Phản ứng oxi hóa Benzen và đồng đẳng - Hoá học lớp 11

Phản ứng oxi hóa Benzen và đồng đẳng

Với Phản ứng oxi hóa Benzen và đồng đẳng 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 Phản ứng oxi hóa Benzen và đồng đẳng từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Hoá học lớp 11.

A. Phương pháp giải & Ví dụ minh họa

- Oxi hóa hoàn toàn: C_nH_2n-6 + (3n-3)/2 O₂ → n CO₂ + (n-3)H₂O

- Oxi hóa không hoàn toàn:

Benzen không làm mất màu dung dịch thuốc tím ở điều kiện thường và đun nóng.

Ankyl benzen không làm mất màu dung dịch thuốc tím ở điều kiện thường nhưng làm mất màu dung dịch thuốc khi đun nóng.

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

Ví dụ minh họa

Bài 1: Chất A là một đồng đẳng của benzen. Khi đốt cháy hoàn toàn 1,5 g chất A, người ta thu được 2,52 lít khí CO₂ ( đktc).

a. Xác định CTPT.

b. Viết các CTCT của A. Gọi tên.

c. Khi A tác dụng với Br₂ có chất xúc tác Fe và nhiệt độ thì một nguyên tử H đính với vồng benzen bị thay thế bởi Br, tạo ra dẫn xuất monobrom duy nhất. Xác định CTCT của A.

Hướng dẫn:

Cứ ( 14n -6)g A tạo ra n mol CO₂

CTPT: C₉H₁₂

Các CTCT:

Bài 2: Đốt cháy hết 9,18 g 2 đồng đẳng của benzen A, B thu được 8,1 g H₂O và CO₂. Dẫn toàn bộ lượng CO₂ vào 100ml dd NaOH 1M thu được m g muối. Giá trị của m và thành phần của muối:

Hướng dẫn:

m_C = 9,18 – 0,45.2 = 8,28 gam; n_CO2 = 0,69 mol; T = 0,1/0,69 = 0,14 ⇒ tạo muối NaHCO₃

m_NaHCO3 = 0,1. 84 = 8,4 g

Bài 3: 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.

Hướng dẫn:

n_o-Xilen = 10,6/ 106 = 0,1 mol ⇒ n_{KMnO4 pư} = 0,1.2 = 0,2 mol; dùng dư 20% ⇒ n_KMnO4 = 0,2.120/100 = 0,24 mol ⇒ V = 0,24/0,5 = 0,48 lít.

Bài 4: Đốt cháy hết 9,18 g 2 đồng đẳng của benzen A, B thu được H₂O và 30,36 g CO₂. Cộng thức phân tử của A và B lần lượt là:

A. C₈H₁₀; C₉H₁₄        B. C₈H₁₀; C₉H₁₂

C. C₈H₁₂; C₉H₁₄        D. C₈H₁₄; C₉H₁₆

Hướng dẫn:

n_CO2 = 30,36/44 = 0,36 mol ⇒ n_hh = 0,36/n_tb ⇒ M = 306n_tb/23 ⇒ n_tb = 8,625 ⇒ CTPT A và B là: C₈H₁₀; C₉H₁₂

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 9,2g một ankyl benzen A thu được 30,8g CO₂. Công thức phân tử của A là:

A.C₆H₆        B. C₈H₁₀        C. C₇H₈        D. C₉H₁₂

Lời giải:

Đáp án: C

n_CO2 = 0,7 mol; M_A = 13,1n ⇒ n = 7

Bài 2: Đốt cháy 12,72 g A (C_xH_y) → 10,8g H₂O. A có chứa 1 vòng benzen. Công thức phân tử của A là:

A. C₃H₄        B. C₈H₁₀        C. C₉H₁₂        D. C₁₂H₁₆

Lời giải:

Đáp án: C

n_H2O = 0,6 mol; M_A = (12,72.(n-3))/0,6 ⇒ n = 8

Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn m g A đồng đẳng của benzen thu được 20,16 lít CO₂ (đktc) và 10,8 ml H₂O (lỏng). Công thức của A là:

A. C₇H₈        B. C₈H₁₀

C. C₉H₁₂        D. C₁₀H₁₄

Lời giải:

Đáp án: C

n_CO2 = 20,16/22,4 = 0,9 mol; n_H2O = 10,8/18 = 0,6 mol; 0,9/0,3 = n/(n-3) ⇒ n = 9

Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol C_xH_y thu được 15,68 lít CO₂ (đktc) và 7,2 g H₂O (lỏng). Công thức của C_xH_y là:

A. C₇H₈        B. C₈H₁₀        C. C₁₀H₁₄        D. C₉H₁₂

Lời giải:

Đáp án: A

n_CO2 = 0,7 mol; n_H2O = 0,4 mol; ⇒ x = 7; y = 8

Bài 5: Đốt cháy hết m gam 2 đồng đẳng của benzen A, B thu được 4,05 gam H₂O và 7,728 lítCO₂ (đktc). Giá trị của m và số tổng số mol của A, B là:

A. 4,59 và 0,04.        B. 9,18 và 0,08.        C. 4,59 và 0,08.        D. 9,14 và 0,04.

Lời giải:

Đáp án: A

n_CO2 = 7,728/ 22,4 = 0,345 mol; n_H2O = 4,05/18 = 0,225 ⇒ m = m_C + m_H = 0,345.12 + 0,225.2 = 4,59 g; n = (0,345 – 0,225)/3 = 0,04 mol

Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn ankybenzen X thu được 7,84 lít CO₂ (đktc) và 3,6 gam H₂O. Công thức phân tử của X là

A.C₆H₆        B. C₇H₈        C. C₈H₈        D. C₈H₁₀

Lời giải:

Đáp án: B

Đặt CTPT X là C_nH_2n-6

3n_X = n_H2O - n_CO2 = 0,35 – 0,2 = 0,15 mol → n_X = 0,05 mol

→ 0,05n = 0,35 → n = 7 → CTPT C₇H₈

Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn Hiđrocacbon X, thu đuộc CO₂ và H₂O có số mol theo tỉ lệ tương ứng 2 : 1. Mặt khác, 1 mol X tác dụng được tối đa với 4 mol H₂ (Ni, t°) : 1 mol X tác dụng được tối đa 1 mol Br₂. Công thức của X là.

A. C₂H₂        B. C₄H₄        C. C₆H₆        D. C₈H₈

Lời giải:

Đáp án: D

Bài 7. n_C : n_H = 2 : (1.2) = 1 : 1 → CTPT: C_nH_n

1 mol X + 4 mol H₂ (Ni, to); 1 mol X + 1 mol Br₂

→ X chứa vòng benzen + 1 liên kết đôi ở nhánh → k = 5

CTPT X: C_nH_2n+2-2k → 2n + 2 – 2k = n → k = 5; n = 8 → CTPT: C₈H₈

Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn 5,3 gam ankybenzen X thu được 8,96 lít CO₂ (đktc). Công thức phân tử của X là

A.C₆H₆        B. C₇H₈        C. C₈H₈        D. C₈H₁₀

Lời giải:

Đáp án: D

Đặt CTPT X là C_nH_2n-6

→ CTPT: C₈H₁₀