2.3. Xõy dựng bài tập Hoỏ học theo tiếp cận PISA phần hợp chất hữu cơ chứ o
2.3.2. Hệ thống bài tập Hoỏ học theo tiếp cận PISA phần hợp chất hữu cơ chứa o
oxi Húa học 11THPT nh m phỏt triển năng lực giải quyết vấn đề
Cõu 1:
Uống nhiều rƣợu bia cú hại cho sức khoẻ cú thể gõy ra những bệnh tật. Nhiều vụ tai nạn giao thụng xảy r do ngƣ i điều khiển phƣơng tiện giao thụng cú nồng độ cồn vƣợt quỏ mức cho phộp của bộ y tế. Bằng hiểu biết thực tế kết hợp với kiến thức đó học em hóy nờu cỏch đo nồng độ cồn đối với ngƣ i điều khiển phƣơng tiện giao thụng và giải thớch tại sao lại tớnh đƣợc nồng độ cồn bằng cỏch đú.
H ớng dẫn chấm:
0,25 đ ểm: Cảnh sỏt lấy hơi củ ngƣ i đú cho vào dung dịch cú sẵn hỗn hợp
K2Cr2O7 và H2SO4.
0,5 đ ểm: Nguyờn t c củ phƣơng phỏp này à dựa trờn cỏc chất K2Cr2O7 và H2SO4 oxi hoỏ et no cú trong hơi thở. Áp suất riờng phần củ et no trong hơi thở của ngƣ i lỏi xe tỷ lệ thuận với cỏc hàm ƣợng etanol trong mỏu.
3CH3CH2OH + 2K2Cr2O7+8H2SO4 → 3CH3COOH+2Cr2(SO4)3+ 2K2SO4 + 11H2O
0,25 đ ểm: Xỏc định cƣ ng độ của màu lục của ion Cr3+
sẽ tớnh đƣợc hàm ƣợng etanol trong mỏu.
Cõu 2: Cỏc nco đƣợc chiết suất từ thiờn nhiờn đƣợc sử dụng rất rộng rói trong cỏc
metylxiclohexanol) cú trong tinh dầu bạc hà dựng để chế thuốc ho, kẹo,... in oo (3,7-đimety oct -1,6-đien-3-ol), nerol (3,7-đimety oct -2,6- đien-1-ol) cú trong tinh dầu ho hồng, dựng ph nƣớc ho , mĩ phẩm,… Viết CTCT củ mento , in oo , nerol.
H ớng dẫn chấm: Viết đỳng h i chất: 0,75; viết đỳng: 1 điểm.
Mentol
Linalool
Nerol
Cõu 3: Phƣơng phỏp hiđr t hoỏ eti en sản xuất et no dựng cỏc chất đầu rẻ tiền à
eti en, nƣớc và xỳc tỏc H2SO4 (hoặc H3PO4). Phƣơng phỏp ờn men rƣợu dựng nguyờn iệu à gạo, ngụ, s n,… đ t tiền hơn. Vỡ s o cho đến n y trong cụng nghiệp ngƣ i t vẫn dựng cả h i phƣơng phỏp đú ? Em hóy nờu ƣu, nhƣợc điểm củ những phƣơng phỏp này.
H ớng dẫn chấm: 0,5 đ ểm:
* Et no đƣợc sản xuất ở quy mụ cụng nghiệp theo h i phƣơng phỏp s u: - Hiđr t hoỏ eti en (xỳc tỏc H2SO4 hoặc H3PO4):
0 xt,t ,p 2 2 2 3 2 CH CH H OCH CH OH - ờn men rƣợu: men 6 10 5 n 2 6 12 6 C H O nH OnC H O Tinh bột g ucozơ men 6 12 6 2 5 2 C H O 2C H OH2CO 0,5 đ ểm: OH 3 2 CH CH 3 H C 3 2 2 2 3 3 CH CH CH C CH CH C C CH OH CH 2 2 2 3 3 3 HO CH C C CH CH CH CH CH CH CH
* Ƣu, nhƣợc điểm củ 2 phƣơng phỏp: - Phƣơng phỏp hiđr t hoỏ eti en:
+ Thuận lợi: Nguyờn liệu rẻ tiền
+ hú khăn: Vỡ phải thực hiện ở nhiệt độ và ỏp suất cao, nờn cần dõy chuyền sản xuất hiện đại đ t tiền, đồng th i tạo ra nhiều sản phẩm phụ độc hại nờn khụng tinh chế thành et no dựng àm rƣợu uống đƣợc.
- Phƣơng phỏp ờn men rƣợu: Tuy dựng nguyờn liệu (gạo, ngụ, s n,…) đ t tiền nhƣng khụng đũi hỏi trang thiết bị, dõy chuyền sản xuất đ t tiền, sản phẩm tạo ra ớt chất độc hại, dễ dàng tinh chế thành et no để pha thành cỏc loại rƣợu uống khỏc nhau. Mặt khỏc phƣơng phỏp này thớch hợp cho những vựng khụng cú cụng nghiệp hoỏ dầu hoặc khi giỏ dầu quỏ cao mà giỏ nụng sản lại thấp.
0 đ ểm: Khụng trả l i hoặc trả l i sai.
Cõu 4: Hidrat hoỏ giỏn tiếp etilen cú axit sunfuric tham gia. Nguyờn liệu: hỗn hợp cú 47-50% thể tớch etilen, 50 - 52% etan và 1% chất khỏc.Trong quỏ trỡnh sản xuất cú xuất hiện một loại sản phẩm phụ là đietyl ete. Em hóy giải thớch tại sao lại xuất hiện sản phẩm này và đƣa ra giải phỏp để hạn chế sản phẩm phụ.
H ớng dẫn chấm: 1 đ ểm:
+ Giai đoạn 1: Etilen tỏc dụng với axit sunfuric tạo thành cỏc este etyl hidrosunfat và đietyl sunfat.
C2H4 + H2SO4 → C2H5OSO2OH 2C2H4 + H2SO4 → (C2H5O)2SO2
Điều kiện tối ƣu của phản ứng: ỏp suất riờng phần của etilen là 15atm, t0= 70-850C và nồng độ axit sunfuric 97 -98%.
+ Giai đoạn 2: Thủy phõn este bằng nƣớc.
C2H5 - O - SO2 -OH + H2O → C2H5OH + H2SO4 (C2H5O)2SO2 + 2 H2O → 2C2H5OH + H2SO4
+ Do ở giai đoạn 2 hỗn hợp sau phản ứng cú etanol và axit sunfuric đặc nờn cú thể diễn ra phản ứng giữa cỏc phõn tử ancol để tạo thành ete:
Để giảm sản phẩm phụ, ta tỏch nhanh ancol ra khỏi vựng phản ứng, hay cho dƣ nƣớc để tiến hành phản ứng thuỷ phõn ete trong dd cú mặt xỳc tỏc H2SO4.
C2H5OC2H5 + H2O → 2C2H5OH (t0 thớch hợp là 90-1000C)
0,5 đ ểm:
+ Giải thớch đƣợc cả ý 1, ý 2 đƣa ra đƣợc một trong 2 phƣơng ỏn nhƣng khụng giải thớch hoặc giải thớch khụng đỳng.
+ Giải thớch đƣợc cả ý 1, khụng trả l i đƣợc ý 2.
0 đ ểm: Trả l i khỏc hoặc khụng trả l i. Cõu 5: Phƣơng phỏp hiđr t húa trực tiếp etilen
Điều kiện: t0 = 280-3000C; P = 70at; xỳc tỏc H3PO4/ silica gel hoặc alumino silicat. Trong xỳc tỏc chứa 35% H3PO4 tự do và cú khả năng làm việc trong 400-500 gi , sau đú giảm hoạt tớnh phải thay mới. Đõy là phƣơng phỏp đơn giản và đƣợc phỏt triển nhanh.
CH2= CH2 + H2O → C2H5OH
Tuy nhiờn ở phƣơng phỏp này, thiết bị bị ăn mũn mạnh nờn gần đõy ngƣ i ta sử dụng xỳc tỏc nào s u đõy?
A. Vonfram (VI) oxit (WO3). B. HCl C. Crom (VI) oxit D. SO3 H ớng dẫn chấm:
1 đ ểm: Chọn phƣơng ỏn A.
0 đ ểm: Chọn cỏc phƣơng ỏn khỏc hoặc khụng trả l i
Cõu 6: Một nhà mỏy sản xuất ancol từ gỗ. Em hóy giải thớch tại sao nhà mỏy đú
lại thực hiện đƣợc nhƣ vậy.
H ớng dẫn chấm:1 đ ểm: Trong gỗ cú khoảng 50% xenlulozơ, sau khi thuỷ phõn tạo thành glucozơ, tiến hành lờn men sẽ thu ancol.
(C6H10O5)n n C6H12O6 2n C2H5OH Xenlulozo Glucozo ancol etylic
n H2O/ H+
0,5 đ ểm: Chỉ viết PTHH giải thớch nhƣng khụng nờu đƣợc thành phần chớnh của
gỗ là xenlulozơ.
0 đ ểm: Khụng giải thớch đƣợc hoặc giải thớch sai.
Cõu 7: Hiệu suất phản ứng ờn men g ucozo tạo nco ety ic đạt 95%, nco ety ic
cú khối ƣợng riờng 0,8g/m . Khối ƣợng g ucozơ chứ trong nƣớc quả nho cần dựng để s u khi ờn men thu đƣợc 100 ớt rƣợu v ng 100 là:
A. 16 kg B. 17 kg C. 16,54 kg D. 16,476 kg
H ớng dẫn chấm:
1 điểm: Đỏp ỏn D
0 điểm: Chọn đỏp ỏn khỏc
Cõu 8: Trỡnh bày quy trỡnh sản xuất rƣợu trong đ i sống. Để đảm bảo rƣợu đạt chất
ƣợng thỡ cần những yờu cầu gỡ? Cần sử dụng rƣợu thế nào cho đỳng cỏch và n toàn?
H ớng dẫn chấm:
Nguyờn liệu chớnh đƣợc nấu, đồ chớn, đỏnh tơi và trộn với men rƣợu tỏn thật nhỏ mịn cho đều khi nguyờn liệu vẫn cũn ấm. Đem ủ kớn trong chỗ ấm một th i gian nhất định tựy theo th i tiết, loại nguyờn liệu, loại men, vựng miền và kinh nghiệm ngƣ i nấu rƣợu khoảng vài ngày cho sản phẩm lờn men chuyển húa tinh bột thành rƣợu. S u đú cho sản phẩm đó ờn men vào nồi chƣng cất đun ử đều để rƣợu (cồn) b y hơi. Trờn miệng nồi cú một ống nhỏ để dẫn hơi rƣợu và một phần hơi nƣớc trong quỏ trỡnh nấu ra ngoài. Ống dẫn dài và một phần lớn độ dài của ống đƣợc ngõm trong bồn nƣớc lạnh để hơi rƣợu ngƣng tụ thành giọt lỏng chảy vào bỡnh/ch i đựng rƣợu.
Rƣợu thƣ ng đƣợc sử dụng rộng rói nhất là uống trực tiếp, dựng ngõm cỏc loại rƣợu thuốc và ngoài ra cú thể làm gia vị cho một số thực phẩm cần chỳt rƣợu để ƣớp, tẩy. Trong thành phần rƣợu thƣ ng cú nồng độ nđehit (sản phẩm đi kốm với ancol trong quỏ trỡnh nấu rƣợu) c o hơn ngƣỡng cho phộp, vỡ vậy ngƣ i ta thƣ ng khuyến cỏo trỏnh lạm dụng rƣợu. Để giảm nồng độ chất độc hại này ngƣ i t thƣ ng dựng cỏch cổ truyền là hạ thổ hoặc để lõu.
N đỳ : 1 đ ểm.
Cõu 9: Etanol là thành phần cú trong rƣợu tr ng, rƣợu v ng, bi . ƣợng etanol cú
thể hấp thụ tối đ mỗi ngày bởi một ngƣ i lớn khoẻ mạnh bỡnh thƣ ng mà khụng gõy ngộ độc à khụng quỏ 50g. ƣợng et no cú trong 250m rƣợu 400 là bao nhiờu, biết khối ƣợng riờng của etanol là 0,8g/ml ?
H ớng dẫn chấm:
1 đ ểm: Khối ƣợng etanol = (250.40): 100 . 0,8 = 80 gam. 0 đ ểm: Tớnh sai
Cõu 10:
Một loại mựn cƣ chứ 60% xen u ozơ đƣợc dựng làm nguyờn liệu sản xuất cồn/rƣợu etylic. Hiệu suất của quỏ trỡnh sản xuất là 70% và khối ƣợng riờng của rƣợu etylic nguyờn chất là 0,8 g/ml. Nếu dựng 1 tấn mựn cƣ để sản xuất thỡ thể tớch cồn/rƣợu 70o thu đƣợc là:
A. 325,50 lớt. B. 602,70 lớt. C. 17,80 lớt. D. 425,89 lớt.
Cõu 11: Hiện nay, một số ngƣ i sản xuất rƣợu do hỏm lợi đó đƣ r một cụng nghệ
sản xuất rƣợu nhanh kinh hoàng mà giỏ lại rẻ. Ngƣ i sử dụng loại rƣợu kộm chất ƣợng này cú thể bị nhiễm cỏc bệnh về gan, loột dạ dày, rối loạn tiờu húa, thần kinh, suy giảm trớ nhớ,... và đặc biệt cú thể gõy chết ngƣ i. Hóy cho biết ngƣ i t đó sử dụng chất gỡ để tạo ra loại rƣợu trờn?
H ớng dẫn chấm:
1đ ểm: Dựng cồn khụ cụng nghiệp metanol ph vào nƣớc cú ng y rƣợu để bỏn. et no khi vào cơ thể khụng chuyển hú và đào thải bỡnh thƣ ng đƣợc mà chuyển thành những chất gõy độc hệ thần kinh, gan, thận với những biến chứng nặng nề nhất: suy thận, vụ niệu, suy gan, viờm gan, vàng da, viờm gan nhiễm độc, hụn mờ, viờm thần kinh thị giỏc dẫn đến mự,...
CH3OH HCHO HCOOH
0 đ ểm: khụng trả l i hoặc trả l i sai.
Cõu 12: Etanol sản xuất từ tinh bột dựng làm nhiờn liệu đƣợc gọi à “nhiờn iệu x nh”.
. Dựng phƣơng trỡnh hoỏ học của phản ứng để chứng tỏ rằng nếu dựng tinh bột để sản xuất etanol nhiờn liệu thỡ sẽ giảm đƣợc sự phỏt thải CO2 (Chất gõy hiệu ứng nhà kớnh).
b. Giả sử rằng trong động cơ khi đốt chỏy 4 mo et no thỡ th y đƣợc cho 1mol isooctan. Hóy giải thớch xem cú phải cứ sản xuất r đƣợc 4 mol etanol nhiờn liệu từ tinh bột thỡ đó giảm đƣợc một ƣợng CO2 đỳng bằng ƣợng CO2 khi đốt chỏy hoàn toàn 1 mol isooctan hay khụng?
H ớng dẫn chấm: a 0,5 đ ểm)
Tinh bột tạo ra từ CO2 của khớ quyển, khi chuyển thành etanol rồi đốt chỏy lại giải phúng CO2 vào khớ quyển đỳng bằng ƣợng đó tạo ra nú.
6n CO2 + 5nH2O dl,as (C6H10O5)n + 6n O2 (C6H10O5)n + n H2O men n C6H12O6 n C6H12O6 men 2n C2H5OH + 2n CO2 2n C2H5OH + 6 O2 t0 4n CO2 + 6n H2O Ta thấy: 6n CO2 6n CO2 b. 0,5 đ ểm) 4 C2H5OH + 12 O2 t0 8 CO2 + 12 H2O C8H8 + 12,5 O2 t0 8 CO2 + 9 H2O
ƣợng CO2 sinh ra từ 2 quỏ trỡnh là nhƣ nh u. Tuy nhiờn để sản xuất ra tinh bột rồi ra etanol phải cần cú năng ƣợng cho mỏy múc hoạt động và cho cụng nhõn làm việc. Nếu dựng nhiờn liệu hoỏ thạch để đảm bảo nhu cầu năng ƣợng đú thỡ sẽ phải ra CO2, nếu dựng et no để đảm bảo nhu cầu đú thỡ khụng cũn đủ 4 mol etanol thay cho 1 mol isooctan. Vậy khụng phải cứ sản xuất r đƣợc 4 mol etanol nhiờn liệu từ tinh bột thỡ đó giảm đƣợc một ƣợng CO2 đỳng bằng ƣợng CO2 khi đốt chỏy hoàn toàn 1 mol isooctan.
Cõu 13: Khớ cacbonic thu đƣợc trong quỏ trỡnh lờn men rƣợu để sản xuất etanol đƣợc đem làm lạnh đột ngột ở -760C sẽ húa thành khối r n, tr ng, gọi là “nƣớc đỏ khụ”. “Nƣớc đỏ khụ” khụng núng chảy mà thăng hoa, nờn đƣợc dựng để tạo mụi trƣ ng lạnh và khụ, rất tiện lợi cho việc bảo quản thực phẩm.
Một xớ nghiệp sản xuất, trung bỡnh một tuần tiến hành lờn men đƣợc 55kg một loại ngũ cốc chứa 80% tinh bột với hiệu suất 75%. Hóy tớnh xem trong một tuần, xớ nghiệp đú sẽ tạo ra đƣợc bao nhiờu kg “ nƣớc đỏ khụ” nếu giả sử toàn
bộ lƣợng khớ cacbonic thu đƣợc trong quỏ trỡnh lờn men đƣợc chuyển hết thành “nƣớc đỏ khụ”. H ớ dẫ c ấm: 1 đ ểm: + Khối lƣợng tinh bột là 55. 80% = 44 (kg) + Từ cỏc PTHH trờn, ta cú sơ đồ: (C6H10O5)n 2nCO2 162n 2n.44 (g) 432 x (Kg) Vậy x= 23,9
Khối lƣợng “nƣớc đỏ khụ” thu đƣợc trong một tuần là: 23,9. 75% = 17,925 (kg).
0,5 đ ểm: + Tớnh ra khối lƣợng CO2 là 239 kg, chƣa cú liờn hệ hiệu suất.
+ Cỏch làm đỳng nhƣng tớnh nhầm.
0 đ ểm: + Tớnh toỏn sai, trả l i sai.
+ Khụng trả l i.
Cõu 14: Khi nấu canh cỏ, để khử bớt mựi tanh của cỏ ngƣ i ta thƣ ng cho
thờm giấm, mẻ. Khi chiờn/kho cỏ ta cho thờm một ớt rƣợu cú thể loại bỏ/khử đƣợc mựi tanh cỏ. Em hóy giải thớch vỡ sao ngƣ i ta làm nhƣ vậy.
H ớng dẫn chấm:
1 đ ểm: + Vỡ trong cỏ cú trimetylamin nờn cỏ cú mựi tanh. Cồn cú thể hũa tan trimetylamin nờn cú thể “lụi” đƣợc trimetylamin ra khỏi chỗ ẩn. Khi chiờn/kho cỏ ở nhiệt độ cao cả trimetylamin và cồn đều bay hơi , nờn chỉ một lỳc sau mựi tanh cỏ sẽ bay đi hết
0 đ ểm: Trả l i sai hoặc khụng trả l i.
Cõu 15: Bạn An bị ốm phải đi bệnh viện, đƣợc cỏc bỏc sĩ chỉ định phải tiờm thỡ
mới khỏi bệnh. An thấy bỏc sỹ lấy panh g p bụng trong lọ rồi bụi vào vị trớ cần tiờm sau đú mới tiờm. An băn khoăn khụng biết vỡ sao bỏc sỹ lại àm nhƣ vậy. Em hóy giải thớch cho An.
1 đ ểm: Cồn là dd rƣợu etylic (C2H5OH) cú khả năng thẩm thấu cao, cú thể
xuyờn qua màng tế bào đi sõu vào bờn trong gõy đụng tụ protein làm cho tế bào chết. Thực tế là cồn 75o cú khả năng sỏt trựng là cao nhất. Nếu cồn lớn hơn 75o thỡ nồng độ cồn quỏ cao làm cho protein trờn bề mặt vi khuẩn đụng cứng nhanh hỡnh thành lớp vỏ cứng ngăn khụng cho cồn thấm vào bờn trong nờn vi khuẩn khụng chết. Nếu nồng độ nhỏ hơn 75o thỡ hiệu quả sỏt trựng kộm.
0 đ ểm: Trả l i sai hoặc khụng trả l i
Cõu 16: Trong phũng thớ nghiệm, để tiờu hủy cỏc mẩu natri dƣ, trong cỏc cỏch dƣới đõy, cỏch nào là đỳng? Vỡ sao?
A. Cho vào mỏng nƣớc thải. B.Cho vào dầu hỏa. C. Cho vào cồn ≥ 960. D. Cho vào dd NaOH. H ớng dẫn chấm:
1đ ểm: Chọn C và giải thớch đƣợc trong cồn 960 thỡ Na phản ứng từ từ, khụng chỏy
nổ.
0,5 đ ểm: Chọn C
0 đ ểm: Chọn đỏp ỏn khỏc hoặc khụng trả l i Cõu 17 :
Cú thể phỏt hiện ngƣ i nghiện rƣợu bằng cỏch nào?
H ớng dẫn chấm:
Bỏc sĩ Spencer -Shau và nhúm cộng tỏc với ụng ở Bệnh viện ở Brenx (Niu - Ooc) đó nghiờn cứu thấy rằng trong huyết tƣơng ngƣ i nghiện rƣợu cú một ƣợng rất lớn axit amino n-butyric. Trong huyết tƣơng ngƣ i bỡnh thƣ ng vẫn cú mặt axit mino này, nhƣng ở ngƣ i nghiện rƣợu tỷ lệ xit mino đú ớt nhất cao gấp đụi và tỷ lệ đú vẫn duy trỡ dự ngƣ i nghiện đó nhịn rƣợu trong nhiều ngày. Tuy nhiờn, ngƣ i t chƣ giải thớch đƣợc nguyờn nhõn àm tăng tỷ lệ axit amino n-butyric trong huyết tƣơng ngƣ i nghiện rƣợu.
1 đ ểm: Trả l i đầy đủ nhƣ trờn.
0,5 đ ểm: Chỉ r đƣợc dựa vào huyết tƣơng để xỏc định ƣợng axit amino n-butyric. Cõu 18:
Chất 3-MCPD (3-monoc oprop nđio ) thƣ ng lẫn trong nƣớc tƣơng và cú thể gõy ra bệnh ung thƣ. Chất này cú cụng thức cấu tạo là:
A. HOCH2CHOHCH2Cl B. CH3CHClCH(OH)2
C. CH3C(OH)2CH2Cl D.H2CHClCH2OH
Cõu 19:
Chất độc 3- MCPD (3- monclopropan- 1,2- diol) cú mặt trong nƣớc tƣơng