Дано:
- Исходные вещества: этиловый спирт (C2H5OH), этан (C2H6), хлорэтан (C2H5Cl)
- Продукт: этилен (C2H4)
Найти:
1. Уравнения реакций получения этилена из указанных веществ.
2. Условия протекания этих реакций.
3. Уравнения обратных реакций и условия их протекания.
Решение:
а) Получение этилена из этилового спирта:
Для получения этилена из этилового спирта необходимо провести дегидратацию, то есть удаление молекулы воды.
Уравнение реакции:
C2H5OH → C2H4 + H2O
Условия: Нагревание при наличии кислотного катализатора (например, серной кислоты).
Обратная реакция:
C2H4 + H2O → C2H5OH
Условия: Гидратация этилена в присутствии кислоты (например, серной кислоты) или под давлением водяного пара.
б) Получение этилена из этана:
Для получения этилена из этана используется пиролиз - термическое разложение углеводородов при высоких температурах.
Уравнение реакции:
C2H6 → C2H4 + H2
Условия: Высокая температура (примерно 700-1000°C) без наличия воздуха.
Обратная реакция:
C2H4 + H2 → C2H6
Условия: Реакция при низких температурах с использованием каталитического гидрирования (например, никелевый катализатор).
в) Получение этилена из хлорэтана:
Для получения этилена из хлорэтана проводят реакцию дегалогенирования, то есть удаляют атом хлора.
Уравнение реакции:
C2H5Cl → C2H4 + HCl
Условия: Нагревание в присутствии металлического цинка или другой восстановитель.
Обратная реакция:
C2H4 + HCl → C2H5Cl
Условия: Реакция может происходить при комнатной температуре или с использованием катализатора.
Ответ:
а) Из этилового спирта: C2H5OH → C2H4 + H2O; условия: нагревание с кислотным катализатором.
Обратная реакция: C2H4 + H2O → C2H5OH; условия: гидратация с кислотой или под давлением.
б) Из этана: C2H6 → C2H4 + H2; условия: высокая температура.
Обратная реакция: C2H4 + H2 → C2H6; условия: каталитическое гидрирование.
в) Из хлорэтана: C2H5Cl → C2H4 + HCl; условия: нагревание с восстановителем.
Обратная реакция: C2H4 + HCl → C2H5Cl; условия: реакция при комнатной температуре.