Номер 8, страница 62 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

8. При реакции бензола с газообразным фтором происходит полное разрушение углеродного скелета и образуется фторид углерода $CF_4$. Напишите уравнение этой реакции.

Решение

В условии задачи сказано, что при реакции бензола ($C_6H_6$) с газообразным фтором ($F_2$) происходит полное разрушение углеродного скелета с образованием фторида углерода ($CF_4$). Это означает, что все атомы углерода, входившие в состав бензола, превращаются в $CF_4$. Кроме углерода, в состав бензола входит водород, который при реакции с фтором образует фтороводород ($HF$).

Таким образом, исходными веществами (реагентами) являются бензол $C_6H_6$ и фтор $F_2$, а продуктами реакции — фторид углерода(IV) $CF_4$ и фтороводород $HF$.

Запишем общую схему реакции:
$C_6H_6 + F_2 \rightarrow CF_4 + HF$

Для написания полного уравнения реакции необходимо расставить стехиометрические коэффициенты, то есть уравнять число атомов каждого элемента в левой и правой частях.

1. Начнем с уравнивания атомов углерода. В левой части уравнения в одной молекуле бензола ($C_6H_6$) содержится 6 атомов углерода. Чтобы в правой части их стало столько же, нужно поставить коэффициент 6 перед формулой $CF_4$.
$C_6H_6 + F_2 \rightarrow 6CF_4 + HF$

2. Теперь уравняем атомы водорода. В левой части в молекуле $C_6H_6$ содержится 6 атомов водорода. В правой части водород есть только в $HF$. Чтобы уравнять количество атомов водорода, ставим коэффициент 6 перед $HF$.
$C_6H_6 + F_2 \rightarrow 6CF_4 + 6HF$

3. В последнюю очередь уравниваем атомы фтора. Посчитаем их количество в правой части уравнения: в 6 молекулах $CF_4$ содержится $6 \times 4 = 24$ атома фтора; в 6 молекулах $HF$ содержится $6 \times 1 = 6$ атомов фтора. Итого в правой части $24 + 6 = 30$ атомов фтора. Молекула фтора двухатомна ($F_2$), поэтому, чтобы получить 30 атомов фтора в левой части, нужно взять $30 / 2 = 15$ молекул $F_2$. Ставим коэффициент 15 перед $F_2$.
$C_6H_6 + 15F_2 \rightarrow 6CF_4 + 6HF$

Проверим баланс атомов:
Слева: C - 6, H - 6, F - $15 \times 2 = 30$.
Справа: C - $6 \times 1 = 6$, F - $6 \times 4 = 24$; H - $6 \times 1 = 6$, F - $6 \times 1 = 6$. Итого: C - 6, H - 6, F - $24 + 6 = 30$.
Количество атомов всех элементов в левой и правой частях уравнения равно. Уравнение составлено верно.

Ответ: $C_6H_6 + 15F_2 \rightarrow 6CF_4 + 6HF$