Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Cellulose (Hóa học Lớp 12)

(AI giải đề cho tôi)
Câu 10: Xét từng ứng dụng của carbohydrate. (A) Cellulose được dùng sản xuất tơ nhân tạo (tơ visco từ cellulose xanthate) - đúng. (B) Glucose dùng làm thực phẩm dinh dưỡng, thuốc tăng lực - đúng. (C) Maltose (đường mạch nha) có trong đại mạch, được sử dụng trong sản xuất bia - đúng. (D) Fructose là đường đơn, không dùng làm nguyên liệu sản xuất chất dẻo PVC; PVC (polyvinyl chloride) được sản xuất từ vinyl chloride có nguồn gốc từ dầu mỏ, không phải từ fructose - sai. Vậy đáp án là D.

(AI giải đề cho tôi)
Khối lượng mol một mắt xích cellulose $C_6{H}_{10}{O}_5$: $M=162$ g/mol. Khối lượng mol một mắt xích cellulose trinitrate $C_6{H}_7{O}_2(ON{O}_2{)}_3$ tức $C_6{H}_7{N}_3{O}_{11}$: $M=72+7+42+176=297$ g/mol. Theo phương trình, tỉ lệ khối lượng trinitrate/cellulose $=297/162$. Khối lượng trinitrate thu được (hiệu suất 65%): $m=2\times \frac{297}{162}\times 0,65=2,\mathrm{3833...}\approx 2,38$ tấn.

Đáp án: 6,9 (theo lời giải nguồn, trang 73).

Phản ứng thủy phân - lên men cellulose: $(C_6{H}_{10}{O}_5{)}_n\to 2n{C}_2{H}_{5}OH$, tức $162kg$ cellulose cho $92kg$ ethanol.

Khối lượng cellulose: $1620\times 0,5=810kg$. Ethanol thực tế (hiệu suất $60\%$): $460\times 0,6=276kg$.

Thể tích ethanol: $V_{C_2{H}_{5}OH}=\frac{460\times 0,6}{0,8}=345l\acute{ı}t=0,345m^3$.

Ethanol chiếm $5\%$ thể tích xăng E5 nên $V_{x\breve{a}ngE5}=\frac{0,345}{0,05}=6,9m^3$.

(AI giải đề cho tôi)
a) Cellulose diacetate có công thức [C6H7O2(OCOCH3)2(OH)]n: mỗi mắt xích gốc C6H7O2 còn 1 nhóm -OH chưa este hóa → đúng. b) Phản ứng cellulose với HNO3 đặc nóng (xúc tác H2SO4 đặc) là phản ứng este hóa (tạo cellulose nitrate), không phải thủy phân → sai. c) n(cellulose) tương ứng 16,20 tấn, hiệu suất 90% nên lượng chuyển hóa = 14,58 tấn. M(gốc glucose C6H7O2(OH)3) = 162; M(cellulose trinitrate C6H7O2(ONO2)3) = 297. Khối lượng trinitrate tối đa = 14,58 × 297/162 = 26,73 tấn → đúng. d) Hỗn hợp cellulose triacetate và diacetate là tơ cellulose acetate (tơ acetate), dạng sợi, mềm mại, dùng dệt vải may mặc → đúng.
a) (AI giải đề cho tôi)
Cellulose diacetate [C6H7O2(OCOCH3)2(OH)]n: mỗi mắt xích còn đúng 1 nhóm -OH tự do.
b) (AI giải đề cho tôi)
Đây là phản ứng este hóa nhóm -OH với HNO3 tạo cellulose nitrate, không phải thủy phân.
c) (AI giải đề cho tôi)
16,20 × 90% = 14,58 tấn cellulose phản ứng; 14,58 × 297/162 = 26,73 tấn cellulose trinitrate.
d) (AI giải đề cho tôi)
Tơ cellulose acetate là hỗn hợp triacetate và diacetate, dùng làm vải may mặc.

(AI giải đề cho tôi)
Câu 20: a) Đúng – rửa nhiều lần bằng nước lạnh (đến khi nước rửa không làm đổi màu quỳ tím) và rửa lại bằng dung dịch NaHCO3 loãng nhằm loại bỏ hoàn toàn các tạp chất acid (HNO3, H2SO4 còn dư; NaHCO3 trung hòa acid còn sót). b) Đúng – cellulose phản ứng với HNO3 đặc có H2SO4 làm xúc tác tạo cellulose trinitrate (thuốc nổ súng không khói) với công thức [C6H7O2(ONO2)3]n. c) Sai – tinh bột cũng có nhóm -OH nhưng cấu trúc phân tử khác cellulose (liên kết α-glucoside thay vì β-glucoside), nitrate hóa tinh bột cho sản phẩm khác (tinh bột nitrate), không phải cellulose trinitrate, nên sản phẩm thay đổi. d) Đúng – phản ứng giữa nhóm -OH của cellulose và HNO3 tạo nhóm -ONO2 (ester nitrate) nên thuộc loại phản ứng ester hóa.
a) (AI giải đề cho tôi)
Rửa bằng nước lạnh đến khi quỳ không đổi màu và rửa bằng NaHCO3 loãng để loại bỏ hoàn toàn acid dư (HNO3, H2SO4).
b) (AI giải đề cho tôi)
Sản phẩm là cellulose trinitrate [C6H7O2(ONO2)3]n, tạo khi cả 3 nhóm -OH mỗi đơn vị glucose đều bị nitrate hóa.
c) (AI giải đề cho tôi)
Tinh bột có cấu trúc khác cellulose (α-glucoside), nitrate hóa cho sản phẩm khác nên sản phẩm thay đổi.
d) (AI giải đề cho tôi)
Nhóm -OH của cellulose tác dụng với HNO3 tạo nhóm -ONO2 (ester nitrate), đây là phản ứng ester hóa.

(AI giải đề cho tôi)
Mỗi đơn vị C6H10O5 của cellulose có 3 nhóm OH. Tách 3 nhóm OH (O3H3) khỏi C6H10O5 ta được phần khung C6H7O2. Vậy công thức viết được là [C6H7O2(OH)3]n. Kiểm tra: C6, H = 7+3 = 10, O = 2+3 = 5, đúng C6H10O5. Các phương án khác cho H hoặc O sai (A: H8, O5; B: H11; D: H9, O5).

(AI giải đề cho tôi)
X là cellulose (bông vải ~98% cellulose, chất rắn màu trắng dạng sợi). Thủy phân cellulose thu được glucose (Y). Xét các phát biểu: A đúng vì glucose có nhiều nhóm -OH (polyalcohol), thể hiện tính chất của alcohol đa chức. B sai vì cellulose không có nhóm aldehyde tự do nên không phản ứng tráng bạc. C sai vì Y là glucose có M = 180, không phải 342 (342 là M của saccharose). D sai vì cellulose không tan trong nước.

(AI giải đề cho tôi)
Tinh bột và cellulose đều là polime của glucose nhưng có cấu trúc khác nhau (tinh bột gồm amylose/amylopectin với liên kết α-1,4 và α-1,6-glycoside; cellulose có liên kết β-1,4-glycoside), nên chúng không phải là đồng phân cấu tạo của nhau. Các phát biểu A, B, D đều đúng: glucose có công thức $C_6{H}_{12}{O}_6$; cellulose không tan trong nước nhưng tan trong dung dịch Schweizer (dung dịch $Cu(OH{)}_2$ trong $N{H}_3$); sợi bông là cellulose gần như tinh khiết.

(AI giải đề cho tôi)
Bước 1: H2SO4 70% thủy phân cellulose (bông) thành glucose. Bước 2: NaOH trung hòa acid dư và tạo môi trường kiềm (đúng cho a). Bước 3: CuSO4 + NaOH tạo kết tủa xanh Cu(OH)2 (đúng cho b). Bước 4: Đun nhẹ, glucose (có nhóm -CHO, chức khử) khử Cu(OH)2 thành Cu2O màu đỏ gạch: R-CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH →(t°) R-COONa + Cu2O↓ + 3H2O; đây là phản ứng oxi hóa khử (Cu giảm từ +2 xuống +1) nên c đúng. d sai: nếu thay bằng H2SO4 đặc và HNO3 70%, hỗn hợp này sẽ nitrat hóa cellulose (tạo cellulose nitrate) thay vì thủy phân thành glucose, nên không có glucose để phản ứng với Cu(OH)2 ở bước 4, hiện tượng các bước thay đổi.
a) (AI giải đề cho tôi)
NaOH trung hòa H2SO4 dư và tạo môi trường kiềm cần cho phản ứng của glucose với Cu(OH)2.
b) (AI giải đề cho tôi)
Trong môi trường kiềm: CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ (kết tủa xanh) + Na2SO4.
c) (AI giải đề cho tôi)
Glucose có nhóm -CHO khử Cu(OH)2 thành Cu2O đỏ gạch khi đun nhẹ; đây là phản ứng oxi hóa khử.
d) (AI giải đề cho tôi)
Hỗn hợp H2SO4 đặc + HNO3 70% sẽ nitrat hóa cellulose (tạo cellulose nitrate) chứ không thủy phân cellulose thành glucose, nên hiện tượng ở các bước thay đổi.

(AI giải đề cho tôi)
Polysaccharide là carbohydrate polymer gồm nhiều gốc monosaccharide. Glucose và fructose là monosaccharide, maltose là disaccharide, còn cellulose là polysaccharide (gồm nhiều gốc glucose liên kết β-1,4).

(AI giải đề cho tôi)
Mỗi gốc glucozơ trong xenlulozơ (C6H10O5)n còn 3 nhóm hidroxyl tự do (vì 2 vị trí đã tạo liên kết glycosid với gốc lân cận). Điều này được chứng minh qua phản ứng este hóa: xenlulozơ tác dụng tối đa với 3HNO3 tạo xenlulozơ trinitrat [C6H7O2(ONO2)3]n. Vậy mỗi gốc glucozơ có 3 nhóm hidroxyl.

(AI giải đề cho tôi)
A đúng: bông nón (bông vải) có thành phần chính là xenlulozơ. B sai vì saccarozơ là đường mía, đường nho là glucozơ. C sai vì glucozơ và fructozơ là monosaccarit, không có phản ứng thủy phân. D sai vì amilozơ có cấu trúc mạch thẳng, chỉ amilopectin mới mạch phân nhánh.

Chọn B.
Mỗi mắt xích cellulose là gốc glucose C${}_6$H${}_{10}$O${}_5$, trong đó còn 3 nhóm –OH tự do.
Vậy số nhóm hydroxy trong mỗi mắt xích cellulose là 3.

Polisaccarit X là chất rắn, màu trắng, dạng sợi. Trong bông nôn có gần 98% chất X → X là xenlulozơ (C${}_6$H${}_{10}$O${}_5$)${}_n$. Thủy phân X, thu được monosaccarit Y → Y là glucozơ. Phát biểu đúng: Y có tính chất của ancol đa chức.

(AI giải đề cho tôi)
Khối lượng dung dịch HNO3: 5000 ml × 1,4 g/ml = 7000 g, chứa m_HNO3 = 7000 × 0,68 = 4760 g → n_HNO3 = 4760/63 ≈ 75,56 mol. Phản ứng nitrat hóa xenlulozơ: [C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 → [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O. Mỗi đơn vị C6H7O2(ONO2)3 có M = 297 g/mol và cần 3 mol HNO3. Số mol đơn vị sinh ra (theo HNO3): 75,56/3 ≈ 25,19 mol. Khối lượng lý thuyết: 25,19 × 297 ≈ 7481 g. Với hiệu suất 90%: m = 7481 × 0,9 ≈ 6733 g ≈ 6,7 kg. Giá trị gần nhất trong các đáp án là 6,5 kg.

(AI giải đề cho tôi)
X là chất rắn màu trắng, dạng sợi ở điều kiện thường → xenlulozơ (tinh bột dạng bột, không dạng sợi). Thủy phân xenlulozơ trong môi trường axit hoặc nhờ enzim (celulaza) thu được glucozơ: $(C_6{H}_{10}{O}_5{)}_n+n{H}_{2}O\stackrel{H^{+},t^o}{\to }n{C}_6{H}_{12}{O}_6$. Glucozơ có nhóm -CHO nên có tính khử, dùng để tráng gương và tráng ruột phích (phản ứng với dung dịch AgNO_3/NH_3 tạo Ag kết tủa). Saccarozơ không tráng gương được. Vậy X là xenlulozơ, Y là glucozơ → đáp án C, khớp với đáp án nguồn (Câu 5 = C).

Chọn D

$$(C_6{H}_{10}{O}_5{)}_n\to n{C}_6{H}_{12}{O}_6\to 2n{C}_2{H}_{5}OH$$

162...................................................2.46

32,4...................................................m

→ m${}_{C_2{H}_{5}OH}$ thu được = 60\%.32,4.2.46/162 = 11,04 gam

Đáp án 172

Khối lượng chitin thu được là: 1.$10^3$.17,2% = 172 kg

(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng nitrat hóa xenlulozơ: $[C_6{H}_7{O}_2(OH{)}_3]+3HN{O}_3\to [C_6{H}_7{O}_2(ON{O}_2{)}_3]+3H_{2}O$. Khối lượng mol xenlulozơ $M=162$ g/mol, xenlulozơ trinitrat $M=297$ g/mol. Theo phản ứng, 1 mol xenlulozơ tạo 1 mol trinitrat. Khối lượng xenlulozơ phản ứng thực tế cần để tạo 1,1 tấn trinitrat: $m=1,1\times \frac{162}{297}=0,6$ tấn. Do hiệu suất 60% tính theo xenlulozơ, khối lượng xenlulozơ cần dùng: $m_{xt}=\frac{0,6}{0,6}=1,0$ tấn. Kết quả khớp đáp án A của đề.

(AI giải đề cho tôi)
Xenlulozo là polime của β-glucozo, mỗi mắt xích $C_6{H}_{10}{O}_5$ có 3 nhóm -OH còn dư, nên dạng công thức phù hợp nhất là ${\left[C_6{H}_7{O}_2(OH{)}_3\right]}_n$. Kiểm tra: $C_6{H}_7{O}_2(OH{)}_3=C_6{H}_{10}{O}_5$ (đúng nguyên tử khối và cấu tạo xenlulozo). B sai vì $C_6{H}_{10}{O}_6$ không phải mắt xích glucozo; C là saccarozo; D chỉ là công thức phân tử của một mắt xích, không thể hiện 3 nhóm OH. Đáp án A khớp đáp án nguồn (câu 6 = A).