Bài tập Benzen và đồng đẳng: Giải bài 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. 10, 11, 12, 13 trang 159, 160, 161 SGK Hoá 11 bài 35

Bài viết này các em sẽ vận dụng kiến thức lý thuyết ở trên để giải một số bài tập về Benzen và đồng đẳng của benzen: Giải bài tập 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 trang 159, 160 và 161 SGK Hóa 11 bài 35, qua đó rèn luyện được kỹ năng giải bài tập đồng thời giúp ghi nhớ kiến thức lý thuyết tốt hơn.

* Bài 1 trang 159 SGK Hóa 11: Ứng với công thức phân tử C₈H₁₀ có bao nhiêu đồng phân hiđrocacbon thơm?

A. 2 ;    B. 3    C. 4 ;    D. 5

Hãy chọn đáp án đúng

> Giải bài 1 trang 159 SGK Hóa 11:

- Đáp án: C.4

- 4 đồng phân hiđrocacbon thơm của C₈H₁₀ là:

* Bài 2 trang 159 SGK Hóa 11: Toluen và benzen cùng phản ứng được với chất nào sau đây: (1) dung dịch brom trong CCl₄; (2) dung dịch kali pemanganat; (3) hiđro có xúc tác Ni, đun nóng; (4) Br₂ có bột Fe, đun nóng? Viết phương trình hoá học của các phương trình xảy ra.

> Giải bài 2 trang 159 SGK Hóa 11:

- Toluen và benzen cùng phản ứng với hidro có xúc tác Ni khi đung nóng và Br₂ có bột Fe đun nóng.

 C₆H₅-CH₃ + 3H₂  C₆H₁₁-CH₃

 C₆H₅-CH₃ + Br₂  C₆H₅Br-CH₃ + HBr (2 sản phẩm: Brom ở thế ở ví trí o và p)

 C₆H₆ + 3H₂  C₆H₁₂

 C₆H₆ + Br₂  C₆H₅Br

* Bài 3 trang 159 SGK Hóa 11: Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra trong mỗi trường hợp sau:

a) Toluen tác dụng với hiđro có xúc tác Ni, áp suất cao, đun nóng.

b) Đun nóng benzen với hỗn hợp HNO₃ đặc và H₂SO₄ đặc.

> Giải bài 3 trang 159 SGK Hóa 11:

* Bài 4 trang 160 SGK Hóa 11: Trình bày phương pháp hoá học phân biệt các chất: benzen, hex-1-en và toluen. Viết phương trình hoá học của các phản ứng đã dùng

> Giải bài 4 trang 160 SGK Hóa 11:

- Cho các chất lần lượt tác dụng với dung dịch Br₂, chất nào làm nhạt màu dung dịch Br₂ thì đó là hex-1-en.

- Cho 2 chất còn lại qua dung dịch KMnO₄, chất nào làm mất màu dung dịch KMnO₄ thì đó là toluen.

- Các phương trình phản ứng:

 CH₂=CH-[CH₂]₃-CH₃ + Br_{2 (dd nâu đỏ)} → CH₂Br-CHBr-[CH₂]₃-CH_{3 (không màu)}

 C₆H₅-CH₃ + 2KMnO₄  C₆H₅-COOK + 2MnO₂ + KOH + H₂O

* Bài 5 trang 160 SGK Hóa 11: Hiđrocacbon X là chất lỏng có tỉ khối hơi so với không khí bằng 3,17. Đốt cháy hoàn toàn thu được CO₂ có khối lượng bằng 4,28 lần khối lượng của nước. Ở nhiệt độ thường, X không làm mất màu dung dịch brom; khi đun nóng, X làm mất màu KMnO₄.

a) Tìm công thức phân tử và viết công thức cấu tạo của X?

b) Viết phương trình hoá học của phản ứng giữa X với H₂ (xúc tác Ni, đun nóng), với brom (có mặt bột Fe), với hỗn hợp dư của axit HNO₃ và axit H₂SO₄ đậm đặc.

> Giải bài 5 trang 160 SGK Hóa 11:

- Ta có: M_X = 3,17. 29 = 92 ⇒ 12x + y = 92  (*)

- Gọi CTPT của X là C_xH_y:

 C_xH_y + [(x+y)/4]O₂ → xCO₂ + (y/2)H₂O

- Theo bài ra, ta có: m_CO2 = 4,28m_H2O ⇒ 44x = 4,28.18.(y/2)⇒ y = 1,14x (**)

- Từ (*) và (**) ⇒ x = 7, y = 8. CTPT của X là C₇H₈

- Từ đề bài ⇒ CTCT của X là Toluen: C₆H₅-CH₃ 

- Các phương trình phản ứng hoá học:

 C₆H₅-CH₃ + 3H₂  C₆H₁₁-CH₃

 C₆H₅-CH₃ + Br₂  C₆H₅Br-CH₃ + HBr (2 sản phẩm: Brom ở thế ở ví trí o và p)

 C₆H₅-CH₃ + HNO₃   C₆H₅NO₂-CH₃ + HBr (2 sản phẩm: NO₂ ở thế ở ví trí o và p)

* Bài 6 trang 160 SGK Hóa 11: Đánh dấu (+) vào ô cặp chất phản ứng với nhau theo mẫu sau:

> Giải bài 6 trang 160 SGK Hóa 11:

* Bài 7 trang 160 SGK Hóa 11: Cho benzen tác dụng với lượng dư HNO₃ đặc có xúc tác H₂SO₄đặc để điều chế nitrobenzen. Tính khối lượng nitrobenzen thu được khi dùng 1,00 tấn benzen với hiệu suất 78,0%.

> Giải bài 7 trang 160 SGK Hóa 11:

- Phương trình phản ứng:

  C₆H₆ + HNO₃  C₆H₅NO₂ + H₂O

  78 (g)                           123(g)

  10⁶.78% (g)                   x (g)?

- Do H = 78% nên lượng nitro benzen thu được là:

 % = 1,23.10⁶(g) = 1,23 (tấn)

* Bài 8 trang 160 SGK Hóa 11: So sánh tính chất hoá học của etylbenzen với stiren, viết phương trình hoá học của phản ứng để minh hoạ.

> Giải bài 8 trang 160 SGK Hóa 11:

a) Sự giống nhau giữa benzen và stiren là đều phản ứng thế

b) Sự khác nhau giữa benzen và stiren

- Etylbenzen có tính chất giống ankan (thể  hiện phản ứng cộng Cl₂ với ánh sáng khuếch tán)

- Stiren có tính chất giống anken (thể hiện phản ứng làm mất màu dung dịch brom và trùng hợp tạo polime)

- PTPƯ các bạn xem lại bài giảng ở trên và tự viết.

* Bài 10 trang 160 SGK Hóa 11: Trình bày phương pháp hoá học phân biệt 3 chất lỏng sau: toluen, benzen, stiren. Viết phương trình hoá học của các phản ứng hoá học đã dùng.

> Giải bài 10 trang 160 SGK Hóa 11:

- Cho 3 chất lỏng tác dụng với dung dịch KMnO₄ ở nhiệt độ thường, chất nào làm mất màu dung dịch KMnO₄ ở nhiệt độ thường là stiren.

- Với 2 hỗn hợp phản ứng còn lại ta đem đun nóng, chất nào làm mất màu dung dịch KMnO₄(nóng) thì là toluen, còn lại là benzen.

- PTPƯ (tự viết theo bài giảng ở trên).

* Bài 11 trang 160 SGK Hóa 11: Khi tách hiđro của 66,25 kg etylbenzen thu được 52,00 kg stiren. Tiến hành phản ứng trùng hợp toàn bộ lượng stiren này thu được hỗn hợp A gồm polistiren và phần stiren chưa tham gia phản ứng. Biết 5,20 gam A vừa đủ làm mất màu của 60,00 ml dung dịch brom 0,15M.

a) Tính hiệu suất của phản ứng tách hiđro của etylbenzen.

b) Tính khối lượng stiren đã trùng hợp.

c) Polistren có phân tử khối trung bình bằng 3,12.10⁵. Tính hệ số trùng hợp trung bình của polime.

> Giải bài 11 trang 160 SGK Hóa 11:

a) PTPƯ tách Hidro

 C₆H₅-CH₂-CH₃  C₆H₅-CH=CH₂ + H₂  (1)

 106 kg                     104 kg

 66,25 kg                   x kg

- Theo PTPƯ ở trên suy ra: 

- Mà theo bài ra ta thu được 52kg stiren nên:

 .100% = 80%

b) Các phương trình phản ứng

- Phản ứng trùng hợp stiren:

- Phản ứng cộng Brom

C₆H₅-CH=CH₂ + Br₂  C₆H₅-CHBr-CH₂Br

- Theo bài ra, ta có: n_Br2 = 0,06.0,15 = 0,009(mol)

- Theo định luật bảo toàn khố lượng:

 m_A = m_stiren = 52,00 (kg) = 52.000(g)

- Theo đề bài: 5,2 g A tác dụng vừa đủ với 0,009 mol Br₂

 52.000 g A tác dụng vừa đủ với 90 mol Br₂

- Theo PTPƯ cộng brom thì: n_stiren = n_Br2 = 90(mol)

⇒ m_stiren = 90.104 = 9360(g) = 9,36(kg)

⇒ Khối lượng stiren đã tham gia trùng hợp là:

 m_A - m_stiren = 52 - 9,36 = 42,64 (kg)

c) Hệ số trùng hợp là: 

* Bài 12 trang 161 SGK Hóa 11: Trình bày cách đơn giản để thu được naphtalen tinh khiết từ hỗn hợp naphtalen có lẫn tạp chất không tan trong nước và không bay hơi.

> Giải bài 12 trang 161 SGK Hóa 11:

Úp miệng phễu có gắn giấy đục lỗ trên hỗn hợp naphtalen và tạp chất, đun nóng (lắp dụng cụ như hình 7.3 Sách giáo khoa trang 157), naphtalen thăng hoa tạo các tinh thể hình kim bám trên mặt giấy, ta thu được naphtalen tinh khiết.

* Bài 13 trang 161 SGK Hóa 11: Từ etilen và benzen, tổng hợp được stiren theo sơ đồ:

b) Tính khối lượng stiren thu được từ 1,00 tấn benzen nếu hiệu suất của quá trình là 78%.

> Giải bài 13 trang 161 SGK Hóa 11:

a) C₆H₆ + C₂H₄  C₆H₅ – CH₂ - CH₃

   C₆H₅CH₂CH₃    C₆H₅CH = CH₂ + H₂

b) Theo sơ đồ: C₆H₆ → C₆H₅CH₂CH₃ → C₆H₅CH = CH₂

Suy ra: 

n_Stiren = n_C6H6 (pư) = 10⁴ (mol)

⇒ m_Stiren = 10⁴.104 = 1040000 (g) = 1,04 (tấn)