Repetitor_po_Khimii

При дальнейшем хлорировании можно получить дихлорметилбензол и трихлорметилбензол:

II. Реакции присоединения

Гидрирование

III. Реакции окисления

1. Горение

t°

С6Н5СН3 + 9O2 7СO2 + 4Н2O

2.Неполное окисление

Вотличие от бензола его гомологи окисляются некоторыми окислителями; при этом окислению подвергается боковая цепь, в случае толуола — метильная группа. Мягкие

окислители типа MnО2 окисляют ее до альдегидной группы, более сильные окислители (КMnО4) вызывают дальнейшее окисление до кислоты:

550

Любой гомолог бензола с одной боковой цепью окисляется сильным окислителем типа КMnО4 в бензойную кислоту, т. е. происходит разрыв боковой цепи с окислением отщепившейся части ее до СО2; например:

При наличии нескольких боковых цепей каждая из них окисляется до карбоксильной группы и в результате образуются многоосновные кислоты, например:

Получение толуола

1.В промышленности:

1)переработка нефти и угля;

2)дегидрирование метилциклогексана

3)дегидроциклизация гептана

2.В лаборатории:

1)алкилирование по Фриделю–Крафтсу;

2)реакция Вюрца–Фиттига (взаимодействие натрия со

смесью галогенбензола и галогеналкана):

551

Вопросы для контроля

1.Что такое ароматические УВ?

2.Какой углеводород является простейшим представителем ароматических углеводородов?

3.Какую структурную формулу бензола предложил Кекуле? Что не могла объяснить эта формула?

4.Каковы современные представления об электронном строении молекулы бензола?

5.Что называется ароматической связью?

6.Что называется бензольным кольцом (ядром)?

7.Какие типы изомерии возможны для аренов?

8.Как составляют название арена по международной номенклатуре?

9.Какие типы реакций: а) возможны для аренов; б) характерны для аренов? 10. Приведите примеры реакций замещения с участием бензола и толуола. Объясните причины различной реакционной способности бензо-

ла и толуола в реакциях такого типа.

11. Укажите, какие реагенты используются при: а) нитровании; б) сульфировании; в) алкилировании аренов.

12. Какие заместители являются ориентантами первого рода? Приведите примеры.

13. Какие заместители являются ориентантами второго рода? Приведите примеры.

14. Приведите примеры реакций присоединения с участием бензола

и толуола.

15.Назовите реакции толуола: а) типичные и для бензола; б) в которые бензол не вступает.

16.Какие два реагента реагируют и с этиленом, и с бензолом? Назовите продукты реакций.

17.Объясните, почему КMnО4 реагирует с толуолом, но не реагирует с бензолом.

18.Какие способы получения бензола и толуола вы знаете?

Задачи и упражнения для самостоятельной работы

1. Назовите следующие соединения:

а) б)

в)

г)

552

д)

е)

ж)

з)

и)

к)

2.Напишите структурные формулы следующих соединений: а) изопропилбензол; б) 1,2,3-триметилбензол; в) 1-бутил-3-этилбензол; г) 4-пропил-2-этилтолуол; д) о-бромтолуол; е) 1-хлор-2-этилбен- зол; ж) n-хлорбензолсульфокислота; з) 4-нитро-3-хлортолуол.

3.Покажите смещение электронной плотности в следующих молекулах и знак зарядов на атомах углерода в o- и n-положениях бензольного кольца:

4.Какие УВ образуются при алкилировании толуола пропиленом в присутствии АlСl3? Напишите уравнение реакции.

5.Напишите уравнения реакций получения этилбензола с помощью реакции Фриделя–Крафтса и окисления этилбензола подкисленным раствором КMnО4.

6.Напишите уравнения реакций окисления толуода и о-ксилола подкисленным раствором КMnО4.

7.Напишите структурные формулы углеводородов состава С7Н8, С8Н10, которые при окислении образуют бензойную кислоту.

8.Предложите способ получения этилбензола из ацетилена, используя его в качестве единственного органического вещества.

9.Какие углеводороды образуются при каталитической ароматизации 2-метилгексана, н-гептана, н-октана? Напишите уравнения реакций.

553

10.Напишите уравнения реакций получения бензола из следующих исходных веществ: а) ацетилена; б) циклогексена; в) бензойной кислоты.

11.Напишите уравнения реакций следующих превращений: а)

б)

в)

г)

12.Напишите уравнения реакций алкена, алкана, алкина и ароматического УВ, содержащих 6 атомов углерода, со следующими вещества-

ми: а) с Br2; б) с раствором КMnО4. Укажите сходство и различия в реакциях этих соединений.

13.Напишите уравнения реакций, которые являются примерами десяти превращений, показанных на схеме:

14.Сколько перманганата калия потребуется для получения газа, необходимого для превращения 19,5 г бензола в гексахлоран? Составить уравнения протекающих реакций.

15.26,22 г смеси бензола и толуола подвергли бромированию при освещении без катализатора. Выделившийся при этом бромоводород поглотили водой. Для нейтрализации образовавшегося раствора бромоводорода потребовалось 168 г 10 %-го раствора гидрокарбоната натрия. Определите состав исходной смеси соединений и строение полученного бромпроизводного, если известно, что оно содержит 46,8 % брома в молекуле.

554

Тест № 17 по теме: «Ароматические углеводороды»

(Число правильных ответов — 11)

Вариант I

1.Какую общую формулу имеют ароматические углеводороды ряда бензола?

А	C	H	2n+2	Б	C	H	2n	В	C	H	2n–2
.	n			.	n			.	n
Г	C	H	2n–6	Д	C	H	2n+1	СООН
.	n			.	n
2. Какие из указанных соединений являются изомерами?
.					.
А						Б
.					.
В						Г
Д						Е
.					.
3. Как называется арен следующего строения:
				А 1-метил-4-пропилбензол
				.
				Б n-трет-бутилметилбензол
				.
				В 1-метил-4-трет-бутилбензол
				.
				Г	бутилбензол
				.
				Д	о-изобутилметилбензол
				.

4.Найдите среди приведенных структурных формул формулу 3-фенилпропена-1:

.	.
А	Б
.	.
В	Г

555

.	.
Д	Е

5.Какие из указанных реагентов и условий и в какой последовательности нужно использовать, чтобы осуществить следующие превращения:

А	С	Н	, t° кат.			Б	С	Н	Cl, АlСl	3
.	2	6	3			.	2	5
.				(разб.), t°		.	2	5	ОН
В	HNO					Г	С	Н
Д	HNO			+ конц. H	SO	, t°
.			3	2	4

6.Укажите вещества, которые образуются в результате следующего превращения:

.	СO	2	.
А			Б
.			.	2	О	.	Н	2
В			Г	Н		Д

Вариант II

1.Какие из следующих веществ являются ароматическими углеводородами?

.	.
А	Б
.	.
В	Г

2. Какие из указанных соединений являются изомерами?

556

.	.
А	Б
.	.
В	Г
Д	Е
.	.

3. Как называется арен следующего строения:

.А 1-пропил-3,4-диэтилбензол

.Б 1,6-диэтил-4-пропилбензол

.В 1,2-диэтил-4-изопропилбензол

.Г 2-этил-4-пропилтолуол

.Д 1-метил-3-пропилбензол

4.Найдите среди приведенных структурных формул формулу 1-бутил-3-этилбензола:

.	.
А	Б

.В

.Д

5.Какие из указанных реагентов и условий и в какой последовательности нужно использовать, чтобы осуществить следующие превращения:

557

.	NaOH, t°					.	HCl
А						Б
.		2		4	, t°	.	2	3	, t°
В	конц. H		SO			Г	H	SO
.	4	HSO		3
Д	NH

6.Укажите вещества, которые образуются в результате следующего превращения:

.			.
А			Б
.	СO	2	.	2	.
В			Г	Н	О Д

§9.9. Природные источники углеводородов

иих переработка

Основные источники УВ:

—природный и попутный нефтяной газы;

—нефть;

—уголь.

Природный и попутный нефтяной газы

Природный и попутный нефтяной газы различаются по своему нахождению в природе, составу и применению.

Попутный нефтяной газ встречается в месторождениях вместе с нефтью (над нефтью или растворен в ней).

Основной частью природного газа является метан, в среднем его содержится по объему 80—98 %. В попутном нефтяном газе содержится значительно меньше метана (30—50 %), но больше его ближайших гомологов: этана, пропана, бутана, пентана (до 20 % каждого) и других предельных углеводородов.

558

Природный и попутный нефтяной газы представляют собой дешевое топливо и ценное химическое сырье. Возможность использования попутного нефтяного газа даже шире, так как наряду с метаном в нем содержатся значительные количества других УВ. Из них получают непредельные углеводороды, из которых в свою очередь производят пластмассы, каучуки, резины, органические кислоты, спирты и т. д.

Нефть и нефтепродукты

• Нефть — маслянистая жидкость с характерным запахом, от светло-бурого до черного цвета; представляет собой смесь различных углеводородов ( 150) с примесями других

веществ.

Виды нефти

По преобладающему	1.	Метановая (алканы)
содержанию углеводородов	2.	Нафтеновая (циклоалканы)
	3.	Ароматическая (бензол и его
	гомологи)
	4.	Смешанная (смесь алканов,
	циклоалканов и ароматических
	углеводородов)
По плотности	1.	Легкая (ρ < 0,9 г/см3)
	2.	Тяжелая

Переработка нефти

Первичная	Очистка	Обезвоживание, обессоливание,
переработка		отгонка летучих углеводородов
(физические		(преимущественно метана)
процессы)
	Перегонка	Термическое разделение нефти
		на фракции, основанное на разности
		t°кип углеводородов, имеющих
		разную молекулярную массу
Вторичная	Крекинг	Расщепление углеводородов
переработка		с длинной цепью и образование
(химические		углеводородов с меньшим числом
процессы)		атомов углерода в молекулах
	Риформинг	Изменение структуры молекул УВ
		путем: изомеризации, алкилирова-
		ния, циклизации (ароматизации)

559