Семинар № 10.12 Ароматические углеводороды Пример 20. При действии на непредельный углеводород избытка раствора хлора в четыреххлористом углероде образовалось 2,835 г дихлорида. При действии на то же количество углеводорода разбавленного водного раствора перманганата калия образовалось 2,28 г двухатомного спирта. Определите молекулярную формулу углеводорода и напишите структурные формулы четырех изомеров, отвечающих условию задачи.
10.12.6. Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:
1) пропен ^-1-бромпропан ^ гексан ^бензол ^ хлорбензол ^ изопропилбензол
2) 1,6-дибромгексан ^ циклогексан ^ ^хлорциклогексан^ циклогексен^ бензол ^ этилбензол
3) карбид алюминия ^ метан ^ацетилен ^ бензол ^ толуол
10.12.7. Предложите схему получения:
1) из метана - толуола;
2) из бензойной кислоты - бифенила;
3) из пропена - н-пропилбензола.
10.12.8. Бензол проявляет свойства непредельного и ароматического соединения. Подтвердите это уравнениями реакций.
10.12.9. С какими из перечисленных веществ реагирует бензол: водород, хлор, перманганат калия, бромная вода, этилбромид, серная кислота, этан? Напишите уравнения реакций и условия их осуществления.
10.12.10. В трех сосудах находятся бесцветные жидкости: бензол, гексан и гексен-2. Предложите способ отличить эти жидкости, укажите признаки реакций.
10.12.11. Составьте уравнения реакций, соответствующие схеме:
CnH2n+2 ^C2nH4n-2 ^C6nH12n-6 ^C6nH12n-7N02
10.12.12. Приведите структурную формулу
соединения C9Hj2, образующего при
бромировании в присутствии катализатора два изомерных монобромпроизводных.
10.12.13. Приведите структурную формулу
соединения СвНю, образующего при
нитровании только одно мононитро
производное.
10.12.14. При нитровании гомолога бензола массой 6,0 г образовалась смесь четырех мононитропроизводных общей массой 8,25 г. Установите структурную формулу гомолога бензола.
10.12.15. При нитровании углеводорода
концентрированной азотной кислотой образовалось единственное соединение, массовая доля кислорода в котором составляет 19,4 %. Определите молекулярную и
структурную формулу углеводорода.
10.12.16. При хлорировании гомолога бензола массой 15,9 г в присутствии катализатора образовалось смесь трех изомеров и выделилось 5,475 г хлороводорода. Определите молекулярную и структурную формулу углеводорода.
10.12.17. Для полного гидрирования гомолога бензола потребовалось 1,68 л (н.у.) водорода, при этом образовался циклоалкан массой 3,15 г. Циклоалкан при радикальном хлорировании образует только три изомерных монопроизводных. Определите структурную формулу гомолога бензола.
10.12.18. При монобромировании ароматического углеводорода в присутствии железного катализатора выделился
бромоводород, на нейтрализацию которого потребовалось 80 г 10 %-ного раствора NaOH. При сгорании такого же количества этого углеводорода выделилось 35,84 л (н.у.) CO2. Определите формулу арена. Сколько изомеров имеет этот углеводород?
10.12.19. Продукты, полученные при сгорании углеводорода массой 31,8 г в избытке кислорода, пропустили через избыток известковой воды. Масса образовавшегося осадка составила 240 г. Продукты сгорания точно такой же порции углеводорода в избытке кислорода пропустили через трубку, заполненную оксидом фосфора (V). Ее масса возросла на 27 г. Исходный углеводород не обесцвечивает бромную воду. Определите молекулярную и возможную структурную формулу углеводорода.
10.12.20. С каким выходом прошло нитрование 11,7 г бензола стехиометрическим количеством смеси азотной кислоты с серной кислотой (молярное соотношение 1:2), если на нейтрализацию реакционной смеси было затрачено 554,4 г 10%-ного раствора гидрокарбоната натрия?
Семинар № 10.13 Ароматические углеводороды Пример 21. 500 г предельного углеводорода, содержащего 84,2 масс. % углерода, нагрели в присутствии оксида хрома (III) до 5000С и
получили смесь двух ароматических углеводородов. Эту смесь окислили перманганатом калия и выделили смесь органических кислот общей массой 474,4 г, содержащую 29,7 масс. % кислорода. Установите формулы всех углеводородов и определите выход ароматических
углеводородов при условии, что их окисление проходило количественно.
10.13.4. Из двух углеводородов, имеющих одну простейшую формулу, один вступает в реакцию с бромоводородом, другой - нет. Приведите формулы этих веществ, назовите реагенты, с которыми будут реагировать оба эти вещества.
10.13.5. Вещество А состава C9H10 вступает в реакции, протекающие по механизму AE. Образующееся в ходе одной из таких реакций вещество B может вступать в реакции, протекающие по механизму SE и SR. Приведите возможные структурные формулы веществ A и B, напишите уравнения реакций.
10.13.7. Смесь бензола и толуола массой 17 г обработали бромом в присутствии катализатора. В результате образовалась смесь монобромидов и бромоводород, на нейтрализацию которого израсходовано 100 г 8%-ного раствора гидроксида натрия. Определите мольный состав смеси.
10.13.8. Смесь бензола и циклогексена массой 55,8 г была подвергнута исчерпывающему гидрированию на платиновом катализаторе. При этом было затрачено 33,6 л (н.у.) водорода. Какова массовая доля циклогексена в исходной смеси? Какую массу двухатомного спирта можно получить при мягком окислении исходной смеси?
10.13.9. При полном сгорании образца ароматического углеводорода ряда бензола образовалось 26,88 л (н.у.) углекислого газа и 13,5 г воды. Определите структурную формулу углеводорода и его массу, если известно, что окисление подкисленным раствором перманганата калия приводит к образованию 1,2-бензолдикарбоновой кислоты.
10.13.10. При каталитическом дегидрировании смеси бензола, циклогексана и циклогексена образовалось 23,4 г бензола и выделилось 11,2 л водорода (н.у.). Такое же количество исходной смеси может присоединить 16 г брома. Определить массовые доли веществ в исходной смеси.
10.13.11. Смесь бензола и его ближайшего гомолога обработали горячим нейтральным раствором перманганата калия. Органический слой и осадок отделили от раствора. Масса органического слоя уменьшилась по сравнению с исходной смесью на 18,4 г. Чему равна масса осадка?
10.13.12. При сжигании равных мольных количеств углеводорода А и бензола обнаружено что объемы продуктов сгорания при 300°С относятся как 5:3. Углеводород А не обесцвечивает бромную воду. При окислении углеводорода А сернокислым раствором перманганатом калия образуется кислота, содержащая (по массе) 68,85 %
углерода, 26,23 % кислорода и 4,92 %
водорода. Определите строение углеводорода А, напишите уравнения упомянутых реакций.
10.13.13. Ароматический углеводород с одним бензольным кольцом содержит 91,53 % углерода по массе. При окислении 2,36 г этого углеводорода подкисленным раствором перманганата калия выделяется 481 мл газа (при 20 °С и н.д.), а при нитровании
образуется смесь, содержащая два мононитропроизводных. Установите структуру углеводорода и напишите схему упомянутых реакций.
10.13.14.* В результате последовательной обработки алкена бромоводородом, натрием и нагревании при 500°С над оксидом хрома (III) получен продукт, в котором массовая доля углерода на 4,86 % больше, чем в алкене. Хлорирование продукта в присутствии железа приводит к двум монохлорпроизводным. Хлорирование продукта на свету приводит только к одному монохлорпроизводному.
Установите структурные формулы алкена и продукта реакции.
10.13.15.* 500 г предельного углеводорода, содержащего 84,2 % (по массе) углерода, нагрели в присутствии оксида хрома (III) до 500оС и получили смесь двух ароматических углеводородов. Эту смесь окислили KMnO4 и выделили смесь двух органических кислот общей массой 474,4 г, содержащую 29,7 масс. % кислорода. Установите формулы всех углеводородов и определите выход ароматических углеводородов при условии, что их окисление проходило количественно.
10.13.16.** Два углеводорода - А и Б -имеют одинаковый элементный состав: каждый содержит по 92,3 масс. % углерода. Образец углеводорода А может присоединить в 6 раз большее количество брома, чем равный по массе образец углеводорода Б. Определите структурные формулы веществ А и Б. Напишите уравнения присоединения избытка бромоводорода к этим веществам.
10.14.12. Вещество А обработали цинковой пылью, в результате получили вещество В, обесцвечивающее бромную воду и дающее при жестком окислении ацетон. Определите вещества А и В, напишите уравнения реакций.
10.14.13. Вещество А представляет собой бесцветную, тяжелую жидкость со сладковатым удушливым запахом. На свету под действием кислорода воздуха это вещество разлагается с выделением хлороводорода и фосгена COCl2, поэтому его хранят в склянках из темного стекла с притертой пробкой. О каком соединении идет речь? Где применялось это вещество?
10.14.14. В трех сосудах без надписей находятся жидкости: гексан, 1,2-дихлорэтан и тетрахлорметан. Предложите химический способ отличить эти жидкости, приведите уравнения соответствующих реакций.
10.14.15. При взаимодействии 13,6 г алкина с разветвленным углеродным скелетом с избытком хлороводорода получено 28,2 г продукта реакции. Определите молекулярную и структурную формулу алкина.
10.14.16. Предельный одноатомный первичный спирт обработали бромоводородом в присутствии серной кислоты, затем к продукту реакции добавили натрий. В полученном соединении массовая доля углерода составляет 83,72 %. Определите формулу полученного соединения и исходного спирта.
10.14.17. Неизвестный алкадиен, не имеющий пространственных изомеров, полностью обесцвечивает 300 г 3,2 %-ного раствора брома в тетрахлорметане и образует 11,22 г тетра-бромпроизводного. Определите молекулярную формулу алкадиена и тетрабромпроизводного.
10.14.18. Алкан, для сгорания которого требуется объем кислорода в 8 раз больше объема паров алкана, подвергли хлорированию. Масса алкана равна 75 г. Выход смеси изомерных монохлорпроизводных равен 65 %. Определите массу образовавшейся смеси изомерных монохлорпроизводных.
10.14.19. * Плотность по воздуху паров смеси алканов равна 1,8069. При бромировании этой смеси выделено только две пары изомерных монобромалканов. Суммарная масса более легких изомеров в смеси бромалканов в 2,982 раза больше массы более тяжелых изомеров. Вычислите массовые доли алканов в исходной смеси.
10.14.20. * Смесь 1,2-дибромэтана и
дигалогеналкана обработали избытком магния, при этом образовалась смесь газов с плотностью 2,00 г/л (н. у.). Сухой остаток растворили в воде и обработали избытком водного раствора КОН. Выпавший осадок промыли водой, высушили и прокалили до постоянной массы, которая уменьшилась по сравнению с исходным сухим остатком в 3,265 раза и составила 20 г. После нагревания исходного дигалогеналкана со спиртовым раствором щелочи образовался газ, при пропускании которого через аммиачный раствор оксида серебра выпал осадок. Предложите структуру дигалогеналкана.
10.15.9. Предложите схему, с помощью которой можно из этилена получить бутанол-1. Напишите уравнения соответствующих реакций.
10.15.10. Предложите схему, с помощью которой можно из бутана получить 2-метилпропанол-2. Напишите уравнения соответствующих реакций.
10.15.11. При полном сгорании предельного одноатомного третичного спирта образовалось 11,2 л (н.у.) углекислого газа и 10,8 г воды
Определите молекулярную и структурную формулу спирта.
10.15.12. Массовая доля кислорода в
одноатомном спирте составляет 14,81 %.
определите молекулярную и структурную формулу спирта, если известно, что он не обесцвечивает раствор бромной воды.
10.15.13. Массовая доля углерода в
предельном одноатомном спирте составляет 64,86 %. Определите молекулярную и
структурную формулу спирта, если известно, что он образуется при восстановлении кетона.
10.15.14. При внутримолекулярной дегидратации 15 г вторичного спирта образовалось 3,36 л (н.у.) алкена. Определите молекулярную и возможную структурную формулу спирта.
10.15.15. При взаимодействии одноатомного спирта массой 6,66 г с концентрированной соляной кислотой образуется соединение массой 8,325 г. Определите молекулярную и структурную формулу спирта, если известно, что его можно получить при гидратации алкена разветвленного строения.
10.15.16. При горении одноатомного спирта образовались равные количества веществ воды и углекислого газа. Приведите структурную формулу спирта, отвечающего условию задачи.
10.15.17. При сгорании 1,24 г смеси
метанола и этанола образовалось 1,12 л углекислого газа (н.у.). Какой объем
кислорода (н.у.) потребовался для сгорания этой смеси?
10.15.18. При сжигании 6,36 г эквимолекулярной смеси этанола с неизвестным предельным одноатомным спиртом в избытке кислорода было получено 6,72 л (н.у.) углекислого газа. Определите молекулярную формулу неизвестного спирта и его массовую долю в исходной смеси.
Семинар № 10.16 Одноатомные спирты Пример 22. Этиленовый углеводород присоединяет 6,72 л (н.у.) хлороводорода. При гидролизе продукта реакции водным раствором гидроксида натрия при нагревании образуется 22,2 г предельного одноатомного спирта, не окисляющегося водным раствором перманганата калия. Определите строение полученного спирта.
10.16.11. Из пропанола-1, серной кислоты и бромида калия, не расходуя никаких других соединений, получите два изомерных алкана. Напишите уравнения реакций.
10.16.12. Как можно отличить 2-метил-пропанол-1 и 2-метилпропанол-2? Укажите признаки проводимых реакций.
10.16.13. Какие соединения и какой массы потребуются для получения 50 г 13,6 %-ного раствора этилата натрия в этаноле?
10.16.14. При взаимодействии одноатомного спирта с металлическим натрием образовалось 8 г алкоголята и 1,12 л (н.у.) водорода. Определите формулу спирта.
10.16.15. Предельный одноатомный спирт при взаимодействии с натрием выделяет 2,24 л (н.у.) водорода. При дегидратации такого же количества спирта образуется 11,2 г смеси цис-и транс-изомеров алкена. Определите молекулярную и структурную формулу спирта.
10.16.16. 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.
10.16.17. 250 мл этилового спирта (плотность 0,8 г/мл), в котором массовая доля воды 4,5 %, прореагировало с избытком металлического натрия. Какой объем водорода (н.у.) при этом выделился?
10.16.18. При окислении 30 г предельного
спирта образовалось 23,2 г кетона. Выход кетона составил 80 %. Определите
молекулярную и структурную формулу спирта.
10.16.19. * Для полного окисления навески предельного спирта требуется 200 мл подкисленного раствора дихромата калия с концентрацией 0.2 моль/л. При количественном протекании реакции (выход 100%) масса продукта меньше массы исходного спирта на 1.96%. Установите строение и массу спирта и продукта окисления, если известно, что выход в реакции окисления составляет 70%, а при дегидратации спирта образуется алкен с кратной связью на конце цепи.
10.17.5. В пробирках без надписей находятся водные растворы глицерина, диметилового эфира и этанола. Предложите способ отличить эти растворы, укажите признаки, напишите уравнения реакций.
10.17.6. Определите молекулярную формулу двухатомного предельного спирта, если при его сгорании образовалось 8,96 л (н.у.) углекислого газа и 9 г воды
10.17.7. Массовая доля кислорода в предельном трехатомном спирте составляет 45,28 %. Определите молекулярную формулу спирта.
10.17.8. При сгорании 15,9 г трехатомного спирта в избытке кислорода образовалось 13,5 г воды. Определите формулу спирта.
10.17.9. При взаимодействии предельного двухатомного спирта с избытком натрия образовалось 24 г алкоголята и 4,48 л (н.у.) газа. Определите формулу спирта.
10.17.10. Определите молекулярную формулу предельного многоатомного спирта, в 37,67 г которого содержится 16,62 г углерода.
10.17.11. При сгорании органического
вещества массой 10,2 г образовалось 26,4 г углекислого газа и 12,6 г воды. Плотность паров вещества при н.у. равна 4,55 г/л. Определите структурную формулу
органического вещества, если известно, что его можно получить дегидратацией первичного спирта.
10.17.12. При сжигании предельного двухатомного нециклического спирта количество вещества образующейся воды равно количеству вещества кислорода, расходующегося на сгорание. Какое количество вещества водорода выделится при обработке избытком калия такой порции этого спирта, которая при сгорании образует 1,5 моль углекислого газа?
10.17.13. Пропен пропускали через 180 г 5 %-ного раствора перманганата калия до тех пор, пока массовая доля перманганата калия в растворе не сравнялась с массовой долей органического вещества. Определите максимальную массу уксусной кислоты, способную вступить в реакцию с упомянутым органическим веществом.
10.17.14. При межмолекулярной
дегидратации 30 г одноатомного спирта неизвестного состава выделилось 3,6 г воды, причем выход реакции составил 80 % от теоретического. Каково строение исходного спирта, если известно, что в его молекуле имеются две метиленовые группы?
10.17.15. При нагревании смеси двух предельных первичных спиртов
неразветвленного строения в присутствии серной кислоты получена смесь трех органических веществ, относящихся к одному классу соединений, общей массой 50,1 г, при этом выделилась вода массой 8,1 г. Количество вещества продукта с самой большой молярной массой в 2,5 раза больше количества вещества каждого из двух других продуктов. Установите структурные формулы продуктов реакции.
10.17.16. При нагревании смеси двух предельных первичных спиртов с разветвленным углеродным скелетом в присутствии серной кислоты получена смесь трех органических веществ, относящихся к одному классу соединений, в равном молярном отношении общей массой 21,6 г, при этом выделилась вода массой 2,7 г. Установите возможные структурные формулы соединений и рассчитайте массу исходной смеси.
10.17.17. При окислении 11,1 г предельного одноатомного спирта образовался кетон, при сгорании которого выделилось 10,8 г воды. Такую же массу этого же спирта нагрели с концентрированным раствором серной кислоты; средняя молярная масса обезвоженных продуктов реакции оказалась равной 105,3 г/моль. Установите, какие продукты и в каком количестве (в моль) образовались при дегидратации спирта.
Семинар № 10.18 Фенолы
10.18.1. Напишите структурные формулы всех ароматических соединений состава C7H8O? Назовите их по систематической номенклатуре, определите, к каким классам относятся эти соединения.
10.18.3. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения веществ:
а) карбид кальция ^ ацетилен^ бензол^ изопропилбензол ^ фенол ^ фенолят натрия ^метоксибензол
б) циклогексан ^ бензол ^ хлорбензол ^ фенолят натрия ^ фенол ^ пикриновая кислота
в) бензол ^ бензолсульфокислота ^ бензолсутьфонат натрия ^ фенолят натрия ^ салицилат натрия ^ салициловая кислота
10.18.6. Проиллюстрируйте положение теории строения А.М. Бутлерова о взаимном влиянии групп атомов друг на друга на примере фенола: как гидроксильная группа влияет на бензольное кольцо и как бензольное кольцо - на гидроксильную группу?
10.18.9. С какими из перечисленных реактивов будет взаимодействовать бензиловый спирт, но не будет взаимодействовать фенол: а) водород;
б) бромоводород; в) хлор; г) пропановая кислота; д) гидроксид натрия; е) серная кислота; ж) хлорид фосфора (V). Напишите уравнения соответствующих реакций.
10.18.10. С какими из перечисленных реактивов будет взаимодействовать фенол, но не будет взаимодействовать бензиловый спирт: а) хлороводород; б) гидроксид натрия;
в) углекислый газ; г) бромная вода; д) ацетилхлорид; е) водород; ж) хлорид железа (III); з) формальдегид. Напишите уравнения соответствующих реакций.
10.18.11. Определите строение вещества состава C7H8O, которое с хлоридом железа (III) дает фиолетовое окрашивание, а при взаимодействии с бромной водой образует соединение C7H6OBr2.
10.18.12. Определите строение вещества состава C7H8O, которое не дает цветной реакции с FeCl3, при взаимодействии с PCl5 переходит в соединение C7H7Cl, окисляется в вещество состава С7Н602, растворимое в водной щелочи.
10.18.13. В запаянных пробирках находятся жидкости: бензол, ж-крезол, глицерин, толуол.
Предложите способ идентификации этих веществ, укажите признаки.
10.18.14. В пробирках находятся водные растворы: фенола, фенолята натрия, этилового спирта. Предложите способ отличить эти растворы с помощью одного реактива.
10.18.15. Предложите способ разделить смесь фенола и бензола на составляющие компоненты. Опишите ваши действия.
10.18.16. При сгорании 0,1 моль органического соединения образовалось 15,68 л (н.у.) углекислого газа и 7,2 г воды.
Органическое соединение взаимодействует с бромной водой (в соотношении 1:3) и гидроксидом натрия. Определите структурную формулу соединения.
10.18.17. Гомолог фенола массой 24,4 г с массовой долей углерода 78,7 %, может вступить во взаимодействие с 1067 г 3%-ного раствора бромной воды. Определите возможную структурную формулу гомолога фенола.
10.18.18. Через 50 г раствора фенолята натрия пропустили избыток углекислого газа.
Сухой остаток, полученный после удаления воды, обработали соляной кислотой, при этом выделилось 193 мл газа (н.у.). Вычислите массовую долю фенолята натрия в исходном растворе.
10.18.19. Смесь двух изомеров, один из которых является ароматическим спиртом, а другой - гомологом фенола, при обработке избытком натрия образует 560 мл (н.у.) газа. 1акая же смесь такой же массы может вступить во взаимодействие с 2 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 10 моль/л.
Вычислить массовые доли веществ в исходной смеси.
10.19.6. Соединение А представляет собой кристаллы белого цвета, ограниченно растворимые в воде, но хорошо растворимые в водном гидроксиде натрия с образованием вещества В. Пропускание в водный раствор В избытка газа С с запахом тухлых яиц образуется вещество А и вещество D. Если к раствору А добавить раствор вещества Е, наблюдается фиолетовое окрашивние. Добавление раствора вещества Е к раствору вещества В приводит к образованию осадка бурого цвета. Определите вещества А - Е, напишите уравнения реакций.
10.19.7. Соединение содержит 67,74 % (по массе) углерода, 6,45 % водорода и кислород. Установите строение этого соединения, если
известно, что его образец массой 3,1 г может прореагировать со 100 мл 0,5 М раствора гидроксида натрия или с 800 г 1,5%-ного раствора бромной воды
10.9.8. Смесь фенола и пирокатехина (1,2-дигидроксибензола) массой 14,9 г растворили в толуоле. Раствор обработали избытком металлического натрия. В результате реакции выделился газ объемом 2,24 л (н.у.) Вычислите массовые доли веществ в исходной смеси.
10.19.9. После гидрирования «-крезола массой 21,6 г образовалась смесь исходного
соединения и продукта реакции. Полученная смесь может вступить в реакцию с 40 г 10 %-ного раствора гидроксида натрия. Определите выход реакции гидрирования.
10.19.10. Для нейтрализации смеси фенола и уксусной кислоты потребовалось 23,4 мл 20 %-ного водного раствора гидроксида калия (плотность 1,2 г/мл). При взаимодействии исходной смеси с бромной водой образовалось 16,55 г осадка. Каков состав исходной смеси
(в г)?
10.19.11. Смесь стирола и фенола общей массой 5,00 г может вступить во взаимодействие с 14,4 г брома. Вычислите массовые доли веществ в исходной смеси.
10.19.12. Смесь стирола и одного из гомологов фенола, содержащего один радикал в ж-положении, общей массой 0,66 г, вступает в реакцию с 50,0 г 3,20 %-ного раствора брома в CCl4. При обработке этой смеси такой же массы избытком натрия выделяется 22,4 мл водорода (н.у.). Установите строение гомолога фенола.
10.19.13. Порцию многоатомного фенола, не имеющего заместителей в кольце, разделили на равные части. Одну обработали избытком щелочного металла, а другую сожгли. Водород, выделившийся в первом случае, смешали с углекислым газом, образовавшемся во втором случае. Средняя молярная масса полученной газовой смеси 33,5 г/моль. Приведите три структурные формулы, отвечающие условию.
10.19.14. * Смесь непредельного спирта и гомолога фенола общей массой 2,82 г может прореагировать с 320 г 3%-ной бромной воды. Такая же смесь в реакции с избытком натрия выделяет 481 мл водорода при температуре 20оС и нормальном атмосферном давлении. Определите молекулярные формулы веществ и их массовые доли в смеси.
10.19.15.* При окислении 5,00 г оптически активного вещества А сернокислым раствором перманганата калия получено 5,00 г вещества Б, взаимодействующего с А с образованием жидкости В состава C15H14O2. Установите структурную формулу вещества А.
10.20.2. Напишите структурные формулы соединений: а) 2-метилпропаналь; б) 2-гидро-ксибутаналь; в) 3-метил-1-хлорпентанон-2;
г) циклогексанон; д) бутен-2-аль; е) 4-метилбензальдегид.
10.20.3. Объясните, почему температуры кипения альдегидов ниже, чем у спиртов с тем же числом атомов углерода в молекуле.
10.20.4. Среди перечисленных веществ
выберите те, которые являются изомерами пентанона-2: пентаналь, метилэтилкетон,
пентанол-2, пентен-2-ол-1, циклопентанол, 2,2-диметилпропаналь, пентандиол-1,3.
10.20.5. Напишите структурные формулы двух простейших альдегидов, один из которых может существовать в виде двух геометрических (цис-, транс-), а другой - в виде двух оптических изомеров. Назовите эти соединения.
10.20.6. Какие два вещества вступили в реакцию, если при этом образовались следующие вещества (указаны все продукты реакции без коэффициентов):
1) -► CH3CHO + Cu + H2O
2) -► CH3CHO + KCl + H2O
3) —► CH3COONa + CH3CHO
4) CH3COCH3 + NaBr + CO2
5) -► C6H5COCH3 + HCl
10.20.11. На полное сгорание 0,1 моль предельного нециклического альдегида было затрачено 8,96 л (н.у.) кислорода. Определите структурную формулу альдегида.
10.20.12. Неизвестный первичный спирт массой 7,4 г с избытком нагретого оксида меди (II) образует 7,2 г альдегида. Определите молекулярную и структурную формулу спирта, если известно, что он имеет разветвленный углеродный скелет.
10.20.13. При щелочном гидролизе геминального дихлорпроизводного образовался кетон массой 19,6 г, способный присоединить 4,48 л (н.у.) водорода. Определите возможную структурную формулу кетона, напишите уравнение реакции его получения.
10.20.14. Смесь паров двух веществ объемом 1,12 л (объем приведен к н.у.) при сгорании в избытке кислорода и приведению к н.у. образует газ, имеющий такую же плотность как и исходная смесь. Этот газ может образовать 7 г осадка при реакции с избытком раствора гидроксида кальция. Исходная смесь в реакции с избытком известковой воды может образовать только 3 г осадка. Определите формулы веществ, образующих исходную смесь.
10.20.15. Имеется смесь формальдегида и водорода, которая на 25 % легче метана. После пропускания смеси над нагретым катализатором образовался метанол, в результате чего смесь стала тяжелее метана. Рассчитайте область допустимых значений для выхода реакции.
10.20.16. Предельный одноатомный спирт частично окислили в кетон. Массовая доля кислорода в смеси двух органических соединений равна 27,35 %. Вычислите, какая часть спирта не окислилась.
10.20.17. Напишите уравнения реакций, соответствующие следующей схеме:
А —► В —► ацетон —► С —► A Разные буквы обозначают разные вещества, каждая стрелка обозначает одну реакцию.
Семинар № 10.21 Альдегиды и кетоны
10.21.1. Какого типа реакции являются характерными для карбонильных соединений? Почему? Приведите схематично механизм реакции присоединения циановодорода к альдегидам.
10.21.2. Расположите приведенные ниже соединения в ряд по убыванию активности в реакциях нуклеофильного присоединения: а) ацетальдегид; б) ацетон; в) формальдегид;
г) трихлоруксусный альдегид.
10.21.3. Напишите уравнения реакции присоединения воды к трихлоруксусному альдегиду. Объясните, почему продукт присоединения более устойчив, чем гидрат формальдегида.
10.21.4. Напишите уравнения реакций
взаимодействия в условиях кислотного катализа уксусного альдегида и а) метанола
б)этиленгликоля.
10.21.5. Напишите уравнения реакций
формальдегида и ацетальдегида с избытком
аммиачного раствора оксида серебра и свежеосажденным гидроксидом меди.
Вступает ли ацетон в аналогичные реакции?
10.21.6. Вещество C5Hi0O не реагирует со свежеосажденным гидроксидом меди (II) в присутствии NaOH. При частичном восстановлении водородом в присутствии катализатора оно превращается во вторичный спирт симметричного строения, а при полном восстановлении - в н-пентан. Определите строение исходного соединения и назовите его по систематической номенклатуре.
10.21.7. Приведите одну из структурных формул вещества C4H6O, которое дает реакцию серебряного зеркала, обесцвечивает бромную воду и холодный раствор перманганата калия. При взаимодействии с водородом в присутствии никелевого
катализатора исходное соединение
превращается в соединение состава C4H10O.
10.21.8. В трех запаянных ампулах находятся газы: формальдегид, ацетилен, пропен. Как можно различить эти газы, используя один реактив? Укажите признаки, составьте уравнения реакций.
10.21.9. В трех сосудах без надписей находятся водные растворы ацетальдегида, ацетона и глицерина. Как с помощью одного реактива отличить эти растворы? Напишите уравнения реакций, укажите признаки.
10.21.10. Обсудите возможность протекания реакций между:
1) акриловым альдегидом (пропеналем) и перманганатом калия;
2) пропаналем и бромной водой;
3) пропеналем и хлором;
4) формальдегидом и гидроксидом натрия;
5) избытком формальдегида и ацетальдегидом.
10.21.11. Используя реакцию альдольно-кротоновой конденсации, получите:
1) из этанола бутанол-1;
2) из этилена 2-метилпентен-2-аль;
3) из ацетилена коричную (3-фенилпро-пеновую) кислоту.
10.21.12. Неизвестный альдегид массой 23,2 г окислили при нагревании гидроксидом меди (II). При этом образовалось 57,6 г кирпично-красного осадка. Определите формулу альдегида.
10.21.13. Смесь метаналя и этаналя массой 0,74 г обработали избытком аммиачного раствора оксида серебра и получили 6,48 г осадка. В каком молярном отношении находятся альдегиды в исходной смеси?
10.21.14. Альдегид, образовавшийся при окислении 15 г предельного одноатомного спирта с выходом 80 %, окислили аммиачным раствором оксида серебра. Получили 43,2 г осадка. Определите формулу исходного спирта.
10.21.15. Смесь формальдегида и водорода с плотностью по водороду 4,5 пропустили над никелевым катализатором, после чего плотность по водороду охлажденной до 00С смеси стала равной 3. Рассчитайте выход продукта реакции.
10.21.16. При окислении 1 моль неизвестного органического вещества водным раствором перманганата калия образовалось 46,0 г K2CO3, 66,7 г KHCO3, 116,0 г MnO2 и вода.
Какое вещество подверглось окислению? Напишите уравнение реакции окисления ближайшего гомолога этого вещества
сернокислым раствором перманганата калия.
10.21.17. Для количественного
дегидрирования 15,2 г смеси двух предельных одноатомных спиртов потребовалось 24 г оксида меди (II). На образовавшуюся смесь подействовали избытком аммиачного раствора оксида серебра и получили 86,4 г осадка. Определите структуры спиртов и их
количества в исходной смеси.
10.21.18. * Неизвестный альдегид массой 3,92 г нагрели со смесью, полученной при действии избытка щелочи на 33,84 г нитрата меди (II). Образовавшийся осадок отфильтровали и выдержали при 150 °С до постоянной массы, которая составила 13,28 г. Определите возможную структурную формулу альдегида и предложите формулы трех его изомеров. Атомную массу меди принять равной Ar (Си) = 64.
10.20.19. * К 80 г водного раствора смеси муравьиного и изомасляного альдегидов добавили избыток свежеполученного гидроксида меди (II), при умеренном нагревании выпало 36 г осадка. Для полного гидрирования исходной смеси карбонильных соединений на металлическом никеле при нагревании требуется 3,68 л водорода (измерено при 760 мм рт.ст. и 26°С). Рассчитайте массовые доли альдегидов в исходном водном растворе.
10.22.3. Сколько существует изомерных карбоновых кислот состава C5H10°2?
Напишите структурные формулы, дайте названия.
10.22.4. Напишите структурные формулы всех нециклических изомеров состава С3Н602. Назовите эти соединения по систематической номенклатуре.
10.22.5. Среди перечисленных ниже веществ выберите те, которые являются изомерами масляной (бутановой) кислоты: а) 2-метил -пропаналь; б) метилформиат; в) этилацетат; г) 3-гидроксибутаналь; д) 2-метилпропановая кислота; е) циклобутанон.
10.22.6. Приведите примеры простейших одноосновных карбоновых кислот, одна из которых имеет оптические изомеры, другая -геометрические изомеры.
10.22.7. Напишите уравнения реакций получения уксусной кислоты из а) этанола; б) уксусного альдегида; в) бутана; г) этаннитрила; д) бутена-2. Укажите условия реакций.
10.22.8. Как в промышленности получают: а) уксусную кислоту; б) муравьиную кислоту; в) бензойную кислоту? Приведите уравнения реакций.
10.22.9. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения веществ:
1) этан ^ хлорэтан ^ этанол ^ этаналь^ ацетат аммония ^ уксусная кислота ^ ацетат кальция ^ ацетон
2) ацетат натрия ^ метан ^ хлорметан ^ этаннитрил ^ уксусная кислота ^ уксусный ангидрид ^ уксусная кислота ^ водород
3) карбид алюминия ^ метан ^ ацетилен ^ уксусный альдегид ^ этанол ^ уксусная кислота ^ ацетат натрия ^ этан
10.22.12. Составьте уравнения реакций в соответствии со схемой уксусная ► A ~^ B C D ~^ Е ~^ бромэтан кислота
Органическими веществами являются только B и D, в их составе имеется одинаковая функциональная группа, но они относятся к разным классам.
10.22.13. Неизвестное вещество X состава С5Н802 обесцвечивает холодный раствор перманганата калия. При нагревании X c подкисленным раствором перманганата калия образуется уксусная кислота. Реакция X с насыщенным раствором гидрокарбоната натрия сопровождается выделением газа. Установите строение X и напишите уравнения реакций.
10.22.14. При взаимодействии 2,96 г неизвестной предельной монокарбоновой кислоты с избытком гидрокарбоната калия было получено 896 мл (н.у.) углекислого газа. Определите формулу кислоты.
10.22.15. 14,8 г предельной одноосновной
кислоты вступило во
взаимодействие с 4 г кальция. Определите формулу кислоты.
10.22.16. При взаимодействии одноосновной карбоновой кислоты с избытком натрия образовалось 23,5 г соли и выделилось 2,8 л (н.у.) газа. Определите формулу кислоты.
10.22.17. При сплавлении натриевой соли одноосновной органической кислоты с гидроксидом натрия выделилось 11,2 л (н.у.) соединения, которое при н.у. имеет плотность 1,965 г/л. Определите массу соли, вступившей в реакцию.
10.22.18. Смесь муравьиной и уксусной кислот в реакции с карбонатом кальция выделяет 1,344 л (н.у.) углекислого газа. При сжигании такой же массы исходной смеси кислот в избытке кислорода выделяется 3,584 л (н.у.) углекислого газа. Вычислите массовые доли кислот в исходной смеси.
10.22.19. При обработке 33,5 г эквимолярной смеси предельной одноосновной карбоновой кислоты и первичного спирта, имеющих одинаковое число атомов углерода в молекуле, избытком водного раствора гидрокарбоната натрия выделился газ, объем которого в 6 раз меньше объема углекислого газа, полученного при полном сгорании того же количества смеси. Определите массовую долю кислоты в смеси.
10.22.20. К смеси уксусной и пропионовой кислот общей массой 5,64 г прилили раствор, содержащий 16,0 г гидрокарбоната калия. К полученному раствору добавляли серную кислоту (концентрация 0,8 моль/л) до прекращения выделения газа. Всего было израсходовано 50 мл серной кислоты. Определите состав исходной смеси (в мольных %) и рассчитайте объем газа (н.у.), выделившегося при действии на нее раствора гидрокарбоната калия.
10.22.21.* К смеси формиата натрия и карбоната натрия добавили концентрированную серную кислоту и слегка нагрели. В результате выделилось 16,8 (н.у.) смеси газов, относительная плотность которой по хлору 0,47. Определите массу формиата натрия в исходной смеси.
10.22.22.* Раствор формальдегида в смеси уксусной и муравьиной кислот массой 2,33 г может полностью прореагировать с 18,7 мл 8,4 %-ного раствора гидроксида калия плотностью 1,07 г/мл. Полученный при этом раствор выделяет при нагревании с избытком водноаммиачного раствора нитрата серебра 9,72 г осадка. Установите мольные доли компонентов в исходной смеси.