Номер 13, страница 127 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

13. Этот непредельный углеводород широко используется в органическом синтезе. Получить его можно разными способами: а) дегидрированием этана; б) дегидратацией этилового спирта; в) крекингом бутана.

О каком углеводороде идёт речь? Напишите соответствующие уравнения реакций и укажите, в производстве каких важных продуктов этот углеводород используется как сырьё.

В задаче речь идёт о непредельном углеводороде этилене (по номенклатуре ИЮПАК – этен). Его химическая формула – $C_2H_4$. Это простейший алкен, имеющий одну двойную связь между атомами углерода ($CH_2=CH_2$). Указанные в задаче способы получения подтверждают, что это именно этилен.

Ниже приведены соответствующие уравнения реакций.

а) дегидрированием этана

При пропускании этана над катализатором (например, $Ni, Pt, Pd$) при высокой температуре происходит отщепление молекулы водорода и образование этилена:

$C_2H_6 \xrightarrow{t, \text{кат.}} C_2H_4 + H_2$

или в структурном виде:

$CH_3-CH_3 \xrightarrow{t, \text{кат.}} CH_2=CH_2 + H_2$

б) дегидратацией этилового спирта

При нагревании этилового спирта с концентрированной серной кислотой (или другим водоотнимающим агентом) при температуре выше 140°C происходит внутримолекулярная дегидратация с образованием этилена и воды:

$C_2H_5OH \xrightarrow{H_2SO_4(\text{конц.}), t > 140^\circ C} C_2H_4 + H_2O$

или в структурном виде:

$CH_3-CH_2-OH \xrightarrow{H_2SO_4(\text{конц.}), t > 140^\circ C} CH_2=CH_2 + H_2O$

в) крекингом бутана

Термический крекинг бутана (расщепление молекулы при высокой температуре) приводит к образованию смеси углеводородов с меньшей молекулярной массой. Одним из возможных путей реакции является образование молекулы этана и этилена:

$C_4H_{10} \xrightarrow{t} C_2H_6 + C_2H_4$

Этилен является одним из важнейших продуктов основного органического синтеза и используется как сырьё для производства множества важных продуктов:

• Полиэтилен – самый распространённый в мире пластик, получаемый полимеризацией этилена. Используется для изготовления плёнок, труб, тары, изоляции.
• Этиловый спирт (этанол) – технический спирт, получаемый гидратацией этилена. Применяется как растворитель, компонент моторного топлива, антисептик и для дальнейших синтезов.
• Этиленгликоль – основной компонент автомобильных антифризов. Его получают через промежуточную стадию окисления этилена в оксид этилена.
• Винилхлорид – мономер для производства поливинилхлорида (ПВХ), из которого делают оконные профили, трубы, линолеум.
• Стирол – мономер для получения полистирола и различных каучуков.

Ответ:

Описанный углеводород – этилен (этен), $C_2H_4$.

Уравнения реакций его получения:

• а) $C_2H_6 \xrightarrow{t, \text{кат.}} C_2H_4 + H_2$
• б) $C_2H_5OH \xrightarrow{H_2SO_4(\text{конц.}), t > 140^\circ C} C_2H_4 + H_2O$
• в) $C_4H_{10} \xrightarrow{t} C_2H_6 + C_2H_4$

Этилен используется как сырьё для производства таких важных продуктов, как полиэтилен, этиловый спирт, этиленгликоль, винилхлорид, стирол.