Химия: только присоединение водяного пара образует спирт
Введено| English | Значение |
|---|---|
| steam/stiːm/ | водяной пар |
| hydration/haɪˈdreɪʃn/ | гидратация |
Что могло бы объяснить это наблюдение?
- Этен и водяной пар могут образовать этанол. Атом кислорода поступает из воды, которая присоединяется через C=C; он не был заранее скрыт в углеводородном соединении.
- Начните с гипотезы. Укажите величины или признаки, которые вы будете сравнивать, затем определите, какие доказательства могут различить два объяснения.
Построение модели
- Гидратация — это присоединение воды к алкену. Промышленная гидратация этена использует водяной пар при высокой температуре и давлении с фосфорнокислотным катализатором; примерно 300 °C и 60 атмосфера являются типичными условиями. Одна молекула H₂O поставляет атом H одному из бывших атомов углерода, участвовавших в двойной связи, и OH-группу другому, в то время как C=C становится одинарной. Из этена образуется этанол: C₂H₄ + H₂O → C₂H₅OH. Углеводный скелет сохраняется.
- гидратация: Присоединение воды через кратную связь в указанной реакции алкена; водяной пар: Вода в газообразном состоянии.
Какая комбинация описывает изученный промышленный способ гидратации этилена?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Изученный промышленный способ реакции этилена со СПАРОВОЙ водой при высокой температуре и давлении над фосфорнокислотным катализатором дает этанол. Никель с водородом — это гидрирование, а холодная вода с дрожжами описывают брожение.
Сопоставьте каждый технический термин с его точным определением.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Используйте определения для различения смежных величин и процессов.
Выберите доказательства для проверки
- Продукт является спиртом, а не углеводородом, поскольку теперь содержит кислород. Считайте атомы H внутри группы OH, а также те, что связаны непосредственно с углеродом. Два атома углерода в этене эквивалентны при этом простом присоединении. Несимметричные исходные алкены могут давать разные позиции OH: более длинные терминальные цепочки показывают обычное расположение вторичного спирта с группой OH на втором атоме углерода. Эти рисунки идентифицируют указанные продукты без добавления требуемого сложного механизма или требования названий продуктов по позициям за пределами охвата курса.
- Нарисуйте все связи, включая C–O и O–H, и проверьте четыре атома углерода, два атома кислорода и один атом водорода. Сравните продукт с входным молекулой и водяным паром, а не просто добавляйте OH и теряйте лишний атом H. Парные отображения «первый-четвертый» показывают связность до и после. Эти промышленные условия являются справочной информацией, а не школьным заданием по синтезу под давлением. Реальная школьная работа может использовать модели и предоставленные доказательства процесса под надзором.
Какие две привычки делают расследование или модель в данном случае более обоснованными?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Указание условий и допущений позволяет другим точно воспроизвести работу, а фиксация подтверждающих данных даёт возможность проверить вывод. Сокрытие противоречащих результатов устраняет доказательства, способные оспорить ошибочный вывод, а одно измерение никогда не может обосновать более широкий claim.
Работайте с известными величинами
- Укажите известные значения и их единицы измерения. Выберите соотношение, предположения которого подходят к данному случаю, затем преобразуйте формулу перед подстановкой.
- Известно: у этена четыре атома водорода. Добавление воды вносит два атома, поэтому этанол содержит шесть атомов H всего: пять attached к углероду и один к кислороду. Его общее количество атомов составляет 2 C + 6 H + 1 O = 9. Отображенный продукт из C₃H₆ плюс вода имеет формулу C₃H₈O, всего одиннадцать атомов. Сама формула не указывает позицию OH.
Продукт присоединения одной молекулы воды к C₄H₈ имеет формулу C₄H₁₀O. Найдите общее количество атомов. Используйте ту же последовательность: известные величины → модель → соотношение → подстановка → единицы и интерпретация.
Продукт присоединения одной молекулы воды к C₄H₈ — это C₄H₁₀O. Найдите общее количество атомов.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Результат — 15 атомов. Известно: C4H8O содержит 4 атомов углерода, 10 атомов водорода и 1 атомов кислорода. Итого = 4 + 10 + 1 = 15 атомов. Сама формула не определяет положение группы OH.
Проверьте вывод и его ограничения
- Не используйте холодную жидкую воду как единственное условие гидратации этена и не заменяйте фосфорную кислоту никелем. Присоединение водорода дает алкан; присоединение пара дает спирт. Промышленная реакция не обязательно превращает каждую молекулу за один проход. Гидратация отличается от пути ферментации дрожжей для получения водного раствора этанола.
- Вернитесь к первоначальному наблюдению. Объясните, что подтверждает результат, при каких условиях он верен и каким образом можно проверить конкурирующее объяснение.
Присоединение водяного пара к этилену дает алкан, не содержащий кислорода. Это утверждение неверно: добавление воды через связь C=C вносит группу OH и атом H: продуктом является СПИРТ (этанол из этилена), который содержит кислород. Алкан получается в результате присоединения водорода, а не водяного пара.
Только химия: присоединение пара образует спирт: Продукт является спиртом, а не углеводородом, поскольку теперь содержит кислород. Считайте атомы H внутри группы OH, а также те, что связаны непосредственно с углеродом. Два атома углерода в этене эквивалентны при этом простом присоединении. Несимметричные исходные алкены могут давать разные позиции OH: более длинные терминальные цепочки показывают обычное расположение вторичного спирта с группой OH на втором атоме углерода. Эти рисунки идентифицируют указанные продукты без добавления требуемого сложного механизма или требования названий продуктов по позициям за пределами охвата курса.
Присоединение водяного пара к этилену дает алкан, не содержащий кислорода.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Присоединение воды к C=C вносит группу OH и атом H: продуктом является СПИРТ (этанол из этилена), содержащий кислород. Алкан получается при присоединении водорода, а не водяного пара.
Присоединение воды к кратной связи в указанной реакции алкена: запишите технический термин.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Гидратация означает присоединение воды к кратной связи в указанной реакции алкена.