Дано:
- Этилен (C2H4).
- Необходимость записи уравнения реакции гидрирования этилена и указание условий реакции.
Найти:
- Уравнение реакции гидрирования этилена.
- Условия протекания реакции.
- Какой тип связи углерод-углерод разрушается.
- Изменения валентных углов и длины связи углерод-углерод в ходе реакции.
Решение:
1. Уравнение реакции гидрирования этилена:
C2H4 + H2 → C2H6
2. Условия протекания реакции:
- Реакция проходит в присутствии катализатора, обычно это платина (Pt), палладий (Pd) или никель (Ni).
- Реакция может происходить при температуре около 25-100 °C под атмосферным давлением или под повышенным давлением.
3. Разрушение связи:
- В результате гидрирования этилена разрушается π-связь (вторичная связь) между углеродными атомами, что приводит к образованию одной σ-связи.
4. Изменения валентных углов и длины связи:
- Валентные углы в молекуле переходят от 120° (в молекуле этилена, где присутствует двойная связь) к 109.5° (в молекуле этана, где все связи одинарные).
- Длина связи углерод-углерод увеличивается, так как в молекуле этилена длина связи C=C составляет примерно 134 пм, а в молекуле этана длина связи C-C составляет примерно 154 пм.
Ответ:
- Уравнение реакции гидрирования этилена: C2H4 + H2 → C2H6.
- Условия: наличие катализатора (Pt, Pd, Ni), температура 25-100 °C.
- Разрушаемая связь: π-связь.
- Валентные углы изменяются с 120° до 109.5°; длина связи углерод-углерод увеличивается с 134 пм до 154 пм.