Номер 2, страница 153 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно получить полиэтилен из метана.

Для получения полиэтилена из метана необходимо провести цепочку химических превращений. Наиболее распространённый промышленный способ включает следующие стадии:

1. Получение ацетилена из метана

Метан подвергают пиролизу (нагреванию до очень высокой температуры без доступа воздуха). При температуре около $1500^\circ C$ две молекулы метана дегидрируются и димеризуются, образуя ацетилен и водород.

Уравнение реакции:

$2CH_4 \xrightarrow{1500^\circ C} C_2H_2 + 3H_2$

2. Получение этилена из ацетилена

Ацетилен ($C_2H_2$) имеет тройную связь, а для получения полиэтилена нужен этилен ($C_2H_4$) с двойной связью. Переход осуществляется путем реакции каталитического гидрирования (присоединения водорода). Чтобы реакция не пошла до конца с образованием этана ($C_2H_6$), используется специальный, менее активный катализатор, например, катализатор Линдлара (палладий, нанесенный на карбонат кальция, $Pd/CaCO_3$).

Уравнение реакции:

$C_2H_2 + H_2 \xrightarrow{Pd/CaCO_3} C_2H_4$

3. Получение полиэтилена из этилена

Это заключительная стадия — реакция полимеризации. Молекулы этилена (мономеры) соединяются друг с другом в длинные макромолекулярные цепи, образуя полимер — полиэтилен. Процесс протекает при определённых условиях (температура, давление) и в присутствии катализатора.

Уравнение реакции:

$nCH_2=CH_2 \xrightarrow{p, t^\circ, kat.} (-CH_2-CH_2-)_n$

Таким образом, полная схема превращений выглядит следующим образом: метан → ацетилен → этилен → полиэтилен.

Ответ:

$2CH_4 \xrightarrow{1500^\circ C} C_2H_2 + 3H_2$
$C_2H_2 + H_2 \xrightarrow{Pd/CaCO_3} C_2H_4$
$nCH_2=CH_2 \xrightarrow{p, t^\circ, kat.} (-CH_2-CH_2-)_n$