Номер § 9, вопрос 6 — Химия 10 класс

Составьте конспект ответа, характеризующего метан и этан, заполнив таблицу.

1. Метан: CH₄; структурная формула H–C(H)(H)–H (четыре связи C–H к вершинам тетраэдра); электронная — атом C с четырьмя общими парами с атомами H; связи σ (sp³–s), угол 109,5°. В природе: природный, попутный, болотный, рудничный газ, газогидраты. Получение: в лаборатории — CH₃COONa + NaOH →(t) CH₄ + Na₂CO₃, Al₄C₃ + 12H₂O → 3CH₄ + 4Al(OH)₃; в промышленности — из природного газа, C + 2H₂ → CH₄, CO + 3H₂ → CH₄ + H₂O. Физические свойства: бесцветный газ без запаха, легче воздуха (M = 16), t кип. −162 °C, почти нерастворим в воде. Химические: горение CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O; замещение CH₄ + Cl₂ →(hν) CH₃Cl + HCl (до CCl₄); разложение CH₄ →(1000 °C) C + 2H₂, 2CH₄ →(1500 °C) C₂H₂ + 3H₂; конверсия CH₄ + H₂O → CO + 3H₂; не реагирует с кислотами, щелочами, KMnO₄. Применение: топливо, получение водорода, ацетилена, сажи, синтез-газа, метанола, хлорметанов, фреонов.
2. Этан: C₂H₆; структурная CH₃–CH₃ (σ-связь C–C sp³–sp³ и шесть C–H); электронная — два атома C, связанные общей парой, каждый с тремя парами с H. В природе: природный и попутный нефтяной газ (до 10 %). Получение: 2CH₃Cl + 2Na → C₂H₆ + 2NaCl (Вюрц); C₂H₄ + H₂ →(Ni) C₂H₆; C₂H₅COONa + NaOH → C₂H₆ + Na₂CO₃; в промышленности — выделение из природного газа, гидрирование этилена. Физические: бесцветный газ без запаха, M = 30 (чуть тяжелее воздуха), t кип. −89 °C, малорастворим. Химические: горение 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O; замещение C₂H₆ + Cl₂ → C₂H₅Cl + HCl; дегидрирование C₂H₆ → C₂H₄ + H₂ (Ni, 500 °C); крекинг; окисление не идёт при обычных условиях. Применение: получение этилена (главное), хлорэтана, топливо, хладагент.