Benzen và ankylbenzen

Do NO₂ hút e mạnh lên sẽ định hướng thế vào vị trí  meta => Z là m-Cl-C₆H₄-NO₂

Toluen + Cl₂ (as) xảy ra phản ứng thế ở nhánh. Do vòng thơm có hiệu ứng hút electron nên phản ứng thế ở nhánh dễ hơn CH₄

Sản phẩm chính khi oxi hóa các ankylbenzen bằng KMnO₄ /H⁺ là : C₆H₅COOH.

Ứng dụng không phải của benzen là : dùng trực tiếp làm dược phẩm

${n_{{C_6}{H_6}\,(pư)}} = \frac{{15,6}}{{78}}.80\% = 0,16\,\,mol.$

Phương trình phản ứng :

           C₆H₆ + Cl₂   $\xrightarrow{{{t^o},\,\,Fe}}$   C₆H₅Cl +  HCl  (1)

mol:    0,16                             0,16

Vậy khối lượng clobenzen thu được là : 0,16.112,5= 18 gam.

Tỉ lệ mol $\dfrac{{{n_{C{l_2}}}}}{{{n_{{C_6}{H_6}}}}} = 1,5 \Rightarrow $ phản ứng tạo ra hỗn hợp hai sản phẩm là C₆H₅Cl và C₆H₄Cl₂.

Phương trình phản ứng :

           C₆H₆      +    Cl₂  $\xrightarrow{{{t^o},\,\,Fe}}$    C₆H₅Cl     +     HCl        (1)

mol:      x                 x                            x                      x

          C₆H₆      +    2Cl₂  $\xrightarrow{{{t^o},\,\,Fe}}$    C₆H₄Cl₂     +     2HCl   (2)

mol:      y                2y                           y                        2y

Theo giả thiết ta có: $\left\{ \begin{gathered}x + y = 1 \hfill \\x + 2y = 1,5 \hfill \\ \end{gathered} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{gathered}x = 0,5 \hfill \\y = 0,5 \hfill \\ \end{gathered} \right.$

Vậy sau phản ứng thu được 0,5 mol C₆H₅Cl ; 1,5 mol HCl ; 0,5 mol C₆H₄Cl₂.

Đặt CTPT của hợp chất X là (C₃H₂Br)_n suy ra (12.3+2+80).n = 236 => n = 2.

=> công thức phân tử của X là C₆H₄Br₂

Vì hợp chất X là sản phẩm chính trong phản ứng giữa C₆H₆ và Br₂ (xúc tác Fe) nên theo quy tắc thế trên vòng benzen ta thấy X có thể là o- đibrombenzen hoặc p-đibrombenzen.  

 Phương trình phản ứng:

            C₆H₅CH₃   +   3HNO₃  $\xrightarrow{{{H_2}S{O_4}\,đặc\,\,{t^o}}}$   C₆H₂(NO₂)₃CH₃   +   3H₂O             (1)

gam:        92                     →                                               227

gam:        230.80%         →                                                x

Theo phương trình và giả thiết ta thấy khối lượng TNT (2,4,6-trinitrotoluen) tạo thành từ 230 gam toluen với hiệu suất 80% là : 

x=$\frac{{230.80\% .227}}{{92}} = 454$ gam.

Từ giả thiết = 44 : 9 suy ra: ${n_{C{O_2}}}:\,\,{n_{{H_2}O}}$ = 1 : 0,5 $ = > {n_C}:\,\,{n_H}$= 1 : 1.

A có thể có hoặc không có oxi, đặt công thức phân tử của A là C_xH_xO_y.

Phương trình phản ứng :

         C_xH_xO_y   + $(\frac{{5x}}{4} - \frac{y}{2})$   O₂  $\xrightarrow{{{t^o}}}$   xCO₂     +   $\frac{x}{2}$ H₂O       (1)

mol:      1    →    $(\frac{{5x}}{4} - \frac{y}{2})$   

Theo (1) và giả thiết ta có: $(\frac{{5x}}{4} - \frac{y}{2})$=10 $ \Rightarrow \left\{ \begin{gathered}x = 8 \hfill \\y = 0 \hfill \\ \end{gathered} \right.$

Vậy công thức phân tử của A là C₈H₈.

Theo giả thiết ta thấy A, B, C có cùng công thức đơn giản nhất.

${n_C}:{n_H} = \frac{{92,3}}{{12}}:\frac{{7,7}}{1} = 1:1$.Công thức đơn giản nhất của A, B, C là CH.

Từ A có thể điều chế B hoặc C bằng một phản ứng; C không làm mất màu nước brom nên A là C₂H₂, B là C₄H₄; C là C₆H₆ (benzen).

Sơ đồ đốt cháy B :

            C₄H₄ $\xrightarrow{{{O_2},\,{t^o}}}$ 4CO₂   +   2H₂O        (1)

mol:     0,1      →          0,4      →  0,2

      Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng nước vôi trong dư thì xảy ra phản ứng :

            CO₂   +  Ca(OH)₂  →  CaCO₃    +    H₂ O     (2)

mol:     0,4            →                 0,4

m_{kết tủa} = 0,4.100 = 40 gam => m_{dung dịch giảm} = 40 – 21,2 =18,8 gam

Bước 1: Tính số mol C₆H₁₄ và C_xH_x 

- n_CO2 = 0,7 mol; n_H2O = 0,55 mol.

- Gọi số mol C₆H₁₄ và C_xH_x lần lượt là a và b (mol).

+ n_X = a + b = 0,1 (1)

+ BTNT C ⟹ n_CO2 = 6a + xb = 0,7 (2)

+ BTNT H ⟹ 2n_H2O = 14a + xb ⟹ 14a + xb = 1,1 (3)

Từ (1), (2) và (3) ⟹ a = 0,05 ; b = 0,05 và x = 8.

Bước 2: Xác định CTPT và CTCT của X

- C_xH_x là C₈H₈ và có CTCT là C₆H₅CH=CH₂ (chứa vòng benzen).

Bước 3: Tính m

- PTHH: C₆H₅CH=CH₂ + Br₂ ⟶ C₆H₅CHBr-CH₂Br.

Theo PTHH ⟹ n_Br2 = n_C8H8 = 0,05 mol.

- Vậy m_Br2 = 0,05.160 = 8 gam.

(1) sai, vì Br₂ và C₆H₆ đều không phân cực nên tan trong nhau tạo dung dịch đồng nhất.

(2) đúng, vì khi chưa có mặt bột Fe thì phản ứng không xảy ra.

(3) đúng, vì C₆H₆ + Br₂ (nâu đỏ) \(\xrightarrow{{Fe}}\) C₆H₅Br (không màu) + HBr.

(4) đúng.

(5) sai, C₆H₆ + Br₂ \(\xrightarrow{{Fe}}\) C₆H₅Br (brom benzen) + HBr.

Vậy có 3 phát biểu đúng.