94. К 100 г насыщенного при 20°С раствора сульфата магния добавили 1 г безводного сульфата магния. В осадок выпал кристаллогидрат, содержащий 1,58 г безводной соли. Определите состав кристаллогидрата, если растворимость сульфата магния при 20 °С составляет 35,1 г безводной соли на 100 г воды. (IX—ЗОН.-82.) 95. Хлорид калия, используемый в качестве удобрения, можно получить из сильвинита методом избирательного растворения. Для этой цели применяется насыщенный по отношению к хлоридам натрия и калия (при 25°С) водный раствор, называемый щелоком. Сильвинит обрабатывают щелоком, нагретым до 100°С, при охлаждении полученного раствора до 25°С из него кристаллизуется хлорид калия. Какова минимальная масса щелока, необходимая для извлечения хлорида калия из 1 т сильвинита ? (Степень извлечения принять 100%) Массовая доля хлорида калия в щелоке при 25°С равна 12,5%, при 100°С — 21,5%, растворимость хлорида натрия в воде практически не зависит от температуры. Полученным удобрением можно обработать 4,5 га пашни при норме внесения 35 кг/га (в пересчете на К2О). (IX-зон.-88.) 96. К раствору, образовавшемуся при действии серной кислоты объемом 71,4 мл (массовая доля кислоты 39,2%, плотность раствора 1,4 г/мл) на 14 г железа, прибавили 150 г горячего раствора сульфида бария (массовая доля 33,8%) и нагрели смесь до завершения реакции. Вычислите массовые доли веществ в растворе после окончания опыта. (IX—зон.— 92.) § 9. Электролиз 97. При получении соляной кислоты через водный раствор поваренной соли в течение 1 ч 36 мин 30 с пропускали электрический ток силой 100 А. Газ, выделившийся на катоде, сожгли в газе, образовавшемся на аноде, и продукты поглотили в 200 мл воды. К концу эксперимента масса раствора составила 316,5 г. Сколько времени нужно вести электролиз в этих условиях, чтобы получить 1 кг соляной кислоты с массовой долей 0.352? В каком объеме воды нужно осуществлять поглощение? (X—зон.—89.) 98. Среди определенной части населения практикуется использование для лечения так называемой «живой» и «мертвой» воды. Эти будто бы целебные воды получают путем электролиза обычной питьевой воды с применением электродов из нержавеющей стали и брезентовой диафрагмы. Каюте процессы происходят при таком электролизе? В каких случаях вода, получаемая в анодной области, может быть сильно ядовитой? Чем можно объяснить наблюдающееся изредка антисептическое действие «живой» и «мертвой» воды? В чем состоит опасность попыток лечения «живой» и «мертвой» водой? (X—зон.—85.) 99. Через раствор серной кислоты в течение 10 мин пропускали электрический ток силой 625 мА. Объем собранного на катоде газа составил 46,5 мл (при температуре 21 °С и давлении 743 мм рт. ст.). На основании этих данных определите заряд электрона, если выход по току равен 1. (X—зон.—88.) 100. В результате электролиза 130 мл раствора нитрата меди (массовая доля 25,6%, плотность 1,25 г/мл), проведенного с использованием угольных электродов, на аноде выделилось 3,36 л газа (н.у.). По окончании электролиза электроды были оставлены в образовавшемся растворе до прекращения изменения их массы. Вычислите массовые доли веществ, содержащихся в образовавшемся растворе.(Выделением газов на катоде пренебречь.) (X—зон.—90.) 101. Водный раствор смеси двух хлоридов А и В подвергли электролизу с разделенным катодным и анодным пространством. На катоде и на аноде после окончания электролиза солей выделились газы в объемном соотношении 2:1. Эти газы смешали на свету. В составе полученного продукта была обнаружена соль А в количестве, равном исходному. Определите качественный состав смеси солей А и В и их мольное соотношение, если известно, что раствор, содержащий 5,85 г соли В, при обработке избытком нитрата серебра может дать 14,35 г осадка. (X—зон.— 88.) 102. Концентрированный водный раствор хлорида металла подвергается электролизу в электролизере без диафрагмы с инертными электродами. Оказалось, что соотношение между массами образовавшегося осадка и выделившегося газа равно соотношению между числом молей образовавшихся и прореагировавших веществ и составляет 1,65. После завершения электролиза в растворе остается только вода, а в осадке не содержатся оксиды и отсутствует хлор. Установите формулу хлорида металла. Рассчитайте состав осадка и газа в мольных долях. Вычислите выход металла. (X—зон.—91.) 103. В стакан с водой на нити в горизонтальном положении подвесили сварной стержень. Одна часть этого стержня (по отношению к нити подвеса) железная, другая — серебряная. Как будет меняться положение стержня после добавления в стакан раствора сульфата меди (II)? Объясните причину ожидаемого эффекта. (XI—зон.—93.) 104. В раствор хлорида меди поместили два электрода и пропустили ток (сила тока 2 А). На одном из электродов выделился металл массой 1 г. Общий расход электроэнергии при этом составил 1,59 Вт*ч. После помещения в такой же раствор других электродов и подключения напряжения значение силы тока оказалось такое же, как и в первом опыте. Через некоторое время на одном из электродов снова выделился металл массой 1 г, а общий расход электроэнергии при этом составил 0,65 Вт • ч. Чему будут равны практические потенциалы разряда и образования ионов в описанных опытах, если выход по току равен 0,95? (Разложением воды пренебречь.) После опытов в растворах новых ионов обнаружено не было (IХ-респ.-93.) 105. В U-образную трубку налили раствор хлорида калия, содержащий небольшое количество фенолфталеина. В одно колено трубки поместили медную пластинку, в другое — железную и соединили их проводником. Через некоторое время у одной из пластинок появилось малиновое окрашивание. Обсудите, около какой из пластинок появилось это окрашивание. Как изменится результат опыта, если раствор хлорида калия заменить раствором хлорида алюминия? (XI—респ.—65.) 106. Через герметическую «бомбу», полностью заполненную подкисленной водой, пропустили постоянный электрический ток. Какое давление развилось бы в «бомбе», если бы вода была бы совершенно несжимаемой, а стенки «бомбы» были бы достаточно прочными и нерасширяющимися? (X—респ.—65.) 107. Металлическую пластинку размером 10х 10 см требуется покрыть с обеих сторон равномерным слоем металлического никеля толщиной 0,05 мм. Вычислите, какое время придется пропускать через раствор, в который погружена пластинка, электрический ток (сила тока 2 А), если принять, что плотность металлического никеля равна 8,9 г/см3, а выход металла по току составляет 90%. (X—обл.—67.) 108. При электролизе (сила тока 8 А) в течение 1 ч 10 мин 5%-ного раствора хлорида калия (плотность раствора 1,05 г/мл) объемом 100 мл на аноде, изготовленном из инертного материала, выделилось 2,34 л газов. Вычислите массовые доли растворенных веществ в образовавшемся после электролиза растворе. (XI—респ. —76.) 109. При электролизе водного раствора сульфата кобальта (II) на катоде выделяется металл и небольшой объем водорода. Если же приготовить насыщенный раствор той же соли в 40%-ной серной кислоте и подвергнуть его электролизу, то выделения металла на катоде не наблюдается. При отборе пробы из анодного пространства и охлаждении ее до О °С из раствора выделяются синевато-зеленые кристаллы, массовая доля кобальта в которых 16,2%. Установите возможную формулу этих кристаллов и напишите уравнения процессов электролиза сульфата кобальта (II) в нейтральной и сильно кислой среде. (X— респ.—76.) 1. 2. ЗАДАЧИ ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ § 10. Углеводороды и галогенсодержащие органические соединения 110. Поскольку луч света представляет собой электромагнитную волну, то при попадании из одной среды в другую он преломляется. Так, любая жидкость преломляет световой луч, когда он попадает в нее из воздуха. Чем плотнее жидкость или раствор, тем сильнее лучепреломление. Коэффициент преломления является индивидуальной характеристикой чистых веществ. Его легко измерить с помощью несложного оптического прибора — рефрактометра. Как вы думаете, одинаков ли коэффициент преломления света для жидких углеводородов ряда метана? Предложите способ измерения концентрации раствора с помощью рефрактометра. (X—обл.-—91.) 111. Газообразный углеводород сожгли в избытке кислорода. При этом число молей в системе не изменилось. Найдите формулу углеводорода. (XI—обл.— 85.) 112. На промышленном предприятии произошла утечка ацетилена. Для определения взрывоопасности получившейся ацетиленовоздушной смеси 20 л ее пропустили через подкисленный серной кислотой раствор перманганата калия. В результате 11,3 г перманганата восстановилось. Опасна ли концентрация ацетилена в воздухе, если такие смеси взрываются при содержании ацетилена в интервале 2,0—81% (в объемных долях)? (XI—обл.—84.) 113. При взаимодействии с водой 1 моль одного из карбидов магния образуются 22,4 л (н.у.) смеси двух изомерных газообразных углеводородов и гидроксид магния. Оба газообразных продукта реакции взаимодействуют с водой в присутствии соответствующих катализаторов по типу реакции присоединения без разрыва цепи атомов углерода, образуя ацетон. Установите формулу карбида магния. Напишите уравнения реакций. (XI—обл.—72.) 114. Представьте себя директором завода, выпускающего продукты переработки нефти. Внезапно вы получаете задание: в короткий срок организовать производство хлорбензола. Какое оборудование и сырье надо дополнительно заказать? (XI—обл.—87.) 115. Углеводород, содержащий 14,28% водорода, имеет плотность паров 2,14 г/л при температуре 27°С и давлении 940 мбар. Что это может быть за углеводород? (XI—обл.—72.) 116. Газообразный насыщенный нециклический углеводород объемом 224 мл (н.у.) сожгли и продукты растворили в 1 л известковой воды с массовой долей 0,148% (плотность 1,0 г/мл). При этом было получено 1,0 г осадка. Определите молекулярную формулу углеводорода. (XI—обл.—85.) 117. А. Е. Фаворский в 1887 г. провел следующие исследования: а) при взаимодействии 2,2-дихлорбутана с порошкообразным КОН образовался углеводород состава С4Н6, который при обработке аммиачным раствором оксида серебра дал серебряное производное; б) при обработке 2,2-дихлорбутана спиртовым раствором щелочи образовался углеводород того же состава, но не вступающий в реакцию с аммиачным раствором оксида серебра. Дайте объяснение этим явлениям. (XI—зон.—85.) 118. Образец смеси газообразных алкана и алкена неизвестного состава объемом 11,2 л (н.у.) полностью обесцветил 1000 г бромной воды (массовая доля брома 3,2%). При этом образовалось 21 мл тяжелой жидкости с плотностью 1,93 г/мл. Газ, не поглотившийся бромной водой, был сожжен в избытке кислорода. Образовавшийся при сожжении углекислый газ полностью прореагировал с 300 мл раствора гидроксида калия с концентрацией 3 моль/л, причем полученный в результате реакции раствор не способен больше химически связывать углекислый газ. Установите формулы исходных углеводородов и их объемные доли в смеси. (X—обл.—90.) 119. Представьте себе, что вы имеете все возможные изомеры углеводородов состава С4Н6. Каждый из изомеров последовательно обработан водородом в присутствии катализатора (мольное сотношение С4Н6: Н2 = 1 : 1), затем бромоводородом и, наконец, избытком водного раствора щелочи. Сколько химических соединений может быть получено в результате этих превращений, если предположить, что все реакции могут быть проведены количественно? (XI— обл.-73.) 120. Смесь двух предельных газообразных углеводородов (при 20°С ), имеющая относительную плотность по водороду 15, реагирует с хлором на свету и образует смесь только двух монохлорпроизводных. Определите качественный состав смеси и объемные доли компонентов. (X—зон.—92.) 121. Один из изомеров гексана при хлорировании образовал три монохлорпроизводных. В составе высококипящей фракции продуктов хлорирования методом газожидкостной хроматографии было обнаружено не менее восьми дихлорпроизводных. Установите структуру исходного гексана. (XI—зон.—92.) 122. В реакционной смеси, полученной при действии хлора на некоторый углеводород X , были обнаружены четыре хлорсодержаших органических вещества, относительная плотность паров которых по воздуху при температуре 423 К и давлении 1,17- 105 Па оказалась одинаковой и равной 3,67. Установите структурную формулу углеводорода X. (X—обл.—90.) 123. Взаимодействие спиртовой щелочи с 3,3-ди-хлорпентаном при нагревании приводит к получению после перегонки жидкости состава С5Н8, показатель преломления которой существенно зависит от температуры проведения реакции. Каким строением, включая пространственное, могут обладать молекулы, входящие в состав этой жидкости? Мотивируйте свой ответ. (X—зон.—92.) 124. Два углеводорода, каждый из которых содержит по 85,7% углерода, при взаимодействии с хлором образуют вещества, содержащие по 46,4% хлора каждое. При реакции с бромом образуются вещества, содержащие по 79,2% брома. Определите структурные формулы исходных углеводородов. Запишите уравнения реакций. В одинаковых ли условиях проводили реакции с галогенами? (X—обл.—93.) 125. Бесцветная легколетучая жидкость, воспламеняющаяся на воздухе, взаимодействует в эфирном растворе с третбутилхлоридом. В результате этой реакции образуются углеводород предельного ряда и бинарное неорганическое соединение с массовой долей хлора 52,2%. Предельный углеводород при бромировании на свету дает только одно монобром-производное. Определите, о каких веществах идет речь в задаче, и напишите уравнения соответствующих реакций. (X—зон.—91.) 126. Неорганическое соединение А с массовой долей кальция 62,5% реагирует с жидкостью В, образуя газ С. Этот газ при нагревании под давлением в присутствии катализатора образует жидкость D, относительная плотность паров которой по водороду равна 42. При длительном кипячении жидкости D с раствором серной кислоты (массовая доля 0,5), образуется жидкость Е, относительная плотность паров которой по водороду равна 39. Определите, о каких веществах идет речь, и приведите уравнения описанных реакций. (XI—зон.—89.) 127. Смесь двух изомерных углеводородов массой 13,6 г была пропущена через водный раствор, содержащий ионы ртути (при этом объем смеси не изменился), а затем после осушки была подвергнута каталитическому гидрированию. При этом поглотилось 8,96 л водорода и выделилось 11,8 ккал теплоты. Выполненный в лаборатории анализ показал, что объемное соотношение компонентов в исходной смеси равно 1:1. Верно ли был выполнен анализ? Теплота гидрирования концевой двойной связи составляет 30 ккал/моль, неконцевой двойной связи — 28 ккал/моль, тройной связи — 70 ккал/моль. (X— зон.—92.) 128. При взаимодействии алкенов с подкисленным раствором перманганата калия при нагревании происходит расщепление двойной связи с образованием продуктов окисления. Как количественно зависит мольное соотношение (перманганат : олефин) от строения углеводородов? Проведите общий анализ и проиллюстрируйте полученный результат на примере окисления изомерных олефинов состава С5Н10. (XI-зон.-89.) § 11. Кислород- и азотсодержащие органические соединения 129. На примере органических реакций предложите один из возможных вариантов, удовлетворяющих следующим схемам получения основных продуктов: (Х1-обл.-93.) 130. Как можно объяснить образование смеси алкенов состава С5Н10 при нагревании изоамилового спирта (З-метилбутанола-1) с концентрированной серной кислотой? (XI—обл.—89.) 131. Смесь 2-метилпропанола-1, бутанола-2, 2-ме-тилпропанола-2 массой 3,7 г прореагировала с избытком оксида меди (II). Продукты окисления затем обработали избытком аммиачного раствора оксида серебра, при этом выделилось 5,4 г серебра. Вычислите массовую долю 2-метилпропанола-1 в смеси. (XI— обл.-85.) 132. Домашнее полоскание для горла часто готовят следующим образом: питьевую соду заливают кипящей водой и прибавляют несколько капель спиртового раствора иода. Обсудите, какие химические реакции могут происходить в ходе описанных операций и какими внешними признаками они сопровождаются. (XI—обл.—82.) 133. Образец смеси метилацетата и метилформиата массой 15,52 г обработали при нагревании 68 мл раствора гидроксида бария с концентрацией 2,5 моль/л. Избыток основания может реагировать с 45,4 мл раствора хлорида меди (II) ( массовая доля 13,5%, плотность 1,1 г/мл) с образованием осадка. Вычислите массовые доли сложных эфиров в смеси. (XI—обл.— 91.) 134. Смесь одно- и двухосновной органических кислот массой 1,14 г растворили в воде. На нейтрализацию полученного раствора затрачено 83,3 мл раствора едкого кали с концентрацией 0,3 моль/л. Какие кислоты были взяты, если известно, что количество вещества одноосновной кислоты в смеси больше, чем двухосновной? (XI—зон.—82.) 135. Органическая кислота А присоединяет бромоводород. Из образовавшегося продукта В при действии раствора нитрата серебра получено соединение С, при осторожном окислении которого образуется твердое вещество D. Последнее при плавлении разлагается, и при этом выделяется газ СО, и летучая кислота Е, в составе которой 40,0% С, 6,7% Н и 53,3% О. Установите структуры всех соединений и напишите уравнения реакций. (XI—зон.—85.) 136. Нагревание кристаллического вещества А в вакуумированном сосуде до 200 °С привело к образованию четырех газов в мольном соотношении 1:1:1:1. При охлаждении сосуда до О °С образовалось кристаллическое вещество В. При этом один из газов (относительная плотность по водороду 14), способный гореть на воздухе, в реакцию не вступил. Каковы формулы веществ А и В? Где используются эти вещества? Взаимодействие двух из упомянутых выше газов в мольном соотношении 2 : 1 привело к образованию кристаллического вещества С. Изобразите структурную формулу этого вещества. Напишите уравнения реакции вещества С с водой. Какое широко известное удобрение получается при термической дегидратации вещества С? (X—зон.—93.) 137. В избытке кислорода сожгли 1,00 г 10%-ного раствора неизвестного вещества в ледяной уксусной кислоте, причем израсходовано 672 мл кислорода (н.у.). При этом образовались только вода (0,569 мл) и углекислый газ (708 мл) при н.у. Раствор какого вещества сожгли? С какими из предложенных веществ он реагирует (КОН, HI, СН3СН=СНСН3)? Напишите уравнения реакций. (XI—зон.—88.) 138. Из соединения С5Н4О2 при окислении получена карбоновая кислота С5Н4О3, которая при нагревании в запаянной трубке при 260—275°С превращается в соединение С4Н4О, не выделяющее водород при действии натрия и не дающее реакции на альдегиды и кетоны. При комнатной температуре соединение С5Н4О3 ведет себя по отношению к парам сухого брома как непредельное соединение, а при 100°С — как ароматическое. Получаемое в последнем случае бромпроизводное превращается при окислении в фумаровую кислоту. Установите структуры всех указанных веществ и напишите уравнения реакций. Почему соединение С5Н4О3 может вести себя и как ароматическое и как непредельное соединение? (XI—зон.—91.) 139. При взаимодействии некоторого количества уксусной кислоты с 1 моль этилового спирта установилось равновесие — образовалось 0,85 моль этил-ацетата. Если к реакционной смеси прибавить 200 г воды, то количество этилацетата в ней уменьшится в 2,33 раза. Какое количество уксусной кислоты взяли для опыта? Напишите уравнение реакции и рассчитайте константу равновесия. Сколько этилацетата образуется, если уксусной кислоты взять в 2 раза меньше? (Изменением объема реакционной смеси пренебречь.) (XI—зон.—91.) 140. В модельном лабораторном опыте после длительного кипячения (с обратным холодильником) смеси из 43 мл 95%-ного этанола (плотность 0,79 г/мл), 19 мл 83%-ной уксусной кислоты (плотность 1,15 г/мл) и 0,5 мл концентрированной серной кислоты (плотность 1,8 г/мл) массовая доля этилацетата составила 15,6%. Вычислите выход этилацетата, который получится при взаимодействии при той же температуре 300 л 70%-ного водного этанола (плотность 0,85 г/мл), 500 л 75%-ной уксусной кислоты (плотность 1,18 г/мл) и пропорционального количества серной кислоты. Как экспериментально можно определить значение выхода сложного эфира? Как можно повысить выход сложного эфира, используя то же сырье? (XI—зон.—93.) 141. Водные растворы веществ А, В и С имеют нейтральную реакцию. При сливании раствора А с раствором В или с раствором С образуется бурый осадок D, а растворы приобретают соответственно кислую или щелочную реакцию. Если смешать все три раствора в соотношении 1:1:1, выпадает осадок D, а в растворе обнаруживается лишь одно вещество Е, имеющее слабощелочную реакцию. Вещество В можно легко получить из вещества С в присутствии медного катализатора. Определите вещества А, В, С, D, E, если соотношение объемов растворов веществ А, В и С в первом опыте было 1 : 3 и 2 : 3 соответственно. Напишите уравнения реакций. (XI-30H.-85.) § 12. Органический синтез 142. Изомерные углеводороды, образующиеся при действии спиртового раствора щелочи на 1,1-дихлорбутан и 2,2-дихлорбутан, раздельно ввели в реакцию тримеризации и при этом получили ароматические углеводороды. Напишите уравнения реакций получения ароматических углеводородов, дайте им названия и укажите, что произойдет при длительном кипячении их с подкисленным раствором перманганата калия. (XI—обл.—81.) 143. Как из 1,1-дихлорбутана можно получить бу-танол-2? Напишите уравнения реакций. (XI—обл.— 74.) 144. Предложите схему синтеза 2-метилбутан-2,3-диола из З-метилбутан-1-ола. (XI—зон.—88.) 145. Составьте уравнения реакций, в результате которых можно осуществить следующие превращения: Какая среда (рН) водного раствора вещества Е? (XI— обл.-91.) 146. Напишите уравнения реакций, в результате которых происходят следующие превращения: Назовите получающиеся вещества. (X—обл.—91.) 147. При взаимодействии раствора серной кислоты с массовой долей 0,2 и анилина образуется вещество А, которое при нагревании до 180—200°С превращается в соединение В. Если анилин обработать концентрированной серной кислотой, то выпадает тот же осадок А, но при его длительном нагревании с серной кислотой, взятой в избытке, образуется смесь двух соединений В и С, в каждом из которых после выделения и высушивания массовая доля серы 18,5%. Объясните результаты описанных превращений. Напишите структурные формулы веществ В и С. Почему все три вещества А, В и С имеют высокие температуры плавления? Как получить соединение С без примеси соединения В другим путем? (XI— ЗОН.-89.) 148. Осуществите синтез изотопно чистых соединений: метан-D, метан-D2, метан-D3, метан-D4, бензол-D, бензол-D6, циклогексан-D12. С помощью каких физических методов можно убедиться в степени изотопной чистоты данного соединения? Приведите примеры. (XI—зон.—88.) 149. При обработке 1 моль 2-метил-1,4-дихлорбутана водным раствором, содержащим 2 моль гидроксида калия, получается вещество А. При действии фосфорной кислоты на вещество А образуется легколетучее вещество Б, которое не обесцвечивает бромную воду и в обычных условиях не реагирует с натрием. В присутствии оксида алюминия при повышенной температуре вещество А превращается в вещество В. Это вещество присоединяет 1 моль водорода. При этом может образоваться несколько изомерных продуктов, среди которых преобладает изомер Г, являющийся термодинамически более устойчивым среди остальных. Изомер Г в разбавленном водном растворе перманганата калия превращается в соединение Д, обладающее следующими свойствами. Под действием 30%-ной серной кислоты оно дегидратируется и перегруппировывается в соединение Е. При окислении тетраацетатом свинца соединение Д расщепляется на два вещества Ж и 3, являющихся продуктами крупнотоннажного органического синтеза. Вещество Ж дает реакцию серебряного зеркала, а вещество 3 — нет, но оба реагируют с соединением Д с образованием циклических продуктов И и К. Напишите уравнения всех протекающих реакций. (X—зон.-93.) § 13. Белки, жиры, углеводы 150. На основе знаний о превращениях различных функциональных групп в органических молекулах опишите свойства природного соединения, называемого склареол. Какая из гидроксильных групп склареола обладает более подвижным атомом водорода? (XI—обл.—87.) 151. При полном гидролизе 14,6 г природного дипептида действием 12%-ного раствора гидроксида натрия (плотность 1,20 г/см3) получено 11,1 г соли, в которой массовая доля ионов натрия составляла 20,72%. Определите возможную формулу исходного дипептида и вычислите объем щелочи, вступившей в реакцию. (XI—обл.—93.) 152. Вещество А, которое содержится в природных продуктах, может быть получено в лаборатории синтетически при взаимодействии веществ В и С. Вещество В является бромпроизводным углеводорода и при нагревании с водой образует соединение X, не способное присоединять водород в присутствии катализаторов, растворяющее гидроксид меди и не реагирующее с содой. Вещество В массой 0,5 г при сожжении дает 0,2387 г углекислого газа и 0,0815 г воды, относительная плотность паров В по водороду равна 140,3. Другое вещество С получается при реакции аммиачного раствора нитрата серебра с соединением D, которое имеет неразветвленный углеродный скелет, одну функциональную группу, растворимо в щелочах и не обесцвечивает бромную воду. Вещество D содержит (в массовых долях) 75% углерода, 12,5% водорода и кислород. Установите строение веществ А, В, С и D. (XI—обл.—73.) 153. При полном кислотном гидролизе некоторого пентапептида получены три аминокислоты: глицин, аланин и лизин в мольном соотношении 3:1:1. При частичном гидролизе того же пентапептида было вьщелено три трипептида и три дипептида. Определение N-концевых аминокислот в этих трипептидах показало, что в двух из них N-концевой аминокислотой является глицин, а в третьей — аланин. Определите последовательность аминокислот (первичную структуру) в молекуле пентапептида и напишите его структурную формулу. (XI— зон.—92.) 154. Формула кристаллического вещества А, выделенного из природных объектов, С5Н10О4. Водный раствор вещества А дает реакцию серебряного зеркала. Нагревание вещества А с водным раствором иодоводорода и красным фосфором ведет к образованию н-пентана. При действии уксусного ангидрида вещество А образует соединение C11H16O7, нерастворимое в воде и не дающее реакции серебряного зеркала, но при нагревании с водой в присутствии кислоты легко превращающееся в соединение С9Н14О6, способное давать реакцию серебряного зеркала. Нагревание вещества А с метанолом в присутствии следов хлороводорода приводит к образованию соединения С6Н12О4, не способного вступать в реакцию серебряного зеркала. Установите структурные формулы вещества А. Запишите уравнения проведенных реакций. Изобразите возможные варианты пространственного строения вещества А. (XI—зон.—93.) § 14. Строение органических соединений 155. При пропускании оксида углерода над нагретым металлическим калием получается соединение А состава (СОК)x. Какое вещество может быть получено при действии на это соединение избытка соляной кислоты, если известно, что все атомы, входящие в вещество А, находятся в одной плоскости, причем при полном повороте вокруг одной из осей симметрии анион воспроизводит свое положение в пространстве шесть раз, все связи между одинаковыми парами атомов в молекуле имеют равную длину. (XI—обл.-74.) 156. Диполбный момент — это некоторая физическая векторная величина, характеризующая полярность молекулы. Оказывается возможным разложить вектор дипольного момента молекулы на составляющие векторы дипольных моментов отдельных связей. Эти векторы направлены вдоль линий связей от центра положительного заряда к центру отрицательного заряда. Например, дипольный момент НС1 направлен от водорода к хлору. Приняв, что дипольный момент связи С—Н равен нулю, а момент связи С—С1 равен одной условной единице дипольного момента, рассчитайте дипольные моменты монохлорбензола, изомерных дихлорбензолов, пентахлорбензола и гексахлорбензола. (XI—обл.—87.) 157. Плотность паров некоторого соединения при 75 °С и давлении 1,23 атм равна 2,5 г/л. При сжигании 2,9 г этого соединения в избытке кислорода образовалось 6,6 г оксида углерода, причем вещество сгорело без остатка. Какие соединения могут удовлетворять данным условиям? Напишите их структурные формулы. (XI—зон.—81.) 158. При полном сгорании 0,7 г неизвестного вещества А образуется 0,9 г Н2О и 2,2 г СО2. При реакции с бромоводородом это вещество образует единственный продукт В с массовой долей брома 38,65%. Предложите структуры веществ А и В. (X—обл.—91.) 159. Для установления строения соединений, содержащих связи С=С, применяется взаимодействие с озоном (озонолиз). Реакция протекает по следующей схеме: Какие продукты и в каком количестве образуются при озонолизе изомерных ксилолов (диметилбензолов)? (ХI-обл.-90.) 160. При сжигании 2,40 г органического соединения X в избытке кислорода (относительная плотность кислорода по водороду 16) выделилось 4,39 г углекислого газа (относительная плотность по водороду 22) и 1,99 г воды (плотность паров по водороду 10). Определите простейшую формулу вещества X. Известно, что пары вещества X более чем в 3 раза тяжелее воздуха. Определите молекулярную формулу вещества X. Известно, что молекула вещества X неполярна (дипольный момент равен нулю). В результате реакции вещества X с хлором на свету (мольное соотношение 1:1) получается только одно монохлорпроизводное вещества X. Определите структурную формулу вещества X. Сколько может существовать дихлорзамещенных вещества X? Приведите их структурные формулы. (X—зон.—93.) 161. Спектроскопия протонного магнитного резонанса (ПМР) — одно из наиболее мощных средств исследования строения органических соединений. В спектре ПМР каждому виду структурно эквивалентных атомов водорода в молекуле изучаемого соединения соответствует свой пик (сигнал). Интенсивность пика в спектре пропорциональна числу атомов водорода данного вида в молекуле. Например, в спектре ПМР этанола имеется три сигнала с соотношением интенсивности 3:2:1. В спектре N,N-диметилформамида, снятом при 80 °С, наблюдаются сигналы от двух видов атомов водорода, а при 70°С — от трех видов атомов. Объясните это различие. Каково соотношение интенсивностей пиков в спектрах N,N-диметилформамида, снятых при —70°С и при 80°С? Как объяснить, что в спектре N-метилформамида наблюдаются сигналы шести видов атомов водорода? (X—зон.—93.) § 15. Механизмы органических реакций 162. Как этанол, так и 2-метил-пропанол-2 растворяются в концентрированной серной кислоте. Однако второй раствор в отличие от первого со временем расслаивается. Органический слой при этом содержит весьма высококипящие вещества. Какие вещества содержатся в органическом слое? Как они образуются? (ХI-зон.—82.) 163. Какие соединения могут образоваться при пропускании хлора через эмульсию пентена-1 в водном растворе бромида калия? Объясните механизм их образования. Какое пространственное строение могут иметь органические продукты реакции? (X— зон.—89.) 164. Пропускание хлора через хлороформ (температура кипения 62°С) при освещении сопровождается выделением газообразного вещества, хорошо растворимого в воде. Однако состав и свойства вещества, остающегося в реакционном сосуде, зависят от интенсивности освещения. В одном случае образуется соединение А с температурой кипения 77°С, а в другом — твердое вещество В, возгоняющееся при 187 °С. Каковы формулы веществ А и В и как можно объяснить различные результаты реакции хлороформа с хлором? (XI—зон.—89.) 165. Вещество А (n-нитрофениловый эфир N-ацетилглицина) в хлороформе реагирует с метиловым эфиром глицина. Осуществить аналогичную реакцию с глицином не удается, так как глицин практически нерастворим в хлороформе. Добавление равного объема водного раствора гидроксида натрия к смеси, содержащей раствор вещества А в хлороформе и глицин, приводит к образованию двухфазной системы, однако никакой реакции не наблюдается. Если же в эту двухфазную систему добавить немного бромида гексадецилтриметиламмония (вещество В), протекает реакция с количественным расходованием вещества А. Напишите уравнение реакции вещества А с метиловым эфиром глицина и назовите продукт. Почему не идет реакция с глицином в двухфазной системе хлороформ — водный раствор шелочи? Почему добавление вещества В в эту двухфазную систему приводит к расходованию вещества А? Какие вещества образуются при этом? (ХI-зон.—91.) 166. Свежеприготовленный водноспиртовой раствор одного из изомеров 2-хлор-2-метилбутановой кислоты с массовой долей 10% вращает плоскость поляризованного света на +5°. Через некоторое время угол вращения составил +3°, а на осаждение хлорид-ионов из 5 мл раствора потребовалось 2,07 мл раствора нитрата серебра с массовой долей 10%. Известно, что раствор продукта реакции (2-гидрокси-2-метилбутановая кислота) той же конфигурации, что и исходное вещество, с массовой долей 10% имеет угол вращения +2,5°. (Плотности всех растворов принять за единицу.) Объясните изменение угла вращения плоскости поляризованного света в ходе реакции. Рассчитайте степень протекания реакции. Что можно сказать о механизме данной реакции? Рассчитайте угол вращения плоскости поляризованного света по окончании реакции, используя принцип аддитивности. (XI—зон.—91.)