Đề luyện tập về hydrocarbon thơm ở mức kiến thức phổ thông: công thức, phản ứng thế đặc trưng, tính chất so với alkene và phản ứng trùng hợp của styrene. Điều kiện phản ứng được nêu khi cần để phân biệt các hướng phản ứng.
ĐỀ ÔN THI TỐT NGHIỆP THPT MÔN HÓA HỌC – ĐỀ SỐ 19
Thời gian: 50 phút. Gồm 18 câu nhiều lựa chọn, 4 câu đúng/sai (mỗi câu 4 ý), 6 câu trả lời ngắn; thang điểm tham khảo cấu trúc 2025 là 4,5 + 4,0 + 1,5 điểm.
Phần I. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn
- Câu 1. Hydrocarbon thơm như benzene có đặc trưng cấu trúc nào?
A. Chỉ có liên kết đơn mạch hở; B. Chứa nitrogen trong vòng; C. Vòng liên hợp với electron π được delocalize; D. Luôn có nhóm –OH. - Câu 2. Công thức phân tử của benzene là
A. C₆H₁₂; B. C₆H₁₀; C. C₆H₆; D. C₆H₁₄. - Câu 3. Toluene (methylbenzene) có công thức phân tử
A. C₆H₆; B. C₆H₁₂; C. C₇H₁₄; D. C₇H₈. - Câu 4. Khi benzene phản ứng với Br₂ có xúc tác FeBr₃, phản ứng đặc trưng chủ yếu là
A. cộng brom vào vòng để làm mất tính thơm; B. trùng hợp; C. thế một H trên vòng bằng Br; D. cracking. - Câu 5. Hệ thuốc thử thường dùng để nitrate hóa benzene ở mức phổ thông là
A. NaCl/H₂O; B. HNO₃ đặc/H₂SO₄ đặc, đun nóng thích hợp; C. HCl loãng/ánh sáng; D. Br₂ nước ở nhiệt độ thường. - Câu 6. Ở điều kiện thường, benzene không làm mất màu nước brom nhanh như alkene chủ yếu vì
A. vòng thơm bền; phản ứng thế cần điều kiện/xúc tác thích hợp; B. benzene không chứa carbon; C. Br₂ là chất khí; D. benzene tan hoàn toàn trong nước. - Câu 7. Phản ứng cộng hydrogen hoàn toàn vào benzene tạo cyclohexane. Tỉ lệ mol C₆H₆:H₂ là
A. 1:3; B. 1:1; C. 1:2; D. 3:1. - Câu 8. Styrene có cấu tạo C₆H₅–CH=CH₂. Nhóm chức cho phép styrene tham gia trùng hợp cộng là
A. liên kết C–H trên vòng; B. liên kết đôi ở nhánh vinyl; C. toàn bộ vòng benzene như alkene thông thường; D. nhóm carboxyl. - Câu 9. Tên thông dụng của C₆H₅CH₃ là
A. phenol; B. styrene; C. aniline; D. toluene. - Câu 10. Monomer styrene trùng hợp tạo polymer nào?
A. polystyrene; B. polyethylene; C. poly(vinyl chloride); D. poly(methyl methacrylate). - Câu 11. Phương trình cân bằng cháy hoàn toàn của benzene là
A. C₆H₆+6O₂→6CO₂+3H₂O; B. 2C₆H₆+15O₂→12CO₂+6H₂O; C. 2C₆H₆+9O₂→12CO+6H₂O; D. C₆H₆+O₂→CO₂+H₂O. - Câu 12. Khối lượng mol của benzene, C₆H₆ (C=12, H=1), bằng
A. 72 g/mol; B. 84 g/mol; C. 90 g/mol; D. 78 g/mol. - Câu 13. Số mol benzene trong 15,6 g benzene tinh khiết là
A. 0,20 mol; B. 0,10 mol; C. 0,50 mol; D. 2,00 mol. - Câu 14. Ở điều kiện có xúc tác Ni và nhiệt độ/áp suất phù hợp, 1 mol benzene cộng hoàn toàn bao nhiêu mol H₂?
A. 1 mol; B. 6 mol; C. 3 mol; D. 2 mol. - Câu 15. Nhóm methyl gắn trên vòng benzene có ảnh hưởng định hướng thế điện ly thơm chủ yếu theo hướng
A. ortho và para; B. meta; C. chỉ thế vào mạch nhánh trong mọi điều kiện; D. không tạo sản phẩm thế. - Câu 16. Một mol styrene trùng hợp cộng hoàn toàn, không thất thoát monomer, tạo khối lượng polymer gần bằng
A. một nửa khối lượng styrene; B. gấp đôi khối lượng styrene; C. khối lượng oxygen hấp thụ; D. tổng khối lượng styrene đã dùng. - Câu 17. Trong phân tử benzene, mỗi nguyên tử carbon vòng gần đúng có dạng lai hóa
A. sp³; B. sp²; C. sp; D. không lai hóa. - Câu 18. Để phân biệt benzene với hex-1-ene bằng nước brom ở điều kiện thường, nhận xét phù hợp là
A. cả hai làm mất màu ngay như nhau; B. hex-1-ene làm mất màu nước brom do phản ứng cộng; benzene không phản ứng tương tự nếu không có điều kiện xúc tác thích hợp; C. chỉ benzene làm mất màu; D. không chất nào phản ứng với brom.
Phần II. Trắc nghiệm đúng/sai
Câu 1. Cấu trúc và phản ứng của benzene.
- Benzene có vòng sáu carbon phẳng với hệ electron π liên hợp.
- Benzene thường phản ứng thế để giữ lại hệ thơm thay vì cộng dễ dàng như alkene thông thường.
- Ở điều kiện thường, chỉ cần lắc benzene với nước brom là vòng benzene nhanh chóng cộng Br₂ và mất tính thơm.
- Brom hóa vòng benzene cần điều kiện xúc tác thích hợp như FeBr₃ trong mô hình phản ứng phổ thông.
Câu 2. Toluene và styrene.
- Toluene có thể gọi là methylbenzene và có công thức C₇H₈.
- Styrene có một liên kết đôi C=C ở nhánh vinyl bên ngoài vòng thơm.
- Trùng hợp cộng styrene tiêu thụ liên kết đôi ở nhánh để tạo mạch polystyrene.
- Styrene và benzene có cùng công thức phân tử vì đều chứa vòng sáu carbon.
Câu 3. Tính toán phản ứng hydrogen hóa và cháy.
- C₆H₆+3H₂→C₆H₁₂ là phương trình hydrogen hóa hoàn toàn cân bằng.
- 1 mol benzene cần 3 mol H₂ để tạo cyclohexane theo phương trình đã cân bằng.
- Đốt cháy hoàn toàn 1 mol benzene tạo 6 mol CO₂.
- Đốt cháy 0,20 mol benzene tạo tối đa 1,20 mol CO₂ nếu oxygen dư.
Câu 4. Định hướng thế trên vòng đã có nhóm methyl.
- Trong thế electrophile trên toluene, nhóm methyl thường định hướng sản phẩm thế mới vào vị trí ortho và para.
- Hai vị trí ortho trên toluene tương đương nhau do tính đối xứng của vòng một nhóm thế.
- Hai vị trí meta trên toluene tương đương nhau theo từng cặp đối xứng.
- Mọi vị trí hydrogen trên vòng toluene đều tương đương nhau.
Phần III. Trả lời ngắn
- Câu 1: Tính số mol benzene trong 7,80 g C₆H₆ (M=78 g/mol).
- Câu 2: Theo phương trình hydrogen hóa C₆H₆+3H₂→C₆H₁₂, tính số mol H₂ vừa đủ cho 0,40 mol benzene.
- Câu 3: Đốt hoàn toàn 0,15 mol benzene. Tính số mol CO₂ tạo thành.
- Câu 4: Styrene có M=104 g/mol. Nếu 0,25 mol styrene trùng hợp cộng hoàn toàn, tính khối lượng polystyrene thu được khi bỏ qua thất thoát.
- Câu 5: Tính khối lượng CO₂ tạo ra khi đốt hoàn toàn 0,10 mol benzene (M(CO₂)=44 g/mol).
- Câu 6: Benzene chứa sáu electron π trong mô hình liên kết delocalize. Tính số mol electron π tương ứng trong 0,50 mol benzene.
Đáp án và lời giải
Phần I
- Câu 1. C. Benzene có vòng liên hợp, các electron π được delocalize trên vòng; đặc điểm này gắn với tính thơm và độ bền của nó.
- Câu 2. C. Benzene có sáu carbon và sáu hydrogen, công thức phân tử là C₆H₆.
- Câu 3. D. Toluene là methylbenzene, thay một H của benzene bằng CH₃ nên công thức tăng thêm C₁H₂ thành C₇H₈.
- Câu 4. C. Trong brom hóa vòng thơm, một hydrogen trên vòng bị thay bởi brom; xúc tác Lewis acid giúp hoạt hóa Br₂.
- Câu 5. B. Nitration benzene dùng hỗn hợp acid nitric và sulfuric đậm đặc trong điều kiện thích hợp để tạo tác nhân nitro hóa.
- Câu 6. A. Hệ thơm bền hơn một alkene thông thường; benzene không làm mất màu nước brom bằng phản ứng cộng nhanh ở điều kiện thường.
- Câu 7. A. C₆H₆+3H₂→C₆H₁₂; hệ số cho tỉ lệ một mol benzene trên ba mol hydrogen.
- Câu 8. B. Liên kết đôi của nhánh vinyl bị mở khi trùng hợp cộng; vòng benzene được giữ lại trong mắt xích polystyrene.
- Câu 9. D. C₆H₅CH₃ là methylbenzene, tên thông dụng là toluene.
- Câu 10. A. Các phân tử styrene nối với nhau qua liên kết đôi nhánh để tạo polystyrene.
- Câu 11. B. Cân bằng C, H trước được 12CO₂ và 6H₂O cho hai benzene; tổng 30 nguyên tử O cần 15O₂.
- Câu 12. D. M(C₆H₆)=6×12+6×1=78 g/mol.
- Câu 13. A. Áp dụng n=m/M: 15,6/78=0,20 mol benzene.
- Câu 14. C. Mỗi vòng benzene cộng đủ ba phân tử H₂ thành vòng cyclohexane trong điều kiện thích hợp.
- Câu 15. A. Nhóm methyl hoạt hóa vòng và định hướng thế điện ly thơm chủ yếu đến các vị trí ortho, para.
- Câu 16. D. Trùng hợp cộng không tách phân tử nhỏ; gần như toàn bộ khối lượng monomer đi vào polymer.
- Câu 17. B. Mỗi carbon trong vòng tạo ba liên kết σ gần phẳng và góp một orbital p vào hệ π liên hợp, phù hợp lai hóa sp².
- Câu 18. B. Alkene phản ứng cộng brom làm mất màu dung dịch; benzene ưu tiên thế và cần xúc tác, nên không cho cùng hiện tượng nhanh trong điều kiện thường.
Phần II
- Câu 1: a) Đúng; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng. Phản ứng cộng sẽ phá vỡ tính thơm nên benzene thường tham gia thế với xúc tác thay vì cộng brom nhanh.
- Câu 2: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai. Styrene có công thức C₈H₈ do có thêm nhánh CH=CH₂ so với benzene C₆H₆.
- Câu 3: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng. Tỉ lệ hydrogen hóa là 1:3; phương trình cháy cho một mol benzene sáu mol CO₂.
- Câu 4: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai. Các vị trí ortho (2,6) và meta (3,5) tương đương theo từng cặp; vị trí para (4) là một loại riêng.
Phần III
- Câu 1: 0,10 mol. n=7,80/78=0,10 mol.
- Câu 2: 1,20 mol H₂. n(H₂)=3×0,40=1,20 mol theo hệ số cân bằng.
- Câu 3: 0,90 mol CO₂. Phương trình cháy cho tỉ lệ benzene:CO₂=1:6; 0,15×6=0,90 mol.
- Câu 4: 26,0 g polystyrene. Không có phân tử nhỏ tách ra khi trùng hợp cộng; m=0,25×104=26,0 g.
- Câu 5: 26,4 g CO₂. n(CO₂)=0,10×6=0,60 mol; m=0,60×44=26,4 g.
- Câu 6: 3,0 mol electron π. Mỗi mol benzene tương ứng sáu mol electron π; 0,50×6=3,0 mol.