Номер 12, страница 113 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

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

$C \rightarrow CaC_2 \rightarrow C_2H_2 \rightarrow C_2H_4 \rightarrow C_2H_5OH$

Для органических веществ используйте сокращённые структурные формулы. Приведите названия веществ, включённых в схему превращений.

Решение

Для осуществления данной цепи превращений необходимо последовательно провести четыре химические реакции. Для органических веществ используются сокращенные структурные формулы.

1. C → CaC₂

Первый этап — получение карбида кальция из углерода. Промышленный способ заключается в прокаливании смеси оксида кальция ($CaO$) и кокса ($C$) в электропечах при высокой температуре (2000–2500°C).

Уравнение реакции:

$CaO + 3C \xrightarrow{t} CaC_2 + CO \uparrow$

Названия веществ, включенных в схему на данном этапе:

• C — углерод
• CaC₂ — карбид кальция

Ответ: $CaO + 3C \xrightarrow{t} CaC_2 + CO \uparrow$

2. CaC₂ → C₂H₂

Второй этап — получение ацетилена (этина) из карбида кальция путем его гидролиза (реакции с водой).

Уравнение реакции с использованием сокращенной структурной формулы для ацетилена:

$CaC_2 + 2H_2O \rightarrow HC \equiv CH + Ca(OH)_2$

Названия веществ, включенных в схему на данном этапе:

• CaC₂ — карбид кальция
• C₂H₂ ($HC \equiv CH$) — ацетилен (этин)

Ответ: $CaC_2 + 2H_2O \rightarrow HC \equiv CH + Ca(OH)_2$

3. C₂H₂ → C₂H₄

Третий этап — превращение ацетилена в этилен (этен). Это реакция неполного гидрирования (присоединение одной молекулы водорода). Чтобы остановить реакцию на стадии образования алкена, используют катализатор пониженной активности (катализатор Линдлара: $Pd/CaCO_3$, отравленный солями свинца).

Уравнение реакции с использованием сокращенных структурных формул:

$HC \equiv CH + H_2 \xrightarrow{Pd/Pb^{2+}} H_2C=CH_2$

Названия веществ, включенных в схему на данном этапе:

• C₂H₂ ($HC \equiv CH$) — ацетилен (этин)
• C₂H₄ ($H_2C=CH_2$) — этилен (этен)

Ответ: $HC \equiv CH + H_2 \xrightarrow{Pd/Pb^{2+}} H_2C=CH_2$

4. C₂H₄ → C₂H₅OH

Четвертый этап — получение этанола (этилового спирта) из этилена. Это реакция гидратации (присоединения воды), которая катализируется сильными кислотами (например, ортофосфорной $H_3PO_4$) и протекает при повышенной температуре и давлении.

Уравнение реакции с использованием сокращенных структурных формул:

$H_2C=CH_2 + H_2O \xrightarrow{H_3PO_4, t, p} CH_3-CH_2-OH$

Названия веществ, включенных в схему на данном этапе:

• C₂H₄ ($H_2C=CH_2$) — этилен (этен)
• C₂H₅OH ($CH_3-CH_2-OH$) — этанол (этиловый спирт)

Ответ: $H_2C=CH_2 + H_2O \xrightarrow{H_3PO_4, t, p} CH_3-CH_2-OH$