4. Составьте уравнения следующих превращений: сахароза +H2O H+, t X₁ этанол H2SO4 t < 140 °C X3 → X2 → сложный эфир. → CO2 Укажите условия протекания реакций и назовите вещества Х₁, Хи Хз.

Ответ: X₁ - глюкоза и фруктоза; X₂ - уксусная кислота; X₃ - этилен.

Разберем предложенную схему превращений:

1. Сахароза → X₁:
   • Сахароза гидролизуется в присутствии воды (H₂O) и кислоты (H⁺) при нагревании (t) с образованием глюкозы и фруктозы.
   • Уравнение реакции: C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ (глюкоза) + C₆H₁₂O₆ (фруктоза)
   • Вещество X₁: смесь глюкозы и фруктозы.
2. X₁ (глюкоза/фруктоза) → этанол:
   • Глюкоза или фруктоза подвергаются спиртовому брожению в присутствии дрожжей (ферментов) с образованием этанола (этилового спирта) и углекислого газа (CO₂).
   • Уравнение реакции: C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂
3. Этанол → X₂:
   • Этанол окисляется до уксусной кислоты.
   • Уравнение реакции: C₂H₅OH + O₂ → CH₃COOH + H₂O
   • Вещество X₂: уксусная кислота.
4. Этанол → X₃:
   • При нагревании этанола с серной кислотой (H₂SO₄) при температуре ниже 140 °C происходит дегидратация с образованием этилена (этена).
   • Уравнение реакции: C₂H₅OH → C₂H₄ + H₂O
   • Вещество X₃: этилен.
5. X₂ (уксусная кислота) + этанол → сложный эфир:
   • Уксусная кислота реагирует с этанолом в присутствии серной кислоты (катализатор) с образованием этилацетата (сложного эфира) и воды.
   • Уравнение реакции: CH₃COOH + C₂H₅OH → CH₃COOC₂H₅ + H₂O
6. X₃ (этилен) → CO₂:
   • Этилен сгорает с образованием углекислого газа и воды.
   • Уравнение реакции: C₂H₄ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O

Ответ: X₁ - глюкоза и фруктоза; X₂ - уксусная кислота; X₃ - этилен.