Номер 3, страница 89 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

3. Сколько алкенов может быть получено при дегидрировании 2-метилбутана? Напишите уравнения реакций и укажите условия их протекания.

При дегидрировании 2-метилбутана возможно образование трех структурно изомерных алкенов. Реакция дегидрирования алканов представляет собой отщепление молекулы водорода ($H_2$) и протекает при высокой температуре (обычно 400–600 °C) в присутствии катализаторов, таких как оксид хрома(III) на оксиде алюминия ($Cr_2O_3/Al_2O_3$), платина ($Pt$), палладий ($Pd$) или никель ($Ni$).

Структурная формула исходного вещества, 2-метилбутана:

$CH_3 - \underset{\underset{CH_3}{|}}{CH} - CH_2 - CH_3$

Двойная связь образуется за счет отщепления атомов водорода от соседних атомов углерода. В данной молекуле существует три возможных направления реакции:

Образование 2-метилбут-2-ена

Отщепление водорода от вторичного (C-3) и третичного (C-2) атомов углерода. Согласно правилу Зайцева, этот продукт является основным, так как образуется наиболее замещенный (тетразамещенный) и, следовательно, наиболее термодинамически устойчивый алкен.

$CH_3 - \underset{\underset{CH_3}{|}}{CH} - CH_2 - CH_3 \xrightarrow{t^\circ, Cr_2O_3} CH_3 - \underset{\underset{CH_3}}{|}}{C} = CH - CH_3 + H_2$

Образование 2-метилбут-1-ена

Отщепление водорода от первичного (C-1) и третичного (C-2) атомов углерода.

$CH_3 - \underset{\underset{CH_3}{|}}{CH} - CH_2 - CH_3 \xrightarrow{t^\circ, Cr_2O_3} CH_2 = \underset{\underset{CH_3}}{|}}{C} - CH_2 - CH_3 + H_2$

Образование 3-метилбут-1-ена

Отщепление водорода от вторичного (C-3) и первичного (C-4) атомов углерода.

$CH_3 - \underset{\underset{CH_3}{|}}{CH} - CH_2 - CH_3 \xrightarrow{t^\circ, Cr_2O_3} CH_3 - \underset{\underset{CH_3}}{|}}{CH} - CH = CH_2 + H_2$

Таким образом, в результате реакции образуется смесь трех алкенов, в которой преобладает 2-метилбут-2-ен.

Ответ: При дегидрировании 2-метилбутана может быть получено 3 алкена: 2-метилбут-2-ен (основной продукт), 2-метилбут-1-ен и 3-метилбут-1-ен. Условия реакции: высокая температура (400–600 °C) и катализатор (например, $Cr_2O_3, Pt, Ni$).