skip to Main Content

Тема 16. Галогеналканы

2 семестр Лекция 01. Галогеналканы

392.17 КБ

БАЛЛАДА О НУКЛЕОФИЛЬНОМ ЗАМЕЩЕНИИ И КОНКУРИРУЮЩИХ РЕАКЦИЯХ В РАСТВОРЕ, РАССКАЗАННАЯ ОДНИМ ИЗ ГИДРОКСИЛОВ.

  1. Напишите уравнения реакций водного и спиртового растворов гидроксида калия с: а) бромэтаном, б) 1-бром-2-метилбутаном, в) 2-бром-3,4-диметил-3-этилпентаном, г) 1-бром-2,2-диметилбутаном.
  2. Написать структурные формулы веществ, которые могут преимущественно получаться при действии на бромэтан:

 1 — аммиака

 2 — металлического натрия при нагревании,

 3 — гидросульфида натрия,

4 — сульфида натрия

 5 — ацетата натрия

6 — толуола в присутствии хлорида алюминия?

  1. К 25 г бромида калия добавили 23 мл 40%-ного водного раствора этилового спирта C2H5OH и 400 мл 10%-ной серной кислоты (плотности растворов кислоты и спирта считать равными 1 г/мл). При нагревании реакционной смеси собрали 16 г летучего продукта бромэтана. Напишите уравнение реакции. Определите выход бромэтана. Что будет наблюдаться, если перепутать порядок сливания реагентов — к сухому бромиду калия сначала добавить концентрированную кислоту и только потом — воду и спирт? Напишите уравнение реакции.
  2. Указать  структурные формулы веществ А-Д в следующей цепочке превращений:1 моль Br2          КОН, t        HBr         NH3        KOH водн.р-р(СH3)3CH —————> А ———-> Б ——> В ——-> Г ——->  Дсвет              спирт. р-р     H2O2
  3. При взаимодействии бромпроизводного, содержащего 35% углерода и 6,6% водорода (по массе), с раствором гидроксида калия образуется соединение, 210 мг которого при сгорании дают 660 мг углекислого газа и 270 мг воды. Предложите возможные формулы бромпроизводного и продукта его реакции с гидроксидом калия. В каких условиях протекала данная реакция?
  4. Задание ЕГЭ. При сгорании бескислородного органического вещества образуется 26,4 г углекислого газа, 5,4 г воды и 13,44 л хлороводорода (н.у.) Это вещество можно получить взаимодействием соответствующего углеводорода с избытком хлороводорода.На основании данных условия задания:1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества;2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;3) напишите уравнение реакции получения этого вещества из углеводорода (используйте структурные формулы органических веществ).
  5.  Задание ЕГЭ. При сгорании органического вещества, не содержащего кислород, образуется 6,16 г углекислого газа, 1,08 г воды и 448 мл хлороводорода (н.у.). Это вещество можно получить взаимодействием на свету соответствующего углеводорода с хлором.На основании данных условия задания:1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества;2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;3) напишите уравнение реакции получения этого вещества из соответствующего углеводорода и хлора (используйте структурные формулы органических веществ).
  6.  (олимпиадная задача). Бесцветная летучая жидкость, воспламеняющаяся на воздухе, реагирует с третбутилхлоридом в эфире. Реакция приводит к образовнию двух продуктов: газообразного при комнатной температуре предельного углеводорода и галогенида некоторого элемента с содержанием галогена 52,2% по массе. При бромировании образовавшегося углеводорода на свету образуется только одно монобромпроизводное.1) Определите все упомянутые соединения2) Предложите метод синтезы исходной летучей жидкости3) Приведите структурные формулы всех дибромпроизводных упомянутого предельного углеводорода.

Тема 17. Гидроксильные соединения. Одноатомные спирты

2 семестр. Лекция 02. Свойства предельных одноатомных спиртов

  1. Сколько существует структурных изомеров C5H12O? Приведите формулы и названия двух, относящихся к разным классам.
  2. Напишите формулу простейшего третичного спирта с четырьмя первичными атомами углерода и назовите его. Приведите формулу изомера этого соединения, не являющегося спиртом.
  3. Напишите формулу простейшего третичного спирта с пятью первичными атомами углерода и назовите его. Приведите формулу изомера этого соединения, не являющегося спиртом.
  4. При сжигании предельного одноатомного спирта объем выделившегося CO2 в 8 раз больше объема водорода, выделившегося при действии избытка натрия на то же количество спирта. Определите формулу спирта, если известно, что он имеет 3 метильные группы.
  5.  (Муниц 16-17) В образце предельного одноатомного спирта массой 18,50 г содержится суммарно 3,75 моль атомов C, H и O.Определите молекулярную формулу спирта и приведите его возможные структурные формулы. Установите структурную формулу искомого спирта, если при его дегидратации образуется алкен, имеющий геометрические изомеры. Приведите уравнение реакции дегидратации искомого спирта и укажите условия её проведения.
  6. Приведите структурные формулы геометрических изомеров продукта дегидратации искомого спирта.
  7. Составьте уравнения реакций по схеме:

C3H7ONa   ->    C3H8O   ->   C6H14O ->   C6H13OCl

8. При нагревании 3-метилбутанола-1 (т.кип.130-132oС) с конц. серной кислотой отгоняется жидкость с т.кип. 20-39oС. Как можно объяснить это явление?

9. Полученное из глюкозы соединение А при реакции с натрием образует соединение C2H5NaO. При реакции А с концентрированной серной кислотой образуются два вещества — C2H4 и C4H10O, одно из которых реагирует с бромной водой и перманганатом калия. При окислении А превращается в летучее соединение C2H4O. Назовите А и напишите схемы упомянутых реакций.

10. Соединение А C5H12O реагирует с натрием и окисляется в C5H10O2. При реакции А с концентрированной серной кислотой при нагревании образуется единственный продукт C10H22O. Предложите структуру А и напишите схемы упомянутых реакций.

11. Органическое вещество Х устойчиво к действию нейтрального раствора перманганата калия, медленно реагирует с выделением водорода с металлическим натрием, быстро реагирует с концентрированной соляной кислотой, образуя при этом галогенпроизводное, содержащее 33% хлора. Установите структурную формулу вещества Х, назовите его по систематической номенклатуре и напишите уравнения приведенных превращений.

12. Вещество А представляет собой бесцветную жидкость со своеобразным запахом, легче воды и хорошо в ней растворяющуюся. При нагревании А с концентрированной серной кислотой образуется газ Б легче воздуха. При взаимодействии Б с HBr образуется тяжелая жидкость В. Приведите формулы А,Б,В и уравнения всех реакций.

13. Два газа А (простое вещество) и B (сложное вещество) вступают между собой в реакцию при температуре 300oС и давлении 10 МПа (катализаторы — оксиды цинка, хрома, меди). Образующееся соединение С вступает в реакцию межмолекулярной дегидратации, образуя при этом летучую жидкость. Приведите формулы веществ, напишите уравнения реакций.

14. Расположите в порядке возрастания кислотности следующие вещества: сероводородная кислота, 2-метилпропанол-2, соляная кислота, 2,2-дихлорэтанол, этанол.

15. Ментол (5-метил-2-изопропилциклогексанол) — кристаллическое вещество с мятным запахом, входит в состав сосудорасширяющего средства «валидол». Приведите структурную формулу ментола и напишите уравнения двух реакций с его участием.

16. На основании теории химического строения предскажите физические и химические свойства аллилового спирта (пропен-2-ола-1). Напишите уравнения соответствующих реакций.

17. Сколько летучих веществ (т.кип ниже 50oC) может получиться при нагревании смеси метилового и этилового спиртов с концентрированной серной кислотой?

18. Напишите схему реакций получения бутанола-2 из бутанола-1.

19. Вычислите массу простого эфира, который получется из 25г метанола, если реакция протекает с 80% выходом.

20. Из 18,4г этанола получено 6г простого эфира. Вычислите выход реакции.

21. Сколько мл этанола потребуется для получения 3 л этилена, если выход этилена составляет 40%, плотность этанола 0,8 г/мл, а объем газа приведен к нормальным условиям?

22. (ПП2394) Вычислите массовые доли веществ, которые получатся при добавлении 1,00 г воды к 75,0 г 6%-ного раствора этилата натрия в этаноле.

23. (ПП, 2394) Вычислите массы метанола и калия, которые надо взять, чтобы приготовить 10,0 г 5,00%-ного раствора метилата калия в метаноле.

24. Вычислите массовые доли веществ (в процентах), которые получатся при добавлении 9 мл воды к 816 г 5%-ного раствора этилата натрия в этаноле.

25. В 200 мл этилового спирта с массовой долей спирта 96% (плотность 0,80 г/мл) растворили 10 г металлического натрия. Рассчитайте массовые доли веществ в полученном спиртовом растворе.

26. Определите массовую долю метанола в водном растворе, содержащем 7,224*1023 атомов Н и 3,01*1023 атомов О.

27. При межмолекулярной дегидратации смеси двух одноатомных спиртов выделилось 10,8 г воды и образовалось 36 г смеси трех органических соединений в равных количествах, принадлежащих к одному классу (выход 100%). Определить строение исходных спиртов.

28. При межмолекулярной дегидратации смеси двух одноатомных спиртов выделилось 10,8 г воды и образовалось 46 г смеси трех органических соединений в равных количествах, принадлежащих к одному классу соединений. Каково строение исходных спиртов?

29. Чему равна массовая доля продукта окисления 60 г метанола оксидом меди при нагревании, если все вещества поглощены 140 г воды, а окисление прошло на 50%?

30. Смесь двух соседних членов гомологического ряда обработали натрием, при этом выделилось 8,96л газа (н.у.). При взаимодействии такого же количества этой смеси с HBr образуется 78.8г смеси бромалканов. Определите качественный и количественный (в граммах) состав исходной смеси.

31. Для количественного дегидрирования 15,2г смеси двух предельных одноатомных спиртов потребовалось 24г CuO. На образовавшуюся смесь подействовали избытком аммиачного раствора оксида серебра и получили 86,4г осадка. Определите структуры спиртов и их количества в исходной смеси.

32. Оксид углерода (II) смешали с водородом в молярном соотношении 1:4 при давлении 10 МПа и температуре 327оС в замкнутом реакторе, предназначенном для синтеза метанола. После окончания процесса давление смеси в сосуде при неизменной температуре уменьшилось на 10%. Определите объемную долю паров метанола в реакционной смеси и вычислите процент превращения оксида углерода в метанол.

33. ДВИ 2015. Для полного окисления навески предельного спирта требуется 400 мл подкисленного раствора дихромата калия с концентрацией 0,15 моль/л. При количественном протекании реакции (выход 100%) масса продукта меньше массы исходного спирта на 1.72%. Установите строение и массу спирта и продукта окисления, если известно, что выход в реакции окисления составляет 80%, а при дегидратации спирта образуется только один неразветвленный алкен.

34. ДВИ 2017. При добавлении к некоторому количеству пентанола-1 насыщенного вторичного спирта масса увеличилась в 1.225 раза, а число атомов кислорода возросло на 33%. Установите формулу спирта.  Какой объём подкисленного раствора перманганата калия с концентрацией 0.2 моль/л потребуется для полного окисления  21.56 г полученной смеси спиртов? Газ, образовавшийся при сжигании той же навески спиртов, пропустили через 5% раствор KOH с плотностью 1.04 г/мл и получили эквимолярную смесь солей. Определите объём использованного раствора щелочи.

35. При дегидратации 22,2 г предельного одноатомного спирта получена смесь двух изомеров в молярном соотношении 1:9. Побочного продукта было выделено 1,68 г. Установите строение исходного соединения.

36. Органическое соединение А содержит 18,18% кислорода. Оно медленно реагирует с металлическим натрием, не изменяется под действием 2%-ного раствора перманганата калия, быстро реагирует с хлороводородом и при сгорании дает только оксид углерода (IV) и воду. Определить А.

37. Предельный одноатомный спирт массой 44,4 г обработали концентрированным раствором серной кислоты при нагревании.  Внутримолекулярная дегидратация прошла с выходом 75,0%. Выделившийся газ пропустили через избыток нейтрального раствора перманганата калия, масса образовавшегося осадка составила 26,1 г. Установите строение спирта, если известно, что при его окислении образуется кетон.

38. Навеска смеси двух изомерных бутиловых спиртов массой 22,2 г была количественно подвергнута окислению в условиях, исключающих разрыв углеродной цепи. После окисления получено 23,2 г органических продуктов реакций. Установите количественный состав смеси. Если задача имеет несколько решений или условий недостаточно для установления строения взятых спиртов, проанализируйте эти решения и предложите простейшие дополнительные исследования, позволяющие выбрать однозначный ответ.

39. К 16,6 г смеси этилового и пропилового спиртов добавили избыток натрия. Выделившийся при этом водород смешали с 4,48 л аргона (н.у.) и получили смесь с плотностью по воздуху 0,818. Вычислите массовые доли спиртов в исходной смеси.

40. (химфак 99) В стальной сосуд емкостью3,75 л поместили 1,50 г  ароматического спирта, являющегося гомологом бензилового спирта. Затем туда ввели 3,70 г кислорода (н.у.). После поджигания спирт полностью сгорел, при этом температура внутри сосуда достигла 327 градусов С, а давление составило 272,6 кПа. Определите формулу спирта и приведите структурные формулы четырех его ароматических изомеров.

41. (Менд. олимп. 1992, 3 тур). Штирлиц задумчиво разглядывал свой сейф, вскрытый Мюллером. Бутылка из-под французского коньяка — подарок Бормана — валялась пустая на полу. А ведь в ней был бесценный образец топлива ФАУ!

-Все-таки пьянство погубило тебя, Мюллер! — подумал Штирлиц, перешагнул через труп эсэсовца и, не обращая внимание на резкий, неуловимо знакомый запах, направился к выходу.

Штирлиц знал, что русская пианистка уже отправила в Центр шифровку с составом топлива:

Ц 2609

В 1301

Н 6090

Расшифруйте состав топлива ракеты ФАУ.

 

Тема 18. Многоатомные спирты, фенолы и простые эфиры

2 семестр. Лекция 03. Получение спиртов. Многоатомные спирты, фенолы и простые эфиры

  1. Сравните физические и химические свойства п-крезола (п-метилфенола), гексадеканола-1 и сорбита (1,2,3,4,5,6-гексангексаола). Как различить эти вещества и разделить их смесь?
  2. Напишите схему получения глицерина из пропанола-1, указав над стрелкой необходимые реагенты и условия протекания реакций
  3. С какими из перечисленных ниже реагентов должен реагировать этиленгликоль :

1 — 10%-ная соляная кислота,

2 — 1%-ный водный раствор перманганата калия,

3 — 5%-ный водный раствор гидроксида калия,

4 — металлический натрий,

5 — гидроксид меди (II) в щелочном растворе,

6 — бромная вода (без действия света),

7 — раствор хлорида железа (III),

8 — конц. серная кислота при нагревании,

9 — бромоводород

4. Предложите способ разделения смеси бензола и бета-нафтола (2-гидроксинафталина, т.пл.97oС), предусмотрев выделение каждого из этих компонентов в индивидуальном состоянии. Как можно проконтролировать чистоту выделенных соединений? Ответ подтвердите необходимыми уравнениями реакций.

5. Какие вещества вступили в реакцию, и при каких условиях, если в результате образовались следующие вещества (указаны все продукты без коэффициентов):

1) С6H5OH  +  NaHCO3

2) CH3-O-C2H5 + NaI

Напишите полные уравнения реакций

  1. Расположите в порядке увеличения кислотности следующие соединения:

а)  фенол, б) 4-нитрофенол, в) метанол, г) 2,4,6-тринитрофенол, д) 2,2-диметилпропанол, е) вода

  1. В трех пробирках без этикеток находятся фенол, глицерин, бутанол-1. Как, основываясь а) только на физических, б) только на химических свойствах, различить эти вещества?
  2. Предложите способ разделения смеси бензола и фенола, предусмотрев выделение каждого из этих компонентов в индивидуальном состоянии. Как можно проконтролировать чистоту выделенных соединений? Ответ подтвердите необходимыми уравнениями реакций.
  3. Установите структурную формулу вещества У состава С7H8O, которое почти нерастворимо в растворе гидроксида натрия, не дает окрашивания с раствором хлорида железа (III), реагирует с металлическим натрием с выделением водорода, с бромоводородом образует соединение С7H7Br, обесцвечивает раствор перманганата калия, причем после подкисления реакционной смеси можно выделить соединение состава С7H6O2. Напишите уравнения реакций.
  4. Соединение А – белое кристаллическое вещество, окрашивающее пламя в фиолетовый цвет, хорошо растворимое в воде. При пропускании газа В через водный раствор вещества А происходит его помутнение, связанное с образованием малорастворимого в воде, но хорошо растворимого в щелочах вещества С, обладающего характерным запахов. Приведите формулы веществ А,В, С и напишите уравнения реакций.
  5. (ФББ-2005) Определите молекулярную формулу предельного многоатомного спирта, в 37,67 г которого содержится 16,62 г углерода.
  6. Какой объём 9,4%-ного раствора фенола в этаноле (плотность 0,9 г/мл) должен прореагировать с избытком металлического натрия, чтобы выделившимся водородом можно было полностью каталитически гидрировать ацетилен объёмом 2,56 л (н.у.)
  7. При действии избытка натрия на смесь этилового спирта и фенола выделилось 6,72 л водорода (н.у). Для полной нейтрализации этой же смеси потребовалось 25 мл 40%-ного раствора гидроксида калия (плотность 1,4 г/мл). Определите массовые доли веществ в исходной смеси.
  8. ДВИ 2008 биофак. Вещество содержит 67,74% углерода по массе, 6,45% водорода и кислород. Установите возможное строение этого вещества, если известно, что образец массой 3,1 г может прореагировать со 100 мл 0,5М раствора гидроксида натрия или с 800 г 1,5%-ного раствора бромной воды.
  9. ДВИ 2008 ББ. Органическое соединение состава С10Н14О массой 7.5 г ввели в реакцию с избытком перманганата калия в присутствии серной кислоты. При этом выделилось 2,486 л газа (измерено при 22оС и 740 мм рт.ст.) Предложите возможную структурную формулу неизвестного органического соединения. Ответ обоснуйте.
  10. Смесь ароматического углеводорода и фенола общей массой 14 г обработали бромной водой. При этом выпало 33,1 г осадка. Определите структурную формулу ароматического углеводорода, если известно, что он находился в исходной смеси в количестве 0,05 моль.
  11. При горении спирта образовались равные количества веществ воды и углекислого газа. К каким гомологическим рядам может относиться этот спирт?
  12. (Менд. олимп. 1992, 3 тур) Винни-Пух массой 1 кг захотел меда из дупла. Он взял 0,5 л напитка В, содержащего 40 объемных процентов компонента С, и после каталитической дегидратации С с выходом 50% получил вещество К. Из вещества К он приготовил нерастяжимую оболочку толщиной 0,05 мм. После этого Винни заполнил оболочку продуктом А, выделяющимся при взаимодействии дверной ручки с концентрированной щелочью. (Ручка полностью растворилась).

1) Опишите превращения С -> К -> оболочка.

2) Удалось ли Винни-Пуху стать тучкой? (плотность К=1)

19. (Менд. олимп. 1992, 3 тур).

-Да ты навоз со дна бери, который старый, с белой корочкой!

-Чтоб воняло меньше?

-Да нет, так у аптекаря в прописи. А купорос кипяти… Да с крышки маслом капай в навоз… Давай сюды портянки… Ну вот тебе и порох!

-Ну ты, Василий Иванович, голова!

-Да смотри, Петька, карболку в лохань лей тихо, студи лохань…

Вот тебе и шимоза!

-Конец теперь белым, Василий Иванович!

Опишите технологию, пользуясь уравнениями реакций.