Dạng 6: Phản ứng oxi hóa Benzen và đồng đẳng - Chuyên đề Hóa 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 tím 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 Công thức phân tử của A.

b. Viết các công thức cấu tạo của A và 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 công thức cấu tạo của A.

Bài giải:

Cứ (14n -6)g A tạo ra n mol CO₂

=> Công thức phân tử của A là: C₉H₁₂

b.

Các công thức cấu tạo của A là:

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 dung dịch NaOH 1M thu được m g muối. Giá trị của m và thành phần của muối?

Bài giải:

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.

Bài giải:

Ta có:

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.

Vậy cần 0.48 lít dung dịch KMnO₄ 0,5M

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

Bài giải:

n_CO2 = 30,36/44 = 0,36 mol

⇒ n_hh = 0,36/n_tb

M = 306n_tb/23 ⇒ n_tb = 8,625

⇒ Công thức phân tử của 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

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

n_CO2 = 0,7 mol; M_A = 13,1n

⇒ n = 7

=> Công thức phân tử của A là C₇H₈

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

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

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

⇒ n = 8

=> Công thức phân tử của A là C₈H₁₀

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 phân tử của A là?

A. C₇H₈ B. C₈H₁₀

C. C₉H₁₂ D. C₁₀H₁₄

Hiển thị đáp án

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

=> Công thức phân tử của A là C₉H₁₂

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 phân tử của C_xH_y là?

A. C₇H₈ B. C₈H₁₀ C. C₁₀H₁₄ D. C₉H₁₂

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

n_CO2 = 0,7 mol; n_H2O = 0,4 mol;

⇒ x = 7; y = 8

Công thức phân tử của C_xH_y là C₇H₈

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.

Hiển thị đáp án

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

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Đặt Công thức phân tử của 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

→ Công thức phân tử của X là C₇H₈

Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn Hiđrocacbon X, thu được 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 phân tử của X là?

A. C₂H₂ B. C₄H₄ C. C₆H₆ D. C₈H₈

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Ta có: n_C: n_H = 2: (1.2) = 1: 1 → Công thức phân tử của X là: 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

Công thức phân tử của X là: C_nH_2n+2-2k → 2n + 2 – 2k = n

→ k = 5; n = 8

→ Công thức phân tử của X là: 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

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Đặt Công thức phân tử của X là C_nH_2n-6

→ Công thức phân tử của X là: C₈H₁₀

Bài trước: Dạng 5: Phản ứng trùng hợp của Stiren - Chuyên đề Hóa 11 Bài tiếp: Dạng 7: Nguồn hidrocacbon thiên nhiên - Chuyên đề Hóa 11