Номер 2, страница 89 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

2. Предложите два способа получения хлорэтана из этилена. Напишите уравнения протекающих реакций.

Хлорэтан (этилхлорид, $C_2H_5Cl$) можно получить из этилена (этена, $C_2H_4$) несколькими способами. Ниже приведены два из них, основанные на разных химических подходах.

Способ 1. Прямое гидрохлорирование этилена

Этот способ представляет собой реакцию электрофильного присоединения хлороводорода ($HCl$) к этилену. В ходе реакции происходит разрыв менее прочной π-связи в двойной связи $C=C$ молекулы этилена. Атом водорода из $HCl$ присоединяется к одному атому углерода, а атом хлора — к другому. Эта реакция является одностадийной и промышленно важной.

Уравнение реакции:

$CH_2=CH_2 + HCl \rightarrow CH_3-CH_2-Cl$

В результате реакции образуется целевой продукт — хлорэтан.

Ответ: Уравнение реакции прямого гидрохлорирования этилена: $CH_2=CH_2 + HCl \rightarrow CH_3CH_2Cl$.

Способ 2. Получение через этанол (двухстадийный синтез)

Данный метод состоит из двух последовательных химических превращений: сначала из этилена получают этанол, а затем из этанола — хлорэтан.

Стадия 1: Гидратация этилена. Этилен вступает в реакцию присоединения воды (гидратация). Реакция проводится в жестких условиях: при высокой температуре ($t^\circ$) и давлении ($p$), в присутствии кислотного катализатора, например, ортофосфорной кислоты ($H_3PO_4$). В результате образуется этанол (этиловый спирт).

Уравнение первой стадии:

$CH_2=CH_2 + H_2O \xrightarrow{H_3PO_4, t^\circ, p} CH_3-CH_2-OH$

Стадия 2: Получение хлорэтана из этанола. Полученный этанол далее вступает в реакцию нуклеофильного замещения, в которой гидроксильная группа ($-OH$) замещается на атом хлора. Для этого можно использовать различные хлорирующие агенты. Один из распространенных лабораторных методов — реакция с хлороводородом ($HCl$) в присутствии катализатора — хлорида цинка ($ZnCl_2$), который активирует спирт.

Уравнение второй стадии:

$CH_3-CH_2-OH + HCl \xrightarrow{ZnCl_2} CH_3-CH_2-Cl + H_2O$

Ответ: Уравнения реакций для двухстадийного синтеза:
1) $CH_2=CH_2 + H_2O \xrightarrow{H_3PO_4, t^\circ, p} CH_3-CH_2-OH$
2) $CH_3-CH_2-OH + HCl \xrightarrow{ZnCl_2} CH_3-CH_2-Cl + H_2O$