Giải bài tập SGK Hóa 11 Nâng cao Bài 55: Phenol

Khi thay nguyên tử H của hiđrocacbon bằng nhóm OH thì được dẫn xuất hiđroxi. Hãy điền chữ Đ (đúng) hoặc S (sai) vào dấu [ ...] ở mỗi định nghĩa sau:

a) Phenol là dẫn xuất hiđroxi của hiđrocacbon thơm. [ ...]

b) Phenol là dẫn xuất hiđroxi mà nhóm OH đính với C của vòng thơm. [... ]

c) Ancol thơm là dẫn xuất hiđroxi của hiđrocacbon thơm. [ ...]

d) Ancol thơm là đồng đẳng của phenol. [... ]

Phương pháp giải

Nắm chắc định nghĩa ancol, phenol, phân tích từng nhận định, từ đó đưa ra kết luận

Hướng dẫn giải

a) Sai

b) Đúng

c) Sai

d) Sai

Hãy viết công thức cấu tạo các đồng phân có công thức phân tử C₇H₈O chứa vòng bezen. Gọi tên và phân loại chúng theo nhóm chức.

Phương pháp giải

Tên = số chỉ vị trí nhánh + tên nhánh + benzen

- Đánh số trên vòng sao cho tổng vị trí trên vòng là nhỏ nhất

- Nếu 2 nhóm thế trên vòng benzen ở vị trí: 1,2 – ortho; 1,3 – meta; 1,4 – para.

Hướng dẫn giải

Đồng phân chứa vòng benzen của C₇H₈O:

o-crezol (phenol)

m-crezol (phenol)

p-crezol (phenol)

Ancolbenzylic (ancol thơm)

Metylphenylete (ete thơm)

Hãy đưa ra các bằng chứng thực nghiệm (viết phương trình hóa học của phản ứng) để chứng tỏ rằng:

a) Phenol là axit mạnh hơn etanol. Giải thích.

b) Phản ứng thế ở vòng benzen của phenol dễ hơn của nitrobenzen. Giải thích.

Phương pháp giải

a) C₆H₅OH + NaOH → C₆H₅ONa + H₂O

C₆H₅OH + 3Br₂ → C₆H₂Br₃OH + 3HBr

b) Giải tích nhờ hiệu ứng liên hợp

Hướng dẫn giải

Câu a: Phenol có tính axit mạnh hơn vì phenol phản ứng với dung dịch NaOH, etanol không phản ứng với dung dịch NaOH.

C₆H₅OH + NaOH → C₆H₅ONa + H₂O

Vòng benzen hút electron làm mật độ electron trên nguyên tử O giảm ⇒ liên kết –O-H phân cực mạnh ⇒ Phenol có tính axit tuy yếu. Trong khi đó nhóm -C₂H₅ của ancol etylic đẩy electron làm mật độ electron trên nguyên tử O tăng⇒ liên kết –O-H ít phân cực hơn.

C₆H₅OH + 3Br₂ → C₆H₂Br₃OH + 3HBr

Câu b: Nhóm –OH đẩy electron vào vòng benzen nhờ hiệu ứng liên hợp p-π (electron trên phân lớp p của nguyên tử O và liên kết π của vòng benzen) làm cho vị trí 2,4,6 (ortho, para) giàu electron, phản ứng thế ưu tiên tại các vị trí này. Trong khi đó nhóm -NO₂ trong phân tử nitrobenzen hút electron làm cho vị trí 2. 4, 6 không còn giàu electron như trường hợp phenol.

Cho phenol tác dụng với hidro có xúc tác Ni và đun nóng thì thu được xiclohexanol. Viết phương trình hóa học của phản ứng và đề nghị phương pháp tách lấy xiclohexanol và thu hồi phenol còn dư (dựa vào tính chất vật lí và hóa học).

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất vật lí và hóa học của phenol, xiclohexanol để tiến hành tách 

Hướng dẫn giải

- C₆H₅OH + 3H₂ → C₆H₁₁OH

- Cho hỗn hợp C₆H₅OH và C₆H₁₁OH tác dụng với dung dịch NaOH đặc. Phenol tác dụng tạo muối, tác lớp chìm xuống dưới, C₆H₁₁OH không phản ứng nổi lên trên. Chiết thu được C₆H₁₁OH và C₆H₅ONa. Thổi khí CO₂ vào dung dịch C₆H₅ONa. Phenol tách lớp nổi lên trên, chiết thu được phenol.

C₆H₅OH + NaOH → C₆H₅ONa + H₂O

C₆H₅ONa + CO₂+H₂O → C₆H₅OH + NaHCO₃

Hãy nhận biết các chất trong các nhóm sau đây dựa vào tính chất vật lí và hoá học của chúng:

a) Phenol, etanol và xiclohexanol.

b) p-Crezol, glixerol và benzyl clorua.

Phương pháp giải

a) Dùng dung dịch brom 

b) Dùng Cu(OH)₂

Hướng dẫn giải

Câu a: Dung dịch brom nhận biết được phenol vì nó tạo ra kết tủa trắng.

C₆H₅OH + 3Br₂ → C₆H₂Br₃OH + 3HBr

Dùng H₂O nhận biết được C₂H₅OH vì nó tan hoàn toàn trong nước, C₆H₁₁OH tan ít, dung dịch phân lớp.

Câu b: Dùng Cu(OH)₂ nhận biết được glixerol vì tạo ra dung dịch xanh lam trong suốt

Cho hai mẫu còn lại tác dụng với dung dịch NaOH, đun nóng, chiết lấy phần dung dịch nằm phía dưới. Cho phần dung dịch này tác dụng với dung dịch AgNO₃ nếu thấy tạo kết tủa trắng ⇒ C₆H₅CH₂Cl

C₆H₅CH₂Cl + NaOH → C₆H₅CH₂OH + NaCl

CH₃-C₆H₄-OH + NaOH → CH₃-C₆H₄-ONa + H₂O

NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃

Cho từ từ nước brom vào một hỗn hợp gồm phenol và stiren đến khi ngừng mất màu thì hết 300,0 g dung dịch nước brom nồng độ 3,2%. Để trung hoà hỗn hợp thu được cần dùng 14,4 ml dung dịch NaOH 10% (D = 1,11 g/cm³). Hãy tính thành phần phần trăm của hỗn hợp ban đầu.

Phương pháp giải

- Viết PTHH của phản ứng

- Tính nBr₂, nHBr ⇒ Số mol Br₂ tham gia phản ứng (2)

⇒ nC₆H₅OH ⇒ % = ?

Hướng dẫn giải

\(\begin{array}{l}
{n_{B{r_2}}} = \frac{{300.3,2}}{{100.160}} = 0,06mol\\
{n_{NaOH}} = \frac{{1,11.14,4.10}}{{100.40}} = 0,04mol
\end{array}\)

C₆H₅OH + 3Br₂ → C₆H₂Br₃OH + 3HBr

0,04             0,04                          0,04

C₆H₅-CH=CH₂ + Br₂ → C₆H₅-CHBr-CH₂Br  (2)

0,02                 0,02 = (0,06-0,04)

HBr + NaOH → NaBr + H₂O   (3)

0,04                   0,04

Từ (3) ⇒ nHBr = 0,04(mol)

Từ (1) ⇒ nBr₂ = 0,04 mol ⇒ Số mol Br₂ tham gia phản ứng (2) là 0,02 mol

Theo pt:

nC₆H₅OH = 0,04:3 mol

mC₆H₅OH = 94.nC₆H₅OH = 1,253 gam

nStriren = 104.0,02 = 2,08 gam

%mPhenol = 37,59%

%mStriren = 100% - 37,59% = 62,41%