Hướng dẫn giải nhanh hoá học 11 Cánh diều bài 14: Arene

MỞ ĐẦU

Câu hỏi: Benzene, toluene, styrene và naphthalene là...

Hướng dẫn trả lời:

Giống nhau:  là hydrocarbon, phân tử chỉ chứa carbon và hydrogen.

Khác nhau: hợp chất hydrocarbon thơm đều có chứa vòng benzene còn alkane và alkene không có chứa vòng benzene.

I. KHÁI NIỆM VÀ DANH PHÁP

Bài 1: Viết công thức cấu tạo và gọi tên các...

Hướng dẫn trả lời:

Các đồng phân hydrocarbon thơm có công thức phân tử C₈H₁₀:

Chất (3) và (4) là đồng phân về số lượng các gốc alkyl gắn với vòng benzene của o – xylene.

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Bài 1: Trên nhãn của chai chứa benzene trong phòng thí...

Hướng dẫn trả lời:

- Benzene dễ cháy nổ => Cần đặt benzene xa các nguồn nhiệt.

- Benzene là chất làm tăng nguy cơ gây ưng thư và các bệnh khác => Không được tiếp xúc trực tiếp với benzene.

Bài 2: Vì sao khu vực có trạm xăng dầu...

Hướng dẫn trả lời:

Trong xăng tồn tại benzene (C₆H₆).

Trong thuốc lá tồn tại nicotine.

CTCT của nicotine: 

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Bài 1: Nitro hoá benzene...

Hướng dẫn trả lời:

Hiện tượng: ở đáy cốc xuất hiện chất lỏng màu vàng nhạt.

PTHH: C₆H₆ + HNO₃ → C₆H₅NO₂ + H₂O

Nitrobenzen có màu vàng nhạt không tan trong nước.

Bài 2: Trong Thí nghiệm 1, chất lỏng xuất hiện ở đáy...

Hướng dẫn trả lời:

- Không phải là benzene (benzene không màu).

Vì benzene phản ứng với dung dịch nitric acid tạo nitrobenzene có màu vàng nhạt .

PTHH: C₆H₆ + HNO₃ → C₆H₅NO₂ + H₂O

Bài 3: Chlorine hóa benzene...

Hướng dẫn trả lời:

PTHH: C₆H₆ + 3Cl₂ → C₆H₆Cl₆

Phản ứng chlorine hóa benzene xảy ra thuận lợi trong điều kiện có ánh sáng.

Hiện nay 1,2,3,4,5,6-hexachlorocyclohexane khôngsử dụng làm thuốc trừ sâu trong nông nghiệp vì đây là dẫn xuất của benzene có tác hại đối với sức khỏe của con người, động vật và gây ô nhiễm môi trường.

Bài 4: Nhỏ từ từ nước bromine vào ống nghiệm chứa styrene...

Hướng dẫn trả lời:

Hiện tượng: dung dịch bromie bị nhạt màu.

PTHH: C₆H₅-CH=CH₂ + Br₂ → C₆H₅-CHBr-CH₂Br 

Bài 5: Oxi hóa toluen bằng potassium permanganate...

Hướng dẫn trả lời:

Ống nghiệm (1) màu tím nhạt dần và mất màu → toluene phản ứng với KMnO₄.

Ống nghiệm (2) vẫn giữ nguyên màu tím → benzene không phản ứng với KMnO₄.

C₆H₅CH₃ + 2KMnO₄ → C₆H₅COOK+ 2MnO₂ + KOH + H₂O 

Bài 6: Benzoic acid là một chất phụ gia được dùng để bảo quản thực phẩm...

Hướng dẫn trả lời:

Mục đích:

• Khuấy và đun sôi: để toluene dễ phản ứng với KMnO₄ vì phản ứng này xảy ra ở điều kiện có nhiệt độ.

• Lọc bỏ chất rắn kết tinh, cô đặc:  sản phẩm có MnO₂ là chất rắn cần lọc bỏ, cô đặc phần dung dịch thu được C₆H₅COOK.
• Acid hoá: để có benzoic acid.

C₆H₅COOK + HCl → C₆H₅COOH + KCl 

• Lọc lấy chất rắn, kết tinh lại: MnO₂ hấp thụ một lượng lớn sản phẩm. Ta cần rửa lại MnO₂ với nước để có sản phẩm sạch.

n_C6H5COOH= 5000/160 = 31,25 mol

C₆H₅CH₃ + 2KMnO₄ → C₆H₅COOK + 2MnO₂ + KOH + H₂O

31,25 mol                       31,25 mol

C₆H₅COOK + HCl → C₆H₅COOH + KCl 

31,25 mol                    31,25 mol

Theo lí thuyết, khối lượng toluene cần để điều chế là:

m_LT = 31,25.92 = 2875 g.

Theo thực tế, hiệu suất của quá trình tổng hợp là 80% thì cần số kg toluene là:

m_TT = m_LTH=28750,8 = 3594 g = 3,594 kg.

IV. ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG

BÀI TẬP CUỐI SGK

Bài 1: Cho các chất có công thức sau...

Hướng dẫn trả lời:

Đáp án D.

Bài 2: Toluene và xylene được dùng làm dung môi hoà tan sơn, mực in,...

Hướng dẫn trả lời:

-sử dụng xylene vì xylene có khả năng hòa tan tốt và thời gian bay hơi của nó lâu hơn toluen.

Bài 3: Theo Data Bridge Market Research, trong giai đoạn 2021 – 2028...

Hướng dẫn trả lời:

Bài 4: Trình bày phương pháp hoá học để phân biệt các chất benzene...

Hướng dẫn trả lời:

- Cho lần lượt từng chất vào mỗi ống nghiệm và đánh stt.

- Nhỏ dung dịch KMnO₄vào từng ống nghiệm ở nhiệt độ thường và lắc đều, nếu:

• Chất làm dung dịch KMnO₄  mất màu => styrene.
• Hai chất còn lại là benzene,  toluene,

- Với 2 hỗn hợp phản ứng còn lại ta đem đun nóng

• Chất làm mất màu dung dịch KMnO₄ (nóng) là toluene
• Còn lại là benzene.

Bài 5: Terephthalic acid (p-HOOCC₆H₄COOH) là nguyên liệu để sản xuất poly...

Hướng dẫn trả lời:

Bài 6: 2,4,6-trinitrotoluene được dùng để sản xuất thuốc nổ TNT...

Hướng dẫn trả lời:

a)

b) PTHH:

           C₆H₅CH₃ + 3HNO₃ → C₆H₂(NO₂)₃CH₃ + 3H₂O

gam         92                                 227

kg         1000.62%                          x

Từ 1 tấn toluene có thể điều chế được số kilôgam 2,4,6-trinitrotoluene,  là:

x = 1000.0,62.22792 = 1530 kg