Номер 4, страница 61 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

4. Приведите по одному примеру реакций присоединения и замещения с участием бензола.

Реакция присоединения

Реакции присоединения для бензола, в отличие от непредельных углеводородов (алкенов и алкинов), протекают в жестких условиях, так как они ведут к разрушению энергетически выгодной ароматической системы. Примером такой реакции является гидрирование (присоединение водорода) бензола, которое приводит к образованию циклогексана. Реакция протекает при высокой температуре и давлении в присутствии металлического катализатора (например, никеля, платины или палладия).

Уравнение реакции гидрирования бензола:

$C_6H_6 + 3H_2 \xrightarrow{t, p, Ni} C_6H_{12}$

В этой реакции три двойные связи в бензольном кольце разрываются, и к каждому атому углерода присоединяется по одному атому водорода, в результате чего образуется насыщенный циклический углеводород — циклогексан.

Ответ: Примером реакции присоединения для бензола является его гидрирование с образованием циклогексана: $C_6H_6 + 3H_2 \rightarrow C_6H_{12}$.

Реакция замещения

Для бензола и других аренов наиболее характерны реакции электрофильного замещения ($S_EAr$), в ходе которых происходит замена атома водорода в бензольном кольце на другую частицу или группу атомов с сохранением устойчивой ароматической системы. Классическим примером является нитрование бензола. Реакция проводится с использованием нитрующей смеси, состоящей из концентрированных азотной и серной кислот. Серная кислота выступает в роли катализатора и водоотнимающего средства.

Уравнение реакции нитрования бензола:

$C_6H_6 + HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4 (\text{конц.}), 50-60^{\circ}C} C_6H_5NO_2 + H_2O$

В результате реакции один атом водорода в молекуле бензола замещается на нитрогруппу ($-NO_2$), и образуются продукты — нитробензол и вода.

Ответ: Примером реакции замещения для бензола является его нитрование с образованием нитробензола и воды: $C_6H_6 + HNO_3 \rightarrow C_6H_5NO_2 + H_2O$.