Номер 6, страница 110 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

6. При гидрировании ацетилена избытком водорода образуется

1) пропан

2) этан

3) этилен

4) метан

Решение:

Гидрирование — это химическая реакция присоединения водорода к органическому веществу по месту разрыва кратных (двойных или тройных) связей в присутствии катализатора (например, Ni, Pt, Pd).

Ацетилен (систематическое название — этин) имеет химическую формулу $C_2H_2$ и структурную формулу $H-C \equiv C-H$. Его молекула содержит тройную связь между атомами углерода, которая состоит из одной сигма-связи и двух пи-связей.

Гидрирование ацетилена происходит поэтапно.

Этап 1: Присоединение одной молекулы водорода ($H_2$) к ацетилену. Разрывается одна из пи-связей, и тройная связь превращается в двойную. Продуктом этой реакции является этилен (этен).

$C_2H_2 + H_2 \xrightarrow{кат.} C_2H_4$

$H-C \equiv C-H + H_2 \xrightarrow{кат.} H_2C=CH_2$

Этап 2: Образовавшийся этилен, имея двойную связь, может присоединить еще одну молекулу водорода. При этом разрывается оставшаяся пи-связь, и двойная связь превращается в одинарную. Продуктом этой реакции является этан, который является предельным (насыщенным) углеводородом.

$C_2H_4 + H_2 \xrightarrow{кат.} C_2H_6$

$H_2C=CH_2 + H_2 \xrightarrow{кат.} CH_3-CH_3$

В условии задачи сказано, что реакция протекает с избытком водорода. Это означает, что водорода достаточно для того, чтобы реакция прошла до конца, то есть до полного насыщения углеводорода. Таким образом, пройдут обе стадии гидрирования, и конечным продуктом будет этан.

Суммарное уравнение реакции полного гидрирования ацетилена:

$C_2H_2 + 2H_2 \xrightarrow{кат.} C_2H_6$

Анализируя варианты ответов:

1) пропан ($C_3H_8$) - содержит 3 атома углерода, в то время как в ацетилене их 2. Реакция гидрирования не изменяет число атомов углерода в цепи.

2) этан ($C_2H_6$) - продукт полного гидрирования ацетилена. Это верный ответ.

3) этилен ($C_2H_4$) - промежуточный продукт гидрирования. Он был бы конечным продуктом при недостатке водорода.

4) метан ($CH_4$) - содержит 1 атом углерода. В обычных условиях гидрирования связи C-C не разрываются.

Ответ: 2) этан.