Уравнение реакции оксид кальция и этана

Этан: способы получения и свойства

Этан C₂H₆ – это предельный углеводород, содержащий два атома углерода в углеродной цепи. Бесцветный газ без вкуса и запаха, нерастворим в воде и не смешивается с ней.

Гомологический ряд этана

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 C_nH_2n+2.

Первые четыре члена гомологического ряда алканов – газы, C₅–C₁₇ – жидкости, начиная с C₁₈ – твердые вещества.

Строение этана

В молекулах алканов встречаются химические связи C–H и С–С.

Связь C–H ковалентная слабополярная, связь С–С – ковалентная неполярная. Это одинарные σ-связи. Атомы углерода в алканах образуют по четыре σ-связи. Следовательно, гибридизация атомов углерода в молекулах алканов – sp 3 :

При образовании связи С–С происходит перекрывание sp 3 -гибридных орбиталей атомов углерода:

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 этана C₂H₆ атомы водорода располагаются в пространстве в вершинах двух тетраэдров, центрами которых являются атомы углерода

Изомерия этана

Для этана не характерно наличие изомеров – ни структурных (изомерия углеродного скелета, положения заместителей), ни пространственных.

Химические свойства этана

Этан – 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 этана характерны радикальные реакции.

Этан устойчив к действию сильных окислителей (KMnO₄, K₂Cr₂O₇ и др.), не реагирует с концентрированными кислотами, щелочами, бромной водой.

1. Реакции замещения

В молекулах алканов связи С–Н более доступны для атаки другими частицами, чем менее прочные связи С–С.

1.1. Галогенирование

Этан реагирует с хлором и бромом на свету или при нагревании.

При хлорировании этана сначала образуется хлорэтан:

Хлорэтан может взаимодействовать с хлором и дальше с образованием дихлорэтана, трихлорэтана, тетрахлорметана и т.д.

1.2. Нитрование этана

Этан взаимодействует с разбавленной азотной кислотой по радикальному механизму, при нагревании и под давлением. Атом водорода в этане замещается на нитрогруппу NO₂.

Например. При нитровании этана образуется преимущественно нитроэтан:

2. Дегидрирование этана

Дегидрирование – это реакция отщепления атомов водорода.

В качестве катализаторов дегидрирования используют никель Ni, платину Pt, палладий Pd, оксиды хрома (III), железа (III), цинка и др.

При дегидрировании алканов, содержащих от 2 до 4 атомов углерода в молекуле, разрываются связи С–Н у соседних атомов углерода и образуются двойные и тройные связи.

Например, п ри дегидрировании этана образуются этилен или ацетилен:

3. Окисление этана

Этан – слабополярное соединение, поэтому при обычных условиях он не окисляется даже сильными окислителями (перманганат калия, хромат или дихромат калия и др.).

3.1. Полное окисление – горение

Этан горит с образованием углекислого газа и воды. Реакция горения этана сопровождается выделением большого количества теплоты.

Уравнение сгорания алканов в общем виде:

При горении этана в недостатке кислорода может образоваться угарный газ СО или сажа С.

Получение этана

1. Взаимодействие галогеналканов с металлическим натрием (реакция Вюрца)

Это один из лабораторных способов получения этана из хлорметана или бромметана. При этом происходит удвоение углеродного скелета.

Например , хлорметан реагирует с натрием с образованием этана:

2. 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 пропионата натрия с гидроксидом натрия при сплавлении образуется этан и карбонат натрия:

CH₃–CH₂ –COONa + NaOH → CH₃–CH₂ –H + Na₂CO₃

3. Гидрирование алкенов и алкинов

Этан можно получить из этилена или ацетилена:

При гидрировании этилена образуется этан:

При полном гидрировании ацетилена также образуется этан:

4. Синтез Фишера-Тропша

Из 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 этан:

5. Получение этана в промышленности

В промышленности этан получают из нефти, каменного угля, природного и попутного газа . При переработке нефти используют ректификацию, крекинг и другие способы.

Please wait.

We are checking your browser. gomolog.ru

Why do I have to complete a CAPTCHA?

Completing the CAPTCHA proves you are a human and gives you temporary access to the web property.

What can I do to prevent this in the future?

If you are on a personal connection, like at home, you can run an anti-virus scan on your device to make sure it is not infected with malware.

If you are at an office or shared network, you can ask the network administrator to run a scan across the network looking for misconfigured or infected devices.

Cloudflare Ray ID: 6e2482656c889719 • Your IP : 85.95.188.35 • Performance & security by Cloudflare

Составьте уравнения реакций по следующей схеме, отражающей генетическую связь между органическими и неорганическими веществами:

Ответ:

При сильном нагревании карбонат кальция разлагается на оксид кальция и оксид углерода (IV):

Оксид кальция при высокой температуре реагирует с углем с образованием карбида кальция:

При действии на карбид кальция воды получается ацетилен:

Этиловый спирт из ацетилена можно получить в две стадии. При гидрировании ацетилена в присутствии катализатора образуется этилен:

При присоединении к этилену воды в присутствии кислот образуется этиловый спирт.

При окислении этилена раствором перманганата калия образуется этиленгликоль:

При окислении этиленгликоля образуется щавелевая кислота:

Ацетилен в присутствии сульфата ртути (II) присоединяет воду, образуется уксусный альдегид (реакция Кучерова):

При окислении уксусного альдегида образуется уксусная кислота:

Из трех молекул ацетилена может образоваться молекула бензола (реакция тримеризации):

При действии на бензол смеси концентрированной азотной кислоты и концентрированной серной кислоты происходит замещение атома водорода на нитрогруппу и образуется нитробензол:

Нитробензол можно восстановить в аминобензол (анилин):

Из этана в две стадии можно получить этанол. При хлорировании этана образуется хлорэтан:

При действии на хлорэтан водного раствора щелочи происходит замещение атома хлора на гидроксильную группу и образуется этанол.

При реакции этанола с пропионовой кислотой образуется этилпропионат (этиловый эфир пропионовой кислоты):

При сгорании этилпропионата образуется оксид углерода (IV). Молекулярная формула этилпропионата C5H10O2.

Оксид кальция при высокой температуре реагирует с углем с образованием карбида кальция:

При действии на карбид кальция воды получается ацетилен:

При хлорировании этана образуется хлорэтан:

При реакции хлорэтана с хлорметаном в присутствии натрия образуется пропан:

Из пропана в две стадии можно получить гексан. При хлорировании пропана образуется смесь изомеров – 1-хлорпропана и 2-хлорпропана. Изомеры имеют разные температуры кипения и их можно разделить перегонкой.

При взаимодействии 1-хлорпропана с натрием образуется гексан:

Бензол можно получить также при дегидрировании циклогексана:

г) Составьте уравнения реакций согласно второму форзацу учебника «Химия-11»:

При горении угля образуется оксид углерода (IV):

При реакции оксида углерода с гидроксидом кальция образуется оксид углерода (IV):

При сильном нагревании карбонат кальция разлагается на оксид кальция и оксид углерода (IV):

Оксид кальция образуется также при реакции кальция с кислородом:

При реакции кальция с водой образуется гидроксид кальция:

При реакции кальция с соляной кислотой образуется хлорид кальция:

Из хлорида кальция можно получить кальций электролизом расплава:

При реакции кальция или оксида кальция с углеродом при высокой температуре образуется карбид кальция:

При реакции карбида кальция с водой образуется ацетилен:

Ацетилен можно получить также из метана:

При разложении метана образуется также углерод:

Синтез-газ можно получить, пропуская водяной пар через раскаленный уголь:

Синтез-газ получают также из смеси метана и кислорода при нагревании в присутствии катализатора. При этом протекают следующие реакции: часть метана сгорает с образованием оксида углерода (IV) и воды.

Затем образовавшиеся вода и оксид углерода (IV) взаимодействую с оставшимся метаном:

Из синтез-газа можно получить уксусный альдегид при помощи следующей последовательности реакций:

При пропускании синтез-газа над катализатором образуется метанол:

При действии на метанол хлороводорода в присутствии серной кислоты образуется хлорметан (метилхлорид):

При взаимодействии хлорметана с натрием образуется этан (реакция Вюрца):

Из этана в две стадии можно получить этанол. При хлорировании этана образуется хлорэтан:

Этанол окисляется оксидом меди при нагревании в уксусный альдегид:

При гидрировании ацетилена в присутствии катализатора образуется этилен:

Наоборот, при дегидрировании ацетилена образуется этилен:

При присоединении к этилену воды в присутствии кислот образуется этиловый спирт.

При сильном нагревании этилового спирта с серной кислотой происходит дегидратация и образуется этилен:

Ацетилен в присутствии сульфата ртути (II) присоединяет воду, образуется уксусный альдегид (реакция Кучерова):

При окислении уксусного альдегида образуется уксусная кислота:

При восстановлении уксусного альдегида образуется этиловый спирт:

При реакции уксусной кислоты с этиловым спиртом образуется этилацетат:

При горении этилацетата образуется оксид углерода (IV):

Из этилового спирта в присутствии катализаторов образуется 1,3-бутадиен:

При полимеризации бутадиена получается синтетический каучук.

Ацетилен димеризуется с образованием винилацетилена.

При присоединении к винилацетилену хлороводорода образуется 2-хлорбутадиен-1,3 (хлоропрен), при полимеризации которого образуется хлоропреновый каучук.

При тримеризации ацетилена образуется бензол:

При реакции бензола с бромэтаном в присутствии катализатора образуется этилбензол (алкилирование бензола):

При дегидрировании этилбензола образуется винилбензол (стирол):

При полимеризации стирола образуется полистирол:

Решебник по химии за 11 класс (Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман, 2000 год),
задача №1
к главе «Глава VII. Генетическая связь органических и неорганических веществ».

источники:

http://gomolog.ru/reshebniki/10-klass/eremin-2019/10/2.html

http://5terka.com/node/165