Номер 1, страница 45 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

1. Общая формула аренов ряда бензола

1) $C_n H_{2n+2}$

2) $C_n H_{2n-6}$

3) $C_n H_{2n-2}$

4) $C_n H_{2n}$

Решение

Арены ряда бензола (или гомологи бензола) — это ароматические углеводороды, молекулы которых состоят из одного бензольного кольца, у которого один или несколько атомов водорода замещены на алкильные радикалы. Общая формула гомологического ряда выражает соотношение атомов углерода ($C$) и водорода ($H$) для любого члена этого ряда. Для нахождения правильной формулы рассмотрим несколько первых представителей этого ряда.

Родоначальником гомологического ряда аренов является бензол. Его химическая формула — $C_6H_6$.

Следующий представитель — толуол (метилбензол). Его получают замещением одного атома водорода в молекуле бензола на метильную группу ($-CH_3$). Формула толуола — $C_6H_5CH_3$, а в брутто-виде — $C_7H_8$.

Еще один представитель — этилбензол, в котором атом водорода замещен на этильную группу ($-C_2H_5$). Его формула — $C_6H_5C_2H_5$, или $C_8H_{10}$.

Теперь проверим, какая из предложенных общих формул, где $n$ — это число атомов углерода, соответствует этим соединениям.

Проверка для бензола ($n=6$, формула $C_6H_6$):

1) $C_nH_{2n+2} \Rightarrow C_6H_{2 \cdot 6 + 2} = C_6H_{14}$ (формула алканов). Неверно.

2) $C_nH_{2n-6} \Rightarrow C_6H_{2 \cdot 6 - 6} = C_6H_6$. Верно.

3) $C_nH_{2n-2} \Rightarrow C_6H_{2 \cdot 6 - 2} = C_6H_{10}$ (формула алкинов или диенов). Неверно.

4) $C_nH_{2n} \Rightarrow C_6H_{2 \cdot 6} = C_6H_{12}$ (формула алкенов или циклоалканов). Неверно.

Уже на примере бензола мы видим, что подходит только вторая формула. Для полной уверенности проверим ее на других членах ряда.

Проверка для толуола ($n=7$, формула $C_7H_8$):

Используем формулу $C_nH_{2n-6}$: $C_7H_{2 \cdot 7 - 6} = C_7H_{14-6} = C_7H_8$. Формула верна.

Проверка для этилбензола ($n=8$, формула $C_8H_{10}$):

Используем формулу $C_nH_{2n-6}$: $C_8H_{2 \cdot 8 - 6} = C_8H_{16-6} = C_8H_{10}$. Формула верна.

Таким образом, общая формула аренов гомологического ряда бензола — $C_nH_{2n-6}$, при условии что $n \ge 6$.

Ответ: 2) $C_nH_{2n-6}$