Với tóm tắt lý thuyết Hóa học lớp 11 Bài 17: Arene (Hydrocarbon thơm) sách Kết nối tri thức hay, chi tiết cùng với bài tập trắc nghiệm chọn lọc có đáp án giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Hóa học 11.

Lý thuyết Hóa học lớp 11 Bài 17: Arene (Hydrocarbon thơm)

A. Lý thuyết Arene (Hydrocarbon thơm)

1. Khái niệm và danh pháp

a. Khái niệm 

Arene hay còn gọi là hydrocarbon thơm là những hydrocarbon trong phân tử có chứa một hay nhiều vòng benzene. 

Benzene có công thức C₆H₆ là một hydrocarbon thơm đơn giản và điển hình nhất.

Benzene và các đồng đẳng của nó hợp thành dãy đồng đẳng của benzene có công thức chung là C_nH_2n-6 (n≥6). 

b. Công thức cấu tạo và danh pháp 

Một số arene, gốc ary thường gặp có công thức cấu tạo và tên gọi như sau:

2. Đặc điểm cấu tạo của benzene

Phân tử benzene có 6 nguyên tử carbon tạo thành hình lục giác đều, tất cả nguyên tử carbon và hydrogen đều nằm trên một mặt phẳng, các góc liên kết đều bằng 120°, độ dài liên kết carbon – carbon đều bằng 139 pm. 

3. Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên

Benzene, toluene, xylene, styrene ở điều kiện thường là chất lỏng không màu, trong suốt, dễ chảy và có mùi đặc trưng. Naphthalene là chất rắn màu trắng, có mùi đặc trung (có thể phát hiện được ở nồng độ thấp). Các arene không phân cực hoặc kém phân cực nên không tan trong nước và thường nhẹ hơn nước, tan được trong các dung môi hữu cơ.

4. Tính chất hoá học 

a. Phản ứng thế 

Arene có thể tham gia phản ứng thể nguyên tử hydrogen ở vòng benzene như phản ứng halogen hoá, nitro hoa,.. 

Quy tắc thể: Khi benzene có nhóm thể alkyl (–CH₃, -C₂H₅,...), các phản ứng thế nguyên tử hydrogen ở vòng benzene xảy ra dễ dàng hơn so với benzene và ưu tiên thế vào vị trí số 2 hoặc số 4 (vị trí ortho hoặc para) so với nhóm alkyl. 

* Phản ứng halogen hoá 

Các arene tham gia phản ứng thế nguyên tử hydrogen gắn với vòng thơm bằng halogen (chlorine, bromine) ở nhiệt độ cao khi có xúc tác muỗi Iron(III) halide

* Phản ứng nitro hóa

Phản ứng nitro hoá là phản ứng trong đó một hay nhiều nguyên tử hydrogen ở vòng benzene được thay thế bằng nhóm nitro (-NO₂).

b. Phản ứng cộng 

* Phần ứng cộng chlorine

 Phản ứng cộng chlorine vào benzene trong điều kiện có ánh sáng từ ngoại và đun nóng, sản phẩm thu được là 1,2,3,4,5,6 hexachlorocyclohexane.

b) Phản ứng cộng hydrogen 

Phản ứng cộng hydrogen vào benzene tạo thành cyclohexane. Phản ứng xảy ra ở điều kiện áp suất cao và nhiệt độ cao, với sự có mặt của các chất xúc tác dị thể như platinum, nickel. cyclohexane.

c. Phản ứng oxi hóa

* Phản ứng oxi hóa hoàn toàn (phản ứng cháy) 

Các arene như benzene, toluene, xylene dễ cháy và tỏa nhiều nhiệt.

C₆H₅CH₃ + 9O₂ → 7CO₂ + 4H₂O (điều kiện t⁰)

* Phản ứng oxi hoá nhóm alkyl 

Toluene và các alkylbenzene khác có thể bị oxi hoá bởi các tác nhân oxi hoá như dụng dịch KMnO₄.

5. Ứng dụng

6. Điều chế

Trong công nghiệp, benzene, toluene được điều chế từ quá trình refoming phân đoạn dầu mỏ chứa các alkane và cydoalkane C6 – C8. 

Ethylbenzene được điều chế từ phản ứng giữa benzene và ethylene với xúc tác acid rắn là zeolite.

Sơ đồ tư duy Arene (Hydrocarbon thơm)

B. Trắc nghiệm Arene (Hydrocarbon thơm)

Câu 1: Công thức của cumene (isopropylbenzene) là

A.

B.

C.

D.

Câu 2: Hydrocarbon X có công thức cấu tạo như sau:

Tên gọi của X là

A. dimethylbenzene.

B. o-diethylbenzene.

C. m-dimethylbenzene.

D. m-diethylbenzene.

Câu 3: Công thức cấu tạo thu gọn của toluene là

A. C₆H₅-CH₃.

B. C₆H₅-CH₂CH₃.

C. C₆H₅-CH=CH₂.

D. C₆H₅-CH(CH₃)₂.

Câu 4: Hợp chất nào sau đây là m-xylene?

A.

B.

C.

D.

Câu 5: Chất nào sau đây là chất rắn, màu trắng?

A. Benzene.

B. Toluene.

C. Styrene.

D. Naphthalene.

Câu 11: Tính chất nào không phải của benzene?

A. Tác dụng với Br₂ (t^o, FeBr₃).

B. Tác dụng với HNO₃ (đ) /H₂SO₄(đ).

C. Tác dụng với dung dịch KMnO₄.

D. Tác dụng với Cl₂, as.

Câu 12: Chất nào sau đây có thể làm nhạt màu dung dịch Br₂ trong CCl₄ ở điều kiện thường?

A. Benzene.

B. Toluene.

C. Styrene.

D. Naphthalene.

Câu 13: Khi được chiếu sáng, benzene có thể phản ứng với Cl₂ tạo thành sản phẩm nào?

A. C₆H₅Cl.

B. C₆H₁₁Cl.

C. C₆H₆Cl₆.

D. C₆H₁₂Cl₆.

Câu 14: Số đồng phân hydrocarbon thơm ứng với công thức phân tử C₈H₁₀ là

A. 2.

B. 4.

C. 3.

D. 5.

Câu 15: Gọi tên arene sau theo danh pháp thay thế?

A. 1-methyl-2-ethylbenzene.

B. 1-ethyl-2-methylbenzene.

C. 2-methyl-1-ethylbenzene.

D. 1-ethyl-6-methylbenzene.

Xem thêm các bài tóm tắt Hóa học lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác: