- •Примеры решения задач
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •Получение алканов
- •2. Каталитическое гидрирование (Ni, Pd, Pt) ненасыщенных углеводородов при нагревании:
- •4. Гидролиз карбидов
- •5. Декарбоксилирование солей низших карбоновых кислот
- •Химические свойства алканов
- •2. Нитрование (реакция Коновалова)- реакция радикального замещения sr.
- •3. Реакции дегидрирования
- •5. Реакции горения
- •Примеры решения задач
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •1. Крекинг и пиролиз нефтепродуктов.
- •2. Каталитическое (Ni, Pt, Pd) дегидрирование алканов при нагревании :
- •Химические свойства алкенов.
- •2. Реакции полимеризации:
- •3. Реакции окисления
- •Решение:
- •1) Условию задачи отвечает следующее строение:
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •97. Смесь этена с бутаном, с плотность по водороду 21,5, сожгли. Продукты сгорания 20 л этой смеси пропустили через избыток раствора гидроксида кальция. Определите массу выпавшего осадка.
- •Диеновые углеводороды
- •1. Галогенирование
- •4. Полимеризация.
- •Примеры решения задач
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •Алкины.
- •2. Взаимодействие карбидов металлов с водой
- •4. Дегидрогалогенирование дигалогеналканов:
- •5. Из галогеналканов под действием цинка:
- •Химические свойства алкинов
- •1. Галогенирование
- •3. Гидратация.
- •4. Гидрирование.
- •6. Кислотные свойства алкинов
- •8. Горение
- •Примеры решения задач
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •Циклоалканы
- •Получение циклоалканов
- •2. Циклогексан и его производные получают гидрированием бензола:
- •Химические свойства циклоалканов
- •Примеры решения задач Пример 18.
- •Решение:
- •Пример 19.
- •Решение:
- •Пример 20.
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •Получение аренов
- •Химические свойства аренов
- •1. Электрофильное замещение в бензольном кольце
- •Примеры решения задач
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2. Гидролиз алкилгалогенидов в кислой или щелочной среде:
- •3. Гидролиз сложных эфиров:
- •4. Восстановление более высокоокисленных соединений
- •5. Биохимические методы.
- •1. Кислотные свойства.
- •3. Дегидратация(отщепление воды).
- •5. Окисление спиртов
- •1. Многие из химических свойств двухатомных и трёхатомных спиртов походят на таковые одноатомных спиртов. Отличия:
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •1. Кислотные свойства
- •2. Реакции электрофильного замещения в бензольном кольце
- •3. Окислительно-восстановительные реакции
- •4. Реакции комплексообразования
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •Карбонильные соединения
- •Получение карбонильных соединений
- •1. Окисление спиртов
- •4. Гидратация алкинов(реакция Кучерова).
- •5. Получение ацетона в промышленности
- •Химические свойства карбонильных соединений
- •1. Окисление
- •2. Восстановление.
- •Примеры решения задач
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •Карбоновые кислоты
- •1. Растворимые кислоты диссоциируют в воде:
- •2. Карбоновые кислоты (особенно растворимые в воде)
- •9. Окисление
- •11. Реакции в бензольном ядре ароматических кислот
- •12. Реакции ненасыщенных кислот
- •Примеры решения задач
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •Сложные эфиры. Жиры.
- •2. Взаимодействие ангидрида карбоновой кислоты со спиртом
- •3. Взаимодействие хлорангидрида карбоновой кислоты со спиртом
- •Углеводы
- •1. Окисление
- •3. Алкилирование аминов:
- •4. Взаимодействие с ангидридами и хлорангидридами
- •7. Особенности ароматических аминов(анилина)
- •8. Окисление анилина
- •2. Обработка галогенсодержащих карбоновых кислот избытком аммиака:
- •3. Реакции, обусловленные наличием двух функциональных групп в
2. Реакции полимеризации:
t
n CH3-CH=CH2 (-CH-CH2- )n
AlCl3 |
СН3
3. Реакции окисления
а) реакции мягкого окисления водным раствором перманганата калия
-1 -2 +7 0 -1
3 CH3-CH=CH2 + 2 KMnO4 + 4 H2O 3 CH3-CH-CH2 + 2 KOH +
+2MnO2 | |
OH OH
-1 0
C - 1 е → C
-2 -1 процесс окисления
C - 1 е → C
+7 +4
Mn + 3 е → Mn процесс восстановления
Эта реакция обесцвечивания раствора перманганата калия является качественной реакцией на алкены, как и реакция обесцвечивания бромной воды.
в) действие жестких окислителей ( азотной кислоты, перманганата калия и дихромата калия в кислой среде) приводит к разрыву молекулы алкена по месту расположения двойной связи с образованием кислот и кетонов:
CH3CH=CH + 2KMnO4 + 3H2SO4 → CH3COOH + CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 4H2O
CH3-C(CH3) = CH –CH3 + K2Cr2O7 + 4H2SO4 →
CH3-C(O)СН3 + CH3COOH + Cr2(SO4)3 + 4H2O + K2SO4
ацетон
г) каталитическое окисление кислородом:
д) реакции горения
CnH2n + 3n/2 O2 nCO2 + n H2O
Примеры решения задач
Пример 12. Газовую смесь, состоящую из этена и водорода и имеющую плотность по водороду 3,6, пропустили над нагретым никелевым катализатором. При этом образовалась газовая смесь с плотностью по водороду 4,23. Определить выход в реакции гидрирования и состав полученной газовой смеси (в % по объему).
Решение:
Поскольку в условии задачи заданы только относительные значения
( т.е. величины, не зависящие от количества вещества – относительная плотность) и необходимо определить также относительные величины
( состав, выход в реакции), для упрощения расчетов зададимся каким-либо абсолютным значением.
1) Пусть количество моль исходной смеси n(см1) =1 моль,
Исходная газовая смесь(смесь 1): С2H4 и H2
2) Вычислим среднюю молярную массу этой смеси
Мср. (см1)= D(см1)∙М(Н2) = 3,6 ∙ 2 = 7,2 г/моль,
3) Тогда масса смеси (1):
m(см1) = М (см1) ∙ n(см1) = 7,2 ∙ 1 = 7,2 г.
4) Пусть n(С2H4)= х моль; n(H2)= у моль.
Составим систему уравнений и решаем её:
х + у = 1 x = 0,2
28 х + 2у = 7,2 y = 0,8
Таким образом, исходная смесь состоит из 0,8 моль С2H4 и 0,2 моль H2.
5) После реакции гидрирования:
С2H4 + H2 = С2H6
получим смесь (2): С2H4, H2 и С2H6.
Вычислим среднюю молярную массу этой смеси
Мср. (см2)= D(см2)∙М(Н2) = 4,23 ∙ 2 = 8,46 г/моль.
6) Поскольку, согласно закону сохранения массы, общая масса веществ, вступающих в химическую реакцию, равна общей массе продуктов реакции; масса газовой смеси в результате гидрирования не меняется, m(см1) = m (см2) = 7,2 г.
7) Вычислим количество вещества конечной газовой смеси (смеси 2):
n(см2)= m (см2)/ M(см2) = 7,2 ׃ 8,46 = 0,851моль.
8) Пусть, в реакцию вступает z(моль) H2, тогда в реакцию ступает также z моль С2H4 и в результате реакции образуется z моль С2H6.
Было 0,8 0,2
С2H4 + H2 = С2H6
Прореагировало z z стало z
Запишем эти данные для удобства в виде таблицы
Вещества |
Было(моль) |
Прореаг.(моль) |
Стало(моль) |
С2Н4 |
0,8 |
z |
0,8 – z |
Н2 |
0,2 |
z |
0,2 – z |
С2Н6 |
- |
- |
z |
∑(n) |
1,0 |
2z |
1 - z |
9) Определим количества всех веществ в конечной газовой смеси(2):
n(см2)= n(С2Н4)+ n(Н2)+n(С2Н6)= (0,8-z)+(0.2-z)+z=1-z= 0,851
Отсюда z= 1-0,851=0,149
В смеси (2):
n(С2Н4)= 0,8-0,149=0,651 моль
n(Н2)= 0,2-0,149=0,051 моль
n(С2Н6)=0,149моль
10) Выход в реакции гидрирования вычисляем как отношение количества вещества С2Н6, полученное практически, к количеству вещества, рассчитанному по уравнению химической реакции (т.е. теоретически).
Количество вещества С2Н6, полученное по реакции теоретически, рассчитываем по недостатку. В смеси (1) водород находится в недостатке. Следовательно
n(С2Н6)теор= 0,2 моль
η (С2Н6)=0,149/0,2= 0,745 (74,5%)
11) Определяем состав полученной газовой смеси (в % по объему)
φ( в-ва)=V(в-ва)/V(см2)∙100%= n(в-ва)/n(см2)∙100%
φ(С2Н6)=0,149:0,851∙100%= 17,51% φ(С2Н4)=0,651:0,851∙100%= 76,50%
φ(Н2)=0,051:0,851∙100%= 5,99%
Ответ: φ(С2Н6)=17,51%; φ(С2Н4)= 76,50%; φ(Н2)= 5,99%
η (С2Н6)=74,5%
Пример13. В молекуле нециклического углеводорода sp3 – гибридизованных атомов углерода равно трем, , а sp2- гибридизованных – двум. Установите строение этого углеводорода, если в его составе содержится только один третичный атом углерода. Какая масса бромоводорода может вступить в реакцию с 14 г этого углеводорода. Определить массовую долю брома как элемента в полученном бромпроизводном .