VnDoc.com

Bài tập phản ứng lên men glucose

Dạng bài tập lên men rượu

Bài trước

Tải về

Bài sau

Phản ứng lên men của Glucose là một quá trình sinh hóa quan trọng giúp chuyển hóa đường thành ethanol và khí CO₂ dưới tác dụng của vi sinh vật. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ cơ chế, phương trình phản ứng, vi sinh vật tham gia, hiệu suất cũng như ứng dụng thực tiễn và các dạng bài tập Hóa học 11 liên quan đến phản ứng lên men Glucose dùng để điều chế ethanol.

Phản ứng Glucose tạo C2H5OH và CO2

I. Lý thuyết và phương pháp giải
- 1. Phản ứng lên men glucose
- 2. Điều chế ethanol
II. Bài tập ví dụ minh họa
III. Câu hỏi trắc nghiệm
IV. Câu hỏi bài tập tự luyện
- Phần 1. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn
- Phần 2. Trắc nghiệm trả lời ngắn

I. Lý thuyết và phương pháp giải

1. Phản ứng lên men glucose

C₆H₁₂O₆ $\overset{men \: rượu}{\rightarrow}$ $\overset{m e n r ư ợ u}{\to}$ 2C₂H₅OH + 2CO₂

2. Điều chế ethanol

$(C_{6} H_{10}O_{5})n\xrightarrow[H^{+} ]{enzyme}C_{6} H_{12}O_{6}\overset{lên \: men}{\rightarrow} 2C_{2} H_{5}OH\overset{men \: giấm}{\rightarrow} 2CH_{3}COOH$ $(C_{6} H_{10} O_{5}) n \to_{H^{+}}^{e n z y m e} C_{6} H_{12} O_{6} \overset{l ê n m e n}{\to} 2 C_{2} H_{5} O H \overset{m e n g i ấ m}{\to} 2 C H_{3} C O O H$

$Độ\: cồn =\frac{V_{C_{2} H_{5}OH} }{V_{dd \: rượu}} .100\%;H\%=\frac{n_{pứ} }{n_{ban\: đầu} } .100\%$ $Đ ộ c ồ n = \frac{V_{C_{2} H_{5} O H}}{V_{d d r ư ợ u}} .100 %; H % = \frac{n_{p ứ}}{n_{b a n đ ầ u}} .100 %$

$H\% (sản\: phẩm)=\frac{n_{thực \: tế \:thu \: được} }{n_{lí \:thuyết \:(tính \: theo \: PT} } .100\%$ $H % (s ả n p h ẩ m) = \frac{n_{t h ự c t ế t h u đ ư ợ c}}{n_{l í t h u y ế t (t í n h t h e o P T}} .100 %$

H% (quá trình) = H₁.H₂.H₃ ... (H₁, H₂, H₃, ... là hiệu suất các giai đoạn)

II. Bài tập ví dụ minh họa

Bài 1: Lên men dung dịch chứa 300 gam glucose thu được 92 gam Ethylic alcohol. Hiệu suất quá trình lên men tạo thành Ethylic alcohol là bao nhiêu?

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

n_ethylic = 92:46 = 2 mol

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

1 …………………………….2 mol

Hiệu suất quá trình lên men tạo thành Ethylic alcohol là :

$H = \frac{(1.180)}{300} .100\% =60\%$ $H = \frac{(1.180)}{300} .100 % = 60 %$

Bài 2: Lên men hoàn toàn m gam glucose thành Ethylic alcohol. Toàn bộ khí CO₂ sinh ra trong quá trình này được hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)₂ dư tạo ra 40 gam kết tủa. Nếu hiệu suất của quá trình lên men là 75% thì giá trị của m là bao nhiêu?

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ (1)

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O (2)

Ta có: n_CaCO₃ = n_CO₂ = 40:100 = 0,4 mol

Theo pt (1) ta có: n_{C₆H₁₂O₆(ly thuyet)} = $\frac{1}{2}$ $\frac{1}{2}$ .n_CO₂ = $\frac{1}{2}$ $\frac{1}{2}$ .0,4 = 0,2 mol

H = 75% $⇒ n_{C_{6} H_{12}O_{6}(thực tế)} = \frac{0,2}{75} .100 = 0,267 mol$ $\Rightarrow n_{C_{6} H_{12} O_{6} (t h ự c t ế)} = \frac{0, 2}{75} .100 = 0, 267 m o l$

⇒ m = 0,267.180 = 48 gam

Bài 3. Cho 5 kg glucose chứa 20% tạp chất lên men thành ancol etylic. Tính thể tích Ethylic alcohol 40^o thu được biết Ethylic alcohol có khối lượng riêng là 0,8 g/ml và quá trình chế biến Ethylic alcohol hao hụt 10%.

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Ta có phương trình phản ứng:

$m_{Glucose} = 5.1000 .(100\% - 20\%) = 4000 gam$ $m_{G l u c o s e} = 5.1000 . (100 % - 20 %) = 4000 g a m$

n_Glucose = 4000 :180 = 200/9 (mol)

$(1) n_{C_{2} H_{5}OH } = 2n_{Glucose } = 2.\frac{200}{9} = \frac{400}{9}(mol)$ $(1) n_{C_{2} H_{5} O H} = 2 n_{G l u c o s e} = 2. \frac{200}{9} = \frac{400}{9} (m o l)$

Mặt khác, trong quá trình phản ứng, C₂H₅OH đã bị hao hụt 10%

⇒ n_C2H5OH thực thế thu được là: $\frac{400}{9}$ $\frac{400}{9}$ . (100% - 10%) = 40 (mol)

⇒ m_C2H5OH = 40.46 = 1840 gam

VC₂H₅OH nguyên chất là: 1840 : 0,8 = 2300 ml

Thể tích dung dịch C₂H₅OH 40^o thu được là :

2300 : 40.100 = 5750 ml

Bài 4. Lên men m gam glucose với hiệu suất 90%, lượng khí CO₂ sinh ra hấp thụ hết vào dung dịch nước vôi trong, thu được 20 gam kết tủa. Khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm 6,8 gam so với khối lượng dung dịch nước vôi trong ban đầu. Giá trị của m là:

Đáp án hướng dẫn giải

CO₂+ Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O (2)

2CO₂ + Ca(OH)₂ → Ca(HCO₃)₂ (3)

Ta có:

m_{dd giảm} = mCaCO₃ – mCO₂

⇒ m_CO2 = 20 - 6,8 = 13,2 gam

⇒ n_CO2 = 13,2/44 = 0,3 mol

Từ (1) ⇒ nC₆H₁₂O₆ = 1/2n_CO2= 0,15 mol

Vì hiệu suất phản ứng lên men là 90% nên lượng glucose cần dùng là:

0,15 : 90 . 100 = 1/6 (mol)

=> m_Glucose = 1/6 .180 = 30 gam

III. Câu hỏi trắc nghiệm

Câu 1. Người ta sản xuất rượu vang từ nho với hiệu suất 95%. Biết trong loại nho này chứa 60% glucose, khối lượng riêng của etanol là 0,8 g/mL. Để sản xuất 100 lít rượu vang 10^o cần khối lượng nho là

A. 20,59 kg.

B. 26,09 kg.

C. 27,46 kg.

D. 10,29 kg.

Hướng dẫn trả lời

V_C2H5OH= 100.10% = 10 lít $\overset{D=0,8g/mL}{\rightarrow}$ $\overset{D = 0, 8 g / m L}{\to}$ m_C2H5OH = 10.0,8 = 8 kg

$Nho\overset{60\%}{\rightarrow} G\overset{H=90\%}{\rightarrow}2C_{2} H_{5}OH$ $N h o \overset{60 %}{\to} G \overset{H = 90 %}{\to} 2 C_{2} H_{5} O H$

180 g → 92 g

$m_{nho} =\frac{8.180}{92.0,95.0,6} =27,46\leftarrow 8\: kg$ $m_{n h o} = \frac{8.180}{92.0, 95.0, 6} = 27, 46 \leftarrow 8 k g$

Câu 2. Từ tinh bột người ta điều chế ra acetic acid theo sơ đồ như sau:

$(C_{6} H_{10}O_{5})n\xrightarrow[H^{+} ]{H_{1} =70\%}C_{6} H_{12}O_{6}\overset{{H_{2} =50\%}}{\rightarrow} 2C_{2} H_{5}OH\overset{{H_{3} =60\%}}{\rightarrow} 2CH_{3}COOH$ $(C_{6} H_{10} O_{5}) n \to_{H^{+}}^{H_{1} = 70 %} C_{6} H_{12} O_{6} \overset{H_{2} = 50 %}{\to} 2 C_{2} H_{5} O H \overset{H_{3} = 60 %}{\to} 2 C H_{3} C O O H$

Khối lượng acetic acid điều chế được từ 4,5 tấn tinh bột là

A. 3,33.

B. 0,49.

C. 0,70.

D. 2,34.

Hướng dẫn trả lời

H_{quá trình} = 0,7.0,9.0,6.100 = 21%

$(C_{6} H_{10}O_{5})n\xrightarrow[H^{+} ]{H_{1} =70\%}C_{6} H_{12}O_{6}\overset{{H_{2} =50\%}}{\rightarrow} 2C_{2} H_{5}OH\overset{{H_{3} =60\%}}{\rightarrow} 2CH_{3}COOH$ $(C_{6} H_{10} O_{5}) n \to_{H^{+}}^{H_{1} = 70 %} C_{6} H_{12} O_{6} \overset{H_{2} = 50 %}{\to} 2 C_{2} H_{5} O H \overset{H_{3} = 60 %}{\to} 2 C H_{3} C O O H$

162 gam 120 gam

4,5 tấn $\overset{21\%}{\rightarrow}$ $\overset{21 %}{\to}$ $m_{CH_{3} COOH} = \frac{4,5.120}{162} .0,21=0,7 \; tấn$ $m_{C H_{3} C O O H} = \frac{4, 5.120}{162} .0, 21 = 0, 7 t ấ n$

Câu 3. Từ 1 tấn tinh bột ngô có thể sản xuất được V lít xăng E5 (chứa 5% ethanol về thể tích). Biết tinh bột ngô chứa 75% tinh bột, hiệu suất chung của cả quá trình điều chế etanol là 70%, khối lượng riêng của etanol là 0,8 g/mL. Giá trị của V gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 6354,4.

B. 7453,7.

C. 8456,4.

D. 4435,6.

Hướng dẫn trả lời

m_{tinh bột} = 1.75% = 0,75 tấn = 750 kg

$(C_{6} H_{10}O_{5})n\xrightarrow[H^{+} ]{enzyme}C_{6} H_{12}O_{6}\overset{lên \: men}{\rightarrow} 2C_{2} H_{5}OH$ $(C_{6} H_{10} O_{5}) n \to_{H^{+}}^{e n z y m e} C_{6} H_{12} O_{6} \overset{l ê n m e n}{\to} 2 C_{2} H_{5} O H$

162 gam → 92 gam

750 kg $\overset{H=70\%}{\rightarrow}$ $\overset{H = 70 %}{\to}$ $m_{C_{2} H_{5}OH} = \frac{750.92}{162} .70\%=298,148(kg)$ $m_{C_{2} H_{5} O H} = \frac{750.92}{162} .70 % = 298, 148 (k g)$

$V_{C_{2} H_{5}OH} = \frac{m}{D} =\frac{298,148}{0,8} =372,685L\Rightarrow V_{xăng\: E5} =\frac{372,685}{5\%} =7453,7L$ $V_{C_{2} H_{5} O H} = \frac{m}{D} = \frac{298, 148}{0, 8} = 372, 685 L \Rightarrow V_{x ă n g E 5} = \frac{372, 685}{5 %} = 7453, 7 L$

Câu 4. Củ sắn khô chứa 38% khối lượng là tinh bột, còn lại là các chất không có khả năng lên men thành ethylic alcohol. Lên men 1 tấn sắn khô với hiệu suất cả quá trình là 81%. Toàn bộ lượng ethylic alcohol sinh ra để điều chế xăng E5 (có chứa 5% thể tích ethylic alcohol). Biết khối lượng riêng của ethylic alcohollà 0,8 g/mL, thể tích xăng E5 thu được sau pha trộn là

A. 218,5 lít.

B. 4370 lít.

C. 5430 lít.

D. 534 lít.

Hướng dẫn trả lời

m_{tinh bột} = 1.103.38% = 380 kg

Quá trình lên men:

$(C_{6} H_{10}O_{5})n\xrightarrow[H^{+} ]{enzyme}C_{6} H_{12}O_{6}\overset{lên \: men}{\rightarrow} 2C_{2} H_{5}OH$ $(C_{6} H_{10} O_{5}) n \to_{H^{+}}^{e n z y m e} C_{6} H_{12} O_{6} \overset{l ê n m e n}{\to} 2 C_{2} H_{5} O H$

162 gam → 92 gam

380 kg $\overset{H=81\%}{\rightarrow}$ $\overset{H = 81 %}{\to}$ $\frac{380.92}{162} .81\%=174,8kg$ $\frac{380.92}{162} .81 % = 174, 8 k g$

⇒ $V_{C_{2} H_{2}OH} =\frac{174,8}{0,8} =218,5(Lít)\Rightarrow V_{xăng} =\frac{218,5}{5\%} =4370 (lít)$ $V_{C_{2} H_{2} O H} = \frac{174, 8}{0, 8} = 218, 5 (L í t) \Rightarrow V_{x ă n g} = \frac{218, 5}{5 %} = 4370 (l í t)$

IV. Câu hỏi bài tập tự luyện

Phần 1. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn

Câu 1. Khi lên men 360 gam glucose với hiệu suất 100%, khối lượng ethyl alcohol thu được là

A. 138 gam.

B. 184 gam.

C. 276 gam.

D. 92 gam.

Câu 2. Cho 90 gam glucose lên men rượu với hiệu suất 80%, thu được m gam C₂H₅OH. Giá trị của m là

A. 36,8.

B. 18,4.

C. 23,0.

D. 46,0.

Câu 3. Tiến hành sản xuất ethyl alcohol từ cellulose với hiệu suất của toàn bộ quá trình là 70%. Để sản xuất 2 tấn ethyl alcohol, khối lượng cellulose cần dùng là

A. 5,031 tấn.

B. 10,062 tấn.

C. 3,521 tấn.

D. 2,515 tấn.

Câu 4. 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%, khối lượng riêng của ethanol là 0,8 g/mL. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 136.

B. 143.

C. 137.

D. 140.

Câu 5. Ethyl alcohol được điều chế bằng cách lên men tinh bột theo sơ đồ:

$(C_{6} H_{10}O_{5})n\xrightarrow[H^{+} ]{enzyme}C_{6} H_{12}O_{6}\overset{lên \: men}{\rightarrow} 2C_{2} H_{5}OH$ $(C_{6} H_{10} O_{5}) n \to_{H^{+}}^{e n z y m e} C_{6} H_{12} O_{6} \overset{l ê n m e n}{\to} 2 C_{2} H_{5} O H$

Để điều chế 10 lít ethyl alcohol 46^o cần m kg gạo (chứa 75% tinh bột, còn lại là tạp chất trơ). Biết hiệu suất của cả quá trình là 80% và khối lượng riêng của ethyl alcohol nguyên chất là 0,8 g/mL. Giá trị của m là

A. 3,600.

B. 6,912.

C. 10,800.

D. 8,100.

Phần 2. Trắc nghiệm trả lời ngắn

Câu 1. Để sản xuất 150 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%, khối lượng riêng của ethanol là 0,8 g/mL. Giá trị của m bằng bao nhiêu? Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị.

Câu 2. Từ 1 tấn tinh bột ngô có thể sản xuất được bao nhiêu lít xăng E5 (chứa 5% ethanol về thể tích), biết tinh bột ngô chứa 75% tinh bột, hiệu suất chung của cả quá trình điều chế ethanol là 70%, khối lượng riêng của ethanol là 0,789 g/mL. Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị.

Câu 3. Xăng sinh học E5 (chứa 5% ethanol về thể tích, còn lại là xăng, giả thiết chỉ là octane). Khi được đốt cháy hoàn toàn, 1 mol ethanol tỏa ra lượng nhiệt là 1365,0 kJ và 1 mol octane tỏa ra lượng nhiệt là 5928,7 kJ. Trung bình, một chiếc xe máy di chuyển được 1km thì cần một nhiệt lượng chuyển thành công cơ học có độ lớn là 211,8 kJ. Nếu xe máy đó đã sử dụng 4,6 lít xăng E5 ở trên thì quãng đường di chuyển được là bao nhiêu km, biết hiệu suất sử dụng nhiên liệu của đông cơ là 25%; khối lượng riêng của etanol là 0,8 g/mL, của octan là 0,7 g/mL (đáp án làm tròn đến số nguyên)

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

Xem thêm các bài Tìm bài trong mục này khác:

Chia sẻ, đánh giá bài viết

1

7.296

Bài trước

Bài sau

Chia sẻ bởi:
Nguyễn Thị Phương Tuyết

Tải về

Chọn file muốn tải về:

Bài tập phản ứng lên men glucose

454,5 KB

Bài tập phản ứng lên men glucose điều chế Ethanol

Đóng Chỉ thành viên VnDoc PRO/PROPLUS tải được nội dung này!

Đóng

79.000 / tháng

Mua ngay

Đặc quyền các gói Thành viên

PRO

Phổ biến nhất

PRO+

Tải tài liệu Cao cấp 1 Lớp

Tải tài liệu Trả phí + Miễn phí

Xem nội dung bài viết

Trải nghiệm Không quảng cáo

Làm bài trắc nghiệm không giới hạn

Tìm hiểu thêm

Mua cả năm Tiết kiệm tới 48%

Xác thực tài khoản!

Theo Nghị định 147/2024/ND-CP, bạn cần xác thực tài khoản trước khi sử dụng tính năng này. Chúng tôi sẽ gửi mã xác thực qua SMS hoặc Zalo tới số điện thoại mà bạn nhập dưới đây:

Số điện thoại chưa đúng định dạng!