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

Theo sơ đồ (toluene là chất đầu): (1) + H₂/Ni, t° → A là phản ứng cộng (cộng H₂ vào vòng benzene); (2) + KMnO₄/H₂SO₄ → B là phản ứng oxi hóa (không tính); (3) + 3HNO₃/H₂SO₄ đặc, t° → C là phản ứng thế (nitro hóa vòng benzene); (4) + Cl₂/UV → D là phản ứng thế (thế H ở nhóm CH₃); (5) + Cl₂/FeCl₃ → E là phản ứng thế (thế H trên vòng benzene). Tổng số phản ứng cộng và thế = 4 (các phản ứng 1, 3, 4, 5). Đáp án A.

(AI giải đề cho tôi)
Thể tích toàn bộ xăng: $V=\frac{88\times 10^6\text{ g}}{0,88{\text{ g/cm}}^3}=10^8{\text{ cm}}^3=100{\text{ m}}^3$. Benzene giới hạn không quá 1% theo thể tích: $V_{benzene}=0,01\times 100=1{\text{ m}}^3$. Vậy chọn A.

(AI giải đề cho tôi)
Benzen không làm mất màu dung dịch KMnO4 loãng ngay cả khi đun nóng vì vòng benzen bền vững, không bị oxi hóa. Toluene có nhánh CH3 hoạt động (do ảnh hưởng của vòng benzen), khi đun nóng với KMnO4 loãng nhánh này bị oxi hóa thành nhóm COOH, làm mất màu dung dịch KMnO4. Vậy ống nghiệm 1 không mất màu, ống nghiệm 2 mất màu → A đúng, B và C sai. Phương trình trong D sai vì trong môi trường KMnO4/KOH, sản phẩm của nhánh methyl là muối C6H5COOK (kèm KOH và H2O), không phải C6H5COOH tự do như đã viết; hơn nữa phương trình đó không cân bằng đúng theo môi trường phản ứng. Đáp án: A.

(AI giải đề cho tôi)
Benzen không làm mất màu KMnO4 loãng ngay cả khi đun nóng (vòng benzen bền vững). Toluen có nhánh CH3 liên kết với vòng benzen nên bị KMnO4 oxi hóa nhánh thành nhóm -COOH/-COO- khi đun nóng, làm mất màu dung dịch. Vậy ống 1 không mất màu, ống 2 mất màu → A đúng. Phương trình ở D không đúng với điều kiện thực tế: trong môi trường KMnO4 loãng trung tính, sản phẩm là muối kali benzoat (C6H5COOK) chứ không phải axit benzoat tự do cùng lúc với KOH; do đó D bị loại.

(AI giải đề cho tôi)
Benzene ở điều kiện thích hợp phản ứng được với: HNO₃ đặc có H₂SO₄ đặc làm xúc tác (phản ứng thế, tạo nitrobenzene); H₂ với xúc tác Ni, đun nóng (phản ứng cộng, tạo cyclohexane); Cl₂ có xúc tác FeCl₃ (thế, tạo chlorobenzene) hoặc chiếu sáng (cộng); O₂ khi đun nóng (cháy, tạo CO₂ và H₂O). Kiểm tra các phương án khác: A sai vì benzene không phản ứng với HCl; B sai vì benzene không phản ứng với H₂O; C sai vì benzene không làm mất màu dung dịch KMnO₄ và không phản ứng với Br₂ (chỉ phản ứng với nước bromine qua phản ứng thế với aniline/phenol, không phải benzene). Vậy đáp án là D, trùng với đáp án nguồn (13-D).

(AI giải đề cho tôi)
DDT là thuốc trừ sâu tổng hợp từ benzen (tác dụng với trichloroacetaldehyde rồi chlor hóa), có hoạt tính diệt sâu mạnh nhưng rất độc và gây ô nhiễm môi trường lâu dài nên đã bị cấm sử dụng. TNT là thuốc nổ, 666 (lindan) tổng hợp từ benzen nhưng mô tả kinh điển về thuốc trừ sâu từ benzen bị cấm vì độc hại môi trường là DDT.

Đáp án C

(AI giải đề cho tôi)
Stiren (C6H5-CH=CH2) chứa liên kết đôi C=C trong nhóm vinyl nên phản ứng cộng với brom ở nhiệt độ thường, làm mất màu dung dịch brom. Toluene, benzen không phản ứng với brom nếu không có chất xúc tác/ánh sáng; hexan là ankan no, không làm mất màu brom ở điều kiện thường. Đáp án khớp với bảng đáp án nguồn (câu 20: A).

(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).

(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)
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)
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)
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)
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)
Stiren (C6H5-CH=CH2) chứa liên kết đôi C=C trong nhánh nên phản ứng cộng với brom làm mất màu dung dịch brom ở nhiệt độ thường. Toluen và benzen không phản ứng với dung dịch brom nếu không có chất xúc tác; hexan là ankan no không phản ứng. Đáp án khớp với bảng đáp án nguồn (Câu 20: A).

Các arene có công thức phân tử $C_8{H}_{10}$ gồm: 1. Ethylbenzene: $C_6{H}_{5}C{H}_{2}C{H}_3$. 2. o-xylene: 1,2-dimethylbenzene. 3. m-xylene: 1,3-dimethylbenzene. 4. p-xylene: 1,4-dimethylbenzene. Vậy có 4 đồng phân arene.