Даны вещества: HCl; H₂; KMnO₄; O₂; Cl₂; HNO₃. С какими из них будет взаимодействовать пропан? Написать уравнения реакций.

Пропан (C₃H₈) — это углеводород, который может вступать в реакции с рядом веществ из предложенного списка. Рассмотрим каждое вещество:

1. HCl (хлороводород): Пропан может реагировать с хлороводородом при высоких температурах в присутствии света или катализатора, происходя реакция замещения. В ходе этой реакции атом водорода в пропане заменяется атомом хлора, образуя хлорпропан.

   Уравнение реакции:

   $$C₃H₈ + HCl \xrightarrow{hv} C₃H₇Cl + H₂$$

2. H₂ (водород): Пропан не реагирует с водородом при обычных условиях, поскольку водород не является достаточно реакционноспособным для реакции с пропаном. Однако, при наличии катализатора, например, в процессе гидрирования, возможно присоединение водорода к пропану с образованием более насыщенных углеводородов, но это не является типичной реакцией для пропана.

   В обычных условиях реакция не происходит.

3. KMnO₄ (перманганат калия): Пропан может окисляться в присутствии перманганата калия, особенно в кислой среде. При окислении пропана перманганат калия восстанавливается, а сам пропан превращается в более простые органические кислоты или кетоны. Это довольно агрессивная реакция, которая может привести к разложению органического вещества.

   Уравнение реакции (примеры окисления):

   $$2C₃H₈ + 7KMnO₄ + 4H₂O \rightarrow 6CO₂ + 7MnO₂ + 7KOH + 6H₂$$

4. O₂ (кислород): Пропан активно окисляется кислородом при сгорании, что приводит к образованию углекислого газа и воды. Эта реакция происходит при высоких температурах (например, при горении).

   Уравнение реакции:

   $$2C₃H₈ + 7O₂ \rightarrow 6CO₂ + 8H₂O$$

5. Cl₂ (хлор): Пропан может реагировать с хлором при ультрафиолетовом свете или при высокой температуре в реакции хлорирования. В результате замещения атомов водорода в пропане на атомы хлора образуются хлорпропаны.

   Уравнение реакции:

   $$C₃H₈ + Cl₂ \xrightarrow{hv} C₃H₇Cl + HCl$$

6. HNO₃ (азотная кислота): Пропан может вступать в реакцию с концентрированной азотной кислотой при высоких температурах, с образованием нитропропанов (нитрования). Это происходит, когда молекулы азотной кислоты замещают водород в молекуле пропана на нитрогруппу (NO₂).

   Уравнение реакции (нитрование):

   $$C₃H₈ + HNO₃ \rightarrow C₃H₇NO₂ + H₂O$$

Таким образом, пропан будет взаимодействовать с HCl, KMnO₄, O₂, Cl₂ и HNO₃, в то время как H₂ с ним не реагирует при обычных условиях.