Giải bài tập SBT Hóa 11 Bài 36: Luyện tập: Hiđrocacbon thơm

Có bốn tên gọi : o-xilen, o-đimetylbenzen, 1,2-đimetylbenzen, etylbenzen. Đó là tên của

A. 1 chất.

B. 2 chất.

C. 3 chất.

D. 4 chất.

Phương pháp giải

Từ tên gọi, viết CTCT tương ứng với  từng chất → Kết luận

Hướng dẫn giải

o-xilen; o- đimetylbenzen; 1,2-đimetylbenzen đều chỉ một chất

→ Đáp án cần chọn là B.

Có 5 công thức cấu tạo:

Đó là công thức của mấy chất ? 

A. 1 chất.                

B. 2 chất.                  

C. 3 chất.                 

D. 4 chất.

Phương pháp giải

Quan sát linh hoạt các vị trí của nhóm metyl trên vòng benzen

Hướng dẫn giải

Nếu đánh số theo thứ tự từ trên xuống dưới và từ trái qua phải. Ta có:

Công thức 1 giống công thức 5

Công thức 2 giống công thức 3

Vậy 5 công thức trên thực tế là 3 chất.

5 công thức trên biểu thị cho 3 chất.

Đáp án C

Cho vào ống nghiệm 2 ml nước brom. Nhỏ từ từ vào ống nghiệm đó 1 ml benzen. Trong ống nghiệm có 2 lớp chất lỏng : lớp dưới có thể tích lớn hơn và có màu vàng nâu, lớp trên không màu. Lắc kĩ ống nghiệm để hai lớp đó trộn vào nhau và sau đó để yên ống nghiệm. Trong ống lại thấy 2 lớp chất lỏng: lớp dưới có thể tích lớn hơn và không màu, lớp trên có màu. Hãy giải thích những hiện tượng vừa nêu.

Phương pháp giải

Xem lại lí thuyết về Benzen và đồng đẳng

Hướng dẫn giải

Benzen là chất lỏng không màu, nhẹ hơn nước, không tan trong nước nên nổi lên trên nước brom (nước brom có màu vàng nâu).

Khi lắc ống, vì benzen hoà tan brom tốt hơn nước nên brom chuyển từ nước brom sang dung dịch brom trong benzen. Vì thế khi để yên ống nghiệm, lớp dưới không màu và lớp trên có màu nâu.

A là một đồng đẳng của benzen có tỉ khối hơi so với metan bằng 5,75.

A tham gia các quá trình chuyển hóa theo sơ đồ sau:

Trên sơ đồ chỉ ghi các chất sản phẩm hữu cơ (phản ứng còn có thể tạo ra các chất vô cơ).

Hãy viết phương trình hóa học của các quá trình chuyển hóa. Các chất hữu cơ viết dưới dạng công thức cấu tạo, kèm theo tên gọi.

Phương pháp giải

- Dựa vào tỉ khối hơi tìm M_A  → CTPT của A.

- Xem lại lí thuyết về Benzen và đồng đẳng để viết PTHH.

Hướng dẫn giải

M_A = 5,75.16,0 = 92,0(g/mol)

⇒ 14n - 6 = 92 ⇒ n = 7

A là C₇H₈ hay C₆H₅-CH₃ (toluen)

Phương trình hóa học:

C₆H₅-CH₃ + Cl₂ ^as→ C₆H₅CH₂Cl + HCl (B: benzyl clorua)

                                                 ( C: metylxiclohexan)

                                                        D: TNT (trinitrotoluen)

C₆H₅-CH₃ + 2KMnO₄ (t^o) → C₆H₅-COOK + KOH + 2MnO₂ + H₂O

                                              (E: kali benzoat)

Chất A là một đồng đẳng của benzen. Khi đốt cháy hoàn toàn 1,5 g chất A, người ta thu được 2,52 lít khí CO₂ ( ở đktc ).

1. Xác định công thức phân tử chất A.

2. Viết các công thức cấu tạo có thể có của A kèm theo tên tương ứng.

3. Khi A tác dụng với Br₂ có chất xúc tác Fe và nhiệt độ thì một nguyên tử H đính với vòng benzen bị thay thế bởi Br, tạo ra dẫn xuất monobrom duy nhất. Xác định công thức cấu tạo đúng của A.

Phương pháp giải

1. Viết PTHH: \({C_n}{H_{2n - 6}} + \dfrac{{3n - 3}}{2}{O_2} \to nC{O_2} + (n - 3){H_2}O\)

Tính theo PTHH → n → CTPT của A.

2. Xem lại lí thuyết về Benzen và đồng đẳng để viết các CTCT và gọi tên.

3. Do A tham gia phản ứng thế tạo dẫn xuất monobrom duy nhất nên A có cấu tạo đối xứng.

Hướng dẫn giải

1. \({C_n}{H_{2n - 6}} + \dfrac{{3n - 3}}{2}{O_2} \to nC{O_2} + (n - 3){H_2}O\)

Cứ ( 14n - 6) g A tạo ra n mol CO₂

Cứ 1,50 g A tạo ra \(\dfrac{{2,52}}{{22,4}}\) = 0,1125 (mol) CO₂

\(\dfrac{{14n - 6}}{{1,5}} = \dfrac{n}{{0,1125}} \Rightarrow n = 9\)

Công thức phân tử của A là C₉H₁₂

2. Các công thức cấu tạo

(1,2,3-trimetylbenzen) 

(1,2,4-trimetylbenzen) 

(1,3,5-trimetylbenzen) 

(1-etyl-2-metylbenzen) 

(1-etyl-3-metylbenzen) 

(1-etyl-4-metylbenzen) 

(propylbenzen) 

(isopropylbenzen)

3.

Chất A                                                  Sản phẩm thế duy nhất

Hỗn hợp M chứa benzen và xiclohexen. Hỗn hợp M có thể làm mất màu tối đa 75,0 g dung dịch brom 3,2%. Nếu đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp M và hấp thụ tất cả sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)₂ (lấy dư) thì thu được 21 g kết tủa. Tính phần trăm khối lượng từng chất trong hỗn hợp M.

Phương pháp giải

- Nx: Benzen không cộng hợp với brom trong nước brom nên có:

- Tính theo PTHH : Số mol xiclohexen = số mol Br₂ 

- Đặt số mol benzen trong hỗn hợp M là x.

- Viết các PTHH: 

2C₆H₆ + 15O₂ → 12CO₂ + 6H₂O

2C₆H₁₀ + 17O₂ → 12CO₂ + 10H₂O

CO₂ + Ca(OH)₂ →CaCO₃ + H₂O

+) Khai thác dữ kiện đề bài, lập phương trình ẩn x, giải phương trình \( \to\) phần trăm khối lượng từng chất trong hỗn hợp M.

Hướng dẫn giải

Benzen không cộng hợp với brom trong nước brom.

Xiclohexen có phản ứng:

Số mol xiclohexen = số mol Br₂ = \(\dfrac{{75.3,2}}{{100.160}}\) = 0,015 (mol).

Đặt số mol benzen trong hỗn hợp M là x.

2C₆H₆ + 15O₂ → 12CO₂ + 6H₂O

x mol                        6x mol

2C₆H₁₀ + 17O₂ → 12CO₂ + 10H₂O

015 mol                   0,09 mol

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

6x + 0,09 = \(\dfrac{{21}}{{100}}\) = 0,210 → x = 0,02

Khối lượng hỗn hợp M là : 0,02.78 + 0,015.82 = 2,79 (g).

% về khối lượng của C₆H₆ là: \(\dfrac{{0,02.78}}{{2,79}}\). 100% = 55,9%.

→ C₆H₁₀ chiếm 44,1% khối lượng hỗn hợp M.

Hỗn hợp A gồm hiđro và hơi benzen. Tỉ khối của A so với metan là 0,6. Dẫn A đi qua chất xúc tác Ni nung nóng thì chỉ xảy ra phản ứng làm cho một phần benzen chuyển thành xiclohexan. Hỗn hợp sau phản ứng có tỉ khối hơi so với metan là 0,75. Tính xem bao nhiêu phần trăm benzen đã chuyển thành xiclohexan.

Phương pháp giải

- Giả sử trong 1 mol hỗn hợp A có x mol C₆H₆ và (1 - x) mol H₂.

- Dựa vào tỉ khối của A so với metan → x.

- Nếu cho 1 mol A qua chất xúc tác Ni, có n mol C₆H₆ phản ứng : C₆H₆ + 3H₂ → C₆H₁₂

- Tính khối lượng trung bình của 1 mol khí sau phản ứng → n

→ phần trăm benzen đã chuyển thành xiclohexan.

Hướng dẫn giải

Giả sử trong 1 mol hỗn hợp A có x mol C₆H₆ và (1 - x) mol H₂.

M_A = 78x + 2(1 - x) = 0,6.16 = 9,6 (g/mol)

→ x = 0,1

Vậy, trong 1 mol A có 0,1 mol C₆H₆ và 0,9 mol H₂.

Nếu cho 1 mol A qua chất xúc tác Ni, có n mol C₆H₆ phản ứng :

C₆H₆ + 3H₂ →  C₆H₁₂

n mol    3n mol    n mol

Số mol khí còn lại là (1 - 3n) nhưng khối lượng hỗn hợp khí vẫn là 9,6 (g). Vì vậy, khối lượng trung bình của 1 mol khí sau phản ứng :

\(\overline M  = \dfrac{{9,6}}{{1 - 3n}} = 0,75.16 = 12(g) \Rightarrow n = \dfrac{{0,2}}{3}\)

Tỉ lệ C₆H₆ tham gia phản ứng : \(\dfrac{{0,2}}{{3.0,1}}\). 100% = 67%.