Номер 5, страница 143, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

5. Осуществите превращение этана из попутного газа в полиэтилен.

5. Решение:

Превращение этана, который является компонентом попутного нефтяного газа, в полиэтилен представляет собой двухстадийный химический процесс.

Этап 1: Получение этена (этилена) из этана

Этан ($C_2H_6$) — это алкан, то есть предельный углеводород. Для получения полиэтилена сначала необходимо синтезировать соответствующий мономер — этен ($C_2H_4$), который относится к классу алкенов (непредельных углеводородов). Переход от этана к этену осуществляется с помощью реакции дегидрирования (отщепления водорода). Промышленный процесс (паровой крекинг) проводят при высокой температуре (500–700 o C) и часто с использованием катализаторов (например, $Ni$, $Pt$ или $Cr_2O_3$) для увеличения скорости и селективности реакции.

Уравнение реакции дегидрирования этана:

$C_2H_6 \xrightarrow{t^\circ, кат.} C_2H_4 + H_2$

Этап 2: Полимеризация этена в полиэтилен

Полученный на первом этапе этен является мономером, который способен вступать в реакцию полимеризации. В ходе этой реакции множество молекул этена ($\text{n}$ штук) соединяются друг с другом благодаря разрыву двойной углерод-углеродной связи. В результате образуется длинная полимерная цепь, представляющая собой макромолекулу полиэтилена. Условия проведения реакции (температура, давление, катализатор) влияют на структуру и свойства получаемого полимера (например, полиэтилен высокого давления (ПВД) или низкого давления (ПНД)).

Уравнение реакции полимеризации этена:

$n(CH_2=CH_2) \xrightarrow{p, t^\circ, кат.} (-CH_2-CH_2-)_n$

Ответ:

Превращение этана в полиэтилен можно осуществить по следующей схеме:

Этан $\rightarrow$ Этен $\rightarrow$ Полиэтилен

Соответствующие уравнения реакций:

1. $C_2H_6 \xrightarrow{t^\circ, кат.} C_2H_4 + H_2$

2. $n C_2H_4 \xrightarrow{p, t^\circ, кат.} (-CH_2-CH_2-)_n$