Giải Hóa 11 SGK nâng cao Chương 7 Bài 46 Benzen và ankylbenzen

Hãy điền chữ Đ (đúng) hoặc S (sai) vào các dấu [...] ở mỗi câu sau:

a) benzene là một hidrocacbon không no.     [...]

b) benzene là một hidrocacbon thơm.       [...]

c) ở benzene, 3 liên kết đôi ngắn hơn 3 liên kết đơn.       [...]

d) ở bên, 6 liên kết cacbon – cacbon đều như nhau.       [...]

e) ở benzene, 6 C tạo thành một lục giác đều.       [...]

g) ở xiclohexan, 6C tạo thành một lục giác đều.       [...]

Hướng dẫn giải:

a) S

b) Đ

c) S

d) Đ

e) Đ

g) S

---

Hãy cho biết vì sao người ta biểu diễn công thức cấu tạo của bezen bằng một hình lục giác đều với một vòng tròn ở trong.

Hướng dẫn giải:

Người ta biểu diễn công thức cấu tạo của benzene bằng một hình lục giác đều với một vòng tròn ở trong vì:

- Sáu nguyên tử C trong phân tử benzene ở trạng thái lai hóa sp².

- Cả sáu nguyên tử C và sáu nguyên tử H của phân tử benzene cùng nằm trên một mặt phẳng.

- Các liên kết C-C có độ dài bằng nhau.

- Các góc hóa trị bằng 120^o.

---

Những hợp chất nào dưới đây có thể và không thể chứa vòng benzene, vì sao?

a) C₈H₆Cl₂

b) C₁₀H₁₆

c) C₉H₁₄ BrCl

d) C₁₀ H₁₂(NO₂)₂

Hướng dẫn giải:

Để hình thành một vòng benzene phải cần 4 liên kết π: Một liên kết π dùng để làm vòng (một vòng tương ứng với một liên kết π) và 3 liên kết π còn lại nằm trong vòng. Như vậy một hợp chất chứa vòng benzene sẽ có số liên kết π tối thiểu là 4.

Hợp chất chứa vòng benzene là C₈H₆Cl₂ và C₁₀H₁₂(NO₂)₂.

Độ bất bão hòa:

C₈H₆Cl₂ có k = \((\pi  + v) = \frac{1}{2}(2.8 + 2 - 8) = 5\)

C10H12(NO2)2 có k = \((\pi  + v) = \frac{1}{2}(2.10 + 2 - 14) = 4\)

Hợp chất không chứa vòng benzene là C₁₀H₁₆ và C₉H₁₄BrCl

Độ bất bão hòa:

C10H16 có k = \((\pi  + v) = \frac{1}{2}(2.10 + 2 - 16) = 3 < 4\)

C9H14BrCl có \(k = (\pi  + v) = \frac{1}{2}(2.9 + 2 - 16) = 2 < 4\)

---

a) Hãy viết công thức phân tử các đồng đẳng của benzene chứa 8 và 9 nguyên tử C.

b) Viết công thức cấu tạo và gọi tên các đồng phân ứng với các công thức tìm được ở câu a).

Hướng dẫn giải:

Câu a:

Công thức chung của dãy đồng đẳng benzene là C_nH_2n-6 (n ≥ 6)

Công thức phân tử các đồng đẳng của benzene cần tìm là C₈H₁₀ và C₉H₁₂

Câu b:

Công thức cấu tạo của C₈H₁₀:

Công thức cấu tạo của C₉H₁₂:

---

Viết công thức cấu tạo của các hợp chất sau:

a) etyl benzene

b) 4-cloetyl benzene

c) 1,3,5-trimetyl benzene

d) o- clotoluen

e) m-clotoluen

g) p-clotoluen.

Hướng dẫn giải:

---

Hãy nêu và giải thích hiện tượng xảy ra trong các thí nghiệm sau:

a) Cho benzene vào ống nghiệm chứa nước brom, lắc kĩ rồi để yên

b) Cho brom lỏng vào ống nghiệm chứa benzene, lắc rồi để yên.

c) Cho thêm bột sắt vào ống nghiệm ở thí nghiệm câu b) rồi đun nhẹ.

Hướng dẫn giải:

Câu a:

Benzene không tác dụng với nước brom.

Vì vậy khi cho benzene vào ống nghiệm chứa nước brom, lắc kĩ rồi để yên. Chất lỏng trong ống nghiệm sẽ tách thành hai lớp: Lớp chất lỏng trên là dung dịch brom trong benzene có màu vàng (phần này do enzen tan trong brom tạo nên), lớp dưới là nước trong suốt.

Câu b:

Khi cho brom lỏng vào ống nghiệm chứa benzene, lắc rồi để yên thì tạo thành dung dịch, màu brom sẽ nhạt đi do benzene tan trong brom lỏng.

Lưu ý: brom lỏng là brom nguyên chất là dung môi không phân cực tan tốt trong benzen nên tạo dung dịch đồng nhất.

Câu c:

Cho thêm bột sắt vào ống nghiệm ở thí nghiệm b) rồi đun nhẹ thì hiện tượng quan sát được là: có khí thoát ra, màu brom nhạt dần. Do cấu tạo đặc biệt của benzen nên benzen chỉ tác dụng Br₂ khan khi có xúc tác bột sắt. Khí thoát ra là HBr.

---

Dùng công thức cấu tạo viết phương trình hóa học và gọi tên sản phẩm ở các phản ứng sau:

a) toluene + Cl₂, có bột sắt

b) Toluen + Cl₂, có chiếu sáng

c) Etylbenzen +HNO₃, có mặt axit sunfuric đặc.

d) Etylbenzen +H₂, có xúc tác Ni, đun nóng.

Hướng dẫn giải:

Về nguyên tắc đề bài phải báo tỉ lệ mol, ở đây đề không báo nên giả sử tỉ lệ mol ở đây giữa toluene và Cl₂ là 1: 1.

---

Hãy phân biệt 3 lọ hóa chất không nhãn chứa benzene, xiclohexan và xiclohexen.

Hướng dẫn giải:

Lấy vào mỗi ống nghiệm đã đánh số thứ tự tương ứng 1 lượng chất đã cho.

- Cho vào mỗi ống nghiệm 1 lượng dung dịch brom trong CCl₄.

Ống nghiệm nào làm nhạt màu dung dịch brom là xilcohexen

- Tiếp tục cho vào 2 ống nghiệm còn lại 1 lượng HNO₃/H₂SO_{4 đặc}.

Ống nghiệm nào tạo chất lỏng màu vàng là benzen

Mẫu còn lại là xiclohexan.

---

Hidrocacbon C₈H₁₀ không làm mất màu nước brom, khi bị hidro hóa thì chuyển thành 1,4-đimetyl xiclohexan. Hãy xác định cấu tạo và gọi tên hidrocacbon đó theo 3 cách khác nhau.

Hướng dẫn giải:

C₈H₁₀ có k = 1/2 . (2.8+2-10)=4.

C₈H₁₀ không làm mất màu dung dịch brom.

⇒ C₈H₁₀ là hợp chất thơm, ngoài vòng benzene không có liên kết C = C.

C₈H₁₀ bị hidro hóa tạo ra 1,4-đimetyl xiclohexan.

Vậy công thức cấu tạo của C₈H₁₀ là

(1,4-đimetyl benzene hoặc p-metyltoluen hoặc p-xilen).

---

Một học sinh lấy 100 ml benzene (D=0,879g|ml,20^oC), brom lỏng (D=3,1 g|ml,ở 20^oC) và bột sắt để điều chế brombenzen.

a) Hãy vẽ dụng cụ đề thực hiện thí nghiệm đó (xem hình 7.3 và hình 8.1)

b) Tính thể tích brom cần dùng

c) Để hấp thụ khí sinh ra cần dùng dung dịch chứa tối thiểu bao nhiêu gam NaOH

d) Hãy đề nghị phương pháp tách lấy brombenzen từ hỗn hợp sau phản ứng, biết rằng nó là chất lỏng, sôi ở 156^oC, D= 1,495 g/ml ở 20^oC, tan trong benzene, không tan trong nước, không phản ứng với dung dịch kiềm.

e) Sau khi tinh chế, thu được 80 ml brombenzen (ở 20^oC). Hãy tính hiệu suất phản ứng brom hóa benzene.

Hướng dẫn giải:

Câu a:

Câu b:

mC₆H₆ = 0,879 . 1000 = 87,9 g ⇒ nC₆H₆ = 1,13 mol

 (1)

Từ (1) ⇒ n_Br2 = 1,13 mol

⇒ V_Br2 = 1,13.160/3,1 = 58,32(ml)

Câu c:

Từ (1) ⇒ n_HBr = n_C6H₆ = 1,13 mol

HBr + NaOH → NaBr + H₂O (2)

1,13 mol

Từ (2) ⇒ n_NaOH = 1,13 mol ⇒ m_NaOH = 1,13 . 40 = 45,2 g

Câu d:

Cho hỗn hợp sau phản ứng gồm C₆H₅Br, HBr, C₆H₆ dư và Br₂ dư tác dụng với dung dịch NaOH loãng. HBr và Br₂ tác dụng với NaOH, chiết thu được hỗn hợp gồm C₆H₅Br và C₆H₆ dư.

Chưng cất khoảng 80^oC, C₆H₆ bay hơi thu được C₆H₅Br (C₆H₅Br có nhiệt độ sôi 156^oC).

Câu e:

Số mol C₆H₆ ban đầu là 1,13 mol

Khối lượng C₆H₅Br thực tế thu được.

mC₆H₅Br = V. D = 80 . 1,495 = 119,6 g ⇒ nC₆H₅Br = 0,76 mol

Từ (1) ⇒ Số mol C₆H₆ đã phản ứng là 0,76 mol

Hiệu suất phản ứng brom hóa benzene:

\(H\%  = \frac{{0,76}}{{1,13}}.100\%  = 67,26\% \)

 

Trên đây là nội dung chi tiết Giải bài tập nâng cao Hóa 11 Chương 7 Benzen và ankylbenzen, với hướng dẫn giải chi tiết, rõ ràng, trình bày khoa học. Chúng tôi hy vọng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các bạn học sinh lớp 11 học tập thật tốt