Номер 6, страница 255 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 35. Галогены - номер 6, страница 255.

Условие.

6. С какими из веществ вступает в реакцию хлор: водород, кислород, азот, вода, гидроксид калия, этан, этилен, уксусная кислота? При каких условиях? Составьте уравнения реакций.

Решение.

Решение 2.

Хлор вступает в реакцию со следующими веществами из предложенного списка: водород, вода, гидроксид калия, этан, этилен, уксусная кислота. Хлор не вступает в прямую реакцию с кислородом и азотом.

Водород

Хлор реагирует с водородом по цепному радикальному механизму. Реакция инициируется облучением ультрафиолетовым светом (квантом света $h\nu$) или при нагревании. Смесь водорода и хлора в соотношении 1:1 взрывоопасна.

$H_2 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu \text{ или } t°} 2HCl$

В результате реакции соединения образуется хлороводород.

Ответ: Хлор реагирует с водородом при облучении светом или нагревании. Уравнение реакции: $H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl$.

Вода

Хлор обратимо реагирует с водой при обычных условиях. Это реакция диспропорционирования, в ходе которой образуются две кислоты: соляная (хлороводородная) и хлорноватистая.

$Cl_2 + H_2O \rightleftharpoons HCl + HClO$

Хлорноватистая кислота является слабой и неустойчивой, на свету она разлагается, что смещает равновесие реакции вправо.

Ответ: Хлор обратимо реагирует с водой при обычных условиях. Уравнение реакции: $Cl_2 + H_2O \rightleftharpoons HCl + HClO$.

Гидроксид калия

Хлор активно реагирует с водными растворами щелочей. Продукты реакции диспропорционирования зависят от температуры.

1. В холодном растворе образуются хлорид калия и гипохлорит калия:

$Cl_2 + 2KOH_{(хол.)} \rightarrow KCl + KClO + H_2O$

2. При нагревании в горячем растворе образуются хлорид калия и хлорат калия:

$3Cl_2 + 6KOH_{(гор.)} \xrightarrow{t°} 5KCl + KClO_3 + 3H_2O$

Ответ: Хлор реагирует с гидроксидом калия. На холоде: $Cl_2 + 2KOH \rightarrow KCl + KClO + H_2O$. При нагревании: $3Cl_2 + 6KOH \rightarrow 5KCl + KClO_3 + 3H_2O$.

Этан

Хлор реагирует с этаном (алканом) по механизму свободнорадикального замещения. Для инициирования реакции необходимо жесткое условие — облучение ультрафиолетовым светом.

$C_2H_6 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} C_2H_5Cl + HCl$

В ходе реакции атом водорода в молекуле этана замещается на атом хлора, образуя хлорэтан. Реакция может продолжаться с замещением последующих атомов водорода.

Ответ: Хлор реагирует с этаном при облучении УФ-светом. Уравнение первой стадии: $C_2H_6 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} C_2H_5Cl + HCl$.

Этилен

Хлор легко вступает в реакцию присоединения с этиленом (алкеном) по месту разрыва двойной связи. Реакция протекает при обычных условиях и является качественной на ненасыщенные соединения.

$CH_2=CH_2 + Cl_2 \rightarrow CH_2Cl-CH_2Cl$

В результате реакции образуется 1,2-дихлорэтан.

Ответ: Хлор реагирует с этиленом при обычных условиях. Уравнение реакции: $C_2H_4 + Cl_2 \rightarrow C_2H_4Cl_2$.

Уксусная кислота

Хлор реагирует с уксусной кислотой, замещая атомы водорода в углеводородном радикале ($\alpha$-положении). Реакция проводится в присутствии катализатора — красного фосфора.

$CH_3COOH + Cl_2 \xrightarrow{P_{красн.}} ClCH_2COOH + HCl$

В результате образуется хлоруксусная кислота. При избытке хлора могут заместиться и другие атомы водорода в метильной группе.

Ответ: Хлор реагирует с уксусной кислотой в присутствии катализатора (красного фосфора). Уравнение реакции: $CH_3COOH + Cl_2 \rightarrow ClCH_2COOH + HCl$.