Номер 576, страница 127 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

576. Осуществите цепочку превращений:

$CaC_2 \xrightarrow{H_2O} \dots \xrightarrow{H_2O/H^+, Hg^{2+}} \dots \xrightarrow{H_2/Ni, t} \dots$

Решение

Данная задача представляет собой цепочку химических превращений, состоящую из трёх последовательных стадий, начиная с карбида кальция.

1. Первая стадия: $CaC_2 \xrightarrow{H_2O} C_2H_2$

Карбид кальция ($CaC_2$) реагирует с водой (гидролиз) с образованием ацетилена (этина) и гидроксида кальция. Это стандартный лабораторный и промышленный метод получения ацетилена.

Уравнение реакции:

$CaC_2 + 2H_2O \rightarrow CH\equiv CH\uparrow + Ca(OH)_2$

Промежуточное вещество — ацетилен, $C_2H_2$.

2. Вторая стадия: $C_2H_2 \xrightarrow{H_2O/H^+, Hg^{2+}} CH_3CHO$

Ацетилен вступает в реакцию гидратации (присоединения воды) в присутствии катализатора — солей ртути(II) в кислой среде. Эта именная реакция называется реакцией Кучерова. В результате реакции образуется промежуточный неустойчивый продукт — енол (виниловый спирт), который немедленно изомеризуется в более стабильное соединение — уксусный альдегид (этаналь).

Уравнение реакции:

$CH\equiv CH + H_2O \xrightarrow{H_2SO_4, HgSO_4} [CH_2=CHOH] \rightarrow CH_3-CHO$

Промежуточное вещество — уксусный альдегид, $CH_3CHO$.

3. Третья стадия: $CH_3CHO \xrightarrow{H_2/Ni, t} CH_3CH_2OH$

Уксусный альдегид подвергается восстановлению водородом (гидрированию) на металлическом катализаторе, в данном случае на никеле ($Ni$), при повышенной температуре ($t$). Альдегидная группа восстанавливается до первичной спиртовой группы, в результате чего образуется этанол (этиловый спирт).

Уравнение реакции:

$CH_3-CHO + H_2 \xrightarrow{Ni, t} CH_3-CH_2-OH$

Конечное вещество — этанол, $CH_3CH_2OH$.

Ответ:

Итоговая схема превращений с уравнениями реакций:

1) $CaC_2 + 2H_2O \rightarrow C_2H_2 + Ca(OH)_2$

2) $C_2H_2 + H_2O \xrightarrow{H^+, Hg^{2+}} CH_3CHO$

3) $CH_3CHO + H_2 \xrightarrow{Ni, t} CH_3CH_2OH$