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

Bài 46: Benzen và ankylbenzen

Bài 10 (trang 192 sgk Hóa 11 nâng cao): 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.

Lời giải:

a)

b) m_C6H6 = 0,879 . 1000 = 87,9 g ⇒ n_C6H6 = 1,13 mol

Từ (1) ⇒ n_Br2 = 1,13 mol

⇒ V_Br2 = 1,13.160/3,1 = 58,32(ml)

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

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).

e) Số mol C₆H₆ ban đầu là 1,13 mol

Khối lượng C₆H₅Br thực tế thu được.

m_C6H5Br = V. D = 80 . 1,495 = 119,6 g ⇒ n_C6H5Br = 0,76 mol

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

Hiệu suất phản ứng brom hóa benzene: