Здравствуйте, ребята! Давайте решим эту задачу вместе. Здесь нам нужно написать уравнения реакций для указанной цепочки превращений, используя структурные формулы органических веществ.
1. Первая реакция: Пропен → X₁
Пропен (CH3-CH=CH2) реагирует с K2Cr2O7 в кислой среде (H2SO4). Это реакция окисления. В результате образуется уксусная кислота (CH3COOH).
Уравнение реакции:
$$CH_3-CH=CH_2 + K_2Cr_2O_7 + H_2SO_4 \rightarrow CH_3COOH + ...$$
Так как нам не нужно уравнивать всю реакцию, ограничимся указанием основного продукта.
Итак, $$X_1$$ это уксусная кислота: $$CH_3COOH$$.
2. Вторая реакция: X₁ → (CH3COO)₂Ca
Уксусная кислота (CH3COOH) реагирует с гидроксидом кальция (Ca(OH)₂), в результате образуется ацетат кальция ((CH3COO)₂Ca).
Уравнение реакции:
$$2CH_3COOH + Ca(OH)_2 \rightarrow (CH_3COO)_2Ca + 2H_2O$$
3. Третья реакция: (CH3COO)₂Ca t°→ X₂
Ацетат кальция ((CH3COO)₂Ca) подвергается термическому разложению. Этот процесс называется пиролизом. В результате образуется ацетон (CH3COCH3) и карбонат кальция (CaCO3).
Уравнение реакции:
$$(CH_3COO)_2Ca \xrightarrow{t°} CH_3COCH_3 + CaCO_3$$
Итак, $$X_2$$ это ацетон: $$CH_3COCH_3$$.
4. Четвертая реакция: X₃ → X₂
Здесь нам нужно получить ацетон ($$CH_3COCH_3$$) из вещества $$X_3$$. Реакция должна быть обратимой. Простейший способ - это окисление вторичного спирта, пропанола-2 ($$CH_3CH(OH)CH_3$$).
Уравнение реакции:
$$CH_3CH(OH)CH_3 \xrightarrow{[O]} CH_3COCH_3 + H_2O$$
Итак, $$X_3$$ это пропанол-2: $$CH_3CH(OH)CH_3$$.
5. Пятая реакция: 1,2-дихлорпропан → X₃
Нам нужно получить пропанол-2 ($$CH_3CH(OH)CH_3$$) из 1,2-дихлорпропана ($$CH_3CHClCH_2Cl$$). Для этого сначала проводят дегидрогалогенирование с помощью щелочи, например, KOH в спиртовом растворе, чтобы получить пропин, а затем гидратацию пропина (реакция Кучерова) с образованием ацетона, который затем восстанавливают до пропанола-2. Более простой путь - замещение одного атома хлора на гидроксил и гидрирование.
1) $$CH_3CHClCH_2Cl + 2KOH \xrightarrow{спирт} CH_3-C≡CH + 2KCl + 2H_2O$$
2) $$CH_3-C≡CH + H_2O \xrightarrow{HgSO_4, H_2SO_4} [CH_3-C(OH)=CH_2] \rightarrow CH_3COCH_3 $$
3) $$CH_3COCH_3 + H_2 \xrightarrow{Ni, t} CH_3CH(OH)CH_3$$
Объяснение для учеников:
Мы прошли цепочку реакций, начиная с пропена и заканчивая 1,2-дихлорпропаном, определили промежуточные вещества X₁, X₂, и X₃, и записали соответствующие уравнения реакций. Важно понимать, какие типы реакций происходят на каждом этапе и какие реагенты для этого нужны. Не забывайте использовать структурные формулы для органических веществ, чтобы четко показать, какие связи образуются и разрываются.