Номер 9, страница 128 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

9. Укажите вещество X в схеме превращений

$C_6H_{14} \longrightarrow X \longrightarrow C_6H_5Br$

1) гексен

2) бензол

3) толуол

4) гексан

Решение

В представленной схеме превращений необходимо определить промежуточное вещество X.

Схема превращений: $C_6H_{14} \rightarrow X \rightarrow C_6H_5Br$

1. Анализ исходного и конечного веществ.

Исходное вещество – $C_6H_{14}$ – гексан, который относится к классу алканов (насыщенных углеводородов). Его структурная формула $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$.

Конечное вещество – $C_6H_5Br$ – бромбензол, который является галогенпроизводным ароматического углеводорода – бензола ($C_6H_6$).

2. Определение вещества X.

Первый этап: $C_6H_{14} \rightarrow X$. Чтобы из гексана (алифатического соединения) получить производное бензола (ароматического соединения), необходимо сначала получить сам бензол. Превращение гексана в бензол является реакцией ароматизации (или каталитической дегидроциклизации). Реакция протекает при нагревании в присутствии катализатора (например, $Pt$ или $Cr_2O_3$):

$C_6H_{14} \xrightarrow{t, kat} C_6H_6 + 4H_2$

Таким образом, вещество X – это бензол ($C_6H_6$).

Второй этап: $X \rightarrow C_6H_5Br$. Проверим, может ли бензол превращаться в бромбензол. Реакция бензола с бромом в присутствии катализатора (кислоты Льюиса, например, $FeBr_3$) приводит к образованию бромбензола. Это реакция электрофильного замещения:

$C_6H_6 + Br_2 \xrightarrow{FeBr_3} C_6H_5Br + HBr$

Эта реакция подтверждает, что вещество X – это бензол. Цепочка превращений является химически корректной, если X – бензол.

Сравним с предложенными вариантами:

• 1) гексен – продукт дегидрирования гексана, но не ароматизации.
• 3) толуол ($C_7H_8$) – содержит 7 атомов углерода и не может быть получен из гексана ($C_6H_{14}$) в одну стадию.
• 4) гексан – является исходным веществом, а не промежуточным продуктом X.

Следовательно, вещество X – это бензол.

Ответ: 2) бензол.