CHƯƠNG 18: CACBOHIDRAT - TINH BỘT - XENLULOZO
A. KIẾN THỨC CƠ BẢN
1. Khái niệm
Cacbohidrat là những hợp chất hữu cơ tạp chức, có công thức chung là
Cn H 2O m
Phân loại: Cacbohidrat được phân thành 3 loại:
Monosaccarit: Không bị thủy phân. Ví dụ: Glucozơ, Fructozơ
Disaccarit: Thủy phân cho ra hai monosaccarit. Ví dụ: Mantozơ, Saccarozơ
Polisaccarit: Thủy phân cho ra nhiều monosaccarit. Ví dụ: tinh bột, xenlulzơ
2. Tính chất
Ta chỉ lưu ý đến các tính chất sẽ áp dụng vào để giải bài tập
Glucozo và Fructozo (C6H12O6)
Glucozo thể hiện đầy đủ tính chất của nhóm -CHO và tính chất của ancol đa chức kề nhau
Fructozo chỉ thể hiện tính chất của ancol đa chức kề nhau mà không có tính chất của nhóm -CHO. Tuy
nhiên trong môi truờng kiềm fructozo bị chuyển hóa thành glucozo nên nó cũng thể hiện tính chất giống
glucozo. Glucozo và fructozo đuợc phân biệt với nhau bởi phản ứng với dung dịch nuớc brôm.
Phản ứng lên men của glucozo:
0
men ruou, t
C6H12O6 ����� 2CO2 + 2C2H5OH
Mantozo và Saccarozo (C12H22O11)
Tính chất đặc trung của đisaccarit là phản ứng thủy phân:
xt H
mantozo H 2O ���
� 2glucozo
xt H
saccarozo H 2 O ���
� glucozo fructozo
-
Phân tử mantozo có nhóm -CHO nên nó cũng thể hiện đầy đủ tính chất của nhóm -CHO và tính
chất của ancol đa chức kề nhau.
-
Saccarozo không thể hiện tính chất của nhóm -CHO trong mọi điều kiện, ; nó chỉ thể hiện tính
chất của ancol đa chức kề nhau.
Xenlulozo và Tinh bột (C6H10O5)n
- Tinh bột và xenlulozo là các polisaccarit nên phản ứng đặc trưng của nó cũng là phản ứng thủy phân.
xt:H
� glucozo
Xenlulozo, tinh bột H 2 O ���
- Xenlulozo còn có thêm các phản ứng với axit nitric hoặc anhidrit axetic để tạo thành các sản phẩm
tuơng ứng.
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐIỂN HÌNH
Dạng 1 Bài toán liên quan đến phản ứng thủy phân disaccarit
xt H
Thủy phân mantozo:
mantozo H 2O � 2glucozo
Nếu hiệu suất phản ứng là h% ta có:
Nman phản ứng = h%.nman ban đầu ;nman dư = (1-h%). nman ban đầu; nglu = 2.h%.nman ban đầu
Lun ý: Vì mantozo có đây đủ tính chất của glucozo nên khi xét các phản ứng của hỗn hợp sản phẩm ta
phải lưu ý đến mantozo dư.
Bài toán thường gặp nhất là bài toán cho hỗn hợp sản phẩm thực hiện phản ứng tráng bạc:
Nếu cho sản phẩm thu được vào dung dịch AgNO3 trong NH3 thì cả glucozo và mantozo dư đều tham gia
phản ứng tráng bạc
� nAg = 2nglu +2nman dư = 4nman phản ứng +2nman dư
Thủy phân saccarozo: saccarozo + H2O xt H glucozo + fructozo
Nếu hiệu suất phản ứng là h% ta có:
Nsac phản ứng = h%.nsac ban đầu ;nsac dư = (1-h%).nsac ban đầu; nglu = nfruc =.h%.nsac ban đầu
Lưu ý: Ta có saccarozo không thể hiện tính chất của nhóm -CHO giống glucozo trong mọi điều kiện.
Bài toán thường gặp nhất cũng là bài toán cho hỗn hợp sản phẩm thực hiện phản ứng tráng bạc
Nếu cho sản phẩm thu được vào dung dịch AgNO3 trong NH3 dư thì cả glucozo và fructozo đều tham gia
phản ứng tráng bạc, saccarozo dư không phản ứng =>nAg = 2ngIu +2nfruc =4 nsac phản ứng
STUDY TIP
Fructozo trong môi trường kiềm chuyển hóa thành glucozo nên nó cũng thể hiện tính chất giống glucozo
trong hầu hết các phản ứng, trừ phản ứng với dung dịch nước Br2. Do đó khi xét phản ứng của hỗn hợp
sản phẩm ta phải lưu ý đến fructozo và saccarozo dư.
Dạng 2 Bài toán liên quan đến phản ứng lên men Glucozo
0
men ruou ,t
C6 H12O 6 �����
2C 2 H 5OH 2CO 2
Ta có thể gặp hai dạng toán liên quan đến sản phẩm của phản ứng lên men rượu là:
Bài toán về độ rượu (liên quan đến C2H5OH)
Ta có độ rượu là % thể tích của ancol nguyên chất trong dung dịch rượu
Ví dụ: Dung dịch rượu 46° tức là trong dung dịch có 46%V là ancol nguyên chất. Đến đây ta sử dụng các
số liệu về thể tích, khối lượng riêng để hoàn thành bài toán.
Bài toán liên quan đến CO2
Ta sẽ thường gặp bài toán cho CO2 vào dung dịch kiềm ở dạng tương đối đơn giản.
STUDY TIP
Ở 2 dạng bài này, khi ta tính toán các số liệu liên quan đến phản ứng lên men rượu thì phải chú ý đến hiệu
suất của phản ứng lên men.
Dạng 3 Bài toán liên quan đến các phản ứng của xenlulozo
Phản ứng của xenlulozo với anhidrit axetic
C 6 H 7 O 2 OCOCH 3 3 �
3nCH 3COOH
C6 H 7 O2 (OH)3 n 3n CH 3 CO 2 O � �
�
�
n
C 6 H 7O 2 (OH) OCOCH 3 2 �
2nCH 3COOH
C6H 7 O2 (OH)3 n 2n CH 3 CO 2 O � �
�
�
n
C 6H 7O 2 (OH) 2 OCOCH 3 �
nCH 3COOH
C6 H 7 O 2 (OH)3 n n CH 3 CO 2 O � �
�
�
n
Phản ứng có thể tạo thành một trong 3 sản phẩm hoặc hỗn hợp 3 sản phẩm tùy theo dữ kiện của bài toán.
Với dạng toán này ta thường tính toán theo phương trình hoặc khi đã làm quen ta có thể nhớ tỉ lệ của từng
phản ứng.
n CH3COOH n anhidrit axetic 3n xenlulozo triaxetat 2n xenlulozo diaxetat n xenlulozo axetat
Phản ứng của xenlulozo với axit nitric
C6 H 7 O2 ONO 2 3 �
3nH 2 O
C6 H7 O2 (OH)3 n 3nHNO3 � �
�
�
n
C6 H 7 O 2 (OH) ONO 2 2 �
2nH 2O
C6H 7 O 2 (OH)3 n 2nHNO3 � �
�
�
n
C 6 H 7 O 2 (OH) 2 ONO 2 �
3nH 2O
C6 H 7O 2 (OH)3 n nHNO3 � �
�
�
n
Dạng toán này cũng tương tự dạng toán trên chỉ khác về công thức của các chất tham gia phản ứng và sản
phẩm. Ta cũng có:
n HNO3 phan ung 3n xenlulozo trinitrat 2n xenlulozo dinitrat n xenlulozo nitrat
STUDY TIP
Đây là dạng toán đơn giản, tính toán không phức tạp, thường chỉ cần một phép tính là tính ra được kết
quả. Tuy nhiên dạng toán này gây khó khăn cho học sinh ở chỗ nhiều bạn không thuộc phương trình,
công thức của chất tham gia và sản phẩm.
Dạng 1 Bài toán liên quan đến phản ứng thủy phân disaccarit
Bài 1: Thực hiện phản ứng thủy phân a mol mantozơ trong môi trường axit (hiệu suất thủy phân là h), sau
đó trung hòa axit bằng kiềm rồi cho hỗn hợp sau phản ứng tác dụng với Ag2O dư trong NH3 thu được b
mol Ag. Mối liên hệ giữa hiệu suất h với a và b là:
A.
ba
.
a
H
B.
H
b 2a
.
2a
C.
H
ba
.
2a
D.
H
2b a
.
a
Lời giải
xt H
� 2glucozo
Ta có: mantozo H 2 O ���
Với hiệu suất phản ứng là h, sau phản ứng ta thu được hỗn hợp gồm:
n glu 2.a.h(mol);n man du a ah(mol)
Ta thấy cả glucozo và mantozo đều tham gia phản ứng tráng bạc
� n Ag b 2n glu 2n man du 2(2ah a ah) 2(a ah)
Vậy
h
b 2a
2a
Đáp án B.
Bài 2: Thủy phân một lượng saccarozo, trung hòa dung dịch sau phản ứng và bằng phương pháp thích
hợp, tách thu được m gam hỗn hợp gồm các gluxit, rồi chia thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 tác dụng với
H2 dư (Ni,t° ) thu được 14,56 gam sobitol. Phần 2 hòa tan vừa đúng 6,86 gam Cu(OH)2 Ở nhiệt độ thường.
Hiệu suất phản ứng thủy phân saccarozo là:
A. 40%
B. 80%
C. 50%
D. 60%
Lời giải
xt H
� glucozo fructozo
Ta có: Saccarozo H 2 O ���
0
Ni,t
� sobitol
Xét phần 1 có: glucozo, fructozo + H2 ���
nsobitol=0,08 =>nglucozo +nfructozo =0,08(mol) =>nsaccarozo bị thủy phân = 0,04(mol) (l)
Xét phần 2: ta thấy cả glucozo, fructozo và saccarozo dư (nếu có) đều phản ứng với Cu(OH)2 Ở nhiệt độ
thường với tỉ lệ 2:1 giống như ancol đa chức.
n Cu (OH)2 0, 07(mol) � n glucozo n fructozo n saccarozo du 0, 07.2 0,14
(2)
Từ (l)và(2) =>Xét trong 1 phần ta có:
nsaccarozo dư = 0,06(mol); nsaccarozo ban đầu = 0,l(mol). Vậy H = 40%
Đáp án A.
Bài 3: Thủy phân m gam hỗn hợp mantozơ và saccarozơ có số mol bằng nhau, trong môi trường axit
(hiệu suất các phản ứng đều là 50%). Sau phản ứng thu được dung dịch X. Kiềm hóa dung dịch X rồi cho
tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, sau khi phản ứng hoàn toàn thu được a gam Ag. Mối
quan hệ giữa a và m là
A. 3m = 3,8a
B. 3m = a
C. 3m = 9,5a
D. 3m = 4,75a
Lời giải
Giả sử m(g) hỗn hợp ban đầu tương ứng với 1 mol mantozo và 1 mol saccarozo
� m 2.342 684(g) (l)
xt:H
� glucozo + fructozo;
Xét phản ứng thủy phân: saccarozo + H2O ���
mantozo + H2O
xt:H
���
� 2glucozo
Với H=50% ta có dung dịch X gồm 0,5 mol mantozo dư, 0,5 mol saccarozo dư và 2 mol monosaccarit.
Trong đó chỉ có saccarozo không tham gia phản ứng tráng bạc.
� n Ag 2n mantozo du 2n monosaccarit 1 4 5(mol) � m Ag a 540(g )
(2)
Từ (1) và (2) � 3m 3,8a
Đáp án A.
Chú ý
Ta có thể áp dụng luôn các công thức đã được lập trong bài 1 và bài 3 để giải các bài toán khác liên quan
đến phản ứng thủy phân đisaccarit
Dạng 2 Bài toán liên quan đến phản ứng lên men Glucozo
Bài 1: Cho m gam tinh bột lên men thành ancol (rượu) etylic với hiệu suất 81%. Toàn bộ lượng CO2 sinh
ra được hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)2, thu được 550 gam kết tủa và dung dịch X. Đun kỹ
dung dịch X thu thêm được 100 gam kết tủa. Giá trị của m là:
A. 750.
B. 650.
C. 810.
D. 550.
Lời giải
Xét quá trình cho CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 dư
Ban đầu ta có:
n CaCO3 5,5(mol)
; sau đó đun kỹ thu được tiếp
n CaCO3 1(mol)
Ta thấy đun kĩ dung dịch X thực chất là quá trình xảy ra phản ứng:
t�
Ca HCO3 2 � CaCO3 CO 2 H 2 O � n Ca HCO3 1(mol)
2
Bảo toàn nguyên tố C ta có:
.
n CO2 ban dau n CaCO3 ban dau 2n Ca HCO3 7,5(mol)
2
Lại có: (C6H10O5) (tinh bột) � C6H12O6 (glucozo) � 2CO2 + 2C2H5OH
=7,5(mol)
7,5
125
(mol)
Có H = 81% => ntinh bột = 2.0,81 27
Vậy m = 750(g)
Đáp án A.
Bài 2: Khối lượng của tinh bột cần dùng trong quá trình lên men để tạo thành 5 lít rượu (ancol) etylic 46°
là (biết hiệu suất của cả quá trình là 72% và khối lượng riêng của rượu etylic nguyên chất là 0,8 g/ml)
A. 5,4 kg.
B. 5,0 kg.
C. 6,0 kg.
D. 4,5 kg.
Lời giải
Trong 5 lít rượu 46° ta có
VC2 H5OH 5.0, 46 2,3
(1)
� m C2 H5OH D.V 1840(g) � n C2H5OH 40(mol)
Lại có: (C6H10O5) (tinh bột) => C6H12O6 (glucozo) => 2CO2 + 2C2H5OH
40
250
(mol)
2.0,
72
9
Có H = 72% => ntinh bột =
. Vậy m = 4500(g) = 4,5(kg)
Đáp án D.
Dạng 3 Bài toán liên quan đến các phản ứng của xenlulozo
Bài 1: Cho xenlulozơ phản ứng với anhiđrit axetic (xúc tác thích hợp) người ta thu được thu được 79,05
gam hỗn hợp rắn X gồm xenlulozơ triaxetat và xenlulozơ điaxetat. Để trung hòa hết lượng axit tạo ra cần
dùng 362,50 ml dung dịch NaOH 2,0M. Phần trăm khối lượng của xenlulozơ điaxetat trong X là
A. 61,10%.
B. 54,46%.
C. 38,90%.
D. 45,54%
Lời giải
Ta có phản ứng:
C 6 H 7 O 2 OCOCH 3 3 �
3nCH 3COOH
C6 H 7 O2 (OH)3 n 3n CH 3 CO 2 O � �
�
�
n
C 6 H 7O 2 (OH) OCOCH 3 2 �
2nCH 3COOH
C6H 7 O2 (OH)3 n 2n CH 3 CO 2 O � �
�
�
n
Gọi
n xenlulozo triaxetat x(mol); n xenlulozo diaxetat y( mol)
� m xenlulozo triaxetat m xenlulozo diaxetat 288x 246y 79, 05(g)
(1)
n CH3COOH n NaOH 0, 725(mol) 3n xenlulozo triaxetat 2n xenlulozo diaxetat 3x 2y
(2)
Từ (1) và (2) � x 0,125(mol); y 0,175(mol)
Vây
%m xenlulozo diaxetat
0,175.246
�
100% 54, 46%
79.05
Đáp án B.
Bài 2: 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
Lời giải
D. 27,72 lít
Ta có phản ứng:
C6 H 7 O2 ONO 2 3 �
3nH 2 O
C6 H7 O2 (OH)3 n 3nHNO3 � �
�
�
n
162
Với H = 90%, ta có
3.63
297
mHNO3 nguy�n ch�t 42 kg
� Vdung d�ch HNO399,67%
42
27,72
99,67%.d
(1)
Đáp án D.
D. BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG
Dạng 1: Bài toán liên quan đến phản ứng thủy phân disaccarit
Câu 1: Thủy phân m gam hỗn hợp X gồm mantozo và saccarozo có tỉ lệ số mol tương ứng là 3 : 2 và hiệu
suất thủy phân lần lượt là 80% và 75% thu được dung dịch Y. Cho Y tác dụng với dung dịch AgNO 3 trong
NH3 dư, đun nóng thu được 90,72 gam Ag. Giá trị của m là:
A. 85,5 g
B. 108 g
C. 75,24 g
D. 88,92 g
Câu 2: Đun nóng 34,2 gam mantozơ trong dung dịch axit sunfuric loãng. Trung hòa dung dịch thu được
sau phản ứng bằng dung dịch NaOH rồi cho tác dụng hoàn toàn với dung dịch AgNO3 / NH3 dư, đun nóng
thu được 37,8 gam Ag. Hiệu suất phản ứng thủy phân mantozơ là
A. 75,0%.
B. 69,27%.
C. 62,5%.
D. 87,5%.
Câu 3: Thủy phân hoàn toàn 7,02 gam hỗn hợp X gồm glucozo và saccarozo trong môi trường axit thu
được dung dịch Y. Trung hòa axit trong Y sau đó cho thêm dung dịch AgNO3 trong NH3 dư, đun nóng thu
được 8,64 gam Ag. Thành phần % khối lượng của glucozo trong X là:
A. 24,35%
B. 51,3%
C. 48,7%
D. 12,17%
Câu 4: Thủy phân hỗn hợp gồm 0,02 mol saccarozơ và 0,01 mol mantozơ một thời gian thu được dung
dịch X (hiệu suất phản ứng thủy phân mỗi chất đều là 75%). Khi cho toàn bộ X tác dụng với một lượng
dư dung dịch AgNO3 trong NH3 thì lượng Ag thu được là:
A. 0,090 mol
B. 0,095 mol
C. 0,12 mol
D. 0,06 mol
Câu 5: Thủy phân hoàn toàn một lượng mantozơ, sau đó cho toàn bộ lượng glucozơ thu được lên men
thành ancol etylic thì thu được 100 ml ancol 46° .Khối lượng riêng của ancol là 0,8 gam/ml. Hấp thụ toàn
bộ khí CO2 vào dung dịch NaOH dư thu được muối có khối lượng là
A. 84,8 g.
B. 42,4 g
C. 212 g.
D. 169,6 g.
Câu 6: Hỗn hợp A gồm glucozơ và mantozơ. Chia A làm 2 phần bằng nhau:
- Phần 1: Hoà tan vào nước, lọc lấy dung dịch rồi cho tác dụng với AgNO3/ NH3 dư được 0,02 mol Ag.
- Phần 2: Đun với dung dịch H2SO4 loãng. Hỗn hợp sau phản ứng được trung hoà bởi dung dịch NaOH,
sau đó cho toàn bộ sản phẩm tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3/ NH3 được 0,03 mol Ag.
Số mol của glucozơ và mantozơ trong A lần lượt là
A. 0,005 mol và 0,005 mol.
B. 0,0035 mol và 0,0035 mol.
C. 0,01 mol và 0,01 mol.
D. 0,0075 mol và 0,0025 mol.
Câu 7: Hỗn hợp X gồm saccarozo và mantozo có tỉ lệ về khối lượng tương ứng là 1:2. Thủy phân m gam
X trong môi trường acid (hiệu suất phản ứng thủy phân đều đạt 60%), trung hòa dung dịch sau phản ứng
sau đó thêm tiếp một lượng dư AgNO3 trong NH3 dư vào thì thu được 95,04 gam kết tủa. Giá trị của m là:
A.106,2 g
B. 102,6 g
C. 82,56 g
D. 61,56 g
Câu 8: Thủy phân một lượng mantozơ, trung hòa dung dịch sau phản ứng bằng phương pháp thích hợp,
tách thu được 71,28 gam hỗn hợp X, rồi chia thành hai phần bằng nhau. Phần một phản ứng với H2 dư thu
được 29,12 gam sobitol. Phần hai tác dụng với một lượng dư dung dịch AgNO3/ NH3 thu được m gam Ag.
Giá trị của m là:
A. 38,88 g.
B. 43,20 g.
C. 69,12 g.
D. 34,56 g.
Câu 9: Thực hiện hai thí nghiệm:
-
TN1: Cho m1 gam mantozo phản ứng hết với dung dịch AgNO3 trong NH3 dư thu được a gam Ag.
-
TN2: Thủy phân hoàn toàn m2 gam saccarozo (môi trường axit, đun nóng) sau đó cho sản phẩm
hữu cơ sinh ra phản ứng hết với dung dịch AgNO3 trong NH3 dư cũng thu được a gam Ag.
Mối liên hệ giữa m1 và m2 là:
A. m1=1,5m2
B. m1=2m2
C. m1 = 0,5m2
D. m1 = m2
Dạng 2: Bài toán liên quan đến phản ứng lên men Glucozo
Câu 10: Lên men hoàn toàn m gam glucozơ thành ancol etylic. Toàn bộ khí CO2 sinh ra trong quá trình
này được hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2 (dư) tạo ra 40 gam kết tủa. Nếu hiệu suất của quá trình lên
men là 75% thì giá trị của m là
A. 60gam
B. 58gam
C. 30gam
D. 48gam
Câu 11: Cho 360 gam glucozo lên men tạo thành ancol etylic. Khí sinh ra được dẫn vào nước vôi trong
dư thu được m gam kết tủa. Biết hiệu suất quá trình lên men là 80%. Tính giá trị của m:
A. 200 gam
B. 320 gam
C. 400 gam
D. 160 gam
Câu 12: Từ 180 gam glucozơ, bằng phương pháp lên men rượu, thu được a gam ancol etylic (hiệu suất
80%). Oxi hoá (0,1a) gam ancol etylic bằng phương pháp lên men giấm, thu được hỗn hợp X. Để trung
hoà hỗn hợp X cần 720 ml dung dịch NaOH 0,2M. Hiệu suất quá trình lên men giấm là
A. 10%
B. 90%
C. 80%
D. 20%
Câu 13: Thực hiện phản ứng lên men rượu từ 2,025 kg khoai chứa 80% tinh bột (còn lại là tạp chất trơ),
thu được C2H5OH và CO2. Cho toàn bộ lượng CO2 hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2 được 450 gam kết
tủa, lọc bỏ kết tủa, đun nóng dung dịch lại thấy có 150 gam kết tủa nữa. Hiệu suất phản ứng lên men là:
A. 30,0%.
B. 85,0%.
C. 37,5%.
D. 18,0%.
Câu 14: Một mẫu glucozo có chứa 2% tạp chất được lên men rượu với hiệu suất 45% thì thu được 1 lít
rượu 46°. Biết khối lượng riêng của rượu nguyên chất là 0,8 g/ml, khối lượng riêng của H2O là 1g/ml.
Tính khối lượng glucozo đã dùng:
A. 735 g
B. 1600 g
C. 720 g
D. 1632,65 g
Câu 15: Từ 10 tấn vỏ bào (chứa 80% xenlulozơ) có thể điều chế được bao nhiêu tấn cồn thực phẩm 45°
(biết hiệu suất của toàn bộ quá trình điều chế là 64,8%, khối lượng riêng của cồn nguyên chất là d = 0,8
g/ml, khối lượng riêng của H2O là 1g/ml) ?
A. 0,294 tấn
B. 7,440 tấn
C. 0,930 tấn
D. 0,744 tấn
Câu 16: Tiến hành lên men m gam glucozơ thành C2H5OH với hiệu suất 75%. Toàn bộ lượng CO2 sinh ra
đem hấp thụ hết vào 1 lít dung dịch NaOH 2M (d = 1,05 g/ml), thu được dung dịch chứa hỗn hợp hai
muối có tổng nồng độ là 12,276%. Giá trị của m là
A. 150 gam
B. 90 gam
C. 180 gam
D. 120 gam
Câu 17: Một nhà máy sản xuất glucozo từ khoai mì (củ mì, sắn). Hiệu suất phản ứng là 80%. Nếu nhà
máy sản xuất được 360 tấn glucozo trong một ngày và thu hồi được phần tinh bột còn dư để lên men rượu
nhằm sản xuất cồn 70° dùng trong y tế, thì trong một ngày nhà máy sản xuất được tối đa thể tích cồn 70°
là bao nhiêu. (Biết etanol có khối lượng riêng là d = 0,79g / ml, hiệu suất lên men rượu từ tinh bột thu hồi
là 100%)
A. 80 m3
B. 83,18 m3
C. 70,25 m3
D. 66,546 m3
Dạng 3: Bài toán liên quan đến các phản ứng của xenlulozo
Câu 18: 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.
Câu 19: Cho Xenlulozơ phản ứng với anhiđrit axetic ( H2SO4 là xúc tác) thu được 11,10 gam hỗn hợp X
gồm xenlulozơ triaxetat và xenlulozơ điaxetat và 6,60 gam axit axetic. Thành phần phần % theo khối
lượng của xenlulozơ triaxetat và xenlulozơ điaxetat trong X lần lượt là
A. 76,84%; 23,16%.
B. 70,00%; 30,00%.
C. 77,84%; 22,16%.
D. 77,00%; 23,00%.
Câu 20: Đun nóng hỗn hợp xenlulozo với HNO3 đặc và xúc tác H2SO4 đặc, thu được hỗn hợp sản phẩm
gồm hai chất hữu cơ có số mol bằng nhau, tỉ lệ khối lượng của N trong hỗn hợp bằng 9,15%. Công thức
của hai chất trong hỗn hợp sản phẩm là:
A.
C6H7O2(OH)3 n ; C6H7O2(OH)2 ONO2 n
�
C H O (OH) ONO 2 2 �
;�
C H O OH 2 ONO 2 �
�
�
n
n �6 7 2
B. � 6 7 2
�
C H O ONO 2 3 �
;�
C H, O2 (OH) ONO 2 2 �
�
�
n �6
n
C. � 6 7 2
�
C H O ONO2 3 �
; C6 H 7 O 2 (OH) 2 ONO 2 n
�
n
D. � 6 7 2
HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT
1A
2A
3B
4B
5C
6B
7A
8B
9A
10D
11B
12B
13C
14D
15B
16C
17B
18C
19C
20B
Câu 1: Đáp án A
n Ag 0,84(mol)
Gọi
.
n man 3a(mol); n sac 2a(mol)
Sau khi thực hiện phản ứng thủy phân ta có:
n man du 0, 2.3a 0, 6a(mol)
;
n man phan ung 2, 4a(mol) n sac du 0, 25.2a 0,5a(mol)
;
;
n sac phan ung 1,5a mol
� n Ag 2n man du 4 n man phan ung n sac phan ung 16,8a 0,84 mol
=> a = 0,05(mol)
Vậy
m m man msac 85,5(g)
Câu 2: Đáp án A
n man 0,1(mol); n Ag 0,35(mol)
Gọi hiệu suất phản ứng thủy phân là h
=> n man phản ứng = 0,1h(mol); nman dư = 0,1(1-h) (mol)
Ta có:
nAg = 4nman phản ứng + 2nman dư = 4.0,1h + 2.0,1(1-h) = 0,35 => h = 0,75 = 75%
Câu 3: Đáp án B
nA =0,08(mol).
Gọi
n glu x(mol); n sac y(mol)
=> 180x+342y = 7,02 (g) (1)
Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn nên ta có:
n Ag 2n glu 4n sac 2x 4y 0, 08(mol)
�x 0, 02
��
(1) và (2) �y 0, 01
Vây
%m glu
0, 02 �
180
51,3%
7, 02
Câu 4: Đáp án B
Ta có nsac phản ứng = 0,015(mol);
nman phản ứng = 0,0075(mol); nman dư = 0,0025(mol)
nAg = 4nsac phản ứng + 4nman phản ứng +2nman dư =0,095(mol)
Câu 5: Đáp án c
Gọi nglucozo ban đầu = x(mol); nmantozo ban đầu = y(mol)
+ Phần 1: ngIucozo = 0,5x(mol); nmantozo =0,5y(mol)
=> nAg = 2nglucozo + 2nmantozo = x + y = 0, 02 (mol) (1)
+ Phần 2:
=> nAg = 2nglucozo + 4nmantozo = x + 2y = 0, 03 (mol)(2)
Từ (1) và (2) => x = 0,01 (mol); y = 0,01 (mol)
Câu 6: Đáp án B
nAg = 0,88(mol).
Gọi
n sac a(mol); n man 2a(mol)
=> nsac phản ứng = 0,6a (mol); nman phản ứng = 0,6.2a (mol)
nman dư = 0,4.2a(mol)
=>nAg = 4(nsac phản ứng + nman phản ứng) +2nman dư = 8,8a = 0,88(mol)
=>a = 0,l(mol)
Vậy m = msac+mman=102,6(g)
Câu 7: Đáp án A
Ta có: glucozo + H2 � sobitol
nsobitol = 0,16(mol) => ngIucozo trong một phần = 0,16(mol)
=>nglu trong X =0,32(mol)=>mglu trong X = 57,6(g)
=> Trong X còn mantozo dư
(2)
=> nman dư trong X =
71, 28 57, 6
0, 04(mol)
342
Trong phần 2 ta có:
n glu 0,16(mol); n man 0,02(mol)
Vậy
n Ag 2n glu 2n man 0,36(mol)
� m Ag 38,88(g)
Câu 8: Đáp án B
+ TN1: nAg = 2nman
+ TN2 : nAg = 4nsac
Vì 2 trường hợp đều thu được a gam Ag
� 2n man 4n sac � m1 2m 2
Câu 9: Đáp án A
men ruou
� 2C2H5OH + 2CO2
Ta có: glucozo ����
Có
n C2 H5OH
V.D 100.0, 46.0,8
0,8(mol)
M
46
� n CO2 0,8(mol)
Cho CO2 vào dung dịch NaoH dư sẽ thu được muối Na2CO3
� n Na 2CO3 0,8(mol) � m muoi 84,8(g)
Câu 10: Đáp án D
n CaCO3 0, 4(mol) � n CO2 0, 4(mol)
Có
H 75% � n glucozo
1
n CO2
4
2
(mol)
0, 75 15
Vậy m = 48(g)
Câu 11: Đáp án B
n glu 2(mol); H 80% � n CO2 2n glu �
80% 3, 2(mol)
Cho CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 dư
� n CaCO3 n CO2 3, 2(mol)
Vậy m = 320(g)
Câu 12: Đáp án B
n glu 1(mol); H 80% � n C2 H5OH 2.n glu �
80% 1,6(mol)
=> 0,1a gam C2H5OH tương ứng với 0,16 (mol)
1
men giam
C2 H 5OH O 2 ����
� CH 3COOH
2
Ta có:
n CH3COOH n NaOH 0,144(mol)
Vậy
H
0,144
�
100% 90%
0,16
Câu 13: Đáp án C
.
Ta có:
C H
6
10
O5 n � C 6 H12O 6 � 2C 2 H 5OH 2CO 2
� n CO2 2n tinh bot .H% 20.H%(mol)
Lại có:
n CaCO3 ban dau 4,5(mol)
, sau khi đun nóng dung dịch ta có
t�
Ta đã biết:
Ca HCO3 2 � CaCO 3 CO 2 H 2O
� n Ca HCO3 n CaCO3 sau 1,5(mol)
2
.
Bảo toàn nguyên tố C ta có:
n CO2 n CaCO3 ban dau 2n Ba HCO3 7,5(mol)
2
n
=n
C02 CaCƠ3 banđau
+2n
Ba(HC03)2 =7,5(mol).
Vậy H = 37,5%
Câu 14: Đáp án D
V.D 1000.0, 46.0,8
8(mol)
M
46
n C2 H5OH
�1
�
� n C2 H5OH �
2
�
�
0, 45.0,98
� n glucozo
Vậy
m glucozo 180.n glucozo 1362, 65 g
Câu 15: Đáp án B
Ta có:
C6 H10O5 n � C6 H12O6 � 2C2H5OH
=> 162 gam xenlulozo => 92 gam C2H5OH
Từ 10 tấn vỏ bào (chứa 80% xenlulozo)
� m xenlulozo 8
� m C2 H5OH
Cồn 450
Lại có
�
(tấn)
8.92
�
64,8% 2,944
162
(tấn)
� VC2 H5OH 0, 45
.Vcồn; Vcồn
VH2O 0,55
DH 2O 1, 25DC2 H5OH
m H 2O
m C2 H5OH
Vậy mcồn =
0, 55
�
1, 25 � m H2O 4, 498
0, 45
mC2H 5OH m H 2O 7, 442
(tấn)
(tấn)
Câu 16: Đáp án C
Hai muối thu được là Na2CO3 và NaHCO3.
Gọi
n Na 2CO3 x(mol); n NaHCO3 y(mol)
Bảo toàn nguyên tố Na
Bảo toàn nguyên tố C
� 2x y n NaOH 2( mol )
(l)
n CaCO3
sau
1,5(mol)
� n CO2 n Na 2CO3 n NaHCO3 x y(mol)
� mdd m ddNaOH m CO2
1000.1, 05 (x y) �
44 1050 (x y) �
44(g)
=> Tổng nồng độ 2 muối là:
C%
m Na 2CO3 m NaHCO3
mdd
106x 84y
12, 276%
1050 44x 44y
(2)
Từ (l) và (2) => x = 0,5 (mol); y = 1 (mol)
� n CO2 1, 5(mol) � n glucozo
�1
�
� n CO2 �
2
� 1(mol)
�
75%
Vậy m = 180(g)
Nhận xét: Trong bài này công việc quan trọng nhất và khó nhất là tìm ra được số mol CO2. Sau đó ta dễ
dàng tính được lượng glucozo phản ứng.
Câu 17: Đáp án B
n glucozo 2000 kmol ; H 80%
2
2 500(kmol)
=> ntinh bột phản ứng = 2000(kmol); ntinh bột dư = 0,8
Ta lại có: tinh bột
C H
6
10
O5 n � 2C2 H5 OH
� n C2 H5OH 1000(kmol)
� m C2 H5OH 46000(kg)
d
0, 79g 790kg
ml
m3
� VC2 H5OH
� Vcon 700
m
58, 2278 m3
d
VC2 H5OH
0, 7
83,18 m3
Câu 18: Đáp án C
Ta có phản ứng:
C6 H 7 O 2 ONO 2 3 �
3nH 2O
C6 H7 O2 (OH)3 n 3nHNO3 � �
�
�
n
162
Vậy
m xenlulozo trinitrat
3.63
297
m xenlulozo .297.0,6
2, 2
162
(tấn)
Câu 19: Đáp án C
Ta có phản ứng:
C 6 H 7 O 2 OCOCH 3 3 �
3nCH 3COOH
C6 H 7 O2 (OH)3 n 3n CH 3 CO 2 O � �
�
�
n
C 6 H 7O 2 (OH) OCOCH 3 2 �
2nCH 3COOH
C6H 7 O2 (OH)3 n 2n CH 3 CO 2 O � �
�
�
n
Gọi
n xenlulozo triaxetat x(mol); n xenlulozo diaxetat y( mol)
� m xenlulozo triaxetat m xenlulozo diaxetat
= 288x + 246y = 11,1 (g) (l)
n CH3COOH 0,11(mol)
3n xenlulozo triaxetat 2n xenlulazo diaxetat 3x 2y
(2)
Từ (l) và(2) � x 0, 03(mol); y 0, 01(mol)
Vậy
%m xenlulozo diaxetat
0, 01.246
�
100% 22,16%
%m xenlulozo triaxetat 77,84%
11,1
;
Câu 20: Đáp án B
�
C H O (OH)3 x ONO 2 x �
�
n
Gọi công thức chung của hai chất trong hỗn hợp sản phẩm là � 6 7 2
Tỉ lệ khối lượng của N trong hỗn hợp là:
%m N
14x
9,15% � x 1,5
111 17(3 x) 62x
Vì sản phẩm gồm hai chất hữu cơ có số mol bằng nhau nên một chất sẽ có 1 nguyên tử N trong phân tử, 1
chất có 2 nguyên tử N trong phân tử.