Номер 14, страница 204 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 37. Химические свойства бензола и его гомологов. Глава 3. Углеводороды - номер 14, страница 204.

Условие.

14. Напишите уравнения реакций, соответствующие следующей схеме:

$C_6H_6 \xrightarrow{\text{алкилирование}} X_1 \xrightarrow{\text{отщепление}} X_2 \xrightarrow{\text{полимеризация}} X_3$

Приведите структурные формулы соединений $X_1-X_3$.

Решение.

Решение 2.

Решение

Данная схема описывает получение полистирола из бензола в три стадии.

1. Уравнение реакции алкилирования (C₆H₆ → X₁)

На первой стадии бензол ($C_6H_6$) вступает в реакцию алкилирования по Фриделю-Крафтсу. Чтобы на следующей стадии было возможно отщепление с образованием двойной связи, в качестве алкилирующего агента необходимо использовать реагент, вводящий этильную группу, например, этилен ($CH_2=CH_2$). Реакция протекает в присутствии кислотного катализатора (например, $H_3PO_4$) при нагревании. Продуктом является этилбензол ($X_1$).

$C_6H_6 + CH_2=CH_2 \xrightarrow{H_3PO_4, t} C_6H_5-CH_2-CH_3$

Ответ: Вещество $X_1$ – этилбензол ($C_6H_5-CH_2-CH_3$). Уравнение реакции: $C_6H_6 + CH_2=CH_2 \xrightarrow{H_3PO_4, t} C_6H_5-CH_2-CH_3$.

2. Уравнение реакции отщепления (X₁ → X₂)

На второй стадии происходит отщепление водорода (дегидрирование) от этилбензола ($X_1$). Реакция проводится при высокой температуре (около 600°C) и в присутствии катализаторов (например, оксидов железа или цинка). В результате в боковой цепи образуется двойная связь, и получается винилбензол, более известный как стирол ($X_2$).

$C_6H_5-CH_2-CH_3 \xrightarrow{kat, t} C_6H_5-CH=CH_2 + H_2$

Ответ: Вещество $X_2$ – стирол ($C_6H_5-CH=CH_2$). Уравнение реакции: $C_6H_5-CH_2-CH_3 \xrightarrow{kat, t} C_6H_5-CH=CH_2 + H_2$.

3. Уравнение реакции полимеризации (X₂ → X₃)

На третьей стадии стирол ($X_2$), являясь мономером, подвергается реакции полимеризации по месту разрыва двойной связи C=C. В результате образуется высокомолекулярное соединение — полистирол ($X_3$).

$n(C_6H_5-CH=CH_2) \xrightarrow{kat, t, p} [-CH(C_6H_5)-CH_2-]_n$

Ответ: Вещество $X_3$ – полистирол. Уравнение реакции: $n(C_6H_5-CH=CH_2) \xrightarrow{kat, t, p} [-CH(C_6H_5)-CH_2-]_n$.

Структурные формулы соединений X₁–X₃

$X_1$ — этилбензол. Его структурная формула представляет собой бензольное кольцо, соединенное с этильной группой.
$X_2$ — стирол (винилбензол). Его структурная формула представляет собой бензольное кольцо, соединенное с винильной группой.
$X_3$ — полистирол. Это полимер, его формула показывает структуру повторяющегося мономерного звена.

Ответ:
Структурная формула $X_1$ (этилбензол): $C_6H_5-CH_2-CH_3$
Структурная формула $X_2$ (стирол): $C_6H_5-CH=CH_2$
Структурная формула элементарного звена $X_3$ (полистирол): $[-CH(C_6H_5)-CH_2-]_n$