Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Arene (Hóa học Lớp 11)

(AI giải đề cho tôi)
Dãy đồng đẳng của benzene gồm các hydrocarbon thơm chỉ chứa C, H, có công thức chung C_nH_{2n-6} (n ≥ 6), ví dụ benzene C_6H_6, toluene C_7H_8, ethylbenzene C_8H_{10}. Xét các phương án: A. C_6H_5-COOH chứa nhóm carboxyl (-COOH), là acid benzoic, không phải hydrocarbon → không thuộc dãy đồng đẳng của benzene. B. CH_3C_6H_4-NH_2 chứa nhóm amino (-NH_2), là amin thơm (p-toluidine), không phải hydrocarbon → không thuộc dãy. C. C_6H_5-CH=CH_2 (styrene) chứa liên kết đôi C=C ngoài vòng benzene, không thỏa công thức chung C_nH_{2n-6} (C_8H_8) → không thuộc dãy. D. C_6H_5-C_2H_5 (ethylbenzene) là hydrocarbon thơm, công thức C_8H_{10} thỏa C_nH_{2n-6} với n = 8, khác benzene một nhóm -CH_2- → thuộc dãy đồng đẳng của benzene. Kết quả khớp với đáp án nguồn (D).

Các chất thỏa mãn: stiren; phenol; anilin
→ B

Đáp án đúng là "4"

Phương pháp giải

Tính chất hóa học của hợp chất arene và alkene. Styrene có công thức phân tử là C${}_6$H${}_5$CH=CH${}_2$.

Lời giải

Styrene vừa có tính chất của hợp chất arene, vừa có tính chất của alkene.

- Styrene có tính chất của hợp chất arene khi tham gia phản ứng với: acid HNO${}_3$ (có mặt H${}_2$SO${}_4$ đặc, t°) – phản ứng nitro hóa, Br${}_2$ (Fe,t°) – phản ứng halogen hóa.

- Styrene có tính chất của alkene khi tham gia phản ứng với: nước Br${}_2$ - phản ứng cộng halogen, H${}_2$O/xúc tác acid – phản ứng cộng nước.

Vậy styrene có thể phản ứng với 4 chất.

(AI giải đề cho tôi)
Etilen, axetilen và isopren đều chứa liên kết bội (C=C hoặc C≡C) nên phản ứng cộng với Br2 làm mất màu dung dịch brom. Benzen không có liên kết đôi, ở điều kiện thường không phản ứng với dung dịch Br2 (chỉ phản ứng với Br2 có FeBr3 làm xúc tác hoặc khi chiếu sáng với brom khí), nên không làm mất màu dung dịch Br2. Đáp án: A, trùng với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
n(H2O) = 31,5/18 = 1,75 mol. Gọi n(CO2) = x. Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy (CO2 và hơi H2O) qua bình chứa dung dịch Ba(OH)2 dư: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + H2O. Khối lượng dung dịch trong bình giảm chính là: m(BaCO3 kết tủa) − m(CO2 hấp thụ) − m(H2O ngưng tụ) = 197x − 44x − 31,5 = 396,9 → 153x = 428,4 → x = 2,8 mol CO2. Vậy n(C) : n(H) = 2,8 : 3,5 = 4 : 5. Vì X là hiđrocacbon thơm có phản ứng thế với Br2 (đun nóng) nên X = C8H10. Thử lại: nX = 1,75/5 = 0,35 mol → mCO2 = 2,8 mol (123,2 g), mBaCO3 = 2,8 × 197 = 551,6 g → giảm = 551,6 − 123,2 − 31,5 = 396,9 g ✓. Trong các đồng phân C8H10, chỉ p-xilen (1,4-dimetylbenzen) có cấu trúc đối xứng nên khi thế Br2 (đun nóng) chỉ cho một dẫn xuất monobrom duy nhất (o-xilen cho 2, etylbenzen cho nhiều sản phẩm). Vậy X là 1,4-dimetylbenzen.

(AI giải đề cho tôi)
Chất lỏng X không làm nhạt màu KMnO4 ở điều kiện thường nhưng làm mất màu khi đun nóng → X là ankylbenzene có nguyên tử H ở carbon bên cạnh vòng benzene (C bên cạnh vòng benzen có H), vì chuỗi bên chỉ bị KMnO4 oxi hóa khi đun nóng. Vinylbenzene có liên kết đôi C=C nên làm nhạt màu KMnO4 ngay ở điều kiện thường → loại A. Benzene và naphthalene không bị KMnO4 oxi hóa ở những điều kiện này → loại C, D. 1,2-Dimethylbenzene (o-xylene) là chất lỏng, không phản ứng với KMnO4 ở nhiệt độ thường nhưng khi đun nóng chuỗi bên –CH3 bị oxi hóa thành –COOH làm mất màu KMnO4. Vậy X là 1,2-dimethylbenzene.

(AI giải đề cho tôi)
Vinylbenzene có liên kết đôi C=C ngoài vòng nên làm nhạt màu KMnO4 ngay ở điều kiện thường → loại A. Benzene không làm mất màu KMnO4 ở điều kiện thường lẫn khi đun nóng → loại D. Naphthalene là chất rắn → loại C. 1,2-Dimethylbenzene (o-xylene) có nhóm alkyl gắn vòng benzene: không phản ứng với KMnO4 ở nhiệt độ thường nhưng khi đun nóng, nhánh benzylic bị KMnO4 oxy hóa (vòng benzene bền, nhánh alkyl bị oxy hóa) làm mất màu dung dịch KMnO4. Vậy X là 1,2-dimethylbenzene.

(AI giải đề cho tôi)
Dãy đồng đẳng benzen (hydrocarbon thơm đơn vòng) có công thức tổng quát $C_n{H}_{2n-6}$ với $n\ge 6$ (benzen là $C_6{H}_6$). Vậy đáp án D.

(AI giải đề cho tôi)
Stiren (vinyl benzen, C6H5-CH=CH2) có công thức phân tử C8H8: vòng benzen C6H5 cộng nhóm vinyl CH=CH2 cho 8C và 8H. Vậy đáp án A.

(AI giải đề cho tôi)
Benzen không phản ứng với brom lỏng nếu không có chất xúc tác (FeBr3) và không đun nóng. Khi cho brom lỏng vào ống nghiệm chứa benzen rồi lắc, brom tan trong benzen tạo dung dịch màu vàng/nâu đỏ, không xảy ra phản ứng nên dung dịch không bị mất màu, không có khí thoát ra, không có kết tủa. Do đó hiện tượng quan sát được là dung dịch brom không bị mất màu, tương ứng với đáp án D. Kết quả này trùng với đáp án nguồn (D).

(AI giải đề cho tôi)
Khi đun nóng toluen với dung dịch thuốc tím ($KMn{O}_4$), nhóm metyl $-C{H}_3$ gắn vào vòng benzen bị oxi hóa thành nhóm cacboxyl $-COOH$, tạo axit benzoic; $M{n}^{7+}$ bị khử về $M{n}^{2+}$ nên màu tím của dung dịch $KMn{O}_4$ mất dần. Phương trình minh họa: $C_6{H}_{5}C{H}_3+2KMn{O}_4\to C_6{H}_{5}COOK+2Mn{O}_2+KOH+H_{2}O$ (hoặc với $H^{+}$: $5C_6{H}_{5}C{H}_3+6KMn{O}_4+9H_{2}S{O}_4\to 5C_6{H}_{5}COOH+6MnS{O}_4+3K_{2}S{O}_4+14H_{2}O$). Hiện tượng quan sát được ngay khi đun nóng là dung dịch $KMn{O}_4$ bị mất màu tím (kết tủa trắng axit benzoic chỉ xuất hiện rõ khi làm lạnh). Vậy đáp án A.

(AI giải đề cho tôi)
Dãy đồng đẳng của benzen (benzen và ankylbenzen) có công thức chung $C_n{H}_{2n-6}$ với $n\ge 6$ (benzen là $C_6{H}_6$). Vậy đáp án D.

(AI giải đề cho tôi)
Đồng đẳng của benzen có công thức chung C_nH_{2n-6} (n ≥ 6). Với công thức nguyên (C_3H_4)_n, ta cần 4n = 2(3n) − 6 ⟹ 4n = 6n − 6 ⟹ n = 3. Vậy công thức phân tử của A là C_9H_{12} (cumene/propylbenzene), thỏa mãn là đồng đẳng benzen. Đáp án C.

(AI giải đề cho tôi)
Toluen ($C_6{H}_{5}C{H}_3$, $C_7{H}_8$) là hidrocacbon thơm, có mùi thơm nhẹ, tan nhiều trong dung môi hữu cơ. Benzen có công thức $C_6{H}_6$ khác công thức phân tử của toluen nên toluen không phải đồng phân của benzen (toluen là đồng đẳng của benzen). Phát biểu sai là C.

(AI giải đề cho tôi)
Benzen không phản ứng với dung dịch KMnO4 vì vòng benzen bền, không bị oxi hóa bởi KMnO4 ngay cả khi đun nóng. Các phản ứng khác đều xảy ra: A) phản ứng thế Br2 với xúc tác Fe tạo brombenzen; B) phản ứng nitro hóa với HNO3 đặc/H2SO4 đặc tạo nitrobenzen; D) phản ứng thế Cl2 dưới ánh sáng (thêm vào vòng theo điều kiện xúc tác/ánh sáng) — benzen vẫn phản ứng thế với halogen. Vậy chất không tác dụng là dung dịch KMnO4.

(AI giải đề cho tôi)
Stiren (C6H5-CH=CH2) chứa liên kết đôi C=C trong nhánh bên nên bị KMnO4 oxy hóa ở điều kiện thường, làm mất màu dung dịch KMnO4. Benzen và metan không phản ứng với KMnO4 ở điều kiện thường; toluen chỉ làm mất màu KMnO4 khi đun nóng (oxy hóa nhánh bên thành -COOH). Vậy đáp án là B.

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng chất với dung dịch nước brom: etilen (cộng C=C) làm mất màu; metanal có tính khử làm mất màu brom; phenol phản ứng thế tạo kết tủa trắng 2,4,6-tribromophenol làm mất màu; ancol anlylic (CH2=CH-CH2OH) có liên kết đôi làm mất màu; axit fomic có tính khử làm mất màu; stiren có nhóm vinyl làm mất màu; vinylaxetat (CH2=CH-OCOCH3) có liên kết đôi làm mất màu. Các chất không làm mất màu: toluen, benzen, o-xilen (ankyl benzen không làm mất màu nước brom, chỉ phản ứng với brom lỏng có xúc tác). Vậy có 7 chất, đáp án C (khớp bảng đáp án: Câu 76 – C).

Hướng dẫn: 78,1
${\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_6\stackrel{90\%,h\%}{\to }{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_5\mathrm{CH}=\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2$
78 → 104
1,6 → 1,5
$1,5=1,6\cdot \frac{104}{78}\cdot 90\%\cdot h\%$
$\Rightarrow$ h = 78,125%

(AI giải đề cho tôi)
Ankyl benzen gồm vòng benzen $C_6{H}_5-$ gắn với gốc ankyl $C_n{H}_{2n+1}$, nên công thức tổng quát là $C_n{H}_{2n-6}$ với $n\ge 6$ (ví dụ toluen $C_7{H}_8$, etylbenzen $C_8{H}_{10}$). Kiểm tra: với $n=7$, $2n-6=8$ đúng; với $n=8$, $2n-6=10$ đúng. Đáp án khớp với đáp án nguồn (Câu 25: B).

Toluene có công thức là $C_6{H}_{5}C{H}_3$, hay $C_7{H}_8$. Vậy trong một phân tử toluene có 7 nguyên tử carbon. Đáp án: 7.