Номер 8, страница 313 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 44. Аммиак. Соли аммония - номер 8, страница 313.

Условие.

8. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

$X_1 \xrightarrow{\text{HBr}} \text{CH}_3\text{CH}_2\text{Br} \xrightarrow{\text{NH}_3 \text{ (изб.)}} X_2 \xrightarrow{\text{HNO}_2} X_3 \xrightarrow{\text{CuO, } t} X_4 \xrightarrow{\text{H}_2\text{, Pt}} \text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}$

Решение.

Решение 2.

Решение

Определим неизвестные вещества и запишем уравнения реакций для данной цепи превращений.

1. Первое превращение: $X_1 \xrightarrow{HBr} CH_3CH_2Br$.

Бромэтан ($CH_3CH_2Br$) образуется в результате реакции присоединения бромоводорода ($HBr$) к алкену. Так как в продукте два атома углерода, исходным веществом $X_1$ должен быть этен (этилен).

Уравнение реакции:

$CH_2=CH_2 + HBr \rightarrow CH_3CH_2Br$

Таким образом, $X_1$ — это этен ($CH_2=CH_2$).

2. Второе превращение: $CH_3CH_2Br \xrightarrow{NH_3 \text{ (изб.)}} X_2$.

Бромэтан реагирует с избытком аммиака ($NH_3$). Это реакция нуклеофильного замещения (алкилирование аммиака), в результате которой атом брома замещается на аминогруппу ($-NH_2$). Продуктом реакции $X_2$ является этиламин. Избыток аммиака используется для предотвращения образования вторичных и третичных аминов.

Уравнение реакции:

$CH_3CH_2Br + 2NH_3 \rightarrow CH_3CH_2NH_2 + NH_4Br$

Таким образом, $X_2$ — это этиламин ($CH_3CH_2NH_2$).

3. Третье превращение: $X_2 \xrightarrow{HNO_2} X_3$.

Этиламин ($X_2$) является первичным алифатическим амином. При взаимодействии с азотистой кислотой ($HNO_2$) первичные амины превращаются в спирты с выделением газообразного азота. Продуктом реакции $X_3$ является этанол.

Уравнение реакции:

$CH_3CH_2NH_2 + HNO_2 \rightarrow CH_3CH_2OH + N_2\uparrow + H_2O$

Таким образом, $X_3$ — это этанол ($CH_3CH_2OH$).

4. Четвертое превращение: $X_3 \xrightarrow{CuO, t} X_4$.

Этанол ($X_3$) является первичным спиртом. При окислении первичных спиртов оксидом меди(II) при нагревании образуются альдегиды. Продуктом реакции $X_4$ является этаналь (уксусный альдегид).

Уравнение реакции:

$CH_3CH_2OH + CuO \xrightarrow{t} CH_3CHO + Cu + H_2O$

Таким образом, $X_4$ — это этаналь ($CH_3CHO$).

5. Пятое превращение: $X_4 \xrightarrow{H_2, Pt} CH_3CH_2OH$.

Этаналь ($X_4$) вступает в реакцию гидрирования (восстановления) водородом ($H_2$) в присутствии платинового катализатора. Альдегиды восстанавливаются до первичных спиртов. Конечный продукт — этанол, что подтверждает правильность определения промежуточных веществ.

Уравнение реакции:

$CH_3CHO + H_2 \xrightarrow{Pt} CH_3CH_2OH$

Ответ:

Неизвестные вещества:

$X_1$ — этен ($CH_2=CH_2$)

$X_2$ — этиламин ($CH_3CH_2NH_2$)

$X_3$ — этанол ($CH_3CH_2OH$)

$X_4$ — этаналь ($CH_3CHO$)

Уравнения реакций:

1) $CH_2=CH_2 + HBr \rightarrow CH_3CH_2Br$

2) $CH_3CH_2Br + 2NH_3 \rightarrow CH_3CH_2NH_2 + NH_4Br$

3) $CH_3CH_2NH_2 + HNO_2 \rightarrow CH_3CH_2OH + N_2\uparrow + H_2O$

4) $CH_3CH_2OH + CuO \xrightarrow{t} CH_3CHO + Cu + H_2O$

5) $CH_3CHO + H_2 \xrightarrow{Pt} CH_3CH_2OH$