Номер 21, страница 29 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

2.21. Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно в одну стадию получить этан из: а) этена (этилена); б) бромметана; в) этина (ацетилена); г) ацетата натрия; 5) пропионата натрия.

а) этена (этилена)
Получить этан из этена (этилена) можно в одну стадию с помощью реакции гидрирования. Это реакция присоединения молекулярного водорода к молекуле этена по месту двойной связи. Реакция протекает при нагревании и в присутствии металлических катализаторов, таких как никель (Ni), платина (Pt) или палладий (Pd). В результате разрыва π-связи в молекуле этена и присоединения двух атомов водорода образуется этан.
Уравнение реакции в структурном виде:
$CH_2=CH_2 + H_2 \xrightarrow{Ni, t} CH_3-CH_3$
Ответ: $C_2H_4 + H_2 \xrightarrow{кат., t} C_2H_6$

б) бромметана
Для получения этана из бромметана используется реакция Вюрца. В этой реакции два галогеналкана взаимодействуют с металлическим натрием, в результате чего происходит удвоение углеродной цепи. Две молекулы бромметана реагируют с двумя атомами натрия, образуя одну молекулу этана и две молекулы бромида натрия.
Уравнение реакции:
$2CH_3Br + 2Na \rightarrow CH_3-CH_3 + 2NaBr$
Ответ: $2CH_3Br + 2Na \rightarrow C_2H_6 + 2NaBr$

в) этина (ацетилена)
Этан из этина (ацетилена) можно получить реакцией полного гидрирования. В этой реакции к одной молекуле этина, содержащей тройную связь, присоединяются две молекулы водорода. Реакция также требует катализатора (Ni, Pt, Pd) и нагревания. Происходит последовательный разрыв обеих π-связей в молекуле этина.
Уравнение реакции в структурном виде:
$CH \equiv CH + 2H_2 \xrightarrow{Ni, t} CH_3-CH_3$
Ответ: $C_2H_2 + 2H_2 \xrightarrow{кат., t} C_2H_6$

г) ацетата натрия
Этан можно получить из ацетата натрия путем электролиза водного раствора соли по методу Кольбе. При прохождении электрического тока через раствор ацетат-ионы ($CH_3COO^−$) на аноде окисляются, теряя электрон и превращаясь в радикалы, которые затем декарбоксилируются (теряют $CO_2$). Образовавшиеся метильные радикалы ($CH_3\cdot$) димеризуются (соединяются парами), образуя этан.
Суммарное уравнение реакции:
$2CH_3COONa + 2H_2O \xrightarrow{электролиз} CH_3-CH_3 + 2CO_2\uparrow + H_2\uparrow + 2NaOH$
Ответ: $2CH_3COONa + 2H_2O \xrightarrow{электролиз} C_2H_6 + 2CO_2\uparrow + H_2\uparrow + 2NaOH$

д) пропионата натрия
Из пропионата натрия этан получают реакцией декарбоксилирования, известной как реакция Дюма. Для этого соль сплавляют с твердой щелочью (гидроксидом натрия) в присутствии оксида кальция (негашеной извести), который предотвращает плавление стекла и поглощает влагу. В результате от молекулы пропионата натрия отщепляется карбоксильная группа в виде карбоната натрия, а этильный радикал соединяется с атомом водорода от щелочи, образуя этан.
Уравнение реакции:
$CH_3CH_2COONa + NaOH \xrightarrow{t, CaO} CH_3-CH_3 + Na_2CO_3$
Ответ: $C_2H_5COONa + NaOH \xrightarrow{t} C_2H_6 + Na_2CO_3$