Задание 1 ( ). Расположите перечисленные спирты в ряд по возрастанию кислотности: бутанол-1, бутандиол-1,2, бутандиол-1,3, бутантриол-1,2,3. Дайте краткое обоснование.
Задание 2 ( ).
Напишите структурные формулы четырех изомерных спиртов, отвечающих молекулярной формуле C6H14O. Дайте названия этим спиртам по радикально-функциональной номенклатуре. Укажите, какие из изомеров являются первичными, вторичными и третичными спиртами.
Задание 3 ( ).
С какими из перечисленных веществ реагирует пропанол-2: натрий, гидроксид кальция, бромоводород, оксид меди (II), бромид калия, уксусная кислота, водород? Напишите уравнения реакций, укажите условия их протекания.
Задание 4 ( ).
Напишите уравнения реакций, с которых можно осуществить цепочку превращений веществ:
этан → бромэтан → этанол → диэтиловый эфир.
Укажите условия протекания химических реакций.
Задание 5 ( ).
Решите задачу. Вычислите объем водорода (н. у.), который образуется при взаимодействии металлического натрия массой 4,2 г с избытком абсолютного спирта (безводного этанола).
Перед тем, чтобы определить кислотность спиртов, нужно знать их структурные формулы.
Бутанол-1 имеет структурную формулу CH3-CH2-CH2-CH2-OH. Он содержит одну функциональную группу -OH, что делает его первичным спиртом.
Бутандиол-1,2 имеет структурную формулу HO-CH2-CH2-CH2-CH2-OH. Он содержит две функциональные группы -OH, при этом они находятся на соседних углеродах. Такие спирты называются диольными, и этот спирт является первичным.
Бутандиол-1,3 имеет структурную формулу HO-CH2-CH2-CH2-OH-CH3. Он также содержит две функциональные группы -OH, но они находятся на разных концах молекулы. Это делает его симметричным диолем, но он также является первичным.
Бутантриол-1,2,3 имеет структурную формулу HO-CH2-CH2-OH-CH2-CH2-OH. Он содержит три функциональные группы -OH, и они находятся на несоседних углеродах. Это делает его тривальным (несимметричным) триолом, и он также является первичным.
Таким образом, перечисленные спирты можно расположить в порядке возрастания кислотности следующим образом:
бутанол-1 < бутандиол-1,2 < бутандиол-1,3 < бутантриол-1,2,3.
Задание 2:
Четыре изомерных спирта, отвечающих молекулярной формуле C6H14O:
1. Гексанол (н-гексанол): CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-OH - первичный спирт.
2. Пентан-2-ол (изобутиловый спирт): CH3-CH(OH)-CH2-CH2-CH3 - вторичный спирт.
3. Пентан-3-ол (н-пентанол): CH3-CH2-CH2-CHOH-CH3 - первичный спирт.
4. 2-метилбутан-2-ол (изопропиловый спирт): CH3-CH(OH)-CH(CH3)-CH3 - вторичный спирт.
Условия протекания химических реакций:
1. Для расщепления этана на бромэтан можно использовать хлористый бром или бромную воду в присутствии каталитического количества солнечного света или плавление бромистой пикировки.
C2H6(g) + Br2(l) → CH3CH2Br(g) + HBr(g)
2. Для получения этанола из бромэтана можно провести замещение брома на гидроксильную группу (OH) в присутствии щелочного раствора гидроксида натрия или оксида натрия (NaOH).
CH3CH2Br(l) + NaOH(aq) → CH3CH2OH(l) + NaBr(aq)
3. Для получения диэтилового эфира из этанола можно провести реакцию дегидратации в присутствии кислоты, например, концентрированной сульфатной кислоты (H2SO4).
CH3CH2OH(l) + H2SO4(l) → CH3CH2OCH2CH3(l) + H2O(l)
Задание 5:
Для решения задачи о вычислении объема водорода, образующегося при реакции натрия с абсолютным спиртом, сначала нужно составить уравнение реакции. Натрий реагирует с абсолютным спиртом в соотношении 2:1, образуя натриевую гидроксид и водород.
2Na + 2C2H5OH → 2C2H5ONa + H2
Затем необходимо использовать мольную массу натрия и абсолютного спирта, чтобы вычислить количество веществ, используя следующую формулу:
количество вещества = масса вещества / молярная масса вещества
Молярная масса натрия (Na) равна 22,99 г/моль, а молярная масса абсолютного спирта (C2H5OH) равна 46,07 г/моль.
Масса натрия, указанная в задаче, равна 4,2 г. Расчеты будут следующими:
мольный эквивалент натрия = 4,2 г / 22,99 г/моль = 0,182 моль
количество водорода = 0,182 моль * 1 моль H2 / 2 моль Na = 0,091 моль H2
Теперь мы можем использовать объем идеального газа, чтобы вычислить объем водорода с учетом нормальных условий (0°C и 1 атм).
Объем идеального газа можно вычислить по формуле:
V = nRT / P
Где n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная (0,082 л·атм/моль·K), T - температура в Кельвинах, P - давление в атмосферах.
Подставим значения в формулу:
V = 0,091 моль * 0,082 л·атм/моль·K * (273 K / 273,15 K) / 1 атм = 0,082 л
Таким образом, объем водорода, образующегося при данной реакции, равен 0,082 л (н. у.).