Bọ rùa “pháo thủ” là một loại côn trùng thuộc loại bọ cánh cứng đất, tên khoa học là Carabidae. Sở dĩ chúng có biệt danh như vậy là bởi mỗi khi cảm thấy bị đe dọa hay đi săn mồi, Carabidae sẽ phun ra một loạt “đại bác” – vốn là các hóa chất rất độc hại từ phía chóp bụng kèm theo một tiếng nổ nhẹ. Ước tính, trong vòng một giây, số viên “đại bác” được khai hỏa của bọ rùa có thể lên tới 368 – 735 viên. Đặc biệt hơn, bọ rùa “pháo thủ” sản xuất “đại bác” ngay trong các tuyến thuộc khoang bụng của mình. Cụ thể, chúng có hai khoang đựng hydrogen peroxide và hydroquinone dạng lỏng. Hai hóa chất này sẽ được bọ rùa tiết ra, hòa lẫn trong một khoang riêng, với chất xúc tác bao gồm các enzyme như peroxidise và catalase.

Đó là thời điểm tất cả hòa trộn và tạo thành những viên “đại bác p-benzoquinone (C6H4O2) có sức nóng lên tới 100°C và vận tốc gần 10 m/s. Không chỉ vậy mà chất này còn vô cùng độc hại. Nếu người dính phải “đại bác của bọ rùa, nạn nhân có thể bị bỏng rát, còn những loài côn trùng nhỏ như kiến, muỗi… thì chắc chắn từ nạn nếu trúng phải đòn tấn công này. Phản ứng xảy ra khi phóng “đại bác như sau:
C6H6O2(aq) + H2O2(aq) → C6H4O2(aq) + 2H2O(l)
Tiến hành thí nghiệm cho 5,49 mL dung dịch C6H6O2 (hydroquinone) 3 mol/L tác dụng với lượng vừa đủ H2O2 nhận thấy lượng nhiệt tỏa ra làm 10 mL nước tăng từ 20°C đến 100°C. Biết mối quan hệ giữa nhiệt lượng, nhiệt dung riêng và nhiệt độ như sau: q = m × C × ΔT; nhiệt dung riêng của nước bằng 4,18 J.K-1.g-1; khối lượng riêng của nước là 1,00 g/mL.
a) Hợp chất p-benzoquinone thuộc loại carboxylic acid.
b) Phản ứng trên là phản ứng oxi hoá – khử, H2O2 là chất oxi hoá.
c) Biến thiên Enthalpy của phản ứng là –203 kJ (làm tròn đến hàng đơn vị).
d) Hợp chất hydroquinone thuộc loại polyphenol.
(a) Sai, hợp chất p-benzoquinone thuộc loại ketone.
(b) Đúng, phản ứng trên là phản ứng oxi hoá – khử, H2O2 chất oxi hoá (số oxi hóa của O giảm từ -1 xuống -2).
(c) Đúng:
Q = m.C.ΔT = 10.1.4,18.(100 – 20) = 3344 J = 3,344 kJ
nC6H6O2 = 5,49.10-3.3 = 0,01647 mol
Q = –ΔrH°298.0,01647 = 3,344
—> ΔrH°298 = -203 kJ
(d) Đúng, hydroquinone là phenol 2 chức, thuộc loại polyphenol.