Давайте разберем заданное превращение по этапам, записывая структурные формулы веществ, называя их, а также указывая типы реакций, которые происходят на каждом этапе.
1. Пропан → Пропен
Реакция: Дегидрирование (удаление водорода).
Условия: Реакция проходит при нагревании и в присутствии катализатора (например, никеля, Ni).
Пропан — это алкан, его структурная формула:
CH3-CH2-CH3
При дегидрировании от молекулы пропана отщепляется молекула водорода (H2), и образуется алкен пропен:
CH2=CH-CH3
Тип реакции: Реакция дегидрирования (реакция отщепления).
2. Пропен → Пропин
Реакция: Дегидрогалогенирование (удаление галогена и водорода).
Условия: Введение галогена в молекулу пропена с последующим отщеплением.
Сначала пропен подвергается реакции галогенирования с галогеноводородом (например, HBr), образуется 2-бромпропан:
CH3-CH(Br)-CH3
Затем 2-бромпропан подвергается реакции дегидрогалогенирования при действии спиртового раствора щелочи (например, спиртового KOH). Отщепляется атом брома (Br) и атом водорода (H) на соседнем углероде, и образуется тройная связь:
CH≡C-CH3
Теперь у нас пропин (алкин). Его структурная формула:
CH≡C-CH3
Тип реакции: Последовательные реакции: галогенирование (присоединение) и дегидрогалогенирование (отщепление).
3. Пропин → 2-хлорпропен
Реакция: Гидрогалогенирование (присоединение галогеноводорода).
Условия: Пропускание галогеноводорода (например, HCl) через пропин.
Пропин реагирует с хлороводородом (HCl). При этом водород присоединяется к углероду с большим количеством водородных атомов (по правилу Марковникова), а хлор присоединяется к углероду с тройной связью:
CH≡C-CH3 + HCl → CH2=C(Cl)-CH3
Образуется 2-хлорпропен. Его структурная формула:
CH2=C(Cl)-CH3
Тип реакции: Реакция гидрогалогенирования (присоединение).
4. 2-хлорпропен → 2,2-дихлорпропан
Реакция: Галогенирование (присоединение галогена).
Условия: Пропускание хлора (Cl2) через молекулу 2-хлорпропена.
Молекула хлора присоединяется по двойной связи. Один атом хлора присоединяется к одному углероду, а второй — к другому углероду, образуя 2,2-дихлорпропан:
CH2=C(Cl)-CH3 + Cl2 → CH3-C(Cl2)-CH3
Образуется 2,2-дихлорпропан. Его структурная формула:
CH3-C(Cl2)-CH3
Тип реакции: Реакция галогенирования (присоединение).
Итоговое уравнение превращений:
- CH3-CH2-CH3 → CH2=CH-CH3 (дегидрирование).
- CH2=CH-CH3 → CH≡C-CH3 (галогенирование + дегидрогалогенирование).
- CH≡C-CH3 → CH2=C(Cl)-CH3 (гидрогалогенирование).
- CH2=C(Cl)-CH3 → CH3-C(Cl2)-CH3 (галогенирование).
Каждый этап сопровождается изменением структуры молекулы и демонстрирует разные типы химических реакций: дегидрирование, присоединение, дегидрогалогенирование и галогенирование.