Даю 30 баллов

Каковы уравнения реакций, которые позволяют осуществить следующие превращения:

• этилен → X → этанол → Y → С4Н10 → СО2

2. У вас есть три вещества: пентан, пентин-1 и стирол. Как можно различить эти вещества с помощью двух реактивов? Пожалуйста, объясните ответ и укажите признаки протекания каждой реакции.

3. При взаимодействии карбида кальция массой 170 г с водой образовались продукты реакции, среди которых есть непредельный углеводород, который при взаимодействии с аммиачным раствором оксида серебра образует осадок массой 180 г. Какова массовая доля (%) углерода в ацетилениде? Также рассчитайте массовую долю (%) примесей в карбиде кальция и округлите ответ до сотых.

Химия 11 класс Органическая химия химия 11 класс уравнения реакций этилен этанол пентан пентин стирол реактивы для различия веществ карбид кальция реакция массовая доля углерода ацетиленид примеси в карбиде кальция Новый

1. Превращения: этилен → X → этанол → Y → С4Н10 → СО2

Для выполнения этого задания мы можем рассмотреть последовательные реакции, которые превращают одно вещество в другое. Давайте разберем каждое превращение:

• Этилен (C2H4) → X: Этилен может быть гидрогенизирован (добавление водорода) с помощью катализатора, такого как никель, при повышенной температуре и давлении. В результате мы получаем этан (C2H6).
• X (этан, C2H6) → этанол (C2H5OH): Для получения этанола мы можем провести реакцию гидратации этана в присутствии кислоты (например, серной) или использовать реакцию с водяным паром при высокой температуре и давлении.
• Этанол (C2H5OH) → Y: Этанол можно окислить до ацетальдегида (C2H4O) с помощью окислителей, таких как KMnO4 или CrO3.
• Y (ацетальдегид, C2H4O) → С4Н10: Ацетальдегид можно подвергнуть реакции конденсации, например, с использованием реакций соединения с другими соединениями, чтобы получить бутан (C4H10).
• С4Н10 → СО2: Бутан можно сжигать с кислородом, в результате чего образуются углекислый газ (CO2) и вода (H2O).

Таким образом, у нас получается следующая последовательность:

Этилен → Этан → Этанол → Ацетальдегид → Бутан → Углекислый газ.

2. Различение пентана, пентин-1 и стирола с помощью двух реактивов:

Для различия этих веществ можно использовать два реактива: бром и калий перманганат (KMnO4).

• Первый реактив - бром:
  • Пентан (C5H12): не реагирует с бромом, так как это насыщенный углеводород. Признак: раствор брома останется красным.
  • Пентин-1 (C5H8): реагирует с бромом, происходит реакция присоединения, и раствор обесцвечивается. Признак: раствор брома станет бесцветным.
  • Стирол (C8H8): также реагирует с бромом, происходит реакция присоединения, раствор обесцвечивается. Признак: раствор брома станет бесцветным.
• Второй реактив - калий перманганат:
  • Пентан: не реагирует, раствор остается фиолетовым.
  • Пентин-1: реагирует, KMnO4 обесцвечивается.
  • Стирол: также реагирует, KMnO4 обесцвечивается, и может образоваться коричневый осадок диоксида марганца (MnO2).

Таким образом, по результатам реакции с бромом и калий перманганатом мы можем различить эти три вещества.

3. Реакция карбида кальция с водой и массовая доля углерода в ацетилениде:

При взаимодействии карбида кальция (CaC2) с водой образуется ацетилен (C2H2) и гидроксид кальция (Ca(OH)2):

CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2.

Масса карбида кальция составляет 170 г. Рассчитаем количество молей карбида кальция:

Молярная масса CaC2 = 40 + 2 * 12 = 64 г/моль.

Количество молей CaC2 = 170 г / 64 г/моль ≈ 2.656 моль.

При реакции с водой образуется 2.656 моль ацетилена (C2H2).

Далее, ацетилен взаимодействует с аммиачным раствором оксида серебра (Ag2O), образуя ацетиленид серебра (AgC2):

C2H2 + 2Ag2O → 2AgC2 + H2O.

Масса осадка AgC2 составляет 180 г. Рассчитаем количество молей AgC2:

Молярная масса AgC2 = 2 * 107.87 + 2 * 12 = 239.74 г/моль.

Количество молей AgC2 = 180 г / 239.74 г/моль ≈ 0.751 моль.

Теперь найдем количество углерода в ацетилениде:

Количество углерода в 0.751 моль AgC2 = 0.751 моль * 2 = 1.502 моль углерода.

Масса углерода = 1.502 моль * 12 г/моль = 18.024 г.

Теперь найдем массовую долю углерода в ацетилениде:

Массовая доля углерода = (масса углерода / масса AgC2) * 100% = (18.024 г / 180 г) * 100% ≈ 10.01%.

Теперь рассчитаем массовую долю примесей в карбиде кальция. Молярная масса CaC2 = 64 г/моль, а масса карбида 170 г. Из этого мы можем найти, что примеси составляют:

Масса примесей = 170 г - (количество молей * молярная масса) = 170 г - 64 г * 2.656 моль = 170 г - 170.09 г ≈ 0.09 г.

Массовая доля примесей = (масса примесей / масса карбида) * 100% = (0.09 г / 170 г) * 100% ≈ 0.05%.

Таким образом, массовая доля углерода в ацетилениде составляет примерно 10.01%, а массовая доля примесей в карбиде кальция — около 0.05%.