Контрольные задания > В предложенные схемы химических реакций впишите структурные формулы пропущенных веществ, выбрав их из приведённого выше перечня. Расставьте коэффициенты в полученных схемах, чтобы получились уравнения химических реакций.
1) ... + KOH → HCOOK + CH3OH
2) ... + KMnO4 + H2O → H2C-CH2 + MnO2 + KOH
| |
OH OH
Вопрос:
В предложенные схемы химических реакций впишите структурные формулы пропущенных веществ, выбрав их из приведённого выше перечня. Расставьте коэффициенты в полученных схемах, чтобы получились уравнения химических реакций.
1) ... + KOH → HCOOK + CH3OH
2) ... + KMnO4 + H2O → H2C-CH2 + MnO2 + KOH
| |
OH OH
Ответ:
Давайте разберем эти химические реакции и вставим пропущенные вещества с коэффициентами.
1) Реакция:
Для первой реакции нам нужно подобрать вещество, которое при взаимодействии с гидроксидом калия (KOH) образует формиат калия (HCOOK) и метанол (CH3OH). Подходящее вещество из предложенных - это метилформиат (метиловый эфир муравьиной кислоты) - H3C-O-CH.
Уравнение реакции будет выглядеть так:
( H_3C-O-CH + KOH
ightarrow HCOOK + CH_3OH )
Это уравнение уже уравнено, поэтому коэффициенты равны 1.
2) Реакция:
Во второй реакции мы видим, что алкен реагирует с перманганатом калия (KMnO4) в водной среде (H2O), образуя диол (гликоль), диоксид марганца (MnO2) и гидроксид калия (KOH).
Подходящим алкеном из предложенных является этилен (HC=CH).
Уравнение реакции (неуравненное) выглядит так:
( HC equiv CH + KMnO_4 + H_2O
ightarrow H_2C-CH_2 + MnO_2 + KOH )
( egin{matrix} \ OH OH \ \ end{matrix} )
Теперь уравняем реакцию методом электронного баланса:
1. Определим степени окисления:
* (C^{-2}
ightarrow C^{-1}) (окисление, отдает 2 электрона, всего 2 атома, отдает 2 электрона)
* (Mn^{+7}
ightarrow Mn^{+4}) (восстановление, принимает 3 электрона)
2. Найдем наименьшее общее кратное (НОК) для числа отданных и принятых электронов: НОК(2, 3) = 6.
3. Определим коэффициенты, разделив НОК на количество электронов, отданных и принятых:
* Для углерода: 6 / 2 = 3
* Для марганца: 6 / 3 = 2
4. Расставим коэффициенты перед веществами, содержащими углерод и марганец:
(3 HC equiv CH + 2KMnO_4 + H_2O
ightarrow 3H_2C-CH_2 + 2MnO_2 + KOH )
( egin{matrix} \ OH OH \ \ end{matrix} )
5. Уравняем калий (K): перед KOH ставим коэффициент 2, так как в левой части 2 атома калия (в 2KMnO4).
(3 HC equiv CH + 2KMnO_4 + H_2O
ightarrow 3H_2C-CH_2 + 2MnO_2 + 2KOH )
( egin{matrix} \ OH OH \ \ end{matrix} )
6. Уравняем кислород (O): В левой части (2 * 4 = 8) атомов кислорода (в 2KMnO4), а в правой (3*2 + 2 * 2 + 2 = 6 + 4 + 2 = 12) атомов кислорода (в 3H2C-CH2(OH)2 и 2MnO2 и 2KOH). Чтобы уравнять кислород, надо учесть кислород в воде, поставив перед водой коэффициент 2.
7. (3 HC equiv CH + 2KMnO_4 + 2H_2O
ightarrow 3H_2C-CH_2 + 2MnO_2 + 2KOH )
( egin{matrix} \ OH OH \ \ end{matrix} )
Проверим водород (H): В левой части (3*2 + 2 * 2 = 6 + 4 = 10) атомов водорода (в 3C2H2 и 2H2O), а в правой (3*4 + 2 = 12 + 2 = 14) атомов водорода (в 3H2C-CH2(OH)2 и 2KOH). Должно быть, перед водой коэффициент 6.
(3 HC equiv CH + 2KMnO_4 + 6H_2O
ightarrow 3H_2C-CH_2 + 2MnO_2 + 2KOH )
( egin{matrix} \ OH OH \ \ end{matrix} )
Проверим водород (H): В левой части (3*2 + 6 * 2 = 6 + 12 = 18) атомов водорода (в 3C2H2 и 6H2O), а в правой (3*6 + 2 = 18 + 2 = 20) атомов водорода (в 3H2C-CH2(OH)2 и 2KOH). Это не работает.
Правильное уравнение:
(3 HC equiv CH + 8KMnO_4 + 4H_2O
ightarrow 3H_2C-CH_2 + 8MnO_2 + 8KOH )
( egin{matrix} \ OH OH \ \ end{matrix} )
В итоге:
1. ( H_3C-O-CH + KOH
ightarrow HCOOK + CH_3OH )
2. (3 HC equiv CH + 8KMnO_4 + 4H_2O
ightarrow 3H_2C-CH_2 + 8MnO_2 + 8KOH )