Номер 5, страница 157 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 26. Получение и применение алканов. Глава 3. Углеводороды - номер 5, страница 157.

Условие.

5. Напишите уравнения реакций, соответствующие следующей схеме:

$CH_4 \xrightarrow{Br_2} X_1 \xrightarrow{Na} X_2 \xrightarrow{Cl_2} X_3 \xrightarrow{Na} X_4.$

Определите неизвестные вещества.

Решение.

Решение 2.

Решение

Для решения задачи необходимо последовательно определить продукты каждой реакции в предложенной схеме и составить соответствующие уравнения.

1. Превращение $CH_4 \xrightarrow{Br_2} X_1$

Первый этап — это реакция галогенирования метана бромом. Это реакция замещения, которая протекает по свободно-радикальному механизму, как правило, при УФ-облучении ($h\nu$). В результате один атом водорода в молекуле метана замещается на атом брома, образуя бромметан.

Уравнение реакции:

$CH_4 + Br_2 \xrightarrow{h\nu} CH_3Br + HBr$

Таким образом, вещество $X_1$ — это бромметан.

Ответ: Уравнение реакции: $CH_4 + Br_2 \rightarrow CH_3Br + HBr$. Неизвестное вещество $X_1$ — бромметан ($CH_3Br$).

2. Превращение $X_1 \xrightarrow{Na} X_2$

Второй этап — это реакция Вюрца. Бромметан ($CH_3Br$) реагирует с металлическим натрием. В ходе этой реакции две молекулы галогеналкана соединяются, образуя алкан с удвоенной углеродной цепью. В данном случае из двух метильных групп образуется этан.

Уравнение реакции:

$2CH_3Br + 2Na \rightarrow C_2H_6 + 2NaBr$

Таким образом, вещество $X_2$ — это этан.

Ответ: Уравнение реакции: $2CH_3Br + 2Na \rightarrow C_2H_6 + 2NaBr$. Неизвестное вещество $X_2$ — этан ($C_2H_6$).

3. Превращение $X_2 \xrightarrow{Cl_2} X_3$

Третий этап — это галогенирование (хлорирование) этана. Аналогично первой реакции, это реакция свободно-радикального замещения на свету. Атом водорода в молекуле этана замещается на атом хлора, в результате чего образуется хлорэтан.

Уравнение реакции:

$C_2H_6 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} C_2H_5Cl + HCl$

Таким образом, вещество $X_3$ — это хлорэтан.

Ответ: Уравнение реакции: $C_2H_6 + Cl_2 \rightarrow C_2H_5Cl + HCl$. Неизвестное вещество $X_3$ — хлорэтан ($C_2H_5Cl$).

4. Превращение $X_3 \xrightarrow{Na} X_4$

Четвертый этап — это снова реакция Вюрца. Хлорэтан ($C_2H_5Cl$) реагирует с натрием. Два этильных радикала соединяются, образуя бутан.

Уравнение реакции:

$2C_2H_5Cl + 2Na \rightarrow C_4H_{10} + 2NaCl$

Таким образом, вещество $X_4$ — это бутан.

Ответ: Уравнение реакции: $2C_2H_5Cl + 2Na \rightarrow C_4H_{10} + 2NaCl$. Неизвестное вещество $X_4$ — бутан ($C_4H_{10}$).