1. Представьте химические уравнения для превращения метана в этан, этена, этандиол, а затем в гликолят меди

Ясли

34

1. Химические уравнения для превращения метана в этан, этена, этандиол и гликолят меди (II):

а) Превращение метана в этан:
\[CH_4 + Cl_2 \rightarrow CH_3Cl + HCl\]
\[CH_3Cl + Cl_2 \rightarrow CH_2Cl_2 + HCl\]
\[CH_2Cl_2 + Cl_2 \rightarrow CHCl_3 + HCl\]
\[CHCl_3 + Cl_2 \rightarrow CCl_4 + HCl\]
\[CCl_4 + 4H_2 \rightarrow C_2H_6 + 4HCl\]

б) Превращение метана в этен:
\[CH_4 + Cl_2 \rightarrow CH_3Cl + HCl\]
\[CH_3Cl + Cl_2 \rightarrow CH_2Cl_2 + HCl\]
\[CH_2Cl_2 + Cl_2 \rightarrow CHCl_3 + HCl\]
\[CHCl_3 + Cl_2 \rightarrow CCl_4 + HCl\]
\[CCl_4 + 2Al \rightarrow C_2H_4 + 2AlCl_3\]

в) Превращение метана в этандиол:
\[CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O\]
\[CO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O\]
\[Na_2CO_3 + HCl \rightarrow NaCl + CO_2 + H_2O\]
\[CO_2 + 2H_2 \rightarrow CH_2(OH)_2\]

г) Превращение метана в гликолят меди (II):
\[CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O\]
\[CO_2 + Na_2CO_3 \rightarrow Na_2C_2O_4 + O_2\]
\[Na_2C_2O_4 + CuSO_4 \rightarrow CuC_2O_4 + Na_2SO_4\]

2. Чтобы вычислить объем водорода, выделившийся при реакции 65 г этиленгликоля и 2,3 г металлического натрия, нужно сначала выразить количество газа в молях с помощью молярной массы каждого вещества, а затем использовать соотношение стехиометрического уравнения реакции.

Молярная масса этиленгликоля (C2H6O2) составляет 62 г/моль, а молярная масса натрия (Na) составляет 23 г/моль.

Масса этиленгликоля:
\[n_{C2H6O2} = \frac{m_{C2H6O2}}{M_{C2H6O2}} = \frac{65 г}{62 \frac{г}{моль}} \approx 1,0482 моль\]

Масса натрия:
\[n_{Na} = \frac{m_{Na}}{M_{Na}} = \frac{2,3 г}{23 \frac{г}{моль}} \approx 0,1 моль\]

Из стехиометрического уравнения реакции между этиленгликолем и натрием можно установить, что на 1 моль этиленгликоля выделяется 2 моля водорода.

Общий объем водорода:
\[V_{H2} = n_{H2} \times V_{1\_mol},\]
где \(V_{1\_mol}\) - это объем, занимаемый 1 моль газа при заданных условиях.

Так как нам не даны условия, предположим, что комнатная температура составляет 25°C и атмосферное давление равно 1 атмосфере.

В этом случае \(V_{1\_mol}\) равен обычному молярному объему газа:
\[V_{1\_mol} = 22,4 л/моль\]

Вычислим объем водорода:
\[V_{H2} = 2 \times n_{C2H6O2} \times V_{1\_mol} = 2 \times 1,0482 моль \times 22,4 л/моль \approx 47,25 л\]

Таким образом, при реакции указанного количества этиленгликоля и натрия, образуется примерно 47,25 л водорода.

3. При нагревании смеси этилового спирта (С2H5OH) и метилового спирта (CH3OH) с концентрированной серной кислотой (H2SO4) образуются соответствующие эфиры и вода:

\[H2SO4 + C2H5OH \rightarrow C2H5HSO4 + H2O\]
\[H2SO4 + CH3OH \rightarrow CH3HSO4 + H2O\]

4. Для вычисления процента углерода в одноосновной карбоновой кислоте, с использованием данных элементного анализа, нужно определить массовую долю углерода в общей массе вещества.

Пусть общая масса карбоновой кислоты составляет 100 г, и она содержит 48,65% углерода.

Тогда масса углерода будет:
\[m_{C} = \frac{48,65}{100} \times 100 г = 48,65 г\]

Таким образом, одноосновная карбоновая кислота содержит примерно 48,65% углерода.