ĐỀ SỐ 4
Câu 1 (6 điểm). Trình bày về phản ứng cộng chlorine vào benzene?
Câu 2 (4 điểm). Tính toán lượng khí NOx sinh ra khi đốt cháy 10 kg toluene với hiệu suất đốt cháy là 95%?
Bài Làm:
Câu 1
(6 điểm)
* Phản ứng cộng clorin vào benzene là quá trình thêm hợp chất clorin vào vòng benzen để tạo ra hợp chất có chứa nhóm chức halogen. Trong trường hợp phản ứng cộng clorin vào benzene, một trong những sản phẩm chính là chlorobenzen.
* Cơ chế phản ứng cộng clorin vào benzene là quá trình tạo ra trung gian carbocation bằng cách thay thế một nguyên tử hydroxyl trên vòng benzen bằng một nhóm acyl clorua. Trung gian carbocation sau đó sẽ hút electron từ nhóm benzen để tạo ra sản phẩm chlorobenzen. Cơ chế này được gọi là cơ chế cộng cation.
Câu 2
(4 điểm)
Khối lượng mol của C7H8 (toluene) = 12 × 7 + 1 × 8 = 92 g/mol
Khối lượng mol của 10 kg toluene = (10,000 g) / (92 g/mol) = 108.7 mol
Phản ứng cháy hoàn toàn toluene: C7H8 + 12 O2 → 7 CO2 + 4 H2O
Khối lượng mol O2 cần thiết = (12 × 108.7) / 7 = 186.9 mol
Hiệu suất đốt cháy là 95%, vậy lượng O2 thực tế cung cấp là: (95/100) × 186.9 mol = 177.5 mol
Phản ứng cháy có thể tạo ra các oxit nitơ:
N2 + O2 → 2 NO
2 NO + O2 → 2 NO2
Tỷ lệ khí NOx (NO + NO2) tạo ra trong phản ứng cháy được tính bằng phần trăm theo khối lượng của nitrogen trong toluene, với tỉ lệ thường là 0,01 - 0,05%.
Vậy lượng khí NOx sinh ra khoảng từ 0,01% đến 0,05% × khối lượng nitrogen trong toluene.
Khối lượng mol của Nitrogen trong 10 kg toluene = (10,000 g / 92 g/mol) x (7/92) = 6.99 mol
Vậy lượng khí NOx sinh ra là khoảng từ 0.01% đến 0.05% × 6.99 mol = từ 0.0007 đến 0.0035 mol NOx.
