CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC NĂM 2015 Chủ đề: CACBOHIDRAT Phần 1. Tóm tắt lí thuyết Cacbohidrat là những hợp chất hữu cơ tạp chức chứa nhiều nhóm hiđroxyl (OH) và nhóm cacboxyl trong phân tử. Thường có CTC : Cn(H2O)m Cấu tạo: là hợp chất tạp chức: polyhydroxy cacbonyl (>C=O) Phân loại: Cacbohidrat chia làm 3 nhóm chủ yếu : (dựa vào số mắt xich) +Monosaccarit là nhóm cacbohiđrat đơn giản nhất, không bị thủy phân . vd: Glucozơ, fructozơ : C6H12O6 +Đisaccarit là nhóm cacbohiđrat mà khi thủy phân mỗi phân tử sinh ra 2 phân tử monosaccarit .vd : saccarozơ , mantozơ : C12H22O11 +Polisaccarit là nhóm cacbohiđrat phức tạp nhất, mà khi thủy phân đến cùng mỗi phân tử sinh ra nhiều phân tử monosaccarit . vd : tinh bột , xenlulozơ .: (C6H10O5)n Độ ngọt: glucozo. phản ứng lên men rượu C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2↑ d>.lên mem lactic C6H12O6 2CH3CH(OH)COOH e> phản ứng thể ở nhóm OH hemiaxetal Khi tạo ete ở nhóm hemiaxetal thì glucozo không có khả năng chuyển thành mạch hở được nữa 4.điều chế a) thủy phân tinh bột hoặc xenlulozơ (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 Tinh bột glucozơ b)từ anđehit fomic 6HCHOCa(OH)2 C6H12O6 II. FRUCTOZƠ: CTCT mạch hở: CH2OHCHOHCHOHCHOHCOCH2OH CTPT: C6H12O6 là polihiđroxyl xeton Fructozơ là đồng phân của glucozơ, cấu tạo bởi một nhóm cacbonyl ở vị trí C2 (là xeton) và năm nhóm – OH ở năm nguyên tử cacbon còn lại (là poliancol): CH2OHCHOH3COCH2OH. Cùng với dạng mạch hở fructozơ có thể tồn tại ở dạng mạch vòng 5 cạnh hoặc 6 cạnh fructozơ fructozơ fructozơ + Tính chất ancol đa chức ( phản úng Cu(OH)2 ở nhiệt độ thường tạo dd xanh lam) Fructozơ glucozơ + Trong môi trường bazơ fructozơ chuyển thành glucozơ fructozơ bị oxi hóa bởi AgNO3NH3 và Cu(OH)2 trong môi trường kiềm. III. SACCAROZƠ (đường kính) 1) Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên Saccarozơ là chất rắn, tinh thể không màu, tan nhiều trong H2O đặc biệt trong nước nóng Saccarozơ có nhiều trong cây mía, củ cải đường, và hoa thốt nốt 2. Cấu trúc phân tử: Saccarozơ là một đisaccarit, cấu tạo bởi C1 của gốc glucozơ nối với C2 của gốc fructozơ qua nguyên tử O (C1 – O – C2). Trong phân tử không còn nhóm OH hemiaxetal, nên không có khả năng mở vòng không có nhóm chức CHO. CTPT: C12H22O11 3) Tính chất hóa học: Saccarozơ không có nhóm chức CHO nên saccarozơ không có tính chất của anđêhit nhưng có tính chất của anc
Chuyên đề luyện thi đại học Hóa năm 2015 CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC NĂM 2015 Chủ đề: CACBOHIDRAT Phần Tóm tắt lí thuyết Cacbohidrat hợp chất hữu tạp chức chứa nhiều nhóm hiđroxyl (-OH) nhóm cacboxyl phân tử Thường có CTC : Cn(H2O)m Cấu tạo: hợp chất tạp chức: polyhydroxy cacbonyl (>C=O) Phân loại: Cacbohidrat chia làm nhóm chủ yếu : (dựa vào số mắt xich) +Monosaccarit nhóm cacbohiđrat đơn giản nhất, không bị thủy phân vd: Glucozơ, fructozơ : C6H12O6 +Đisaccarit nhóm cacbohiđrat mà thủy phân phân tử sinh phân tử monosaccarit vd : saccarozơ , mantozơ : C12H22O11 +Polisaccarit nhóm cacbohiđrat phức tạp nhất, mà thủy phân đến phân tử sinh nhiều phân tử monosaccarit vd : tinh bột , xenlulozơ : (C6H10O5)n Độ ngọt: glucozo phản ứng lên men rượu len men → C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2↑ d>.lên mem lactic len men → C6H12O6 2CH3-CH(OH)-COOH e> phản ứng thể nhóm -OH hemiaxetal H2C H OH H2C nhóm -OH hemiaxetal O H H OH + CH3OH H OH O H HCl khan H H OH OCH3 H2O OH OH H OH Khi tạo ete nhóm hemiaxetal glucozo khơng có khả chuyển thành mạch hở 4.điều chế a) thủy phân tinh bột xenlulozơ H + ,t o → (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 Tinh bột glucozơ b)từ anđehit fomic 6HCHOCa(OH)2 C6H12O6 II FRUCTOZƠ: - CTCT mạch hở: CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH2OH CTPT: C6H12O6 polihiđroxyl xeton Chuyên đề luyện thi đại học Hóa năm 2015 - Fructozơ đồng phân glucozơ, cấu tạo nhóm cacbonyl vị trí C (là xeton) năm nhóm – OH năm nguyên tử cacbon lại (là poliancol): CH2OH[CHOH]3COCH2OH Cùng với dạng mạch hở fructozơ tồn dạng mạch vòng cạnh cạnh H OH O H HOCH2 OH O H OH CH2OH H H OH HOCH2 H OH α-fructozơ CH2OH H O 5 H OH CH2OH H O OH OH CH2OH H β-fructozơ fructozơ + Tính chất ancol đa chức ( phản úng Cu(OH)2 nhiệt độ thường tạo dd xanh lam) OH − → ¬ Fructozơ glucozơ + Trong môi trường bazơ fructozơ chuyển thành glucozơ fructozơ bị oxi hóa AgNO 3/NH3 Cu(OH)2 mơi trường kiềm III SACCAROZƠ (đường kính) 1) Tính chất vật lí trạng thái tự nhiên - Saccarozơ chất rắn, tinh thể không màu, tan nhiều H2O đặc biệt nước nóng - Saccarozơ có nhiều mía, củ cải đường, hoa nốt Cấu trúc phân tử: Saccarozơ đisaccarit, cấu tạo C gốc α - glucozơ nối với C2 gốc β - fructozơ qua nguyên tử O (C – O – C2) Trong phân tử khơng cịn nhóm OH hemiaxetal, nên khơng có khả mở vịng khơng có nhóm chức CHO - CTPT: C12H22O11 3) Tính chất hóa học: Saccarozơ khơng có nhóm chức -CHO nên saccarozơ khơng có tính chất anđêhit có tính chất ancol đa chức phản ứng thủy phân - Phản ứng với Cu(OH)2 2C12H22O11 + Cu(OH)2 → (C12H21O11)2Cu + 2H2O ( dung dịch màu xanh lam) + - Phản ứng thủy phân: C12H22O11 + H2O o H ,t → C6H12O6 + C6H12O6 Saccarozơ glucozơ fructozơ -phản ứng với dd vôi sữacanxi saccarat ta nước C12H22O11 + Ca(OH)2 → C12H21O11.CaO.2H2O -thổi CO2 vào dd canxi saccarat dd bị đục tạo CaCO3 kết tủa, giải phóng saccarozơ C12H21O11.CaO.2H2O+CO2 C12H21O11+CaCO3+2H2O Ứng dụng chất để tinh chế đường 4)ứng dụng Chuyên đề luyện thi đại học Hóa năm 2015 IV MANTOZO CTPT: C12H22O11 Cấu trúc phân tử: Mantozơ đồng phân saccarozơ, cấu tạo C1 gốc α - glucozơ nối với C4 gốc α - β - glucozơ qua nguyên tử O (C1 – O – C4) Đơn vị monosaccarit thứ hai có nhóm OH hemiaxetal tự do, mở vịng tạo thành nhóm anđehit (– CHO) Tính chất hóa học: Có tính chất ancol đa chức, tính chất andehit có phản ứng thủy phân - Mantozơ có tính chất tương tự saccarozo, nhiên, phân tử mantozơ có nhóm -CHO nên có phản ứng tương tự anđehit: Phản ứng tráng gương, dd Br2, Cu(OH)2/OH- 4.điều chế Thủy phân tinh bột nhờ xúc tác enzim amilaza (có mầm lúa) 2(C6H10O5)n + nH2O Tinh bột nC12H22O11 Mantozơ V.TINH BỘT Tính chất vật lí:Là chất rắn, dạng bột vơ định hình, màu trắng, khơng tan nước lạnh Cấu trúc phân tử: Tinh bột thuộc loại polisaccarit, Phân tử tinh bột gồm nhiều mắt xích CTPT : (C6H10O5)n α -glucozơ liên kết với có α Các mắt xích -glucozơ liên kết với tạo hai dạng: -Dạnh lị xo khơng phân nhánh (amilozơ) Chuyên đề luyện thi đại học Hóa năm 2015 -Dạng lò xo phân nhánh (amilopectin) Tinh bột ( hạt ngũ cốc , loại củ ) Mạch tinh bột không kéo dài mà xoắn lại thành hạt có lỗ rỗng Tinh bột hỗn hợp hai loại polisaccarit : amilozơ amilopectin, amilozơ chiếm 20 – 30 % khối lượng tinh bột a) Phân tử amilozơ - Các gốc α – glucozơ liên kết với liên kết α – 1,4 – glicozit tạo thành mạch không phân nhánh - Phân tử amilozơ khơng duỗi thẳng mà xoắn lại thành hình lị xo Mỗi vòng xoắn gồm gốc glucozơ b) Phân tử amilopectin - Các gốc α – glucozơ liên kết với loại liên kết: + Liên kết α – 1,4 – glicozit để tạo thành chuỗi dài (20 – 30 mắt xích α – glucozơ) + Liên kết α – 1,6 – glicozit để tạo nhánh Đặc điểm a) Phân tử khối tinh bột không xác định n biến thiên khoảng rộng b) Tinh bột thuộc loại polime nên khơng có hai tính chất sau: hịa tan Cu(OH) (dù có nhiều nhóm –OH liền kề) tính khử anđehit (dù tận phân tử có nhóm OH –hemiaxetal) Các nhóm – OH tinh bột có khả tạo este glucozơ – TÍNH CHẤT HĨA HỌC Phản ứng polisaccarit (thủy phân) a) Thủy phân nhờ xúc tác axit vô cơ: dung dịch thu sau phản ứng có khả tráng bạc Chuyên đề luyện thi đại học Hóa năm 2015 (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 b) Thủy phân nhờ enzim: - Quá trình làm bánh mì q trình đextrin hóa men nhiệt Cơm cháy tượng đextrin hóa nhiệt - Ăn bánh mì, cơm cháy dễ tiêu có vị phân tử tinh bột phân cắt nhỏ thành đisaccarit monosaccarit Phản ứng màu với dung dịch iot (đặc trưng) - Hồ tinh bột + dung dịch I2 hợp chất màu xanh tím - Đun nóng thấy màu, để nguội màu xanh tím lại xuất Giải thích: Mạch phân tử amilozơ không phân nhánh xoắn thành dạng hình trụ Các phân tử iot len vào, nằm phía ống trụ tạo thành hợp chất bọc có màu xanh tím Liên kết iot amilozơ hợp chất bọc liên kết yếu Ngoài ra, amilopectin cịn có khả hấp thụ iot bề mặt mạch nhánh Hợp chất bọc không bền nhiệt độ cao, đun nóng màu xanh tím bị để nguội màu xanh tím xuất trở lại – SỰ CHUYỂN HÓA TINH BỘT TRONG CƠ THỂ H 2O H2O H 2O Tinh bét →§ extrin → Mantozo → glucozo α - amilaz a β - amilaz a mantaz a [O] Gluco zo → CO2 + H O e nz im enz im enzim glicogen – SỰ TẠO THÀNH TINH BỘT TRONG CÂY XANH (PHẢN ỨNG QUANG HỢP) VI XENLULOZƠ Tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên -Xenlulozơ chất rắn dạng sợi, màu trắng, không tan nước dung môi hữu cơ, tan nước Svayde (dd thu hòa tan Cu(OH)2 amoniac) Chuyên đề luyện thi đại học Hóa năm 2015 -Bơng nõn có gần 98% xenlulozơ Cấu trúc phân tử: - Công thức phân tử: (C6H10O5)n - Xenlulozơ polime hợp thành từ mắt xích β – glucozơ liên kết β – 1,4 – glicozit Đặc điểm - Mạch phân tử khơng nhánh, khơng xoắn, có độ bền hóa học học cao - Có khối lượng phân tử lớn (khoảng 1.000.000 – 2.400.000) - Xenlulozơ thuộc loại polime nên khơng có hai tính chất sau: hịa tan Cu(OH) (dù có nhiều nhóm –OH liền kề) tính khử anđehit (dù tận phân tử có nhóm OH –hemiaxetal) Nhưng có hòa tan dung dịch svayde [(Cu(NH3)4](OH)2 (tetramino đồng II hydroxit) - Trong mắt xích C 6H10O5 có nhóm – OH tự do, cơng thức xenlulozơ viết [C6H7O2(OH)3]n 4– TÍNH CHẤT HĨA HỌC Phản ứng polisaccarit (thủy phân) - Xảy đun nóng xenlulozơ với dung dịch axit vơ (H2SO4 70%) (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 - Phản ứng xảy nhờ enzim xenlulaza (trong dày trâu, bò…) Cơ thể người khơng đồng hóa xenlulozơ Phản ứng ancol đa chức a) Với HNO3/H2SO4 đặc (phản ứng este hóa): [C6H7O2(OH)3]n + nHNO3 (đặc) [C6H7O2(OH)2ONO2]n + nH2O Xenlulozơ mononitrat [C6H7O2(OH)3]n + 2nHNO3 (đặc) [C6H7O2(OH)(ONO2)2]n + 2nH2O Xenlulozơ đinitrat [C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 (đặc) [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O Xenlulozơ trinitrat Chuyên đề luyện thi đại học Hóa năm 2015 - Hỗn hợp xenlulozơ mononitrat, xenlulozơ đinitrat gọi coloxilin Coloxilin dùng để chế tạo chất dẻo xenluloit dùng để làm bóng bàn, đồ chơi… - Hỗn hợp chứa chủ yếu xenlulozơ trinitrat gọi piroxilin (làm chất nổ), dùng để chế tạo thuốc súng khơng khói Phản ứng nổ xảy sau: 2[C6H7O2(ONO2)3]n 6nCO2 + 6nCO + 4nH2O + 3nN2 + 3nH2 b) Với anhiđrit axetic (có H2SO4 đặc) [C6H7O2(OH)3]n + 3n(CH3CO)2O [C6H7O2(OCOCH3)3]n + 3nCH3COOH Xenlulozơ triaxetat loại chất dẻo, dễ kéo thành tơ sợi c) Với CS2 NaOH [C6H7O2(OH)3]n + nNaOH [C6H7O2(OH)2ONa]n + nCS2 [C6H7O2(OH)2ONa]n + nH2O [C6H7O2(OH)2OCS–SNa]n Xenlulozơ xantogenat Xenlulozơ xantogenat dùng để điều chế tơ visco d) Xenlulozơ không phản ứng với Cu(OH) 2, tan dung dịch [Cu(NH 3)4](OH)2 (nước Svayde) tạo chất lỏng nhớt dùng để tạo tơ đồng – amoniac Tóm tắt tính chất hóa học Cacbohiđrat Glucozơ Fructozơ Saccarozơ Mantozơ Tinh bột Xenlulozơ + - + - - Cu2O↓đỏ gạch + - + - - T/c riêng –OH hemiaxetal + CH3OH/HCl Metyl glucozit - - Metyl glucozit - - T/c poliancol + Cu(OH)2, to thường dd màu xanh lam dd màu xanh lam dd màu xanh lam dd màu xanh lam - - T/c ancol (P/ư este hoá) + (CH3CO)2O + + + + + Xenlulozơ triaxetat + + + + + Xenlulozơ trinitrat Tính chất T/c anđehit + [Ag(NH3)2]OH + Cu(OH)2/OH-,to + HNO3/H2SO4 Ag↓ Chuyên đề luyện thi đại học Hóa năm 2015 P/ư thuỷ phân + H2O/H+ P/ư màu + I2 Phản ứng với dung dịch Brom - - Glucozơ + Fructozơ Glucozơ Glucozơ Glucozơ - - - - màu xanh đặc trưng - (+) màu dung dịch brom - - (+) màu dung dịch brom - (+) có phản ứng, khơng u cầu viết sản phẩm; (-) khơng có phản ứng (*) phản ứng môi trường kiềm Phần 2: Các dạng tập DẠNG 1: PHẢN ỨNG TRÁNG GƯƠNG CỦA GLUCOZƠ (C6H12O6) C6H12O6 2Ag (glucozơ ) M C6 H12O6 M Ag = 108 Nhớ ( = 180, ) Phương pháp: + Phân tích xem đề cho hỏi + Tính n chất mà đề cho Tính số mol chất đề hỏi khối lượng chất đề hỏi Câu Đun nóng dd chứa 9g glucozơ với AgNO đủ pứ dd NH3 thấy Ag tách Tính lượng Ag thu A 10,8g B 20,6 C 28,6 D 26,1 Câu Đun nóng dd chứa 36g glucozơ với ddAgNO3/NH3 khối lượng Ag thu đươc tối đa là: A 21,6g B 32,4 C 19,8 D 43.2 Câu Đun nóng dd chứa m g glucozơ với ddAgNO3/NH3 thu 32,4 g Ag giá trị m là: A 21,6g B 108 C 27 D Số khác Câu Đun nóng dd chứa m g glucozơ với dd AgNO3/NH3 thu 16,2 Ag giá trị m (H= 75%): A 21,6g B 18 g C 10,125g D số khác Câu 5.Tính lượng kết tủa bạc hình thành tiến hành tráng gương hoàn toàn dd chứa 18g glucozơ (H=85%) A 21,6g B 10,8 C 5,4 D 2,16 Câu Cho 200ml dd glucozơ pứ hoàn toàn với dd AgNO NH3 thấy có 10,8g Ag tách Tính nồng độ mol/lít dd glucozo dùng A 0,25M B 0,05M C 1M D số khác Câu Đun nóng dd chứa 54g glucozơ với lượng dư dd AgNO /NH3 lượng Ag tối đa thu đựơc m gam Hiệu suất pứ đạt 75% Giá trị m A 32,4 B 48,6 C 64,8 D 24,3g Câu Cho 10,8 gam glucozơ phản ứng hoàn toàn với dung dịch AgNO 3/NH3 (dư) khối lượng Ag thu là: A.2,16 gam B.3,24 gam C.12,96 gam D.6,48 gam Câu Cho m gam glucozơ lên men, khí dẫn vào dd nước vôi dư thu 55,2g kết tủa trắng Tính khối lượng glucozơ lên men, biết hiệu suất lên men 92% A 54 B 58 C 84 D 46 Câu 10: Đun nóng 37,5 gam dung dịch glucozơ với lượng AgNO 3/dung dịch NH3 dư, thu 6,48 gam bạc Nồng độ % dung dịch glucozơ A 11,4 % B 14,4 % C 13,4 % D 12,4 % Câu 11: Đun nóng dung dịch chứa 18 g glucozơ với AgNO đủ phản ứng dung dịch NH3 thấy Ag tách Biết phản ứng xảy hoàn toàn Lượng Ag thu khối lượng AgNO cần dùng : A 21,6 g 17 g B 10,8 g 17 g C 10,8 g 34 g D 21,6 g 34 g Câu 12: Để tráng gương, người ta phải dùng 5,4 gam glucozơ, biết hiệu suất phản ứng đạt 95% Khối lượng bạc bám gương là: A 6,156 g B 1,516 g C 6,165 g D 3,078 g Chuyên đề luyện thi đại học Hóa năm 2015 Câu 13: Cho m gam glucozơ tác dụng với lượng dư Cu(OH) 2/OH-, đun nóng Sau phản ứng thu 1,44 gam kết tủa đỏ gạch Giá trị m là: A 6,28 g B 0,90 g C 1,80 g D 2,25 g DẠNG 2: PHẢN ỨNG LÊN MEN CỦA GLUCOZƠ (C6H12O6) : H% C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 Lưu ý: Bài toán thường gắn với giả thiết cho CO2 hấp thụ hồn tồn dd nước vơi Ca(OH)2 thu khối lượng kết tủa CaCO số mol hỗn hợp muối Từ tính số mol CO dựa vào số nCO2 = nCaCO mol CaCO3 ( ) Vnguyenchat 100% Vdungdich Công thức độ rượu: Do= mdung dich D= Vdung dich Công thức khối lượng riêng: (Dnước=1gam/ml) Áp dụng pp đường chéo để giải toán pha dung dịch rượu: Trong trường hợp tỷ khối dung dịch bị thay đổi sau pha trộn: pha V A lít dung dịch A có có tỉ khối D1 với VB lít dd B có tỷ khối D có chất tan, ta thu V lít dd có tỷ khối D (D1