giúp mình với ạ Câu 4: Trong phòng thí nghiệm, benzoic acid được điều chế từ toluene theo sơ đồ gồm hai giai đoạn được,đánh số (1) và (2) như sau:,$C_6H_5CH_3\overset{+KMnO_4(aq),~t^0} ightarrow C_6H_5COOK\overset{+HCl(aq)}{(2)} ightarrow C_6H_5COOH$,Trong một thí nghiệm tổng hợp benzoic acid theo sơ đồ trên, từ 2,0 mL toluene (khối lượng riêng bằng 0,867 g mL '),thu được 1,40 gam benzoic acid. Biết $KMnO_4$ và HCl được lấy dư. Hiệu suất của quá trình tổng hợp benzoic,acid từ toluene là h%.,Cho biết số sóng hấp thụ đặc trưng của một số liên kết trên phổ hồng ngoại như sau:,

Liên kết,O-H (alcohol),O-H (carboxylic acid),"$C=O$ (ester, carboxylic acid)"
Số sóng (cm"!),3650 - 3200,3300 - 2500,1780 - 1650

,V a) Giá trị của h là 60,9. (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng,được làm tròn đến hàng phần mười).,b) Trên phổ hồng ngoại của benzoic acid, tín hiệu (peak) ở $1690~cm^{-1}$ đặc trưng cho liên kết O-H.,c) Trong phản ứng ở giai đoạn (2), anion $C_6H_5COO^-$ là một base theo thuyết Bronsted - Lowry.,d) Trong phản ứng vớii $KMnO_4$ (aq) ở giai đoạn (1), toluene đóng vai trò là chất khử.

Question

giúp mình với ạ Câu 4: Trong phòng thí nghiệm, benzoic acid được điều chế từ toluene theo sơ đồ gồm hai giai đoạn được,đánh số (1) và (2) như sau:,$C_6H_5CH_3\overset{+KMnO_4(aq),~t^0}ightarrow C_6H_5COOK\overset{+HCl(aq)}{(2)}ightarrow C_6H_5COOH$,Trong một thí nghiệm tổng hợp benzoic acid theo sơ đồ trên, từ 2,0 mL toluene (khối lượng riêng bằng 0,867 g mL &#x27;),thu được 1,40 gam benzoic acid. Biết $KMnO_4$ và HCl được lấy dư. Hiệu suất của quá trình tổng hợp benzoic,acid từ toluene là h%.,Cho biết số sóng hấp thụ đặc trưng của một số liên kết trên phổ hồng ngoại như sau:,

Liên kết,O-H (alcohol),O-H (carboxylic acid),"$C=O$ (ester, carboxylic acid)"
Số sóng (cm&quot;!),3650 - 3200,3300 - 2500,1780 - 1650

,V a) Giá trị của h là 60,9. (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng,được làm tròn đến hàng phần mười).,b) Trên phổ hồng ngoại của benzoic acid, tín hiệu (peak) ở $1690~cm^{-1}$ đặc trưng cho liên kết O-H.,c) Trong phản ứng ở giai đoạn (2), anion $C_6H_5COO^-$ là một base theo thuyết Bronsted - Lowry.,d) Trong phản ứng vớii $KMnO_4$ (aq) ở giai đoạn (1), toluene đóng vai trò là chất khử.

𝕼.𝖈𝖍𝖎𝖎𝖎＊୨ৎ · Accepted Answer

{"userId":5407563,"userName":"Linh Thảo"}

Câu $4$

$a)$ Tính hiệu suất $h$

$$m_{ ext{toluen}} = 2{,}0 imes 0{,}867 = 1{,}734\, ext{g}$$

$$n_{ ext{toluen}} = \frac{1{,}734}{92} \approx 0{,}01883\, ext{mol}$$

$$n_{ ext{benzoic}} = \frac{1{,}40}{122} \approx 0{,}01148\, ext{mol}$$

$$h = \frac{n_{ ext{benzoic}}}{n_{ ext{toluen}}} imes 100\% = \frac{0{,}01148}{0{,}01883} imes 100\% \approx \boxed{60{,}9\%}$$

$b)$ Phổ hồng ngoại:

* $Peak$ tại $1690\, ext{cm}^{-1}$ thuộc vùng:

$$\boxed{1780 ext{ – } 1650\, ext{cm}^{-1}}$$

* Tương ứng với liên kết $\ce{C=O}$ của $acid$ $carboxylic.$

$$\Rightarrow \boxed{ ext{Không đặc trưng cho } \ce{O-H}}$$

$c)$ Phản ứng $(2):$

$$\ce{C6H5COOK + HCl -> C6H5COOH + KCl}$$

* $Anion$ $\ce{C6H5COO^-}$ nhận $proton:$

$$\ce{C6H5COO^- + H^+ -> C6H5COOH}$$

$$\Rightarrow \boxed{\ce{C6H5COO^-} ext{ là base theo Brønsted–Lowry}}$$

$d)$ Phản ứng $(1):$

$$\ce{C6H5CH3 + 2[O] \xrightarrow{KMnO4} C6H5COOK + H2O}$$

* $\ce{C6H5CH3}$ mất $e$ $→$ bị $oxi$ hóa:

$$\Rightarrow \boxed{\ce{C6H5CH3} ext{ là chất khử}}$$

Timi · Answer

Để giải quyết câu hỏi, ta sẽ thực hiện các bước sau đây:

**Bước 1: Tính khối lượng của toluene ban đầu**
- Thể tích toluene = 2,0 mL
- Khối lượng riêng của toluene = 0,867 g/mL

Khối lượng toluene = Thể tích × Khối lượng riêng
$$ 
m_{C_6H_5CH_3} = 2,0 \, \text{mL} \times 0,867 \, \text{g/mL} = 1,734 \, \text{g} 
$$

**Bước 2: Tính số mol của toluene**
- Khối lượng mol của toluene $C_6H_5CH_3$ = 92 g/mol

Số mol toluene:
$$ 
n_{C_6H_5CH_3} = \frac{m_{C_6H_5CH_3}}{M_{C_6H_5CH_3}} = \frac{1,734 \, \text{g}}{92 \, \text{g/mol}} \approx 0,01883 \, \text{mol} 
$$

**Bước 3: Tính số mol của benzoic acid đã thu được**
- Khối lượng benzoic acid = 1,40 g
- Khối lượng mol của benzoic acid $C_6H_5COOH$ = 122 g/mol

Số mol benzoic acid:
$$ 
n_{C_6H_5COOH} = \frac{m_{C_6H_5COOH}}{M_{C_6H_5COOH}} = \frac{1,40 \, \text{g}}{122 \, \text{g/mol}} \approx 0,01148 \, \text{mol} 
$$

**Bước 4: Tính hiệu suất (h) của quá trình tổng hợp**
Từ phản ứng, mỗi mol toluene sẽ tạo ra 1 mol benzoic acid. Vậy số mol benzoic acid tối đa có thể tạo ra từ số mol toluene đã có:
$$ 
n_{C_6H_5COOH \text{ max}} = n_{C_6H_5CH_3} = 0,01883 \, \text{mol} 
$$

Hiệu suất (h) được tính bằng công thức:
$$ 
h = \left( \frac{n_{C_6H_5COOH}}{n_{C_6H_5CH_3}} \right) \times 100\% 
$$
$$ 
h = \left( \frac{0,01148}{0,01883} \right) \times 100\% \approx 60,9\% 
$$

**Kết luận**:
a) Giá trị của h là **60,9**.

b) Tín hiệu (peak) ở $1690 \, cm^{-1}$ không đặc trưng cho liên kết O-H, mà thực sự nó đặc trưng cho liên kết $C=O$ trong carboxylic acid.

c) Anion $C_6H_5COO^-$ trong phản ứng ở giai đoạn (2) là một base theo thuyết Bronsted - Lowry.

d) Trong phản ứng với $KMnO_4$ (aq) ở giai đoạn (1), toluene đúng là chất khử.

Tóm lại, câu hỏi đã được giải đáp và kết quả cụ thể được trình bày rõ ràng.