Đáp án hóa học 11 chân trời sáng tạo Bài 14: Arene (Hydrocarbon thơm)

CHƯƠNG 4. HYDROCACBON

BÀI 12: ARENE (HYDROCARBON THƠM)

KHỞI ĐỘNG

Benzene, toluene, xylene,... là các hydrocarbon họ arene, được thêm vào xăng theo một tỉ lệ thể tích nhất định, giúp tăng chỉ số octane của xăng, nhờ đó nhiên liệu được đốt cháy hiệu quả hơn. Arene là gì? Arene có cấu tạo, tính chất và ứng dụng trong những lĩnh vực nào?

Đáp án:

Arene (Hydrocarbon thơm) là hydrocarbon trong phân tử có chứa vòng benzene trong phân tử.

Arene là loại hydrocarbon mạch vòng có tính chất của vòng benzenm mà benzen là điển hình và quan trọng nhất.

ỨNG DỤNG CỦA MỘT SỐ HYDROCARBON THƠM

• Benzene và toluene là nguyên liệu rất quan trọng cho nghành công nghiệp hóa học
• Styrene dùng làm monome sản xuất chất dẻo, cao su...
• Naphthalene là nguyên liệu cho sản xuất phẩm nhuộm, dược phẩm...
• Xylene là dung môi tốt, ...

1. KHÁI NIỆM ARENE

Bài 1: Nhận xét đặc điểm cấu tạo phân tử benzene và cho biết có điểm gì khác so với các hydrocarbon đã học.

Đáp án:

Đặc điểm cấu tạo phân tử benzene gồm 6 nguyên tử H và 6 nguyên tử C nằm trong cùng một mặt phẳng trong đó 6 nguyên tử C tạo thành hình lục giác đều, mỗi nguyên tử C lại liên kết với một nguyên tử H nữa. Độ dài các liên kết C-C bằng nhau, độ dài các liên kết C-H cũng như nhau. 

Trong phân tử benzene có vòng benzene, khác so với các hydrocarbon đã học.

Bài 2: Cho biết công thức phân tử của các arene trong hình 14.2

Đáp án:

Công thức phân tử của các arene trong hình 14.2

Methylbenzene (toluen): C₇H₈

Vinyl benzene: C₈H₈

Naphthalene: C₁₀H₈

Xylene: C₈H₁₀

2. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Bài 1: Dữ kiện nào trong bảng 14.1 cho thấy Naphthalene ở thể rắn trong điều kiện thường?

Đáp án:

Dựa vào nhiệt độ nóng chảy (> nhiệt độ ở điều kiện thường) trong bảng 14.1 cho thấy Naphthalene ở thể rắn trong điều kiện thường

3. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

Bài 1: Quan sát, ghi nhận xét hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm nitro hóa benzene

Đáp án:

Hiện tượng: Thấy có lớp chất lỏng nặng màu vàng nhạt lắng xuống

PTHH: C₆H₆ + HNO₃ → C₆H₅NO₂ + H₂O

Nitrobenzen có màu vàng nhạt không tan trong nước.

Bài 2: Quan sát ghi hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm cộng chlorine vào benzene. Giải thích

Đáp án:

Hiện tượng: xuất hiện khói trắng và trên thành thấy xuất hiện một lớp bột màu trắng (Hexachlorocyclohexane).

C₆H₆ + 3Cl₂ →as C₆H₆Cl₆

Bài 3: Em hãy cho biết vai trò của các hóa chất KMnO4 và HCl trong thí nghiệm

Đáp án:

KMnO4 và HCl trong thí nghiệm được dùng để điều chế chlorine

2KMnO₄ + 16HCl → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂O

Bài 4: Phản ứng cộng hydrogen vào vòng benzene xảy ra ở liên kết nào?

Đáp án:

Phản ứng cộng hydrogen vào vòng benzene xảy ra ở liên kết π trong liên kết C = C vòng benzene

Bài 5: Benzene và toluene, chất nào có khả năng bị oxi hóa bởi dung dịch KMnO₄ 

Đáp án:

Toluene có khả năng bị oxi hóa bởi dung dịch KMnO₄ 

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

4. ỨNG DỤNG VÀ ĐIỀU CHẾ ARENE TRONG CÔNG NGHIỆP

Bài 1:  Hoàn thành các phương trình hóa học biểu diễn quá trình reforming arene điều chế benzene, toluene trong công nghiệp (hình 14.3)

Đáp án:

BÀI TẬP

Bài 1: Keo dán dùng để trám vết nứt, trám sàn bê tông là vật liệu được dùng rộng rãi để làm đẹp bề mặt bê tông. Trong keo dán này, xylene C₈H₁₀ là một arene được sử dụng với vai trò dung môi.

1. a) Viết công thức cấu tạo và gọi tên các xylene 
2. b) Trình bày phương pháp hóa học phân biệt benzene và xylene 

Đáp án:

a)

1. b) Dùng dung dịch KMnO₄để phân biệt

Cho lần lượt từng chất vào mỗi ống nghiệm và đánh số thứ tự 

Cho vào mỗi ống nghiệm dung dịch KMnO₄ đun nóng, 

• chất không làm mất màu: benzene
• chất làm mất màu KMnO₄: xylene 

5C₆H₄(CH₃)₂ +12 KMnO₄ +18H₂SO₄ →5C₆H₄(COOH)₂ +12 MnSO₄ +6K₂SO₄ +H₂O

Bài 2: Hoàn thành phương trình hóa học của các phản ứng theo sơ đồ

Đáp án:

1. a) 

(1) C₆H₆ + Cl₂ →to C₆H₅Cl + HCl

(2) C₆H₆ + HNO₃ → C₆H₅NO₂ + H₂O (xt: H₂SO₄ đặc, t^o)

1. b) 

(1)

(2)