Неизвестное вещество Х вступает в реакцию с концентрированной азотной кислотой на холоде. Продуктами реакции являются нитробензол и вода. Вещество Х
A) бензол
B) толуол
C) фенол
D) метанол
E) ацетилен
F) стирол
G) этиленгликоль
H) уксусная кислота
Из условия задачи нам сообщают, что вещество Х реагирует с концентрированной азотной кислотой на холоде с образованием нитробензола и воды. Такая реакция характерна для нитрования ароматических соединений, где азотная кислота (часто в присутствии катализатора, но в данном случае указаны только HNO₃) замещает один из атомов водорода в ароматическом кольце на нитро группу с образованием нитробензола. При этом выделяется вода как побочный продукт реакции.
Рассмотрим предложенные варианты:
Вариант A: бензол
У бензола есть характерное ароматическое кольцо, которое при реакции с азотной кислотой на холоде образует нитробензол. Именно это превращение описано в условии задачи. Поэтому бензол – правильный ответ.
Вариант B: толуол
Толуол – это метилбензол, и при нитровании он даст нитротолуолы (около трех изомерных продуктов), а не чистый нитробензол.
Вариант C: фенол
Фенол при нитровании обычно образует множественные нитрофенолы (образуются сложные смеси из-за активизации кольца OH-групп) и не дает нитробензол.
Вариант D: метанол
Метанол не содержит ароматического кольца, и его реакция с азотной кислотой не приведет к образованию нитробензола.
Вариант E: ацетилен
Ацетилен – это углеводород с тройной связью. Его реакция с азотной кислотой не может давать нитробензол, так как отсутствует бензольное кольцо.
Вариант F: стирол
Стирол содержит бензольное кольцо, но с виниловой группой. При такой реакции нитрование будет происходить в другом направлении, а также могут образоваться иные продукты (например, нитростиролы), а не чистый нитробензол.
Вариант G: этиленгликоль
Этиленгликоль – это диол, и его реакция с азотной кислотой не приводит к образованию нитробензола.
Вариант H: уксусная кислота
Уксусная кислота содержит карбоновую группу, а не ароматическое кольцо. Её реакция с азотной кислотой не даст нитробензол.
Таким образом, правильно определить, что вещество Х – это бензол, так как именно он обладает структурой, подходящей для реакции нитрования с получением нитробензола и воды, как описано в задаче.
Ответ: вариант A.