Номер 9, страница 130 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

9. Укажите вещество X в схеме превращений

$C_2H_6 \to X \to C_2H_5OH$

1) метан

2) этилен

3) ацетилен

4) этан

Решение

В данной задаче представлена схема химических превращений: $C_2H_6 \rightarrow X \rightarrow C_2H_5OH$. Необходимо определить, какое вещество скрывается под обозначением X.

Исходное вещество – этан ($C_2H_6$), конечный продукт – этанол ($C_2H_5OH$). Проанализируем каждый этап превращения и предложенные варианты ответа.

Самый распространённый и логичный способ получения этанола из этана в две стадии включает следующие реакции:

1. Первый этап: $C_2H_6 \rightarrow X$. Это реакция дегидрирования этана (отщепление водорода) при высокой температуре и в присутствии катализатора (например, $Ni$, $Pt$, $Cr_2O_3$). В результате этой реакции образуется этилен ($C_2H_4$).
Уравнение реакции:
$C_2H_6 \xrightarrow{t, \text{кат.}} C_2H_4 + H_2$

2. Второй этап: $X \rightarrow C_2H_5OH$. Это реакция гидратации этилена (присоединение воды) в кислой среде при повышенной температуре и давлении. В результате этой реакции образуется этанол ($C_2H_5OH$).
Уравнение реакции:
$C_2H_4 + H_2O \xrightarrow{H^+, t, p} C_2H_5OH$

Таким образом, вещество X, которое образуется из этана и из которого затем можно получить этанол, является этиленом ($C_2H_4$). Этот вариант соответствует пункту 2).

Рассмотрим, почему другие варианты не подходят:

1) метан — Превращение этана (2 атома углерода) в метан (1 атом углерода), а затем метана в этанол (2 атома углерода) является нелогичной и сложной с точки зрения препаративной химии.

3) ацетилен — Получение этанола из ацетилена ($C_2H_2$) возможно, но обычно включает стадию образования ацетальдегида (реакция Кучерова), что является более сложным процессом, чем прямая гидратация этилена.

4) этан — Вещество X не может быть исходным веществом ($C_2H_6$), так как стрелка в схеме превращений обозначает химическую реакцию, в ходе которой вещество изменяется.

Следовательно, наиболее верным является путь через этилен.

Ответ: 2) этилен