Lý thuyết glucose và fructose

Bài tập lý thuyết Glucose Fructose là nội dung quan trọng trong chương trình Hóa học 12, giúp học sinh nắm chắc kiến thức về cấu trúc phân tử, tính chất hóa học và phản ứng đặc trưng của hai loại đường đơn này. Thông qua các bài tập, học sinh có thể rèn luyện khả năng tư duy và phân tích các dạng câu hỏi thường gặp trong đề thi. Đặc biệt, việc làm thành thạo bài tập lý thuyết glucose fructose sẽ giúp học sinh đạt điểm cao trong các bài kiểm tra và kỳ thi tốt nghiệp THPT. Đây cũng là nền tảng quan trọng để hiểu sâu hơn về chương cacbohydrat.

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

I. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI CARBOHYDRATE

1. Khái niệm

• Carbohydrate là những hợp chất hữu cơ tạp chức (chứa đồng thời 2 loại nhóm chức ancohol và aldehyde hoặc ketone).
• Công thức chung 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 thuỷ phân. Ví dụ: glucose và fructose.
• Disaccharide là những carbohydrate khi bị thuỷ phân hoàn toàn mỗi phân tử tạo thành hai phân tử

Ví dụ: saccharose và maltose.

• Polysaccharide là những carbohydrate khi thuỷ phân hoàn toàn mỗi phân tử tạo thành nhiều phân tử

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 hydroxy và một nhóm aldehyde, với công thức cấu tạo là CH ₂ OH[CHOH] ₄ CH=O. Các nghiên cứu sâu hơn về cấu tạo cho biết glucose có một dạng mạch hở và hai dạng mạch vòng (α và β) chuyển hoá qua lại lẫn nhau.

Fructose có công thức phân tử C₆H₁₂O₆, ở dạng mạch hở chứa năm nhóm hydroxy và một nhóm ketone. Tương tự glucose, fructose tồn tại đồng thời ở dạng mạch hở và mạch vòng.

Trong môi trường kiềm, glucose và fructose có thể chuyển hoá qua lại:

Glucose \(\overset{OH-}{\rightleftharpoons}\)Fructose

2. Tính chất hoá học

Từ cấu tạo phân tử của glucose và fructose (dạng mạch hở và mạch vòng), cho biết mỗi chất chứa các nhóm chức nào và đề xuất một số phản ứng chứng minh sự tồn tạo của các nhóm chức đó.

Glucose có tính chất của polyalcohol và của aldehyde. Fructose có tính chất của polyalcohol và của ketone.

2.1. Tính chất của polyalcohol

Phân tử glucose và fructose có nhiều nhóm hydroxy liền kề nên dung dịch glucose và dung dịch fructose có thể hoà tan copper (II) hydroxid e trong môi trường kiểm, tạo thành dung dịch có màu xanh lam.

2C₆H₁₂O₆ + Cu(OH)₂ → (C₆H₁₁O₆)₂Cu + 2H₂O

2.2. Tính chất của aldehyde

Nhóm aldehyde của glucose có thể bị oxi hoá bởi Cu(OH) ₂ trong môi trường kiềm khi đun nóng, bởi thuốc thử Tollens và bởi nước bromine.

CH₂OH[CHOH]₄CH=O + 2Cu((OH)₂ + NaOH \(\overset{t^{o} }{\rightarrow}\) CH₂OH[CHOH]₄COONa + Cu₂O + 3H₂O

                                                                                    Sodium gluconate

CH₂OH[CHOH]₄CH=O + 2[Ag(NH₃)₂]OH \(\overset{t^{o} }{\rightarrow}\) CH₂OH[CHOH]₄COONH₄ + 2Ag + 3NH₃ + H₂O

                                                                            Ammonium gluconate

CH₂OH[CHOH]₄CH=O + Br₂ + H₂O → CH₂OH[CHOH]₄COOH + 2HBr

                                                                         Gluconic acid

Tương tự glucose, fructose cũng bị oxi hoá bởi thuốc thử Tollens và bởi Cu(OH)₂ trong môi trường kiềm

2.3. Tính chất của nhóm –OH hemiacetal

Ở dạng cấu tạo mạch vòng, nhóm –OH hemicetal của glucose tác dụng với methanol khi có mặt của HCl khan, tạo thành methyl glucoside.

2.4. Phản ứng lên men của glucose

Dưới tác dụng của 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…

Ví dụ: C₆H₁₂O₆ 2C₂H₅OH + 2CO₂

C₆H₁₂O₆2CH₃CH(OH)COOH

3. Trạng thái tự nhiên và ứng dụng

3.1. Glucose

Glucose là chất rắn, dễ tan trong nước, có vị ngọt.

Glucose hình thành trong thực vật nhờ quá trình quang hợp. Glucose có trong hầu hết các bộ phận của cây như hoá, lá…. và nhất là trong quả chín. Glucose có trong cơ thể người và động vật. Trong máu người trưởng thành, khoẻ mạnh vào lúc đói có một lượng nhỏ glucose với nồng độ khoảng 4,4 -7,2 mmol/l (hay 80 -130mg/dL)⁽¹⁾.

Glucose đóng vai trò cung cấp năng lượng cho tế bào. Trong cuộc sống, glucose có các ứng dụng phổ biến sau:

3.2. Fructose

Fructose là chất rắn, dễ tan trong nước, có vị ngọt.

Fructose có trong nhiều trái cây (táo, lựu, nho, lê…), trong một số loại củ (cà rốt, củ cải đường…) và fructose có nhiều trong mật ong.

Tương tự glucose, fructose chủ yếu đóng vài trò cung cấp năng lượng cho tế bào

B. CÂU HỎI LUYỆN TẬP

Phần I. Câu hỏi trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn

MỨC ĐỘ 1: NHẬN BIẾT

Câu 1. Carbohydrate nhất thiết phải chứa nhóm chức của

A. ketone.

B. aldehyde.

C. amine.

D. alcohol.

Câu 2. Chất nào sau đây không phải là carbohydrate?

A. Triolein.

B. Saccharose.

C. Tinh bột.

D. Cellulose.

Câu 3. Chất nào sau đây là đồng phân của galucose?

A. Tinh bột.

B. Fructose.

C. Cellulose.

D. Saccharose.

Câu 4. Phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Carbohydrate là những hợp chất hữu cơ tạp chức và thường có công thức chung là C_n(H₂O)n.

B. Carbohydrate được chia thành ba nhóm chủ yếu là: monosaccharide, disaccharide,

C. Monosaccharide là nhóm carbohydrate đơn giản nhất không thể thủy phân được.

D. Disaccharide là nhóm carbohydrate mà khi thủy phân mỗi phân tử sinh ra hai phân tử

Câu 5. Carbohydrate nào sau đây thuộc loại polysaccharide?

Saccharose. B. Cellulose. C. Fructose. D. Glucose.

Câu 6. Số nguyên tử carbon trong phân tử fructose là

A. 22.

B. 6.

C. 12.

D. 11.

MỨC ĐỘ 2: HIỂU

Câu 1. Dãy các chất nào dưới đây đều phản ứng được với Cu(OH)2 ở điều kiện thường?

A. Ethylene glycol, glycerol và ethyl alcohol.

B. Glucose, glycerol và saccharose.

C. Glucose, glycerol và metyl acetate.

D. Glycerol, glucose và etyl acetate.

Câu 2. Cho sơ đồ chuyển hoá: Glucose X Y CH₃COOH. Hai chất X, Y lần lượt là

A. CH₃CH₂OH và CH₂=CH₂.

B. CH₃CHO và CH₃CH₂OH.

C. CH₃CH₂OH và CH₃CHO.

D. CH₃CH(OH)COOH và CH₃CHO.

Phần II. Câu trắc nghiệm đúng sai

Câu 1. Xét tính đúng sai của các phát biểu sau

a) Glucose và fructose là những đường không thể bị thuỷ phân.

b) Fructose có cấu tạo hoá học hoàn toàn giống với glucose.

c) Saccharose và maltose là những disaccharide.

d) Tinh bột và cellulose là những polysaccharide.

Câu 2. Xét tính đúng sai của các phát biểu sau

a) Glucose và fructose đều có công thức phân tử là C₆H₁₂O₆.

b) Glucose và fructose đều tồn tại dạng mạch hở và mạch vòng.

c) Glucose và fructose đều là pentahydroxy aldehyde.

d) Dạng vòng của glucose và fructose đều là vòng sáu cạnh.

Câu 3. Xét tính đúng sai của các phát biểu sau

a) Tất cả các loại carbohydrate đều tan hoàn toàn trong nước.

b) Một số đường đơn (monosaccharide) có vị ngọt.

c) Carbohydrate chỉ được tìm thấy trong thực phẩm có nguồn gốc thực vật.

d) Glucose và fructose đều là chất rắn, vị ngọt, tan tốt trong nước.

Phần III. Câu hỏi trả lời ngắn

Câu 1. Glucose có công thức phân tử C₆H₁₂O₆. Cấu tạo glucose có một dạng mạch hở và 2 dạng mạch vòng chuyển hóa (α-glucose và β-glucose) chuyển hóa qua lại lẫn nhau. Ở dạng mạch hở phân tử glucose có bao nhiêu nhóm hydroxy (–OH)?

Câu 2. Glucose có công thức phân tử C₆H₁₂O₆. Cấu tạo glucose có một dạng mạch hở và 2 dạng mạch vòng (α và β) chuyển hóa qua lại lẫn nhau. Ở dạng mạch vòng α-glucose, phân tử glucose có bao nhiêu nhóm –OH hemiacetal?

Câu 3. Glucose tồn tại đồng thời dạng mạch hở và mạch vòng (α và β). Glucose có tính chất của aldehyde và của polyalcohol. Cho các chất sau: Cu(OH)₂, nước bromine, dung dịch I₂ trong KI, thuốc thử Tollens và CH₃OH/HCl khan? Ở điều kiện thích hợp, số chất tác dụng được với glucose là bao nhiêu?

C. ĐÁP ÁN HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT

 👉 Chi tiết bộ câu hỏi, đáp án hướng dẫn chi tiết trong FILE TẢI VỀ