điều kiện phản ứng nhẹ nhàng và mức tiêu thụ năng lượng ít hơn, giúp tránh tình trạng biến tính của các chất phản ứng và sản phẩm. Ngoài ra, enzyme này cũng có thể mang lại tính chọn lọc cao dẫn đến hiệu suất phản ứng cao.

Viết phương trình hóa học của phản ứng điểu chế ester sau từ các chất tương ứng (xúc tác candida antarctica lipase B, CALB).

Lời giải:

Phương trình phản ứng:

Lý thuyết Glucose và fructose

1. Khái niệm, cách phân loại carbohydrate

Khái niệm: các chất tinh bột, đường saccharose, glucose, fructose, cellulose có công thức chung là C_n(H₂O)_m nên có tên gọi là carbohydrate. Trong phân tử của chúng có nhiều loại nhóm chức (tạp chức). Carbohydrate được chia làm 3 nhóm chủ yếu sau đây:

2. Glucose và fructose

- Glucose và fructose là những chất rắn, vị ngọt, dễ tan trong nước

- Glucose có nhiều trong trái cây chín. Fructose có nhiều trong mật ông

- Công thức cấu tạo dạng mạch hở và mạch vòng của glucose và fructose

- Glucose và fructose tồn tại ở dạng mạch vòng và mạch hở

Tính chất hóa học cơ bản của glucose và fructose

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

Glucose còn làm mất màu nước bromine, có phản ứng ở nhóm – OH hemiacetal và phản ứng lên men.

1. Phản ứng với copper(II) hydroxide

- Glucose và fructose tác dụng với copper(II) hydroxide trong môi trường kiềm ở điều kiện thường tạo thành phức chất màu xanh lam, tan trong nước.

- Đun nóng dung dịch chứa glucose và Cu(OH)₂ trong môi trường kiềm sẽ xuất hiện kết tủa đỏ gạch do Cu(OH)₂ bị khử thành Cu₂O.

- Fructose cũng tham gia phản ứng trên và tạo thành kết tủa đỏ gạch Cu₂O tương tự như glucose do trong môi trường kiềm, fructose có thể chuyển hóa thành hợp chất có chứa nhóm chức aldehyde.

2. Phản ứng với thuốc thử Tollens

Glucose và fructose đều tham gia phản ứng với thuốc thử Tollens để tạo thành kết tủa bạc kim loại (phản ứng tráng bạc)

3. Phản ứng với nước bromine

Phản ứng của glucose với nước bromine làm nước bromine bị mất màu và tạo thành gluconic acid theo phương trình hóa học sau:

Fructose không làm mất màu nước bromine

4. Phản ứng với alcohol

Khi dẫn khí hydrogen chloride vào dung dịch của glucose trong alcohol, nhóm – OH hemiacetal được thay thế bằng nhóm – OR của alcohol.

5. Phản ứng lên men

Glucose và fructose bị lên men tạo thành các sản phẩm khác, tùy thuộc vào loại enzyme có trong men được sử dụng:

- Lên men rượu:

- Lên men lactic:

Một số ứng dụng của glucose và fructose

Glucose và fructose là những hợp chất được sử dụng nhiều trong lĩnh vực y tế, công nghiệp thực phẩm.

Sơ đồ tư duy Glucose và fructose