Подготовка к ЕГЭ : "Алканы"

Химические свойства алканов.

1.Дегидрирование.

- Алканы = алкены + водород (кат Pt, Ni, Cr₂O₃, t 400-600⁰): СН₃- СН₃  → СН₂= СН₂ + Н₂

 - Алканы = алкины + водород : СН₃- СН₃  → СН ≡ СН + 2Н₂

Пиролиз метана:  Метан = ацетилен + водород (Т 15000⁰);   2СН₄ → СН ≡ СН + 3Н₂ или

Метан = этен + водород (Т 500⁰), 2СН₄ → СН₂ =  СН₂+ 2Н₂

2.Замещение.

-замещение водорода преимущественно  идет у менее гидрированого атома углерода,

-реакция происходит на свету, по радикальному механизму по стадиям:

а) начало цепи (образование радикалов из молекулы галогена)

б) рост цепи радикал галогена реагирует с молекулой алкана с образованием углеводородного радикала С_nH_2n+1,  который взаимодействует с новой молекулой галогена и тд)

в)обрыв цепи два радикала соединяются друг с другом.

А) галогенирование

Алканы + галоген  → галогеналкан (С_nH_2n+1Г ) + НГ

СН₃- СН₂ -СН₃  + Г₂  → СН₃- СН - СН₃  + НГ

                                                  │         

                                                   Г

Б)Нитрование

Алкан + азотная кислота НО - NO₂ (H₂SO₄ конц) = нитроалкан С_nH_2n+1NO₂ + вода

СН₃- СН₂ - СН₃  + НО-NO₂ → СН₃- СН -СН₃  + Н₂О

                                                            │         

                                                            NO₂

3.Изомеризация.

при Т в присутствии катализатора хлорида алюминия.

СН₃ - СН₂ - СН₂ - СН₃  → СН₃- СН - СН₃ 

                                                    │         

                                                    СН₃           

4.Ароматизация (дегидроциклизация)

- Гексан  (Cr₂O₃, Al₂O₃ t=500) = бензол + водород

СН₃ - СН₂ - СН₂  - СН₂  - СН₂ - СН₃  →  + 4Н₂

- Гептан (Cr₂O₃, Al₂O₃ t=500) = метилбензол(толуол) + водород

СН₃ – СН₂ – СН₂  - СН₂  - СН₂ – СН₂ – СН₃ →  + 4Н₂

- Октан (Cr₂O₃, Al₂O₃ t -500) = диметилбензол(ксилол) или этилбензол + водород

СН₃ – СН₂ – СН₂  - СН₂  - СН₂ – СН₂ – СН₃ →  или + 4Н₂

6.Каталитическое окисление алканов кислородом

 - Метан + кислород  (кат, р, 480⁰) →  метанол:  2СН₄  + О₂ → 2СН₃ОН

Метан + кислород → формальдегид +вода, СН₄  + О₂ →Н₂С=О + Н₂О

Метан + кислород  → муравьиная кислота + вода, 2СН₄  +3 О₂ →2НСООН + 2Н₂О

Бутан (кат, р, 200⁰) → уксусная кислота + вода,

2СН₃ – СН₂ – СН₂  - СН₃ +5О₂ → 4CH₃COOH+2Н₂О

Получение алканов.

1.Из нефти, природного газа.

2.Изомеризация в присутствии катализатора хлорида алюминия

 (линейный углеводород →  углеводород с разветвленной углеродной цепью)

3. Гидрирование непредельных углеводородов

С_nH_2n + H₂→С_nH_2n+2, С_nH_2n-2 +2H₂ = С_nH_2n+2

4.Декарбоксилирование солей карбоновых кислот

 С_nH_2n+1СООNа + NаОН → С_nH_2n+2 + Nа₂СО₃

5.Синтез Вюрца

 (галогеналкан + щелочной металл, магний, цинк) = углеводород с более длинной углеродной цепью + галогенид металла

2СН₃Г + 2Nа →СН₃- СН₃ + 2 NаГ

6.Гидролиз карбидов. Аl₄C₃ + 12H₂O → 3CH₄ + 4Al(OH)₃

7.Электролиз концентрированных растворов солей карбоновых кислот и щелочных металлов.

2СН₃СООNа + 2Н₂О → СН₃ - СН₃ + 2СО₂ + H₂+ 2NаОН

Краткое описание документа:

Для успешной сдачи единого государственного экзамена по химии, нужно уверенно владеть теорией. Данный конспект по теме «Алканы» состоит из двух частей: «Получение алканов», «Химические свойства предельных углеводородов». Теоретический материал структурирован. Простое изложение материала способствует его лучшему усвоению. Поможет учащимся 10 классов в изучении темы в соответствии с программой профильного уровня»; учащимся 11 классов – подготовиться к сдаче единого государственного экзамена. Данный материал можно использовать как дополнение к углубленному изучению химии к учебникам разных авторов.