Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Tinh bột và cellulose (Hóa học Lớp 12)

Xăng sinh học E5 (chứa 5\% ethanol về thể tích) dùng làm nhiên liệu sạch, được sản xuất thông qua quá trình lên men các chất hữu cơ như tinh bột, cellulose. Thể tích xăng E5 thu được từ một tấn mùn cưa chứa 45\% cellulose về khối lượng là (biết hiệu suất cả quá trình đạt 70\% và khối lượng riêng của ethanol là 0,789 gam/ml).

Cellulose trinitrate là chất dễ cháy và nổ mạnh, được điều chế từ cellulose và nitric acid. Muốn điều chế 29,7 kg cellulose trinitrate (hiệu suất 90\%) thì thể tích (lít) dung dịch nitric acid 96\% (d = 1,52 g/mL) cần dùng là bao nhiêu? (kết quả cuối cùng làm tròn đến hàng phần mười).

Ở các nước nhiệt đới như Việt Nam, tinh bột sắn (loại chứa 98\% tinh bột thuần túy) thường được sử dụng để sản xuất glucose qua phương pháp thuỷ phân bởi enzyme. Một nhà máy cần sản xuất 2 triệu chai dịch chuyển glucose 5\%, thể tích mỗi chai 500 mL (5 gam glucose trong 100 mL nước cất pha tiêm) thì cần bao nhiêu tấn tinh bột sắn? Giả sử hiệu suất quá trình sản xuất là 92\%, chỉ làm tròn ở phép tính cuối cùng đến hàng đơn vị.

Một xí nghiệp nhỏ chuyên sản xuất pháo hoa thực hiện tổng hợp cellulose trinitrate (còn gọi là thuốc súng không khói) để chế tạo thuốc nổ làm thành phần cho pháo hoa mini. Quy trình sản xuất bao gồm hai bước: nitrate hóa bông bằng dung dịch nitric acid và sau đó rửa sạch, sấy khô sản phẩm. Xí nghiệp này đã sử dụng 13 kg bông với hàm lượng cellulose tinh khiết là 90%, hiệu suất của quá trình nitrate hóa là 75%. Biết mỗi quả pháo chứa 3 gam thuốc súng không khói và quá trình sản xuất pháo làm hao hụt 10% thuốc súng. Số quả pháo mà xí nghiệp này sản xuất được là bao nhiêu? (Không làm tròn các phép tính trung gian, chỉ lấy phần nguyên, bỏ phần thập phân).

Một nhóm học sinh nghiên cứu về khả năng xúc tác của enzyme α–amylase tới quá trình thủy phân tinh bột. Trong thí nghiệm này, nhóm học sinh thực hiện thí nghiệm thủy phân tinh bột với enzyme α–amylase ở nhiệt độ và pH khác nhau. Kết quả được mô tả bằng hai đồ thị sau:

[Hình cần kiểm tra lại: p2_f2]

Phát biểu nào sau đây đúng?

Cho mô hình cấu tạo của các phân tử polysaccharide dưới đây:

[Hình cần kiểm tra lại: p3_f1]

Tơ acetate hay hỗn hợp gồm cellulose triacetate và cellulose diacetate được điều chế bằng cách cho cellulose tác dụng với anhydride acetic theo phương trình phản ứng sau:
$$[C_6{H}_7{O}_2(OH{)}_3{]}_n+nk(C{H}_{3}CO{)}_{2}O\to [C_6{H}_7{O}_2(OH{)}_{3-k}(OOC-C{H}_3{)}_k{]}_n+nkC{H}_{3}COOH$$
(với k = 2,4). Hiệu suất chuyển hóa từ cellulose thành tơ acetate là 75\% theo cellulose. Từ 10 tấn cellulose ban đầu, khối lượng tơ acetate thu được là

Cho các nhận xét sau:
(1) Cellulose không phản ứng với Cu(OH)${}_2$ nhưng tan được trong dung dịch [Cu(NH${}_3$)${}_4$](OH)${}_2$.
(2) Glucose được gọi là đường mía.
(3) Dẫn khí H${}_2$ vào dung dịch glucose, đun nóng, xúc tác Ni thu được polyalcohol.
(4) Glucose được điều chế bằng cách thủy phân tinh bột nhờ xúc tác HCl hoặc enzyme.
(5) Dung dịch saccharose không có phản ứng tráng Ag, không bị oxi hóa bởi nước bromine, chứng tỏ phân tử saccharose không có nhóm –CHO.
(6) Maltose thuộc loại disaccharide có tính oxi hóa và tính khử.
(7) Tinh bột là hỗn hợp của 2 polysaccharide là amylose và amylopectin.
Cho biết số nhận xét đúng?

Cho sơ đồ phản ứng:
(a) $X+H_{2}O\stackrel{xt,t^{\circ }}{\to }Y$
(b) $Y+\left[Ag(N{H}_3{)}_2\right]OH\to$ Ammonium gluconate $+Ag+N{H}_3+H_{2}O$
(c) $Y\stackrel{enzyme}{\to }E+Z$
(d) $Z+H_{2}O\underset{chatdiepluc}{\overset{anhsang}{\to }}X+G$
X, Y, Z lần lượt là:

Trong công nghiệp, giấm ăn được sản xuất bằng phương pháp lên men theo sơ đồ sau:

$${\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n\stackrel{H_1=60\%}{\to }{C}_6{H}_{12}{O}_6\stackrel{H_2=50\%}{\to }{C}_2{H}_{5}OH\stackrel{H_3=50\%}{\to }C{H}_{3}COOH$$

Từ 16,875 tấn bột sắn (chứa 80\% tinh bột, còn lại là tạp chất trơ) sản xuất được 30 tấn dung dịch acetic acid có nồng độ a\%. Tính giá trị của a? (Làm tròn kết quả đến hàng phần trăm).

Cellulose trinitrate được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như: làm chất nổ, phim ảnh, mực in,... Cellulose trinitrate được điều chế dựa trên phản ứng sau:

$${\left[C_6{H}_7{O}_2(OH{)}_3\right]}_n+3nHN{O}_3\stackrel{xt{H}_{2}S{O}_4}{\to }{\left[C_6{H}_7{O}_2(ON{O}_2{)}_3\right]}_n+3n{H}_{2}O(1)$$

(cellulose → cellulose trinitrate)

Cellulose có cấu tạo như hình dưới đây.

Một nhóm học sinh muốn khảo sát khả năng phân hủy cellulose trong điều kiện hiếm khí ở các nhiệt độ khác nhau.
Nhóm học sinh đưa ra giả thuyết: "Cellulose bị phân hủy với xúc tác của enzym cellulase do vi sinh vật tiết ra, quá trình này phụ thuộc nhiệt độ".
Để kiểm chứng giả thuyết, nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm:
- Bước 1: Cho 2,03 gam bông tiệt trùng (chủ yếu chứa cellulose) vào mỗi ống nghiệm.
- Bước 2: Thêm 5 mL men vi sinh vào mẫu thí nghiệm, chuẩn bị một mẫu tương đương nhưng không có men vi sinh để đối chứng.
- Bước 3: Tiến hành ủ các mẫu trong 5 ngày ở các nhiệt độ: 25${}^0$C, 37${}^0$C, 45${}^0$C, 55${}^0$C.
- Bước 4: Lọc, rửa sạch, phơi khô và cân khối lượng bông còn lại.
Kết quả thí nghiệm như bảng sau:

Việc sử dụng ethanol ($C_2{H}_{5}OH$) để phối trộn với xăng thông thường theo một tỉ lệ nhất định tạo ra xăng sinh học như: xăng E5 RON 92 (gồm 5\% ethanol và 95\% xăng RON 92 về thể tích) góp phần bảo vệ môi trường. Ethanol được dùng để sản xuất xăng E5 RON 92 được sản xuất từ cellulose theo sơ đồ sau:

$$\text{Cellulose}\stackrel{\text{H= 90\%}}{\to }\text{Glucose}\stackrel{\text{H= 85\%}}{\to }\text{Ethanol}$$

Để tạo ra lượng ethanol đủ sản xuất được 20000 lít xăng E5 RON 92 thì cần m tấn mùn cưa (chứa 60% cellulose, còn lại là các chất không tạo ra được ethanol). Biết khối lượng riêng của ethanol là 0,8 g/mL. Giá trị của m là bao nhiêu? (Kết quả làm tròn đến chữ số hàng đơn vị, chỉ làm tròn ở bước cuối cùng)

Rượu uống được sản xuất theo sơ đồ sau: $(C_6{H}_{10}{O}_5{)}_n\to C_6{H}_{12}{O}_6\to C_2{H}_{5}OH$. Một hộ gia đình sản xuất trung bình 150 lít rượu 25° trong một ngày. Biết loại gạo hộ gia đình dùng để sản xuất rượu chứa 80\% khối lượng là tinh bột (tạp chất không sản xuất được rượu), hiệu suất cả quá trình là 75\%, rượu 25° nghĩa là cứ trong 100 mL dung dịch rượu nước sẽ có 25 ml rượu nguyên chất, khối lượng riêng của rượu nguyên chất là 0,8 gam/mL. Tính khối lượng (kg) gạo hộ gia đình đó sử dụng hết để sản xuất rượu trong 30 ngày (kết quả làm tròn đến hàng đơn vị, chỉ làm tròn ở phép tính cuối cùng).

Từ tinh bột, điều chế ethyl alcohol theo sơ đồ sau: Tinh bột → glucose → $C_2{H}_{5}OH$. Biết hiệu suất của 2 quá trình lần lượt là 80\% và 75\%. Để điều chế được 200 lít rượu $34,5^{\circ }$ (khối lượng riêng của $C_2{H}_{5}OH$ bằng $0,8$ gam/mL) thì cần dùng m kg gạo chứa 90\% tinh bột. Giá trị của m là

Ngành công nghiệp sản xuất nhiên liệu sinh học để phát triển bền vững cần áp dụng các công nghệ mới theo hướng thân thiện môi trường, rơm rạ là một loại phế phẩm nông nghiệp có thể dùng làm một nguồn nguyên liệu để sản xuất ethanol tạo xăng sinh học thay vì đốt gây ô nhiễm môi trường. Để sản xuất 100,0 L xăng E5 (ethanol chiếm 5\% về thể tích) thì cần m kg rơm rạ. Biết cellulose chiếm 35\% khối lượng khô của rơm rạ, việc tách cellulose ra khỏi rơm rạ thường đạt hiệu suất 40\%. Trong khi đó, hiệu suất của quá trình chuyển hoá cellulose thành ethanol đạt 60\%. Khối lượng riêng của ethanol là 0,8 g/mL. Giá trị của m là bao nhiêu? (Kết quả làm tròn ở phép tính cuối cùng đến hàng phần mười).