1.Составьте уравнение реакции и укажите условия, с помощью которых можно осуществить следующиие превращение...

1. Уравнения реакции и условия для превращений

а) Этан → Этилен → Полиэтилен

1. Этан → Этилен
   Реакция: ( C_2H_6 \xrightarrow{t, \text{катализатор}} C_2H_4 + H_2 )
   Условия: Проведение реакции дегидрирования этана при высокой температуре (около 600-800°C) в присутствии катализатора (оксид хрома ( Cr_2O_3 ) или никель ( Ni )).

2. Этилен → Полиэтилен
   Реакция: ( nC_2H_4 \xrightarrow{t, p, \text{катализатор}} (-CH_2-CH_2-)_n )
   Условия: Полимеризация этилена проводится при высокой температуре (150-250°C), высоком давлении (100-300 атм) в присутствии катализатора, например катализаторов Циглера-Натта (( TiCl_4 ) + ( Al(C_2H_5)_3 )).

б) Этан → Хлороэтан → Этилен → Этанол → Этилен → Этан

1. Этан → Хлороэтан
   Реакция: ( C_2H_6 + Cl_2 \xrightarrow{hv} C_2H_5Cl + HCl )
   Условия: Реакция радикального замещения под действием ультрафиолетового света (( hv )).

2. Хлороэтан → Этилен
   Реакция: ( C_2H_5Cl \xrightarrow{t, KOH(спирт)} C_2H_4 + HCl )
   Условия: Дегидрогалогенирование хлороэтана проводится при нагревании с концентрированным спиртовым раствором ( KOH ).

3. Этилен → Этанол
   Реакция: ( C_2H_4 + H_2O \xrightarrow{H_3PO_4, t} C_2H_5OH )
   Условия: Гидратация этилена проводится при нагревании (300-350°C) в присутствии фосфорной кислоты (( H_3PO_4 )) на пористом носителе.

4. Этанол → Этилен
   Реакция: ( C_2H_5OH \xrightarrow{t, H_2SO_4(\text{конц.})} C_2H_4 + H_2O )
   Условия: Элиминирование воды из этанола (дегидратация) проводится при нагревании (170°C) в присутствии концентрированной серной кислоты.

5. Этилен → Этан
   Реакция: ( C_2H_4 + H_2 \xrightarrow{t, \text{катализатор } (Ni, Pt)} C_2H_6 )
   Условия: Гидрирование этилена проводится при нагревании в присутствии катализатора, например никеля (( Ni )) или платины (( Pt )).

2. Задача: Пропен + Бром → Масса продукта

Дано:

• Масса пропена (( C_3H_6 )) ( m(C_3H_6) = 8.4 \, \text{г} ),
• Масса брома (( Br_2 )) ( m(Br_2) = 16 \, \text{г} ).

Реакция: [ C_3H_6 + Br_2 \rightarrow C_3H_6Br_2 ]

1. Найдем молярные массы участников реакции:

   • ( M(C_3H_6) = 12 \cdot 3 + 1 \cdot 6 = 42 \, \text{г/моль} ),
   • ( M(Br_2) = 79.9 \cdot 2 = 159.8 \, \text{г/моль} ),
   • ( M(C_3H_6Br_2) = 42 + 159.8 = 201.8 \, \text{г/моль} ).

2. Найдем количество вещества каждого реагента:

   • ( n(C_3H_6) = \frac{8.4}{42} = 0.2 \, \text{моль} ),
   • ( n(Br_2) = \frac{16}{159.8} \approx 0.1 \, \text{моль} ).

3. Определим лимитирующий реагент:
   По уравнению реакции 1 моль пропена реагирует с 1 моль брома.
   Из расчётов видно, что ( n(Br_2) < n(C_3H_6) ), значит бром является лимитирующим реагентом.

4. Рассчитаем количество продукта (( C_3H_6Br_2 )):
   По уравнению реакции 1 моль ( Br_2 ) даёт 1 моль продукта:
   ( n(C_3H_6Br_2) = n(Br_2) = 0.1 \, \text{моль} ).

5. Найдём массу продукта:
   ( m(C_3H_6Br_2) = n(C_3H_6Br_2) \cdot M(C_3H_6Br_2) = 0.1 \cdot 201.8 = 20.18 \, \text{г} ).

Ответ: Масса продукта реакции составляет ( 20.18 \, \text{г} ).

1. Уравнения реакций и условия

а) Этан → Этилен → Полиэтилен

1. Этан → Этилен

Реакция дегидрирования этана (C₂H₆) происходит при высокой температуре (обычно 600-800 °C) и в присутствии катализаторов (например, платина или никель):

[ \text{C}_2\text{H}_6 \xrightarrow{\Delta, \text{катализатор}} \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2 ]

2. Этилен → Полиэтилен

Полимеризация этилена (C₂H₄) может происходить под воздействием высоких температур и давления или с использованием катализаторов (например, Ziegler-Natta):

[ n \text{C}_2\text{H}_4 \xrightarrow{\Delta, \text{катализатор}} \text{(C}_2\text{H}_4\text{)}_n ]

б) Этан → Хлороэтан → Этилен → Этанол → Этилен → Этан

1. Этан → Хлороэтан

Хлорирование этана (C₂H₆) происходит при наличии света (UV) или при нагревании:

[ \text{C}_2\text{H}_6 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{h\nu} \text{C}_2\text{H}_5\text{Cl} + \text{HCl} ]

2. Хлороэтан → Этилен

Дегидрохлорирование происходит при нагревании в присутствии основания (например, натрий гидроксид):

[ \text{C}_2\text{H}_5\text{Cl} + \text{NaOH} \xrightarrow{\Delta} \text{C}_2\text{H}_4 + \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} ]

3. Этилен → Этанол

Гидратация этилена проходит в присутствии кислоты (например, H₂SO₄) при нагревании, а затем гидролиз:

[ \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{H_2SO_4} \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} ]

4. Этанол → Этилен

Дегидратация этанола происходит при нагревании в присутствии кислоты:

[ \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \xrightarrow{\Delta, \text{катализатор}} \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2\text{O} ]

5. Этилен → Этан

Гидрирование этилена производится при наличии катализатора (например, никель) и водорода:

[ \text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2 \xrightarrow{\text{катализатор}} \text{C}_2\text{H}_6 ]

2. Вычисление массы продукта реакции

Реакция между бромом и пропеном:

Пропен (C₃H₆) реагирует с бромом (Br₂) по реакции электрофильного присоединения, образуя 1,2-дибромпропан:

[ \text{C}_3\text{H}_6 + \text{Br}_2 \rightarrow \text{C}_3\text{H}_6\text{Br}_2 ]

Молярные массы:

• Пропен (C₃H₆): 312 + 61 = 36 г/моль
• Бром (Br₂): 2*80 = 160 г/моль
• 1,2-дибромпропан (C₃H₆Br₂): 312 + 61 + 2*80 = 36 + 6 + 160 = 202 г/моль

Определение количества реагентов:

• Масса пропена: 8.4 г, количество: ( n_{\text{C}_3\text{H}_6} = \frac{8.4}{36} \approx 0.233 ) моль.
• Масса брома: 16 г, количество: ( n_{\text{Br}_2} = \frac{16}{160} = 0.1 ) моль.

Согласно уравнению реакции, 1 моль пропена реагирует с 1 моль брома. В данном случае бром является лимитирующим реагентом, так как его меньше.

Масса продукта:

Для 0.1 моль брома образуется 0.1 моль 1,2-дибромпропана:

[ m{\text{продукта}} = n{\text{продукта}} \times M_{\text{продукта}} = 0.1 \times 202 \, \text{г/моль} = 20.2 \, \text{г}. ]

Таким образом, масса продукта реакции составляет 20.2 г.