Содержание
- 1 Циклоалканы. Задания на установление соответствия.
- 2 Применение алканов. Задания с выбором трех вариантов ответа.
- 3 Электролиз солей карбоновых кислот (электролиз по Кольбе)
- 4 3 вариант
- 5 Оптическая изомерия
- 6 Номенклатура алканов
- 7 Химические свойства алканов
- 8 Реакции замещения
- 9 Реакции окисления алканов
Циклоалканы. Задания на установление соответствия.
Задание №1
Установите соответствие между названием вещества и классом/группой органических соединений, к которому(-ой) это вещество принадлежит: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ВЕЩЕСТВО | КЛАСС/ГРУППА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ |
А) пропан Б) метилциклопропан В) бензол Г) бутен-2 |
1) алкан 2) арен 3) алкин 4) циклоалкан 5) алкадиен 6) алкен |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ:
А | Б | В | Г |
Ответ: 1426
Задание №2
Установите соответствие между названием вещества и классом/группой органических соединений, к которому(-ой) это вещество принадлежит: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ВЕЩЕСТВО | КЛАСС/ГРУППА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ |
А) ацетилен Б) пропилен В) циклогексан Г) толуол |
1) алкан 2) арен 3) алкин 4) циклоалкан 5) алкадиен 6) алкен |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ:
А | Б | В | Г |
Ответ: 3642
Задание №3
Установите соответствие между исходными веществами и продуктом, который образуется в результате реакции между ними: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой
ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА | ПРОДУКТ РЕАКЦИИ |
А) метилциклопропан и хлороводород Б) метилциклопропан и водород В) циклопропан и хлор Г) 1,2-диметилциклопропан и водород |
1) 1,2-дихлорпропан 2) н-пентан 3) 2-хлорбутан 4) 2,2-диметилпропан 5) н-бутан 6) 1,3-дихлорпропан |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ:
А | Б | В | Г |
Ответ: 3562
Задание №4
Установите соответствие между исходными веществами и продуктом, который образуется в результате реакции между ними: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой
ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА | ПРОДУКТ РЕАКЦИИ |
А) циклопропан и хлороводород Б) циклогексан и водород В) циклогексен и вода Г) циклобутан и хлороводород |
1) 1-хлорбутан 2) 1,2-дихлорпропан 3) 1-хлорпропан 4) циклогексанол 5) вещества не взаимодействуют |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ:
А | Б | В | Г |
Ответ: 3541
Задание №5
Установите соответствие между исходными веществами и продуктом, который образуется в результате реакции между ними: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой
ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА | ПРОДУКТ РЕАКЦИИ |
А) 2-хлорпропан и натрий Б) 1,4-дихлорбутан и магний В) 1-хлорпропан и натрий Г) 1,2-дихлорпропан и цинк |
1) гексан 2) циклопропан 3) циклобутан 4) 2,3-диметилбутан 5) пропен |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ:
А | Б | В | Г |
Ответ: 4315
Задание №6
Установите соответствие между дигалогеналканом и продуктом его взаимодействия со цинком при нагревании:к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ДИГАЛОГЕНАЛКАН | ПРОДУКТ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ |
А) 1,2-дихлорэтан Б) 1,3-дихлорпропан В) 1,4-дихлорпентан Г) 1,3-дибромбутан |
1) пропен 2) этилен 3) циклобутан 4) метилциклобутан 5) метилциклопропан 6) циклопропан |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ:
А | Б | В | Г |
Ответ: 2645
Применение алканов. Задания с выбором трех вариантов ответа.
Задание №1
Из предложенного перечня областей применения веществ выберите три, не подходящих для метана.
1) синтез уксусной кислоты
2) получение синтез-газа
3) в реакциях синтеза полимеров
4) получение сажи
5) получение водорода
6) получение циклопропана
Ответ: 136
Задание №2
Из предложенного перечня веществ выберите три вещества, которые могут быть получены из метана в одну стадию:
1) хлороформ
2) этанол
3) формальдегид
4) этин
5) циклогексан
6) этановая кислота
Ответ: 134
Задание №3
Из предложенного перечня выберите три вещества, которые могут быть получены в одну стадию из бутана:
1) этанол
2) дивинил
3) изопрен
4) ацетилен
5) бутен
6) этановая кислота
Ответ: 256
Задание №4
Из предложенного перечня областей применения веществ выберите три, подходящих для метана.
1) синтез этановой кислоты
2) получение формальдегида
3) в реакциях синтеза каучуков
4) в качестве топлива
5) получение ацетилена
6) получение циклогексана
Ответ: 245
Электролиз солей карбоновых кислот (электролиз по Кольбе)
Это электролиз водных растворов солей карбоновых кислот.
В общем виде:
2R–COONa + 2H2O → H2 + 2NaOH + 2CO2 + R–R
В водном растворе ацетат натрия практически полностью диссоциирует:
CH3COONa → CH3COO– + Na+
При этом на катод притягиваются катионы натрия Na+ и молекулы воды H2O.
Разряжаться на катоде будут молекулы воды:
Kатод(-): 2H2O + 2e = H2 + 2OH–
На аноде окисляются ацетат-ионы, а именно, атом углерода карбоксильной группы.
При этом от карбоксильной группы отрывается углекислый газ и остаются метильные радикалы, которые образуют газообразный этан:
Aнод(+): 2CH3COO– – 2e = 2CO2 + CH3–CH3
Суммарное уравнение электролиза водного раствора ацетата натрия:
2CH3COONa + 2H2O = H2 + 2NaOH + 2CO2 + CH3–CH3
3 вариант
1. Структурная формула алкана:
2. Гомологами являются вещества, названия которых:
1) 2-метилпентан и 2-метилбутан
2) 2-метилпропан и бутан
3) 2,2-диметилбутан и 2-метилпентан
4) бутан и циклобутан
3. Верны ли следующие суждения о физических свойствах алканов?
А. Все алканы -газообразные или жидкие вещества.
Б. Алканы хорошо растворяются в воде.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
4. При разложении метана не образуется:
1) водород
2) этилен
3) ацетилен
4) сажа
5. Для этана характерны реакции:
1) с водородом
2) с кислородом
3) с раствором гидроксида натрия
5) с бромом
6) с концентрированной серной кислотой
6. У становите молекулярную формулу дибромалкана, содержащего 85,11 % брома.
Ответы на контрольную работу по химии Алканы1 вариант
1. 4
2. 2
3. 1
4. 4
5. 3
6. 299,522 вариант
1. 1
2. 3
3. 35
4. 2
5. 124
6. C4H103 вариант
1. 1
2. 1
3. 4
4. 2
5. 25
6. C2H4Br2
Оптическая изомерия
Если атом углерода в молекуле связан с четырьмя различными заместителями (атомами или атомными группами), например:
то возможно существование двух соединений с одинаковой структурой, но различным пространственным строением.Молекулы таких соединений относятся друг к другу, как зеркальные изображение и предмет. При этом никаким вращением нельзя получить одну молекулу из другой.
Номенклатура алканов
В названиях алканов используется суффикс -АН.
Например, алкан имеет название 2-метилпропан. |
Для простейших алканов (метан, этан, пропан, бутан и изобутан) используют тривиальные названия. Начиная с пятиатомного углероводорода, в названии неразветвленных (нормальных) алканов используют корень, который показывает число атомов углерода в молекуле, и добавляют соответствующий суффикс (для алканов – ан, для алкенов – ен, и т.д.).
Название разветвленных алканов строится по следующим правилам:
1. Выбирают главную углеродную цепь. При этом считают, что углеводородные радикалы, которые не входят в главной цепь, являются в ней заместителями. При этом главная цепь должна быть самой длинной. Например, в молекуле на рисунке главной является цепь, отмеченная на рисунке а:
а | б |
Главная цепь должна быть самой разветвленной.
Например, в молекуле, изображенной на рисунках а и б, выделены цепи с одинаковым числом атомов углерода. Но главной будет цепь, изображенная на рисунке а, т.к. от нее отходит 2 заместителя, а от цепи на рисунке б – только один:
а | б |
2. Нумеруют атомы углерода в главной цепи так, чтобы атомы углерода, которые соединены с заместителями, получили минимальные возможные номера. Причем нумерацию следует начинать с более близкого к старшей группе конца цепи.
3. Называют все радикалы, указывая впереди цифры, которые обозначают их расположение в главной цепи.
Например, 2-метилпропан:
Для одинаковых заместителей эти цифры указывают через запятую, при этом количество одинаковых заместителей обозначается приставками ди- (два), три- (три), тетра- (четыре), пента- (пять) и т.д.
Например, 2,2-диметилпропан или 2,2,3-триметилпентан.
4. Названия заместителей со всеми приставками и цифрами располагают в алфавитном порядке.
Например: 2,2-диметил-3-этилпентан.
5. Называют главную углеродную цепь, т.е. соответствующий нормальный алкан.
Например, название молекулы на рисунке:
2,2,4-триметил-4-этилгексан
Химические свойства алканов
Алканы – предельные углеводороды, поэтому они не могут вступать в реакции присоединения.
Для предельных углеводородов характерны реакции:
- разложения,
- замещения,
- окисления.
Разрыв слабо-полярных связей С – Н протекает только по гомолитическому механизму с образованием свободных радикалов.
Поэтому для алканов характерны только радикальные реакции.
Алканы устойчивы к действию сильных окислителей (KMnO4, K2Cr2O7 и др.), не реагируют с концентрированными кислотами, щелочами, бромной водой.
Реакции замещения
В молекулах алканов связи С–Н более доступны для атаки другими частицами, чем менее прочные связи С–С.
1.1. Галогенирование
Алканы реагируют с хлором и бромом на свету или при нагревании.
При хлорировании метана сначала образуется хлорметан:
Хлорметан может взаимодействовать с хлором и дальше с образованием дихлорметана, трихлорметана и тетрахлорметана:
Химическая активность хлора выше, чем активность брома, поэтому хлорирование протекает быстро и неизбирательно. |
При хлорировании алканов с углеродным скелетом, содержащим более 3 атомов углерода, образуется смесь хлорпроизводных.
Например, при хлорировании пропана образуются 1-хлорпропан и 2-хлопропан: |
Бромирование протекает более медленно и избирательно.
Избирательность бромирования: сначала замещается атом водорода у третичного атома углерода, затем атом водорода у вторичного атома углерода, и только затем первичный атом.
С третичный–Н > С вторичный–Н > С первичный–Н |
Например, при бромировании 2-метилпропана преимущественно образуется 2-бром-2-метилпропан:
|
Реакции замещения в алканах протекают по свободнорадикальному механизму.
Свободные радикалы R∙ – это атомы или группы связанных между собой атомов, которые содержат неспаренный электрон.
Первая стадия. Инициирование цепи.
Под действием кванта света или при нагревании молекула галогена разрывается на два радикала:
Свободные радикалы – очень активные частицы, которые стремятся образовать связь с каким-либо другим атомом.
Вторая стадия. Развитие цепи.
Радикал галогена взаимодействует с молекулой алкана и отрывает от него водород.
При этом образуется промежуточная частица – алкильный радикал, который в свою очередь взаимодействует с новой нераспавшейся молекулой хлора:
Третья стадия. Обрыв цепи.
При протекании цепного процесса рано или поздно радикалы сталкиваются с радикалами, образуя молекулы, радикальный процесс обрывается.
Могут столкнуться как одинаковые, так и разные радикалы, в том числе два метильных радикала:
1.2. Нитрование алканов
Алканы взаимодействуют с разбавленной азотной кислотой по радикальному механизму, при нагревании до 140оС и под давлением. Атом водорода в алкане замещается на нитрогруппу NO2.
При этом процесс протекает также избирательно.
С третичный–Н > С вторичный–Н > С первичный–Н
Например. При нитровании пропана образуется преимущественно 2-нитропропан:
|
Реакции окисления алканов
Алканы – малополярные соединения, поэтому при обычных условиях они не окисляются даже сильными окислителями (перманганат калия, хромат или дихромат калия и др.).
3.1. Полное окисление – горение
Алканы горят с образованием углекислого газа и воды. Реакция горения алканов сопровождается выделением большого количества теплоты.
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + Q
Уравнение сгорания алканов в общем виде:
CnH2n+2 + (3n+1)/2O2 → nCO2 + (n+1)H2O + Q
При горении алканов в недостатке кислорода может образоваться угарный газ СО или сажа С.
Например, горение пропана в недостатке кислорода:
2C3H8 + 7O2 → 6CO + 8H2O
Промышленное значение имеет реакция окисления метана кислородом до простого вещества – углерода:
CH4 + O2 → C + 2H2O
Эта реакция используется для получения сажи.
3.2. Каталитическое окисление
Каталитическое окисление бутана – промышленный способ получения уксусной кислоты:
При каталитическом окислении метана кислородом возможно образование различных продуктов в зависимости от условий проведения процесса и катализатора. Возможно образование метанола, муравьиного альдегида или муравьиной кислоты:
Важное значение в промышленности имеет паровая конверсия метана: окисление метана водяным паром при высокой температуре
Продукт реакции – так называемый «синтез-газ».