1) Напишите уравнение реакции между этиленом и кислородом для следующих процессов: а) окисление воздухом

Решение:

1) а) Окисление этилена воздухом:

При окислении этилена воздухом происходит реакция сжигания, в результате которой образуется углекислый газ (CO2) и вода (H2O). Уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:

\[C2H4 + O2 → CO2 + H2O\]

б) Гидроксилирование этилена с помощью водного KMnO4:

При гидроксилировании этилена с помощью водного раствора KMnO4 происходит добавление гидроксильной группы (-OH) к двойной связи этилена, образуя гликоль. Уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:

\[C2H4 + 2H2O → C2H6O2\]

2) Чтобы найти структурную формулу алкена, необходимо знать количество атомов каждого элемента в соединении. Исходя из условия задачи, мы можем составить следующие уравнения:

Молекула этулена (C2H4) содержит 2 атома углерода (C) и 4 атома водорода (H).
Молекула брома (Br2) содержит 2 атома брома (Br).

Теперь давайте посмотрим, какие соединения образуются в реакции. Если 0,21 г этулена присоединилось к 0,8 г брома, мы можем использовать соотношение количества моль для определения коэффициентов перед формулами.

Молярная масса этулена (C2H4) равна приблизительно 28 г/моль (2 * 12 г/моль + 4 * 1 г/моль).
Молярная масса брома (Br2) равна приблизительно 160 г/моль (2 * 80 г/моль).

Теперь, зная молярные массы и массы веществ, мы можем выразить молы этилена и брома:

Масса этулена = 0,21 г
Масса брома = 0,8 г

Молы этулена = масса этулена / молярная масса этулена = 0,21 г / 28 г/моль
Молы брома = масса брома / молярная масса брома = 0,8 г / 160 г/моль

Теперь посмотрим на соотношение между молами. Если один моль этулена реагирует с одним моль брома, то мы можем найти соотношение между молами этулена и молами брома:

Мольные коэффициенты для этулена и брома в уравнении будут равны 1:

Молы этилена / Молы брома = 1 / 1

Теперь мы можем найти отношение между массами брома и этулена:

0,21 г этулена / молярная масса этулена = 0,8 г брома / молярная масса брома

Решая это уравнение, мы можем найти молярные соотношения:

(0,21 г / 28 г/моль) = (0,8 г / 160 г/моль)

Сокращаем:

(1 моль этулена) = (4 моль брома)

Итак, образуется 4 моля бромэтилена (C2H4Br2). Обратите внимание, что оба атома брома добавляются к двойной связи этулена, поэтому получаем соединение с двумя атомами брома.

3) Для определения структурной формулы этого углеводорода следует знать число атомов углерода и водорода в молекуле.

Исходя из уравнения реакции гидроксилирования этулена (C2H4 + 2H2O → C2H6O2), мы видим, что эта реакция дает гликоль (этандиол, C2H6O2), содержащий 2 атома углерода (C), 6 атомов водорода (H) и 2 атома кислорода (O).

Таким образом, структурная формула этого углеводорода будет выглядеть следующим образом:
\[H_2C=CH_2\]