Для того чтобы определить, какое из предложенных веществ реагирует с водородом в присутствии катализатора, рассмотрим каждый из них по отдельности.
а) Этилен (C2H4) — это алкен, содержащий двойную связь между атомами углерода. Алкены могут вступать в реакцию гидрирования, в процессе которой двойная связь разрушается и добавляются атомы водорода. Эта реакция требует наличия катализатора, обычно это такие металлы, как никель (Ni), палладий (Pd) или платина (Pt). В результате гидрирования этилена образуется этан (C2H6):
[ \text{C2H4} + \text{H2} \xrightarrow{\text{катализатор}} \text{C2H6} ]
б) Этанол (C2H5OH) — это спирт, который в стандартных условиях не реагирует с водородом. Однако в присутствии специфических катализаторов и при определённых условиях этанол может подвергаться различным химическим превращениям, но не простому гидрированию до алканов.
в) Этан (C2H6) — это насыщенный углеводород (алкан), который уже насыщен атомами водорода и не содержит двойных или тройных связей. Следовательно, этан не реагирует с водородом, так как он уже находится в максимально гидрированном состоянии.
г) Ацетальдегид (CH3CHO) — это альдегид, содержащий карбонильную группу (C=O). Ацетальдегид может подвергаться гидрированию в присутствии катализаторов (например, никеля, палладия или платины), при этом карбонильная группа восстанавливается до спиртовой группы, и образуется этанол:
[ \text{CH3CHO} + \text{H2} \xrightarrow{\text{катализатор}} \text{C2H5OH} ]
Таким образом, из предложенных веществ с водородом в присутствии катализатора реагируют:
- этилен (а)
- ацетальдегид (г)
Наиболее типичная реакция гидрирования в присутствии катализатора происходит для этилена и ацетальдегида. Этан и этанол в стандартных условиях не вступают в такую реакцию.