Với giải Hoạt động trang 107 Hóa học lớp 11 Kết nối tri thức chi tiết trong Bài 17: Arene (Hydrocarbon thơm) giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Hóa học. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Hóa học lớp 11 Bài 17: Arene (Hydrocarbon thơm)

Hoạt động trang 107 Hóa học 11: Nghiên cứu phản ứng oxi hoá toluene và benzene bằng dung dịch KMnO₄

- Cho vào hai ống nghiệm, mỗi ống 1 mL dung dịch KMnO₄ 0,05 M và 1 mL dung dịch H₂SO₄ 2M.

- Cho tiếp vào ống (1) 1 mL benzene, ống nghiệm (2) 1 mL toluene. Lắc đều và đậy cả hai ống nghiệm bằng nút có ống thuỷ tinh thẳng.

- Đun cách thuỷ hai ống nghiệm trong nồi nước nóng. Ông nghiệm (2) màu tím nhạt dần và mất màu, ống nghiệm (1) vẫn giữ nguyên màu tím.

Nhận xét khả năng phản ứng của benzene và toluene với KMnO₄. Giải thích.

Lời giải:

Hiện tượng: Toluene làm mất màu dung dịch thuốc tím khi đun nóng; Benzene không làm mất màu dung dịch thuốc tím cả ở điều kiện thường và khi đun nóng.

Giải thích:

Do hiệu ứng liên hợp π bền vững nên benzene không tác dụng với KMnO₄ (không làm mất màu dung dịch KMnO₄) kể cả khi đun nóng.

Do ảnh hưởng của vòng benzene, mạch nhánh – CH₃ của toluene dễ bị oxi hoá khi tương tác với chất oxi hoá mạnh như KMnO₄. Phương trình hoá học:

5C₆H₅CH₃ + 6KMnO₄ + 9H₂SO₄ → 5C₆H₅COOH + 3K₂SO₄ + 6MnSO₄ + 14H₂O.

Lý thuyết 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.