Номер 1, страница 89 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

1. Напишите уравнения реакций получения:

а) этилена из этилового спирта;

б) пропилена из 2-бромпропана;

в) пропилена из пропана.

Укажите условия протекания этих реакций. Все указанные реакции можно провести в обратном направлении. Запишите уравнения обратных реакций и укажите условия их протекания.

а) этилена из этилового спирта

Получение этилена (этена) из этилового спирта (этанола) является реакцией внутримолекулярной дегидратации. Для этого этанол нагревают с водоотнимающим средством, как правило, концентрированной серной кислотой, при температуре выше 140°С (оптимально 170-180°С).

Уравнение прямой реакции:
$CH_3-CH_2-OH \xrightarrow{H_2SO_4(конц.), t > 140^\circ C} CH_2=CH_2 \uparrow + H_2O$

Обратная реакция — гидратация этилена — представляет собой присоединение воды к этилену с образованием этилового спирта. Эта реакция является промышленным способом получения этанола и протекает в жестких условиях: при высокой температуре (280-300°C) и давлении (7-8 МПа) в присутствии катализатора, например, ортофосфорной кислоты ($H_3PO_4$).

Уравнение обратной реакции:
$CH_2=CH_2 + H_2O \xrightarrow{H_3PO_4, t, p} CH_3-CH_2-OH$

Ответ:
Прямая реакция: $C_2H_5OH \xrightarrow{H_2SO_4, t > 140^\circ C} C_2H_4 + H_2O$
Обратная реакция: $C_2H_4 + H_2O \xrightarrow{H_3PO_4, t, p} C_2H_5OH$

б) пропилена из 2-бромпропана

Получение пропилена (пропена) из 2-бромпропана — это реакция дегидрогалогенирования, то есть отщепления галогеноводорода ($HBr$). Реакция проводится при нагревании 2-бромпропана со спиртовым раствором сильного основания, например, гидроксида калия ($KOH$).

Уравнение прямой реакции:
$CH_3-CH(Br)-CH_3 + KOH_{(спирт.)} \xrightarrow{t} CH_2=CH-CH_3 \uparrow + KBr + H_2O$

Обратная реакция — гидрогалогенирование пропилена — заключается в присоединении бромоводорода ($HBr$) по двойной связи. Реакция идет в соответствии с правилом Марковникова: атом водорода присоединяется к более гидрированному атому углерода при двойной связи (к $CH_2$), а атом брома — к менее гидрированному (к $CH$).

Уравнение обратной реакции:
$CH_2=CH-CH_3 + HBr \rightarrow CH_3-CH(Br)-CH_3$

Ответ:
Прямая реакция: $C_3H_7Br + KOH_{(спирт.)} \xrightarrow{t} C_3H_6 + KBr + H_2O$
Обратная реакция: $C_3H_6 + HBr \rightarrow C_3H_7Br$

в) пропилена из пропана

Получение пропилена из пропана — это реакция каталитического дегидрирования. От молекулы пропана отщепляется молекула водорода. Процесс ведут при высокой температуре (500-600°С) и в присутствии катализаторов, таких как платина ($Pt$), никель ($Ni$) или оксид хрома(III) ($Cr_2O_3$).

Уравнение прямой реакции:
$CH_3-CH_2-CH_3 \xrightarrow{kat(Pt, Cr_2O_3), t} CH_2=CH-CH_3 \uparrow + H_2 \uparrow$

Обратная реакция — гидрирование пропилена — это присоединение водорода по двойной связи с образованием пропана. Реакция протекает при нагревании и в присутствии тех же металлических катализаторов ($Pt, Pd, Ni$).

Уравнение обратной реакции:
$CH_2=CH-CH_3 + H_2 \xrightarrow{kat(Pt, Ni), t} CH_3-CH_2-CH_3$

Ответ:
Прямая реакция: $C_3H_8 \xrightarrow{kat, t} C_3H_6 + H_2$
Обратная реакция: $C_3H_6 + H_2 \xrightarrow{kat, t} C_3H_8$