Xây dựng hệ thống bài tập phần cacbohiđrat dùng bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN VĂN TRẠM XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN CACBOHIĐRAT DÙNG BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC LONG AN – 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN VĂN TRẠM XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN CACBOHIĐRAT DÙNG BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI HĨA HỌC TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Chun ngành: Lí luận Phƣơng pháp dạy học mơn hóa học Mã số: 60.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS CAO CỰ GIÁC LONG AN – 2016 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến: - Thầy giáo PGS.TS Cao Cự Giác – Trưởng Bộ mơn Lí luận phương pháp dạy học hố học, khoa Hóa trường Đại học Vinh, giao đề tài, tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu hoàn thành luận văn - Thầy giáo PGS.TS Lê Văn Năm TS Nguyễn Văn Bời dành nhiều thời gian đọc viết nhận xét cho luận văn - Phòng Đào tạo Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Hố học thầy giáo, giáo thuộc Bộ mơn Lí luận Phương pháp dạy học hoá học khoa Hoá học trường ĐH Vinh giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn tất người thân gia đình, Ban giám hiệu Trường THPT Cần Đước, bạn bè, đồng nghiệp động viên, giúp đỡ tơi suốt q trình học tập thực đề tài Tân An, ngày 30 tháng 08 năm 2016 Nguyễn Văn Trạm MỤC LỤC Lời cảm ơn Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình Tiêu đề Danh mục Trang Phần I MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ đề tài Giả thuyết khoa học Khách thể đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài Phần II NỘI DUNG Chƣơng Cơ sở lí luận thực tiễn đề tài 1.1 Một số quan niệm học sinh giỏi 1.1.1 Quan niệm học sinh giỏi 1.1.2 Quan niệm học sinh giỏi Hóa Học 1.2 Bồi dưỡng học sinh giỏi với việc đào tạo nhân tài cho đất nước 1.2.1 Chính sách Đảng, nhà nước nghành giáo dục 1.2.2 Đào tạo nhân tài cho đất nước – Trách nhiệm lợi ích Quốc gia 1.3 Phương pháp phát học sinh giỏi tổ chức bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa Học 1.3.1 Một số biện pháp phát học sinh giỏi 1.3.2 Một số biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi 1.3.2.1 Kích thích động học tập học sinh 1.3.2.2 Soạn thảo nội dung dạy học có phương pháp dạy học hợp lý 1.3.2.3 Kiểm tra, đánh giá 1.4 Tầm quan trọng phần cân cacbohiđrat việc 1.5 bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa Học Ttrường THPT Các kỳ thi học sinh giỏi Hóa học Việt Nam Quốc tế 1.5.1 Ý nghĩa kỳ thi học sinh giỏi 1.5.2 Mặt hạn chế kì thi học sinh giỏi Việt Nam 1.5.3 Các kì thi học sinh giỏi hóa học Việt Nam 1.5.3.1 Học sinh giỏi hóa học cấp tỉnh, thành phố 1.5.3.2 Olympic hóa học 30 - khu vực phía Nam 1.5.3.3 Học sinh giỏi quốc gia hóa học 10 1.5.3.4 Olympic Hóa học Quốc tế (International Chemistry Olympiad, viết tắt IChO) 1.6 11 Thực trạng việc bồi dưỡng học sinh giỏi dạy học hóa học trường THPT 11 1.6.1 Đối tượng địa bàn điều tra 11 1.6.2 Nội dung phương pháp điều tra 11 1.6.3 Kết điều tra 12 Chƣơng Xây dựng dạng tập cacbohiđrat dùng bồi dƣỡng 2.1 học sinh giỏi hóa học Cấu trúc, nội dung chương trình SGK chun hóa hữu 2.2 Xây dựng hệ thống dạng tập cacbohiđrat dùng bồi 20 20 dưỡng học sinh giỏi 22 2.2.1 Cơ sở xây dựng cấu trúc hệ thống tập 22 2.2.1.1 Cơ sở xây dựng 22 2.2.1.2 Cấu trúc hệ thống tập 23 2.2.2 Các dạng 23 Dạng 1: Đồng phân danh pháp 23 1.1 ác định đồng phân monosaccarit 23 1.2 ác định tên gọi monosacarit theo danh pháp R, S 25 1.3 ác định tên gọi monosacarit theo danh pháp D/L 27 1.4 ác định công thức cấu tạo từ tên gọi cho 28 1.5 Bài tập đề xuất 29 31 2.1 Dạng 2: Hóa học lập thể Biểu diển công thức monosaccarit công thức Fischer 2.2 Biểu diển công thức monosaccarit công thức Haworth 32 2.3 Biểu diển công thức monosaccarit cấu dạng Reeves 34 2.4 Bài tập đề xuất 35 36 3.1 Dạng 3: Phản ứng đặc trƣng Phản ứng oxi hóa nhóm cacbonyl giữ nguyên mạch cacbon 36 31 3.2 Phản ứng khử nhóm cacbonyl thành poliancol 37 3.3 Phản ứng tạo thành osazon 39 3.4 Phản ứng tăng mạch cacbon (Phương pháp Kiliani –Fischer) 41 3.5 Phản ứng giảm mạch cacbon 42 3.6 Phản ứng cắt mạch cacbon 43 3.7 Phản ứng oxi hóa thành axit anđaric 45 3.8 Phản ứng tạo axetal xetal vòng 46 3.9 Phản ứng tạo thành glicozit (phản ứng chứng minh mạch vòng monozơ) 46 3.10 Phản ứng tạo thành este 47 3.11 Phản ứng thủy phân 48 3.12 Bài tập đề xuất 52 53 2.3 Dạng 4: Bài tập tổng hợp cacbohiđrat Sử dụng tập bồi dưỡng học sinh giỏi 2.3.1 Bồi dưỡng số lực học sinh giỏi hóa học 64 2.3.2 Kiểm tra đánh giá học sinh giỏi 66 Chƣơng Thực nghiệm sƣ phạm 67 3.1 Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 67 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 67 3.3 Chọn đối tượng địa bàn thực nghiệm sư phạm 67 3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 68 3.4.1 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 68 3.4.2 Tiến hành kiểm tra xử lý kết thực nghiệm 69 3.5 3.5.1 Kết thực nghiệm sư phạm đánh giá 69 Xử lý kết thực nghiệm sư phạm 69 3.5.1.1 Tính tham số đặc trưng 69 3.5.1.2 Lập bảng phân phối tần số, tần suất cho nhóm đối 64 chứng thực nghiệm 70 3.5.1.3 Biểu diễn kết đồ thị 72 3.5.2 Kết thực nghiệm sư phạm 73 3.5.2.1 Nhận xét thu từ phía học sinh 73 3.5.2.2 Các kết thu từ việc phân tích số liệu thực nghiệm Phần III sư phạm 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Phiếu điều tra Phụ lục 2: Đề kiểm tra cacbohiđrat trước sau thực nghiệm Phụ lục 3: Giáo án chuyên đề Cacbohiđrat (9buổi) 15 Phụ lục 4: Bài tập Cacbohiđrat 34 BẢNG CHỮ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT ĐẦY ĐỦ Axetat (CH3COO-) CHỮ VIẾT TẮT Ac Bài tập hóa học BTHH Giáo viên GV Công thức phân tử CTPT Công thức cấu tạo CTCT Dung dịch dd Đối chứng ĐC Điều kiện tiêu chuẩn đktc Etyl (C2H5-) Et gam g Giáo viên Gv Hóa học HH Học sinh giỏi HSG Học sinh HS Metyl (CH3-) Me Phương pháp PP Phenyl (C6H5-) Ph Thực nghiệm TN Trung học phổ thông THPT Xúc tác Xt DANH MỤC CÁC BẢNG Tiêu đề Trang Bảng 1.1 Đặc điểm tình hình giáo viên mơn hố số trường THPT tỉnh Long An ……………………… 13 Bảng 1.2 Kết điều tra tần suất sử dụng chun đề hóa học phục vụ cơng tác dạy học giáo viên THPT 14 Bảng 1.3 Kết điều tra mục đích sử dụng chuyên đề hóa học phục vụ cơng tác dạy học giáo viên THPT 14 Bảng 1.4 Kết điều tra lí khiến giáo viên ngại biên soạn chun đề hóa học phục vụ cơng tác dạy học 14 Bảng 1.5 Kết điều tra lí khiến giáo viên thích biên soạn chun đề hóa học phục vụ công tác dạy học 14 Bảng 1.6 Kết điều tra nội dung kiến thức mà giáo viên xem hay khó cần bồi dưỡng cho học sinh 15 Bảng 1.7 Kết điều tra ý kiến giáo viên biên soạn chuyên đề dùng bồi dưỡng học sinh giỏi trường THPT 15 Bảng 1.8 Kết điều tra hứng thú giáo viên sử dụng chuyên đề dùng bồi dưỡng học sinh giỏi trường THPT 15 Bảng 1.9 Kết điều tra tần suất học chuyên đề hóa học giáo viên biên soạn học sinh THPT 15 Bảng 1.10 Kết điều tra mục đích học tập chuyên đề hóa học học sinh giáo viên biên soạn 16 Bảng 1.11 Kết điều tra nội dung kiến thức mà học sinh xem hay khó cần bồi dưỡng 16 Bảng 1.12 Kết điều tra ý kiến học sinh việc biên soạn chuyên đề dùng bồi dưỡng học sinh giỏi giáo viên trường THPT 16 Bảng 1.13 Kết điều tra hứng thú học sinh học chuyên đề dùng bồi dưỡng học sinh giỏi giáo viên biên soạn trường THPT 16 Bảng 1.14 Kết điều tra lí khiến học sinh thích học chun đề hóa học trường THPT 17 Bảng 1.15 Kết thi HSG mơn hố lớp 12 cấp tỉnh số trường THPT tỉnh Long An năm học 2015 2016 ……………………………………………………… 17 Bảng 3.1 Các chuyên đề dạy thực nghiệm 69 Bảng 3.2 Kết kiểm tra trước thực nghiệm 70 Bảng 3.3 Kết kiểm tra sau thực nghiệm 71 Bảng 3.4 Bảng điểm kiểm tra trung bình độ lệch chuẩn tương ứng kiểm tra sau thực nghiệm 71 Bảng 3.5 Phần trăm HS đạt điểm giỏi, trung bình, yếu 71 Bảng 3.6 Phần trăm HS đạt điểm Xi trở xuống 72 Bảng 3.7 Bảng tính đại lượng kiểm định 73 DANH MỤC CÁC HÌNH Tiêu đề Trang Biểu đồ phân loại học sinh theo kết điểm 72 Đồ thị Đường luỹ tích so sánh kết kiểm tra lần 72 Đồ thị Đường luỹ tích so sánh kết kiểm tra lần 73 53 HO HO O O HO HO HO H HO HO OH O HO HO H OH O O OH O H HOH 2C HO CH 2OH HO O HOH 2C Melexitoz¬ (C18H36O16) CH 2OH HO O 3-O-(-D-glucopiranozyl)-D-fructofuranoz (Turanoz) Cấu trúc furanozơ piranozơ mắt xích fructozơ pyranozơ heptanozơ (vòng cạnh) mắt xích glucozơ khơng có nhóm 1,2-điol kiểu CHOH-CH2OH nên khơng hình thành fomanđehit sản phẩm oxi hố HIO4: Glucoz¬ Fructoz¬ CH 2OH CH 2OH HO HO HO HO H H OH H OH O H H OH HO HO HC O H H OH H OH H OH H OH O CH CH 2OH CH piranoz¬ furanoz¬ heptanoz¬ CH H OH H OH H OH O H CH 2OH piranoz¬ Cần mol HIO4 để phân huỷ hai mắt xích glucozơ có cấu trúc heptanozơ nhận mol axit fomic : Bài 39: (Trích đề thi HSG quốc gia, Việt Nam - 1998) A đisaccarit khử AgNO3 dung dịch NH3, gồm hai đồng phân có khả làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực điều kiện thống biểu thị o o 25 [] 25 D + 92,6 +34 Dung dịch đồng phân tự biến đổi [] D cho đạt giá trị ổn định + 52o Thủy phânn A (nhờ xúc tác axit) sinh B C: Cho A tác dụng với lượng dư CH3I môi trường bazơ thu sản phẩm D khơng có tính khử Đun nóng D với dung dịch axit loóng thu dẫn xuất 2,3,6-tri-O-metyl B dẫn xuất 2,3,4,6-tetra-O-metyl C 54 a Viết cơng thức cấu trúc (dạng vịng cạnh phẳng) cho B, C, A, D; biết phân tử A có liên kết -1,4-glucosit Giải thích viết phương trình phản ứng b Vì dung dịch đồng phân A tự biến đổi [] 25 D cuối đạt giá trị o 52o? Tính thành phần phần trăm chất dung dịch giá trị [] 25 D = 52 viết cơng thức cấu trúc chất thành phần Giải: a Công thức B, C : H HO 1 CHO CHO CH 2OH O OH H H OH H OH OH H H OH OH HO H HO OH OH H H CH 2OH (B) CH 2OH O OH OH OH H OH OH CH 2OH (C) Dẫn xuất 2,3,6-tri-O-metyl B dẫn xuất 2,3,4,6-tetra-O-metyl C có cơng thức: 6 CH2OCH O OCH OH H OH CH3O CH2OCH O OCH H OH OCH 2,3,6-tri-O-metyl cña B OCH dÉn xuÊt 2,3,4,6-tetra-O-metyl cña C Điều cho thấy liên kết -1,4-glucosit (theo giả thiết) hình thành nhóm C1OH chất C với C4-OH chất B vỡ A đisaccarit khử AgNO3 dung dịch NH3 nên có nhóm C1-OH-semiaxetal B Cơng thức A là: D khơng có tính khử, OH- semiaxetal A bị metyl hóa Công thức D : b Các đồng phân anome A chuyển hóa lẫn thơng qua cấu trúc hở Do dung dịch, đồng phân A tự biến đổi hỗn hợp cân hai đồng 55 o phân ứng với giá trị [] 25 D 52 Gọi hàm lượng % dạng thứ x%, ta có: ( 92, 6) x 100 ( 34) 100-x 100 52 x 30, % Vậy đồng phân có khả làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực điều o o kiện thống biểu thị [] 25 D + 92,6 +34 có giá trị 30,7% 69,3% Cơng thức đồng phân là: Bài 40: (Đề thi HSG quốc gia, Việt Nam - 2000) đisaccarit không khử AgNO3 dung dịch NH3 Khi thủy phân sinh sản phẩm M (D-anđozơ, có cơng thức vịng dạng ) M khác D-ribozơ cấu hình nguyên tử C2 M CH3OH / HCl N CH3 I / NaOH Q ác định công thức M, N, Q H 2O / H dẫn xuất 2,3,4-tri-O-metyl M (dạng vòng phẳng) Hãy viết sơ đồ phản ứng xảy Giải Từ công thức dẫn xuất 2,3,4-tri-O-metyl M suy ngược cơng thức Q, N, M từ suy công thức : CH O CH O H H O CH CH O H O CH CH OH dÉn xuÊt 2,3,4-tri-O-m etyl cña M O OH HO OH (M ) H O/H + CH O O CH OCH O CH (Q ) OH (N) OH OH OC H O CH O CH I/baz¬ CH O H/HC l O OH OH O CH O OH O OH H O /xt OH O OH OH (X ) O OH 56 Bài 41: (Bài tập chuẩn bị IChO, Canada - 1997) D-anđotetrozơ A phản ứng với axit nitric cho hợp chất không hoạt động quang học Cũng anđotetrozơ phản ứng với HCN, với dung dịch nước Ba(OH) cho hai axit anđonic epime B C Các axit andonic nằm cân với anđolacton D E tương ứng chúng lý hỗn hợp với Na - Hg nước pH 35 thu chất F G tương ứng Oxi hóa F axit nitric thu axit anđaric không hoạt động quang học H, thực hiên phản ứng với E thu axit anđaric hoạt động quang học I Cho biết cấu trúc chất từ A đến I Giải: Chỉ D-anđotetrozơ dạng erythro cho sản phẩm khơng hoạt động quang học bị oxi hóa axit nitric : Sử lí A HCN, với dung dịch nước Ba(OH)2 cho hai axit anđonic epime B C: Các -lacton D E tương ứng : lý hỗn hợp với Na - Hg nước pH 3-5 thu chất F G Oxi hóa axit nitric thu axit anđaric không hoạt động quang học H hoạt động quang học I : 57 Bài 41: (Đề thi HSG quốc gia, Việt Nam - 2001) Oxi hoá 150 mg amilozơ NaIO4 thu 0,0045 mmol axit fomic a Tính số lượng trung bình gốc glucozơ phân tử amilozơ; biết oxi hoá mol amilozơ NaIO4, số gốc glucozơ đầu mạch tạo mol axit fomic, số gốc glucozơ cuối mạch tạo mol axit fomic b Viết sơ đồ phương trình phản ứng xảy Viết sơ đồ phương trình phản ứng chuyển D-glucozơ thành L-gulozơ có cơng thức sau Giải: a Số lượng trung bình gốc glucozơ phân tử amilozơ : (C6H10O5)n HIO4  namiloz¬ = n HCOOH =  Mamiloz¬ =  n= 3HCOOH 0,0045 = 0,0015(mmol) 150 = 100000(® vC ) 0,0015 100000 ≈617 162 b Phương trình phản ứng: 58 Sơ đồ chuyển hóa: Bài 43: (Bài tập chuẩn bị IChO, Canada - 1997) D-iđozơ có cấu hình khác D-glucozơ C-2, C-3 C-4 Ở cân bằng, D-iđozơ gồm 75% dạng piranozơ 25% dạng furanozơ Hãy viết hai cấu dạng xyclohexan đồng phân dạng vững ,  Diđopiranozơ Đồng phân bền vững nhất? Vì sao? Qua đồng phân hóa Lobry de Bruyn Abberda van Ekenstein, D-iđozơ chuyển thành 2-xetozơ (D-socbozơ) Hãy vẽ dạng furanozơ D-socbozơ Khi đun nóng D-iđozơ nước thuận nghịch tồn chủ yếu dạng 1,6đihiđro-D-iđopiranozơ Hãy cho biết phản ứng thích hợp với dạng đồng phân nào? Viết công thức hợp chất Cho biết phản ứng không xảy với glucozơ? Giải: Hai cấu dạng ghế D-idozơ : 59 Cấu tạo D-socbofuranozơ : Phản ứng đehiđrat hóa đóng vịng nội phân tử thuận lợi nhóm OH C1 nhóm -CH2OH vị trí trục Như với D-iđozơ phản ứng thuận lợi với dạng , cịn glucozơ khơng có phản ứng này: Bài 44: (Bài tập chuẩn bị IChO, Canada - 1997) Đisaccarit A bị thủy phân axit loãng tạo hỗn hợp gồm D-glucozơ D-galactozơ Hợp chất A đường khử bị oxi hóa nước Br2 tạo axit B, axit metyl hóa (CH3)2SO4/NaOH tạo thành hợp chất octa-O-metyl hóa Thủy phân hợp chất thu axit tetra-O-metylgluconic C tetra-O-metylgalactozơ D Hợp chất C bị oxi hóa axit nitric tạo thành axit tetra-O-metylglucaric Chất A bị thủy phân galactosiđaza tách từ hạnh nhân Cho biết cấu trúc A, B, C, D Giải: OH OH OH OH O HO O H HO OH H OH Br2 O O O HO HO OH HO HO H OH HO (A) OH (B) H CH3O H H metyl hãa COOH OCH3 H OCH3 OCH3 CH2OH HNO (C) + thñy ph©n H H3CO CH3O H CHO OCH3 H H OCH3 CH2OH (D) H CH3O H H COOH OCH3 H OCH3 OCH3 COOH COOH 60 Bài 45: (Bài tập chuẩn bị IChO, Thái Lan - 1999) Dựng công thức Haworth đề nghị hay nhiều cấu tạo vịng với hóa lập thể có cho D-tagalozơ (D)-tagalozơ Hai sản phẩm có cơng thức C6H10O6 thu D-arabinozơ tác dụng với NaCN/H+ thủy phân môi trường axit Viết cấu tạo kèm theo hóa lập thể có hai hợp chất cho biết chúng tạo thành ? Giải: Cấu tạo vịng với hóa lập thể có cho D-tagalozơ: Phản ứng D-arabinozơ: 61 II- BÀI TẬP KHƠNG CĨ HƢỚNG DẪN GIẢI [1,], [4], [5,], [15], [21,], [36], [37,], [38], [41,], [43], [46,], [47], [49,], [50] Bài 1: Hãy viết phương trình phản ứng xảy cho D-threozơ tác dụng với phenylhiđrazin lấy dư, phân loại chất trung gian sản phẩm phản ứng Bài 2: Có thể có tối đa monosaccarit mà cho tác dụng với phenylhiđrazin dư cho ozazon? Lấy thí dụ cụ thể để chứng minh Bài 3: a Nêu tác nhân thường dùng để khử nhóm C=O monosaccarit thành nhóm CHOH b Viết công thức Fisơ sản phẩm thu phản ứng khử nhóm C=O Dglucozơ D-fructozơ thành nhóm CH-OH Bài 4: a Oxi hoá D-Glucozơ dung dịch HNO3 lỗng 1000C thu hỗn hợp sản phẩm từ tách chất A, B, C, D Cho biết MA = 210 đv C; MB = MC = 192 đv C, MD = 174 đvC Hãy viết công thức Fisơ chúng b Cũng điều kiện trên, từ L-Gulozơ tạo chất nào, công thức Fisơ chúng? Bài 5: Hãy viết công thức Fisơ cặp anđohexozơ mà bị oxi hố cho axit anđaric dạng meso bị khử cho anđitol dạng meso Bài 6: Hãy viết công thức Fisơ cặp anđohexozơ mà bị oxi hố cho axit anđaric bị khử cho anđitol Bài 7: a Hãy viết sơ đồ phản ứng tổng hợp epime anđopentozơ xuất phát từ D-erythro theo phương pháp Kaliani - Fisơ (dùng công thức Fisơ) b Hai epime tạo với lượng hay khác nhau? c Khi oxi hoá axit nitric epime thứ tạo thành axit anđaric khơng quang hoạt, cịn đồng phân thứ hai tạo thành axit anđaric quang hoạt Hãy xác định cấu trúc đồng phân d Ngày phương pháp Kiliani - Fisơ cải tiến nào? Bài 8: a Thế giáng vị Ruff (giảm mạch cacbon theo Ruff)? b Thuỷ phân đisaccarit lactozơ (tách từ sữa) người ta thu anđohexozơ D (+) galactozơ Khi chế hố D (+)-galactozơ HNO3 thu axit galactaric không quang hoạt Khi dùng phương pháp giáng vị Ruff thu D (-)-lyxozơ Oxi hố D (-)-lyxozơ axit nitric thu axit lyxaric quang hoạt Dựa vào kiện cho, xác định công thức Fisơ D (+)-galactozơ 62 Bài 9: a Hãy viết phản ứng anđehit (RCH=O) anđohexozơ với metanol dư có mặt hiđroclorua Sản phẩm tạo thuộc loại hợp chất nào, rõ tên nhóm nguyên tử đặc biệt b Nêu rõ khác giải thích Bài 10: Biết dung dịch, mannozơ tồn dạng piranozơ Hãy viết sơ đồ phản ứng D-mannozơ với tác nhân đây, gọi tên sản phẩm tạo thành: a [Ag(NH3)2]+ b Dung dịch HCl loãng c Dung dịch NaOH loãng d Anhiđrit axetic dư e CH3OH / HCl f Me2SO4/OH- Bài 11: a Hãy dùng cơng thức Fisơ hồn thành sơ đồ chuỗi phản ứng theo phương pháp giáng vị Wohl b Dùng chế phản ứng với mũi tên cộng cần để giải thích tạo thành C D Bài 12: Hãy viết phương trình phản ứng axit periođic dư với chất sau Cho nhận xét a Glixerandehit b HOCH2CH(OH)-CH(OH)-CO-CH2OH c HOCH2CH(OH)-COOH d HOCH2-CH(OH)-CH(OH)-CH(OH)CH=O Bài 13: Dùng cơng thức Fisơ hồn thành sơ đồ phản ứng sau a Metyl -D-glucopiranozơ HIO4 X Br2 / H2O Y b Metyl -D-glucofuranozơ HIO4 N Br2 / H2O M H3O H3O A (hỗn hợp) B (hỗn hợp) Bài 14: Hãy xác định cấu trúc (công thức cấu dạng) đisaccarit melibiozơ dựa kiện sau Melibiơzơ có quay hỗ biến Thuỷ phân melibiozơ với xúc tác axit họăc -galactoziđaza (enzim phân cắt liên kết -galactozit) cho D-galactozơ D-glucozơ Cho tác dụng với nước brom thu axit melibionic Metyl hố axit melibionic thuỷ phân thu 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-galactozơ axit 2,3,4,5tetra-O-metyl-D-gluconic 63 Bài 15: Trehalozơ isotrehalozơ có cơng thức C12H22O11 khơng có tính khử, bị thuỷ phân xúc tác axit tạo thành glucozơ Isotrehalozơ bị thuỷ phân maltaza emulssin cịn trehalozơ bị thuỷ phân maltaza Biết malataza thuộc loại glucoziđaza, cịn emunsin thuộc loại -glucoziđaza Khi tác dụng với CH3I/OH- thuỷ phân hai cho sản phẩm 2,3,4,6-tetra-O-metyl glucozơ Hãy xác định cấu trúc trehalozơ isotrehalozơ Bài 16: Khuấy trộn tinh bột nước lọc lấy phần không tan gọi amilopectin; phần tan nước amilozơ Amilozơ bị thuỷ phân mantaza cho mantozơ Cho amilozơ phản ứng với CH3I dư mơi trường kiềm thuỷ phân sản phẩm thu 2,3,6-tri-O-metyl-Dglucopinanozơ 0,2 - 0,4% 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-glucopinanozơ a Hãy suy cấu trúc amilozơ b Hãy tính khối lượng mol phân tử amilozơ Bài 17: Khi thuỷ phân khơng hồn tồn xenlulozơ thu xenlobiozơ (C12H22O11) enloliozơ đisaccarrit có tính khử, có tượng quay hỗ biến, tạo phenyl osazon Metyl hố hồn tồn xenlobiozơ thuỷ phân axit lỗng thu hỗn hợp đẳng phân tử 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-glucozơ 2,3,6-tri-O-metyl-D-glucozơ enlobiozơ không bị thuỷ phân -glucoziđaza mà bị thuỷ phân glucoziđaza a) ác định công thức cấu trúc xenlobiozơ b) Suy cấu trúc xenlulozơ c) Vì xenlulozơ dễ kéo thành sợi cịn tinh bột không? Bài 18: a Viết sơ đồ phản ứng xenlulozơ với axit nitric đặc xúc tác axit sunfuric đặc b Nêu ứng dụng sản phẩm thu Bài 19: a Viết sơ đồ phản ứng xenlulozơ với anhiđrit axetic b Vì để chế tạo tơ axetat xenlulozơ (tơ axetat) người ta dùng xenlulozơ điaxetat hỗn hợp với xenlulozơ triaxetat mà không dùng riêng thứ Bài 20: Chỉ dùng hoá chất để nhận biết chất nhóm dung dịch sau: a Glucozơ, etanol, saccarozơ b Mantozơ, fomalin saccarozơ c Fructozơ, glixerin, axetanđehit d Mannozơ, axetanđehit, etilen glicol propanol e Các dung dịch keo amylozơ, amylopectin, glicogen 64 Bài 21: (Thi HSGQG 2004) Một đisaccarit A khơng có tính khử Khi thuỷ phân môi trường axit, A cho sản phẩm pentozơ B Cũng thuỷ phân A nhờ enzim -glicoziđaza song không dùng -glicoziđaza Từ B tạo D-glucozơ cách cho tác dụng với HCN thuỷ phân (xúc tác axit) khử a Viết công thức Fisơ gọi tên B theo danh pháp hệ thống b Viết công thức cấu trúc A dạng vòng cạnh phẳng c Để khẳng định cấu trúc vòng cạnh A, người ta cho A tác dụng với CH3Br môi trường bazơ thuỷ phân (xúc tác H+) Dùng công thức cấu trúc, viết sơ đồ phản ứng Bài 22: (Thi chọn HSG tỉnh Long An -2011) D-Arabinozơ đồng phân cấu hình C2 D-ribozơ Để xác định cấu trúc vòng hay cạnh nó, người ta thực chuỗi phản ứng sau: Hãy vẽ cơng thức Havooc (Haworth) dạng vịng -  -D –Arabinozơ Bài 23: (Thi chọn HSG QG 2009) Cho sơ đồ chuyển hóa sau: CH3 OH C8H16O5 (C) O OMe CH3I/Ag2O HIO4/H2O C6H12O5 (B) OH OH (A) CH2OH OCH3 O H3C H CH2OH H H2/Ni to a Hãy viết cơng thức cấu trúc A có biểu diễn rõ cấu hình cacbon bất đối A thuộc dãy D hay L, dạng α- hay -glicozit ? b Biết B khơng chứa nhóm cacbonyl, viết sơ đồ phản ứng giải thích tạo thành cấu tạo B C c Vì B khơng chứa nhóm cacbonyl mà bị khử H2/Ni, to? Bài 24: (Thi HSGQG 2004) Monosaccarit A (đặt glicozơ A) có tên (2S,3R,4S,5R)–2,3,4,5,6– pentahiđroxihexanal Khi đun nóng tới 100 C, A bị tách nước sinh sản phẩm B có tên 1,6-anhiđroglicopiranozơ D–glucozơ khơng tham gia phản ứng Từ A nhận sản phẩm E (C5H10O5) G (C5H8O7) theo sơ đồ phản ứng: A Br2 H2O C CaCO3 D H2O2 E HNO3 G 65 a Viết công thức Fisơ A B b A tồn dạng ghế (D-glicopiranozơ) Viết cơng thức dạng cho biết dạng bền cả? c Dùng công thức cấu dạng biểu diễn phản ứng chuyển hoá A thành B Vì D– glucozơ khơng tham gia phản ứng tách nước A? d Viết công thức cấu trúc E G Hãy cho biết chúng có tính quang hoạt hay khơng? Bài 25: (Thi HSGQG 2004) D-Galactozơ đồng phân cấu hình vị trí số D-glucozơ Trong dung dịch nước D-galactozơ tồn dạng cấu trúc khác hệ cân Hãy dùng cơng thức cấu hình biểu diễn hệ cân cho biết dạng chiếm tỉ lệ cao D-Galactozơ sản phẩm sinh thuỷ phân hợp chất A (C12H22O11) Để thực phản ứng dùng chất xúc tác axit enzim -Dgalactoziđaza A không khử dung dịch Fehling, song tác dụng với CH3I môi trường bazơ cho sản phẩm đem thuỷ phân thu 2,3,4,6-tetra-O-metylD-galactozơ Hãy tìm cấu trúc A, viết cơng thức vịng phẳng cơng thức cấu dạng Đun nóng D-galactozơ tới 165oC sinh hỗn hợp sản phẩm, có lượng nhỏ hợp chất B (có cơng thức sau) Cho B tác dụng với CH3I (có bazơ xúc tác) thuỷ phân sản phẩm sinh thu hợp chất C dẫn xuất tri-O-metyl D-galactozơ Hãy giải thích q trình hình thành B viết công thức Fisơ C O OH O HO (B) OH Bài 26: (Thi HSGQG 2006) Viết công thức chiếu Fisơ dạng mạch hở chất sau: HOCH2 O OH CH2 OH OH OH OH H2C O (A) OH (B) Trong chất (A), (B), (C), (D) trên, chất nào: a) thuộc dãy L? b) đường đeoxi? c) đường có mạch nhánh? d) thuộc loại xetozơ? O HO H3C OH OH OH O OH OH HO OH (C) OH HO OH (D) CH2OH 66 e) có dạng furanozơ? g) có cấu hình α nhóm anomeric? Bài 27: (Thi HSGQG 2004) Khi cho D-glucozơ phản ứng với hiđrazin hiđrat, glucozylhiđrazon tồn dạng mạch hở, song pH ≤ dễ dàng chuyển thành dạng vịng glucozylhiđrazin Hãy viết cơng thức cấu trúc dạng chuyển hố glucozylhiđrazin gọi tên Bài 28: (Thi HSGQG 2004) Rutinozơ gốc đường số hợp chất có tác dụng làm bền thành mạch máu Rutinozơ cho phản ứng với thuốc thử Feling, bị thuỷ phân -glycosiđaza cho anđozơ A (C6H12O5) D-anđozơ B (C6H12O6) theo tỉ lệ mol (1:1) Từ anđozơ B tiến hành liên tiếp hai lần cắt mạch Ruff sau oxi hoá với HNO3 thu axit meso-tactric; B dễ dàng cho dẫn xuất monoxetal với axeton axit Hãy viết phản ứng để xác định B Anđozơ B cho sản phẩm ozazon anđohexozơ khác (kí hiệu A1); A2 đồng phân đối quang A1 Thực chuyển hóa A2 theo sơ đồ sau thu A CH3 A2 HOCH2CH2OH H2 /Ni Raney A3 H OH H OH HO H HO xetal  A4 H O2 /Pt A5 t0 axit anđonic CH2OH A6 Na-Hg/pH3-5 A anđolacton (Lưu ý: phản ứng từ A4 đến A5 đặc trưng cho chuyển hoá ancol bậc cuối mạch thành axit) Dựng công thức chiếu Fisơ để biểu diễn cấu trúc chất A1, A2, A3, A5, A6 A Biết 1mol A phản ứng với 4mol HIO4 cho 4mol HCOOH 1mol CH3CHO Metyl hoá hoàn toàn rutinozơ với DMS/OH- cho dẫn xuất heptametyl (X), thuỷ phân môi trường axit thu tri-O-metyl A 2,3,4-tri-O-metyl B Oxi hóa 1mol metyl rutinozit cần 4mol HIO4, cho 2mol HCOOH 1mol tetraanđehit Hãy vẽ công thức Haworth công thức cấu dạng rutinozơ Bài 29: (Thi HSGQG 2004) Viết phương trình phản ứng thuỷ phân metyl-α-D-galactofuranozit (A) metyl-α-Dsobofuranozit (B) mụi trường axit (sobozơ: 2-xetohexozơ; cấu hình C3 galactozơ khác nhau) Arabinopyranozơ (D-anđopentozơ có cấu hình 2S, 3R, 4R) chuyển hóa sau: + Ara (C5H10O5) CH3OH/H B HIO4 LiAlH4 H2O + D C Vẽ cấu trúc B, C, D E Br2/H2O H2O/H HOCH2-CHO + HOCH2-CH2OH + E H2O/H CHO-COOH + HOCH2-COOH 67 Hợp chất A (C4H6O3) quang hoạt, không tham gia phản ứng tráng bạc, tác dụng với anhiđrit axetic tạo dẫn xuất monoaxetat Khi đun nóng với metanol, A chuyển thành chất B (C5H10O4) Dưới tác dụng axit vơ lỗng, B cho metanol C (C4H8O4) C tác dụng với anhiđrit axetic tạo dẫn xuất triaxetat, tác dụng với NaBH4 tạo D (C4H10O4) không quang hoạt C tham gia phản ứng tráng bạc tạo thành axit cacboxylic E (C4H8O5) Xử lí amit E dung dịch lỗng natri hipoclorit tạo D-(+)glyxeranđehit (C3H6O3) amoniac Vẽ cấu trúc A, B, C, D E Bài 30: (Thi HSGQG 2004) Hãy viết sơ đồ chuyển hóa D-glucozơ thành D-glucozơ có 14C nhóm CH2OH ... TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN VĂN TRẠM XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN CACBOHIĐRAT DÙNG BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Chun ngành: Lí luận Phƣơng pháp dạy học mơn hóa học Mã số:... Chƣơng Xây dựng dạng tập cacbohiđrat dùng bồi dƣỡng 2.1 học sinh giỏi hóa học Cấu trúc, nội dung chương trình SGK chuyên hóa hữu 2.2 Xây dựng hệ thống dạng tập cacbohiđrat dùng bồi 20 20 dưỡng. .. phát học sinh giỏi tổ chức bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa Học 1.3.1 Một số biện pháp phát học sinh giỏi 1.3.2 Một số biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi 1.3.2.1 Kích thích động học tập