3 dạng bài tập về Hidrocacbon thơm trong đề thi Đại học có giải chi tiết - Hoá học lớp 11
3 dạng bài tập về Hidrocacbon thơm trong đề thi Đại học có giải chi tiết
Với 3 dạng bài tập về Hidrocacbon thơm trong đề thi Đại học có giải chi tiết Hoá học lớp 11 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Hidrocacbon thơm từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Hoá học lớp 11.
Hiđrocacbon thơm: CnH2n-6 ( n ≥ 6)
Dạng 1: Phản ứng thế ( Clo hóa; brom hóa, nitro hóa)
Phương pháp:
+ Sử dụng quy tắc thế trên vòng benzen.
+ Với điều kiện phản ứng: askt, t°C phản ứng thế xảy ra trên mạch nhánh no của vòng benzen
+ Trong bài toán liên quan đến phản ứng nitro hóa thì sản phẩm thu được thường là hỗn hợp các chất, vì vậy ta nên sử dụng phương pháp trung bình để tính toán.
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1 : Hỗn hợp gồm 1 mol C6H6 và 1,5 mol Cl2. Trong điều kiện có xúc tác bột Fe, to, hiệu suất 100%. Sau phản ứng thu được chất gì ? bao nhiêu mol ?
A. 1 mol C6H5Cl ; 1 mol HCl ; 1 mol C6H4Cl2.
B. 1,5 mol C6H5Cl ; 1,5 mol HCl ; 0,5 mol C6H4Cl2.
C. 1 mol C6H5Cl ; 1,5 mol HCl ; 0,5 mol C6H4Cl2.
D. 0,5 mol C6H5Cl ; 1,5 mol HCl ; 0,5 mol C6H4Cl2.
Hướng dẫn giải:
Tỉ lệ mol
⇒ phản ứng tạo ra hỗn hợp hai sản phẩm là C6H5Cl và C6H4Cl2.
Phương trình phản ứng :
Theo giả thiết ta có :
Vậy sau phản ứng thu được 0,5 mol C6H5Cl ; 1,5 mol HCl ; 0,5 mol C6H4Cl2.
⇒ Đáp án D
Ví dụ 2 : TNT (2,4,6- trinitrotoluen) được điều chế bằng phản ứng của toluen với hỗn hợp gồm HNO3 đặc và H2SO4 đặc, trong điều kiện đun nóng. Biết hiệu suất của toàn bộ quá trình tổng hợp là 80%. Lượng TNT (2,4,6- trinitrotoluen) tạo thành từ 230 gam toluen là
A. 550,0 gam. B. 687,5 gam.
C. 454,0 gam. D. 567,5 gam.
Hướng dẫn giải:
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 = 230.227/92.80% =454gam.
⇒ Đáp án C
Ví dụ 3 : Nitro hoá bezen thu được hỗn hợp 2 chất hữu cơ X và Y, trong đó Y nhiều hơn X một nhóm –NO2. Đốt cháy hoàn toàn 12,75 gam hỗn hợp X, Y thu được CO2, H2O và 1,232 lít N2 (đktc). Công thức phân tử và số mol X trong hỗn hợp là :
A. C6H5NO2 và 0,9. B. C6H5NO2 và 0,09.
C. C6H4(NO2)2 và 0,1. D. C6H5NO2 và 0,19.
Hướng dẫn giải:
Đặt công thức phân tử trung bình của hai hợp chất nitro là
Sơ đồ phản ứng cháy :
Theo (1) và theo giả thiết ta có :
Theo giả thiết hỗn hợp hai chất nitro hơn kém nhau một nhóm –NO¬2. Căn cứ vào giá trị số nhóm –NO2 trung bình là 1,1 ta suy ra hai hợp chất X và Ycó công thức là C6H5NO2 và C6H4(NO2)2.
Áp dụng sơ đồ đường chéo :
Vậy số mol của nC6H5NO2 = 9/10 .0,1 = 0,09
⇒ Đáp án B
Dạng 2: Phản ứng oxi hóa
+ Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn: Benzen không bị oxi hóa bởi dung dịch KMnO4, các đồng đẳng của benzen bị oxi hóa bởi KMnO4 khi đun nóng.
+ Phản ứng oxi hóa hoàn toàn : Trong phản ứng oxi hóa hoàn toàn benzen và các đồng đẳng của benzen ta có
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1 : Đốt cháy hết 9,18 gam 2 đồng đẳng của benzen A, B thu được 8,1 gam H2O và V lít CO2 (đktc). Giá trị của V là :
A. 15,654. B. 15,465. C. 15,546. D. 15,456
Hướng dẫn giải:
Đặt công thức phân tử trung bình của A và B là :
Theo giả thiết ta có :
nH2O = 8,1/18 = 0,45 mol
=> mH = 0,45.2 = 0,9 gam
=> mC = 9,18 - 0,9 = 8,28 gam
=> nCO2 = nC = 8,28/12 = 0,69 mol
VCO2 = 0,69.22,4=15,456 lít.
⇒ Đáp án D.
Ví dụ 2 : Để oxi hoá hết 10,6 gam o-xylen (1,2-đimetylbenzen) cần bao nhiêu lít dung dịch KMnO4 0,5M trong môi trường H2SO4 loãng. Giả sử dùng dư 20% so với lượng phản ứng.
A. 0,48 lít. B. 0,24 lít. C. 0,12 lít. D. 0,576 lít.
Hướng dẫn giải:
Phương trình phản ứng :
5H3C-C6H4-CH3+12KMnO4+18H2SO4 → 5HOOC-C6H4-COOH + 6K2SO4+12MnSO4 +28H2O
nKMnO4 = 12/5.n o-xylen = 0,24 mol
⇒ nKMnO4 dùng = 0,24 + 0,24.20% = 0,288mol
Vdd KMnO4 = 0,288 : 0,5 = 0,576 (mol)
⇒ Đáp án D
Có thể dùng phương pháp bảo toàn e:
Mn+7 + 5e → Mn+2
2C-3 → 2C+3 + 12e
5nKMnO4 = 12no-xylen
Ví dụ 3 : Đốt cháy hết 9,18 gam 2 đồng đẳng kế tiếp thuộc dãy của benzen A, B thu được H2O và 30,36 gam CO2. Công thức phân tử của A và B lần lượt là :
A. C6H6 ; C7H8. B. C8H10 ; C9H12. C. C7H8 ; C9H12. D. C9H12 ; C10H14
Hướng dẫn giải:
Đặt công thức phân tử trung bình của A và B là :
Phương trình phản ứng :
Theo (1) và giả thiết ta có :
Vậy Công thức phân tử của A và B lần lượt là C8H10 và C9H12.
⇒ Đáp án B.
Ví dụ 4 : Đốt cháy hoàn toàn 2,12 gam aren X sau đó cho toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch nước vôi trong dư thấy khối lượng bình tăng thêm 8,84 gam và trong bình có m gam kết tủa. Xác định m?
A. 16,2 gam B. 16,0 gam C. 18,0 gam D. 19,8 gam
Hướng dẫn giải:
CTPT aren: CnH2n-6 (x mol)
CnH2n-6 → nCO2 + (n-3)H2O
x xn x(n-3) (mol)
mbình tăng = mCO2 + mH2O = 8,84g
⇒ 44xn + 18x(n-3) =8,84g ⇒ 62xn – 54x = 8,84g (1)
maren = 2,12 ⇒ (14n – 6)x = 2,12g ⇒ 14nx – 6x = 2,12g(2)
Từ (1)(2) ⇒ xn = 0,16 mol; x = 0,02 mol
⇒ nCO2 = nCaCO3 = xn = 0,16 mol
m = 0,16.100 = 16g ⇒ Đáp án B
Dạng 3: Trùng hợp stiren
Phương pháp:
nC6H5 – CH=CH2 to, Fe→ (- CH(C6H5) – CH2-)n
+ Thường xác định stiren còn dư
+ Đồng trùng hợp với buta – 1,3 – đien ( tỉ lệ theo hệ số trùng hợp)
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1 : Đề hiđro hoá etylbenzen ta được stiren; trùng hợp stiren ta được polistiren với hiệu suất chung 80%. Khối lượng etylbenzen cần dùng để sản xuất 10,4 tấn polisitren là :
A.13,52 tấn. B. 10,6 tấn. C. 13,25 tấn. D. 8,48 tấn.
Hướng dẫn giải:
Sơ đồ phản ứng :
10,4 (tấn)Vậy khối lượng etylbenzen cần dùng để sản xuất 10,4 tấn polisitren với hiệu suất 80% là :
x = 10,4.106n/104n:80% = 13,25tấn.
⇒ Đáp án C.
Ví dụ 2 : Đem trùng hợp 5,2 gam stiren hỗn hợp sau phản ứng cho tác dụng với 100ml dd Br2 0,15 M sau đó tiếp tục cho thêm KI dư vào thì được 0,635 gam iot . Khối lượng polime tạo thành là:
A. 5,2g B. 3,9 C.3,64g D. 4,16g
Hướng dẫn giải:
nI2= 0,0025 (mol)
nBr2= 0,015 (mol)
do Br2 dư tác dụng với
2KI + Br2→2KBr + I2
0,0025 0,0025
nBr2 pư với Stiren= 0,015 – 0,0025= 0,0125 (mol)
(C6H5) - CH=CH2 + Br2 → (C6H5) – CH(Br ) - CH2-Br
0,0125 ← 0,0125 (mol)
mstiren dư tác dụng với Br2 = 0,0125 . 104= 1,3 (g)
m stiren trùng hợp = 5,2- 1,3 = 3,9 (g) = mpolime
Ví dụ 3 : Tiến hành trùng hợp 20,8 gam stiren. Hỗn hợp thu được sau phản ứng tác dụng vừa đủ với 500ml dung dịch Br2 0,2M. Phần trăm stiren đã tham gia phản ứng trùng hợp là
A. 25%. B. 50%. C. 60%. D. 75%.
Hướng dẫn giải:
nBr2 = nstiren dư =0,2.0,5 = 0,1 mol
mstiren dư = 0,1.104 = 10,4g ⇒ mstiren trùng hợp = 20,8 – 10,4 = 10,4g
%mstiren trùng hợp = (10,4 )/20,8 .100% = 50%
⇒ Đáp án B
Ví dụ 4 : Tiến hành phản ứng đồng trùng hợp giữa stiren và buta – 1,3 – đien (butađien), thu được polime X. Cứ 2,834 gam X phản ứng vừa hết với 1,731 gam Br2. Tỉ lệ số mắt xích (butađien : stiren) trong loại polime trên là
A. 1 : 1. B. 1 : 2. C. 2:3 D. 1:3
Hướng dẫn giải:
Gọi tỉ lệ mắt xích butađien : stiren = x : y
xCH2 = CH – CH = CH2 + yC6H5 – CH = CH2 to→ [(-CH2 – CH = CH – CH2)x – (CH(C6H5) – CH2-)y]
Ta có: nX : nBr2 = 1 : x
⇒ mX : mBr2 = (54x + 104y) : 160x
⇒ 2,834/1,731 = (54x+104y)/160x
⇒ x : y ≈ 2 : 1
⇒Đáp án B
Ví dụ 5 : PS là loại nhựa chế tạo hộp xốp đựng thức ăn. Hãy tính hệ số polime hóa của loại nhựa này khi biết khối lượng của phân tử bằng 104 000.
A. 500 B. 1000 C. 800 D. 1040
Hướng dẫn giải:
PS: (- CH2 – CH(C6H5) - )n
Ta có: 104n = 104000 ⇒ n = 1000
⇒ Đáp án B