Lý thuyết Giới thiệu về carbohydrate. Glucose và fructose (Hóa 12 Kết nối tri thức 2025)

Lý thuyết Hóa học 12 Bài 4: Giới thiệu về carbohydrate. Glucose và fructose

A. 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

B. Trắc nghiệm Giới thiệu về carbohydrate. Glucose và fructose

Câu 1. Sản phẩm tạo thành khi dẫn khí hydrogen chloride vào dung dịch của glucose trong methanol là

A. methyl 𝛼-glucoside.

B. methyl β-glucoside.   

C. methyl 𝛼-glucoside và methyl  β-glucoside .     

D. không là methyl 𝛼-glucoside hoặc methyl β-glucoside.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Sản phẩm tạo thành khi dẫn khí hydrogen chloride vào dung dịch của glucose trong methanol là là hỗn hợp methyl 𝛼-glucoside và methyl β-glucoside .

Câu 2. Tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:

Bước 1: Cho 1 mL dung dịch AgNO₃ 1

Bước 2: Thêm từ từ từng giọt dung dịch NH₃, lắc đều cho đến khi kết tủa tan hết.

Bước 3: Thêm tiếp khoảng 1 mL dung dịch glucose 1

Phát biểu nào sau đây sai?

A. Sản phẩm hữu cơ thu được sau bước 3 là ammonium gluconate.

B. Thí nghiệm trên chứng minh glucose có tính chất của polyalcohol.

C. Sau bước 3, có lớp bạc kim loại bám trên thành ống nghiệm.

D. Trong phản ứng ở bước 3, glucose đóng vai trò là chất khử.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

B. sai vì thí nghiệm trên là phản ứng tráng bạc của nhóm −CHO chứng minh glucose có tính chất của aldehyde. Thí nghiệm chứng minh glucose có tính chất của polyalcohol là phản ứng của glucose với dung dịch glycerol ở nhiệt độ thường.

Câu 3. Glucose và fructose đều

A. có nhóm −CH=O trong phân tử.    

B. có công thức phân tử C₆H₁₀O₅.

C. thuộc loại disaccharide.                

D. có phản ứng tráng bạc.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

A. sai vì fructose có nhóm ketone >C=O, không có nhóm aldehyde −CH=O

B. sai vì glucose và fructose đều có công thức phân tử C₆H₁₂O₆

C. sai vì glucose và fructose thuộc loại monosaccharide. 

D. đúng vì trong môi trường kiềm glucose và fructose có thể chuyển hoá qua lại cho nhau nên 2 chất này đều tham gia phản ứng tráng bạc.

Câu 4. Chất nào sau đây là đồng phân của glucose?

A. Tinh bột.

B. Fructose.

C. Cellulose.        

D. Saccharose.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Glucose và fructose có cùng công thức phân tử C₆H₁₂O₆, khác nhau về công thức cấu tạo nên là đồng phân của nhau, đều là monosaccharide.

Câu 5. Chất nào sau đây là disaccharide?

A. Glucose.

B. Saccharose.      

C. Tinh bột.

D. Cellulose.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Saccharose là một disaccharide, được tạo thành từ một đơn vị glucose và một đơn vị fructose.

Câu 6. Carbohydrate nào sau đây thuộc loại polysaccharide?

A. Glucose.

B. Tinh bột.

C. Fructose.

D. Saccharose.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Tinh bột thuộc loại polysaccharide, được tạo thành từ nhiều đơn vị glucose.

Câu 7. Khi bị ốm, mất sức, nhiều người bệnh thường được truyền dịch đường để bổ sung nhanh năng lượng. Chất trong dịch truyền có tác dụng trên là

A. Glucose.

B. Saccharose.     

C. Fructose.

D. Maltose.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Glucose là chất có trong máu người, có vai trò cung cấp năng lượng cho cơ thể vì vậy glucose được dùng làm dịch truyển để bổ sung nhanh năng lượng cho người bệnh.

Câu 8. Carbohydrate nhất thiết phải chứa nhóm chức của

A. alcohol. 

B. ketone.  

C. amine.   

D. aldehyde.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Carbohydrate là những hợp chất hữu cơ tạp chức có công thức chung là C_n(H₂O)_m, và trong phân tử bắt buộc chứa nhóm alcohol, ngoài ra có thể chứa nhóm chức aldehyde hoặc ketone tùy chất.

Câu 9. Trong điều kiện thích hợp glucose lên men tạo thành khí CO₂ và

A. C₂H₅OH.

B. CH₃COOH.     

C. HCOOH.

D. CH₃CHO.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

C₆H₁₂O₆ (glucose) $\stackrel{enzyme}{\to }$ 2C₂H₅OH + 2CO₂.

Câu 10. Một loại gương soi có diện tích bề mặt là 0,8 m². Để tráng được 540 chiếc gương trên với độ dày lớp bạc được tráng là 0,2$\mu m$ thì cần dùng m gam glucose tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO₃ trong NH₃. Biết hiệu suất phản ứng tráng bạc là 75

A. 998.       

B. 4746.     

C. 1525.     

D. 1007.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

m_{Ag (1 gương)} = 0,8.10⁴.0,2.10^-4.10,49 = 1,6784 gam

$\Rightarrow$ m_{Ag (540 gương)} = 1,6784.540 = 906,336 gam

$\Rightarrow$ n_Ag = 8,392 mol $\stackrel{H=75\%}{\to }{m}_{g\text{luco\hspace{0.17em}}se}=\frac{8,392}{2}.\frac{180}{75\%}=1007,04$ (g)

Vậy trị của m gần nhất với 1007.

Câu 11. Carbohydrate được chia thành 3 loại: monosacchride, disaccharide, polysaccharide.

a. Nguyên tắc phân loại carbohydrate dựa trên tính chất vật lí của carbohydrate.

b. Monosacchride là những carbohydrate không bị thủy phân như glucose, fructose.

c. Disaccharide là những carbohydrate bị thủy phân hoàn toàn mỗi phân tử tạo thành ba phân tử monosaccharide như saccharose, maltose.

d. Polysaccharide là những carbohydrate bị thủy phân hoàn toàn mỗi phân tử tạo thành nhiều phân tử monosaccharide như tinh bột, cellulose.

Hướng dẫn giải

a. Sai vì nguyên tắc phân loại carbohydrate dựa vào phản ứng thủy phân (tính chất hóa học).

b. Đúng.

c. Sai vì disaccharide thủy phân tạo hai phân tử monosaccharide (có thể giống nhau hoặc khác nhau).

d. Đúng.

Câu 12. Glucose có cấu tạo cả dạng mạch hở và mạch vòng.

a. Công thức phân tử của glucose là C₆H₁₂O₆.

b. Dạng mạch hở glucose có 5 nhóm −OH cạnh nhau và 1 nhóm −CHO.

c. Dạng mạch vòng glucose có 2 dạng α và β đều là vòng 6 cạnh.

d. Trong dung dịch dạng mạch hở và mạch vòng có thể chuyển hóa qua lại lẫn nhau trong đó dạng tồn tại chủ yếu của glucose là dạng mạch hở.

Hướng dẫn giải

a. Đúng.

b. Đúng.

c. Đúng.

d. Sai vì trong dung dịch dạng tồn tại chủ yếu của glucose là dạng mạch vòng.

Câu 13. Cho các chất: acetylene, ethyl alcohol, phenol, acrylic acid, vinyl acetate, glucose, fructose. Có bao nhiêu chất làm mất màu nước bromine ở điều kiện thường?

Hướng dẫn giải

Đáp số: 5.

Bao gồm: acetylene, phenol, acrylic acid, vinyl acetate, glucose.

Phương trình hóa học của acetylene, phenol, acrylic acid, vinyl acetate, glucose phản ứng với Br₂ theo thứ tự:

C₂H₂ + 2Br₂ → C₂H₂Br₄

CH₂=CH−COOH + Br₂ → CH₂Br−CHBr−COOH

CH₃COOCH=CH₂ + Br₂ → CH₃COOCHBr−CH₂Br

CH₂OH[CHOH]₄CHO + Br₂ + H₂O → CH₂OH[CHOH]₄COOH + 2HBr

Câu 14. Để sản xuất 100 lít cồn y tế 70^o người ta cần lên men tối thiểu m gam glucose. Biết hiệu suất của quá trình lên men là 80

Hướng dẫn giải

Đáp số: 137.

$V_{C_2{H}_{5}OH}=\frac{100.70}{100}=\text{70 (L)\hspace{0.17em}}\Rightarrow m_{C_2{H}_{5}OH}=D.V=0,8.70=\text{56 (\hspace{0.17em}kg).}$

PTHH:              C₆H₁₂O₆                   $\stackrel{enzyme}{\to }$         2C₂H₅OH + 2CO₂

                           180 gam                $\underset{}{\to }$             92 gam

$m_{C_6{H}_{12}{O}_6}=\frac{56.180}{92.80\%}=136,96kg\stackrel{H=80\%}{\leftarrow }$           56 kg

Khối lượng glucose cần dùng là 136,96 kg.

Vậy giá trị của m là 137

Câu 15. Một loại gương soi có diện tích bề mặt là 0,8 m². Để tráng được 1080 chiếc gương trên với độ dày lớp bạc được tráng là 0,2 $\mu m$ thì cần dùng m gam glucose tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO₃ trong NH₃. Biết hiệu suất phản ứng tráng bạc là 75

Hướng dẫn giải

Đáp số: 2014.

m_{Ag (1 gương)} = 0,8.10⁴.0,2.10^-4.10,49 = 1,6784 gam

$\Rightarrow$ m_{Ag (1080 gương)} = 1,6784.1080 = 1812,672 gam

$\Rightarrow$ n_Ag = 16,784 mol $\stackrel{H=75\%}{\to }{m}_{g\text{luco\hspace{0.17em}}se}=\frac{16,784}{2}.\frac{180}{75\%}=2014,08$

Vậy giá trị của m là 2014.

Xem thêm các bài tóm tắt lý thuyết Hóa học lớp 12 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 2: Xà phòng và chất giặt rửa

Lý thuyết Bài 4: Giới thiệu về carbohydrate. Glucose và fructose

Lý thuyết Bài 5: Saccharose và maltose

Lý thuyết Bài 6: Tinh bột và cellulose

Lý thuyết Bài 8: Amine

Lý thuyết Bài 9: Amino acid và peptide