Составьте уравнения реакций: а) горения гексана; б) бромирования метана; в) дегидрирования этана.

Question

Реши задание на изображении

Расшифровка фото нейросетью:
Составьте уравнения реакций:
а) горения гексана;
б) бромирования метана;
в) дегидрирования этана.

Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие пр[обрезано]
$\mathrm{Al_4C_3 \to CH_4 \to CH_3Cl \to C_2H_6 \to CO_2}$

1. Горение (полное окисление): Допишите уравнения реакций горения:
• а) $\mathrm{CH_4+O_2\to}$
• б) $\mathrm{C_3H_8+O_2\to}$
• в) $\mathrm{C_5H_{12}+O_2\to}$

2. Галогенирование (замещение водорода на галоген): Допишите уравнения реакций галогенирования:
• а) $\mathrm{CH_4+Cl_2\to}$
• б) $\mathrm{C_2H_6+Br_2\to}$
• в) $\mathrm{C_3H_8+Cl_2\to}$

3. Нитрование (реакция Коновалова): Допишите уравнение реакции нитрования:
• $\mathrm{CH_4+HNO_3\to}$

4. Дегидрирование (отщепление водорода): Допишите уравнения реакций дегидрирования:
• а) $\mathrm{C_2H_6\to}$

5. Изомеризация: Допишите уравнение реакции изомеризации:
• $\mathrm{CH_3-CH_2-CH_2-CH_3\to}$ (катализатор, повышенная температура)

6. Крекинг: Допишите уравнение реакции крекинга:
• $\mathrm{C_8H_{18}\to}$

Answer

Краткий ответ

Первые три реакции:

а) горение гексана:
$$
\mathrm{2C_6H_{14}+19O_2\to 12CO_2+14H_2O}
$$

б) бромирование метана:
$$
\mathrm{CH_4+Br_2\to CH_3Br+HBr}
$$
(на свету)

в) дегидрирование этана:
$$
\mathrm{C_2H_6\to C_2H_4+H_2}
$$
(Ni, нагревание)

Цепочка превращений:

1.
$$
\mathrm{Al_4C_3+12H_2O\to 4Al(OH)_3+3CH_4}
$$

2.
$$
\mathrm{CH_4+Cl_2\to CH_3Cl+HCl}
$$
(на свету)

3.
$$
\mathrm{2CH_3Cl+2Na\to C_2H_6+2NaCl}
$$
(сухой эфир)

4.
$$
\mathrm{2C_2H_6+7O_2\to 4CO_2+6H_2O}
$$

1. Горение:

а)
$$
\mathrm{CH_4+2O_2\to CO_2+2H_2O}
$$

б)
$$
\mathrm{C_3H_8+5O_2\to 3CO_2+4H_2O}
$$

в)
$$
\mathrm{C_5H_{12}+8O_2\to 5CO_2+6H_2O}
$$

2. Галогенирование:

а)
$$
\mathrm{CH_4+Cl_2\to CH_3Cl+HCl}
$$

б)
$$
\mathrm{C_2H_6+Br_2\to C_2H_5Br+HBr}
$$

в)
$$
\mathrm{C_3H_8+Cl_2\to C_3H_7Cl+HCl}
$$
(для пропана образуется смесь 1- и 2-хлорпропана)

3. Нитрование:
$$
\mathrm{CH_4+HNO_3\to CH_3NO_2+H_2O}
$$
(нагревание, давление)

4. Дегидрирование:
$$
\mathrm{C_2H_6\to C_2H_4+H_2}
$$
(Ni, нагревание)

5. Изомеризация:
$$
\mathrm{CH_3{-}CH_2{-}CH_2{-}CH_3\to CH_3{-}CH(CH_3){-}CH_3}
$$
(катализатор, нагревание; н-бутан превращается в 2-метилпропан)

6. Крекинг:
$$
\mathrm{C_8H_{18}\to C_4H_{10}+C_4H_8}
$$
(нагревание, катализатор; это один из возможных вариантов распада октана)

Как понять принцип

При горении углеводород реагирует с кислородом, всегда образуются $\mathrm{CO_2}$ и $\mathrm{H_2O}$. Сначала уравнивают углерод, потом водород, последним — кислород.

При галогенировании один атом водорода замещается на галоген: $\mathrm{H}$ уходит в $\mathrm{HCl}$ или $\mathrm{HBr}$.

При нитровании по Коновалову водород замещается на нитрогруппу $\mathrm{NO_2}$, а второй продукт — вода.

При дегидрировании от молекулы отщепляется $\mathrm{H_2}$, поэтому образуется двойная связь.

При изомеризации состав молекулы не меняется, меняется только её строение.

При крекинге крупный алкан разрывается на меньший алкан и алкен.

Я проверил коэффициенты: во всех уравнениях число атомов каждого элемента слева и справа одинаковое. Например, в горении гексана слева $12$ атомов углерода, $28$ атомов водорода и $38$ атомов кислорода — справа столько же.