Номер 31, страница 138 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

31. Реакцией присоединения является взаимодействие формальдегида с

1) $Cu(OH)_2$.

2) $KMnO_4$.

3) $H_2$.

4) $Br_2(H_2O)$.

Решение

Чтобы определить, какая из предложенных реакций является реакцией присоединения, необходимо проанализировать механизм взаимодействия формальдегида с каждым из реагентов. Реакции присоединения — это химические реакции, при которых две или более молекулы соединяются в одну, обычно за счёт разрыва кратных связей. В молекуле формальдегида ($HCHO$) присутствует двойная связь в карбонильной группе ($C=O$), по которой и протекают реакции присоединения.

Рассмотрим каждый из предложенных вариантов:

1) Cu(OH)₂

Взаимодействие формальдегида с гидроксидом меди(II) при нагревании — это качественная реакция на альдегиды. В ходе этой реакции альдегид окисляется до карбоновой кислоты (в данном случае, до муравьиной кислоты), а ион меди(II) восстанавливается до оксида меди(I). Это окислительно-восстановительная реакция, а не реакция присоединения.

$HCHO + 2Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} HCOOH + Cu_2O\downarrow + 2H_2O$

2) KMnO₄

Перманганат калия — сильный окислитель, который окисляет формальдегид до муравьиной кислоты или до углекислого газа и воды в жестких условиях. Эта реакция также является окислительно-восстановительной.

3) H₂

Реакция с водородом в присутствии катализаторов (Ni, Pt, Pd) — это реакция гидрирования. В данном случае происходит присоединение молекулы водорода по двойной связи карбонильной группы $C=O$. Один атом водорода присоединяется к атому углерода, а второй — к атому кислорода, с разрывом $\pi$-связи. В результате из формальдегида образуется метанол. Это классический пример реакции присоединения.

$H-\overset{\displaystyle H}{\overset{|}{\underset{\displaystyle H}{|}{C}}}=O + H_2 \xrightarrow{кат., t} H-\overset{\displaystyle H}{\overset{|}{\underset{\displaystyle H}{|}{C}}}-OH$ или $HCHO + H_2 \xrightarrow{кат.} CH_3OH$

4) Br₂(H₂O)

Бромная вода, являясь окислителем, вступает с формальдегидом в окислительно-восстановительную реакцию. Альдегидная группа окисляется до карбоксильной, а бром восстанавливается. Это не реакция присоединения.

$HCHO + Br_2 + H_2O \rightarrow HCOOH + 2HBr$

Таким образом, единственной реакцией присоединения из перечисленных является взаимодействие формальдегида с водородом.

Ответ: 3.