Номер 13, страница 27 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

13. Один из способов получения алкенов — крекинг предельных углеводородов нефти и попутного нефтяного газа. Какие алкены можно получить крекингом бутана? Напишите соответствующие уравнения реакций.

Крекинг — это процесс термического или каталитического расщепления углеводородов, в результате которого молекулы с длинной углеродной цепью распадаются на более короткие. При крекинге бутана ($C_4H_{10}$) происходит разрыв как углерод-углеродных (C–C), так и углерод-водородных (C–H) связей. Это приводит к образованию смеси алканов и алкенов с меньшим числом атомов углерода, а также водорода.

В зависимости от того, какая связь в молекуле бутана разрывается, могут протекать следующие реакции и образовываться различные алкены:

Разрыв центральной связи C–C
При разрыве связи между вторым и третьим атомами углерода в молекуле бутана образуются алкен этен и алкан этан.
$CH_3-CH_2-CH_2-CH_3 \xrightarrow{t} CH_2=CH_2 + CH_3-CH_3$

Разрыв крайней связи C–C
При разрыве связи между первым и вторым атомами углерода образуются алкен пропен и алкан метан.
$CH_3-CH_2-CH_2-CH_3 \xrightarrow{t} CH_2=CH-CH_3 + CH_4$

Разрыв связей C–H (дегидрирование)
При отщеплении молекулы водорода от бутана без разрыва углеродного скелета образуются изомерные алкены: бутен-1 и бутен-2. Этот процесс обычно проводят в присутствии катализатора.
Уравнение реакции получения бутена-1:
$CH_3-CH_2-CH_2-CH_3 \xrightarrow{t, kat} CH_2=CH-CH_2-CH_3 + H_2$
Уравнение реакции получения бутена-2:
$CH_3-CH_2-CH_2-CH_3 \xrightarrow{t, kat} CH_3-CH=CH-CH_3 + H_2$

Ответ: Крекингом бутана можно получить следующие алкены: этен, пропен, бутен-1 и бутен-2. Соответствующие уравнения реакций:
1) $CH_3-CH_2-CH_2-CH_3 \xrightarrow{t} CH_2=CH_2 + CH_3-CH_3$ (образуется этен)
2) $CH_3-CH_2-CH_2-CH_3 \xrightarrow{t} CH_2=CH-CH_3 + CH_4$ (образуется пропен)
3) $CH_3-CH_2-CH_2-CH_3 \xrightarrow{t, kat} CH_2=CH-CH_2-CH_3 + H_2$ (образуется бутен-1)
4) $CH_3-CH_2-CH_2-CH_3 \xrightarrow{t, kat} CH_3-CH=CH-CH_3 + H_2$ (образуется бутен-2)