/
Текст
10-й класс Тема I Теория химического строения органических соединений Работа 1 Химическое строение органических веществ. Изомерия. Электронная природа химических связей Вариант I 1. Какое явление называют изомерией? Напишите структурные формулы изомеров пентана (С5Н,2). 2. Изобразите схематически свободнорадикальный разрыв од- ной из связей С—Н в молекуле метана (СН4). Сколько неспаренных электронов будет в образующемся углеводородном радикале? 3. Рассчитайте относительную плотность по воздуху следующих газов: метана (СН4), этана (С2Н6) пропана (С3Н8) Какой из них легче воздуха? Вариант 2 1. Какие формулы называют структурными? Составьте струк- турные формулы: бутана (С4Н|0), пентана (С5Н|2). 2. Изобразите схематически ионный разрыв связи в молекуле йодистого водорода. Какие частицы образовались?С;: 3. Рассчитайте: а) массовые доли элементов в спирте (С2Н6О); б) относительную плотность его дадов по водороду. Вариант 3 1. Что такое изомеры? Напишите структурные формулы трех изомеров гексана (С6Н,4). 2. Изобразите схематически свободнорадикальный разрыв свя- зи в молекуле бромистого водорода. 3. Рассчитайте относительную плотность по водороду следую- щих газов: а) этана (С2Н6); б) бутана (С4Н10); в) этилена (С2Н4). 4
Вариант 4 1. Что такое радикал? Изобразите структурные формулы одно- валентных радикалов состава: —С2Н5; —С3Н7; —С4Н9. 2. Изобразите схематически ионный разрыв связи в молекуле хлористого водорода. 3. Рассчитайте для метана (СН4): а) массовые доли элементов; б) объем 4 г метана (при н. у.). Те м а II Предельные углеводороды (алканы). Циклопарафины (циклоалканы) Работа 1 Номенклатура и гомология алканов Вариант 1 1. Назовите по систематической номенклатуре следующие ве- щества: а) СНз-СН-СН-СН3 б) Н3С-СН2-СН-СН2-СН2-СН3 I I I сн3 сн3 сн2 I сн3 сн3 I в) Н,С- С- СН, I СН, 2. Напишите структурные формулы: а) 2,4-диметилпентана; б) 2-метилгексана; в) н-бутана. 3. Для вещества (а) из задания 1 составьте формулу гомолога (с более длинной углеродной цепью) и назовите его. Вариант 2 1. Назовите по систематической номенклатуре следующие ве- щества’. а) Н3С —СН —СН3 б) СН2 —СН —СН2 —СН3 I I I СН3 СН3 СН3 5
лакмус Раствор красного цвета - Раствор красного цвета - Выделение СО2 Уксусная р-р NaOH, p-pFeClj кислота р-р Na2CO3 лакмус - Раствор красного цвета р-р соды 11—сиин р-р КМпО4, р-р серной кислоты 1_11_>1 С/ V1 С/1111V—J Обесцвечивание р-ра КМпО4, вы- деление СО2 бромная вода Олеиновая кислота р-р КМпО4 • иоесцвечивание раствора C^HgjCOONa (р-р мыла) н+ (р-р кислоты) Обесцвечивание раствора н Белые хлопья С17Н35СООН Си(ОН)з Ы. Кпягнмй ЛГЯППК СИлО С6Н12О6 глюкоза Ag2O Восстановление серебра из окси- ” да (С6Н10О5)п крахмал р-р иода >- Раствор синего цвета Анилин — бромная вода Белый осадок C6H2Br3NH2 Белок hno3 КОНЦ. Осадок желтого цвета яичный, Р-Р Си(ОН)2 >- Раствор красно-фиолетового иве та Некоторые промышленные синтезы на основе углеводородных газов сн4 с, Н2 (СО+Н2) £СНзон СН3С1, СН2С12, СНС13, СС14 с2н2 76
С2Н4 с2н2 — »-С2Н5ОН СН2С1—СН2С1------>СН2 = СНС1 С2Н5С1 — — СН2 —СН2 —)„ - > С6Н5 - с2н6-> С6Н3 - сн = сн2 *СН3С^° Г1 *СНС12-СНС12--^СНС1=СС12 >СН2 = СНС1-Н-СН2-СНС1-)„ *СН2 = СН-С^О он Таблица 1. Характеристика ковалентной связи Связь Тип гибриди- зации атома углерода Длина связи, нм Угол между гибридными орбиталями Энергия связи, кДж/моль Форма молекулы С-С sp3 0,154 109°28' 350 Тетраэдрическая С=С sp2 0,134 120° 605 Плоскостная С = С sp 0,120 180° 825 Линейная Таблица 2. Гомологический ряд предельных углеводородов (неразветвленного строения) и их одновалентные радикалы Углеводород (алкан) Число возможных Радикал (алкил) Название Формула изомеров Название Формула Метан СН4 1 Метил СН3- Этан С2Н6 1 Этил С2Н5 — Пропан с3н8 1 Пропил C3H7 — Бутан с4н10 2 Бутил С4Н9 — Пентан с5н12 3 Пентил СзНц — Гексан с6н14 5 Гексил с6н13 Гептан с7н16 9 Гептил СгН16— Октан с8н18 18 Октил С8Н17 — Нонан С9Н2о 35 Нонил С9Н19— Декан с10н22 75 Децил (декнл) С10Н21 ~ и т. д.
СН3 I в) н3с-сн2-с-сн2-сн2—сн3 сн3 2. Напишите структурные формулы: а) 2,2-диметилпентана; б) 2-метилбутана; в) 2,3,5-триметилгексана. 3. Для вещества (в) из задания 1 составьте формулу гомолога (с менее длинной углеродной цепью) и назовите его. Вариант 3 1. Назовите по систематической номенклатуре следующие ве- Г) Н3С-СН-СН2-СН2-СН2-СН3 б) Н3С-СН2-СН2-СН3 I сн3 н СН3 V । в) СН3— С— СН2— CH—сн3 I СН3 2. Напишите структурные формулы: а) 2-метилпропана; б) 3,3-ди- метилгексана; в) 3-метилпентана. 3. Для вещества (а) из задания 1 составьте формулу гомолога (с менее длинной углеродной цепью) и назовите его. Вариант 4 1. Назовите по систематической номенклатуре следующие ве- щества: а) Н3С-СН-СН-СН2^-СН-СН3 I I I СН3 СН3 СН3 сн3 I б) Н3С-СН2-СН-СН3 в) н3с-с-сн2-сн2-сн3 I I сн3 СН3 2. Напишите структурные формулы: а) 2,3-диметилбутана; б) 3-этилгептана; в) 2,2-диметилпропана. 3. Для вещества (б) из задания 1 составьте формулу гомолога (с более длинной углеродной цепью) и назовите его. 6
Работа 2 Изомерия, получение и химические свойства алканов Вариант 1 1. Укажите, какие из веществ являются изомерами: а) СН3-СН2-СН2-СН2-СН3 б) СН3-СН-СН-СН2-СН3 I I СН3 сн3 в) Н3С-СН-СН3 г) СН3-СН2-СН-СН3 I I сн3 сн3 сн3 I д) СН3-С-СН2-СН2-СН3 I сн3 2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Na, СН,Вг С-»~ СН4-^ СН3Вг---^С2Н6-^СО2 3. При нитровании метана азотной кислотой образуются нитро- метан (CH3NO2) и вода. Составьте уравнение этой реакции и рас- считайте, какую массу нитрометана можно получить при нитрова- нии метана массой 32 г, приняв, что массовая доля выхода состав- ляет 0,9. Ответ: 109,8 г Вариант 2 1. Укажите, какие из веществ являются изомерами: а) СН3-СН2-СН-СН2-СН3 б) СН3-СН-СН-СН2-СН3 I I I сн3 сн3 сн3 сн3 I в) СН3-СН-СН2-СН3 г) сн3-с-сн-сн3 I I I сн3 сн3сн» - сн3 I д) СН3-С-СН2-СН3 I сн3 7
2. Напишите уравнения реакций: а) термического разложения метана; б) первой стадии хлорирования этана; в) изомеризации пентана (укажите условия протекания реакции); г) горения пропа- на в кислороде. 3. При взаимодействии карбида алюминия (А14С3) с водой обра- зуются метан и гидроксид алюминия. Составьте уравнение этой ре- акции и рассчитайте массу карбида алюминия, которая необходи- ма для получения метана объемом 11,2 л (н. у.). ,, Ответ: 24 г Вариант 3 1. Укажите, какие из веществ являются изомерами; а) СН3-СН2-СН2-СН3 б) СНз-СН-СН-СН3 I I сн3 сн3 в) СН3 —СН2 —СН —сн3 I сн3 г) СН2-С-СН3 д) СН3-СН2-СН-СН2-СН3 I I I сн3 сн3 сн3 2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно Na, С2Н5Вг осуществить следующие превращения: этан —> бромэтан- бутанизобутаноксид углерода (IV). 3. Какой объем воздуха (н. у.) потребуется для сжигания смеси метана объемом 5 л с этаном объемом 2 л? Объемная доля кисло- рода в воздухе составляет 21%. Ответ: 80,95 л Вариант 4 1. Укажите, какие из веществ являются изомерами: а) СН3-СН2-СН3 б) СН3-СН-СН2-СН3 I СН3 сн3 СН3 I I в) СН3-СН-СН-СН3 г) СН3—С—СН2—СН3 СН3 СН3 8
СН3 I д) Н3С-С-СН3 I сн3 2. Напишите уравнения реакций: а) горения метана в кислоро- де; б) дегидрирования этана; в) первой и второй стадий хлорирова- ния метана; г) получения синтез-газа из метана. 3. Какой объем метана (н. у.) можно получить при взаимодей- ствии ацетата натрия (CH3COONa) массой 41 г с гидроксидом на- трия массой 30 г? Ответ: 11,2л Работа 3 Расчетные задачи 1. Природный газ одного из месторождений содержит 92% ме- тана, 4% этана, 1% пропана, 2% углекислого газа и 1% азота (по объему). Какой объем кислорода потребуется для сжигания 200 л этого газа? Ответ: 406 л 2. Какой объем воздуха (н. у.) расходуется при полном сгорании 1 кг гексана? Объемная доля кислорода в воздухе составляет 21%. Ответ: 11782,9 л 3. Какая масса воды образуется при сгорании в кислороде 5 па- рафиновых свечей массой 100 г каждая, если массовая доля угле- рода в этом образце парафина составляет 80%? Ответ: 900 г 4. Какая масса сажи образуется при термическом разложении этана массой 90 г? Массовая доля выхода сажи составляет 80%. Ответ: 57,6 г 5. Какой объем водорода можно получить из 20 м3 природного газа, содержащего 93% метана, 4% этана и 3% азота и углекисло- го газа? Кроме водорода в процессе пиролиза образуется сажа. Ответ: 39,6 м3 6. При нитровании 4,48 л этана (н. у.) азотной кислотой получи- ли 12 г нитроэтана C2H5NO2. Вычислите массовую долю выхода продукта. Ответ: 0,8 7. Найдите молекулярную формулу углеводорода, массовая до- ля углерода в котором составляет 83,3%. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 36. Ответ: С5Н|2 8. )Найдите молекулярную формулу органического вещества .ес- ли известно, что массовая доля углерода в нем составляет 51,89%, 2 -2423 9
водорода 9,73% и хлора 38,38%. Относительная плотность паров этого вещества по воздуху равна 3,19. Ответ: С4Н9С1 9. При сжигании углеводорода массой 29 г образовалось 88 г оксида углерода (IV) и 45 г воды. Относительная плотность ве- щества по воздуху равна 2. Найдите молекулярную формулу угле- водорода. Ответ. С4Н|0 (То. Найдите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля водорода в котором составляет 15,79%. Относительная плот- ность паров этого вещества по воздуху равна 3,93. Ответ: СаН|8 И. Какой объем (н. у.) оксида углерода (IV) образуется при го- рении гексана массой 500 г, если массовая доля негорючих приме- сей в этом образце гексана составляет 8%? Ответ: 718,9 л 12. Некоторый объем метана имеет массу 10 г. Рассчитайте массу такого же объема пропана (н. у.). Ответ: 27,5 г 13. При сжигании углеводорода объемом 2,24 л получили 13,2 г оксида углерода (IV) и 7,2 г воды. Относительная плотность углеводорода по водороду равна 22. Найдите молекулярную фор- мулу углеводорода. 14. Природный газ одного из месторождений содержит 85% ме- тана, 6% этана, 3% оксида углерода (II), 4,5% оксида углерода (IV), 1,5% азота и инертных газов (по объему). Какой объем возду- ха потребуется для сжигания 1 м3 этого газа? Объемная доля кис- лорода в воздухе составляет 21%. Ответ: 9,17 м3 15. Найдите молекулярную формулу гомолога метана, если из- вестно, что масса 5,6 л его (н. у.) составляет 18 г. Напишите струк- турные формулы всех его изомеров и назовите их. Ответ: С5Н12 16. Найдите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля углерода в котором составляет 81,8%. Относительная плот- ность вещества по азоту равна 1,57. Ответ: С3Н8 17. При горении 1 моль газообразного алкана (при н. у.) обра- зовалось 22,4 л оксида углерода (IV) и 36 г воды. Найдите молеку- лярную формулу алкана и рассчитайте, какой объем кислорода по- требуется для полного сгорания 5 л его. Ответ: СН4; 10 л 18. При нитровании гексана азотной кислотой при нагревании образуются нитрогексан C6H13NO2 и вода. Составьте уравнение этой реакции и рассчитайте, какую массу нитрогексана можно по- 10
лучить при нитровании гексана массой 43 г, приняв, что массовая доля выхода составляет 80%. Ответ: 52,4 г 19. Для сжигания 30 л метана израсходовали 200 л воздуха, обогащенного кислородом. Рассчитайте объемную долю кислорода в этом воздухе. Ответ: 0,3 20. Какой объем кислорода (н. у.) потребуется для полного сго- рания 3 л смеси метана с этаном? Относительная плотность газо- вой смеси по воздуху равна 0,6. Ответ: 6,45 л 21. При сжигании углеводорода массой 3,2 г образовалось 9,9 г оксида углерода (IV) и 4,5 г воды. Относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 64. Найдите молекуляр- ную формулу углеводорода. Ответ: СдНзо 22. При взаимодействии циклопропана с бромом образуется 1,3-дибромпропан. Составьте уравнение этой реакции и рассчитай- те, какую массу 1,3-дибромпропана можно получить при бромиро- вании 84 г циклопропана, приняв, что массовая доля выхода со- ставляет 85%. Ответ: 343,4 г 23. Массовая доля углерода в циклоалкане составляет 85,71%. Относительная плотность его паров по воздуху равна 1,931. Найди- те молекулярную формулу циклоалкана. Ответ: С4Н8 ' 24. Рассчитайте объем (н. у.) воздуха, который потребуется для сжигания смеси метана объемом 6 л с циклобутаном объемом 8 л. Объемная доля кислорода в воздухе составляет 21%. Ответ: 285,7 л 25. В присутствии катализаторов (платины, палладия) водород присоединяется к циклопропану с образованием пропана .Составь- те уравнение этой реакции и рассчитайте, какой объем (н. у.) про- пана можно получить из 21 г циклопропана, приняв, что объемная доля выхода пропана составляет 95%. Ответ: 10,64 л Работа 4 Итоговая по теме II Вариант 1 1. Для вещества, имеющего строение СН3—СН — СН — СН3, I I СН3 СН3 составьте формулы одного гомолога и двух изомеров. Дайте всем веществам названия по систематической номенклатуре. И
2. Напишите уравнения реакций: а) изомеризации бутана; б) го- рения пропана в кислороде; в) первой, второй и третьей стадий хло- рирования метана. Дайте названия всем продуктам реакций. 3. Какая масса сажи образуется при разложении метана мас- сой 24 г? Массовая доля выхода продукта составляет 96%. Ответ: 17,28 г 4. Найдите молекулярную формулу углеводорода, массовая до- ля углерода в котором составляет 80%; отнвсительная плотность углеводорода по водороду равна 15. Вариант 2 1. Для вещества, имеющего строение СН3—СН—СН3, со- СН3 ставьте формулы одного изомера и двух гомологов. Дайте всем ве- ществам названия по систематической номенклатуре. 2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения-. Na, СН3С1 СН4—»-СН3С1-------► С2Н6—► С2Н5Вг. Дайте названия всем веще- ствам. 3. Какой объем кислорода и воздуха потребуется для сжигания 10 л этана? Объемная доля кислорода в воздухе составляет 21% У-)- Ответ: 35 л; 166,7 л 4. Найдите молекулярную формулу углеводорода, массовая до- ля водорода в котором составляет 25%; относительная плотность углеводорода по кислороду равна 0,5. Вариант 3 1. Для вещества, имеющего строение СН3—СН—СН2—СН—СН3, составьте формулы одного изомера I I сн3 СН3 и двух гомологов. Дайте всем веществам названия по систематиче- ской номенклатуре. 2. Напишите уравнения реакций: а) горения метана в кислоро- де; б) первой и второй стадий бромирования пропана, если извест- но, что замещение протекает у второго атома углерода; в) термиче- ского разложения этана. Дайте названия всем продуктам реакций. 3. При термическом разложении метана количеством вещества 14 моль получен ацетилен (С2Н2), объем которого при н. у. составил 120,96 л. Вычислите объемную долю (%) выхода ацетилена. Ответ: 77,14% 4. Найдите молекулярную формулу углеводорода, массовая до- ля водорода в котором составляет 20%; относительная плотность углеводорода по воздуху равна 1,035. 12
Вариант 4 СН3 I 1. Для вещества, имеющего строение СН3 —С —СН3, составьте I СН3 формулы одного гомолога и двух изомеров. Дайте всем веществам названия по систематической номенклатуре. 2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Na, С2Н5С1 С2Н6 —С2Н5С1--------->- С4Н10—»- СО2. Дайте названия всем ве- ществам. 3. Какой объем этана (н. у.) можно получить при взаимодейст- вии иодметана массой 284 г с натрием массой 50 г? Ответ: 22,4 л 4. Найдите молекулярную формулу углеводорода, массовая до- ля углерода в котором составляет 75%; относительная плотность углеводорода по азоту равна 0,572. Тема III Непредельные углеводороды (алкены, алкины) Работа 1 Номенклатура, гомология и изомерия алкенов Вариант 1 1. Напишите структурные формулы двух гомологов бутена-1 и назовите их. 2. Дайте названия следующим углеводородам по систематиче- ской номенклатуре: а) СН3-СН-СН2-СН = СН2 I СН3 б) Н3С-СН2-СН2-С = СН-СН3 I сн2 I сн3 в) н3с-сн2-сн = сн-сн2-сн3 13
3. На примере пентена составьте формулы изомера углеродной цепи и изомера положения двойной связи. Дайте названия всем ве- ществам. Вариант 2 1. Для вещества, имеющего строение СН2 = СН«— СН—СН3, I СН3 составьте формулы: а) двух гомологов; б) изомера углеродной це- пи. Дайте названия всем веществам. 2. Дайте названия следующим углеводородам по систематиче- ской номенклатуре: а) Н3С— СН = С — СН2— СН3 I сн3 б) Н2С = СН-СН2-СН3 в) Н3С —СН —СН —СН2 —СН = СН2 I I сн3 С2Н5 3. Какому классу углеводородов изомерны этиленовые углево- дороды? Приведите примеры и назовите все вещества. Вариант 3 1. На примере бутена составьте формулы изомера углеродной цепи и изомеров положения двойной связи. Назовите все вещества. 2. Дайте названия следующим углеводородам по систематиче- ской номенклатуре: а) Н3С-СН = СН-СН-СН2-СН-СН3 I I С2н5 СН3 б) СН2 = СН-СН-СН3 в) н3с-сн-нс = сн-сн3 I I сн3 сн3 3. Напишите структурные формулы двух гомологов пентена-2 и назовите их. Вариант 4 1. Напишите общую формулу углеводородов гомологического ряда этилена и формулы первых пяти гомологов. Укажите их на- звания. 2. Напишите структурные формулы соединений: 2-метилбу- тен-1; З-метилпентен-1; 2-метил-4-этилгексен-2. 14
3. Какие из углеводородов, формулы которых приведены ниже, являются гомологами, а какие изомерами? Укажите названия всех гомологов и изомеров: а) СН3-СН2-СН2-СН = СН2 б) СН3-С = С -СН2-СН3 I I н н в) СН2 = СН-СН3 г) СН3 —СН = СН —сн3 д) СН2 = СН-СН-СН3 сн3 Работа 2 Получение и химические свойства алкенов Вариант 1 1. Напишите уравнения реакций взаимодействия бутена-1 с во- дородом, бромом, бромоводородом. Какие вещества образовались? 2. Как получают этилен? Напишите два уравнения соответствую- щих реакций и укажите условия их протекания. 3. Какой объем воздуха (н. у.) потребуется для полного сжига- ния 5 л этилена? Объемная доля кислорода в воздухе со- ставляет 21%. Ответ: 71,43 л Вариант 2 1. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: С2Н5С1 t С2Н5ОН С2Н4 -> С2Н6 I С2Н4С12 2. Как очистить этан от примеси этилена? Напишите уравнение реакции. 3. Вычислите массу этилена, необходимого для получения эти- лового спирта массой 92 г. Массовая доля выхода спирта составля- ет 80%. Ответ: 70 г Вариант 3 1. Напишите уравнения реакций: а) пропена с хлороводородом; б) бутена-2 с водородом; в) горения этилена в кислороде; г) пенте- на-1 с бромом. Какие вещества образовались? 15
2. С помощью каких характерных реакций можно отличить про- пен от пропана? Напишите соответствующие уравнения реакций. 3. При гидрировании этилена объемом 20 л (н. у.) получили 18 л этана. Рассчитайте объемную долю выхода этана. Ответ: 0,9 Вариант 4 1. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: С2Н4 С2Н6 С2Н5С1 С2Н4 СО2 2. Напишите схемы реакций полимеризации этилена и пропиле- на. Какие продукты при этом образуются и каковы их области при- менения? 3. Какую массу бромной воды с массовой долей брома 1,6% мо- жет обесцветить пропилен объемом 1,12 л (н. у.)? Ответ: 500 г Работа 3 Диеновые углеводороды. Природный каучук Вариант 1 1. Какие углеводороды называют диеновыми? Какова их общая формула? Напишите структурные формулы и дайте названия трех представителей диеновых углеводородов. 2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: С2Н4—>- С2Н5ОН С4Н6—>- каучук 3. Чем отличаются друг от друга природный каучук и резина? Вариант 2 1. Как отличить химическим путем бутадиен от бутана? Напи- шите уравнения реакций и объясните их. 2. Как получить изопрен из пентана? Напишите уравнения ре- акций и укажите условия их протекания. Назовите продукты ре- акций. 3. Каковы области применения каучуков? Вариант 3 1. Сравните строение молекул непредельных углеводородов со- става СяН2л и СяН2л_2, содержащих по пять атомов углерода. К ка- ким гомологическим рядам относят эти вещества? Какими общими химическими свойствами они будут обладать? Почему? 16
2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: С4Н )0-*- C4Hg —*- С4Н6—>- 1,4-дихлорбутен-2 3. Чем отличаются друг от друга резина и эбонит? Вариант 4 1. Напишите структурные формулы изомеров диеновых углево- дородов состава С5Н8. Назовите их по систематической номенкла- туре. 2. Составьте уравнения реакций взаимодействия бутадиена-1,3 с: а) избытком водорода; б) избытком брома. Назовите продукты реакций. 3. Как отличить химическим путем хлоропреновый каучук от натурального? Опишите ход опыта. Работа 4 Ацетиленовые углеводороды (алкины) Вариант 1 1. Составьте уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: СаС2—>- С2Н2 —>- А —CjHjCl Назовите вещество А. 2. Составьте структурные формулы трех алкинов, которые изо- мерны 2-метилбутадиену-1,3. Дайте им названия. 3. Какой объем (н. у.) ацетилена можно получить из техническо- го карбида кальция массой 65 г, если массовая доля примесей в нем составляет 20%? Отдет: (82 л Вариант 2 1. Напишите уравнения реакций: а) горения ацетилена в кисло- роде; б) гидратации ацетилена в присутствии катализатора; в) гид- рирования пропина. Назовите продукты реакций. 2. Напишите структурные формулы соединений по их названи- ям: а) 4-метилпентин-2; б) бутин-2; в) 3,3-диметилбутин-1; г) 2,5-ди- метилгексин-3. 3. Из ацетилена объемом 61,6 л (н. у.) по реакции гидратации в присутствии солей ртути (11) получен уксусный альдегид СН3— —СОН массой 72,6 г. Рассчитайте массовую долю выхода альдегида. Ответ: 60% 17
Вариант 3 1. Составьте уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: СН4—>- С2Н2 —> х —> С2Н4Вг2 • Назовите вещество х. 2. Напишите структурные формулы первых пяти веществ, со- ставляющих гомологический ряд ацетиленовых углеводородов, включая изомеры бутина. Назовите их по систематической номенк- латуре. 3. Какой объем ацетилена (н. у.) можно получить из 2600 м1 2 3 4 .природного газа, который содержит 95% по объему метана? Ответ: 1235 м3 Вариант 4 1. С какими из нижеперечисленных веществ будет реагировать ацетилен: бром, метан, водород, хлороводород? Напишите уравне- ния возможных реакций, укажите условия их протекания и назови- те образующиеся вещества. 2. Напишите структурные формулы четырех изомеров, которые отвечают формуле С4Н6. Назовите все вещества по систематической номенклатуре. 3. Технический карбид кальция массой 20 г обработали избыт- ком воды, получив ацетилен, при пропускании которого через избы- ток бромной воды образовался 1,1,2,2-тетрабромэтан массой 86,5 г. Определите массовую долю СаС2 в техническом карбиде. Ответ: 80% Работа 5 расчетные задачи 1. Некоторый объем этилена имеет массу 7 г. Рассчитайте мас- су такого же объема пропилена (н. у.). Ответ: 10,5 г 2. Смесь этана и этилена объемом 0,8 л (н. у.) обесцветила 200 г бромной воды с массовой долей брома 1,6%. Определите объ- емную долю каждого газа в смеси. Ответ: 56% CjH4 и 44% С^6 3. 10,5 г алкена присоединяют 5,6 л бромоводорода (н. у.). Определите молекулярную формулу алкена. Ответ: Q Ц 4. Какой объем воздуха (н. у.) потребуется для полного сжига- ния смеси, состоящей из 6 л этилена и 4 л пропилена? Объемная доля кислорода в воздухе составляет 21 %. Ответ: 171,4 л 18
5. Какой объем водорода (н. у.) потребуется для каталитическо- го гидрирования 40 г смеси гексена и пентена? Массовая доля гек- сена в смеси составляет 42% . Ответ: 11,9л (j 6. При сжигании алкена массой 0,7 г образовались оксид угле- рода (IV) и вода количеством вещества по 0,05 моль каждое. Отно- сительная плотность паров этого вещества по азоту равна 2,5. Най- дите молекулярную формулу алкена. Ответ: С5Н10 7. Смесь пропана и пропена объемом 2 л (н. у.) обесцветила 250 г бромной воды с массовой долей брома 3,2%. Рассчитайте объемную долю каждого газа в смеси. Ответ: 56% С3Н6 и 44% С3На 8. Какую массу этилового спирта можно получить при гидрата- ции этилена объемом 560 л? Массовая доля выхода спирта равна 92%. Ответ: 1058 г 9. Какой объем этилена (н. у.) можно получить из 500 мл этило- вого спирта (пл. 0,8 г/мл), содержащего 96% этанола? Объемная доля выхода этилена составляет 80%. Ответ: 149,6 л 10. Найдите молекулярную формулу алкена, массовая доля уг- лерода в котором составляет 85,7%. Относительная плотность этого алкена по азоту равна 2. Ответ: С4На 11. Какую массу брома может присоединить смесь объемом 10 л, содержащая 32,8% этилена и 67,2% пропилена (н. у.)? Ответ: 71,4 г 12. Из 92 г чистого этилового спирта получили 42 л этилена (н. у,). Вычислите объемную долю выхода этилена. Ответ: 93,75% 13. Какой объем водорода (н. у.) может присоединить смесь га- зов объемом 1000 л, содержащая 20,3% этена, 43,4% пропена и 36,3% бутена? Ответ: 1000 л 14. Найдите молекулярную формулу алкена, массовая доля во- дорода в котором составляет 14,3%. Относительная плотность этого вещества по водороду 21. Ответ- 15. Смесь этана и этена объемом 2,5 л (н. у.) пропустили через бромную воду. При этом образовался 1,2-дибромэтан массой 9,4 г. Определите объемную долю каждого газа в смеси. Ответ: 44 8% C-Jl, и 55,2% С2Н6 16. Найдите молекулярную формулу алкена, массовая доля уг- 19
лерода в котором составляет 85,7%. Относительная плотность па- ров этого вещества по оксиду углерода (IV) равна 1,593. Ответ: С5Н10 Х17. При сжигании алкена массой 11,2 г получили 35,2 г оксида углерода (IV) и 14,4 г воды. Относительная плотность алкена по воздуху 1,93. Найдите молекулярную формулу алкена. Ответ: С4Н8 18. Найдите молекулярную формулу алкена, 7 г которого при- соединяют 16 г брома. Ответ: С5Н10 19. Неизвестный алкен массой 7 г присоединяет бромоводород, объем которого одинаков с объемом метана массой 2 г (н. у.). Най- дите молекулярную формулу алкена и напишите структурные фор- мулы его изомеров. Ответ: С4Н8 20. Алкен нормального строения содержит двойную связь у вто- рого атома углерода. Образец этого алкена массой 45,5 г присоеди- няет 14,56 л водорода (н. у.). Найдите молекулярную формулу этого алкена и напишите его структурную формулу. Ответ: С5Н(0 21. Смесь бутана и бутена объемом 50 л взаимодействует с бро- мом массой 120 г (н. у.). Рассчитайте объемную долю каждого газа в смеси. Ответ: 33,6% С4Н8 и 66,4% С4Н|0 22. Диеновый углеводород массой 5,4 г полностью прореагиро- вал с 4,48 л хлороводорода (н. у.). Найдите молекулярную формулу углеводорода. Ответ: С4Н6 23. Бутадиен-1,3 по способу С. В. Лебедева получают, пропус- кая пары этилового спирта над катализатором при 450 °C. Процесс сопровождается одновременным дегидрированием и дегидратацией спирта. Вычислите объем этилового спирта (пл. 0,8 г/мл), необхо- димого для получения 120 л бутадиена-1,3 (н. у.). Объемная доля выхода бутадиена-1,3 составляет 75%. Ответ: 821,3 мл 24. Какую массу дивинила можно получить из 3 л этилового спирта (пл. 0,8 г/мл), содержащего 96% этанола? Массовая доля выхода дивинила составляет 75%. Ответ: 1014 г 25. Из этилового спирта массой 18,4 г по методу Лебедева полу- чили 4 л (н. у.) бутадиена-1,3. Рассчитайте объемную долю выхода продукта. Ответ: 89,3% 20
26. Найдите молекулярную формулу алкадиена, если при сжи- гании 2 г его образовалось 2,12 г воды и 6,48 г оксида углерода (IV). Относительная плотность паров этого вещества по водо- роду 34. Ответ: С6На 27. Какой объем воздуха расходуется при сжигании 16 л диви- нила? Объемная доля кислорода в воздухе составляет 21%. Ответ: 419 л 28. Какой объем ацетилена (и. у.) можно получить из 150 г кар- бида кальция, если массовая доля примесей в нем составляет 24%? Ответ: 39,9 л 29. Рассчитайте массу кислорода, необходимого для полного сгорания 208 г ацетилена. Какая масса воздуха содержит эту мас- су кислорода? Массовая доля кислорода в воздухе составляет 23%. Ответ: 640 г О2; 2782,6 г воздуха 30. Из 1 кг технического карбида кальция при полном разложе- нии его водой было получено 280 л ацетилена (н. у.). Рассчитайте массовую долю примесей, содержащихся в этом образце карбида кальция. ' Ответ: 20% 31. Какая масса карбида кальция, содержащего 20% примесей потребуется для получения из него двухстадийным синтезом 12,5 г винилхлорида, если массовая доля выхода на каждой стадии синтеза составляет 80%? Ответ: 25 г 32. Какую массу брома может присоединить смесь ацетилена с метаном (н. у.) объемом 25 л? Объемная доля метана в смеси со- ставляет 20%. Ответ: 285,7 г 33. Какую массу уксусного альдегида СН3—СОН можно полу- чить из 104 г ацетилена по реакции Кучерова, учитывая, что массо- вая доля выхода альдегида составляет 85%? Ответ: 149,6 г 34. Какой объем водорода будет израсходован для полного гид- рирования 20 л смеси этена с этином? Объемная доля этина в сме- си составляет 40%. Ответ: 28 л 35. Какой объем ацетилена можно получить из 1 м3 природного газа, содержащего 92% метана? Объемная доля выхода ацетилена при пиролизе метана составляет 9%. Ответ: 41,4 л 36. Какая масса 1,1,2,2-тетрахлорэтана образуется при взаимо- действии ацетилена объемом 6 л и хлора объемом 15 л? Ответ: 45 г 37. При сжигании алкина массой 5,2 г выделилось 896 л окси- да углерода (IV) (и. у.) и 3,6 г воды. Относительная плотность этого 21
вещества по водороду равна 13. Найдите молекулярную формулу алкина. Ответ: С2Н2 38. Некоторый объем ацетилена имеет массу 39 г. Рассчитайте массу такого же объема пропина (при н. у.). Ответ: 60 г 39. Какую массу бромной воды с массовой долей брома 3,2% обесцветит ацетилен (н. у.), полученный из 40 г карбида кальция, содержащего 20% примесей? Ответ: 5 кг 40. Какой объем кислорода (н. у.) потребуется для полного сго- рания ацетилена, полученного из 120 г карбида кальция, содержа- щего 15% примесей? Ответ: 89,25 л 41. Термохимическое уравнение реакции горения ацетилена 2С2Н2 4- 5О2 = 4СО2 + 2Н2О + 2610 кДж Какое количество теплоты выделится при сгорании 5,6 л ацетилена? Ответ: 326,25 кДж 42. Какое количество теплоты выделится при сгорании ацетиле- на, полученного из 2 кг карбида кальция, содержащего 16% приме- сей? (См. условие предыдущей задачи). Ответ: 34256,25 кДж 43. Алкин массой 13 г (при н. у.) занимает объем 11,2 л. Массо- вая доля водорода в нем составляет 7,7%. Найдите его молекуляр- ную формулу. Ответ: С2Н2 44. Найдите молекулярную формулу алкина, массовая доля уг- лерода в котором составляет 90%. Относительная плотность его по водороду равна 20. Ответ: СаН4 45. Найдите молекулярную формулу алкина, массовая доля во- дорода в котором составляет 11,1%. Относительная плотность его по воздуху равна 1,863. Ответ: С4Н6 Работа 6 Итоговая по теме III Вариант 1 1. Для вещества, имеющего строение СН2=СН—СН—СН3, I СН3 составьте формулы: а) гомолога; б) изомера углеродной цепи; 22
в) изомера из другого класса углеводородов. Дайте всем вещест- вам названия по систематической номенклатуре. 2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: СаС2 —> ацетилен —► эти- лен —>- бромэтан —>- бутан. 3. Напишите структурные формулы и сравните строение моле- кул бутана и бутадиена-1,3. Что у них общего? В чем различия? Какая молекула химически активнее и почему? 4. Какой объем кислорода (н. у.) расходуется при сжигании смеси, состоящей из 20 л этилена и 10 л метана? Ответ: 80 л Вариант 2 1. Для вещества, имеющего строение СН = С—СН2—СН2—СН3, составьте формулы: а) изомера положения тройной связи; б) бли- жайшего гомолога; в) изомера углеродной цепи. Дайте всем веще- ствам названия по систематической номенклатуре. 2. Напишите уравнения реакций: а) взаимодействия пропена с бромоводородом; б) горения ацетилена в кислороде; в) получения бутадиена-1,3 из бутана; г) взаимодействия этилена с хлороводоро- дом. Назовите продукты реакций (а) и (г). 3. Напишите структурные формулы и сравните строение моле- кул этана и этина. Что у них общего? В чем различия? Какая моле- кула химически активнее и почему? 4. При пропускании смеси этилена и этана объемом 30 л (н. у.) через бромную воду ее масса увеличилась на 7 г. Рассчитайте объ- емные доли газов в смеси. Ответ: 18,67%, 81,33% Вариант 3 1. Для вещества, имеющего строение СН2 = СН—CH = СН— —СН3, составьте формулы: а) ближайшего гомолога; б) изомера угле- родной цепи; в) изомера положения двойных связей. Дайте всем ве- ществам названия по систематической номенклатуре. 2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: метан —ацетилен — —этан —>- хлорэтан —этилен. 3. Напишите структурные формулы и сравните строение моле- кул бутена-1 и бутана. Что у них общего? В чем различия? Какая молекула химически активнее и почему? 4. Какой объем этилена (н. у.) можно получить из этилового спирта С2Н6О массой 100 г, если объемная доля выхода этилена со- ставляет 88% ? Ответ: 42,86 л Вариант 4 1. Для вещества, имеющего строение СН2 = С — СН3, составьте I СН3 23
формулы: а) изомера углеродной цепи; б) гомолога; в) изомера из другого класса углеводородов. Дайте всем веществам названия по систематической номенклатуре. • 2. Напишите уравнения реакций: а) горения этилена в кислоро- де; 6) взаимодействия ацетилена с бромом (2 стадии); в) гидрирова- ния бутена-1; г) взаимодействия пропилена с хлором. Назовите продукты реакций (в) и (г). 3. Напишите структурные формулы и сравните строение моле- кул пропена и пропана. Что у них общего? В чем различия? Какая из молекул химически активнее и почему? 4. Какой объем ацетилена (н. у.) можно получить из карбида кальция массой 80 г, содержащего 10% примесей? Ответ: 25,2 л Тема IV Ароматические углеводороды (арены) Работа 1 Номенклатура, изомерия и химические свойства аренов Вариант 1 1. Составьте уравнения реакций взаимодействия бензола с во- дородом, бромом, азотной кислотой. Укажите условия протекания реакций и назовите образовавшиеся вещества. 2. Составьте структурные формулы четырех изомеров, отвечаю- щих формуле С9Н|2 и содержащих бензольное кольцо. Назовите все вещества. 3. Какую массу ацетилена следует взять для получения бензола количеством вещества 1 моль, если массовая доля выхода состав- ляет 30%? Ответ: 260 г Вариант 2 1. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: СН4 —А —Б —С6Н5С1. Назовите вещества А и Б. 2. На примере толуола поясните сущность взаимного влияния атомов в молекуле. Ответ подтвердите соответствующими уравне- ниями реакций. 3. Массовые доли углерода и водорода в углеводороде равны соответственно 92,31% и 7,69%. Плотность его паров по водороду составляет 39. Найдите молекулярную формулу этого угле- водорода. 24
Вариант 3 1. В чем сходство химических свойств бензола и предельных уг- леводородов? Подтвердите ответ уравнениями реакций и укажите условия их протекания. 2. Составьте структурные формулы всех изомеров, отвечающих формуле С8Н|0 и содержащих бензольное кольцо. Назовите все ве- щества. 3. При нитровании бензола массой 78 г получили нитробензол массой 105 г. Какова массовая доля выхода нитробензола (в %)? Ответ: 85,36% Вариант 4 1. Напишите уравнения реакций: а) нитрования толуола; б) го- рения бензола в кислороде; в) получения бензола из циклогексана. Укажите условия протекания реакций (а) и (в). 2. Напишите формулы и укажите названия гомологов циклогек- сана, которые при дегидрировании дают толуол и этилбензол. 3. Из ацетилена объемом 25 л (н. у.) получен бензол массой 16 г. Какова массовая доля выхода бензола (в %)? Ответ: 55,17% Работа 2 Взаимосвязь предельных, непредельных и ароматических углеводородов Вариант 1 Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно 4 осуществить следующие превращения: 6 ’ Na,CH,Br 8 СН4 СН3Вг--------ис2н6 С2Н4 С2Н2 С6Н6 Укажите условия их протекания. 2. Напишите общую формулу гомологического ряда алкинов. Какие виды изомерии характерны для алкинов? Ответ иллюстри- s руйте структурными формулами веществ. ’ 3. Различается ли цвет пламени при горении на воздухе метана, з этилена и бензола? Почему? Напишите уравнения реакций. 5 6 8 Вариант 2 1. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: 3 —2423 25
нитробензол t метан —> ацетилен —> бензол —* циклогексан * I бромбензол Укажите условия их протекания. 2. Напишите общую формулу гомологического ряда алканов. Какие виды изомерии характерны для алканов? Ответ иллюстри- руйте структурными формулами веществ. 3. Какие из следующих веществ: С2Н6, С3Н4, С4Н8, С5Н12 — под- вергаются гидрированию? Напишите уравнения реакций и назови- те исходные и полученные вещества. Вариант 3 1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: хлорэтан -ч— этен -ч— ацетилен —бензол —»- хлорбензол Укажите условия их протекания. 2. Напишите общую формулу гомологического ряда алкенов. Какие виды изомерии характерны для алкенов? Ответ иллюстри- руйте структурными формулами веществ. 3. Какие из веществ: пропан, этилен, бензол, бутадиен-1, 3, про- пин — вступают в реакцию с бромной водой? Напишите уравнения реакций и назовите полученные вещества. Вариант 4 1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Na, С2Н5С1 С СН4 -> СН3С1--------^Сзн8 С3Н7Вг Укажите условия их протекания. 2. Напишите общую формулу гомологического ряда диеновых угле- водородов. Какие виды изомерии характерны для диеновых углево- дородов? Ответ иллюстрируйте структурными формулами веществ. 3. Как получить хлорэтан, исходя из: а) этана; б) этилена; в) ацетилена? Напишите уравнения реакций. 26
Работа 3 Природные источники углеводородов Вариант 1 1. Укажите названия важнейших нефтепродуктов и перечислите области их применения. 2. Напишите эмпирические и структурные формулы углеводо- родов, которые входят в состав природного газа и попутного нефтя- ного газа. 3. Составьте уравнения реакций, которые могут происходить с углеводородом додеканом С|2Н26 при крекинге нефти. Вариант 2 1. Каковы физические свойства и состав нефти? 2. Напишите формулы веществ, входящих в состав коксового газа, и укажите, для получения каких органических и неорганиче- ских веществ он используется. 3. Составьте уравнения реакций получения из природного газа: сажи, водорода, этилена, ацетилена. Вариант 3 1. Какие необходимые людям материалы синтезируют на осно- ве продуктов переработки нефти? 2. Какие вещества входят в состав каменноугольной смолы? Напишите структурные формулы некоторых из них. 3. Составьте уравнения реакций, которые могут происходить с нормальным гептаном при каталитическом крекинге нефти. Вариант 4 1. Чем отличается крекинг-процесс от фракционной перегонки нефти? 2. Напишите структурные формулы углеводородов, содержа- щих шесть углеродных атомов, которые могут находиться в нефти и продуктах ее крекинга. 3. Составьте уравнения реакций, с помощью которых из попут- ного нефтяного газа можно получить непредельные углеводороды. Работа 4 Расчетные задачи 1. Найдите молекулярную формулу ароматического углеводоро- да, если при сжигании 3,9 г его образовалось 13,2 г оксида углеро- да (IV) и 2,7 г воды. Ответ: С6Н6 27
2. Какую массу бензола можно получить (приняв для простоты выход на каждой стадии синтеза равным 100%) из ацетилена, вы- делившегося из 300 г карбида кальция с массовой долей примесей 12%? Какой объем водорода (н. у.) потребуется для превращения всего полученного бензола в циклогексан? Ответ: 107, 25 г С6Н6; 92,4 л Н2 3. При нитровании толуола массой 46 г получили 92 г 2, 4, 6-тринитротолуола. Какова массовая доля выхода продукта? Ответ: 81% 4. При бромировании толуола (при нагревании без катализато- ра на свету) образуется бромистый бензил С6Н5—СН2Вг и выделя- ется бромистый водород. Составьте уравнение этой реакции и рас- считайте массу бромистого бензила, образовавшегося при броми- ровании 138 г толуола. Массовая доля выхода составляет 85%. Ответ: 218 г 5. Какой объем воздуха (н.у.) потребуется для полного сгора- ния 1, 3-диметилбензола массой 10,6 г? Объемная доля кислорода в воздухе составляет 21%. Ответ: 112 л 6. Из 6,72 л ацетилена (н. у.) получили 5 мл бензола (пл. 0,88 г/мл). Рассчитайте массовую долю выхода бензола. Ответ: 56,4% 7. Какая масса бензола потребуется для получения нитробензо- ла массой 393,6 г, если массовая доля его выхода составля- ет 80 %? Ответ: 312 г 8. Какую массу гексахлорциклогексана можно получить из бен- зола массой 31,2 г и хлора объемом 32 л (н. у.)? Ответ: 116,4 г 9. Какой объем водорода (н. у.) можно получить при каталити- ческом дегидрировании 490 г метилциклогексана, которое протека- ет с образованием метилбензола? Объемная доля выхода водорода составляет 75%. Ответ: 252 л 10. Рассчитайте, какая масса н-гептана потребуется для полу- чения из него толуола в процессе циклизации и дегидрирования, чтобы выделившегося при этом водорода было достаточно для гид- рирования 84 г гексена-1. Какая масса толуола при этом полу- чится? Ответ: 25 г н-гептана; 23 г толуола 28
Тема V Спирты и фенолы Работа 1 Предельные одноатомные спирты Вариант 1 1. Назовите следующие соединения: СН3 — СН2—СН — СН3 I ОН сн3 I СН3-СН2-С-СН3 I он 2. Напишите структурные формулы следующих соединений: З-метилпентанол-З; бутанол-2; пропанол-1. 3. С какими из перечисленных ниже веществ будет реагировать этиловый спирт: бромоводород, водород, натрий, медь, оксид меди (П)? Напишите уравнения соответствующих реакций и укажите условия их протекания. Вариант 2 1. Назовите вещества, формулы которых: ОН I СН3-С-СН2-СН3 I сн2 сн3 НО-СН2-СН2-СН2-СН2-СН3 2. Напишите структурные формулы следующих соединений". 2-метилпропанол-2; пентанол-2; бутанол-1. 3. Напишите уравнения реакций, характеризующих химические свойства метанола. Вариант 3 1. Назовите следующие соединения: СН3 —СН2-СН —СН3 I СН2-СН2-ОН 29
сн3-сн2-сн-сн-сн3 сн3 он 2. Напишите структурные формулы следующих соединений: 2-метилбутанол-2; 2, 3, 4-триметилпентанол-2; пропанол-2. 3. Напишите уравнения реакций получения: а) метанола из ме- тана (в 2 стадии); б) 2-хлорпропана из пропанола-2; в) метилэтило- вого эфира из соответствующих спиртов. Вариант 4 ОН I 1. Назовите вещества, формулы которых; СН3 — СН — С — СН3 I I сн3 сн3 сн3-сн-сн-он I I сн3 сн3 2. Напишите структурные формулы следующих соединений: 2-метилбутанол-1; 2-метилпентанол-2; 2, 2-диметилпропанол-1. 3. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: ацетилен —этилен —> эта- нол хлорэтан —>• этанол —>- диэтиловый эфир. Работа 2 Многоатомные спирты и фенолы Вариант I 1. Напишите структурные формулы этанола, этиленгликоля и фенола. Как изменяется кислотность (подвижность гидроксиль- ных атомов водорода) этих соединений? 2. Чем отличаются многоатомные спирты от одноатомных: а) по строению; б) по химическим свойствам? 3. С какими из указанных веществ: гидроксид натрия, хлор, бензол, азотная кислота — будет реагировать фенол? Составьте уравнения возможных реакций и назовите их продукты. Вариант 2 1. Почему бромирование фенола происходит значительно легче, чем бромирование бензола? Напишите соответствующие уравнения реакций и укажите условия их протекания. 2. Объясните проявление глицерином слабо выраженных кис- лотных свойств. Ответ подтвердите уравнениями реакций. 30
3. Составьте структурные формулы трехатомных спиртов, моле- кулы которых содержат четыре атома углерода. Назовите все ве- щества. Вариант 3 1. С какими из приведенных веществ: иод, водород, натрий, азотная кислота — будет взаимодействовать глицерин? Напишите уравнения возможных реакций. 2. Каково влияние бензольного кольца на гидроксильную груп- пу в молекуле фенола? Ответ подтвердите уравнениями реакций. 3. Составьте структурную формулу 2, 4, 6-тринитрофенола. Для каких целей используют это вещество? Вариант 4 1. Дайте сравнительную характеристику фенола и этанола по плану: а) что общего в строении и какие общие свойства; б) чем различаются их строение и свойства. Ответ подтвердите структур- ными формулами веществ и уравнениями реакций. 2. Как отличить опытным путем этиленгликоль и этиловый спирт? Опишите ход опыта и предполагаемые наблюдения. 3. Составьте структурные формулы двухатомных спиртов, моле- кулы которых содержат три атома углерода. Назовите их. Работа 3 Расчетные задачи 1. Вычислите объем водорода, выделившийся при взаимодейст- вии натрия массой 4,6 г с этиловым спиртом массой 30 г (н. у.). Ответ: 2,24 л 2. При действии избытка натрия на раствор пропилового спир- та в бензоле массой 200 г выделился водород объемом 8,4 л (н. у.). Вычислите массовую долю (в %) спирта в растворе. Ответ: 22,5% 3. Какая масса пропилата натрия образуется при взаимодейст- вии пропанола-1 массой 35 г с натрием массой 9,2 г? Ответ: 32,8 г 4. Массовые доли углерода, водорода и кислорода в спирте рав- ны соответственно 52,18, 13,04 и 34,78%. Выведите'формулу спирта и вычислите его молярную массу. 5. Метанол количеством вещества 0,5 моль нагрели с избытком бромида калия и серной кислоты, получили бромметан массой 38 г. Определите выход бромметана. Ответ: 80% 6. Сколько изомерных спиртов и простых эфиров отвечают об- щей формуле С3Н8О? Напишите их структурные формулы. 31
7. Рассчитайте массу алкоголята, которая образуется при взаи- модействии калия массой 6 г с пропанолом-1 массой 15 г. Ответ: 15,07 г 8. Рассчитайте массу азотной кислоты, затраченную на нитро- вание фенола массой 18,8 г, считая, что образуется 2, 4, 6-тринит- рофенол. Ответ: 37,8 г 9. При бромировании фенола массой 28,2 г получен осадок мас- сой 79,44 г. Вычислите массовую долю (в /о) выхода продукта. Ответ: 80% 10. Вычислите массу фенолята натрия, полученную при взаимо- действии фенола массой 9,4 г с натрием массой 1,6 г. Ответ: 8,07 г 11. Фенолят калия получен взаимодействием фенола массой 4,7 г и раствора массой 120 г с массовой долей КОН, равной 14%. Какова масса фенолята? Ответ: 6,6 г 12. Составьте уравнения реакций, идущих по схеме: метан —> ацетилен —бензол —> хлорбензол —> фенол. Вычислите массу фе- нола, полученного из метана объемом 672 л (н. у.), если массовая доля выхода продукта составляет 40%. Ответ: 188 г 13. Какой объем водорода (и. у.) выделится при взаимодействии этиленгликоля массой 8 г с натрием массой 2,3 г? Ответ: 1,12 л 14. При взаимодействии раствора фенола в бензоле массой 200 г с избытком бромной воды получили бромпроизводное массой 66,2 г. Рассчитайте массовую долю фенола в растворе. Ответ: 9,4% 15. Какой объем (в мл) азотной кислоты (р= 1,45 г/мл) с массо- вой долей азотной кислоты 80% потребуется для получения тринит- рата глицерина массой 22,7 г? Ответ: 16,3 мл 16. Какую массу этандиола-1, 2 можно получить из оксида эти- лена массой 250 г и воды массой 90 г? Ответ: 310 г 17. Какую массу фенолята калия можно получить из гидрокси- да калия массой 20 г и фенола массой 20 г? Ответ: 28 г 18. Какой объем водорода (н. у.) выделится в результате взаи- модействия 30 г натрия и 1 моль глицерина? Ответ: 14,6 л 32
Тема VI Альдегиды и карбоновые кислоты Работа 1 Альдегиды Вариант 1 1. Назовите вещества, формулы которых.’ СН3 — СН;— СН3- СН2- СН- СН- I I сн3 С2Н5 2. Напишите уравнения реакций: а) получения уксусного альде- гида двумя способами; б) окисления метаналя гидроксидом меди (II). Укажите условия протекания реакций. 3. Какую массу метанола можно получить из формальдегида массой 45 г, если массовая доля выхода составляет 95%? Ответ: 45,6 г Вариант 2 сн3 1. Назовите вещества, формулы которых: СН3 —С —СН2— СН3 СН3-СН2-СН-СН-С^?. I I Н сн3 сн3 2. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: СН4->~С2Н2->~СН3-СОН -^СцЩОН 3. При взаимодействии этанола массой 9,2 г с оксидом меди (II) получили альдегид, масса которого составила 7,2 г. Рассчитайте массовую долю выхода альдегида. Ответ: 81,8% Вариант 3 1. Назовите вещества, формулы которых: СН3 — сн3-сн-сн-с^° I I н сн3 сн3 33
2. Какие соединения образуются в результате: а) каталитиче- ского дегидрирования (окисления) пропанола-1; б) восстановления метаналя; в) окисления ацетальдегида оксидом серебра? Составьте уравнения реакций и укажите названия образующихся веществ. 3. Какая масса ацетилена необходима для получения ацеталь- дегида массой 11 г по реакции Кучерова, если массовая доля выхо- да альдегида составляет 90%? Ответ: 7,22 г Вариант 4 СН3 1. Назовите вещества, формулы которых: СН3 — С — СН3 СН3 - СН2 - СН2 - СН2 - С^° п 2. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: СН3С1 СН3ОН -+ Н—СОН СН3ОН 3. Какую массу уксусного альдегида можно получить из 11,2 л ацетилена (н. у.) по реакции Кучерова, если массовая доля выхода альдегида составляет 90%? Ответ: 19,8 г Работа 2 Карбоновые кислоты Вариант 1 1. Сколько изомерных карбоновых кислот соответствуют форму- ле С5Н|0О2? Напишите их структурные формулы и назовите их по систематической номенклатуре. 2. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: С2Н2-» СН3 —СН3СООН CH3COONa СН3СООН 3. Как отражается на реакционной способности карбоновой кислоты введение атомов галогенов в углеводородный радикал? Приведите примеры. 34
Вариант 2 1. Напишите структурные формулы следующих кислот-. 2-ме- тилпропановая кислота; 2, 3, 4-трихлорбутановая кислота; 3, 4-ди- метилгептановая кислота. 2. Напишите уравнения реакций взаимодействия уксусной кис- лоты с: а) магнием; б) хлором; в) гидроксидом натрия; г) карбона- том калия. Назовите продукты реакций. 3. Какая из кислот и почему будет иметь большую степень дис- социации: уксусная, монохлоруксусная или трихлоруксусная? Дай- те обоснованный ответ. Вариант 3 1. Из веществ, формулы которых даны ниже, выпишите от- дельно: а) гомологи; б) изомеры. Под формулами подпишите назва- ния веществ: а) СН2-СН2-СН2-СООН I сн2 I сн3 б) СНз сн-с^° | U11 СН3 в) сн3-сн2-соон г) сн3-сн2-сн2-соон д) СН3-СН-СН2-СООН I СН3 е) СН3-(СН2)3-СООН 2. Напишите уравнения реакций получения уксусной кисло- ты исходя из этана. Назовите все необходимые для этих реакций неорганические вещества. 3. В трех пронумерованных пробирках находятся-, этиловый спирт, муравьиная кислота, уксусная кислота. Как можно распо- знать эти вещества опытным путем? Напишите уравнения реакций и опишите предполагаемые наблюдения. Вариант 4 1. Сколько изомерных карбоновых кислот соответствует форму- ле С4Н8О2? Напишите их структурные формулы и назовите их по систематической номенклатуре. 2. С какими из перечисленных веществ: цинк, бензол, гидроксид кальция, карбонат натрия, оксид магния — будет реагировать му- равьиная кислота? Напишите уравнения возможных реакций и на- зовите их продукты. 35
3. Какая из кислот будет более сильной: а) хлоруксусная или трихлоруксусная; б) трихлоруксусная или трифторуксусная? Поче- му? Ответ иллюстрируйте структурными формулами всех кислот. Работа 3 Расчетные задачи 1. Массовые доли углерода, водорода и кислорода в альдегиде равны соответственно 54,55, 9,09 и 36,36%. Выведите формулу аль- дегида и вычислите его молярную массу. 2. Вычислите массу чистой уксусной кислоты, затраченную на реакцию с раствором гидроксида натрия массой 120 г с массовой долей щелочи 25%. Ответ: 45 г 3. Какую массу стеариновой кислоты С17Н35СООН можно полу- чить из жидкого мыла, содержащего стеарат калия массой 96,6 г? Выход кислоты составляет 75%. Ответ: 63,9 г 4. Какое количество вещества формальдегида содержится в растворе объемом Зли плотностью 1,06 г/мл, массовая доля СН2О в котором равна 20%? Ответ: 21,2 моль 5. При взаимодействии этанола массой 13,8 г с оксидом меди (II) массой 28 г получили альдегид, масса которого составила 9,24 г. Рассчитайте выход продукта реакции. Ответ: 70% 6. Какая масса оксида меди (I) образуется при нагревании рас- твора этаналя массой 55 г, в котором массовая доля СН3СОН со- ставляет 40%, с гидроксидом меди (II)? Ответ: 72 г 7. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно получить уксусную кислоту, имея в своем распоряжении воду, воз- дух, уголь и известняк. 8. Какой объем водорода (н.у.) выделится при взаимодействии магния массой 8 г с избытком уксусной кислоты? Ответ: 7,47 л 9. Какая масса муравьиной кислоты окислилась аммиачным раствором оксида серебра,если в результате реакции получено се- ребро количеством вещества 0,1 моль? Какой объем оксида углеро- да (IV) при этом выделится? Ответ: 2,3 г; 1,12 л 10. Для нейтрализации 11,40 г столового уксуса понадобилось 18,24 мл водного раствора гидроксида натрия, содержащего в лит- ре 0,5 моль этого основания. Вычислите массовую долю (%) уксус- ной кислоты в этом образце столового уксуса. Ответ: 4,8% 36
11. Какой объем формальдегида нужно растворить в воде, что- бы получить 1 л формалина (40%-ный раствор, р=1,11 г/мл, н. у.)? Ответ: 331,52 л 12. Какой объем уксусной эссенции (р= 1,070 г/мл) надо взять для приготовления столового уксуса объемом 200 мл (р = = 1,007 г/мл)? Массовая доля уксусной кислоты в уксусной эссенции равна 80%, в уксусе — 6%. Ответ: 14,1 мл Работа 4 Генетическая связь между углеводородами, спиртами, альдегидами и карбоновыми кислотами Вариант 1 1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения-, метан —> хлорметан —ме- танол —формальдегид —муравьиная кислота. Укажите условия протекания реакций. 2. Напишите структурную формулу вещества состава С3Н6О2, если известно, что его водный раствор изменяет окраску метилово- го оранжевого в красный цвет, с хлором это вещество образует со- единение С3Н5С1О2, а при нагревании его натриевой соли с гидро- ксидом натрия образуется этан. Назовите вещество. 3. Какое количество вещества (в молях) и сколько (в граммах) получится каждого продукта при проведении следующих превра- щений: бромэтан —этанол —этановая кислота, если бромэтан был взят массой 218 г? Вариант 2 1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: ацетилен —э- этилен —эта- нол —ацетальдегид —уксусная кислота. Укажите условия проте- кания реакций. 2. Напишите структурную формулу вещества состава С J4 Р, если известно, что оно взаимодействует с гидроксидом меди (II) и при окислении образует 2-метилпропановую кислоту .Назовите вещество. 3. Какое количество вещества (в молях) и сколько (в граммах) получится каждого продукта при проведении следующих превра- щений: пропан —>- 2-хлорпропан —пропанол-2, если пропан был взят массой 22 г? 37
Вариант 3 1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: метанацетиленуксус- ный альдегид —этиловый спирт —этановая кислота. Укажите условия протекания реакций. 2. Напишите структурную формулу вещества состава С5Н,0О, если известно, что оно присоединяет водород в присутствии катали- затора, а при нагревании со свежеприготовленным гидроксидом меди (II) образует красный осадок. Назовите вещество. 3. Какое количество вещества (в молях) и сколько (в граммах) получится каждого продукта при проведении следующих превра- щений: бензол—> хлорбензолфенол, если бензол был взят мас- сой 156 г? Вариант 4 1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: метанформальдегид-э- —метанол —муравьиная кислота—> угольная кислота. Укажите условия протекания реакций. 2. Напишите структурную формулу вещества состава С2Н6О2, если известно, что оно взаимодействует с натрием с выделением во- дорода, а с гидроксидом меди (II) образует вещество ярко-синей окраски. Назовите вещество. 3. Какое количество вещества (в молях) и сколько (в граммах) получится каждого продукта при проведении следующих превра- щений: хлорметан —метанол —метановая кислота, если хлорме- тан был взят массой 202 г? Работа 5 Спирты, фенолы, альдегиды, карбоновые кислоты (экспериментальные и расчетные задачи) Пользуясь нижеприведенной таблицей, составьте план решения задачи 1 своего варианта. Опишите наблюдения и приведите необ- ходимые уравнения реакций. Реактивы Проба № 1 № 2 № 3 наблюдения Ответ: ? 38
Вариант 1 1. В трех сосудах под номерами находятся: этиленгликоль, рас- твор фенола, раствор уксусной кислоты. Распознайте эти вещества опытным путем. Составьте план решения и опишите наблюдения. 2. На 200 г муравьиной кислоты подействовали: а) 50 г оксида натрия; б) 50 г гидроксида натрия. Вычислите, какая масса соли образовалась в каждом случае. Ответ-. 109,68 г*, 85 г Вариант 2 1. Выданы три пробирки с веществами. В одной — формалин, в другой — муравьиная кислота, в третьей —раствор фенола. Определите химическим путем, в какой пробирке какое вещество содержится. Составьте план решения и опишите наблюдения. 2. При действии избытка натрия на 200 г раствора пропилового спирта в бензоле выделилось 5,6 л водорода (н. у.). Рассчитайте массовую долю спирта в растворе. Ответ: 0,15 Вариант 3 1. В трех пробирках под номерами находятся: раствор фенола, этиленгликоль, раствор ацетата натрия. Распознайте эти вещества опытным путем. Составьте план решения и опишите наблюдения. 2. Какая масса фенолята натрия образуется при взаимодейст- вии фенола массой 9,4 г с 50 г 12%-ного раствора гидроксида на- трия? О твет: 116 г Вариант 4 1. Выданы три колбы с веществами. В одной — раствор глице- рина, в другой — раствор уксусной кислоты, в третьей — форма- лин. Определите опытным путем, в какой колбе какое вещество со- держится. Составьте план решения и опишите наблюдения. 2. Какую массу уксусного альдегида можно получить при окис- лении этанола объемом 80 см3 (р = 0,8 г/см3), если массовая доля его выхода составляет 90%? Ответ: 55,1 г 39
Работа 6 Итоговая по темам V, VI Вариант 1 1. Назовите вещества, формулы которых: а) СН3 — СН2 — СООН б) СН3-СН-СН-СН3 в) СН3-СН-СН-СН2-С^° II II Н ОН СН3 СН3 С2Н5 2. Напишите уравнения реакций: а) горения метанола в кисло- роде; б) окисления муравьиного альдегида оксидом серебра; в) взаимодействия уксусной кислоты с цинком. Назовите продукты реакций. 3. Напишите уравнения реакций, при помощи кэторых можно осуществить следующие превращения , этиленацетиленбен- зол —хлорбензол —>• фенол. 4. Какая масса бромэтана образуется при взаимодействии эти- лового спирта массой 92 г с избытком бромводорода? Массовая до- ля выхода продукта реакции составляет 85%. Ответ: 185,3 г Вариант 2 1. Назовите вещества, формулы которых: а) СНС12 — СООН б) СН2-ОН в) СН3-СН2-СН-СН-С^° I I I Н сн2-он сн3 сн3 2. Напишите уравнения реакций: а) взаимодействия фенола с натрием; б) восстановления уксусного альдегида; в) взаимодей- ствия муравьиной кислоты с карбонатом натрия. Назовите продук- ты реакций. 3. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: метан —э- хлор метан —ме- танол —> формальдегид —>• метанол. 4. При взаимодействии уксусной кислоты массой 120 г с хлором получили 170 г хлоруксусной кислоты. Определите массовую долю выхода продукта реакции (в %). Ответ: 89,95% Вариант 3 1. Назовите вещества, формулы которых: а) СН3-СН2-СН2-СООН 40
СН3 б) сн3-с-с^° СН3 ОН Вг 2. Напишите уравнения реакций: а) взаимодействия метанола с хлороводородом; б) окисления уксусного альдегида гидроксидом меди (II); в) взаимодействия уксусной кислоты с гидроксидом бария. 3. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: этан —> хлорэтан —эта- нол —уксусная кислота —ацетат калия. 4. При восстановлении водородом уксусного альдегида массой 90 г получили 82 г этилового спирта. Определите массовую долю выхода спирта (в %). Ответ: 87,1 % Вариант 4 1. Назовите вещества, формулы которых: а) СС13—СООН СНз о I б) СНз-СН-СН-QCo в)СН3—С—-СН3 I I н I СН3 СНз он 2. Напишите уравнения реакций: а) взаимодействия глицерина с натрием; б) восстановления муравьиного альдегида; в) взаимо- действия муравьиной кислоты с гидроксидом кальция. Назовите продукты реакций. 3. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: метан —»- ацетилен —> уксус- ный альдегид —уксусная кислота—> хлоруксусная кислота. 4. Какая масса фенолята натрия может быть получена при взаимодействии фенола массой 4,7 г с раствором гидроксида на- трия, содержащего 2,4 г NaOH? Ответ: 5,8 г 41
Тема VII Сложные эфиры. Жиры Работа 1 Сложные эфиры Вариант / 1. Напишите уравнения реакций получения: а) бутилового эфи- ра пропионовой кислоты; б) этилового эфира масляной кислоты. Напишите формулы одноосновных карбоновых кислот с неразветв- ленной углеродной цепью, которые являются изомерами для выше- названных сложных эфиров. Назовите их. 2. Составьте схему получения уксусноэтилового эфира из этана и напишите уравнения всех реакций. Вариант 2 1. Напишите уравнения реакций получения: а) пропилового эфира муравьиной кислоты; б) метилового эфира валериановой кислоты. Напишите формулы одноосновных карбоновых кислот с неразветвленной углеродной цепью, которые являются изомерами для вышеназванных сложных эфиров. Назовите их. 2. Какой объем этанола (р = 0,8 г/мл) требуется для получения 120 г этилового эфира масляной кислоты? Ответ; 59,5 мл Вариант 3 1. Напишите уравнения реакций получения: а) метилового эфи- ра уксусной кислоты; б) бутилового эфира муравьиной кислоты. Напишите формулы одноосновных карбоновых кислот с неразветв- ленной углеродной цепью, которые являются изомерами для выше- названных сложных эфиров. Назовите их. 2. Составьте уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: СН4 —*- А —СН3ОН —В —> Н—СООН —этилформиат Укажите названия веществ А и В. Вариант 4 1. Напишите уравнения реакций получения: а) метилового эфи- ра масляной кислоты; б) пропилового эфира уксусной кислоты. На- пишите формулы одноосновных карбоновых кислот с неразветвлен- ной углеродной цепью, которые являются изомерами для вышеназ- ванных сложных эфиров. Назовите их. 42
2. Какую массу метилацетата можно получить из метанола массой 16 г и уксусной кислоты массой 27 г? Ответ: 33,3 г Работа 2 Сложные эфиры, жиры Вариант 1 1. Напишите уравнения реакций: а) синтеза амилового эфира муравьиной кислоты; б) гидролиза метилового эфира уксусной кис- лоты; в) синтеза жира на основе стеариновой кислоты. Дня одного из сложных эфиров напишите формулу и укажите название изо- мерной ему карбоновой кислоты. 2. Каковы области применения сложных эфиров? Где они встре- чаются в природе? 3. Рассчитайте массу глицерина, которая образуется при ще- лочном омылении жира (триолеата) массой 221 г. Ответ: 23 г Вариант 2 1. Напишите уравнения реакций: а) гидролиза пропилового эфира муравьиной кислоты; б) синтеза метилового эфира масляной кислоты; в) гидролиза жира на основе пальмитиновой кислоты в присутствии гидроксида натрия. Для одного из сложных эфиров напишите формулу и укажите название изомерной ему карбоновой кислоты. 2. Укажите различие в составе твердых и жидких жиров. Какие из них легче окисляются и почему? 3. В результате взаимодействия уксусной кислоты массой 90 г с метанолом образовалось 100 г сложного эфира. Вычислите массовую долю выхода эфира. Ответ: 0,9 Вариант 3 1. Напишите уравнения реакций: а) синтеза этилового эфира пропионовой кислоты; б) гидролиза метилового эфира валериано- вой кислоты; в) синтеза жира на основе олеиновой кислоты. Для одного из сложных эфиров напишите формулу й укажите название изомерной ему карбоновой кислоты. 2. Что такое мыла? Укажите различие в составе твердых и жид- ких мыл. Какие из них обладают более сильным моющим действи- ем? Почему? 3. При восстановлении этилового эфира масляной кислоты об- разуются два спирта: один из них содержит столько атомов углеро- да, сколько их в исходной кислоте, а второй — сколько в молекуле 43
спирта. Напишите уравнение реакции и рассчитайте, какие массы спиртов образуются в результате восстановления эфира массой 58 г. Ответ: 37 г, 23 г Вариант 4 1. Напишите уравнения реакций: а) гидролиза амилового эфира уксусной кислоты; б) синтеза бутилового эфира муравьиной кисло- ты; в) гидролиза жира на основе линоленовой кислоты в присутст- вии гидроксида калия. Для одного из сложных эфиров напишите формулу и укажите название изомерной ему карбоновой кислоты. 2. Каковы области применения жиров? Где они встречаются в природе? 3. Какую массу этилацетата можно получить при взаимодейст- вии этанола массой 1,61 г и уксусной кислоты массой 1,80 г? Мас- совая доля выхода эфира равна 75%. Ответ: 1,98 г Тема VIII Углеводы Работа 1 Глюкоза, сахароза Вариант 1 1. Подвергаются ли гидролизу, а)глюкоза; б) фруктоза; в)саха- роза? Ответ подтвердите уравнениями реакций. 2. Даны растворы глицерина и глюкозы. Как распознать эти вещества опытным путем? Составьте план работы. Опишите пред- полагаемые наблюдения и подтвердите их уравнениями реакций. 3. Какая масса молочной кислоты образуется при брожении глюкозы массой 300 г, содержащей 5% примесей? Ответ: 285 г Вариант 2 1. Из каких растений выделяют сахарозу? Составьте схему, от- ражающую процесс ее выделения. 2. Даны растворы глюкозы и сахарозы. Как распознать их опытным путем? Составьте план работы. Опишите предпо- лагаемые наблюдения и подтвердите их уравнениями реакций. 3. Массовая доля крахмала (С6Н10О5)п в картофеле составляет 20%. Какую массу глюкозы можно получить из картофеля массой 1620 г? Ответ: 360 г 44
Вариант 3 1. Каковы области применения сахарозы и глюкозы? 2. Даны растворы глицерина и сахарозы. Как распознать их опытным путем? Составьте план работы. Опишите предполагаемые наблюдения и подтвердите их уравнениями реакций. 3. Какой объем углекислого газа (н. у.) образуется при спирто- вом брожении глюкозы массой 250 г, содержащей 4% примесей? Ответ: 59,73 л Вариант 4 1. Как классифицируют углеводы? 2. Даны: раствор сахарозы и формалин. Как распознать их опытным путем? Составьте план работы. Опишите предполагаемые наблюдения и подтвердите их уравнениями реакций. 3. Какую массу шестиатомного спирта сорбита можно получить при восстановлении глюкозы массой 1 кг? Массовая доля выхода сорбита составляет 80%. Ответ: 808,89 г Работа 2 Крахмал, целлюлоза Вариант 1 1. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: крахмал —глюкоза —> эти- ловый спирт —> уксусноэтиловый эфир. 2. Каковы области применения крахмала и целлюлозы? 3. Какую массу этилового спирта можно получить из еловых опилок массой 100 кг, содержащих 57% целлюлозы? Ответ: 32,37 кг Вариант 2 1. Напишите уравнения следующих реакций с участием целлю- лозы: а) гидролиза; б) горения; в) нитрования избытком азотной кислоты. Дайте названия образующимся веществам. 2. Как доказать опытным путем, что картофель и белый хлеб содержат крахмал? Составьте план работы и опишите предполага- емые наблюдения. 3. Какую массу глюкозы можно получить из крахмала массой 200 г, содержащего 5% примесей, если массовая доля выхода со- ставляет 95% ? Ответ: 200,56 г 45
Вариант 3 1. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: крахмал X —> Y —> уксус- ная кислота. Укажите названия веществ X и У. 2. Укажите, остатками молекул каких моносахаридов образова- ны молекулы сахарозы, крахмала и целлюлозы. 3. Какая масса глюкозы получится из картофеля массой 252 кг, в котором массовая доля крахмала составляет 25%, если массовая доля выхода глюкозы составляет 90%? Ответ: 63 кг Вариант 4 1. Из древесины можно получить как метанол, так и этанол. Со- ставьте схему, отражающую получение этих спиртов. Где это воз- можно, напишите уравнения реакций. 2. Чем отличается строение крахмала от строения целлюлозы? 3. При гидролизе древесины массой 260 кг, массовая доля цел- люлозы в которой составляет 50%, получили глюкозу массой 40 кг. Вычислите массовую долю выхода глюкозы (в %). Ответ: 27,7% Работа 3 Спирты, альдегиды, карбоновые кислоты, углеводы (экспериментальные и расчетные задачи) Пользуясь нижеприведенной таблицей, составьте план решения задачи 1 своего варианта. Опишите наблюдения и приведите необ- ходимые уравнения реакций. Реактивы Проба № 1 № 2 № 3 № 4 набл юдения Ответ: ' Вариант 1 1. В четырех пробирках под номерами находятся растворы: са- хароза, мыло, муравьиная кислота и формалин. Распознайте эти вещества опытным путем. Составьте план решения и опишите на- блюдения. 46
2. Какая масса пропилата натрия образуется при взаимодейст- вии пропанола-1 массой 30 г с натрием массой 9,2 г? Ответ: 32,8 г Вариант 2 1. Выданы 4 склянки с веществами. В одной — этиловый спирт, в другой — раствор глицерина, в третьей — раствор глюкозы, в чет- вертой — раствор уксусной кислоты. Определите опытным путем, в какой склянке какое вещество содержится. Составьте план реше- ния и опишите наблюдения. 2. Какое количество вещества формальдегида содержится в растворе объемом Зли плотностью 1,06 г/мл, массовая доля СН2О в котором равна 20%? Ответ: 21,2 моль Вариант 3 1. В четырех пробирках под номерами находятся: раствор аце- тата натрия, крахмальный клейстер, этиленгликоль, раствор му- равьиной кислоты. Распознайте эти вещества опытным путем. Со- ставьте план решения и опишите наблюдения. 2. Какая масса кислоты и спирта необходима для получения уксуснометилового эфира массой 29,6 г, если массовая доля его вы- хода составляет 0,8? Ответ: 30 г, 16 г Вариант 4 1. Выданы 4 колбы с веществами. В одной — раствор глюкозы, в другой — уксусный альдегид, в третьей — раствор глицерина, в четвертой — раствор стеарата натрия. Определите опытным пу- тем, в какой колбе какое вещество содержится. Составьте план ре- шения и опишите наблюдения. 2. Какая масса глюкозы потребуется для получения 11,2 л (н. у.) этилена, полученного в результате двух последовательных процессов — спиртового брожения и дегидратации образующегося спирта? Выход этилена составляет 50%. Ответ: 90 г Работа 4 Расчетные задачи 1. Какую массу чистого этилового спирта необходимо взять для получения 37,4 г этилацетата, если массовая доля выхода эфира со- ставляет 85%? Ответ: 23 г 47
2. В результате взаимодействия 23 г муравьиной кислоты с ме- тиловым спиртом получили 24 г сложного эфира. Вычислите массо- вую долю выхода эфира. Ответ: 0,8 3. Найдите молекулярную формулу сложного эфира, содер- жащего (по массе) 54,4% углерода, 36,4% кислорода и 9,2% во- дорода. Относительная плотность его паров по водороду равна 44. Напишите структурные формулы всех сложных эфиров, отве- чающих этой молекулярной формуле. Ответ: С4Н8О2 4. При взаимодействии 4,8 г метанола и 7,2 г уксусной кисло- ты получили 7,4 г сложного эфира. Рассчитайте массовую долю выхода эфира. Ответ: 0,833 5. Какая масса этилацетата образуется при взаимодействии 32 г уксусной кислоты с 56 г этилового спирта, если массовая до- ля выхода эфира составляет 80%? Ответ: 37,5 г 6. Какая масса жира потребуется для получения 36,8 г гли- церина (путем щелочного омыления), если принять, что жир представляет собой чистый тристеарат и массовая доля омыле- ния жира составляет 80%? Ответ: 445 г 7. Какой объем водорода (н. у.) расходуется на превращение жира (триолеата) массой 5 кг в твердый жир, если объемная до- ля производственных потерь водорода составляет 8%? Ответ: 413,2 л 8. Какой объем оксида углерода (IV) (н. у.) выделится при спиртовом брожении глюкозы массой 36 г, если массовая доля примесей в ней составляет 5%? Ответ: 8,5 л 9. При спиртовом брожении глюкозы получили 230 г этилово- го спирта. Какой объем (н. у.) оксида углерода (IV) выделился при этом? Ответ: 112 л 10. Какая масса глюкозы подверглась спиртовому броже- нию, если при этом выделилось столько же оксида углерода (IV) (н. у.), сколько его образуется при полном сгорании 16 г метилово- го спирта? Ответ: 45 г 11. Какую массу сахарозы нужно подвергнуть гидролизу, чтобы из образующейся при этом глюкозы получить 27 г молоч- ной кислоты, если молочнокислое брожение протекает с вы- ходом 50% ? Ответ: 102,6 г 12. Массовая доля крахмала в клубнях картофеля в среднем составляет 24%. Какую массу глюкозы можно получить из кар- 48
тофеля, выращенного на площади 15 га, если урожай с 1 га со- ставляет 285 ц? Массовая доля выхода глюкозы составляет 90%. Ответ: 102,6 т 13. Какую массу этилового спирта можно получить из дре- весных опилок массой 200 кг, содержащих 55% целлюлозы? Мас- совая доля выхода на каждой стадии производства составля- ет 60%. Ответ: 22,5 кг Работа 5 Итоговая по темам VII, VIII Вариант 1 1. Составьте уравнения реакций получения сложных эфиров: уксуснобутилового, муравьинопропилового, триолеина. Укажите условия течения реакций. 2. Чем отличается по характеру образуемых продуктов спо- соб омыления жиров чистой водой от омыления жиров щело- чами? Ответ подтвердите соответствующими уравнениями ре- акций. 3. Какие виды брожения глюкозы вам известны? Составьте уравнения реакций и назовите полученные вещества. 4. Какая масса кислоты и спирта необходима для получения уксуснометилового эфира массой 59,2 г, если массовая доля его выхода составляет 80% ? Ответ: 60 г, 32 г Вариант 2 1. Как из ацетилена получить уксусноэтиловый эфир? Напи- шите уравнения реакций и укажите условия их протекания. 2. Мыло в кислой среде теряет моющие свойства. Объясните это явление и подтвердите его уравнением реакции. 3. Охарактеризуйте строение и химические свойства целлю- лозы. Составьте уравнения соответствующих реакций. Назовите образующиеся вещества. 4. Какую массу глюкозы можно получить из крахмала мас- сой 81 г, если массовая доля выхода составляет 0,75? Ответ: 67,5 г Вариант 3 1. Какие соединения образуются в результате щелочного гид- ролиза: а) бутилового эфира масляной кислоты; б) пропилового эфира муравьиной кислоты; в) тристеарина? Напишите уравне- ния реакций и назовите образующиеся вещества. 2. Объясните, почему в жесткой воде моющая способность 49
мыла снижается. Ответ подтвердите соответствующими уравне- ниями реакций. 3. Дайте характеристику крахмала как высокомолекулярно- го продукта. Охарактеризуйте его химические свойства. 4. Какую массу этилового эфира муравьиной кислоты можно получить из кислоты массой 23 г и спирта массой 46 г? Выход эфира равен 80%. Ответ: 29,6 г Вариант 4 1. Изобразите структурные формулы сложных эфиров соста- ва С4Н8О2 (четыре изомера) и назовите их. 2. Напишите схемы получения сложного эфира глицерина, образованного: а) пальмитиновой кислотой; б) олеиновой, масля- ной и стеариновой кислотами. 3. Напишите уравнения реакций окисления и восстановления глюкозы. Назовите полученные вещества. Наличие какой функ- циональной группы в молекуле глюкозы дает возможность про- вести эти реакции? 4. Какую массу этанола можно получить при брожении глю- козы массой 40 г, содержащей 2% примесей? Ответ: 20 г
11-й класс Тема I Амины. Аминокислоты. Азотсодержащие гетероциклические соединения Работа 1 Амины Вариант 1 1. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: метан —А —>- бензол —► —> Б —анилин. Укажите названия веществ А и Б. 2. Объясните в свете электронной теории проявление амина- ми основных свойств. Ответ подтвердите уравнениями реакций. 3. Рассчитайте массу 2, 4, 6-триброманилина, которая может быть получена при взаимодействии анилина массой 18,6 г с бро- мом массой 104 г. Ответ: 66 г Вариант 2 1. Даны вещества: соляная кислота, гидроксид натрия, вода, хлорид натрия. С какими из них будет реагировать этиламин? Напишите уравнения реакций и укажите названия образующих- ся веществ. 2. Напишите уравнение реакции получения хлорида фенил- аммония (солянокислого анилина). Сравните с этим веществом хлорид аммония по строению и свойствам. Какая химическая связь лежит в основе образования этих соединений? 3. Какую массу анилина можно получить при восстановле- нии нитробензола массой 246 г, если массовая доля выхода со- ставляет 0,9? Ответ: 167,4 г Вариант 3 1. Напишите уравнения реакций, происходящих при взаимо- действии с водой: а) метиламина; б) диметиламина; в) триметил- 51
амина. Какие вещества при этом образуются и каковы их свой- ства? 2. Расположите в ряд по увеличению основности следующие вещества: анилин, метиламин, диметиламин, аммиак, дифенил- амин. Ответ обоснуйте. 3. Какой объем азота (н. у.) образуется при сгорании метил- амина объемом 20 л, содержащего 2% примесей? Ответ: 9,8 л Вариант 4 1. Напишите уравнения реакций между: а) анилином и сер- ной кислотой; б) метиламином и соляной кислотой; в) анилином и бромом; г) хлороводородом и этиламином. Укажите названия образующихся веществ. 2. Напишите структурные формулы всех изомерных аминов состава C3H9N. Назовите их. 3. При восстановлении нитробензола массой 24,6 г получен анилин массой 17 г. Рассчитайте массовую долю выхода ани- лина. Ответ: 0,91 Работа 2 Аминокислоты, белки Вариант 1 1. Напишите уравнения реакций взаимодействия аминоуксус- ной кислоты с этанолом, гидроксидом кальция, соляной кислотой. 2. Изобразите структурные формулы изомерных аминокис- лот состава C3H7O2N и назовите их. 3. Что подразумевают под первичной, вторичной и третичной структурами белков? Какие связи соответствуют каждой струк- туре? Вариант 2 1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно из этанола и неорганических веществ получить глицин (амино- этановую кислоту). 2. Сильнее или слабее проявляются кислотные свойства у ами- нокислот по сравнению с карбоновыми кислотами (муравьиной, ук- сусной)? Почему? 3. Что такое денатурация белков? В чем ее сущность и какие факторы ее вызывают? 52
Вариант 3 1. Напишите уравнения реакций, позволяющих осуществить следующие превращения: метанА—» уксусный альдегид—>- Б —>- В —>- аминоуксусная кислота. Назовите вещества А, Б, В. 2. Почему не все аминокислоты имеют нейтральную реакцию на индикатор в отличие от аминоуксусной кислоты? Ответ подтверди- те конкретными примерами. 3. К какому классу веществ принадлежат белки? Из атомов каких элементов состоят молекулы белков? Вариант 4 1. Напишите уравнения реакций между: а) а-аминомасляной кислотой и гидроксидом калия; б) аминоуксусной и соляной кис- лотами; в) (З-аминопропионовой кислотой и метанолом . 2. Сильнее или слабее проявляются основные свойства у амино- кислот по сравнению с метиламином? Почему? 3. Почему нельзя обойтись без белковой пищи? Что происхо- дит с белками пищи в организме человека? Работа 3 Расчетные задачи 1. Какой объем воздуха расходуется на сжигание 14,6 г диэтил- амина? Объемная доля кислорода в воздухе составляет 21%. Ответ: 144 л 2. Какой объем оксида углерода (IV) образуется при сжига- нии 160 л метиламина, если объемная доля негорючих примесей составляет 3%? Ответ: 155,2 л 3. Определите молекулярную формулу амина, массовые доли углерода, азота и водорода в котором составляют 38,7, 45,15 и 16,15% соответственно. Относительная плотность его паров по во- дороду равна 15,5. Ответ: CNH5 4. Какая масса анилина может быть получена из 492 г нитро- бензола, если массовая доля выхода анилина составляет 94%? Ответ: 349, 7 г 5. Определите молекулярную формулу вторичного амина, массовые доли углерода, водорода и азота в котором составляют 61, 15,3 и 23,7% соответственно. Напишите его структурную фор- мулу и название. Ответ: C3HgN 6. При восстановлении 147,6 г нитробензола получили 96 г ани- лина. Рассчитайте массовую долю выхода анилина. Ответ: 86% 53
7. При сжигании органического вещества массой 9 г обп валось 17,6 г оксида углерода (IV), 12,6 г воды и азот. Отно3° тельная плотность вещества по водороду равна 22,5. Найл молекулярную формулу вещества и напишите структурные <Ьо * мулы изомеров, отвечающих этой молекулярной формуле. Ответ: С2н,> 8. Какая масса соли образуется при взаимодействии раство ра аминоуксусной кислоты массой 150 г с массовой долей кисло ты 30% и раствора гидроксида натрия, содержащего 30 NaOH? Ответ: 58,2 9. При взаимодействии а-аминопропионовой кислоты массой 44,5 г с гидроксидом натрия образовалась соль массой 50 г. Рас считайте массовую долю выхода соли. Ответ: 90^ 10. Определите молекулярную формулу аминокислоты, мае совые доли углерода, водорода, кислорода и азота в которой со ставляют 32, 6,66, 42,67 и 18,67% соответственно. Напишите струк турную формулу этой аминокислоты и назовите ее. Ответ: C^sOjN Работа 4 Итоговая по теме I Вариант 1 1. Составьте структурные формулы: а) дифениламина; б) хло рида метиламмония; в) фениламина; г) р-аминовалериановой кислоты. Напишите уравнения реакций, характеризующих хими- ческие свойства метиламина, и сравните их со свойствами амми- ака. Объясните причины сходства и различия. Назовите продук- ты реакций. 2. Составьте уравнения реакций а-аминопропионовой кисло- ты с соляной кислотой, метанолом, гидроксидом калия. 3. Какие функции выполняют белки в организме человека. Из каких атомов и групп атомов состоят молекулы белков? 4. При восстановлении нитробензола массой 250 г получен анилин массой 150 г. Рассчитайте массовую долю выхода ани- Вариант 2 1 . Составьте структурные формулы: а) диэтиламина; б) три фениламина; в) этиламина; г) а-аминомасляной кислоты. Напи шите уравнения реакций, характеризующих химические своист анилина, и сравните их со свойствами ароматических углеводе 54
аммиака. Объясните причины сходства и различия. На- зовите продукты реакций. 2 Составьте схему реакции образования трипептида из ами- ипуксусной кислоты. 2 Что называют первичной и вторичной структурой белка? За счет каких связей поддерживаются эти структуры белка? 4 Рассчитайте объем воздуха (н. у.), затраченный на сжига- ние метиламина объемом 2 л. Объемная доля кислорода в воздухе составляет 21%. со Ответ: 21, 43 л Вариант 3 1. Составьте структурные формулы: а) триметиламина; б) хло- рида этиламмония; в) p-аминокапроновой кислоты; г) ани- лина. Напишите уравнения реакций, характеризующих химиче- ские свойства этиламина, и сравните их со свойствами аммиака. Объясните причины сходства и различия. Назовите продукты ре- акций. 2. Напишите структурные формулы изомерных аминокислот состава C4H9O2N. Назовите их. 3. Что такое денатурация белков? Чем она может быть вы- звана? 4. Какую массу анилина можно получить при восстановле- нии нитробензола массой 246 г, если массовая доля выхода со- ставляет 80%? Ответ: 148,8 г Вариант 4 1. Составьте структурные формулы, а) метилэтиламина; б) а-ами - новалериановой кислоты; в) диметиламина; г) е-аминокапроновой кислоты. Напишите уравнения реакций, характеризующих химиче- ские свойства аммиака, и сравните их со свойствами метиламина. Объясните причины сходства и различия. Назовите продукты реакций. 2. Напишите уравнения реакций взаимодействия аминоук- суснои кислоты с метанолом, соляной кислотой, гидроксидом на- 3. Что связей он вает? называют третичной структурой белка? За счет каких а поддерживается и какую функцию белка обусловли- массой^а10°%°бЪеМ азота (н‘ образуется при сгорании этиламина Ответ: 2,49 л 55
7. При сжигании органического вещества массой 9 г образо- валось 17,6 г оксида углерода (IV), 12,6 г воды и азот. Относи- тельная плотность вещества по водороду равна 22,5. Найдите молекулярную формулу вещества и напишите структурные фор- мулы изомеров, отвечающих этой молекулярной формуле. Ответ: C2H7N 8. Какая масса соли образуется при взаимодействии раство- ра аминоуксусной кислоты массой 150 г с массовой долей кисло- ты 30% и раствора гидроксида натрия, содержащего 30 г NaOH? Ответ: 58,2 г 9. При взаимодействии а-аминопропионовой кислоты массой 44,5 г с гидроксидом натрия образовалась соль массой 50 г. Рас- считайте массовую долю выхода соли. Ответ: 90% 10. Определите молекулярную формулу аминокислоты, мас- совые доли углерода, водорода, кислорода и азота в которой со- ставляют 32, 6,66, 42,67 и 18,67% соответственно. Напишите струк- турную формулу этой аминокислоты и назовите ее. Ответ: C2H5O2N Работа 4 Итоговая по теме I Вариант 1 1. Составьте структурные формулы: а) дифениламина; б) хло- рида метиламмония; в) фениламина; г) (1-аминовалериановой кислоты. Напишите уравнения реакций, характеризующих хими- ческие свойства метиламина, и сравните их со свойствами амми- ака. Объясните причины сходства и различия. Назовите продук- ты реакций. 2. Составьте уравнения реакций а-аминопропионовой кисло- ты с соляной кислотой, метанолом, гидроксидом калия. 3. Какие функции выполняют белки в организме человека? Из каких атомов и групп атомов состоят молекулы белков? 4. При восстановлении нитробензола массой 250 г получен анилин массой 150 г. Рассчитайте массовую долю выхода ани- лина. Ответ: 0,79 Вариант 2 1. Составьте структурные формулы: а) диэтиламина; б) три- фениламина; в) этиламина; г) а-аминомасляной кислоты. Напи- шите уравнения реакций, характеризующих химические свойства анилина, и сравните их со свойствами ароматических углеводо- 54
родов и аммиака. Объясните причины сходства и различия. На- зовите продукты реакций. 2. Составьте схему реакции образования трипептида из ами- ноуксусной кислоты. 3. Что называют первичной и вторичной структурой белка? За счет каких связей поддерживаются эти структуры белка? 4. Рассчитайте объем воздуха (н.у.), затраченный на сжига- ние метиламина объемом 2 л. Объемная доля кислорода в воздухе составляет 21%. Ответ: 21, 43 л Вариант 3 1. Составьте структурные формулы; а) триметиламина; б) хло- рида этиламмония; в) p-аминокапроновой кислоты; г) ани- лина. Напишите уравнения реакций, характеризующих химиче- ские свойства этиламина, и сравните их со свойствами аммиака. Объясните причины сходства и различия. Назовите продукты ре- акций. 2. Напишите структурные формулы изомерных аминокислот состава C4H9O2N. Назовите их. 3. Что такое денатурация белков? Чем она может быть вы- звана? 4. Какую массу анилина можно получить при восстановле- нии нитробензола массой 246 г, если массовая доля выхода со- ставляет 80%? Ответ: 148,8 г Вариант 4 1. Составьте структурные формулы: а) метилэтиламина’,б) а-ами- новалериановой кислоты; в) диметиламина; г) е-аминокапроновой кислоты. Напишите уравнения реакций, характеризующих химиче- ские свойства аммиака, и сравните их со свойствами метиламина. Объясните причины сходства и различия. Назовите продукты реакций. 2. Напишите уравнения реакций взаимодействия аминоук- сусной кислоты с метанолом, соляной кислотой, гидроксидом на- трия. 3. Что называют третичной структурой белка? 3 а счет каких связей она поддерживается и какую функцию белка обусловли- вает? 4. Какой объем азота (н. у.) образуется при-сгорании этиламина массой 10 г? Ответ: 2,49 л 55
Тема II Синтетические высокомолекулярные вещества и полимерные материалы на их основе Работа 1 Общая характеристика ВМС. Пластмассы Вариант 1 1. Охарактеризуйте особенности строения полимеров (геомет- рическая форма макромолекул, строение, молекулярная масса). 2 цто такое пластмассы? Какие компоненты входят в их со- став? 3. Каковы свойства и области применения полиэтилена? Вариант 2 1. Какой процесс называют полимеризацией? Какими при- знаками должны обладать вещества, вступающие в реакцию по- лимеризации? Ответ подтвердите конкретным примером. 2. Каковы свойства термопластичных полимеров? 3. Какие свойства характерны для изделий из пластмасс? Вариант 3 1. Каковы общие физические свойства полимеров? Дайте им объяснение исходя из особенностей их строения. 2. Что общего и в чем состоит различие между молекулой мо- номера и структурным звеном образуемого им полимера? Ответ подтвердите конкретным примером. 3. Почему отходы (брак, лом) из термопластичных полимеров можно отправлять на вторичную переработку, а отходы из тер- мореактивных полимеров не подвергают вторичной переработке? Вариант 4 1. Какой процесс называют поликонденсацией? Какими при- знаками должны обладать вещества, вступающие в реакцию по- ликонденсации? Ответ подтвердите конкретным примером. 2. Каковы свойства термореактивных полимеров? 3. Перечислите свойства и области применения полипропи- лена. 56
Работа 2 Каучуки Вариант 1 1. Напишите уравнения реакций полимеризации изопрена и ди- винила. 2. Чем объясняется высокая эластичность природного каучука? 3. Объясните, почему натуральный и синтетический каучуки неустойчивы к действию брома. Вариант 2 1. Каковы области применения каучуков в народном хозяйстве? 2. Напишите формулы мсномеров, из которых могут быть по- лучены синтетические каучуки. Какова особенность строения мо- лекул мономеров, пригодны?: для получения синтетических кау- чуков? 3. Назовите основные компоненты резиновой смеси, подвер- гаемой вулканизации. В чем сущность этого процесса? Вариант 3 1. Какое из веществ содержит больше серы: а) резина; б) эбо- нит? Дайте краткую характеристику этим веществам. 2. Как доказать, что бутадиеновый и изопреновый каучуки относятся к непредельным углеводородам? 3. Составьте уравнения реакций получения дивинила и изоп- рена дегидрогенизацией соответствующих углеводородов: предель- ных и непредельных. Вариант 4 1. Чем отличается каучук от резины по составу? Почему кау- чук эластичен и термопластичен, а резина не термопластична, но сохраняет высокую эластичность? 2. Каковы физические свойства природного каучука? Как его получают? 3. Как можно получить бутадиен, имея этилен и воду? Напи - шите уравнения соответствуощих реакций. Составьте схему по- лимеризации бутадиена. Работа 3 Волокна Вариант 1 1. Почему из целлюлозы можно получить волокно, а из крахма- ла нет? 57
2. Как отличить натуральный шелк от капрона? Какая реакция лежит в основе получения волокна капрон? 3. Почему одни волокна формуются из раствора полимера, а другие — из его расплава? Вариант 2 1. Как классифицируют волокна? 2. Какие волокна получают из целлюлозы и чем они отлича- ются друг от друга? 3. Сравните свойства волокон капрона и лавсана между собой. Вариант 3 1. Как отличить шерстяную ткань от хлопчатобумажной? 2. Перечислите сырье и материалы, используемые в произ- водстве ацетатных волокон. Дайте краткую характеристику этих волокон. 3. Какие продукты образуются при горении хлопчатобумаж- ного волокна? Составьте схему реакции. Вариант 4 1. Как отличить природные волокна от химических? 2. Какие природные и синтетические полимеры применяют для изготовления волокон? Напишите формулы их мономеров. 3. Составьте уравнение реакции получения диацетата целлю- лозы. Для чего применяется это вещество? Тема III Обобщение знаний по курсу органической химии Работа 1 Виды изомерии органических веществ Вариант 1 1. Напишите структурные формулы всех изомеров гексана и назовите их. 2. Напишите структурные формулы всех изомеров, отвечаю- щих составу С4Н8О2. Назовите все вещества. 3. На примере гексена приведите структурные формулы изо- меров положения двойной связи и назовите их. 58
Вариант 2 1. Напишите структурные формулы всех изомеров, которые отвечают формуле С4Н8 и назовите их 2. Напишите структурные формулы всех изомерных альдеги- дов состава С5Н,0О и назовите их. 3. Составьте структурные формулы всех спиртов состава С4Н,0О и назовите их. Какие виды изомерии присущи предельным одноатомным спиртам? Вариант 3 1. Эмпирической формуле С7Н16 соответствует 9 изомеров. Напишите структурные формулы пяти возможных изомеров и назовите их. 2. Напишите структурные формулы всех алкинов, которые изомерны 2-метилбутадиену-1,3. Назовите все вещества. 3. Напишите структурные формулы всех изомерных амино- масляных кислот и назовите их. Вариант 4 1. Напишите структурные формулы всех изомеров, которые отвечают формуле С4Н6, и назовите их. 2. Напишите структурные формулы изомерных карбоновых кислот состава С5Н,0О2 и назовите их. 3 На примере гексанола составьте структурные формулы изомеров положения гидроксильной группы и назовите их. Работа 2 Генетическая связь органических соединений Вариант 1 1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: 12 3 4 СаС2 С2 Н2 С6Н6 C6H5NO2 -k C6H5NH2 5 | 6 С2Н4 С2Н5ОН 2. Какое количество вещества (в молях) и какая масса (в граммах) получится каждого продукта при проведении следу- ющих превращений: этанбромэтанэтанол, если этан был 59
взят массой 90 г? Выход продукта на каждой стадии синтеза условно принимаем за 100%. 3. Составьте схему и уравнения реакций, с помощью которых из метана можно получить карбоновую кислоту. Вариант 2 1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: 12 з 4 5 СН4 С2Н2 СНз-СОН С2Н5ОН С2Н5С1 С4Н10 1 6 СН, —соо —с.н5 2. Какое количество вещества (в молях) и какая масса (в грам- мах) получится каждого продукта при проведении следующих пре- вращений: бензол —> хлорбензол —фенол, если бензол был взят массой 156 г? Выход продукта на каждой стадии синтеза условно принимаем за 100%. 3. Составьте схему и уравнения реакций, с помощью которых из этилена можно получить аминокислоту. Вариант 3 1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: 12 3 4 С2Н6 —^С2Н5Вг—^С2Н5ОН —СН3 —СОН —СН3 —СООН I 5 ___Ё___С2Н4 2. Какое количество вещества (в молях) и какая масса (в граммах) получится каждого продукта при проведении следу- ющих превращений: бензолнитробен золанилин, если бен- зол был взят массой 39 г? Выход пр одукта на каждой стадии синтеза условно принимаем за 100%. 3. Составьте схему и уравнения реакций, с помощью которых из угля можно получить сложный эфир. Вариант 4 1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: 1 2 3 4 5 СН4 -> СНаС1 -+с2н6 —»-С2Н4 —»-С2Н5ОН н - соо - С2Н5 ч сн3-соон 60
2. Какое количество вещества (в молях) и какая масса (в граммах) получится каждого продукта при проведении следу- ющих превращений: хлорметан—> метанолметилацетат, если хлорметан был взят массой 101 г? Выход продукта на каждой стадии синтеза условно принимаем за 100%. 3. Составьте схему и уравнения реакций, с помощью которых из метана можно получить ароматический амин. Работа 3 Итоговая по теме III Вариант 1 1. Напишите структурные формулы следующих веществ: а) 3, 3-ди- метилгексан; б) 4-метилпентин-2,в) 2,4,6-тринитрофенол-,г) 2,2-ди- метилпропаналь; д) 3-метилбутановая кислота. 2. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: СН4 -> СН3Вг С2Н6 С2Н4 С2Н5С1 3. Распределите вещества, формулы которых приведены ниже, по классам соединений и назовите их: О СН3 Z । а) СН3-СН2-С б) СН3-С-СООН ^О-С^ | сн3 сн3 I в) СН3-С-СН2-СН3 г) но—сн2—сн2 I I он сн2 I сн2 I сн3 о д) СН3-СН2-СН-СН-С^ е) СН3-(СН2)2-СН2 I I ХОН | СН3 С2Н3 он 4. Какой объем ацетилена (н. у.) можно получить из 150 г кар- бида кальция, содержащего 24% примесей? Объемная доля выхода ацетилена составляет 90%. Ответ-. 35 9 л 61
Вариант 2 1. Напишите структурные формулы следующих веществ: а) 3-этил- гептан; б) 2, З-диметилпентен-1; в) 2-метилбутанол-2; г) 2, 3-ди- метилпентаналь; д) 3-хлорпропановая кислота. 2. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: С2Н6 —С2Н4 —>- С2Н2 —► С6Н6 >- С6Н5Вг 3. Распределите вещества, формулы которых приведены ниже по классам соединений и назовите их: а) СН2 = СН-СН-СН3 б) С6Н5-С2Н8 сн2 I СН3 г) СН3-СН2-СН2-О-С2Н8 сн3 I д) СН3-СН = С-СН2-СН3 е) СН3-С-СН2-ОН I I сн3 сн3 4. Фенолят калия получен взаимодействием 4,7 г фенола и 120 г раствора гидроксида калия с массовой долей КОН, равной 14%. Какова масса фенолята? Ответ: 6,6 г Вариант 3 1. Напишите структурные формулы следующих веществ: а) 2, 4-ди- метилпентан; б) 2-метилбутадиен-1,3; в) З-метилпентанол-З; г) 2, 3-ди- метилбутаналь; д) 2, 2-диметилпропановая кислота. 2. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: С СН4 СН3С1 СН3ОН СН3—СОО—СН, 3. Распределите вещества, формулы которых приведены ниже, по классам соединений и назовите их: а) СН = С — СН3 б) СН3-СН2-СН2-СН2-СН3 в) СН==С-СН2-СН3 62
г)СН2 = СН-СН = СН2 Д) снз 1 е) СН3 сн-сн3 сн2 сн2 С = О 1 сн3 он 4. При взаимодействии этанола массой 13,8 г с оксидом меди (II) массой 34 г получили альдегид, масса которого составила 9,24 г. Рассчитайте массовую долю выхода альдегида. Ответ: 70% Вариант 4 1. Напишите структурные формулы следующих веществ: а) 2, 3, 5-триметилгексан; б) 2-этилгексен-1; в) бутанол-2; г) 3-метилпента- наль; д) 4-бромбутановая кислота. 2. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: С2Н4 С2Н5ОН СН2=СН —СН=СН2 С4Н10 СО2 3. Распределите вещества, формулы которых приведены ниже, по классам соединений и назовите их: а) Н3С —СН = СН —СН3 в) Н2С — СН2 I I Н2С-СН2 о о д) СН3-СН2-СН2-СН2-С^ е) СН3-СН2-с/ ЧН ЧН 4. Какой объем воздуха расходуется на сжигание 25 л метил- амина, содержащего 4% негорючих примесей? Объемная доля кис- лорода в воздухе составляет 21%. Ответ: 257 л 63
Задачи с производственным и межпредметным содержанием Решение задач занимает в процессе обучения химии важное место, так как это один из приемов обучения, посредством которого обеспечивается более глубокое и полное усвоение учебного материала по химии и вырабатывается умение самосто- ятельного применения приобретенных знаний. В процессе решения задач с производственным и межпредметным содержанием происходит уточнение и закрепление химических понятий о веществах и процессах, вырабатывается смекалка в использовании имеющихся знаний. Побуждая учащихся повторять пройденное, углублять и осмысливать его, химические задачи с производ- ственным и межпредметным содержанием способствуют формированию конкретных представлений, что необходимо для осмысленного восприятия материала. Задачи, включающие определенные химические ситуации, становятся стимулом самостоя- тельной работы учащихся над учебным материалом. В процессе решения таких задач реализуют межпредметные связи, показываю- щие единство природы, что позволяет развивать мировоззрение учащихся. Большое значение имеют задачи, в которых наряду с известными явлениями, по- нятиями даются новые, неизвестные. В этом случае решение задачи является сред- ством применения имеющихся знаний и умений для получения и осмысления новых знаний, так как вещества и их свойства рассматриваются как с качественной, так и количественной сторон. В качестве примера приведем задачи, которые учителя могут использовать в ра- боте с учащимися для расширения и углубления их знаний. 1. При изготовлении резины используют сажу, которая являет- ся почти чистым углеродом. Какая масса сажи образуется в результате неполного окисления газа метана количеством веще- ства 3750 моль? Уравнение процесса: СН4 + О2 —> С + 2Н2О. Ответ: 45 кг 2. Алкены широко используют в органическом синтезе для по- лучения альдегидов методом оксосинтеза. Сущность этого метода заключается во взаимодействии алкена с синтез-газом (СО + Н2) при нагревании и в присутствии специального катализатора. Какой объем этилена (н. у.) расходуется на получение 360 кг пропаналя методом оксосинтеза, если массовая доля выхода альдегида состав- ляет 90%? Ответ: 154,5 м3 3. Полимеризацией стирола получают полистирол, который ис- пользуют в электротехнике, в производстве декоративно-отделоч- ных материалов и предметов бытового назначения. Найдите моле- кулярную формулу стирола, если известно, что массовые доли эле- ментов в нем составляют: С — 92,3%, Н — 7,7%. Относительная молекулярная масса стирола равна 104. Ответ: С3На 4. В качестве мономера для производства полимерных электро- изоляционных покрытий используют газ, содержащий 85,7% угле- 70
рода и 14,3% водорода (по массе). Относительная плотность газа по водороду равна 21. Найдите молекулярную формулу газа. Ответ: С3Н6 5. 1,2-дихлорэтан используют в качестве растворителя органи- ческих веществ, для очистки текстильных материалов, а также в сельском хозяйстве для обеззараживания зернохранилищ. В про- мышленности его получают пропусканием смеси этилена и хлора над углем при 120 °C. Какую массу 1 2-дихлорэтана можно полу- чить из 224 м3 этилена, если массовая доля его выхода составля- ет 80 %? Ответ. 792 кг 6. Изоамилацетат (грушевая эссенция) используется в пищевой и кондитерской промышленности. Какую массу грушевой эссенции можно получить при взаимодействии изоамилового спирта массой 66 кг с уксусной кислотой массой 112,5 кг, если массовая доля кис- лоты в ней 80%? Массовая доля выхода эссенции составляет 60%. Ответ: 58,5 кг 7. О дин из многоатомных спиртов используют для приготовле- ния антифризов — низкозамерзающих жидкостей. Антифризы ис- пользуют в зимних условиях для охлаждения автомобильных дви- гателей. Найдите молекулярную формулу этого спирта, если массо- вые доли элементов в нем составляют: С — 38,7%, Н — 9,7%, О — 51,6%. Относительная плотность паров спирта по водороду равна 31. Напишите структурную формулу спирта и назовите его. Ответ: С2Н6О2 8. Наиболее перспективным способом получения уксусного аль- дегида является прямое окисление этилена кислородом в присутст- вии катализаторов — хлоридов палладия и меди: 2С2Н4 + О2 2СН3—СОН Какой объем этилена (н.у.) израсходуется на получение уксусного альдегида массой 200 кг, если массовая доля выхода альдегида со- ставляет 96%? Ответ: 106 м3 9. Синтез метанола из метана идет в две стадии: СН4 + Н2О-^СО 4- ЗН2 СО + 2Н2—*-СН3ОН Рассчитайте, какой объем природного газа, объемная доля метана в котором 95%, требуется для синтеза 96 кг метанола. Массовая доля выхода спирта составляет 60%. Ответ: 117,9 м3 10. Взаимодействием этилового спирта с уксусной кислотой по- лучают этилацетат, используемый в производстве нитроцеллюлоз- ных лаков. Какая масса этилацетата образуется при взаимодейст- вии уксусной кислоты массой 60 кг с массовой долей кислоты 80% 71
с этиловым спиртом массой 70 кг с массовой долей этанола 96%? Массовая доля выхода этилацетата составляет 90%. Ответ: 63,4 кг 11. При взаимодействии фенола с концентрированной азотной кислотой образуется 2, 4, 6-тринитрофенол (пикриновая кислота). Пикриновая кислота и ее соли применяют в качестве взрывчатых веществ, а также в химическом анализе. Какая масса фенола по- требуется для получения пикриновой кислоты массой 200 кг, если массовая доля ее выхода составляет 92%? Ответ: 89 кг 12. В промышленности муравьиную кислоту получают нагрева- нием оксида углерода (II) с порошкообразным гидроксидом натрия с последующей обработкой образовавшегося формиата натрия раз- бавленной серной кислотой: NaOH + СО H-COONa + > Н-СООН “ NaHSO4 Какую массу муравьиной кислоты можно получить из оксида угле- рода (II) массой 112 кг, если массовая доля выхода кислоты со- ставляет 86%? Ответ: 158,2 кг 13. По одному из промышленных способов уксусную кислоту получают каталитическим окислением бутана кислородом воздуха: 2С4Н10 + 5О2 -+ 4СН3—СООН + 2Н,0 Рассчитайте массовую долю выхода уксусной кислоты, если при окислении 400 м3 бутана (н. у.) получили 1000 кг кислоты. Ответ: 46,7% 14. При взаимодействии салициловой кислоты с уксусным ан- гидридом (СН3СО)2О получают ацетилсалициловую кислоту, из- вестную в медицине под названием аспирин: СООН он + (сн3со)2о —» СООН о- сосн3 + сн3-соон Какую массу аспирина можно получить из 690 кг салициловой кис- лоты, если массовая доля выхода составляет 75%? Ответ: 675 кг 15. Двухосновная адипиновая кислота НООС—(СН2)4—СООН в больших количествах используется для получения синтетического волокна найлон. В пищевой промышленности она может заменять лимонную и винную кислоты. Адипиновую кислоту получают окис- лением циклогексана: 2С6Н|2 + 5О2 —2НООС—(СН2)4—СООН + 2Н2О Какую массу адипиновой кислоты можно получить из 336 кг цикло- гексана, если массовая доля ее выхода составляет 75%? Ответ: 438 кг 72
16. Глюкозу в медицине часто применяют в виде растворов раз- личной концентрации, которые служат источником жидкости и пи- тательного материала, а также способствуют обезвреживанию и выведению ядов из организма. Рассчитайте, в какой массе рас- твора глюкозы с массовой долей 5% следует растворить 120 г ее, чтобы получить раствор с массовой долей глюкозы 8%. Ответ: 3680 г 17. Образование глюкозы в процессе фотосинтеза можно пред- ставить следующим уравнением реакции: 6СО2 + 6Н2О 4- 2692 кДж — С6Н12О6 + 6О2 Каждый квадратный сантиметр земной поверхности ежеминутно получает примерно 2 Дж солнечной энергии. Сколько времени по- требуется, чтобы в 10 листьях образовалась глюкоза массой 0,9 г, если площадь каждого листа составляет 10 см2, а солнечная энер- гия используется только на 10%? Ответ: 11 ч 13 мин 18. Анилин широко применяется в производстве красителей, фармацевтических препаратов, вспомогательных веществ для рези- новой промышленности, получения полимерных материалов. Ани- лин часто получают из хлорбензола и аммиака: С J45CI + 2NH С (Н фШ 2+ NH £1 Какую массу анилина можно получить из 450 г хлорбензола, если массовая доля выхода анилина равна 94%?. Ответ: 349,7 кг 19. Изопрен, или 2-метилбутадиен-1, 3, получают дегидрирова- нием 2-метилбутана в присутствии избирательного катализатора. Какую массу изопрена можно получить из 420 кг 2-метилбутана, массовая доля примесей в котором составляет 12%, а массовая до- ля выхода изопрена равна 85%? Ответ: 296,7 кг 20. Полимеризацией хлоропрена получают хлоропреновый кау- чук, характеризующийся высокой устойчивостью к действию света, теплоты и растворителей. Найдите молекулярную формулу хлоро- прена, если известно, что массовые доли элементов в нем составля- ют: С — 54,24%, Н — 5,65%, О — 40,11%. Относительная плот- ность его паров по водороду составляет 44,25. Ответ: С<Н5С1 73
Задачи повышенной сложности 1. Какова структурная формула алкена, если 1,4 г его реагиру- ют с бромом массой 4 г, а при его окислении водным раствором перманганата калия образуется симметричный двухатомный спирт? Ответ', бутен-2 2. При пропускании смеси этана и этина через склянку с бром- ной водой масса содержимого склянки увеличилась на 1,3 г, а при полном сгорании такого же объема смеси углеводородов выдели- лось 14 л углекислого газа. Вычислите объем исходной смеси газов (н. у.). Ответ: 7 л 3. Определите строение ароматического углеводорода состава С9Н 12, если известно, что при его окислении перманганатом калия об- разуется бензолтрикарбоновая кислота, а при бромировании в при- сутствии FeBr3 — только одно монобромпроизводное. Ответ: 1, 3, 5-триметилбензол 4. При сжигании 3,9 г органического вещества, плотность паров которого по водороду равна 39, образовалось 2,7 г воды и 13,2 г уг- лекислого газа. Определите структурную формулу этого соеди- нения. Ответ: бензол 5. При обработке некоторой массы одноатомного спирта неиз- вестного состава металлическим натрием выделилось 2,24 л газа (н. у.), а при взаимодействии образовавшегося вещества с избыт- ком н-бромистого алкила образовалось 20,4 г симметричного кис- лородсодержащего соединения. Какая масса спирта и какого стро- ения была взята в реакцию с натрием? Ответ: 12 г пропанола-2 6. При взаимодействии 0,2 моль соединения неизвестного соста- ва с металлическим натрием выделилось 4,48 л газа (н. у.). Опреде- лите структурную формулу этого соединения, если известно, что при взаимодействии 6,2 г его с эквимолярным количеством хлоро- водорода образовалось 8,05 г органического соединения, содержа- щего в молекуле один атом кислорода и один атом хлора. Ответ: этиленгликоль 7. Для каталитического гидрирования 17,8 г смеси муравьиного и уксусного альдегидов до соответствующих спиртов потребовалось 11,2 л водорода (н. у.). Определите массовую долю каждого альде- гида в смеси. Ответ: 50,6% СН2О и 49,4% СН3СНО 8. Определите структурную формулу органического соединения, если известно, что оно содержит 37,7% углерода, 6,3% водорода и 56% хлора; 6,35 г паров этого соединения занимает объем 1,12 л (н. у.). При его гидролизе образуется вещество, состоящее из углерода, водорода и кислорода, а при восстановлении последнего образуется вторичный спирт. 74 Ответ: 2,2-днхлорбутан
9. При окислении 37 г первичного спирта получили 44 г пре- дельной одноосновной карбоновой кислоты с тем же числом угле- родных атомов в молекуле, что и у исходного спирта. Какова воз- можная структура этой кислоты? Ответ: С4Н8О2 10. При сплавлении натриевой соли одноосновной органической кислоты с гидроксидом натрия выделилось 11,2 л газообразного ор- ганического соединения, 1 л которого (н у.) имеет массу 1,965 г. Определите: а) массу соли, вступившей в реакцию; б) какой газ выделился. Ответ: а) 55 г C3H7COONa; б) пропан Распознавание органических веществ р-р КМпО4 СН2 = СН2 — Вг2 — вода зультате образования СН2ОН—СН2ОН Вг2 — вода ** с^оесцвсчиванис раствора СН = СН — аммиачный р-р хлорида меди CuCI "* Обесцвечивание раствора _ь_ Красный осадок Си»С2 Си прокал. (СиО) Восстановление оксида меди (II), '-'2H5OII выделение паров СН3 — СОН Многоатомные спирты Cu(OH)j щелочная среда Ярко-синий раствор глицерата или гликолята меди Вг2 — вода Белый осадок 2,4,6-ри- бромфенола рр FeCI3 Си(ОН>2 * Раствор фиолетового цвета щелочная среда аммиачный р-р Ag2O ' lypdCnblH ОСаДОК -ь- С'.АПА^ПЯНЛА «ЧРПИЯПЛЪЪ р-р фуксинсер- НИ спй к-ты + Появление розовой окраски 75