Cân bằng phương trình C6H5CH3 + Br2 → C6H5CH2Br + HBr và bài tập
1. Cân bằng phương trình C6H5CH3 + Br2 → C6H5CH2Br + HBr
Phản ứng cân bằng giữa C6H5CH3 và Br2 để tạo ra C6H5CH2Br có thể được mô tả như sau:
Khi đun nóng toluen trong môi trường brom, phản ứng sau xảy ra:
C6H5CH3 + Br2 -> C6H5CH2Br + HBr
Phản ứng này được thực hiện trong điều kiện đun nóng, và trong quá trình phản ứng, toluen bay
hơi và phản ứng cháy dễ xảy ra. Tuy nhiên, không có hiện tượng nhận biết đặc biệt nào xuất hiện trong quá trình này. Thông tin về toluen:
Toluen là một chất lỏng trong suốt, có mùi thơm nhẹ và không có vị đặc biệt. Nó có khả năng
bay hơi nhanh và dễ cháy, có nguy cơ bắt lửa.
2. Tính chất vật lý và hóa học của Toluen
2.1. Tính chất vật lý
- Toluen là một chất lỏng trong suốt, mang mùi thơm nhẹ và không có vị. Nó có khả năng bay
hơi mạnh và dễ cháy, dễ bắt lửa.
- Toluen không hòa tan trong cồn, ether, acetone và hầu hết các dung môi hữu cơ khác, chỉ tan ít trong nước.
- Khối lượng phân tử của Toluen là 92.14 g/mol.
- Tỷ trọng của Toluen là 0.8669 g/cm3.
- Độ hoà tan trong nước của Toluen là 0,053 g/100 mL (ở 20-25 °C).
- Nhiệt độ nóng chảy của Toluen là −93 độ C.
- Nhiệt độ sôi của Toluen là 110.6 độ C.
- Nhiệt độ sự phân hủy (nhiệt độ tới hạn) của Toluen là 320 độ C.
- Độ nhớt của Toluen là 0.590 cP ở 20 độ C.
2.2. Tính chất hóa học
Toluen là một hợp chất hydrocarbon thơm, xuất hiện dưới dạng chất lỏng trong suốt với mùi
thơm nhẹ đặc trưng. Nó không hòa tan trong cồn, ether, acetone và hầu hết các dung môi hữu cơ
khác, và có tính hòa tan yếu trong nước.
Công thức hóa học của toluen là C7H8. Nó còn được biết đến với nhiều tên gọi khác nhau như
metylbenzen, phenylmetan, hay toluol.
Toluen thường được sử dụng chủ yếu làm dung môi để hòa tan một loạt các vật liệu, bao gồm
sơn, mực in, sản phẩm hóa học, cao su, chất kết dính và nhiều ứng dụng khác.
Toluen tham gia vào nhiều phản ứng hóa học khác nhau. Dưới đây là một số ví dụ về các phản ứng này:
- Toluen phản ứng với brom khánh cho ra brom toluen và axit HBr trong điều kiện thích hợp:
Br2 + C6H5CH3 → C6H5CH2Br + HBr
- Trong điều kiện có sự xúc tác của ánh sáng, toluen tham gia phản ứng với khí clo, tạo thành diclometan và axit HCl:
Cl2 + C6H5CH3 → HCl + C6H5CH2Cl
- Toluen có thể tạo nitrotoluen và nước trong phản ứng nitro hóa:
C6H5CH3 + HNO3 → C6H4NO2CH3 + H2O
- Phản ứng cộng với H2 cho ra metylxiclohexan: 2C6H5CH3 + 7H2 → 2C6H12CH3
- Toluen cũng có thể tham gia vào các phản ứng oxy hóa với nhóm metyl, tạo ra sản phẩm phản
ứng tùy thuộc vào điều kiện cụ thể.
3. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1: Khi đốt cháy hoàn toàn 7,8 gam benzen và hấp thụ sản phẩm cháy vào bình chứa
dung dịch nước vôi, khối lượng dung dịch sẽ giảm đi bao nhiêu gam? A. Tăng 56,4 gam. B. Giảm 28,2 gam. C. Giảm 56,4 gam. D. Tăng 28,2 gam. Đáp án: B Giải thích:
- Số mol của benzen (C6H6) = khối lượng / khối lượng phân tử = 7,8 / 78 = 0,1 mol.
- Theo phương trình hóa học, mỗi mol benzen cần 15/2 mol O2 để cháy hoàn toàn và tạo ra 0,6 mol CO2 và 0,3 mol H2O.
- Sau đó, CO2 phản ứng với nước vôi (Ca(OH)2) để tạo ra CaCO3 (kết tủa) và nước.
- Khối lượng của CaCO3 tạo ra là 0,6 * 100 = 60 gam.
- Khối lượng của CO2 và H2O tạo ra là 0,6 * 44 + 0,3 * 18 = 31,8 gam.
- Sự giảm khối lượng của dung dịch là 60 - 31,8 = 28,2 gam.
Câu 2: Dãy đồng đẳng của benzen có công thức chung là gì? A. CnH2n+2 B. CnH2n-2 C. CnH2n-4 D. CnH2n-6 Đáp án: D
Câu 3: Công thức phân tử của Strien là gì? A. C6H6 B. C7H8 C. C8H8 D. C8H10 Đáp án: C
Câu 4: Công thức phân tử của toluen là gì? A. C6H6 B. C7H8 C. C8H8 D. C8H10 Đáp án: B
Câu 5: Nhận xét nào sau đây là đúng?
A. Benzen và đồng đẳng của benzen chỉ có khả năng tham gia phản ứng cộng.
B. Benzen và đồng đẳng của benzen chỉ có khả năng tham gia phản ứng thế.
C. Benzen và đồng đẳng của benzen vừa có khả năng tham gia phản ứng cộng, vừa có khả năng tham gia phản ứng thế.
D. Benzen và đồng đẳng của benzen không có khả năng tham gia phản ứng cộng và phản ứng thế. Đáp án: B
Câu 6: Benzen tác dụng với Br2 theo tỷ lệ mol 1 : 1 (có mặt bột Fe), thu được sản phẩm hữu cơ là gì? A. C6H6Br2 B. C6H6Br6 C. C6H5Br D. C6H6Br44 Đáp án: C
Câu 7: Toluen tác dụng với Br2 chiếu sáng (tỷ lệ mol 1 : 1), thu được sản phẩm hữu cơ là gì? A. o-bromtoluen B. m-bromtoluen. C. phenylbromua D. benzylbromua Đáp án: D
Giải thích: Khi dùng xúc tác bột Fe, Br thế vào vị trí H trên vòng benzen. Khi chiếu sáng, Br thế vào nhánh của toluen.
Câu 8: Cho toluen tác dụng với lượng dư HNO3 đặc có xúc tác H2SO4 đặc để điều chế
2,4,6-trinitrotoluen (TNT). Khối lượng điều chế được từ 23 kg toluen (hiệu suất 80%) là bao nhiêu? A. 45,40 kg B. 70,94 kg C. 18,40 kg D. 56,75 kg Đáp án: A
Giải thích: Phản ứng chuyển toluen thành 2,4,6-trinitrotoluen (TNT) có khối lượng tương ứng,
và hiệu suất của phản ứng là 80%. Vì vậy, khối lượng TNT được điều chế từ 23 kg toluen là:
m = 23 kg * (227 g/mol) / (92 g/mol) * 0,80 = 45,40 kg.
Câu 9: Khi đưa một ít benzen vào ống nghiệm chứa nước brom và sau đó lắc nhẹ, hiện
tượng quan sát được là gì?
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 không 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. Đáp án: B
Giải thích: Benzen không phản ứng với nước brom. Khi benzen được đưa vào ống nghiệm chứa
nước brom và sau đó lắc nhẹ, chất lỏng trong ống nghiệm sẽ phân thành hai lớp: lớp trên là dung
dịch brom trong benzen có màu vàng (do benzen tan trong brom), lớp dưới là nước trong suốt.
Câu 10: Điều nào sau đây là sai khi nói về toluen?
A. Là một hydrocarbon thơm. B. Có mùi thơm nhẹ.
C. Là đồng phân của benzen.
D. Tan nhiều trong dung môi hữu cơ. Đáp án: D
Giải thích: Câu 10 không chứa thông tin sai nào về toluen. Toluene (toluol) thực sự là một
hydrocarbon thơm có mùi thơm đặc trưng và là đồng phân của benzen. Nó cũng tan tốt trong các dung môi hữu cơ.
Câu 11: Khi cho benzen tác dụng với hidro dư và có xúc tác, thu được xiclohexan (C6H12),
điều đó chứng tỏ điều gì?
A. Phân tử benzen có mạch vòng, có 3 liên kết đôi C=C.
B. Benzen là hidrocacbon mạch hở có 3 liên kết đôi C=C.
C. Phân tử benzen có cấu trúc vòng phẳng.
D. Phân tử benzen có cấu trúc mạch hở, không phân nhánh. Đáp án: A
Giải thích: Khi cho benzen tác dụng với hidro dư và có xúc tác, xảy ra phản ứng hydrogen hóa
và sản phẩm là xiclohexan (C6H12), điều này chứng tỏ rằng phân tử benzen có mạch vòng và có 3 liên kết đôi C=C.
Câu 12: Hiện tượng gì xảy ra khi đun nóng toluen với dung dịch thuốc tím?
A. Dung dịch KMnO4 bị mất màu. B. Có kết tủa trắng. C. Có sủi bọt khí.
D. Không có hiện tượng gì. Đáp án: A
Giải thích: Khi đun nóng toluen với dung dịch thuốc tím (KMnO4), nếu có chất khử (như toluen)
hiện diện, dung dịch KMnO4 sẽ bị mất màu do phản ứng oxi hóa.
Câu 13: Dãy các chất nào sau đây gồm các chất làm mất màu dung dịch nước brom? A. C2H2, C6H6, CH4. B. C2H2, CH4, C2H4. C. C2H2, C2H4. D. C2H2, H2, CH4. Đáp án: C
Giải thích: Dãy các chất đều làm mất màu dung dịch nước brom bao gồm C2H2 và C2H4. Điều
này dựa vào tính chất oxi hóa của chúng.
Câu 14: Dãy chất nào sau đây gồm các chất làm mất màu dung dịch nước brom?
A. Axeton, axit fomic, fomanđehit.
B. Propanal, axit fomic, etyl axetat.
C. Etanal, propanon, etyl fomat.
D. Etanal, axit fomic, etyl fomat. Đáp án: D
Giải thích: Dãy các chất gồm etanol (CH3CHO), axit fomic (HCOOH) và etyl fomat
(HCOOC2H5) đều có tính khử và có khả năng làm mất màu dung dịch nước brom do chứa nhóm
-CHO có khả năng oxi hóa.