Сборник задач по органической химии, ч

53.Бутан подвергнут бромированию, смесь монобромпроизводных обработана металлическим натрием. Какие углеводороды могут быть получены

врезультате этих реакций.

54.Из каких йодопроизводных могут быть получены по реакции Вюрца углеводороды:

а) 4,5-диметилоктан;

б) 2,3,4,5- тетраметилгексан.

55.С помощью каких реакций из пропана можно получить 2,3- диметилбутан?

56.С помощью каких реакций можно перейти от изобутана к 2,2,3,3- тетраметилбутану?

57.Напишите формулу изомера нонана с наибольшим числом метильных групп и назовите его по рациональной и IUPAC номенклатурам.

58.Укажите все галогеналкилы, которые при взаимодействии с металлическим натрием могут образовать 2-метилгексан. Напишите уравнения реакций.

59.Укажите все галогеналкилы, которые с металлическим натрием могут образовать 2,3-диметилпентан. Напишите уравнения реакций.

60.Какие углеводороды получатся при взаимодействии с водой:

а) бромистого этилмагния;

б) бромистого изопропилмагния;

в) бромистого изобутилмагния;

61. Составьте уравнения реакций одного моля брома со следующими веществами

а) 2,2,4,4-тетраметилгексан;

б) 2-метилбутан.

Назовите образующиеся соединения по IUPAC номенклатуре.

62. Следующие углеводороды получите декарбоксилированием соли соответствующей карбоновой кислоты

а) 2,2-диметилбутан;

б) 2-метилбутан.

63.Напишите молекулярные формулы предельных углеводородов, содержащих 8,11 и 40 атомов углерода.

64.Каким образом можно осуществить следующее превращение:

СН4 → СН3-СН3

Напишите уравнения реакций.

11

65. Электролизом соли соответствующей карбоновой кислоты получи-

те:

а) 2,3- диметилбутан;

б) 2,5-диметилгексан.

66. Синтезируйте по реакции Вюрца метилизопропилметан.

Приведите все возможные варианты.

67.Действием каких реагентов можно превратить 1-бром-2-этилбутан в насыщенный углеводород с тем же строением углеродного скелета.

68.Напишите структурные формулы изомерных углеводородов состава С8Н18, имеющих в главной цепи 6 углеродных атомов, и назовите их по IUPAC номенклатуре.

69.Выполните схему превращений:

	+cl2
изобутан	hv,t	2Na	HNO3	С
	А	В	p,t=130, 140

Все вещества назовите по номенклатуре IUPAC.

70. Напишите и назовите вещества, образующиеся в следующей схеме:

	+H2		+Cl2		+Na
2-метилбутен-2		А		В		С
	Pt, Pd		hv, t0

71. Напишите и назовите их по IUPAC номенклатуре вещества, образующиеся в следующей схеме:

	NaOH		Br2		+Na		SO2+Cl2
CH3-CH2-COONa		А		В		С		D

72. Напишите и назовите их по IUPAC номенклатуре вещества, образующиеся в следующей схеме:

	HOH		Cl2		Na
CH3-CH-CH3		А		В		С
			hv,t0

|

MgI

73.Как осуществить переход этан → бутан.

74.Осуществить схему превращений:

	HI			Cl2			Na
2-йод-2-метилпропан			А			В		С
				hv,t	0
		12

75. Заполните схему превращений и назовите полученные соединения:

	Cl2				Br2
	hv,t0		2Na		hv, t0		2Na
Этан		А		В		С		D
76. Заполните схему превращений:
						hv, t0		2Na

2,2-диметилпропан + Cl2 А В

77.Напишите схему получения н-гексана электролизом водного раствора калиевой соли соответствующей карбоновой кислоты. Разберите механизмы реакций, проходящих на катоде и аноде.

78.Какие свободные радикалы могут образоваться из следующих углеводородов при бромировании на свету:

а) н-бутана;

б) 2-метилбутана.

Расположите радикалы в порядке возрастания их устойчивости и легкости их образования.

79. Приведите схемы реакций, лежащих в основе промышленных методов получения из метана следующих веществ:

а) метанола СН3ОН;

б) ацетилена

в) четыреххлористого углерода ССl4.

80. Для соединения изопентилмагнийхлорида напишите уравнение реакции с водой, полученный продукт обработайте Br2 (hν или t°), затем проведите реакцию Вюрца. Все соединения назовите по IUPAC номенклатуре.

*********************************************************

Дополнительные задачи, рекомендуемые студентам специализации «Технология химических волокон»

1. При хлорировании алканов (20 С на свету) относительные скорости замещения третичного, вторичного и первичного атомов водорода составляют 5 : 3,8 : 1. Используя эти данные, рассчитайте изомерный состав смесей, которые образуются при монохлорировании следующих алканов: а) изобутана; б) 2,2-диметилбутана; в) 2,2,3-триметилбутана.

2. Относительные скорости замещения третичного, вторичного и первичного атомов водорода при бромировании составляют 1600 : 82 : 1. Используя эти данные, рассчитайте изомерный состав смесей, которые образуются при монобромировании следующих алканов: а) бутана; б) изобутана; в) изопентана. Объясните высокую селективность реакции бромирования.

13

3.Установите строение карбоновой кислоты, которая при сплавлении со щелочью образует изобутан, а электролиз водного раствора ее соли приводит к 2,5-диметилгексану. Напишите уравнения реакций.

4.Имеется два изомерных соединения состава С5Н10 (I) и (II). При действии брома на свету соединение I превращается в вещество C5H9Br, а соединение II – в C5H10Br2. Соединение I окисляется трудно; в жестких условиях в небольших количествах получается кислота состава С5Н8О4; соединение II окисляется легко и превращается при этом в смесь уксусной и пропионовой кислот. Установите строение соединений I и II.

5.Используя натриевую соль соответствующей карбоновой кислоты, напишите уравнения получения 3-метилпентана. Дайте ему название по рациональной номенклатуре и напишите уравнения реакций его с азотной кислотой, бромом, смесью сернистого ангидрида с хлором и с кислородом (с указанием условий). Каков механизм этих реакций? Где в промышленности используют две последние реакции?

6.Напишите возможные уравнения реакций образования углеводородов при действии металлического натрия на смесь, состоящую из 3-бромпентана и бромистого втор-бутила. Назовите полученные соединения по номенклатуре IUPAC и по рациональной номенклатуре. Каков механизм этих реакций? Для одного из полученных углеводорода напишите уравнения реакций бромирования, нитрования, сульфогалогенирования, сульфоокисления. Приведите механизм реакции сульфогалогенирования.

7.Приведите проекционные формулы Ньюмена для предельных конформаций бутана (по связи С2–С3). Объясните затруднение свободного вращения метильных групп относительно друг друга. Какова энергия вращательного барьера? Приведите график изменения потенциальной энергии бутана от угла поворота. Объясните различную стабильность конформаций.

8.Напишите уравнения реакций и назовите образующиеся продукты:

а) изобутан + Br2

h

г) гептан + F

(разб).

CoF3

2

пламя

б) 2,2-диметилпропан + Cl2

д) 2-метилпентан + О2

h

е) пропан+ HNO3

в) 3-метилпентан + SO2 + Cl2

ж) метан + Cl

изб.

2

9. Как можно

получить

н-бутан из указанных

соединений:

а) н-бутилбромида; б) втор-бутилбромида; в) хлористого этила; г) бутена-2; д) валериановой кислоты; е) пропионовой кислоты? Приведите схемы реакций.

10. Объясните высокую гибкость углеводородной цепи алканов при сохранении валентных углов С–С связей при sp3 гибридизации атомов углерода.

14

2.АЛКЕНЫ

1.Напишите реакции получения предельных углеводородов, образующихся при каталитическом восстановлении над никелевым катализатором следующих непредельных углеводородов:

а) сим-диизобутилэтилен;

б) тетраметилэтилен;

Все вещества назовите по IUPAC номенклатуре. 2. На пропан последовательно действовали:

а) хлором на свету;

б) спиртовым раствором щелочи;

в) молем хлористого водорода.

Напишите уравнения реакций и назовите получившиеся вещест-

ва.

3.Напишите структурные формулы всех изомерных алкенов состава С5Н10. Назовите их по рациональной и IUPAC номенклатурам.

4.Напишите структурные формулы соединений и назовите по IUPAC номенклатуре:

а) трет-бутилэтилен;

б) тетраэтилэтилен;

в) сим-диизопропилэтилен;

г) асимм-пропилвторбутилэтилен.

5.Какие из приведенных алкенов могут существовать в виде цис-

итранс-изомеров:

а) пентен-2;

б) 2-метилпентен-2;

в) гексен-3;

г) 3,4-диметилгексен-3.

Изобразите формулы изомеров.

6. Напишите уравнения реакций 1-бутена с указанными реаген-

тами:

а) Br2,

б) Сl2+ Н2О,

в) НBr.

7. Приведите уравнения реакций окисления 2-пентена в следующих условиях:

15

а) KMnO4 (Н2О, 20оС);

б) О3;

в) KMnO4 (t).

8. Напишите реакции озонолиза и исчерпывающего окисления для приведенных ниже алкенов:

а) 2-метилпентен-2;

б) бутен-2.

9. Напишите реакции озонирования и озонолиза для приведенных ниже алкенов:

а) бутен-1;

б) 2,3-диметилбутен.

10.Напишите схему получения полипропилена. Укажите условия. Дайте определение понятиям: полимеризации, мономер, полимер, степень полимеризации.

11.Напишите уравнения реакций, назовите исходные соедине-

ния.

а) СН3-СН2-СН= СН2+ НВr А

б) СН3-СН=СН-СН-(СН3)2 O3 А H2O В

KMnO4

в) СН3-СН=СН-СН H2O,O0C А

12. Напишите уравнения реакций и назовите образующиеся алке-

ны:

	H3C			CH			CH		CH3	Al2O3
											?
										300oC
а)				CH3 OH

KOH, спирт р-р

t

б) СН3-СН2-СНBr-СН3

Zn

спирт, t

в) СН3-СНBr-(СН3)2

16

13. Какими реакциями и какие алкены можно получить исходя из следующих соединений:

а) H3C CH CH2 CH3

CH3

б) СН3-СН2-СН2СН2ОН

в) СН3-С≡ С-СН3

14. Какими реакциями и какие алкены можно получить, исходя из следующих соединений:

Cl

а) H3C

CH2

C

CH3

CH3

Br

б)

CH2

C

CH

CH3

Br

CH

CH3

3

в) CН3-СН(ОН)-СН2-СН3

15.Предложите несколько способов получения пентена-1 из различных органических соединений.

16.Из каких спиртов и алкилгалогенидов можно получить 2- метилгексен-2. Приведите схемы реакций. Сформулируйте правило Зайцева.

17.Напишите уравнения всех последовательных реакций:

а) H3C CH CH2

CH3

A

B

h , to

спирт. р-р

CH3

б)

H3C

CH COONa

A

+ 2Br2

B

Zn

C

электролиз

h , to

to

CH3

18. Напишите уравнения всех последовательных реакций. Назовите полученные углеводороды:

	KOH		HOH		Al2O3
			H+
	спирт	А			t	С
1-бром-3-метилбутан				В

t

19. Предложите схемы превращений:

а) 2-метилпентан → 2-метилпентен-2;

17

б) пропилен → 2,3-диметилбутен-2. 20. Предложите схемы превращений:

а) 1-бутен → бутен-2

б) 1-пентанол → пентен-2.

21. Предложите схемы превращений:

а) 1-бром-3-метилбутан → 2-метилбутен-2;

б) 2,4,4-триметилгексен-2 → 2-иод-2,4,4-триметилгексан. 22. Заполните схему превращений:

H C

CH

CH

Br2, h , t0

Na

Br2, 1 моль

C

КОН

CH

Br

А

B

3

2

2

O3

t0

h

(спирт) D

CH3

H2O

F

Углеводороды назовите.

23. Заполните схему превращений:

H3C

CH

CH2

CH2

OH

Н2SO4

А

H2O

B

Al2O3

C

HOCl

Н+

t0

Н+

CH3

Углеводороды назовите.

24. Предложите схемы получения из пропилена и неорганических

реагентов:

а) гексана;

б) 2,3-диметил-2,3-дибромбутана.

25. Используя в качестве исходного соединения бутен-1, получи-

те:

а) СН3-СН2-СН2-СНBr

б) H3C HC CH CH3

O

26. Используя в качестве исходного соединения бутен-1, получи-

те:

а) СН3-СН=СН-СН2Сl

б) H3C CH2 CH CH2 Cl

OH

18

27.Напишите структурную формулу алкена при озонолизе которого получается смесь ацетона и уксусного альдегида.

28.Соединение С6Н13Br при нагревании со спиртовым раствором щелочи образует вещество, которое в условиях жесткого окисления превращается в ацетон и пропионовую кислоту. Какое строение имеет исходное Brпроизводное. Напишите все уравнения реакции.

29.Соединение С5Н10 при каталитическом гидрировании образует 2-метилбутан. Если же на исходное соединение подействовать бромистоводородной кислотой в присутствии перекиси и затем полученный продукт нагреть с металлическим натрием, то образуется 2,7-диметилоктан. Установите строение соединения С5Н10.

30.При электролизе водного раствора соли кислоты RCOOH было получено соединение С6Н14, которое образуется так же при каталитическом гидрировании 2,3-диметилбутена-2. Установите строение кислоты и напишите схемы реакций.

31.Получите 2-метилбутен-2 из соответствующих спирта и галогенпроизводного. Напишите уравнения реакций, позволяющих качественно определить присутствие двойной связи в молекуле.

32.Из каких галогенводородов действием спиртового раствора КОН можно получить:

а) пропен;

б) 4-этилгексен-2;

в) 2,3-диметилпентен-2.

33. При озонировании и последующем гидролизе озонидов были

получены

а) муравьиная и пропионовый альдегиды;

б) уксусный и изомасляный альдегиды;

в) ацетон.

Напишите формулы исходных соединений и схемы реакций озонирования и гидролиза соответствующих озонидов.

34. Получите этиленовые углеводороды из следующих галогенпроизводных:

а) бромистого втор-бутила;

б) 2-бром-3-метилгексана;

в) 2,3-дибромпентана;

г) 2,3-дибром-2-метилпентана.

35. 4-метилпентен-1 превратите в 4-метилпентен-2. Напишите реакции окисления их концентрированным раствором KMnO4.

19

36.Из соответствующего галогенпроизводного получите 3- метилпентен-1. Напишите реакции углеводорода с НBr в присутствии перекиси водорода и без нее.

37.Напишите схему перехода 3-метилпентен-1 в 3-метилпентен-2

идля последнего напишите реакции с НCl и НОCl.

38.Напишите формулы строения промежуточных и конечного продуктов в следующей схеме:

					О3		С	НОН
	Br , h , t0		КОН						D
2-метилпентан	2	А		В
			(спирт)		КMnO
					конц.	4	Е

39. Какие получатся соединения, если изомерные углеводороды 2- метилбутен-2 и пентен-2 подвергнут озонированию и озонолизу.

40. Напишите структурные формулы этиленовых углеводородов, при озонолизе которых образуются:

а) метилэтилуксусный альдегид и формальдегид

O

O

H3C

CH2

CH

C

H

C

H

CH3

H

б) метилизопропилкетон и формальдегид

H3C

C

CH

CH3

O

H

C

O

CH3

H

41. Напишите схему перехода 2-бром-3,4-диметилгексана в 3,4- диметилгексен-2. Углеводород окислите концентрированным раствором

KMnO4.

42. Проведите окисление бутена-1:

а) перекисью водорода;

б) кислородом воздуха в присутствии серебряного катализатора;

в) хромовой смесью.

43. С помощью каких реакций можно осуществить превращения:

H2C CH CH CH3	H3C CH	CH2 4 CH CH3
CH3	CH3	CH3

20