ГДЗ-Химия-10-класс-Рудзитис-2000- (991553), страница 10
Текст из файла (страница 10)
При нагреванииэтанола с серной кислотой происходит дегидратация и образуется этилен:СН3–СН2–ОНH2SO 4, 200 °CСН2=СН2 + Н2ОПри гидрировании этилена над катализатором образуется этан:СН2=СН2 + H2NiСН3–СН3б) При нагревании этанола с серной кислотой происходит дегидратацияи образуется этилен:СН3–СН2–ОНH2SO 4, 200 °CСН2=СН2 + Н2ОПри гидрировании этилена над катализатором образуется этан:СН2=СН2 + Н2NiСН3–СН3При хлорировании этана образуется хлорэтан:СН2–СН3 + Cl = СН3–СН2–Cl + НClИз хлорэтана в две стадии можно получить уксусный альдегид. При действии на хлорэтан водного раствора щелочи образуется этанол.СН3–СН2–Cl + NaOH = СН3–СН2–ОН + NaClПри нагревании этанол окисляется оксидом меди в уксусный альдегид:63OtСН3–СН2–ОН + CuOСН3–C+ Сu + Н2OHв) Бутадиен можно получить непосредственно из этилового спирта принагревании в присутствии катализатора, при этом происходит одновременноедегидрирование (отщепление водорода) и дегидратация (отщепление воды):2СН3–СН2–ОНt, катСН2=СН–СН=СН2 + 2Н2О + Н2г) При сильном нагревании карбоната кальция с углеродом образуетсякарбид кальция:t2СаСО3 + 5С3СО2 + 2СаС2При действии на карбид кальция водой получается ацетилен:СаС2 + 2Н2О = НС≡СН + Са(ОН)2Этиловый спирт из ацетилена можно получить в две стадии.
При гидрировании ацетилена в присутствии катализатора образуется этилен:СН≡СН + Н2t, катСН2=СН2При присоединении к этилену воды в присутствии кислот образуетсяэтиловый спирт.СН2=СН2 +Н2О+H ,tСН3–СН2–ОНПри обработке этилового спирта хлороводородом в присутствии сернойкислоты образуется хлорэтан (этилхлорид).СН3–СН2–ОН + НСlH2SO 4, tСН3–СН2–Сl + Н2ОПри действии на этилхлорид спиртового раствора щелочи при нагревании происходит отщепление хлороводорода и образуется этилен.СН3–СН2 + Сl2KOH, tСН2=СН2 + КСl + Н2ОПри взаимодействии предельных углеводородов с галогенами образуются галогенопроизводные углеводородов:СН3–СН3 + Cl2 = СН3–СН2–Cl + НClГалогенопроизводные углеводородов реагируют с натрием, при этомобразуются предельные углеводороды, содержащие в молекуле вдвое больше атомов углерода, чем исходное галогенопроизводное (реакция Вюрца):2СН3–СН2–Cl + 2Na = СН3–СН2–СН2–СН3 + 2NaClПри действии на галогенопроизводные углеводородов водного растворащелочи образуются спирты:СН3–CH2–Cl + NaOH = СН3–CH2–OH + NaClПри взаимодействии спиртов с галогеноводородами в присутствии концентрированной серной кислоты образуются галогенопроизводные углеводородов:СН3–СН2–ОН + НClH2SO 4, tСН3–СН2–Сl + Н2ОПри отщеплении водорода от предельных углеводородов могут образоваться углеводороды ряда этилена – алкены или углеводороды ряда ацетилена – алкины (реакция дегидрирования):СН3–СН2–СН3СН3–СН2–СН364Ni, tNi, tСН2=СН–СН3 + Н2СН≡С–СН3 + 2Н2При присоединении водорода к алкенам и алкинам образуются предельные углеводороды (реакция гидрирования):Ni, tСН2=СН–СН3 + Н2СН3–СН2–СН3Ni, tCH≡C–СН3 + 2Н2СН3–СН2–СН3Под действием спиртового раствора щелочи от галогенопроизводныхотщепляется галогеноводород, при этом образуются алкены:KOH, tСН3–СН2–СН2ClСН2=СН–СН3 + КСl + Н2ОПри присоединении к алкенам воды образуются спирты, реакция такжепротекает по правилу Марковникова.+H ,tСН2=СН–СН3 + Н2ОСН3–СН–СН3|ОНПри сильном нагревании спиртов с серной кислотой происходит дегидратация и образуются алкены:СН3–СН2–ОНH2SO 4, 200 °CСН2=СН2 + Н2ОПри более слабом нагревании в результате дегидратации образуютсяпростые эфиры:2СН3–СН2–ОНH2SO 4, 120 °CСН3–СН2–О–СН2–СН3 + Н2ОМожно осуществить одновременно дегидрирование и дегидратациюспиртов, при этом образуются диеновые углеводороды:2СН3–СН2–ОНt, катСН2=СН–СН=СН2 + 2Н2О + Н2Спирты можно окислить в альдегиды:СН3–СН2–ОН + CuOtOСН3–C+ Сu + H2OHМожно, наоборот, восстановить альдегиды в спирты:OСН3–C+ Н2t, катСН3–СН2–ОНHВ результате присоединения к ацетилену воды образуется уксусныйальдегид (реакция Кучерова).НС≡СН + Н2ОHgSO 4OСН3–CHПри окислении альдегидов образуются карбоновые кислоты:OСН3–CKMnO4OCH3 COHHПолучение альдегидов из предельных углеводородов:СН3–СН3[O]OСН3–CH65При взаимодействии спиртов и карбоновых кислот в присутствии катализатора, например серной кислоты, образуются сложные эфиры.OCH 3 COH2SO 4, t+ СН3–CH2–OHCH3 C+ Н2ОO – CH2 – CH3OHЕсли нагреть смесь сложного эфира и воды в присутствии серной кислоты, то протекает обратная реакция – гидролиз сложного эфира – и образуются спирт и карбоновая кислота.OOH2SO 4, t+ Н2ОCH3 CO – CH 2 – CH 3Ответ на вопрос № 18Характеристикавещества1.
Молекулярнаяформула2. Структурнаяформула3. Электроннаяформула+ СН3–CH2–OHCH3 COHЭтанолМетанолС2Н5OHСН3OHСH3–CH2–OHСH3–OHН Н+Н++Н+ СН + С С х Oх + Н+НН Н4. ПолучениеI. ПромышленностьII. Лаборатория5. Физическиесвойства6. Химическиесвойства+t, p, Hа) CH2= CH2 + Н2ОСH3–CH2–OH2C2H5OH + 2CO2↑б) С6H12O6а) C2H5Br + KOHKBr +C2H5OHжидкость, неограниченноядовитая жидкость, неограрастворимая в водениченно растворимая в воде1) Взаимодействие с щелочными металлами2C2H5ONa + H2↑2C2H5OH + 2Na2) Взаимодействие с кислотамиC2H5OH + HClСH3OH + HNO3t, H2SO 4H2SO 4C2H5Cl + Н2ОCH3–O–NO2–Н2О3) Реакция окисленияC2H5OH + 3O2KMnO4tOH 2C4) Реакция дегидратации+C2H5OH66х Oх + Н++H ,tС2H4 + Н2О7. Применение1.
Производство синтетических каучуков.2. Растворитель.3. Получение уксусной кислоты и сложных эфиров1. Производство формальдегида.2. Получение уксусной кислоты.3. РастворительРешение задачи № 1Формула метанола СН3–ОН. Молекулярная формула метанола СН4О.Уравнение реакции горения метанола:2СН4О + 3О2 = 2СО2 + 4Н2ОВычислим массу метанола:m(СН3ОН) = ρ(СН3ОН) · V(СН3ОН) = 0,8 г/мл · 1000 мл = 800 г.Вычислим молярную массу метанола:М(СН3ОН) = 12 + 1 · 4 + 16 = 32 г/мольВычислим количество вещества метанола:ν(СН3ОН) =m(CH 3OH)M(CH 3OH)=800 г= 25 моль32 г / мольПо уравнению реакции для сгорания 2 моль метанола необходимо 3моль кислорода. Пусть для сжигания 25 моль метанола нужно х моль кислорода. Составим пропорцию:2 2525 ⋅ 3=, х== 37,5 моль3х2Вычислим объем кислорода:V(О2) = ν(О2) · VM = 37,5 моль · 22,4 л/моль = 840 лВ воздухе содержится около 21% кислорода, или 0,21.
Вычислим объемвоздуха, необходимый для сжигания метанола:с(О2) =V(O 2 ) 840 лV(O 2 ), Vвозд. === 4000 л = 4 м3Vвозд.c( O 2 )0,21Ответ: необходимо 4 м3 воздуха.Решение задачи № 2Уравнение спиртового брожения глюкозы:С6Н12О6 = 2C2H5OH + 2CO2При пропускании оксида углерода (IV) через раствор гидроксида кальция выпадает осадок карбоната кальция Ca(OH)2.Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3↓ + Н2ОВычислим молярную массу карбоната кальция:М(СаСО3) = 40 + 12 +16 · 3 = 100 г/мольВычислим количество вещества карбоната кальция:ν(СаСО3) =m(CаСО 3 )M(CаСО 3 )=10 г= 0,1 моль100 г / мольПо уравнению реакции (2) из 1 моль оксида углерода (IV) образуется 1моль карбоната кальция, значит для получения 0,1 моль карбоната кальциядолжно прореагировать 0,1 моль оксида углерода (IV).67По уравнению реакции (1) из 1 моль глюкозы получается 2 моль оксидауглерода (IV).
Пусть для получения 0,1 моль оксида углерода (IV) необходимо х моль глюкозы. Составим пропорцию:0,1 11х== 0,05 моль, х=22 0,1Вычислим молярную массу глюкозы:М(С6Н12О6) = 12 · 6 + 1 · 12 + 16 · 6 = 180 г/мольВычислим массу глюкозы:m(С6Н12О6) = ν(С6Н12О6) · М(С6Н12О6) = 0,05 моль · 180 г/моль = 9 г.Вычислим массовую долю глюкозы в растворе:с(глюкозы) =9гm(глюкозы)100% =100% = 9%m(раствора)100 гОтвет: массовая доля глюкозы в растворе равна 9%.Решение задачи № 3В присутствии кислот вода присоединяется к этилену с образованиемэтилового спирта:СН2=СН2 + Н2О+H ,tСН3–СН2–ОНВычислим количество вещества этилена:ν(СН2=СН2) =1 10 6 лV(СН2 СН2)=≈ 44640 мольVM22,4 л / мольВычислим молярную массу этилового спирта:M(C2H5OH) = 12 · 2 + 6 · 1 + 16 = 46 г/мольПо уравнению реакции из 1 моль этилена образуется 1 моль спирта, значит из 44640 моль этилена образуется 44640 моль спирта.
Молярная массаэтилового спирта равна 46 г/моль, вычислим массу спирта:m(C2H5ОH) = ν(C2H5OH) · M(C2H5OH) = 44640 моль · 46 г/моль = 2053600 г = 2053,6 кг.Массовая доля спирта в растворе равна 96%, или 0,96. Вычислим массураствора спирта:c(C2H5OH) =m(раствора) =m(С 2 Н 5 ОН)m(раствора )m(С 2 Н 5 ОН)с(С 2 Н 5 ОН)=,2053,6 кг= 2139,2 кг0,96Плотность раствора этилового спирта равна 0,8 г/мл = 0,8 кг/л, вычислим объем раствора:V(раствора) =m(раствора ) 2139,2 кг== 2674 лρ(раствора )0,8 кг / лОтвет: можно получить 2674 л раствора этилового спирта.Решение задачи № 4Уравнения реакций:2СН3–СН2–СН2–ОН + 2Na = 2СН3–СН2–СН2–ОNа + Н2 (1)2Н2 + О2 = 2Н2О (2)68В воздухе содержится примерно 21% кислорода.
Вычислим объем кислорода, израсходованного при сжигании водорода:V(О2) = с(воздуха) · V(воздуха) = 0,21 · 10 л = 2,1 лВычислим количество вещества кислорода:ν(О2) =V (O 2 )2,1 л== 0,09375 мольVM22,4 л / мольПо уравнению реакции (2) 2 моль водорода реагирует с 1 моль кислорода. Пусть 0,09375 моль кислорода реагируют с х моль водорода.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
