химический каталог




Химия. 2400 задач для школьников и поступающих в вузы

Автор Н.Е.Кузьменко, В.В.Еремин

лоалканов — СлН2л.

Номенклатура алканов имеет особое значение, поскольку названия большинства органических веществ строят на основе названия алкана с тем же углеродным скелетом. Первые четыре члена'гомологического ряда алканов имеют тривиальные названия: метан, этан, пропан, бутан. Далее названия углеводородов образуются из греческих и латинских числительных с добавлением суффикса -ан: пентан, гексан, гептан и т. д. Названия алканов с разветвленной цепью строят по названию самой<длинноЙ цепи с указанием заместителей (одновалентных органических радикалов) и их места в углеродной цепи.

Основной вид изомерии для алканов — изомерия углеродного скелета. Начиная с С4Н10 одной и той же молекулярной формуле отвечают несколько алканов, различающихся строением углеродного скелета (т. е. числом атомов углерода в главной цепи и/или положением заместителей). Число возможных изомеров СлН2п+2 резко увеличивается с ростом л.

Основные природные источники алканов — нефть и природный газ. Синтетические способы получения алканов классифицируют по длине углеродного скелета. Из реакций с сохранением углеродного скелета важнейшая — гидрирование ненасыщенных углеводородов. С удвоением углеродного скелета протекает реакция Вюрца — взаимодействие алкилгалогенидов с натрием, которое дает симметричные алканы:

2RI + 2Na —- R—R + 2NaI.

Уменьшение углеродного скелета на один атом происходит при сплавлении солей карбоновых кислот с избытком щелочи: образуются алканы, содержащие на один атом углерода меньше, чем исходная соль;

С*Н2П+1С0СЖа + Na0H — СПН2„+2 + Na2C03-Алканы — достаточно инертные соединения, что объясняется высокой прочностью сг-связей С—С и С—Н, а также их неполярностью. Эти связи могут расщепляться только под действием активных

2400 задач по химии для школьников и поступающих в вузы 283

Глава 22. Предельные углеводороды

свободных радикалов. Поэтому для алканов характерны радикальные реакции, в которых атомы водорода замещаются на другие атомы или группы атомов. Важнейшие реакции радикального замещения с разрывом связей С—Н — галогенирование при нагревании или освещении и нитрование под действием разбавленной азотной кислоты. В реакциях замещения легче всего замещаются атомы водорода у третичных, затем у вторичных и первичных атомов углерода. Из реакций с разрывом связей С—С наибольшее значение имеют изомеризация и крекинг (термический или каталитический).

Циклоалканы отличаются от алканов, во-первых, тем, что в их молекулах отсутствует свободное вращение вокруг С—С связей, поэтому некоторые их производные могут существовать в виде цистранскэомеров. Во-вторых, циклоалканы, содержащие от трех до пяти атомов в цикле, могут присоединять водород или галогены с раскрытием цикла.

Рекомендуемая литература: [Куэьменко, Дрофа, 1997, § 18], [Кузьменко, ФКК, 1998, гл. 20], [Третьяков, § 82], [Еремина, 1998, § 19], [Фримантл, т. 2, гл. 18.1], [Потапов, гл. 2, 3].

§ 22.1. Типовые задачи с решениями

Задача 22-1. Определите молекулярную формулу алкана, массовая доля водорода в котором равна 16,67% .

Решение. 1-й способ. Возьмем образец алкана массой 100 г и найдем мольное отношение водорода и углерода:

v(H): v(C) = (16,67/1): (83,33/12) = 2,4 =12:5.

Простейшая формула углеводорода — С5Н12. Так как эта формула соответствует ряду СлН2л+2, то она является истинной формулой алкана.

2-й способ. Возьмем один моль алкана СпН2л+2, который содержит 2п+2 моль атомов водорода массой 2л + 2 г. Масса углеводорода равна 12п ?+ 2л + 2 = 14га + 2 г. Для массовой доли водорода получаем уравнение:

(0(H) = (2л + 2)/(14л + 2) ~ 0,1667,

откуда л = 5.

Ответ. С5Н12.

Задача 22-2. Определите молекулярную формулу алкана, если известно, что для сжигания 6 л этого вещества потребовалось 39 л кислорода. Сколько литров углекислого газа при этом образовалось?

284 2400 задач по химии для школьников и поступающих в вузы 3. Органическая химия

Решение. Запишем общее уравнение сгорания алканов

СпН2п+2 + (Зп + 1)/ 202 —- пС02 + (л + 1)Н20.

Объем кислорода в 6,5 раз превышает объем алкана. По закону Авогадро это означает, что для сгорания 1 моль алкана требуется 6,5 моль кислорода, т.е. (Зл + 1)/2 = 6,5, откуда п = 4. Формула алкана — С4Н10.

Из закона Авогадро также следует, что объем углекислого газа в п = 4 раза превышает объем алкана: V(C02) = 4 • 6 = 24 л.

Задача 22-3. Напишите структурные формулы всех алканов с пятью атомами углерода в главной цепи, плотность паров которых по водороду равна 50. Назовите их по систематической номенклатуре.

Решение. Молярная масса алканов равна; Af(CnH2n+2) = = 2 ? 50 = 100 г/моль, откуда п — 7. Из семи атомов углерода пять составляют главную цепь, а два входят в состав заместителей: двух групп —СН3 или одной группы —С2Н5. Две группы —СН3 могут находиться в следующих положениях при главной цепи: 2,2-; 2,3-; 2,4-; 3,3-.

СН,

I 3

сн3—с—сн2—сн2—СН3 СН3—СН— сн—сн2—сн3

СН- СНЧ СН,

2,2-диметн лпентан

2,3-димети лпентан СНЧ

сн3 сн3

2,4-диметнлпентан

СН3—СН СН

страница 72
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134

Скачать книгу "Химия. 2400 задач для школьников и поступающих в вузы" (10Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
медицинский адвокат в москве
качели для дачи leset 904 премиум
куплю верстак школьный бук
гироскутер цена в г. краснодаре

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)