Benzen là một hợp chất hóa học phổ biến, thường được sử dụng trong cuộc sống hằng ngày. Thông qua nội dung bài viết sau đây, rongnhophuyen.com để giúp các em nắm rõ hơn về benzen cũng như hoàn toàn có thể giải các dạng bài tập vận dụng liên quan hoàn toàn có thể xuất hiện trong bài bác thi.



1. Benzen là gì?

Đầu tiên, chúng ta hãy thuộc đi vào mày mò hợp hóa học hữu cơ benzen là gì? Về cơ bản, Benzen được biết thêm đến là 1 trong hidrocacbon thơm, lỏng, không tồn tại màu với cũng không tan vào nước. Trọng lượng riêng của benzen nhẹ hơn so với nước. Benzen dễ dãi được tổng hợp trong trong dầu khoáng, dầu động, thực vật, dung môi hữu cơ,… đặc biệt là cao su, vật liệu nhựa đường, vật liệu bằng nhựa than, mỡ, sơn, vecni, hắc ín,…

Hợp hóa học hữu cơ benzen có thể đóng vai trò là dung môi hòa tan được không ít chất không giống nữa như: cao su, iot, dầu ăn, nến,… Benzen tuy có mùi thơm nhẹ nhưng lại hết sức gây hại đối với sức khỏe nhỏ người.

Bạn đang xem: Vòng benzen là gì

Trong công nghiệp, benzen là nguyên liệu được áp dụng để tổng thích hợp ra không hề ít hợp hóa học hữu cơ khác nhau như aniline, clo benzen, nitrobenzen, phenol,... Hoặc áp dụng làm dung môi hòa tan hóa học mỡ.

Tuy nhiên, benzen đã bị hạn chế thực hiện trong công nghiệp từ trong thời hạn 70 của nuốm kỷ XX. Tại Việt Nam, câu hỏi nghiêm cấm thực hiện benzen vào công nghiệp đang được mức sử dụng tại số 108 LB/QĐ.

2. Công thức tổng quát của benzen

2.1. Kết cấu phân tử của benzen

Benzen (C6H6) kết cấu gồm 6 nguyên tử C. 6 nguyên tử này vào phân tử benzen số đông ở trạng thái lai hóa sp2 (lai hóa tam giác).

Mỗi nguyên tử C sử dụng 3 obitan lai hóa để tạo link σ với 2 nguyên tử C ở lân cận nó và tạo links với 11 nguyên tử H.

6 obitan p còn sót lại của 6 nguyên tử C tạo nên cấu tạo xen phủ bên với nhau tạo thành thành hệ phối hợp π chung cho tất cả vòng benzen đó. Nhờ vậy mà link π ở benzen được cho là tương đối bền vững hơn so với link π ngơi nghỉ anken cũng như liên kết π ở các hidrocacbon ko no khác.

Mô hình phân tử của benzen dạng đặc và rỗng như sau:

Biểu diễn công thức kết cấu dạng rút gọn của Benzen:

2.2. Benzen và đồng đẳng

Benzen C6H6 và những hidrocacbon thơm khác tất cả công thức phân tử phổ biến là CnH2n-6 (n ≥ 6) ví dụ như C7H8 (toluen), C8H10,… lập thành một hàng đồng đẳng. C7H8 (toluen), C8H10 vừa là 2 hidrocacbon đứng đầu (không tính số 1 là benzen) vừa là 2 đồng đẳng chạm chán nhiều độc nhất vô nhị của benzen trong công tác hóa học lớp 11.

Tên gọi bình thường của dãy đồng đẳng benzen là aren.

Công thức dễ dàng và đơn giản nhất trong dãy đồng đẳng là benzen (C6H6).

Các ankyl benzen thường xuyên được gặp mặt là toluen C6H5CH3, xilen C6H4(CH3)2, cumen C6H5CH(CH3)2,…

3. Cách gọi tên (danh pháp) đồng đẳng, đồng phân của benzen

Khi thay thế sửa chữa các nguyên tử hidro trong phân tử benzen C6H6 bằng những nhóm ankyl không giống nhau, ta thu được những chất cơ học ankyl benzen khác nhau, bao gồm công thức phổ biến là CnH2n-6 với đk n ≥ 6, ví dụ như C6H5CH3, C6H5CH2CH2CH3, C6H5CH2CH3,…

Nếu coi vòng benzen là mạch thiết yếu thì các nhóm ankyl gắn vào nó chính là mạch nhánh, hay còn gọi là nhóm thế. Những ankyl benzen có đồng phân mạch cacbon và tên gọi của bọn chúng được bạn ta call theo vị trí của các nguyên tử C của vòng bằng những kí hiệu bằng chữ cái o (ortho), m (meta), p. (para) hoặc chữ số.

- thương hiệu gọi: Tên địa điểm – thương hiệu nhánh + benzen

Đồng phân của benzen bao gồm 2 các loại là đồng phân vị trí nhóm ankyl trong kết cấu vòng benzen và đồng phân mạch cacbon của mạch nhánh.

+ nếu như 2 nhóm thế ở vị trí 2 C ngay bên cạnh nhau ta chiếm được đồng phân ortho (viết tắt là o-) cùng C chứa 2 đội thế này được đánh tần số lượt là 1, 2.

+ trường hợp 2 nhóm thế ở đoạn cách nhau 1 nguyên tử C (1 đỉnh tam giác) ta thu được đồng phân meta (viết tắt là m-) với C chứa 2 đội thế này được đánh số lần lượt là 1, 3.

+ giả dụ 2 team thế tại đoạn 2 nguyên tử cacbon đối đỉnh với nhau (cách nhau 2 nguyên tử C) ta nhận được đồng phân para (viết tắt là p-) cùng C đựng 2 đội thế này được đánh mốc giới hạn lượt là 1, 4.

Từ C8H10 trở đi có các đồng phân về vị trí tương đối của những nhóm ankyl bao phủ vòng benzen và về cấu trúc mạch cacbon của mạch nhánh.

Một số ví dụ về phong thái gọi tên một trong những đồng đẳng, đồng phân của Benzen

4. Tính chất vật lý của benzen với đồng đẳng

Các hidrocacbon thơm ở đk thường tồn tại nghỉ ngơi dạng hóa học lỏng rất biến hóa năng động hoặc ở dạng rắn ở đầy đủ đồng đẳng cao hơn, chúng có ánh nắng mặt trời sôi tăng theo hướng tăng của trọng lượng phân tử .

Đối với các hidrocacbon thơm tồn tại sinh sống thể lỏng có mùi thơm sệt trưng, cũng bởi lý do đó mà hợp hóa học hữu cơ dạng vòng mang tên gọi là hidrocacbon thơm.

Hidrocacbon thơm có trọng lượng riêng khối lượng nhẹ hơn so với nước, ko tan vào nước mà lại lại chảy nhiều trong những dung môi cơ học như hóa học béo, aceton, rượu, ete,… Benzen (C6H6) đó là một ví dụ nổi bật của tính chất vật lí của hidrocacbon thơm.

5. đặc điểm hóa học tập của benzen với đồng đẳng

5.1. Làm phản ứng nắm của benzen và đồng đẳng

a. Cầm nguyên tử H của vòng benzen

Benzen phản ứng với halogen: benzen + Br2

Cho benzen cùng brom vào một ống nghiệm thô rồi lắc dịu ống nghiệm.

Bổ sung vào thêm một không nhiều bột fe vào ống thử trên và triển khai lắc nhẹ. Ta thấy màu sắc của brom nhạt dần cùng thấy gồm khí hidro bromua thoát ra vày đã xẩy ra phản ứng thế:

Nếu cho những ankylbenzen phản ứng với brom trong điều kiện có bột sắt đã thu được lếu hợp thành phầm thế brom chủ yếu vào địa điểm para (p-) với ortho (o-) so với team ankyl:

Benzen làm phản ứng cùng với axit nitric: Benzen + HNO3

Cho benzen vào trong một ống nghiệm đã có chứa sẵn các thành phần hỗn hợp HNO3 đặc với H2SO4 đặc. Khi đó chúng ta sẽ thấy gồm lớp chất lỏng nặng màu vàng nhạt lắng xuống. Hóa học lỏng đó đó là nitrobenzen được tạo ra thành theo bội phản ứng sau:

Quy tắc thế: những ankyl benzen dễ tham gia phản nghịch ứng thay nguyên tử H của vòng benzen hơn benzen và sự cầm cố ưu tiên ở vị trí ortho (o-) cùng para (p-) so với đội ankyl.

b) nạm nguyên tử H ngơi nghỉ mạch nhánh

Khi đun toluen hoặc các ankylbenzen cùng với brom sẽ xảy ra phản ứng núm nguyên tử H của mạch nhánh giống như như đối với ankan.

VD: Toluen bội phản ứng cùng với Brom tạo nên Benzyl bromua:

5.2. Phản ứng cộng

a) Benzen xẩy ra phản ứng cộng với hidro: Benzen + H2

C6H6 + 3 H2

*
t^0,Ni" /> C6H12 (xiclohexan)

b) Benzen làm phản ứng cùng với clo: Benzen + Cl2

Dẫn một lượng nhỏ khí Clo vào bình chứa một ít benzen, đậy bí mật lại và gửi bình ra ngoài ánh nắng. Quan gần kề thấy vào bình xuất hiện khói trắng, thành bình lộ diện một lớp bột color trắng, đó là hóa học 1,2,3,4,5,6-hexa clo xiclohexan (hexacloran).

Phương trình bội nghịch ứng:

C6H6 + 3 Cl2

*
as"" /> C6H6Cl6 (hexacloran)

5.3. Bội nghịch ứng oxi hóa

a) phản nghịch ứng oxi hoá không trọn vẹn của benzen và đồng đẳng của benzen

Thí nghiệm:

Trong đk thường, benzen cùng toluen không làm mất màu dung dịch KMnO4.

Khi đun nóng cùng lúc cả nhì ống nghiệm vào nồi đun giải pháp thuỷ:

Benzen không gây mất màu dung dịch kali pemanganat KMnO4.

Toluen tạo mất màu hỗn hợp kali pemanganat, tạo nên kết tủa mangan đioxit MnO2.

C6H5-CH3 (toluen) + KMnO4

*
t^0" /> C6H5-COOK (kali benzoat) + 2MnO2↓ + KOH + H2O

b) phản bội ứng oxi hoá hoàn toàn benzen và đồng đẳng của benzen

Các hiđrocacbon thơm khi cháy tỏa nhiều nhiệt theo phương trình bao quát sau:

CnH2n-6 + $frac3n - 32$ O2

*
t^0" /> nCO2 + (n - 3) H2O

→ nhấn xét: số mol CO2 luôn luôn lớn hơn số mol H2O

6. Điều chế và ứng dụng của benzen

6.1. Điều chế benzen

Cách thông dụng nhất nhằm điều chế ra Benzen là chưng cất từ dầu mỏ cùng nhựa than đá. Không tính ra, bọn chúng còn được pha trộn từ những ankan hoặc xicloankan. Phương trình bội phản ứng pha chế như sau:

6.2. Ứng dụng

Benzen là một trong những nguyên liệu đặc biệt nhất của nền công nghiệp hóa hữu cơ. Nó được áp dụng trong sản xuất polime làm chất dẻo, cao su, tơ sợi (ví dụ như polistiren, cao su đặc buna-stiren hoặc tơ capron).

Benzen, toluen và những xilen cũng thường xuyên được dùng để làm môi ngôi trường hoà tan các chất như mỡ, cao su, vecni. Benzen còn được sử dụng trong tẩy mỡ ngơi nghỉ xương, domain authority sợi, len, vải, dạ, tẩy mỡ, lau khô, các tấm kim loại. Bên cạnh đó các dụng cụ có chất mỡ bám bẩn cũng khá được tẩy bởi benzen.

Từ benzen người ta pha trộn ra những chất khác ví dụ như sản xuất cumen, axeton, phenol; pha chế nitrobenzen, anilin, phenol; sử dụng trong tổng vừa lòng phẩm nhuộm, dược phẩm, thuốc trừ dịch hại,…

Toluen được sử dụng để chế tạo thuốc nổ TNT (trinitrotoluen).

7. Một số trong những bài tập về benzen cùng đồng đẳng của benzen (có lời giải)

Bài tập 1: Hiđrocacbon X là một trong chất lỏng và có tỉ khối hơi so với ko khí bằng 3,17. Đốt cháy trọn vẹn hidrocacbon X nhận được CO2 có trọng lượng bằng 4,28 lần cân nặng của nước. Ở nhiệt độ thường, X không gây mất màu dung dịch brom tuy thế khi nấu nóng (có xúc tác nhiệt độ), X làm mất màu KMnO4.

a. Hãy tìm công thức phân tử và trình bày công thức cấu tạo của X?

b. Viết những phương trình hoá học tập phản ứng thân X cùng với H2 (có xúc tác Ni, đun nóng); với brom (có xúc tác bột Fe); với các thành phần hỗn hợp axit HNO3 với axit H2SO4 đậm quánh dư.

Đáp án chỉ dẫn giải bỏ ra tiết:

a. Gọi CTPT của X là CxHy:

Ta có: MX = 3,17. 29 = 92 ⇒ 12x + y = 92 (1)

*

mCO2 = 4,28mH2O ↔ 44x = 4,28. 18. (y/2) ⇒ y = 1,14x (2)

Từ (1) với (2) ⇒ x = 7, y = 8. CTPT của X là C7H8.

b.

Bài tập 2: Khi tiến hành phản ứng bóc tách hidro của 66,25 kg etylbenzen chiếm được 52,00 kilogam stiren. Tiến hành phản ứng trùng hợp cục bộ lượng stiren này ta được hỗn hợp A gồm bao gồm polistiren với cả phần stiren chưa tham gia phản nghịch ứng. Biết 5,20 gam tất cả hổn hợp A vừa đủ làm mất màu của 60,00 ml dung dịch brom 0,15M.

a. Hãy tính hiệu suất phản ứng bóc hidro của etylbenzen.

b. Tính trọng lượng stiren được trùng hợp.

c. Phân tử khối trung bình của Polistiren bằng 3,12.105. Hãy tính hệ số trùng hợp trung bình của polime.

Xem thêm: Những Chất Thuộc Đơn Chất Kim Loại Là, Đơn Chất Là Gì, Hợp Chất Là Gì, Đặc Điểm Cấu Tạo

Đáp án giải đáp giải đưa ra tiết:

nBr2 = 0,06.0,15 = 0,009(mol)

Theo định luật pháp bảo toàn khối lượng: mA = mstiren = 52,00 (kg) = 52.103 (g)

Theo đề bài xích ta có: 5,2 g các thành phần hỗn hợp A chức năng vừa đủ với 0,009 mol Br2

⇒ 52.103g các thành phần hỗn hợp A sẽ công dụng vừa đủ với 90 mol Br2

Theo (3): nstiren = nBr2 = 90(mol)

mstiren = 90.104 = 9360(g) = 9,36(kg)

Khối lượng stiren vẫn tham gia bội nghịch ứng trùng đúng theo = mA - mstiren = 52 - 9,36 = 42,64 (kg)

c. Hệ số trùng hòa hợp là: $n=frac312000104=3000$

Bài tập 3: trình bày những điểm lưu ý giống và khác nhau giữa đặc thù hoá học của stiren với etylbenzen. Viết phương trình hoá học nhằm minh họa làm phản ứng này.

Đáp án khuyên bảo giải chi tiết:

Tính chất hóa học etylbenzen cùng với stiren có những điểm tương đương và khác biệt như sau:

Giống nhau:

Cả etylbenzen cùng với stiren đều xẩy ra phản ứng thế:

Khác nhau:

Etylbenzen có tính chất giống cùng với ankan:

Stiren có tính chất giống với anken:

Trên phía trên là toàn bộ những thông tin cần thiết liên quan lại đến lý thuyết của benzen và những đồng đẳng của benzen cũng giống như một số bài bác tập. Đây là một trong những phần nội dung rất đặc biệt quan trọng trong công tác ôn thi đh và đòi hỏi các em phải nắm vững. Mong muốn rằng từ những phần đối chiếu trên, những em sẽ hoàn toàn có thể xây dựng sổ tay kiến thức và kỹ năng của riêng biệt mình. Chúc những em ôn tập tốt. Không tính ra, em có thể truy cập ngay vào website rongnhophuyen.com để được nhận thêm nhiều bài giảng hoặc liên hệ trung tâm cung ứng để được giải đáp thêm nhé!