Номер 2, страница 153 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Авторы: Еремин В. В., Кузьменко Н. Е., Теренин В. И., Дроздов А. А., Лунин В. В.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2023 - 2025
Уровень обучения: углублённый
Цвет обложки: белый, зелёный с радугой
Допущено Министерством просвещения Российской Федерации
Популярные ГДЗ в 10 классе
Параграф 25. Химические свойства алканов. Глава 3. Углеводороды - номер 2, страница 153.
№2 (с. 153)
Условие. №2 (с. 153)
скриншот условия

2. Охарактеризуйте химические свойства алканов. Что называют изомеризацией, крекингом, пиролизом, дегидрированием, ароматизацией, галогенированием, нитрованием?
Решение. №2 (с. 153)

Решение 2. №2 (с. 153)
Алканы, или предельные углеводороды, являются химически малоактивными соединениями. Это объясняется наличием в их молекулах только прочных, слабополярных $\sigma$-связей C-C и C-H. Атомы углерода находятся в состоянии $sp^3$-гибридизации. Поэтому для алканов нехарактерны реакции присоединения, а реакции замещения и расщепления требуют жестких условий: высокой температуры, давления, ультрафиолетового облучения или присутствия катализаторов. Основные реакции алканов протекают по свободно-радикальному механизму.
Изомеризацией называют реакцию, в ходе которой происходит изменение структуры углеродного скелета молекулы без изменения ее состава, то есть превращение одного изомера в другой. Для алканов это, как правило, превращение углеводородов нормального (линейного) строения в их разветвленные изомеры. Процесс ведут при нагревании (400–500 °C) в присутствии катализаторов, например, хлорида алюминия ($AlCl_3$). Разветвленные алканы имеют более высокое октановое число, что делает их ценным компонентом бензинов.
Пример изомеризации н-пентана:
$CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3 \xrightarrow{t, AlCl_3} CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$
Ответ: Изомеризация — это процесс превращения алканов линейного строения в их разветвленные изомеры.
Крекингом называют процесс термического или каталитического расщепления углеводородов с длинной цепью на молекулы с меньшим числом атомов углерода. В результате крекинга алканов образуется смесь более легких алканов и алкенов. Термический крекинг проводят при температуре 500–700 °C, а каталитический — при более низкой температуре (450–500 °C) в присутствии катализаторов (алюмосиликатов). Крекинг — важнейший процесс нефтепереработки для получения бензина и непредельных углеводородов.
Пример крекинга додекана ($C_{12}H_{26}$):
$C_{12}H_{26} \xrightarrow{t, kat} C_6H_{14} + C_6H_{12}$
Ответ: Крекинг — это расщепление длинных цепей алканов на более короткие молекулы алканов и алкенов.
Пиролизом называют термическое разложение органических веществ при очень высоких температурах (свыше 700 °C) без доступа воздуха. В отличие от крекинга, пиролиз алканов является более глубоким процессом распада, при котором происходит разрыв не только C–C, но и C–H связей. Продуктами пиролиза могут быть простейшие углеводороды (метан, этилен, ацетилен), водород и чистый углерод (сажа).
Примеры пиролиза метана:
$CH_4 \xrightarrow{>1000^\circ C} C + 2H_2$
$2CH_4 \xrightarrow{1500^\circ C} C_2H_2 + 3H_2$
Ответ: Пиролиз — это высокотемпературное разложение алканов без доступа воздуха с образованием простейших веществ.
Дегидрированием называют реакцию отщепления молекулы водорода ($H_2$) от молекулы органического соединения. В результате дегидрирования алканов образуются непредельные углеводороды — алкены или алкадиены. Реакция является обратимой и проводится при нагревании (500–600 °C) в присутствии катализаторов, таких как $Pt$, $Ni$, $Cr_2O_3$.
Пример дегидрирования пропана:
$CH_3-CH_2-CH_3 \xrightarrow{t, Pt} CH_3-CH=CH_2 + H_2$
Ответ: Дегидрирование — это реакция отщепления водорода от алкана с образованием непредельного углеводорода.
Ароматизацией (или дегидроциклизацией) называют процесс превращения алканов или циклоалканов, имеющих в цепи шесть и более атомов углерода, в ароматические углеводороды (арены). Реакция протекает при высокой температуре (500–600 °C) над катализаторами ($Pt$, $Cr_2O_3$). Процесс включает две стадии: сначала происходит циклизация (замыкание цепи в кольцо), а затем дегидрирование образовавшегося циклоалкана.
Пример ароматизации н-гептана с образованием толуола:
$CH_3-(CH_2)_5-CH_3 \xrightarrow{t, kat} C_6H_5-CH_3 + 4H_2$
Ответ: Ароматизация — это превращение алканов (с $C_6$ и более) в ароматические углеводороды путем циклизации и дегидрирования.
Галогенированием называют реакцию замещения атомов водорода в молекуле алкана на атомы галогенов (F, Cl, Br). Реакция протекает по цепному свободно-радикальному механизму и инициируется УФ-облучением ($h\nu$) или нагреванием. Активность галогенов падает в ряду $F_2 > Cl_2 > Br_2$. Реакция является неселективной и может приводить к образованию смеси полигалогенпроизводных.
Пример ступенчатого хлорирования метана:
$CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} CH_3Cl + HCl$
$CH_3Cl + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} CH_2Cl_2 + HCl$
Ответ: Галогенирование — это реакция замещения атомов водорода в алканах на атомы галогенов.
Нитрованием (реакция Коновалова) называют реакцию замещения атома водорода в алкане на нитрогруппу ($-NO_2$). Реакция осуществляется действием на алканы разбавленной (10–25 %) азотной кислоты при нагревании (около 140 °C) и повышенном давлении. Как и галогенирование, нитрование протекает по свободно-радикальному механизму и приводит к образованию смеси изомерных нитроалканов.
Пример нитрования пропана:
$CH_3-CH_2-CH_3 + HNO_{3(разб.)} \xrightarrow{t, p} \begin{cases} CH_3-CH(NO_2)-CH_3 \text{ (преимущ.)} \\ CH_3-CH_2-CH_2-NO_2 \end{cases} + H_2O$
Ответ: Нитрование — это реакция замещения атома водорода в алкане на нитрогруппу $-NO_2$ при действии азотной кислоты.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по химии за 10 класс, для упражнения номер 2 расположенного на странице 153 к учебнику 2023 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по химии к упражнению №2 (с. 153), авторов: Еремин (Вадим Владимирович), Кузьменко (Николай Егорович), Теренин (Владимир Ильич), Дроздов (Андрей Анатольевич), Лунин (Валерий Васильевич), ФГОС (старый) углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.