Метан: способы получения и свойства
Метан CH4 – это предельный углеводород, содержащий один атом углерода в углеродной цепи. Бесцветный газ без вкуса и запаха, легче воды, нерастворим в воде и не смешивается с ней.
Гомологический ряд метана
Все алканы — вещества, схожие по физическим и химическим свойствам, и отличающиеся на одну или несколько групп –СН2– друг от друга. Такие вещества называются гомологами, а ряд веществ, являющихся гомологами, называют гомологическим рядом.
Самый первый представитель гомологического ряда алканов – метан CH4, или Н–СH2–H.
Продолжить гомологический ряд можно, последовательно добавляя группу –СН2– в углеводородную цепь алкана.
| Название алкана | Формула алкана |
| Метан | CH4 |
| Этан | C2H6 |
| Пропан | C3H8 |
| Бутан | C4H10 |
| Пентан | C5H12 |
| Гексан | C6H14 |
| Гептан | C7H16 |
| Октан | C8H18 |
| Нонан | C9H20 |
| Декан | C10H22 |
Общая формула гомологического ряда алканов CnH2n+2.
Первые четыре члена гомологического ряда алканов – газы, C5–C17 – жидкости, начиная с C18 – твердые вещества.
Строение метана
В молекуле метана встречаются связи C–H. Связь C–H ковалентная слабополярная. Это одинарная σ-связь. Атом углерода в метане образует четыре σ-связи. Следовательно, гибридизация атома углерода в молекуле метана– sp 3 :
При образовании связи С–H происходит перекрывание sp 3 -гибридной орбитали атома углерода и s-орбитали атома водорода:
Четыре sp 3 -гибридные орбитали атома углерода взаимно отталкиваются, и располагаются в пространстве так, чтобы угол между орбиталями был максимально возможным.
Поэтому четыре гибридные орбитали углерода в алканах направлены в пространстве под углом 109 о 28′ друг к другу:
Это соответствует тетраэдрическому строению молекулы.
| Например, в молекуле метана CH4 атомы водорода располагаются в пространстве в вершинах тетраэдра, центром которого является атом углерода |
Изомерия метана
Для метана не характерно наличие изомеров – ни структурных (изомерия углеродного скелета, положения заместителей), ни пространственных.
Химические свойства метана
Метан – предельный углеводород, поэтому он не может вступать в реакции присоединения.
Для метана характерны реакции:
Разрыв слабо-полярных связей С – Н протекает только по гомолитическому механизму с образованием свободных радикалов.
Поэтому для метана характерны только радикальные реакции.
Метан устойчив к действию сильных окислителей (KMnO4, K2Cr2O7 и др.), не реагирует с концентрированными кислотами, щелочами, бромной водой.
1. Реакции замещения
Для метана характерны реакции радикального замещение.
1.1. Галогенирование
Метан реагирует с хлором и бромом на свету или при нагревании.
При хлорировании метана сначала образуется хлорметан:
Хлорметан может взаимодействовать с хлором и дальше с образованием дихлорметана, трихлорметана и тетрахлорметана:
| Химическая активность хлора выше, чем активность брома, поэтому хлорирование протекает быстро и неизбирательно. |
Бромирование протекает более медленно.
Реакции замещения в алканах протекают по свободнорадикальному механизму.
Свободные радикалы R∙ – это атомы или группы связанных между собой атомов, которые содержат неспаренный электрон.
Первая стадия. Инициирование цепи.
Под действием кванта света или при нагревании молекула галогена разрывается на два радикала:
Свободные радикалы – очень активные частицы, которые стремятся образовать связь с каким-либо другим атомом.
Вторая стадия. Развитие цепи.
Радикал галогена взаимодействует с молекулой алкана и отрывает от него водород.
При этом образуется промежуточная частица – алкильный радикал, который в свою очередь взаимодействует с новой нераспавшейся молекулой хлора:
Третья стадия. Обрыв цепи.
При протекании цепного процесса рано или поздно радикалы сталкиваются с радикалами, образуя молекулы, радикальный процесс обрывается.
Могут столкнуться как одинаковые, так и разные радикалы, в том числе два метильных радикала:
1.2. Нитрование метана
Метан взаимодействует с разбавленной азотной кислотой по радикальному механизму, при нагревании до 140 о С и под давлением. Атом водорода в метане замещается на нитрогруппу NO2.
Например. При нитровании метана образуется преимущественно нитрометан:2. Реакции разложения метана (д егидрирование, пиролиз)При медленном и длительном нагревании до 1500 о С метан разлагается до простых веществ:
Если процесс нагревания метана проводить очень быстро (примерно 0,01 с), то происходит межмолекулярное дегидрирование и образуется ацетилен: Пиролиз метана – промышленный способ получения ацетилена. 3. Окисление метанаАлканы – малополярные соединения, поэтому при обычных условиях они не окисляются даже сильными окислителями (перманганат калия, хромат или дихромат калия и др.). 3.1. Полное окисление – горениеАлканы горят с образованием углекислого газа и воды. Реакция горения алканов сопровождается выделением большого количества теплоты. Уравнение сгорания алканов в общем виде: При горении алканов в недостатке кислорода может образоваться угарный газ СО или сажа С. Промышленное значение имеет реакция окисления метана кислородом до простого вещества – углерода: Эта реакция используется для получения сажи. 3.2. Каталитическое окисление
Продукт реакции – так называемый «синтез-газ». Получение метана1. Взаимодействие галогеналканов с металлическим натрием (реакция Вюрца)Это один из лабораторных способов получения алканов. При этом происходит удвоение углеродного скелета. Реакция больше подходит для получения симметричных алканов. Получить таким образом метан нельзя. 2. Водный или кислотный гидролиз карбида алюминияЭтот способ получения используется в лаборатории для получения метана. 3. Декарбоксилирование солей карбоновых кислот (реакция Дюма)Реакция Дюма — это взаимодействие солей карбоновых кислот с щелочами при сплавлении. R–COONa + NaOH → R–H + Na2CO3 Декарбоксилирование — это отщепление (элиминирование) молекулы углекислого газа из карбоксильной группы (-COOH) или органической кислоты или карбоксилатной группы (-COOMe) соли органической кислоты. При взаимодействии ацетата натрия с гидроксидом натрия при сплавлении образуется метан и карбонат натрия:
4. Синтез Фишера-ТропшаИз синтез-газа (смесь угарного газа и водорода) при определенных условиях (катализатор, температура и давление) можно получить различные углеводороды: Это промышленный процесс получения алканов. Синтезом Фишера-Тропша можно получить метан: 5. Получение метана в промышленностиВ промышленности метан получают из нефти, каменного угля, природного и попутного газа . При переработке нефти используют ректификацию, крекинг и другие способы. Как из C2H4 получить СO2?Химия | 10 — 11 классы Как из C2H4 получить СO2.
C₂H₄ + 3O₂ = 2CO₂ + 2H₂O При реакции горения можно получить углекислый газ и воду.
Как из бутана получить этилен?Как из бутана получить этилен? Как из этилена получить полиэтилен?
Получить CaO получить CuCl2 получить KOH?Получить CaO получить CuCl2 получить KOH.
Как из СН3 получить С2Н2 ; как из С2Н2 получить С2Н4 ; из С2Н4 получить С2Н5CL ; из С2Н5CL получить С4Н10 ; из С4Н10 получить С4Н9CL ; из С4Н9СL получить С6Н14 ; из С6Н14 получить С6Н6 ; из С6Н6 получ?Как из СН3 получить С2Н2 ; как из С2Н2 получить С2Н4 ; из С2Н4 получить С2Н5CL ; из С2Н5CL получить С4Н10 ; из С4Н10 получить С4Н9CL ; из С4Н9СL получить С6Н14 ; из С6Н14 получить С6Н6 ; из С6Н6 получить С6Н5NO2.
FE + S, t(ТО ЧТО ПОЛУЧИТСЯ) + O2, t(ТО ЧТО ПОЛУЧИТСЯ) + AL, t(ЧТО ПОЛУЧИТСЯ?FE + S, t(ТО ЧТО ПОЛУЧИТСЯ) + O2, t(ТО ЧТО ПОЛУЧИТСЯ) + AL, t(ЧТО ПОЛУЧИТСЯ.
Формула как получить из С2Н4 = СО2 Из СО2 получить С6Н12О6 Из С6Н12О6 получить С2Н5ОН Из С2Н5ОН получить С2Н4?Формула как получить из С2Н4 = СО2 Из СО2 получить С6Н12О6 Из С6Н12О6 получить С2Н5ОН Из С2Н5ОН получить С2Н4.
1 как из метана получить ацетилен?1 как из метана получить ацетилен? 2 как из карбида кальция получить ацетилен? 3 как из углерода получить карбид кальция? 4 как из углерода получить карбид алюминия? 5 как из углерода получить метан? 6 как из метана получить углерод? 7 как из оксида углерода 4 получить угольную кислоту? 8 как из карбида алюминия получить метан? 9 как из углерода получить оксид углерода? 10 как из муравьиной кислоты получить оксид углерода 2?
Как из C2H6 получить C2H5OH, и из CH3COOH получить CH4?Как из C2H6 получить C2H5OH, и из CH3COOH получить CH4?
Как из P получить P2O5 Как из P2O5 получить H3PO4 Как из H3PO4 получить NaPO4?Как из P получить P2O5 Как из P2O5 получить H3PO4 Как из H3PO4 получить NaPO4.
Как из P получить H3PO4?Как из P получить H3PO4? Как из CuO получить CuSo4? Как из Ba(NO3)2 получить HNO3?
Как получить NO из KNO2 ?Как получить NO из KNO2 ? И потом еще из NO получить KNO3?
Как из серы получить SO3, из H2SO4 получить PbSO4 ?Как из серы получить SO3, из H2SO4 получить PbSO4 ? На этой странице сайта размещен вопрос Как из C2H4 получить СO2? из категории Химия с правильным ответом на него. Уровень сложности вопроса соответствует знаниям учеников 10 — 11 классов. Здесь же находятся ответы по заданному поиску, которые вы найдете с помощью автоматической системы. Одновременно с ответом на ваш вопрос показаны другие, похожие варианты по заданной теме. На этой странице можно обсудить все варианты ответов с другими пользователями сайта и получить от них наиболее полную подсказку.
X = 9. 75г÷0. 25моль X = 39г / моль.
Золотой сплавдля украшений состоит из золота, серебра, меди, платины, цинка, кадмия и никеля. Серебро и платина придают сплаву белый цвет. Примесь меди придает красный оттенок сплаву, делает его тверже, но снижает антикоррозийные свойства. Никель ..
M(Na2B4O7) = 202 г / моль в 202 г Na2B4O7содержится 44 г В в 40, 4 г Na2B4O7 cодержится х г В х = 40, 4 * 44 / 202 = 8, 8 г Ответ : 8, 8 г.
Правила работы со спиртовкой довольно просты : 1)не дуть на спиртовку и не направлять её в сторону людей 2)тушить спиртовку нужно закрыванием колпочка, а не дуновением на неё.
Алкани мають загальну формулу СnH2n + 2 атомна маса С = 12, а Н = 1 (дані з таблиці Мєндєлєєва) 12×n + 1 (2n + 2) = 58 12n + 2n + 2 = 58 14n = 56 n = 4 C4H10 12×4 + 10 = 48 + 10 = 58.
Объём водяного пара 6. 72 л. Решение на фото.
Безводный натрит алюминия имеет массу 213, следовательно 2, 13 г — это 2, 13 / 213 = 0, 1 моль 400 г этого раствора содержит 2, 13 г AI(NO3)3, следовательно концетрация (2, 13 / 400)х100 = 0, 53% Теперь нужно в таблицах найти плотность этого раствора..
С + О2 = СО2 Хг С — 4 моль газа 12 г — 1 моль Х = 48 г. С.
Извиняюсь, что так грязно.
Реакция не пойдет, т. К здесь два K. Может тут ошибка. AcetylНаведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание. Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.
|
