Cân bằng phản ứng C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr | C6H6 ra C6H5Br

Cân bằng phản ứng C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr | C6H6 ra C6H5Br
1. Cân bằng phản ứng C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr | C6H6 ra C6H5Br
Phản ứng giữa benzen và brom là một trong những phản ứng hữu cơ quan
trọng và được nghiên cứu rộng rãi trong lĩnh vực hóa học. Benzen, một hợp
chất hữu cơ không màu, không tan trong nước và có mùi đặc trưng, đóng vai
trò quan trọng trong cuộc sống hàng ngày làm một trong những hợp chất hữu
cơ quan trọng nhất. Ngược lại, brom là một nguyên tố hóa học thuộc nhóm
halogen, có màu đỏ nâu và độc tính cao.
Khi benzen và brom tác dụng với nhau, phản ứng tạo ra bromua phenyl và
axit hydrobromic theo phương trình:
C6H6 + Br2 -> C6H5Br + HBr.
Trong quá trình này, nguyên tử brom thay thế một trong các nguyên tử hydro
trong phân tử benzen thông qua cơ chế tấn công điện tử. Nguyên tử brom tấn
công phân tử benzen, giải phóng một nguyên tử hydro và hình thành hợp
chất bromphenyl. Đồng thời, nguyên tử brom còn lại kết hợp với nguyên tử
hydro được giải phóng để tạo ra axit hydrobromic.
Điều kiện phản ứng:
Điều kiện của phản ứng đòi hỏi sự tuân thủ đúng các yếu tố, bao gồm nhiệt
độ và sự hiện diện của xúc tác. Nhiệt độ tối ưu cho sự tiến triển của phản ứng
này được xác định khoảng từ 200-250 độ C. Ở mức nhiệt độ này, phản ứng
diễn ra nhanh chóng và có độ hiệu quả cao.
Để tăng cường tốc độ phản ứng và giảm nhiệt độ cần thiết để kích thích quá
trình, bột sắt được sử dụng như một xúc tác. Điều này không chỉ giúp tăng
cường tốc độ phản ứng mà còn giảm chi phí sản xuất, đồng thời đảm bảo
rằng phản ứng diễn ra theo đúng cách.
Hiện tượng phản ứng xảy ra giữa C6H6 và Br2:
Khi phản ứng diễn ra, màu của brom sẽ dần mất đi và ta có thể quan sát khí
hidro bromua (HBr) thoát ra khỏi dung dịch phản ứng, biểu hiện cho việc phản
ứng đã thành công. Sự hiện diện của xúc tác bột sắt là quan trọng để kích
thích tốc độ phản ứng; nếu thiếu xúc tác này, phản ứng sẽ diễn ra rất chậm
hoặc thậm chí không xảy ra. Tại nhiệt độ cao, phản ứng có thể gây hại cho
cấu trúc benzen. Vì vậy, cả nhiệt độ và xúc tác đều là hai yếu tố quan trọng
trong quá trình phản ứng này.
Trong lĩnh vực công nghiệp, phản ứng này được áp dụng để sản xuất các
hợp chất hữu cơ quan trọng như chất nhuộm, thuốc nhuộm, và thuốc trừ sâu.
Các ứng dụng này phụ thuộc vào tính chất của bromphenyl, và tính chất này
chịu ảnh hưởng từ điều kiện phản ứng. Ngoài ra, phản ứng này còn được sử
dụng trong các nghiên cứu khoa học, đặc biệt là làm một trong những
phương pháp thiết lập cấu trúc cho các hợp chất hữu cơ. Nghiên cứu về
phản ứng này đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu rõ về cấu trúc và tính
chất của các hợp chất hữu cơ, đồng thời góp phần vào việc phát triển những
ứng dụng mới trong tương lai.
2. Tính chất hóa học của Benzen
Benzen, một hợp chất hữu cơ không màu, tỏa ra mùi thơm đặc trưng. Dạng
chất lỏng này nhẹ hơn nước và không hòa tan trong nước, tuy nhiên, có khả
năng hòa tan trong các dung môi hữu cơ như etanol và axit axetic.
Cấu trúc phân tử của benzen đặc biệt, với 6 nguyên tử cacbon và 6 nguyên
tử hydro tạo liên kết hóa học để hình thành vòng benzen. Tính chất hóa học
của benzen đa dạng và phong phú, thể hiện qua ba tính chất chính là phản
ứng thế, phản ứng cộng, và phản ứng oxi hóa.
Phản ứng thế là quá trình mà một nhóm thế thay thế một nguyên tử hydrogen
trong vòng benzen. Chẳng hạn, khi benzen phản ứng với Br2, tạo ra sản
phẩm là C6H5Br và HBr. Trong khi đó, phản ứng với HNO3 tạo ra sản phẩm là C6H5NO2 và H2O.
Phản ứng cộng là quá trình thêm vào vòng benzen các hợp chất khác. Ví dụ,
khi benzen phản ứng với 3 phân tử hidro, tạo ra xiclohexan. Ngược lại, phản
ứng với 3 phân tử Cl2 tạo ra sản phẩm là C6H6Cl6 (hay hexacloran, 666,
hoặc 1,2,3,4,5,6-hexacloxiclohexan).
Phản ứng oxi hóa là quá trình mà các nguyên tử trong vòng benzen mất đi
electron. Benzen không làm mất màu dung dịch KMnO4 và khi oxi hóa hoàn
toàn, tạo ra 6 phân tử CO2 và 3 phân tử H2O.
Tóm lại, benzen là một hợp chất hữu cơ quan trọng trong ngành hóa học, với
tính chất hóa học đa dạng mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong sản xuất thuốc,
chất chống oxy hóa và các hợp chất tổng hợp khác.
3. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1: Phản ứng benzen tác dụng với clo tạo C6H6Cl6 xảy ra trong điều kiện: A. Có bột Fe xúc tác
B. Có ánh sáng khuyếch tán C. Có dung môi nước D. Có dung môi CCl4 Lời giải: Đáp án: B
Câu 2: Nhận định nào sau đây là sai?
A. Benzen có khả năng tham gia phản ứng thế tương đối dễ hơn phản ứng cộng.
B. Benzen tham gia phản ứng thế dễ hơn ankan.
C. Các đồng đẳng của benzen làm mất màu dung dịch thuốc tím khi đun nóng.
D. Các nguyên tử trong phân tử benzen cùng nằm trên một mặt phẳng. Lời giải: Đáp án: B Giải thích:
Nhận định sai là "Benzen tham gia phản ứng thế dễ hơn ankan."
Câu 3: Khẳng định nào sau đây không đúng khi nói về stiren?
A. Stiren tham gia phản ứng trùng hợp.
B. Stiren là đồng đẳng của benzen.
C. Stiren làm mất màu dung dịch Br2.
D. Stiren là chất lỏng, không màu, không tan trong nước. Lời giải: Đáp án: B
Câu 4: Cho các nhận định sau:
(1) Dẫn khí etilen qua dung dịch brom có màu da cam, sau phản ứng dung dịch brom bị mất màu.
(2) Pentan không làm mất màu dung dịch KMnO4.
(3) Tất cả ankin đều tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 tạo kết tủa vàng.
(4) Propilen cộng nước thu được sản phẩm chính ancol bậc II.
(5) Benzen làm mất màu dung dịch Br2 ở mọi điều kiện. Số nhận định đúng là A. 3. B. 4. C. 5. D. 2. Lời giải: Đáp án: A Giải thích:
(1) Đúng - Phản ứng etilen với brom tạo brometan và bromura etilenu, làm mất màu dung dịch brom.
(2) Đúng - Pentan là một ankan, không thể làm mất màu dung dịch KMnO4.
(3) Sai - Chỉ có ank-1-in mới tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 tạo kết tủa vàng.
(4) Đúng - Propilen cộng nước tạo ancol bậc II theo quy tắc cộng Markovnikov.
(5) Sai - Benzen không phản ứng với dung dịch Br2 ở mọi điều kiện.
Câu 5: Cho các phát biểu sau:
(1) Nhỏ vài giọt dung dịch nước Br2 vào phenol thấy dung dịch brom nhạt
màu và có kết tủa trắng xuất hiện.
(2) Hidro hóa axetilen (xúc tác Pd/PbCO3, to) bằng một lượng vừa đủ hidro thu được eten.
(3) Để phân biệt but-2-en và but-2-in ta có thể sử dụng dung dịch AgNO3/NH3.
(4) Trong công nghiệp có thể điều chế axit axetic bằng cách oxi hóa rượu etylic. Số phát biểu đúng là: A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 Lời giải: Đáp án: C Giải thích:
(1) Đúng - Phenol phản ứng với brom tạo phản ứng thế và kết tủa trắng xuất hiện.
(2) Đúng - Hidro hóa axetilen tạo eten theo quy tắc cộng Markovnikov.
(3) Đúng - Dung dịch AgNO3/NH3 có thể phân biệt but-2-en và but-2-in.
(4) Đúng - Trong công nghiệp, axit axetic có thể được điều chế bằng cách oxi hóa rượu etylic.
Câu 6: Có các lọ đựng hóa chất riêng rẽ: Na2S, NaCl, AgNO3, Na2CO3. Hóa
chất nào sau đây có thể sử dụng để phân biệt các dung dịch đó ? A. dung dịch NaOH. B. dung dịch H2SO4. C. dung dịch HCl. D. phenolphtalein. Lời giải: Đáp án: C
Câu 7: Hóa chất để phân biệt: benzen, axetilen, striren là: A. Dung dịch Brom
B. Dung dịch Brom, Dung dịch AgNO3/NH3 C. Dung dịch AgNO3
D. Cu(OH)2, dung dịch AgNO3/NH3 Lời giải: Đáp án: B Giải thích:
Khi cho KMnO4 ở điều kiện thường vào lần lượt các ống nghiệm:
- Ống đựng axetilen và stiren làm nhạt màu KMnO4.
- Ống đựng benzen không có hiện tượng.
- Cho tiếp 2 dung dịch axetilen và stiren vào dung dịch AgNO3/NH3, đun nóng:
+ Ống đựng axetilen có lớp Ag màu trắng xám.
+ Ống đựng stiren không có hiện tượng.
Câu 8: Khi cho một ít benzen vào ống nghiệm đựng nước Brom, lắc nhẹ.
Hiện tượng quan sát được là
A. nước brom mất màu, thu được chất lỏng đồng nhất
B. chất lỏng trong ống nghiệm chia thành 2 lớp: lớp có màu đỏ và lớp màu
C. chất lỏng trong ống nghiệm không thay đổi
D. nước brom mất màu, có chất lỏng không tan chìm xuống đáy ống nghiệm Lời giải: Đáp án: D Giải thích:
Khi cho một ít benzen vào ống nghiệm đựng nước Brom, lắc nhẹ, hiện tượng
quan sát được là nước brom mất màu, và có chất lỏng không tan chìm xuống đáy ống nghiệm.
Document Outline

• Cân bằng phản ứng C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr | C6H6
  • 1. Cân bằng phản ứng C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr | C
  • 2. Tính chất hóa học của Benzen
  • 3. Bài tập vận dụng liên quan