Chào các em, thầy/cô sẽ hướng dẫn các em giải chi tiết bài tập này nhé. Đây là một câu hỏi lý thuyết rất hay, giúp chúng ta ôn tập lại tính chất hóa học của nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng trong chương trình.

Lời giải chi tiết

Bước 1: Phân tích nguyên tắc chung

Để giải quyết câu hỏi này, chúng ta cần xác định những loại chất hữu cơ nào có khả năng phản ứng với dung dịch bromine (nước Br₂), làm cho dung dịch này mất màu nâu đỏ đặc trưng. Các chất có đặc điểm cấu tạo sau đây sẽ làm mất màu nước bromine ở điều kiện thường:

• Các hợp chất có liên kết bội kém bền trong phân tử, cụ thể là liên kết đôi C=C (alkene) hoặc liên kết ba C≡C (alkyne). Phản ứng xảy ra là phản ứng cộng.
• Các hợp chất có nhóm chức aldehyde (-CHO). Nhóm -CHO bị bromine trong nước oxi hóa thành nhóm carboxyl (-COOH).
• Acid formic (HCOOH). Mặc dù là một acid carboxylic nhưng cấu tạo của nó có một phần giống aldehyde (nhóm H-C=O), do đó nó cũng có thể bị oxi hóa bởi nước bromine.
• Một số carbohydrate như glucose (một aldose) có nhóm -CHO ở dạng mạch hở, và fructose (một ketose) có thể bị oxi hóa trong môi trường này do có nhóm α-hydroxy ketone.

Bước 2: Phân tích từng đáp án

Bây giờ, chúng ta sẽ áp dụng các nguyên tắc trên để xét từng đáp án một.

Đáp án A: Glucose, ethylene, saccharose

• Glucose: Có phản ứng. Glucose là một monosaccharide (thuộc loại aldose), ở dạng mạch hở có chứa nhóm aldehyde (-CHO) nên làm mất màu nước bromine.
• Ethylene (CH₂=CH₂): Có phản ứng. Ethylene là một alkene, có chứa liên kết đôi C=C nên tham gia phản ứng cộng với Br₂.
• Saccharose: Không phản ứng. Saccharose là một disaccharide. Nhóm -CHO của gốc glucose và nhóm -CO- của gốc fructose đã liên kết với nhau qua liên kết glycoside, do đó saccharose không có nhóm chức aldehyde tự do và không phải là đường khử.

=> Kết luận: Đáp án A SAI vì có saccharose không làm mất màu nước bromine.

Đáp án B: Formaldehyde, acetylene, tinh bột

• Formaldehyde (HCHO): Có phản ứng. Đây là aldehyde đơn giản nhất, làm mất màu nước bromine.
• Acetylene (CH≡CH): Có phản ứng. Acetylene là một alkyne, có chứa liên kết ba C≡C nên tham gia phản ứng cộng với Br₂.
• Tinh bột: Không phản ứng. Tinh bột là một polysaccharide, các mắt xích α-glucose liên kết với nhau, không có nhóm -CHO tự do nên không có phản ứng.

=> Kết luận: Đáp án B SAI vì có tinh bột không làm mất màu nước bromine.

Đáp án C: Propyne, formic acid, cellulose

• Propyne (CH≡C-CH₃): Có phản ứng. Propyne là một alkyne, có chứa liên kết ba C≡C.
• Formic acid (HCOOH): Có phản ứng. Như đã giải thích ở trên, acid formic có khả năng tham gia phản ứng oxi hóa – khử với nước bromine.
• Cellulose: Không phản ứng. Tương tự tinh bột, cellulose là một polysaccharide, không có nhóm -CHO tự do.

=> Kết luận: Đáp án C SAI vì có cellulose không làm mất màu nước bromine.

Đáp án D: Acetaldehyde, glucose, fructose

• Acetaldehyde (CH₃CHO): Có phản ứng. Đây là một aldehyde, có nhóm -CHO.
• Glucose: Có phản ứng. Có nhóm -CHO ở dạng mạch hở.
• Fructose: Có phản ứng. Mặc dù là một ketose (có nhóm C=O ở C số 2), nhưng trong môi trường phản ứng, fructose vẫn có khả năng bị oxi hóa bởi nước bromine (do có cấu trúc α-hydroxy ketone, -CO-CH₂OH, có tính khử). Vì vậy, fructose cũng làm mất màu nước bromine.

=> Kết luận: Tất cả các chất trong đáp án D đều làm mất màu nước bromine. Do đó, đáp án D là đáp án ĐÚNG.

Tổng kết

Dựa trên phân tích từng bước, ta thấy rằng chỉ có dãy các chất trong đáp án D là thỏa mãn điều kiện tất cả đều làm mất màu nước bromine.

Chọn đáp án D.

Chúc các em học tốt! Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi nhé.