Giải SGK Hóa học 11 (Chân trời sáng tạo) Bài 14: Arene (Hydrocarbon thơm)

1900.edu.vn xin giới thiệu giải bài tập Hóa học lớp 11 Bài 14: Arene (Hydrocarbon thơm) Chân trời sáng tạo hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Hóa học 11 Bài 14. Mời các bạn đón xem:

Giải Hóa học 11 Bài 14: Arene (Hydrocarbon thơm)

Mở đầu trang 85 Hóa học 11: Benzene, toluene, xylene, … là các hydrocarbon họ arene, được thêm vào xăng theo một tỉ lệ 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 lĩnh vực nào?

Benzene, toluene, xylene, … là các hydrocarbon họ arene, được thêm vào xăng theo một tỉ lệ nhất định

Lời giải:

- Arene là những hydrocarbon có chứa vòng benzene trong phân tử.

- Cấu tạo arene: Có vòng benzene.

- Tính chất vật lí: Các arene đều độc, không tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ. Một số arene có mùi đặc trưng.

- Tính chất hoá học: Arene có thể tham gia phản ứng thế, phản ứng cộng, phản ứng nitro hoá, phản ứng oxi hoá …

- Ứng dụng: Benzene, toluene, xylene là các nguyên liệu rất quan trọng. Toluene còn là dung môi và là chất trung gian trong quá trình sản xuất các loại hoá chất khác; p – xylene là nguyên liệu sản xuất tơ polyester; benzene dùng trong sản xuất phẩm nhuộm, dược phẩm, chất tẩy rửa …

1. Khái niệm về arene

Câu hỏi thảo luận 1 trang 85 Hóa học 11: Nhận xét đặc điểm cấu tạo phân tử benzene và cho biết nó có đặc điểm gì khác so với các hydrocarbon đã học.

Lời giải:

- Cấu tạo của benzene: Sáu nguyên tử carbon trong phân tử benzene nằm ở sáu đỉnh của một hình lục giác đều. Mỗi nguyên tử carbon liên kết với một nguyên tử hydrogen, toàn bộ phân tử nằm trên một mặt phẳng, các góc liên kết đều bằng 120o, độ dài liên kết carbon – carbon đều bằng 139 ppm.

- Điểm khác của benzene so với các hydrocarbon khác đã học: các nguyên tử carbon trong benzene tạo thành vòng 6 cạnh.

2. Tính chất vật lí

Câu hỏi thảo luận 3 trang 87 Hóa học 11: Dữ kiện nào trong Bảng 14.1 cho thấy naphthalene ở thể rắn trong điều kiện thường.

 

Dữ kiện nào trong Bảng 14.1 cho thấy naphthalene ở thể rắn trong điều kiện thường

Lời giải:

Dữ kiện cho thấy naphthalene ở thể rắn trong điều kiện thường là: nhiệt độ sôi 218 oC.

3. Tính chất hóa học

Câu hỏi thảo luận 4 trang 88 Hóa học 11: Quan sát, ghi nhận hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm nitro hoá benzene.

Lời giải:

Hiện tượng: tạo ra chất lỏng màu vàng, sánh như dầu.

Câu hỏi thảo luận 5 trang 89 Hóa học 11: Quan sát, ghi nhận hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm cộng chlorine vào benzene. Giải thích.

Lời giải:

- Hiện tượng:

+ Ở nhánh chứa KMnO4 và HCl sinh ra khí màu vàng lục.

+ Khí màu vàng lục khuếch tán sang nhánh thứ nhất, thấy trong nhánh thứ nhất xuất hiện khói trắng và trên thành ống nghiệm thấy xuất hiện một lớp bột màu trắng.

- Giải thích:

KMnO4 phản ứng với HCl sinh ra chlorine.

Sau đó, benzene phản ứng với chlorine (điều kiện: ánh sáng), tạo thành lớp bột màu trắng là 1,2,3,4,5,6 – hexachlorocyclohexane (C6H6Cl6). Phản ứng này là phản ứng cộng, theo phương trình hoá học sau:

Quan sát, ghi nhận hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm cộng chlorine vào benzene

Câu hỏi thảo luận 6 trang 89 Hóa học 11: Em hãy cho biết vai trò của các hoá chất KMnO4 và HCl dùng trong thí nghiệm.

Lời giải:

Vai trò của KMnO4 và HCl là để điều chế chlorine:

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

Câu hỏi thảo luận 7 trang 90 Hóa học 11: Phản ứng cộng hydrogen vào vòng benzene xảy ra ở liên kết nào?

Lời giải:

Phản ứng cộng hydrogen vào vòng benzene xảy ra ở các liên kết pi (ℼ).

Câu hỏi thảo luận 8 trang 90 Hóa học 11: Benzene và toluene, chất nào có khả năng bị oxi hoá bởi KMnO4?

Lời giải:

Benzene và toluene đều không tác dụng với KMnO4 ở điều kiện thường. Khi đun nóng nhẹ hay ngâm vào nước nóng, toluene tác dụng được với dung dịch KMnO4 trong môi trường acid theo phương trình hoá học:

5C6H5CH3 + 6KMnO4 + 9H2SO4 → 5C6H5COOH + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 14H2O.

4. Ứng dụng và điều chế arene trong công nghiệp

Câu hỏi thảo luận 9 trang 91 Hóa học 11: Hoàn thành các phương trình hoá học biểu diễn quá trình refoming alkane điều chế benzene, toluene trong công nghiệp (Hình 14.3).

Hoàn thành các phương trình hoá học biểu diễn quá trình refoming alkane điều chế benzene, toluene

Lời giải:

H3C[CH2]4CH3 t°,xt,p Hoàn thành các phương trình hoá học biểu diễn quá trình refoming alkane điều chế benzene, toluene + H2

Hoàn thành các phương trình hoá học biểu diễn quá trình refoming alkane điều chế benzene, toluene

H3C[CH2]5CH3 t°,xt,p Hoàn thành các phương trình hoá học biểu diễn quá trình refoming alkane điều chế benzene, toluene + H2

Hoàn thành các phương trình hoá học biểu diễn quá trình refoming alkane điều chế benzene, toluene

Vận dụng trang 91 Hóa học 11: Bằng kiến thức đã học và tra cứu qua sách, báo, internet, … em hãy thiết kế poster trình bày một số ứng dụng của arene trong đời sống và tác hại của chúng. Cho biết mục đích của việc thêm benzene và một số arene khác vào xăng.

Lời giải:

HS tự thiết kế poster theo các gợi ý sau:

- Ứng dụng của arene trong đời sống: Benzene, toluene, xylene là các nguyên liệu rất quan trọng. Toluene còn là dung môi và là chất trung gian trong quá trình sản xuất các loại hoá chất khác; p – xylene là nguyên liệu sản xuất tơ polyester; benzene dùng trong sản xuất phẩm nhuộm, dược phẩm, chất tẩy rửa …

- Tác hại của arene: độc, gây hại cho sức khoẻ nếu tiếp xúc trong một khoảng thời gian dài.

- Mục đích của việc thêm benzene và một số arene khác vào xăng: giúp tăng chỉ số octane của xăng, nhờ đó nhiên liệu được đốt cháy hiệu quả hơn.

Bài tập (trang 91)

Bài 1 trang 91 Hóa học 11: Keo dán dùng để trám vết nứt, trám bê tông là vật liệu được sử dụng 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.

a) Viết công thức cấu tạo và gọi tên các xylene.

b) Trình bày phương pháp hoá học phân biệt benzene và xylene.

Lời giải:

a) Công thức cấu tạo và tên gọi các xylene:

Keo dán dùng để trám vết nứt, trám bê tông là vật liệu được sử dụng rộng rãi để làm đẹp bề mặt bê tông

b) Phương pháp hoá học phân biệt benzene và xylene: dùng dung dịch KMnO4 trong môi trường acid. Hiện tượng:

+ Benzene không tác dụng với dung dịch KMnO4 trong môi trường acid ở điều kiện thường hoặc kể cả khi đun nóng.

+ Xylene không tác dụng với dung dịch KMnO4 trong môi trường acid ở điều kiện thường nhưng tác dụng được khi đun nóng (làm mất màu thuốc tím khi đun nóng).

Bài 2 trang 91 Hóa học 11: Hoàn thành phương trình hoá học của các phản ứng theo sơ đồ:

Hoàn thành phương trình hoá học của các phản ứng theo sơ đồ

Lời giải:

Các phương trình hoá học minh hoạ sơ đồ:

a)

(1) C6H6 + Cl2 t°,Fe C6H5Cl + HCl

(2) C6H6 + HNO3 t°,H2SO4 C6H5NO2 + H2O

b)

CH3[CH2]5CH3 t°,xt,p C6H5CH3 + H2

Hoàn thành phương trình hoá học của các phản ứng theo sơ đồ

Xem thêm các bài giải SGK Hóa lớp 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Câu hỏi liên quan

Xem câu trả lời chi tiết.
Xem thêm
- Benzene, toluene, xylene, … là các hydrocarbon thơm 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. Vì thế khu vực có trạm xăng dầu, khu vực có nhiều xe cơ giới qua được xem là nơi có nguồn hydrocarbon thơm gây tổn hại đến sức khoẻ con người. Trong thành phần của khói thuốc lá có chứa nhiều chất độc hại trong đó có benzene vì thế nơi có khói thuốc lá được xem là nơi có nguồn hydrocarbon thơm gây tổn hại đến sức khoẻ con người. - Một số hydrocarbon thơm thường có trong không khí ở các khu vực có trạm xăng dầu, khu vực có nhiều xe cơ giới qua lại, nơi có khói thuốc lá, … là benzene, toluene, xylene, …
Xem thêm
Nitrobenzene không tan trong nước.
Xem thêm
Chú ý khi sử dụng benzene: : chất dễ cháy. : chất nguy hiểm cho sức khoẻ.
Xem thêm
Điều kiện của phản ứng: có mặt bột Fe, đun nóng.
Xem thêm
- Hiện tượng: + Benzene không làm mất màu dung dịch KMnO4 kể cả ở điều kiện thường và khi đun nóng. + Toluene không làm mất màu dung dịch KMnO4 ở điều kiện thường, nhưng làm mất màu dung dịch KMnO4 khi đun nóng. - Phương trình hoá học: - Giải thích: Mạch nhánh alkyl ở vòng benzene có nhiều tính chất tương tự như hydrocarbon mạch hở. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của vòng benzene, mạch nhánh alkyl thường bị gãy mạch ở nguyên tử carbon liên kết trực tiếp với vòng thơm khi tương tác với chất oxi hoá mạnh.
Xem thêm
Xem câu trả lời chi tiết.
Xem thêm
HS tự thiết kế poster theo các gợi ý sau: - Ứng dụng của arene trong đời sống: Benzene, toluene, xylene là các nguyên liệu rất quan trọng. Toluene còn là dung môi và là chất trung gian trong quá trình sản xuất các loại hoá chất khác; p – xylene là nguyên liệu sản xuất tơ polyester; benzene dùng trong sản xuất phẩm nhuộm, dược phẩm, chất tẩy rửa … - Tác hại của arene: độc, gây hại cho sức khoẻ nếu tiếp xúc trong một khoảng thời gian dài. - Mục đích của việc thêm benzene và một số arene khác vào xăng: giúp tăng chỉ số octane của xăng, nhờ đó nhiên liệu được đốt cháy hiệu quả hơn.
Xem thêm
Benzene và toluene đều không tác dụng với KMnO4 ở điều kiện thường. Khi đun nóng nhẹ hay ngâm vào nước nóng, toluene tác dụng được với dung dịch KMnO4 trong môi trường acid theo phương trình hoá học: 5C6H5CH3 + 6KMnO4 + 9H2SO4 → 5C6H5COOH + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 14H2O.
Xem thêm
H3C[CH2]4CH3   + H2 H3C[CH2]5CH3   + H2
Xem thêm
Xem tất cả hỏi đáp với chuyên mục: Arene (Hydrocarbon thơm)
Bình luận (0)

Đăng nhập để có thể bình luận

Chưa có bình luận nào. Bạn hãy là người đầu tiên cho tôi biết ý kiến!