Вправа 1. Поясніть походження назви класу речовин «вуглеводи». У перших відомих представників цих речовин співвідношення кількості атомів Гідрогену й Оксигену в молекулах становило 2:1 (як і в молекулі води), а третім хімічним елементом є Карбон. Саме завдяки лише співвідношенню між атомами Карбону, Гідрогену й Оксигену в молекулах цей клас речовин отримав свою назву - вуглеводи.
Це не означає, що вуглеводи складаються з вуглецю (Карбон) та окремих молекул води, а те, що назва складається зі слів "вуглець" і "вода".
Вправа 2. Укажіть загальну формулу вуглеводів.
| А СnH2n–2 | Б СnH2n+2 | В Сm(H2O)n | Г СnH2n |
Відповідь: В
Вправа 3. Укажіть назву рослини, з плодів якої вперше виділили глюкозу.
| А вишня | Б виноград | В груша | Г кавун |
Відповідь: Б
Вправа 4. Укажіть назву речовини, за допомогою якої проводять якісну реакцію на глюкозу.
|
А кальцій (ІІ) гідроксид В купрум (ІІ) хлорид |
Б купрум (ІІ) сульфат Г купрум (ІІ) гідроксид |
Відповідь: Г
Вправа 5. Укажіть реагент для виявлення глюкози та сахарози.
|
А ферменти В купрум (ІІ) хлорид |
Б купрум (ІІ) гідроксид Г натрій гідроксид |
Відповідь: Б
Вправа 6. Запропонуйте спосіб виявлення глюкози у виноградному соку. Опишіть послідовність ваших дій і передбачте результат дослідження. Зробіть висновок.
Щоб довести наявність глюкози, потрібно до розчину виноградного соку додати блакитний осад Cu(OH)2 у лужному середовищі (або додати розчин купрум (II) сульфату і надлишок лугу). При подальшому нагріванні утвореного синього розчину тільки за наявності глюкози з'являється оранжево-жовте забарвлення, а потім виникає цегляно-червоний осад:
C6H12O6 + 2Cu(OH)2 -> C6H12O7 + Cu2O↓ + 2H2O
глюкоза глюконова кислота
Вправа 7. Обчисліть відносну молекулярну масу глюкози та встановіть, у скільки разів вона більша за відносну молекулярну масу етану.
Mr(С6Н12O6)=6•Ar(C)+12•Ar(H)+6•Ar(O)=6•12+12•1+6•16=180
Mr(С2Н6)=2•Ar(C)+6•Ar(H)=2•12+6•1=30
Mr(С6Н12O6)/Mr(С2Н6)=180:30=6
Відповідь: у 6 разів.
Вправа 8. Кінцевими продуктами повного окиснення глюкози є вуглекислий газ і вода. Обчисліть об’єм вуглекислого газу (н.у.) і масу води, що утворяться внаслідок повного окиснення глюкози масою 90 г.
Відомо: m(C6H12O6)=90 г. Знайти: m(H2O)-?, V(СO2)-?
Розв'язування.
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
90 г x л y г
C6H12O6 + 6О2 = 6CO2 + 6H2O
180 г 134,4 л 108 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль глюкози С6Н12О6 з утворенням 6 моль вуглекислого газу СO2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л, а 6 моль займуть у 6 разів більший об'єм, тобто 134,4 л) і 6 моль води Н2O. Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, масу 1 моль глюкози і масу 6 моль води.
Mr(С6H12O6)=6•Ar(C)+12•Ar(H)+6•Ar(O)=6•12+12•1+6•16=180,
M(C6H12O6)=180 г/моль. Маса 1 моль=180 г.
Mr(Н2O)=2•Ar(Н)+Ar(O)=2•1+16=18, M(Н2O)=18 г/моль.
Маса 1 моль=18 г, а маса 6 моль=108 г.
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо об'єм вуглекислого газу.
90 г / 180 г = х л / 134,4 л, звідси
х л • 180 г = 134,4 г • 90 л
х = 134,4 г • 90 л : 180 г
х =V(CO2)=67,2 л
За допомогою пропорції обчислюємо масу води.
90 г / 180 г = у г / 108 г, звідси
у г • 180 г = 108 г • 90 г
y = 108 г • 90 г : 180 г
y =m(H2O)=54 г
ІІ спосіб
Обчислюємо кількість речовини глюкози масою 90 г за формулою v=m/M, де
M=Mrг/моль.
Mr(С6H12O6)=6•Ar(C)+12•Ar(H)+6•Ar(O)=6•12+12•1+6•16=180,
M(C6H12O6)=180 г/моль.
v(С6H12O6)=m(С6H12O6):M(С6H12O6)=90 г : 180 г/моль=0,5 моль
Записуємо рівняння реакції: C6H12O6+6О2=6CO2+6H2O
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль глюкози С6Н12О6 з утворенням 6 моль вуглекислого газу СO2 і 6 моль води Н2O, кількість речовини вуглекислого газу й води у 6 разів більша, ніж кількість речовини глюкози, тому
v(CO2)=v(H2O)=6•v(C6H12O6)=6•0,5 моль=3 моль
Обчислюємо об'єм вуглекислого газу кількістю речовини 3 моль за формулою V=v•VM, де VM - постійна величина і за н.у. дорівнює 22,4 л/моль.
V(СO2)=v(СO2)•VM=3 моль•22,4 л/моль=67,2 л.
Обчислюємо масу води кількістю речовини 3 моль за формулою m=v•M, де М=Мr г/моль.
Mr(Н2O)=2•Ar(Н)+Ar(O)=2•1+16=18, M(Н2O)=18 г/моль
m(Н2O)=v(Н2O)•M(Н2O)=3 моль • 18 г/моль=54 г.
Відповідь: 67,2 л СO2, 54 г H2O.
Вправа 9. Під час фотосинтезу зелені листки рослин увібрали карбон (ІV) оксид масою 528 кг. Обчисліть, який об’єм кисню (н. у.) виділився в атмосферу та яка маса глюкози утворилася.
Відомо: m(CO2)=528 кг Знайти: m(C6H12O6)-?, V(O2)-?
Розв'язування.
I спосіб
Записуємо рівняння реакції:
528 кг х кг y м3
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2↑
264 кг 180 кг 134,4 м3
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 6 кмоль карбон (IV) оксиду CО2 з утворенням 1 кмоль глюкози С6Н12О6 і 6 кмоль кисню O2 (1 кмоль газу за н.у. займає об'єм 22,4 м3, а 6 кмоль газу займуть у 6 разів більший об'єм, тобто 134,4 м3). Обчислюємо молярні маси (M=Mr кг/кмоль) речовин й, відповідно, маси 6 кмоль карбон (IV) оксиду і 1 кмоль глюкози.
Mr(CO2)=Ar(C)+2•Ar(O)=12+2•16=44, M(CO2)=44 кг/кмоль.
Маса 1 кмоль=44 кг, а маса 6 кмоль=264 кг.
Mr(C6H12O6)=6•Ar(C)+12•Ar(H)+6•Ar(O)=6•12+12•1+6•16=180,
M(C6H12O6)=180 кг/кмоль. Маса 1 кмоль=180 кг.
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу глюкози.
528 кг / 264 кг = х кг / 180 кг, звідси
х кг • 264 кг = 528 кг • 180 кг
х = 528 кг • 180 кг : 264 кг
х = m(C6H12O6)=360 кг
За допомогою пропорції обчислюємо об'єм кисню.
528 кг / 264 кг = у м3 / 134,4 м3, звідси
у м3 • 264 кг = 528 кг • 134,4 м3
у = 528 кг • 134,4 м3 : 264 кг
у = V(О2)=268,8 м3
ІІ спосіб
Обчислюємо кількість речовини карбон (IV) оксиду масою 528 кг за формулою v=m/M, де M=Mr кг/кмоль.
Mr(CO2)=Ar(C)+2•Ar(O)=12+2•16=44, M(CO2)=44 кг/кмоль.
v(CO2)=m(CO2) : M(CO2)=528 кг : 44 кг/кмоль=12 кмоль.
Записуємо рівняння реакції: 6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2↑
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 6 кмоль карбон (IV) оксиду CО2 з утворенням 1 кмоль глюкози С6Н12О6 і 6 кмоль кисню O2 , кількість речовини кисню однакова, а кількість речовини глюкози у 6 разів менша, ніж кількість речовини карбон (IV) окисду, тому
v(O2)=v(CO2)=12 кмоль
v(C6H12O6)=v(СO2):6=12 кмоль:6=2 кмоль
Обчислюємо масу глюкози кількістю речовини 2 кмоль за формулою m=v•M, де
М=Мr кг/кмоль.
Mr(C6H12O6)=6•Ar(C)+12•Ar(H)+6•Ar(O)=6•12+12•1+6•16+23=180,
M(C6H12O6)=180 кг/кмоль.
m(C6H12O6)=v(C6H12O6)•M(C6H12O6)=2 кмоль•180 кг/кмоль=360 кг.
Обчислюємо об'єм кисню кількістю речовини 12 кмоль за формулою V=v•VM, де VM - постійна величина і за н.у. дорівнює 22,4 м3/кмоль.
V(O2)=v(O2)•VM=12 кмоль•22,4 м3/кмоль=168,8 м3.
Відповідь: 360 кг С6Н12О6, 168,8 м3 O2.