Giải KHTN 9 sách VNEN bài 35: Benzen

A. Hoạt động khởi động

Đọc thông tin dưới đây, tưởng tượng và viết công thức cấu tạo của benzen.

Thông tin: sgk trang 23.

Trả lời:

B. Hoạt động hình thành kiến thức

1. Tính chất vật lí

- Quan sát lọ đựng benzen, tiến hành thí nghiệm thử tính tan trong nước và khả năng hòa tan dầu ăn trong benzen, quan sát hiện tượng từ đó rút ra kết luận về tính chất vật lí của benzen.

- Điền từ thích hợp mô tả trạng thái, màu sắc, tính tan, tỉ khối so với nước để hoàn thành kết luận về tính chất vật lí của benzen dưới đây:

Benzen là chất ...., ..., ... trong nước, ... hơn nước

Benzen ... được nhiều chất như: dầu ăn, nến, cao su, iot, ... Benzen độc.

Trả lời:

Benzen là chất lỏng, không màu, không tan trong nước, nhẹ hơn nước

Benzen hòa tan được nhiều chất như: dầu ăn, nến, cao su, iot, ... Benzen độc.

2. Cấu tạo phân tử

- Quan sát mô hình phân từ benzen trong sách giáo khoa trang 24.

Từ mô hình phân tử, viết công thức cấu tạo của benzen. Xem lại công thứcc cấu tạo viết ở hoạt động khởi động có đúng không.

- Điền từ vào chỗ trống mô tả cấu tạo của phân tử benzen dưới đây:

     Trong phân tử benzen, 6 nguyên tử C liên kết với nhau thành một vòng 6 cạnh, có 3 liên kết ... xen kẽ với 3 liên kết ..... Như vậy, mỗi nguyên tử C có 3 liên kết với các nguyên tử C trong mạch, còn lại ... liên kết với .... H.

Trả lời:

Công thức cấu tạo của benzen:

  Trong phân tử benzen, 6 nguyên tử C liên kết với nhau thành một vòng 6 cạnh, có 3 liên kết đơn xen kẽ với 3 liên kết đôi. Như vậy, mỗi nguyên tử C có 3 liên kết với các nguyên tử C trong mạch, còn lại một liên kết với một H.

3. Tính chất hóa học

- Suy nghĩ độc lập hoặc thảo luận cặp đôi trả lời các câu hỏi sau:

- Benzen có cháy không? Tại sao? Viết PTHH (nếu có).

- Từ công thức cấu tạo của benzen, dự đoán về khả năng phản ứng của benzen với brom

- Quan sát thí nghiệm đốt cháy benzen và benzen tác dụng với dung dịch brom, nêu hiện tượng, giải thích và kết luận về tính chất hóa học của benzen

* Câu hỏi:

- Phản ứng của benzen với brom thuộc loại phản ứng gì?

- So sánh khả năng phản ứng của brom với benzen và brom với etilen. Viết PTHH của phản ứng xảy ra (nếu có). Giải thích sự khác nhau về khả năng phản ứng của brom với etilen và benzen.

- Đọc thông tin dưới đây và trả lời câu hỏi

Thông tin: Sgk trang 26

* Câu hỏi: Hãy cho biết, benzen có những phản ứng hóa học nào trong điều kiện thích hợp

Trả lời:

- Benzen có tham gia phản ứng cháy. Từ công thức cấu tạo, ta thấy benzen khó tham gia phản ứng với brom hơn etilen và axetilen.\

- Phản ứng của benzen với dung dịch brom là phản ứng thế. (Thay thế một nguyên tử H bằng một nguyên tử Br).

- Khả năng phản ứng của benzen với dung dịch brom kém hơn so với khả năng phản ứng của etilen và axetilen với dung dịch brom.

- Benzen có thể tham gia phản ứng cháy, phản ứng thế và khó tham gia phản ứng cộng.

4. Ứng dụng

- Đọc thông tinh dưới đây và trả lời câu hỏi.

Thông tin: sgk trang 26

* Câu hỏi: Benzen có những ứng dụng gì?

Trả lời:

Benzen là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp để sản xuất chất dẻo, phẩm nhuộm, ... Ngoài ra, benzen còn được dùng làm dung môi trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm.

C. Hoạt động luyện tập

Câu 1: Trang 26 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2

Công thức nào sau đây không phải của benzen?

Trả lời:

Chọn C

Câu 2: Trang 26 khoa học tự nhiên 9 VNEN tập 2

a) Viết PTHH của phản ứng thế giữa benzen với brom. Ghi rõ điều kiện phản ứng.

b) Tính khối lượng của benzen cần dùng để điều chế 31,4 gam brombenzen. Biết hiệu suất của phản ứng đạt 80%.

Trả lời:

a) PTHH: $C_6H_6 + Br_2 \overset{Fe, t^{o}}{\rightarrow}  C_6H_5Br + HBr$.

b) Số mol brombenzen là: nC6H5Br = 31,4/157

- Theo PTHH, Số mol brom tham gia phản ứng theo lí thuyết là:   nBr2 = nC6H5Br = 0,2 mol

=> Khối lượng brom theo lí thuyết là: mlt = 0,2 \times 160 = 32 (gam)

      Khối lượng brom thực tế là: m = mlt : H = 32 : 80% = 40 (gam)

Câu 3: Trang 26 khoa học tự nhiên 9 tập 2

Cho các chất sau:

$CH_2=CH−C ≡ CH;CH_3−CH_3;CH_3−C ≡ C−CH_3$ ; ; 

Chất nào có thể làm mất màu dung dịch brom? Giải thích và viết PTHH (nếu có).

Trả lời:

Các chất làm mất màu dung dịch brom là: $CH_2=CH−C \equiv CH;CH_3−C \equiv C−CH_3$ 

PTHH:

$CH_2=CH−C \equiv CH + Br_2(dư) \to CH_2Br−CHBr−CBr_2−CHBr_2$

$CH_3−C \equiv C−CH_3 + Br_2(dư) \to CH_3−CBr_2−CBr_2−CH_3$

$C_6H_6 + Br_2 \overset{Fe, t^{o}}{\rightarrow}  C_6H_5Br + HBr$

Câu 4: Trang 26 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2

Đốt cháy hoàn toàn m (gam) benzen, toàn bộ sản phẩm cháy bao gồm $CO_2$ và $H_2O$ được dẫn vào bình đựng $Ca(OH)_2$ dư, thấy khối lượng bình tăng thêm 6,36 gam và có a (gam) kết tủa tách ra. Xác định a, m.

Trả lời:

PTHH: 

$2C_6H_6 + 15O_2 \to 12CO_2 + 6H_2O$

$CO_2 + Ca(OH)_2 \to CaCO_3 + H_2O$

Gọi số mol ban đầu của benzen là x (mol, x > 0).

Theo PTHH:

$n_{CO_2} = 6n_{C_6H_6} = 6x$ (mol);

$n_{H_2O} = 3n_{C_6H_6} = 3x$ (mol); 

$n_{CaCO_3} = n_{CO_2} = 6x$ (mol).

- Khối lượng bình tăng thêm là: $(m_{CO_2} + m_{H_2O})= 6x \times 44 + 3x \times 18 = 318x = 6,36$

$\Rightarrow x = \frac{6,36}{318} = 0,02$ (mol).

=> Kết tủa chính là $CaCO_3$.

Khối lượng benzen là: $m = 0,02 \times 78 = 1,56$ (gam)

Khối lượng kết tủa là: $a = 6 \times 0,02 \times 100 = 12$ (gam)

Câu 5: Trang 26 khoa học tự nhiên VNEN 9 tập 2

Cho lượng dư benzen tác dụng với halogen X, có xúc tác $Fe$ bột và đun nóng được 11,25 gam halogenbenzen ($C_6H_5X$). Toàn bộ khí $HX$ sinh ra được dẫn vào dung dịch $NaOH$ dư, thấy có 4, 0 gam $NaOH$ phản ứng. Xác định halogen X

Trả lời:

PTHH:

$C_6H_6 + 2X \to C_6H_5X + HX$ 

$HX + NaOH \to NaX + H_2O$

- Gọi số mol của benzen tham gia phản ứng là x (mol, x > 0)

=> Số mol của halogenbenzen và HX tạo thành là: $n_{C_6H_5X} = n_{HX} = n_{C_6H_6} = x$ (mol) (1)

Mặt khác: $n_{C_6H_5X$ = \frac{11,25}{77+X} $ (2)

và $n_{HX} = n_{NaOH} = \frac{4}{40} =0,1$ (3)

* Từ (1) (2) và (3), suy ra: $\frac{11,25}{77+X} = 0,1 \Rightarrow X=35,5$

=> Vậy X là clo.

D - E. Hoạt động vận dụng - Tìm tòi mở rộng

Em hãy kể tên một số chất dẻo, phẩm nhuộm, dược phẩm, thuốc trừ sâu được sản xuất từ benzen.

Trả lời:

Các sản phẩm được sản xuất từ benzen là: Thuốc sâu 666, axetol, phenol, tổng hợp sợi tơ nilon, ...