Цепочка превращений:
CH4 -> C2H2 -> C6H6 -> C6H5Cl.
Получение ацетилена из метана возможно при нагревании последнего до температуры 1500^{0}C или пропускании через него электрического разряда:
\[ 2CH_4\rightarrow HC \equiv CH + 3H_2.\]
В результате реакции Зинина, которая протекает под действие активированного угля и при повышенной температуре в 600^{0}C происходит тримеризация ацетилена в бензол:
\[ 3 HC \equiv CH \rightarrow C_6H_6.\]
Реакция хлорирования бензола, проводимая в комнатных условиях (25^{0}C) и в присутствии хлорида железа (III) позволяет получить хлорбензол:
\[C_6H_6 + Cl_2 \rightarrow C_6H_5Cl + HCl.\]
Реакционная галогенуглеводородов определяется характером связи углерод-галоген и структурой молекулы. Прочность связи углерод-галоген закономерно уменьшается при переходе от фторзамещенных к иодозамещенным соединениям. Для реакционной важное значение имеет не только полярность, но и поляризуемость связи, т.е. легкость смещения электронного облака связи к галогену, который проявляет отрицательный индуктивный эффект.
Наличие в молекуле электроотрицательного атома галогена приводит к перераспределению электронной плотности, в результате чего возникают два реакционных центра:
— электрофильный центр – атом углерода, связанный с галогеном, который может подвергаться атаке нуклеофилом;
— СН-кислотный центр – полярная связь С-Н у атома углерода в \beta-положении к галогену. Если в реакционной среде имеется сильное основание, то протекает реакция отщепления атомов водорода и галогена от соседних атомов углерода.
Объяснение:
1. Газоподібна речовина знебарвлює розчин калій перманганату. На згоряння 1 л такої речовини витрачається кисень об’ємом 4,5 л (н. у.) і утворюється карбон(IV) оксид об’ємом 3 л. Визначте його формулу. Напишіть рівняння полімеризації цієї речовини.
V(СхН2х)=1 л
V(О2)=4,5 л
СхН2х -?
СхН2х загальна формула алкенів
Запишемо рівняння горіння
С хН2 х +1,5 х О2= х СО2 + х Н2О
По рівнянню видно, що на спалювання 1 л алкену іде 1,5х л О2, а по умові це число 4,5. тому ми можемо записати 1,5х=4,5 Звідси х= 3. Тоді формула С3Н6 пропен.
n Н3С-НС=СН2 → -(-НС(СН3)-СН2-)- n поліпропілен
2. У процесі згоряння сполуки кількістю речовини 0,5 моль утворився вуглекислий газ кількістю речовини 2,5 моль. Визначте молекулярну формулу речовини. Напишіть рівняння її одержання.
n(СхНу)=0,5 моль (клас сполуки не вказано)
n (СО2)=2,5 моль
(СхНу)-?
Запишемо співідношення кількостей всіх речовин
n(СхНу): n(СО2)=0,5:2,5=1: 5 ( це коефіцієнти в рівнянні горіння)
С хНу + О2= 5 СО2 + Н2О
Формула речовини С5Н10 пентен( перед СО2 стоїть 5)
3. Унаслідок згоряння алкену кількістю речовини 0,25 моль виділився карбон(IV) оксид об’ємом 44,8 л (н. у.). Густина його парів за азотом дорівнює 4. Визначте формулу цієї речовини, зобразіть структурні формули ізомерів цієї речовини.
n(СхН2х)=0,25 моль
V(СО2)=44,8 л
D(N2)=4 ( в умові невірно вказана густина )
(СхН2х)-?
Молярна маса М(реч)= D(N2)*М(N2)=4*28=112 г/моль
Знаходимо кількість речовини СО2
n(СО2)= V/ Vм=44,8/22,4=2 моль
Запишемо співідношення кількостей всіх речовин
n(СхН2х): n(СО2)=0,25:2=1: 8 це коефіцієнти в рівнянні горіння)
С хН2х + О2= 8 СО2 + Н2О
Формула речовини С8Н16 октен( перед СО2 стоїть 8) М С8Н16=112 г/моль
4. Арен масою 1,56 г повністю спалили в атмосфері кисню. Утворився карбон(IV) оксид масою 5,28 г. Відносна густина парів цієї речовини за гелієм дорівнює 19,5. Визначте формулу арена, напишіть його структурну формулу.
m СхН2х-6=1.56 г
m СО2=5.28 г
D(Не)=19,5
формула-?
n=m/M
Молярна маса М(реч)= D(Не)*М(Не)=4*19,5=78 г/моль
Знаходимо кількість речовини арену та СО2
n реч= m/M=1,56/78=0,02 моль
n СО2= 5,28/44=0,12 моль,
Запишемо співідношення кількостей всіх речовин
n(СхН2х-6): n(СО2)=0,02:0,12=1: 6 це коефіцієнти в рівнянні горіння)
СхН2х-6 + (1,5х-1,5)О2=6СО2 + (х-3)Н2О ,
підставляємо 6 в загальну формулу аренів і одержуємо
С6Н6, бензол М=12*6+6=78 г/моль
1) 2Al + 3S = Al₂S₃
m(Al) = 4.5 г
M(Al) = 27 г/моль
n(Al) = 4.5/27 ≈ 0,17моль
n(Al) : n(Al₂S₃) = 2:1 => n(Al₂S₃) = 0.085 моль
M(Al₂S₃) = 150 г/моль
m(Al₂S₃) = nM = 150 * 0.085 = 12.75 г
2) 2Cu + O₂ = 2CuO
m(CuO) = 4 г
M(CuO) = 80 г/моль
n(CuO) = 4/80 = 0.05 моль
n(CuO) : n(O₂) = 2:1 => n(O₂) = 0.025 моль
M(O₂) = 32 г/моль
m(O₂) = 32 * 0.025 = 0.8 г