Sách bài tập Hóa 12 Bài 4 (Kết nối tri thức): Giới thiệu về carbohydrate. Glucose và fructose

Giải SBT Hóa 12 Bài 4: Giới thiệu về carbohydrate. Glucose và fructose

Câu 4.1 trang 16 SBT Hóa học 12: Carbohydrate là hợp chất hữu cơ

A. chứa đồng thời nhóm amino và nhóm carboxyl.

B. chứa đồng thời nhóm hydroxy và nhóm carboxyl.

C. tạp chức, thường có công thức chung là C_n(H₂O)_m.

D. đa chức, chứa nhiều nhóm hydroxy liên tiếp.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

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

Câu 4.2 trang 16 SBT Hóa học 12: Glucose và fructose thuộc loại carbohydrate nào sau đây?

A. Monosaccharide.

B. Disaccharide.

C. Polysaccharide.

D. Oligosaccharide.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Glucose và fructose thuộc loại monosaccharide.

Câu 4.3 trang 16 SBT Hóa học 12: Công thức phân tử chung của glucose và fructose là

A. C₆H₁₀O₅.

B. C₆H₁₂O₆.

C. C₅H₁₀O₅.

D. C₁₂H₂₂O₁₁.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Công thức phân tử chung của glucose và fructose là C₆H₁₂O₆.

Câu 4.4 trang 16 SBT Hóa học 12: Nhóm chức nào sau đây không có trong cấu tạo của glucose?

A. Aldehyde.

B. Hydroxy.

C. Ketone.

D. Hemiacetal.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Nhóm chức không có trong cấu tạo của glucose: ketone.

Câu 4.5 trang 16 SBT Hóa học 12: Fructose có bao nhiêu nhóm hydroxy trong cấu tạo?

A. 3.

B. 4.

C. 5.

D. 6.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Công thức cấu tạo của fructose: CH₂OH(CHOH)₃COCH₂OH.

Fructose có 5 nhóm hydroxy trong cấu tạo.

Câu 4.6 trang 16 SBT Hóa học 12: Glucose và fructose không có điểm chung nào sau đây?

A. Dễ tan trong nước.

B. Có vị ngọt.

C. Chất rắn ở điều kiện thường.

D. Hình thành trực tiếp từ quá trình quang hợp.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Chỉ có glucose được hình thành trực tiếp từ quá trình quang hợp.

Câu 4.7 trang 17 SBT Hóa học 12: Dung dịch glucose không có tính chất hoá học nào sau đây?

A. Phản ứng với Cu(OH)₂.

B. Phản ứng với thuốc thử Tollens.

C. Phản ứng với nước bromine.

D. Phản ứng thuỷ phân.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Glucose là monosaccharide nên không có phản ứng thuỷ phân.

Câu 4.8 trang 17 SBT Hóa học 12: Chất nào sau đây có thể điều chế từ glucose qua quá trình lên men?

A. Ethanol.

B. Lactic acid.

C. Methane.

D. Fructose.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A, B

Lên men rượu: C₆H₁₂O₆ $\stackrel{enzyme}{\to }$ 2C₂H₅OH + 2CO₂

Lên men lactic: C₆H₁₂O₆ $\stackrel{enzyme}{\to }$ 2CH₃CH(OH)COOH

Câu 4.9 trang 17 SBT Hóa học 12: Trong môi trường kiềm, glucose và fructose có thể chuyển hoá lẫn nhau. Điều đó chứng tỏ hai chất này

A. đều phản ứng với thuốc thử Tollens.

B. đều là những disaccharide.

C. đều làm mất màu nước bromine.

D. đều không có nhóm hydroxy.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Trong môi trường kiềm, glucose và fructose có thể chuyển hoá lẫn nhau. Điều đó chứng tỏ hai chất này đều phản ứng với thuốc thử Tollens.

Câu 4.10 trang 17 SBT Hóa học 12: Glucose quan trọng đối với cơ thể sống vì nó

A. là nguồn cung cấp nước và carbon dioxide.

B. cung cấp năng lượng cho quá trình sinh hoá tế bào.

C. xúc tác cho các quá trình sinh hoá.

D. làm giảm quá trình oxi hoá của gốc tự do.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

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

Câu 4.11 trang 17 SBT Hóa học 12:

a) Glucose và fructose là những đường không thể bị thuỷ phân.

b) Fructose có cấu tạo hoá học hoàn toàn giống với glucose.

c) Saccharose và maltose là những disaccharide.

d) Tinh bột và cellulose là những polysaccharide.

Lời giải:

a. Đúng.

b. Sai vì fructose và glucose có cùng công thức phân tử nhưng khác nhau về công thức cấu tạo.

c. Đúng.

d. Đúng.

Câu 4.12 trang 17 SBT Hóa học 12:

a) Glucose và fructose đều có công thức phân tử là C₆H₁₂O₆.

b) Glucose và fructose đều tồn tại dạng mạch hở và mạch vòng.

c) Glucose và fructose đều là pentahydroxy aldehyde.

d) Dạng vòng của glucose và fructose đều là vòng sáu cạnh.

Lời giải:

a. Đúng.

b. Đúng.

c. Sai vì fructose có nhóm chức ketone không có nhóm chức aldehyde.

d. Sai vì frutose có cấu trúc vòng 5 cạnh.

Câu 4.13 trang 18 SBT Hóa học 12:

a) Tất cả các loại carbohydrate đều tan hoàn toàn trong nước.

b) Một số đường đơn (monosaccharide) có vị ngọt.

c) Carbohydrate chỉ được tìm thấy trong thực phẩm có nguồn gốc thực vật.

d) Glucose và fructose đều là chất rắn, vị ngọt, tan tốt trong nước.

Lời giải:

a. Sai vì tinh bột, cellulose không tan trong nước.

b. Đúng.

c. Sai vì glucose có trong máu của con người, động vật.

d. Đúng.

Câu 4.14 trang 18 SBT Hóa học 12: Phát biểu về tính chất hoá học của glucose và fructose:

a) Đều phản ứng được với thuốc thử Tollens.

b) Đều làm mất màu nước bromine.

c) Dung dịch mỗi chất đều hoà tan được Cu(OH)₂.

d) Đều phản ứng được với Cu(OH)₂ trong kiềm nóng tạo kết tủa đỏ gạch.

Lời giải:

a. Đúng.

b. Sai vì fructose không làm mất màu nước bromine.

c. Đúng.

d. Đúng.

Câu 4.15 trang 18 SBT Hóa học 12:

a) Fructose phản ứng với thuốc thử Tollens sinh ra ammonium gluconate.

b) Glucose phản ứng với Cu(OH)₂ trong dung dịch NaOH nóng tạo sodium gluconate.

c) Glucose phản ứng với nước bromine tạo gluconic acid.

d) Lên men rượu glucose sinh ra ethanol và carbon dioxide.

Lời giải:

a. Đúng.

b. Đúng.

c. Đúng.

d. Đúng.

Câu 4.16 trang 18 SBT Hóa học 12: Điểm khác biệt cơ bản về cấu tạo của glucose và fructose là gì?

Lời giải:

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

Câu 4.17 trang 18 SBT Hóa học 12: Giới thiệu một số loại thực phẩm tự nhiên giàu glucose và một số loại thực phẩm tự nhiên giàu fructose.

Lời giải:

- Thực phẩm tự nhiên giàu glucose gồm một số loại trái cây như chuối, nho và dưa hấu.

- Thực phẩm tự nhiên giàu fructose gồm một số loại trái cây như táo, lê, măng cụt, xoài và mật ong.

Câu 4.18 trang 18 SBT Hóa học 12: 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.

Lời giải:

Khối lượng mẫu nước cam = 250.1,05 = 262,5 (g).

Khối lượng fructose = 262,5. 2,5% ≈ 6,56 (g).

Khối lượng glucose = 262,5. 2% ≈ 5,25 (g).

Câu 4.19 trang 18 SBT Hóa học 12: Nêu một ứng dụng dựa trên phản ứng lên men rượu của glucose.

Lời giải:

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 4.20 trang 18 SBT Hóa học 12: Methyl α - glucoside và methyl β-glucoside có tham gia phản ứng với thuốc thử Tollens không? Tại sao?

Lời giải:

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

Câu 4.21 trang 18 SBT Hóa học 12: Tại sao glucose lại được coi là nguồn năng lượng chính cho các tế bào trong cơ thể?

Lời giải:

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.

Câu 4.22 trang 18 SBT Hóa học 12: Trình bày ứng dụng của glucose trong lĩnh vực y tế và thể thao.

Lời giải:

- 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 4.23 trang 18 SBT Hóa học 12: 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 giả thiết hiệu suất phản ứng là 100%.

Lời giải:

Phương trình hóa học:

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

Số mol Ag= $\frac{100.0,{5.10}^{-4}.10,49}{108}=0,{4856.10}^{-3}$ ( mol)

Khối lượng glucose= $\frac{0,{4856.10}^{-3}.180}{2}=0,044gam$

Câu 4.24 trang 19 SBT Hóa học 12: 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.)

Lời giải:

Khồi lượng glucose có trong 500 kg nho là:

500.0,2 = 100 kg.

Phương trình hoá học:

C₆H₁₂O₆ $\stackrel{men}{\to }$ 2C₂H₅OH + 2CO₂

Khối lượng ethanol = $\frac{\mathrm{100.2.46}}{180}=51kg.$

Lý thuyết Giới thiệu về carbohydrate. Glucose và fructose

I. Khái niệm và phân loại carbohydrate

1. Khái niệm

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

2. Phân loại

- Carbohydrate có thể được chia thành ba loại chính: monosaccharide, disaccharide và polysaccharide.

- Monosaccharide là những carbohydrate không bị thủy phân

Ví dụ: glucose và fructose

- Disaccharide là những carbohydrate khi thủy phân hoàn toàn mỗi phân tử tạo thành hai phân tử monosaccharide

Ví dụ: saccharose và maltose

- Polysaccharide là những carbohydrate khi bị thủy phân hoàn toàn mỗi phân tử tạo thành nhiều phân tử monosaccharide.

Ví dụ: tinh bột và cellulose

II. Glucose – Fructose

1. Cấu tạo phân tử

- Glucose có công thức phân tử C₆H₁₂O₆. Phân tử glucose ở dạng mạch hở có năm nhóm – OH và 1 nhóm – CHO với công thức cấu tạo là CH₂O[CHOH]₄CH=O.

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

- Fructose có công thức phân tử C₆H₁₂O₆, phân tử dạng mạch hở chứa 5 nhóm – OH và 1 nhóm – CO. Fructose tồn tại ở dạng mạch hở và mạch vòng.

Trong môi trường kiềm, glucose và fructose có thể chuyển hóa qua lại.

2. Tính chất hóa học

a) Tính chất polyalcohol.

Phân tử glucose và fructose có nhiều nhóm – OH liền kề nên dung dịch glucose và dung dịch fructose có thể hòa tan copper(II) hydroxide trong môi trường kiềm, tạo thành dung dịch có màu xanh lam.

2C₆H₁₂O₆ + Cu(OH)₂ $\to$ (C₆H₁₂O₆)₂Cu + 2H₂O

b) Tính chất aldehyde

- Nhóm – CHO của glucose có thể bị oxi hóa bởi Cu(OH)₂ trong môi trường kiềm khi đun nóng, tác dụng với thuốc thử Tollens và phản ứng với bromine

- Tương tự glucose, fructose cũng bị oxi hóa bởi thuốc thử Tollens và bởi Cu(OH)₂ trong môi trường kiềm.

c) Tính chất của nhóm – OH hemiacetal

Ở dạng cấu tạo mạch vòng, nhóm – OH hemiacetal của glucose tác dụng với methanol khi có mặt của HCl khan, tạo thành methyl glucoside

d) Phản ứng lên men của glucose

Dưới tác dụng của các enzyme từ các vi sinh vật khác nhau, glucose được lên men tạo thành các hợp chất có nhiều ứng dụng trong đời sống như ethanol, lactic acid,….

3. Trạng thái tự nhiên và ứng dụng

a) Glucose

- Glucose là chất rắn, dễ tan trong nước, có vị ngọt

- Glucose có nhiều trong hoa quả chín, có trong cơ thể người và động vật. Trong máu người trưởng thành, khỏe mạnh hàm lượng glucose nằm trong khoảng 4,4 – 7,2 mmol/L

- Ứng dụng của glucose:

b) Fructose

- Fructose là chất rắn, dễ tan trong nước, có vị ngọt

- Fructose có nhiều trong loại trái cây và mật ong. Fructose có nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, y tế,…

Sơ đồ tư duy Giới thiệu về carbohydrate. Glucose và fructose