Номер 5, страница 203 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 37. Химические свойства бензола и его гомологов. Глава 3. Углеводороды - номер 5, страница 203.

Условие.

5. При реакции бензола с газообразным фтором происходит полное разрушение углеродного скелета. Напишите уравнение этой реакции.

Решение.

Решение 2.

Решение

Реакция бензола ($C_6H_6$) с газообразным фтором ($F_2$) является процессом глубокого окисления. Фтор — самый активный неметалл и чрезвычайно сильный окислитель. Поэтому его реакция с органическими веществами, в том числе с таким устойчивым соединением как бензол, протекает очень бурно, со взрывом, и приводит к полному разрушению углеродного скелета молекулы.

Условие о полном разрушении углеродного скелета означает, что все связи C-C и C-H в молекуле бензола разрываются, и каждый атом углерода и водорода реагирует с фтором.

1. Атомы углерода (C) окисляются фтором до своей высшей возможной степени окисления +4. Продуктом является тетрафторид углерода, $CF_4$.

2. Атомы водорода (H) соединяются с фтором, образуя фтороводород, $HF$.

Таким образом, исходные вещества — бензол и фтор, а продукты реакции — тетрафторид углерода и фтороводород. Составим схему реакции:

$C_6H_6 + F_2 \rightarrow CF_4 + HF$

Для получения уравнения реакции необходимо расставить стехиометрические коэффициенты, основываясь на законе сохранения массы веществ.

1.Уравняем атомы углерода (C). В левой части уравнения в одной молекуле бензола $C_6H_6$ содержится 6 атомов углерода. Чтобы уравнять их количество, в правой части перед формулой $CF_4$ необходимо поставить коэффициент 6.

$C_6H_6 + F_2 \rightarrow 6CF_4 + HF$

2.Уравняем атомы водорода (H). В левой части в молекуле $C_6H_6$ содержится 6 атомов водорода. Следовательно, в правой части перед формулой фтороводорода $HF$ также нужно поставить коэффициент 6.

$C_6H_6 + F_2 \rightarrow 6CF_4 + 6HF$

3.Уравняем атомы фтора (F). Теперь подсчитаем общее количество атомов фтора в продуктах реакции (в правой части). В 6 молекулах $CF_4$ содержится $6 \times 4 = 24$ атома фтора. В 6 молекулах $HF$ содержится $6 \times 1 = 6$ атомов фтора. Суммарное количество атомов фтора справа составляет $24 + 6 = 30$. Чтобы в левой части было такое же количество атомов фтора, перед молекулой $F_2$ нужно поставить коэффициент 15, так как каждая молекула фтора содержит 2 атома ($15 \times 2 = 30$).

Итоговое сбалансированное уравнение реакции:

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

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