Номер 2, страница 157 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 26. Получение и применение алканов. Глава 3. Углеводороды - номер 2, страница 157.

Условие.

2. Как из метана в две стадии получить его ближайший гомолог? Напишите уравнения реакций и укажите условия их проведения.

Решение.

Решение 2.

Решение

Ближайшим гомологом метана ($CH_4$), который является первым представителем гомологического ряда алканов ($C_nH_{2n+2}$), является этан ($C_2H_6$). Для получения этана из метана необходимо удлинить углеродную цепь. Это можно сделать в две стадии.

1. Галогенирование метана

На первой стадии необходимо ввести в молекулу метана функциональную группу, которая позволит в дальнейшем удлинить цепь. Для этого проводят реакцию галогенирования, например, хлорирование. Реакция протекает по свободнорадикальному механизму под действием ультрафиолетового излучения или при нагревании. В результате один атом водорода в метане замещается на атом хлора с образованием хлорметана.

Уравнение реакции:

$CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} CH_3Cl + HCl$

Условия проведения: облучение ультрафиолетовым светом (квант света, обозначается $h\nu$) или высокая температура (250-400 °C). Чтобы уменьшить вероятность образования продуктов более глубокого замещения (дихлорметана, хлороформа и тетрахлорметана), реакцию проводят при избытке метана.

2. Синтез Вюрца

На второй стадии используется реакция Вюрца, которая позволяет соединить две алкильные группы и получить алкан с удвоенным числом атомов углерода. Полученный на первой стадии хлорметан вводят в реакцию с металлическим натрием в среде инертного растворителя.

Уравнение реакции:

$2CH_3Cl + 2Na \rightarrow C_2H_6 + 2NaCl$

Условия проведения: реакцию необходимо проводить в среде абсолютного (безводного) растворителя, как правило, диэтилового эфира, поскольку металлический натрий бурно реагирует с водой.

Ответ:

Получить этан из метана в две стадии можно следующим образом:

1) Реакция хлорирования метана на свету для получения хлорметана: $CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} CH_3Cl + HCl$.

2) Реакция Вюрца с использованием хлорметана и металлического натрия для получения этана: $2CH_3Cl + 2Na \xrightarrow{эфир} C_2H_6 + 2NaCl$.