Buzz
1. Phương trình cân bằng C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr | Benzen phản ứng với brom
Phản ứng giữa benzen và brom là một trong những phản ứng hữu cơ quan trọng, được nghiên cứu kỹ lưỡng trong lĩnh vực hóa học. Benzen, hợp chất hữu cơ không màu, không hòa tan trong nước và có mùi đặc trưng, có vai trò quan trọng trong cuộc sống hàng ngày. Brom, nguyên tố hóa học thuộc nhóm halogen, có màu đỏ nâu và tính độc hại cao.
Khi benzen phản ứng với brom, sản phẩm thu được là bromua phenyl và axit hydrobromic theo phương trình sau:
C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr.
Trong phản ứng này, nguyên tử brom thay thế một nguyên tử hydro trong phân tử benzen thông qua cơ chế tấn công điện tử. Brom tấn công benzen, giải phóng một nguyên tử hydro và hình thành hợp chất bromphenyl. Nguyên tử brom còn lại kết hợp với nguyên tử hydro để tạo thành axit hydrobromic.
Điều kiện phản ứng:
Phản ứng yêu cầu tuân thủ các điều kiện nhất định, bao gồm nhiệt độ và xúc tác. Nhiệt độ lý tưởng cho phản ứng này là từ 200-250 độ C, giúp phản ứng diễn ra nhanh chóng và hiệu quả.
Để tăng tốc độ phản ứng và giảm nhiệt độ cần thiết, bột sắt được dùng làm xúc tác. Điều này không chỉ thúc đẩy phản ứng nhanh hơn mà còn giảm chi phí sản xuất và đảm bảo phản ứng diễn ra hiệu quả.
Hiện tượng quan sát được khi phản ứng giữa C6H6 và Br2:
Trong quá trình phản ứng, màu sắc của brom dần biến mất và khí hydro bromua (HBr) sẽ xuất hiện, chứng tỏ phản ứng đã xảy ra thành công. Xúc tác bột sắt đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy phản ứng; nếu thiếu xúc tác, phản ứng sẽ diễn ra rất chậm hoặc không xảy ra. Nhiệt độ cao có thể gây hại cho cấu trúc benzen, vì vậy cả nhiệt độ và xúc tác đều là yếu tố thiết yếu trong phản ứng này.
Trong công nghiệp, phản ứng này được sử dụng để sản xuất các hợp chất hữu cơ quan trọng như chất nhuộm, thuốc nhuộm và thuốc trừ sâu. Tính chất của bromphenyl và các ứng dụng của nó phụ thuộc vào điều kiện phản ứng. Phản ứng cũng là công cụ quan trọng trong nghiên cứu khoa học, đặc biệt trong việc xác định cấu trúc của các hợp chất hữu cơ và phát triển các ứng dụng mới.
2. Tính chất hóa học của Benzen
Benzen là một hợp chất hữu cơ không màu với mùi thơm đặc trưng. Là chất lỏng nhẹ hơn nước và không tan trong nước, nhưng hòa tan tốt trong các dung môi hữu cơ như etanol và axit axetic.
Benzen có cấu trúc phân tử độc đáo với 6 nguyên tử cacbon và 6 nguyên tử hydro liên kết để tạo thành vòng benzen. Tính chất hóa học của benzen rất phong phú, bao gồm ba phản ứng chính: phản ứng thế, phản ứng cộng và phản ứng oxi hóa.
Phản ứng thế xảy ra khi một nhóm thế thay thế một nguyên tử hydro trong vòng benzen. Ví dụ, khi benzen phản ứng với Br2, sản phẩm thu được là C6H5Br và HBr. Trong phản ứng với HNO3, sản phẩm là C6H5NO2 và H2O.
Phản ứng cộng liên quan đến việc thêm các hợp chất khác vào vòng benzen. Ví dụ, khi benzen phản ứng với 3 phân tử hydro, tạo ra xiclohexan. Ngược lại, phản ứng với 3 phân tử Cl2 tạo ra C6H6Cl6 (hay hexacloran, 666, hoặc 1,2,3,4,5,6-hexacloxiclohexan).
Phản ứng oxi hóa là khi các nguyên tử trong vòng benzen mất electron. Benzen không làm mất màu dung dịch KMnO4 và khi được 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 hóa học, với các tính chất hóa học đa dạng, mở ra nhiều ứng dụng trong sản xuất thuốc, chất chống oxy hóa và các hợp chất tổng hợp khác.
3. Bài tập ứng dụng liên quan
Câu 1: Phản ứng của benzen với clo để tạo ra C6H6Cl6 xảy ra trong điều kiện:
A. Có sự có mặt của bột Fe làm xúc tác
B. Có ánh sáng phân tán
C. Trong môi trường dung dịch nước
D. Sử dụng dung môi CCl4
Giải pháp:
Đáp án chính xác: B
Câu 2: Nhận định nào dưới đây là không đúng?
A. Benzen dễ tham gia phản ứng thế hơn là phản ứng cộng.
B. Benzen dễ dàng tham gia phản ứng thế hơn so với ankan.
C. Các đồng phân của benzen làm mất màu dung dịch thuốc tím khi đun nóng.
D. Tất cả các nguyên tử trong phân tử benzen nằm trên cùng một mặt phẳng.
Đáp án đúng: B
Giải thích:
Nhận định không chính xác là 'Benzen dễ tham gia phản ứng thế hơn ankan.'
Câu 3: Khẳng định nào dưới đây là không chính xác khi nói về stiren?
A. Stiren có khả năng tham gia phản ứng trùng hợp.
B. Stiren là đồng phân của benzen.
C. Stiren làm mất màu của dung dịch Br2.
D. Stiren là chất lỏng không màu và không hòa tan trong nước.
Giải thích:
Kết quả: B
Câu 4: Hãy xem xét các nhận định dưới đây:
(1) Khi dẫn khí etilen qua dung dịch brom màu da cam, dung dịch brom sẽ trở nên không màu sau phản ứng.
(2) Pentan không làm mất màu dung dịch KMnO4.
(3) Tất cả các ankin đều phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3 và tạo ra kết tủa màu vàng.
(4) Khi propilen phản ứng với nước, sản phẩm chính thu được là ancol bậc II.
(5) Benzen làm mất màu dung dịch Br2 trong tất cả các điều kiện.
Số lượng nhận định đúng là
A. 3.
B. 4.
C. 5.
D. 2.
Giải pháp:
Kết quả: A
Giải thích chi tiết:
(1) Đúng - Khi etilen phản ứng với brom, tạo ra brometan và bromura etilenu, làm mất màu dung dịch brom.
(2) Đúng - Pentan, một ankan, không làm mất màu dung dịch KMnO4.
(3) Sai - Chỉ có ank-1-in mới phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3 để tạo kết tủa màu vàng.
(4) Đúng - Khi propilen phản ứng với nước, sản phẩm chính là ancol bậc II theo quy tắc Markovnikov.
(5) Sai - Benzen không phản ứng với dung dịch Br2 dưới mọi điều kiện.
Câu 5: Hãy xem xét các phát biểu dưới đây:
(1) Khi nhỏ vài giọt dung dịch nước Br2 vào phenol, dung dịch brom trở nên nhạt màu và xuất hiện kết tủa trắng.
(2) Khi axetilen được hydro hóa (với xúc tác Pd/PbCO3, điều kiện nhiệt độ cao) bằng lượng hydro đủ, sẽ thu được eten.
(3) Để phân biệt giữa but-2-en và but-2-in, ta có thể sử dụng dung dịch AgNO3/NH3.
(4) Trong ngành công nghiệp, axit axetic có thể được sản xuất bằng cách oxy hóa rượu etylic.
Số lượng phát biểu đúng là:
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Giải pháp:
Kết quả: C
Giải thích chi tiết:
(1) Đúng - Phenol phản ứng với brom dẫn đến sự thay thế và tạo kết tủa trắng.
(2) Đúng - Hydro hóa axetilen tạo eten theo quy tắc Markovnikov.
(3) Đúng - Dung dịch AgNO3/NH3 có thể phân biệt giữa but-2-en và but-2-in.
(4) Đúng - Axit axetic có thể được sản xuất trong công nghiệp bằng cách oxy hóa rượu etylic.
Câu 6: Có các bình chứa hóa chất riêng biệt: Na2S, NaCl, AgNO3, Na2CO3. Dung dịch nào sau đây có thể được sử dụng để phân biệt các dung dịch này?
A. Dung dịch NaOH.
B. Dung dịch H2SO4.
C. Dung dịch HCl.
D. Phenolphtalein.
Giải pháp:
Kết quả: C
Câu 7: Các chất cần phân biệt: benzen, axetilen, striren có thể phân biệt bằng cách sử dụng:
A. Dung dịch Brom
B. Dung dịch Brom và Dung dịch AgNO3/NH3
C. Dung dịch AgNO3
D. Dung dịch Cu(OH)2 và AgNO3/NH3
Giải pháp:
Kết quả: B
Giải thích chi tiết:
Khi thêm KMnO4 vào từng ống nghiệm trong điều kiện thường:
- Ống chứa axetilen và stiren làm mất màu KMnO4.
- Ống chứa benzen không có phản ứng gì.
- Tiếp tục cho 2 dung dịch axetilen và stiren vào dung dịch AgNO3/NH3 và đun nóng:
+ Ống chứa axetilen xuất hiện lớp bạc màu trắng xám.
+ Ống chứa stiren không xảy ra phản ứng gì.
Câu 8: Khi thêm một ít benzen vào ống nghiệm chứa nước brom và lắc nhẹ, hiện tượng quan sát được là
A. Nước brom mất màu và thu được chất lỏng đồng nhất
B. Chất lỏng trong ống nghiệm phân thành hai lớp: một lớp màu đỏ và một lớp màu khác
C. Chất lỏng trong ống nghiệm không thay đổi gì
D. Nước brom mất màu và có chất lỏng không hòa tan lắng xuống đáy ống nghiệm
Giải pháp:
Kết quả: D
Giải thích chi tiết:
Khi thêm một ít benzen vào ống nghiệm chứa nước brom và lắc nhẹ, nước brom sẽ mất màu và chất lỏng không hòa tan sẽ lắng xuống đáy ống nghiệm.
Đây là nội dung bài viết của Mytour về cân bằng phản ứng C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr | C6H6 chuyển thành C6H5Br. Cảm ơn quý độc giả đã theo dõi và quan tâm!
