Составить уравнения реакций, характеризующих химические свойства н-бутана

Калинина Мария Игоревна

Преподаватель химии СУНЦ МГУ

Проверено учителем

Химические свойства н-бутана ( C4H10cap C sub 4 cap H sub 10) типичны для предельных углеводородов (алканов). Из-за прочности связей C−Ccap C minus cap C и C−Hcap C minus cap H бутан проявляет низкую химическую активность при обычных условиях и вступает преимущественно в реакции замещения, расщепления и окисления. 1. Реакции замещения (Радикальное замещение) При взаимодействии с галогенами под действием ультрафиолетового излучения ( hνh nu) или нагревания происходит последовательное замещение атомов водорода. Замещение легче идет у вторичных атомов углерода.

  • Хлорирование:
    CH3−CH2−CH2−CH3+Cl2hνCH3−CHCl−CH2−CH3+HClcap C cap H sub 3 minus cap C cap H sub 2 minus cap C cap H sub 2 minus cap C cap H sub 3 plus cap C l sub 2 cap C cap H sub 3 minus cap C cap H cap C l minus cap C cap H sub 2 minus cap C cap H sub 3 plus cap H cap C l (основной продукт: 2-хлорбутан)

2. Реакции окисления Бутан горит на воздухе с выделением большого количества тепла, а в присутствии катализаторов может окисляться до ценных органических кислот.

  • Горение (полное окисление):
    2C4H10+13O28CO2+10H2O+Q2 cap C sub 4 cap H sub 10 plus 13 cap O sub 2 right arrow 8 cap C cap O sub 2 plus 10 cap H sub 2 cap O plus cap Q Каталитическое окисление (промышленный способ получения уксусной кислоты):
    2C4H10+5O2t,p,кат.4CH3COOH+2H2O2 cap C sub 4 cap H sub 10 plus 5 cap O sub 2 4 cap C cap H sub 3 cap C cap O cap O cap H plus 2 cap H sub 2 cap O

3. Реакции изомеризации При нагревании с катализатором ( AlCl3cap A l cap C l sub 3) бутан линейного строения превращается в разветвленный изомер.

  • Получение изобутана:
    CH3−CH2−CH2−CH3AlCl3,tCH3−CH(CH3)−CH3cap C cap H sub 3 minus cap C cap H sub 2 minus cap C cap H sub 2 minus cap C cap H sub 3 cap C cap H sub 3 minus cap C cap H open paren cap C cap H sub 3 close paren minus cap C cap H sub 3 (н-бутан right arrow 2-метилпропан)

4. Реакции дегидрирования При пропускании над катализатором ( Ni,Pt,Cr2O3cap N i comma cap P t comma cap C r sub 2 cap O sub 3) при высоких температурах происходит отщепление водорода.

  • Образование бутенов:
    C4H10t,кат.C4H8+H2cap C sub 4 cap H sub 10 cap C sub 4 cap H sub 8 plus cap H sub 2 (смесь бутена-1 и бутена-2) Глубокое дегидрирование (получение бутадиена-1,3):
    CH3−CH2−CH2−CH3t,Cr2O3CH2=CH−CH=CH2+2H2cap C cap H sub 3 minus cap C cap H sub 2 minus cap C cap H sub 2 minus cap C cap H sub 3 cap C cap H sub 2 equals cap C cap H minus cap C cap H equals cap C cap H sub 2 plus 2 cap H sub 2

5. Термическое расщепление (Крекинг) При высоких температурах без доступа воздуха происходит разрыв углерод-углеродных связей с образованием смеси более коротких алканов и алкенов.

  • Пример крекинга:
    C4H10t>500°CCH4+C3H6cap C sub 4 cap H sub 10 cap C cap H sub 4 plus cap C sub 3 cap H sub 6 (метан и пропен)
    C4H10t>500°CC2H6+C2H4cap C sub 4 cap H sub 10 cap C sub 2 cap H sub 6 plus cap C sub 2 cap H sub 4 (этан и этилен)

6. Нитрование (Реакция Коновалова) Бутан взаимодействует с разбавленной азотной кислотой при нагревании и повышенном давлении.

  • Получение нитробутана:
    C4H10+HNO3(разб.)t,pC4H9NO2+H2Ocap C sub 4 cap H sub 10 plus cap H cap N cap O sub 3 open paren р а з б point close paren cap C sub 4 cap H sub 9 cap N cap O sub 2 plus cap H sub 2 cap O

Следующим шагом я могу составить цепочку превращений на основе этих реакций или рассчитать массу продуктов для конкретной задачи.

Химия 11 класс

Форма ответа

Ваш аватар

Другие вопросы по теме «Химия»

Вопросы из других предметов