Номер 6, страница 25 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

6. Алкены, как и алканы, взаимодействуют

1) с водой

2) с водородом

3) с кислородом

4) с бромоводородом

Решение

Для того чтобы определить, какое из предложенных веществ взаимодействует как с алканами, так и с алкенами, необходимо рассмотреть химические свойства каждого класса углеводородов.

Алканы — это предельные (насыщенные) углеводороды, содержащие только одинарные связи $C-C$ и $C-H$. Для них характерны реакции замещения (чаще всего по свободно-радикальному механизму) и реакции горения (полного окисления).

Алкены — это непредельные (ненасыщенные) углеводороды, содержащие одну двойную связь $C=C$. Наличие кратной связи определяет их высокую реакционную способность. Для алкенов наиболее характерны реакции присоединения по месту двойной связи, а также реакции окисления (как мягкого, так и жесткого, включая горение).

Проанализируем каждый из предложенных вариантов:

1) с водой

Алканы не реагируют с водой в обычных условиях, так как они являются химически инертными неполярными соединениями.

Алкены вступают в реакцию гидратации (присоединения воды) в присутствии кислотного катализатора (например, $H_3PO_4$ или $H_2SO_4$) при нагревании. В результате реакции образуются спирты. Пример реакции для этена:

$CH_2=CH_2 + H_2O \xrightarrow{H^+, t} CH_3-CH_2-OH$

Таким образом, эта реакция не является общей для обоих классов.

2) с водородом

Алканы являются предельными углеводородами и уже содержат максимально возможное число атомов водорода, поэтому они не вступают в реакцию присоединения водорода (гидрирования).

Алкены вступают в реакцию гидрирования в присутствии катализаторов (Ni, Pt, Pd) при нагревании. Двойная связь разрывается, и по месту разрыва присоединяются атомы водорода, в результате чего алкен превращается в соответствующий алкан. Пример реакции для этена:

$CH_2=CH_2 + H_2 \xrightarrow{Ni, t} CH_3-CH_3$

Таким образом, эта реакция характерна только для алкенов.

3) с кислородом

И алканы, и алкены, как и большинство органических соединений, способны гореть в кислороде. Эта реакция является полным окислением до углекислого газа и воды и является общей для обоих классов соединений.

Горение алкана (на примере метана):

$CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$

Горение алкена (на примере этена):

$C_2H_4 + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 2H_2O$

Следовательно, и алканы, и алкены взаимодействуют с кислородом.

4) с бромоводородом

Алканы не вступают в реакцию присоединения с бромоводородом ($HBr$).

Алкены легко вступают в реакцию присоединения бромоводорода (гидробромирования) по двойной связи. Реакция протекает по электрофильному механизму и не требует жестких условий. Пример реакции для этена:

$CH_2=CH_2 + HBr \rightarrow CH_3-CH_2-Br$

Таким образом, эта реакция не является общей для обоих классов.

Из анализа всех вариантов следует, что единственным веществом, с которым взаимодействуют как алканы, так и алкены, является кислород.

Ответ: 3