Страница 39 - гдз по химии 10 класс учебник Габриелян, Остроумов

а) Для того чтобы назвать углеводород $CH_3-C \equiv C-CH_2-CH_3$ по международной номенклатуре (ИЮПАК), необходимо выполнить следующие шаги:

1. Определение главной цепи. Самая длинная непрерывная цепь атомов углерода, которая включает тройную связь, состоит из 5 атомов. Основа названия, соответствующая пяти атомам углерода, — "пент-". Поскольку в молекуле присутствует тройная связь, это алкин, и к названию добавляется суффикс "-ин".

2. Нумерация цепи. Атомы углерода в главной цепи нумеруются с того конца, к которому ближе тройная связь, чтобы ее положение (локант) получило наименьший возможный номер. При нумерации слева направо ($C^1H_3-C^2 \equiv C^3-C^4H_2-C^5H_3$) тройная связь начинается у второго атома углерода. При нумерации справа налево ($C^5H_3-C^4 \equiv C^3-C^2H_2-C^1H_3$) она начинается у третьего атома. Следовательно, правильной является нумерация слева направо.

3. Формирование названия. В названии указывается локант тройной связи (в данном случае "2") после корня, обозначающего длину цепи, и перед суффиксом. Заместители в этой молекуле отсутствуют. Итоговое название — пентин-2.

Ответ: пентин-2.

б) Для соединения $CH_3-CH_2-CH_2-C \equiv CH$ действуем по аналогии:

1. Определение главной цепи. Самая длинная углеродная цепь, содержащая тройную связь, также состоит из 5 атомов углерода. Основа названия — "пентин".

2. Нумерация цепи. Нумерацию начинаем с того конца, ближе к которому находится тройная связь. В данном случае это правый конец молекулы ($C^5H_3-C^4H_2-C^3H_2-C^2 \equiv C^1H$). При такой нумерации тройная связь получает наименьший возможный номер — 1. Это терминальный (концевой) алкин.

3. Формирование названия. Указываем положение тройной связи (локант "1") и получаем название: пентин-1.

Ответ: пентин-1.

в) Рассмотрим структуру, представленную как $HC \equiv C - C(CH_3)_2 - CH_3$. Для удобства ее можно представить в развернутом виде:

$CH_3$
|
$HC \equiv C - C - CH_3$
|
$CH_3$

1. Определение главной цепи. Главная цепь должна быть самой длинной и обязательно включать в себя тройную связь. В данном случае самая длинная такая цепь содержит 4 атома углерода ($HC \equiv C - C - CH_3$). Основа названия — "бут-", суффикс — "-ин". Получаем "бутин".

2. Нумерация цепи. Нумерацию начинаем с левого конца, чтобы атом углерода тройной связи получил наименьший номер (1): $H\underline{C^1} \equiv \underline{C^2} - \underline{C^3} - \underline{C^4}H_3$.

3. Определение и наименование заместителей. У третьего атома углерода ($C^3$) в главной цепи находятся два заместителя — это метильные группы ($-CH_3$).

4. Формирование названия. Сначала указываем номера атомов, у которых находятся заместители (3,3), затем используем приставку "ди-", так как заместителя два, и называем сам заместитель ("метил"). После этого указываем название главной цепи с положением тройной связи ("бутин-1"). Объединив все части, получаем полное название.

Ответ: 3,3-диметилбутин-1.

Решение

Для построения структурных формул органических соединений по их названиям в соответствии с номенклатурой ИЮПАК, необходимо выполнить следующие шаги:

1. Найти главную углеродную цепь. Ее длина определяется корнем в названии (например, "бут" - 4 атома C, "пент" - 5, "гекс" - 6).
2. Определить тип и положение кратной связи. Суффикс "-ин" указывает на наличие тройной связи ($C \equiv C$), а цифра после него — номер атома углерода, с которого она начинается. Нумерацию цепи начинают с того конца, к которому ближе кратная связь.
3. Определить наличие, тип и положение заместителей. Приставки "ди-", "три-" указывают на количество одинаковых заместителей, а цифры перед названием — на их положение в главной цепи.
4. Дописать к каждому атому углерода необходимое количество атомов водорода, чтобы валентность углерода была равна четырем.

а) бутин-1

Название указывает на углеводород из класса алкинов. Корень "бут-" означает, что главная цепь состоит из 4 атомов углерода. Суффикс "-ин-1" указывает на наличие тройной связи, которая начинается у первого атома углерода. Нумеруем цепь, рисуем тройную связь и дописываем атомы водорода.

Ответ:

$$ HC \equiv C-CH_2-CH_3 $$

б) пентин-2

Корень "пент-" означает цепь из 5 атомов углерода. Суффикс "-ин-2" указывает на то, что тройная связь находится между вторым и третьим атомами углерода. Нумеруем цепь, размещаем тройную связь и насыщаем атомы углерода водородом до валентности четыре.

Ответ:

$$ CH_3-C \equiv C-CH_2-CH_3 $$

в) 4,4-диметилпентин-2

Главная цепь — "пентин-2", то есть 5 атомов углерода с тройной связью после второго атома. Приставка "4,4-диметил" говорит о том, что у четвертого атома углерода находятся два заместителя — метильные группы ($-CH_3$). Нумерацию цепи начинаем с того конца, чтобы тройная связь получила наименьший номер (2, а не 3). Затем размещаем заместители и добавляем атомы водорода.

Ответ:

$$ CH_3-C \equiv C-C(CH_3)_3 $$

г) 2,2,5-триметилгексин-3

Главная цепь — "гексин-3", то есть 6 атомов углерода с тройной связью между третьим и четвертым атомами. Тройная связь находится в центре цепи, поэтому направление нумерации определяется положением заместителей. Приставка "2,2,5-триметил" указывает на наличие трех метильных групп. При нумерации слева направо заместители получают номера 2, 2, 5. При нумерации справа налево — 2, 5, 5. Согласно правилу наименьших локантов, выбирается первый вариант (2,2,5). Таким образом, две метильные группы находятся у второго атома углерода, и одна — у пятого.

Ответ:

$$ CH_3-C(CH_3)_2-C \equiv C-CH(CH_3)-CH_3 $$

Этилен ($CH_2=CH_2$) и ацетилен ($CH \equiv CH$) являются непредельными (ненасыщенными) углеводородами, что определяет сходство многих их химических свойств. Однако наличие двойной связи у этилена и тройной у ацетилена обуславливает и существенные различия.

Общие черты

Общим для этилена и ацетилена является способность вступать в реакции присоединения и окисления по месту кратных связей. Это связано с наличием в их молекулах менее прочных $\pi$-связей, которые легко разрываются.

1. Реакции присоединения.

   • Гидрирование (присоединение водорода): Оба вещества могут присоединять водород в присутствии катализаторов (Ni, Pt, Pd), превращаясь в предельный углеводород этан. Ацетилен реагирует в две стадии.

     Этилен: $CH_2=CH_2 + H_2 \xrightarrow{Ni, t} CH_3-CH_3$ (этан)

     Ацетилен: $CH \equiv CH + H_2 \xrightarrow{Pd/PbCO_3} CH_2=CH_2$ (этилен)

     $CH_2=CH_2 + H_2 \xrightarrow{Ni, t} CH_3-CH_3$ (этан)

     Суммарно для ацетилена: $CH \equiv CH + 2H_2 \xrightarrow{Ni, t} CH_3-CH_3$ (этан)

   • Галогенирование (присоединение галогенов): Оба обесцвечивают бромную воду, что является качественной реакцией на кратную связь. Ацетилен может присоединить две молекулы галогена.

     Этилен: $CH_2=CH_2 + Br_2 \rightarrow CH_2Br-CH_2Br$ (1,2-дибромэтан)

     Ацетилен: $CH \equiv CH + Br_2 \rightarrow CHBr=CHBr$ (1,2-дибромэтен)

     $CHBr=CHBr + Br_2 \rightarrow CHBr_2-CHBr_2$ (1,1,2,2-тетрабромэтан)

   • Гидрогалогенирование (присоединение галогеноводородов):

     Этилен: $CH_2=CH_2 + HBr \rightarrow CH_3-CH_2Br$ (бромэтан)

     Ацетилен (присоединение по правилу Марковникова на второй стадии):

     $CH \equiv CH + HCl \rightarrow CH_2=CHCl$ (винилхлорид)

     $CH_2=CHCl + HCl \rightarrow CH_3-CHCl_2$ (1,1-дихлорэтан)

2. Реакции окисления.

   • Горение (полное окисление): Оба горят на воздухе с образованием углекислого газа и воды. Ацетилен горит более коптящим пламенем из-за высокого содержания углерода.

     Этилен: $C_2H_4 + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 2H_2O$

     Ацетилен: $2C_2H_2 + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2O$

   • Мягкое окисление (реакция Вагнера): Оба обесцвечивают водный раствор перманганата калия, что также является качественной реакцией на кратную связь.

     Этилен: $3CH_2=CH_2 + 2KMnO_4 + 4H_2O \rightarrow 3HOCH_2-CH_2OH + 2MnO_2 \downarrow + 2KOH$ (этиленгликоль)

     Ацетилен (окисляется до щавелевой кислоты): $3CH \equiv CH + 8KMnO_4 + 4H_2O \rightarrow 3(COOH)_2 + 8MnO_2 \downarrow + 8KOH$

Различия

Различия в свойствах обусловлены разным типом гибридизации атомов углерода и количеством $\pi$-связей.

1. Степень присоединения. Ацетилен, имея две $\pi$-связи, способен присоединить в два раза больше реагента (например, $H_2$, $Br_2$), чем этилен, у которого только одна $\pi$-связь. Реакции с ацетиленом могут протекать ступенчато.

2. Кислотные свойства. Это главное качественное отличие. Атомы углерода в ацетилене находятся в состоянии sp-гибридизации, что делает связь $C-H$ более полярной. Поэтому атомы водорода в ацетилене подвижны и могут замещаться на атомы металлов. Этилен ($sp^2$-гибридизация) такими свойствами не обладает.

   Ацетилен реагирует с аммиачным раствором оксида серебра(I) (реактив То́лленса) с образованием белого осадка ацетиленида серебра:

   $CH \equiv CH + 2[Ag(NH_3)_2]OH \rightarrow Ag-C \equiv C-Ag \downarrow + 4NH_3 \uparrow + 2H_2O$

   Этилен в эту реакцию не вступает. Эта реакция является качественной для обнаружения терминальных (концевых) алкинов.

3. Реакция гидратации (присоединение воды). Продукты гидратации этилена и ацетилена различны.

   Гидратация этилена приводит к образованию этилового спирта:

   $CH_2=CH_2 + H_2O \xrightarrow{H_3PO_4, t, p} CH_3-CH_2OH$ (этанол)

   Гидратация ацетилена (реакция Ку́черова) в присутствии солей ртути(II) приводит к образованию неустойчивого енола, который сразу изомеризуется в уксусный альдегид:

   $CH \equiv CH + H_2O \xrightarrow{HgSO_4, H_2SO_4} [CH_2=CH(OH)] \rightarrow CH_3-CHO$ (уксусный альдегид)

Ответ:

Общие черты этилена и ацетилена заключаются в их способности вступать в реакции присоединения (гидрирование, галогенирование) и окисления (горение, реакция с $KMnO_4$) из-за наличия кратных связей. Различия состоят в том, что: 1) ацетилен может присоединять две молекулы реагента, а этилен — одну; 2) ацетилен, в отличие от этилена, проявляет слабые кислотные свойства (реакции замещения с образованием ацетиленидов); 3) продукты гидратации у них разные (у этилена — спирт, у ацетилена — альдегид).

а) Для осуществления данной цепочки превращений $CH_4 \rightarrow HC \equiv CH \rightarrow CH_3-CHO$ необходимо написать уравнения двух химических реакций.
1. Получение ацетилена (этина) из метана. Эта реакция является пиролизом метана и протекает при очень высокой температуре (около $1500^{\circ}C$).
$2CH_4 \xrightarrow{1500^{\circ}C} HC \equiv CH + 3H_2$
2. Получение ацетальдегида (уксусного альдегида) из ацетилена. Это реакция гидратации ацетилена, известная как реакция Кучерова. Она катализируется солями ртути(II) в кислой среде.
$HC \equiv CH + H_2O \xrightarrow{HgSO_4, H_2SO_4} CH_3-CHO$
Ответ:
1) $2CH_4 \xrightarrow{1500^{\circ}C} HC \equiv CH + 3H_2$
2) $HC \equiv CH + H_2O \xrightarrow{HgSO_4, H_2SO_4} CH_3-CHO$

б) Для осуществления цепочки превращений $CaC_2 \rightarrow HC \equiv CH \rightarrow CHCl=CHCl \rightarrow CHCl_2-CHCl_2$ необходимо провести три последовательные реакции.
1. Получение ацетилена (этина) гидролизом карбида кальция. Это лабораторный способ получения ацетилена.
$CaC_2 + 2H_2O \rightarrow HC \equiv CH + Ca(OH)_2$
2. Хлорирование ацетилена с разрывом одной из пи-связей в тройной связи для получения 1,2-дихлорэтена. Реакция является реакцией присоединения.
$HC \equiv CH + Cl_2 \rightarrow CHCl=CHCl$
3. Дальнейшее хлорирование 1,2-дихлорэтена. Молекула хлора присоединяется по двойной связи, образуя 1,1,2,2-тетрахлорэтан.
$CHCl=CHCl + Cl_2 \rightarrow CHCl_2-CHCl_2$
Ответ:
1) $CaC_2 + 2H_2O \rightarrow HC \equiv CH + Ca(OH)_2$
2) $HC \equiv CH + Cl_2 \rightarrow CHCl=CHCl$
3) $CHCl=CHCl + Cl_2 \rightarrow CHCl_2-CHCl_2$

в) Для осуществления цепочки превращений этан $\rightarrow$ этен $\rightarrow$ этин, необходимо записать уравнения реакций для следующих переходов: $CH_3-CH_3 \rightarrow CH_2=CH_2 \rightarrow HC \equiv CH$.
1. Получение этена (этилена) из этана. Это реакция каталитического дегидрирования, которая протекает при нагревании в присутствии катализатора (например, Pt, Ni или $Cr_2O_3$).
$CH_3-CH_3 \xrightarrow{t^{\circ}, kat.} CH_2=CH_2 + H_2$
2. Получение этина (ацетилена) из этена. Этот переход обычно осуществляется в два этапа:
а) Сначала к этену присоединяют галоген (например, бром) для получения дигалогеналкана (1,2-дибромэтана).
$CH_2=CH_2 + Br_2 \rightarrow CH_2Br-CH_2Br$
б) Затем проводят реакцию дегидрогалогенирования, отщепляя две молекулы галогеноводорода от 1,2-дибромэтана действием избытка спиртового раствора сильного основания (например, гидроксида калия).
$CH_2Br-CH_2Br + 2KOH_{(спирт.)} \xrightarrow{t^{\circ}} HC \equiv CH + 2KBr + 2H_2O$
Ответ:
1) $CH_3-CH_3 \xrightarrow{t^{\circ}, kat.} CH_2=CH_2 + H_2$
2) Для второго перехода:
$CH_2=CH_2 + Br_2 \rightarrow CH_2Br-CH_2Br$
$CH_2Br-CH_2Br + 2KOH_{(спирт.)} \xrightarrow{t^{\circ}} HC \equiv CH + 2KBr + 2H_2O$

Дано:

Найти:

$\omega(примесей)$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия карбида кальция с водой. В реакции участвует только чистый карбид кальция ($CaC_2$), примеси считаются инертными и с водой не реагируют. Газом, который выделяется в реакции, является ацетилен ($C_2H_2$):

$CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2 \uparrow$

2. Найдем количество вещества (моль) выделившегося газа (ацетилена). Поскольку объем дан при нормальных условиях (н. у.), используем молярный объем газов $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$:

$n(C_2H_2) = \frac{V(C_2H_2)}{V_m} = \frac{11.2 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.5 \text{ моль}$

3. Согласно уравнению реакции, соотношение количеств веществ прореагировавшего карбида кальция и образовавшегося ацетилена составляет 1:1. Следовательно, количество вещества чистого карбида кальция, вступившего в реакцию, также равно 0.5 моль:

$n_{чист}(CaC_2) = n(C_2H_2) = 0.5 \text{ моль}$

4. Вычислим молярную массу карбида кальция ($CaC_2$), используя округленные атомные массы: $Ar(Ca) = 40$, $Ar(C) = 12$.

$M(CaC_2) = 40 \text{ г/моль} + 2 \cdot 12 \text{ г/моль} = 64 \text{ г/моль}$

5. Теперь найдем массу чистого карбида кальция, который прореагировал:

$m_{чист}(CaC_2) = n_{чист}(CaC_2) \cdot M(CaC_2) = 0.5 \text{ моль} \cdot 64 \text{ г/моль} = 32 \text{ г}$

6. Масса примесей в техническом образце — это разница между общей массой технического карбида и массой чистого вещества:

$m(примесей) = m_{техн}(CaC_2) - m_{чист}(CaC_2) = 40 \text{ г} - 32 \text{ г} = 8 \text{ г}$

7. Наконец, определим массовую долю примесей ($\omega$) в исходном образце:

$\omega(примесей) = \frac{m(примесей)}{m_{техн}(CaC_2)} \cdot 100\% = \frac{8 \text{ г}}{40 \text{ г}} \cdot 100\% = 20\%$

Ответ: массовая доля примесей в карбиде кальция составляет 20%.

Дано:

Термохимическое уравнение: $2C_2H_2 + 5O_2 \longrightarrow 4CO_2 + 2H_2O + 2600 \text{ кДж}$

Объем ацетилена (н. у.): $V(C_2H_2) = 44,8 \text{ л}$

Молярный объем газа (н. у.): $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$

Найти:

Количество выделившейся теплоты $Q_x - ?$

Решение:

1. Проанализируем данное термохимическое уравнение реакции горения ацетилена:

$2C_2H_2 + 5O_2 \longrightarrow 4CO_2 + 2H_2O + 2600 \text{ кДж}$

Из уравнения следует, что при сгорании 2 моль газообразного ацетилена ($C_2H_2$) выделяется 2600 кДж теплоты.

2. Рассчитаем количество вещества (число молей) ацетилена, содержащееся в объеме 44,8 л при нормальных условиях (н. у.). Для этого воспользуемся формулой, связывающей количество вещества газа с его объемом:

$n = \frac{V}{V_m}$

где $n$ — количество вещества (моль), $V$ — объем газа (л), а $V_m$ — молярный объем газа при нормальных условиях, который является константой и равен $22,4 \text{ л/моль}$.

Подставим в формулу известные значения:

$n(C_2H_2) = \frac{44,8 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 2 \text{ моль}$

3. Теперь, зная количество вещества сгоревшего ацетилена, можно рассчитать выделившееся количество теплоты. Составим пропорцию на основе данных из уравнения реакции и наших расчетов:

При сгорании 2 моль $C_2H_2$ — выделяется 2600 кДж теплоты.

По условию задачи сгорает 2 моль $C_2H_2$ — выделяется $Q_x$ кДж теплоты.

$\frac{2 \text{ моль}}{2 \text{ моль}} = \frac{2600 \text{ кДж}}{Q_x}$

Решая эту пропорцию, находим $Q_x$:

$Q_x = \frac{2 \text{ моль} \times 2600 \text{ кДж}}{2 \text{ моль}} = 2600 \text{ кДж}$

Ответ: при сгорании 44,8 л ацетилена выделится 2600 кДж теплоты.

Решение

Михаил Григорьевич Кучеров (1850–1911) — выдающийся русский химик-органик, чье имя навсегда вошло в историю химии благодаря его главному открытию. Он родился в Полтавской губернии в дворянской семье. Окончил Петровскую земледельческую и лесную академию в Москве. Большую часть своей научной и преподавательской деятельности Кучеров провел в Санкт-Петербургском технологическом институте. Он был учеником и последователем идей великого русского химика А. М. Бутлерова.

Главным научным достижением М. Г. Кучерова является открытие в 1881 году каталитической реакции гидратации ацетиленовых углеводородов. Эта реакция, получившая его имя (реакция Кучерова), стала фундаментальным методом получения карбонильных соединений — альдегидов и кетонов — из соединений с тройной связью.

Суть реакции заключается в присоединении молекулы воды к тройной связи алкинов в присутствии катализатора — солей ртути(II) (например, сульфата ртути $HgSO_4$) в кислой среде (обычно используется серная кислота $H_2SO_4$).

В случае гидратации самого простого алкина — ацетилена — образуется промежуточный неустойчивый продукт, виниловый спирт, который немедленно изомеризуется в более стабильное соединение — уксусный альдегид (ацетальдегид).
Общая схема реакции для ацетилена:
$HC \equiv CH + H_2O \xrightarrow{Hg^{2+}, H^+} [CH_2=CH-OH] \rightarrow CH_3-CHO$

При гидратации других алкинов (гомологов ацетилена) присоединение воды происходит по правилу Марковникова: атом водорода присоединяется к наиболее гидрированному атому углерода при тройной связи. В результате этого образуются кетоны. Например, при гидратации пропина получается ацетон (пропанон):
$CH_3-C \equiv CH + H_2O \xrightarrow{Hg^{2+}, H^+} [CH_3-C(OH)=CH_2] \rightarrow CH_3-C(O)-CH_3$

Открытие Кучерова имело колоссальное практическое значение. В начале XX века на его основе был разработан первый промышленный метод получения уксусного альдегида из ацетилена. Ацетальдегид, в свою очередь, является ключевым сырьем для синтеза уксусной кислоты, этилового спирта, синтетического каучука (по методу Лебедева) и многих других органических продуктов. За свое открытие М. Г. Кучеров в 1885 году был удостоен престижной премии имени Н. Н. Зинина и А. А. Воскресенского.

Хотя в наши дни из-за высокой токсичности солей ртути и появления более экономичных нефтехимических процессов реакция Кучерова в промышленности применяется ограниченно, она остается классическим методом в лабораторной практике и важной частью теоретического курса органической химии.

Ответ: Сообщение о жизни и научном вкладе выдающегося русского химика-органика М. Г. Кучерова подготовлено. Ключевым его достижением является открытие реакции каталитической гидратации алкинов (реакция Кучерова), которая стала основой для промышленного синтеза ацетальдегида и других важных органических соединений в XX веке.

Арены и алкены не являются однотипными соединениями, несмотря на то что оба класса относятся к непредельным углеводородам и в их названиях может встречаться суффикс -ен, формально указывающий на наличие двойных связей. Арены обладают рядом уникальных особенностей строения и свойств, которые кардинально отличают их от алкенов и других классов углеводородов.

1. Особенности строения

Ключевое различие между аренами и алкенами заключается в характере их $\pi$-электронной системы.

• Алкены содержат локализованную двойную связь $C=C$. Это означает, что $\pi$-электронная плотность сконцентрирована строго между двумя конкретными атомами углерода. Эта двойная связь состоит из одной прочной $\sigma$-связи и одной менее прочной, реакционноспособной $\pi$-связи.
• Арены (классический пример — бензол $C_6H_6$) имеют уникальную структуру. Все шесть атомов углерода в цикле находятся в состоянии $sp^2$-гибридизации и образуют плоский шестиугольник. У каждого атома углерода остается по одной негибридизованной p-орбитали. Эти шесть p-орбиталей, перпендикулярных плоскости кольца, перекрываются друг с другом, образуя единую делокализованную $\pi$-электронную систему, которая охватывает все шесть атомов углерода. В результате в бензольном кольце нет чередующихся одинарных и двойных связей; все связи C–C равноценны и имеют промежуточную длину ($0.139$ нм) между одинарной ($0.154$ нм) и двойной ($0.134$ нм). Это особое свойство строения называется ароматичностью.

2. Особенности свойств

Различия в строении напрямую определяют химическое поведение этих соединений.

• Для алкенов из-за наличия доступной и относительно слабой $\pi$-связи характерны реакции присоединения. Двойная связь легко разрывается, позволяя присоединять различные реагенты (водород, галогены, воду и др.). Характерным качественным тестом на алкены является быстрое обесцвечивание бромной воды и раствора перманганата калия.
  Пример реакции присоединения для этена: $CH_2=CH_2 + Br_2 \rightarrow CH_2Br-CH_2Br$
• Для аренов делокализованная ароматическая $\pi$-система обладает очень высокой стабильностью. Ее разрушение энергетически невыгодно. Поэтому арены, в отличие от алкенов, не вступают в реакции присоединения в обычных условиях. Вместо этого для них характерны реакции электрофильного замещения, в ходе которых атом водорода в кольце замещается на другую частицу, но стабильная ароматическая система при этом сохраняется. Бензол не обесцвечивает бромную воду (реакция идет только в присутствии катализатора) и устойчив к действию окислителей, таких как перманганат калия, в мягких условиях.
  Пример реакции замещения для бензола: $C_6H_6 + Br_2 \xrightarrow{FeBr_3} C_6H_5Br + HBr$

Таким образом, хотя оба названия могут указывать на непредельность, механизм этой непредельности и ее химические проявления совершенно разные.

Ответ: Нет, арены и алкены не являются однотипными соединениями. Арены характеризуются уникальной особенностью строения — наличием стабильной, делокализованной $\pi$-электронной системы (ароматичностью), которая обуславливает их специфические химические свойства. В отличие от алкенов, для которых характерны реакции присоединения по месту двойной связи, для аренов типичными являются реакции электрофильного замещения, в которых сохраняется их стабильная ароматическая структура.