Какие вещества образуются в результате термического крекинга алканов напишите уравнение

Химия | 10 — 11 классы

Какие вещества образуются в результате термического крекинга алканов?

Алканы и алкены с меньшим числом атомов углерода в цепи.

Видео:ВСЕ ПРО АЛКАНЫ за 8 минут: Химические Свойства и ПолучениеСкачать

Напишите уравнение крекинга следующих алканов : а) н — декан б) 2, 3 диметил бутан?

Напишите уравнение крекинга следующих алканов : а) н — декан б) 2, 3 диметил бутан.

Видео:КрекингСкачать

СРОЧНО?

Записать уравнения крекинга октана Предложить несколько вариантов его термического распада.

Видео:Алканы. Химические свойства. Ч.3. Крекинг и термические превращения.Скачать

Cr + na2co3 + o2 = ?

Какие вещества образуются в результате редакции.

Видео:Органическая Химия — Алканы и Цепь из АтомовСкачать

Напишите реакции характеризующие термический крекинг пропана?

Напишите реакции характеризующие термический крекинг пропана.

Укажите, с какими продуктами крекинга можно провести реакции хлорирования, гидрохлорирования, озонирования, гидратации.

Приведите соответствующие уравнения реакции.

Видео:Химические свойства алканов. 1 часть. 10 класс.Скачать

В результате реакции дегидроциклизации алканов образуются ?

В результате реакции дегидроциклизации алканов образуются :

Видео:Химические свойства алканов | Химия ЕГЭ для 10 класса | УмскулСкачать

При термическом разложении ацетата кальция образуется вещество карбонат кальция и вещество X?

При термическом разложении ацетата кальция образуется вещество карбонат кальция и вещество X.

Какое это вещество?

Видео:Получение алканов. Реакция Вюрца (механизм + сложные случаи). ЕГЭ по химии.Скачать

Простое вещество которое образуется при термическом разложении дихромата аммония — это?

Простое вещество которое образуется при термическом разложении дихромата аммония — это.

Видео:Как решать ОРГАНИЧЕСКИЕ ЦЕПОЧКИ? Основные типы химических реакцийСкачать

Какие вещества образуются в результате горения пентана — написать формулы?

Какие вещества образуются в результате горения пентана — написать формулы.

Видео:Сколько всего алканов и алкенов можно получить путем крекинга n-октана? А) 10 В) 14 С) 6 D) 12Скачать

Скажите пожалуйста, какими способами НЕ получается ацетилен?

Скажите пожалуйста, какими способами НЕ получается ацетилен?

(Получается термическим крекингом и гидролизом карбида кальция).

Видео:Вся теория по алканам | Химия ЕГЭ для 10 класса | УмскулСкачать

Скажите пожалуйста, для всех ли алканов общие химические свойства (галогенирирование, нитрирование, сульфохлорирование, сульфоокисление, крекинг, горение)?

Скажите пожалуйста, для всех ли алканов общие химические свойства (галогенирирование, нитрирование, сульфохлорирование, сульфоокисление, крекинг, горение)?

На этой странице вы найдете ответ на вопрос Какие вещества образуются в результате термического крекинга алканов?. Вопрос соответствует категории Химия и уровню подготовки учащихся 10 — 11 классов классов. Если ответ полностью не удовлетворяет критериям поиска, ниже можно ознакомиться с вариантами ответов других посетителей страницы или обсудить с ними интересующую тему. Здесь также можно воспользоваться «умным поиском», который покажет аналогичные вопросы в этой категории. Если ни один из предложенных ответов не подходит, попробуйте самостоятельно сформулировать вопрос иначе, нажав кнопку вверху страницы.

Видео:Получение алканов. 10 класс.Скачать

Крекинг алканов

Вы будете перенаправлены на Автор24

Крекингом называется термическое превращение алканов при температурах 470-540 $^circ$С.

При более высоких температурах (700-1000 $^circ$ С) алканы подвергаются пиролитическому разложению с образованием сложной смеси продуктов, состав и соотношение которых зависят от температуры и времени реакции. При пиролизе происходит расщепление углерод-углеродных связей с образованием алкильных радикалов. Энергия углерод-углеродных связей в алканах близки по величине для первичных, вторичный, третичных и четвертичных атомов углерода (табл. 1) и в жестких условиях пиролиза расщепление любой связи $CH_2 — CH_2$ в нормальных алканах равновероятно.

Для разветвленных углеводородов преимущественно происходит разрыв связи у третичного или четвертичного атома углерода.

Видео:СЕКРЕТЫ АЛКАНОВ РАСКРЫТЫ — Гомологи, Типы Связей, ИзомерияСкачать

Виды и особенности крекинга

Различают термическое и каталитический крекинг. Главным объектом при крекинге является расщепление (деструкция) углеродной цепи по связям С-С с одновременным дегидрированием, изомеризацией и циклизацией. При этом образуются главным образом ненасыщенные углеводороды. Строение продуктов крекинга определяется:

1. природой исходного алкана
2. условиями проведения процесса (температурой, давлением, природой катализатора).

Начальная температура крекинга алканов зависит от их моле кулярный массы. Чем больше молекулярная масса, тем легче расщепляются алканы. В зависимости от длины углеродной цепи относительная скорость крекинга, например по отношению к пентана, равна:

• Количество атомов углерода 5, 6, 7, 8, 10, 20
• Относительная скорость крекинга 1, 4, 9, 10, 32, 120

Существуют такие тенденции разрыва связи С-С: с повышением температуры наблюдается смещение места разрыва к краю молекулы, с повышением давления углеродная цепь расщепляется ближе к середине. Так, из бутана при различных условиях могут образовываться следующие соединения:

Готовые работы на аналогичную тему

Рисунок 2. Виды и особенности крекинга. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Видео:10 класс § 40 "Глубокая переработка нефти. Крекинг, риформинг"Скачать

Термический крекинг

Термический крекинг — свободнорадикальное процесс, в результате которого образуются главным образом ненасыщенные углеводороды (мономеры). При температурах 450-550 $^circ$С алканы расщепляются на свободные радикалы, способны дальше распадаться на более простые метильные и этильные радикалы, например:

Рисунок 3. Термический крекинг. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Активные метильные радикалы отщепляют атомы водорода от молекул других алканов с образованием новых свободных радикалов:

Рисунок 4. Термический крекинг. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Для таких свободных радикалов при крекинге наиболее характерные реакции, которые в целом формируют природу конечных продуктов, а именно:

Реакции $beta $-распада:

Реакции обрыва (рекомбинации):

$beta $-Распад и диспропорционирование свободных радикалов практически всегда проходят по $beta $-связям относительно неспаренного электрона. Это происходит потому, что $beta $-связь в известной степени разрыхлена вследствие уменьшения степени перекрывания соответствующих атомных орбиталей. Электронные облака таких $sigma $-связей С-Н взаимодействуют с неспаренным электроном благодаря эффекту гиперконьюгации ($sigma $-р-сопряжению).

В условиях пиролиза (высокие температуры) наблюдается глубокий распад алканов с образованием ацетиленовых углеводородов, сажи или кокса, водорода и др.

Видео:Органика. Решение задачи на определение состава вещества по продуктам его сгорания.Скачать

Каталитический крекинг

Каталитический крекинг применяют главным образом с целью получения разветвленных алканов (моторного топлива) и ненасыщенных углеводородов. В промышленных условиях процесс проходит в присутствии алюмосиликатных катализаторов или кислот Льюиса при 450-530 $^circ$С и примерно атмосферном давлении. Реакция начинается с отщепления гидрид-иона от алкана с образованием карбокатионов, которые благодаря $beta $-распаду притерпевают дальнейшие изменения:

Рисунок 8. Каталитический крекинг. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Параллельно процессу образования олефинов происходит реакция изомеризации, которая чрезвычайно важна для получения разветвленных алканов, особенно изобутана и изопентана.

Изомеризация алканов в присутствии сильных кислот Льюиса или суперкислот проходит с образованием карбокатионов. Сильная кислота необходима потому, что алканы проявляют малое родство с протоном, поскольку не содержат $pi $- или n-электронов.

Сначала образуется протонированный алкан с трицентровой двуэлектронной связью у атома углерода, по месту условного присоединения протона, поскольку конкретное место присоединения, как правило, неизвестно. Протонованый алкан быстро превращается в карбокатион, которые путем гидридного и метиланионного перемещений изомеризуются в третичные карбокатионы, то есть в разветвленные алканы:

Рисунок 9. Каталитический крекинг. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Образованные с помощью каталитического крекинга разветвленные алканы — ценные высокооктановые бензины и сырье для получения каучуков.

Видео:Алканы, химические свойства: галогенирование, дегидрирование, дегидроциклизация, горение, крекинг.Скачать

Алканы в топливе

В двигателе внутреннего сгорания при сжатии бензиновой паров с воздухом алканы нормального строения образуют перекиси, которые вызывают преждевременное возгорание углеводородной смеси. Это явление называется детонацией и наносит вред двигателю.

Разветвленные алканы лишены этого недостатка. Ценные углеводороды с неоструктурой или структурой, подобной структуре изооктана (последнему условно присвоено октановое число 100, а для н-гептана октановое число составляет 0):

Рисунок 10. Алканы в топливе. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Итак, если бензин имеет марку, например, 76, то это означает, что ему соответствует октановое число 76 и он проявляет такую же детонационную стойкость, как смесь 76% изооктана и 24% н-гептана. Выше октановое число (130> имеет 2,2,3-триметилбутан (триптан).

Топливо для дизельных двигателей характеризуется другим показателем — цетановым числом. Ценные топлива при этом, наоборот, состоят из алканов нормального, неразветвленного строения. Стандартом для дизельного топлива принят цетан $C_H_$ (цетановое число 100).

Видео:1.3. Алканы: Химические свойства. Подготовка к ЕГЭ по химииСкачать

Химические свойства алканов на примере 2-метилбутана

Задача 122.
1. Напишите формулы и дайте названия всем изомерам состава С₇Н₁₆.
2. Напишите формулу 2-метил-3-этилгептан и двух его гомологов.
3. Получите бутан всеми возможными способами.
4. Напишите химические реакции характерные для алканов на примере 2-метилбутана.
Решение:

Видео:Номенклатура алканов. Учимся давать названия алканам.Скачать

1-е задание. Изомеры гептана

Видео:Видео №3. Как составить изомерыСкачать

2-е задание. Гомологи 2-метил-3-этилгептана

Гомологи — это химические соединения, имеющие структурную формулу одного типа, например: алканы, алкены, алкины, и т. д. 2-метил-3-этилгептан (изомер декана) относится к гомологическому ряду алканов : метан, этан, пропан, бутан, пентан, гексан, гептан, октан, нонан, декан — это только первые десять, они газы.

Примеры гомологов:

Видео:ЭТО ПОМОЖЕТ разобраться в Органической Химии — Алкены, Урок ХимииСкачать

3-е задание. Получение бутана

1. Реакция Вюрца

2. Гидрирование бутина.

Первоначально 1-бутин гидрируют до 1-бутена, а затем 1-бутен вторично гидрируют до бутана:

CH₃-CH₂-C СН ⇒ CH₃-CH₂-CH=CH₂ ⇒ CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ (Гидрирование по H₂)

СН₃—СН₂-C СН + 2Н2 ⇒ CH₃-CH₂-CH₂-CH₃

3. Дегидратация бутилового спирта

Дегидратацию бутилового спирта проводят в присутствии Al₂O₃ при температуре 300-400 о C:

Затем, полученный 1-бутен гидрируют по водородному радикалу до бутана:

4. Получение из солей карбоновых кислот (реакция Дюма)

При сплавлении безводных солей карбоновых кислот с щелочами получаются алканы, содержащие на один атом углерода меньше по сравнению с углеродной цепью исходных карбоновых кислот:

5. Метод Фишера-Тропша

Смесь угарного газа и водорода (синтез-газ) пропускают над катализатором при нагревании, получают:

6. Реакция Гриньяра

7. Электролиз соли (реакция Кольбе)

CH₃-CH₂-CH₂-COONa + 2Н₂О электролиз CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ + 2СО₂↑ + 2Н2↑ + 2NaOH
на аноде на катоде

8. Получение бутана из спирта

Катализатором служит LiAlH₄:

Видео:Термические процессыСкачать

4-е задание. Химические реакции характерные для алканов на примере
2-метилбутана.

1) Галогенирование (замещение атома водорода атомом галогена — F, Cl, Br с образованием галогеналкана):

2) Сульфирование (замещение атомов водорода сульфогруппой SO₃Н с образованием алкансульфокислот RSO₃Н). Сульфирующий реагент – серная кислота Н₂SO₄ (НО-SO₃Н).

1. Сульфирование алканов происходит при действии очень концентрированной Н₂SO₄ при небольшом нагревании. Наиболее легко замещается атом водорода у третичного атомауглерода:

2.При совместном действии сернистого ангидрида и кислорода воздуха под влиянием ультрафиолетовых лучей или добавок перекисей парафиновые углеводороды, даже нормального строения, реагируют с образованием сульфокислот (реакция сульфоокисления):

3. Реакция сульфохлорирования.

При совместном действии сернистого ангидрида и хлора при освещении ультрафиолетовым излучением или под влиянием некоторых катализаторов происходит замещение атома водорода с образованием так называемых сульфохлоридов (реакция сульфохлорирования):

3) Нитрование (замещение атома водорода нитрогруппой – NO₂ с образованием нитроалканов R-NO₂).

Разбавленная азотная кислота HNO₃ (НО-NО₂) является нитрующим компонентом. Нитрование алкенов при нагревании называется реакцией М.И.Коновалова. Наиболее легко замещаются атомы водорода у третичного атома:

4) Реакции окисления.

У 2-метилбутана первичные атомы углерода имеют стпень окисления (-3), вторичный атом углерода имеет степень окисления (-2), а третичный — (-1). При обычных условиях алканы устойчивы к действию сильных окислителей (КМnO₄, К₂Сr₂О₇). Алканы могут окисляться с образованием различных соединений:

а) Горение (окисление кислородом воздуха при высоких температурах):

б) Каталитическое окисление алканов

Каталитическое окисление может протекать с разрывом связей С–С и С–Н. Например, при неполном окислении 2-метилбутана происходит разрыв связи (С₂–С₃) и получается молекула кислоты и ацетона:

Из алканов под влиянием каталитических веществ и нагревании до 200 °C получаются молекулы спирта, альдегида или карбоновой кислоты.

Примеры с 2-метилбутаном:

Окисление с образованием гидропероксидов:

5) Крекинг (анг. сracking — расщепление) алканов:

а) Термический крекинг — это разрыв связей С — С в молекулах алканов:

H₃C–CH(CH₃)–CH₂–CH₃ H₃C–CH₂–CH₃ + CH₂=CH₂.

б) Термический крекинг в присутствии катализаторов

Термический крекинг проводят в присутствии катализаторов (обычно оксидов алюминия и кремния) при температуре 500 0 С и атмосферном давлении.Изоалканы термически менее устойчивы, чем алканы нормального строения. Для разветвленных углеводородов преимущественно происходит разрыв связи у третичного или четвертичного атома углерода. При этом с разрывом молекул происходит реакция изомеризации и дегидрирования:

7) Реакции отщепления

а) Дегидрирование

Дегидрирование [отщепление водорода; происходит в результате разрыва связей С — Н; осуществляется в присутствии катализатора (Pt, Pd, Ni, А1₂О₃, Сг₂О₃) при повышенных температурах (400­ — 600°С)]. При этом от молекулы алкена отщепляется молекула водорода:

8) Пиролиз.

Процесс протекает при температуре 1000°С и выше разрываются все связи, образуютс конечные продукты – С и Н₂:

8) Изомеризация алканов

Алканы нормального строения под влиянием катализаторов и при нагревании способны превращаться в разветвленные алканы без изменения состава молекул, т.е. вступать в реакции изомеpизации. В этих pеакциях участвуют алканы, молекулы которых содержат не менее 4-х углеродных атомов. Например, изомеризация н-пентана в изопентан (2-метилбутан) происходит при 100°С в присутствии катализатора хлорида алюминия:

Теоретически можно предположить, что из 2-метилбутана можно получить 2,2-диметилпропан: