Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Врублевский А. И. Тренажер по химии

.pdf
Скачиваний:
8443
Добавлен:
07.03.2021
Размер:
17.29 Mб
Скачать

460

§ 40. Многоатомные насыщенные спирты

алкена водным раствором перманганата калия образуется двухатомный насыщенный симметричный спирт.

Решение

Записываем уравнения химических реакций и проводим расчеты:

х0,002 моль

СА , + Вг2

-> С Я 2 ВТ-

(40-1)

1 МОЛЬ

1 м о л ь

 

CJH* + [О] + н 20

кмю4 > С„Н2л(ОН)2.

(40-2)

Л/(Вг2) = 160 г/моль;

 

М(СлН2л) =

14л г/моль;

 

л(Вг2) = -^

Г^ - =

= 0,002 (моль).

 

М(Вг2) 160

Из уравнения (40-1) следует:

х = п(СлН2л) = —°(р ' 1 = 0,002 (моль).

Находим молярную массу алкена и его формулу:

тт \

Ш(С„Н,Л) 0,112

М (С„Н,Л) = ---- "

■= --------- 56 (г/моль);

" 2";

л(СлН2л) 0,002

 

 

14л = 56;

л = 4.

Такому значению числа атомов углерода в молекуле отве­ чают четыре алкена (с учетом цис-, лгрянс-изомерии), одна­ ко симметричный двухатомный спирт в реакции (40-2) об­ разуется только при окислении бутена-2.

^

КМп04

с н 3- с н = с н - СН3 + [О] + Н20

---------- ►

бутен-2

§ 40. Многоатомные насыщенные спирты

 

461

КМп04

1

2

3

4

 

► с н 3 - СН - СН - с н 3.

 

 

I

I

 

 

 

о н

он

 

 

 

2,3-бутандиол

 

Ответ: бутен-2.

1.Какое органическое вещество и в каком объеме (н.у.) следует пропустить через водный раствор КМп04, чтобы по­ лучить 15,5 г простейшего двухатомного спирта?

2.При обработке 11,2г алкена водным раствором КМп04 по­ лучили 18,0 г диола симметричного строения. Что это за алкен?

3.При обработке 10,5 г алкена водным раствором КМп04 получили 15,2 г диола. При реакции этого спирта с избыт­ ком натрия выделяется 4,48 дм3 (н.у.) газа. Определите стро­ ение спирта и его выход в первой реакции.

4.Вещество, полученное присоединением 6,72 дм3 (н.у.) хлора к алкену, в водном растворе щелочи превращается в насыщенный двухатомный спирт массой 22,8 г. Определите формулу алкена.

5.При пропускании 3,78 г смеси этена и пропена через избыток водного раствора КМп04 была получена смесь спир­ тов, которая после полного удаления воды с избытком калия образует 2,69 дм3 газа (н.у.). Определите суммарную массу полученных алкоголятов.

6.Соединение химическим количеством 0,2 моль при ре­ акции с избытком натрия выделяет 4,48 дм3 (н. у.) водорода. Это же соединение массой 6,20 г при взаимодействии

сравным химическим количеством НС1 образует 8,05 г орга­ нического вещества, содержащего 1 атом кислорода на 1 атом хлора. Что это за вещество?

7.При добавлении избытка натрия к 21,82 г смеси метано­ ла, этанола и глицерина выделилось 7,178 дм3 (н.у.) водорода.

462

§ 40. Многоатомные насыщенные спирты

Из такого же количества исходной смеси, используя H N 03, можно получить 27,24 г вещества, являющегося основой ди­ намита. Определите массы веществ в исходной смеси.

8.Газ, полученный при взаимодействии избытка этиленгликоля с 2,3 г натрия, прореагировал с 4,48 дм3 (н.у.) оксида углерода (II) в присутствии катализатора. Определите массу полученного в последней реакции спирта.

9.При взаимодействии 31 г насыщенного двухатомного спирта с избытком натрия выделилось 11,2 дм3 (н.у.) газа. Что это за спирт?

10.При взаимодействии 0,2 моль спирта с избытком на­ трия выделилось 4,48 дм3 (н.у.) газа. При сгорании 6,2 г спирта получено 8,8 г С 02. Определите формулу спирта.

11.При взаимодействии 0,2 моль спирта с избытком на­ трия выделилось 6,72 дм3 (н.у.) Н2, а при сгорании 9,2 г этого спирта образовалось 13,2 г С 02. Что это за спирт?

12.Смесь равных химических количеств этанола и глице­ рина полностью прореагировала с натрием. Выделившегося водорода хватает для гидрирования 14 дм3 (н.у.) смеси этиле­ на с бутадиеном-1,3, в котором объемная доля этилена 80 %. Найдите массы спиртов в исходной смеси.

Ответы

1.5,6 дм3 СН4. 2. Бутен-2. 3. Пропандиол-1,2; 80 %. 4. С3Н6. 5. 17,0 г.

6.Этиленгликоль. 7. 11,04 г глицерина; 5,98 г этанола; 4,8 г метанола. 8. 0,8 г.

9.Этиленгликоль. 10. С2Н4(ОН)2. 11. Глицерин. 12. 17,25 г С2Н5ОН и 34,5 г глицерина.

Особенности химических свойств фенола и способов его получения рассмотрим на примере следующей цепочки хи­ мических превращений.

ПРИМЕР 41-1. Осуществите химические превращения согласно схемам реакции:

1-хлорпропан —L—» гексан —L_> циклогексан —!_»

—!_). бензол —1_» фенол —1_> фенолят калия — фенол

I!—+ 2,4,6-трихлорфенол.

Решение 1. Проводим реакцию Вюрца:

2СН3СН2СН2С1 + 2Na —^

1-хлорпропан

—^ 2СН3СН2СН2СН2СН2СН3 + 2NaCl.

гексан

2. При дегидроциклизации гексана образуется циклогексан:

 

 

СН2

щ

с /

\ с н 2

СН3(СН2)4СН3 л«г. > н2 +

I

I

Н2С \ ^ С Н 2

сн2

циклогексан

464

 

 

§ 41. Фенол

3. Дегидрированием циклогексана получаем бензол:

 

СН2

 

сн

н 2с / \ с н 2

н с ^ \ с н

I

I

зн2+

|

Н2С \ ^ С Н 2

н

с ^ / с н

 

сн,

 

 

сн

бензол

4. Из бензола фенол можно получить тремя способами:

способ 1

а)

j| +С12

> ( ^ |

+НС 1’

 

 

 

хлорбензол

 

 

С1

 

 

 

 

б)

+ NaOH

' • р'кат-

>

 

+ NaCl.

ч

^

 

 

Ч ^

 

 

 

способ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

СН,

 

 

 

 

 

СН

а)

+ CHj— СН = СН2

HV°

>

СН3;

 

пропен

 

 

изопропилбензол (кумол)

 

 

 

 

сн3

 

 

.С Н ,

 

 

I

 

 

СН

 

 

-

о - о - н

б)

сн з + Ол

 

и

сн,

 

 

 

 

 

гидропероксид кумола

S41. Фенол

465

СН,

в)

I I

 

СН,

он

h,_so4

HjSO,

+сн 3- с - сн 3.

Ч Ч

 

о

 

ацетон

 

способ 3

 

ОН

I] +н202

+н2о.

5. Подобно спиртам, фенол реагирует с активными метал­ лами; в отличие от спиртов фенол реагирует с водными ра­ створами щелочей:

 

 

.ONa

U

+ NaOH Hz° >

+н2о

 

Ч / '

фенолят натрия

или

^

^ О Н

ONa

 

+ 2Na

+ н Л

ч

ч

ч ч

6. Фенол —слабая кислота (слабее угольной) и легко вы­ тесняется из фенолятов минеральными кислотами:

466

§ 41. Фенол

r^ \ / O N a

 

+ H20 + С02

+ NaHC03.

Ч У

Ч У

7. Фенол легко бромируется и хлорируется водными ра­ створами брома или хлора; замещению подвергаются атомы водорода в положениях 2, 4, 6 бензольного кольца:

 

С1

 

ОН

+ 3CL, Н2<> >

+ НС1.

2,4,6-трихлорфенол

Осуществите химические превращения согласно схемам:

1.

Ацетат натрия

метан

ацетилен -> хлорбензол ->

фенолят натрия -> фенол.

 

 

 

 

 

2.

Карбид кальция -* этин ->• бензол

кумол -> фенол

-» 2,4,6-трибромфенол.

 

 

 

 

 

3.

Этанол

этилен -»•

ацетилен -*

бромбензол -»•

-»• фенол -* пикриновая кислота.

 

 

 

 

4.

Пропан

гексан -э бензол -> фенол -> фенолят калия

->2,4,6-трибромфенол.

 

 

 

 

 

5.

Гексан

циклогексан -» бензол -> фенол -э фенолят

натрия -э гидрокарбонат натрия.

 

 

 

 

6.

Бензол —*Bf2 /Fe

+ NaOH (Н2 0 , >0, р)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ NaOH (Н2 0 )

+ НС1

+3 моль Н2 / Ni, Г°

...

С

Na

+ со2 + н2о

+1 моль НСНО

-> ...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Циклогексан

 

)

+ кон (спирт)

)

 

/ , кат.

> ..

+ СН3СН = СН2 /н +

...

+ 0 2, кат.

-2 м о л ь Н 2

+H2 S 0 4 (50 %) . . .

Я 41. Фенол_______________________________________________________ 467

8. Бензол

+ C l,/F e

+ 2

моль NaOH (t° ,p )

ч

+НС1 .

 

->

...-------------------- 1—

 

...---------- > ...

+ HNO^ / H2 S 04

^

+ Na2 CQ3

)

 

 

Расчетные задачи

ПРИМЕР 41-2. Раствор фенола в воде массой 20 г нейтрали­ зовали раствором КОН объемом 6,25 см3 (плотность 1,4 г/см3) с массовой долей щелочи 40 %. Какая масса бромной воды с массовой долей брома 2 % может прореагировать с такой же массой раствора фенола в воде?

Решение Записываем уравнения реакций и проводим расчеты:

х

0,0625 моль

 

С6Н5ОН + КОН -* С6Н5ОК + Н20;

(41-1)

1 моль

1 моль

 

0,0625 моль

у

 

С6Н5ОН +ЗВг2 -> С6Н2Вг3ОН>1 + ЗНВг.

(41-2)

1 МОЛЬ

3 м о л ь

 

М(КОН) = 56 г/моль; М(Вг2) = 160 г/моль;

 

т(р-ра КОН) = К(р-ра КОН) р = 6,25-1,4 = 8,75 (г);

т(КОН) = /я(р-ра КОН) • w(KOH) = 8,75 • 0,4 = 3,5 (г);

я(КОН) = W(K0H.I = — = 0,0625 (моль).

7 М(КОН)

56

Из уравнения (41-1) следует:

 

х = я(СбН5ОН) = °,0бр

-- = 0,0625 (моль).

Из уравнения (41-2) следует:

 

у = я(Вг2) = °’06125’3 = 0,1875 (моль).

Находим:

m(Br2) = я(Вг2) М{Вг2) = 0,1875 • 160 = 30 (г);

468

§ 41. Фенол

т{р-ра Вг2) =

= ~ ~ = 1500 (г).

 

w(Br2) 0,02

Ответ: т(р-ра Вг2) = 1500 г.

1.Имеется смесь этанола и фенола. К одной половине смеси добавили избыток натрия и получили 672 см3 (н.у.) во­ дорода, а к другой прилили избыток бромной воды и полу­ чили 6,62 г осадка. Определите массовые доли веществ в ис­ ходной смеси.

2.Для нейтрализации смеси этанола и фенола нужно 25 см3 раствора КОН (w = 40 %, р = 1,4 г/см3). При обработке исход­ ной смеси избытком натрия получено в,12 дм3 газа (н.у.). Опре­ делите массовые доли компонентов в исходной смеси.

3.На нейтрализацию 50 г спиртового раствора фенола затрачено 98 см3 раствора NaOH (w = 2,25 %, р = 1,02 г/см3).

Чему равна массовая доля фенола в смеси?

4.При добавлении избытка бромной воды к 6,48 г раство­ ра фенола в этаноле образовалось 6,62 г осадка. Какая масса натрия может прореагировать с исходным раствором?

5.Какой объем раствора фенола в бензоле с ^(фенола) = 9,4 % (р = 0,9 г/см3) должен прореагировать с натрием, чтобы по­ лученного водорода хватило на полное гидрирование 1,12 дм3 (н.у.) ацетилена?

6.Бензольный раствор фенола массой 20 г обработали из­ бытком водного раствора КОН, после чего водный слой отде­ лили. При обработке оставшегося вещества бромом в присут­ ствии катализатора получили 15,7 г монобромида с выходом 50 %. Найдите массы фенола и бензола в исходной смеси.

7.Смесь гомолога бензола и фенола общей массой 14 г обработали бромной водой, выпало 33,1 г осадка. Установи­ те гомолог бензола, если в смеси его химическое количество равно 0,05 моль.

8.Смесь фенола и гомолога бензола общей массой 14,7 г обработали избытком бромной воды и получили 33,1 г осадка.

к 41. Фенол

469

Мольное отношение фенола к гомологу равно 2:1. Опреде­ лите формулу гомолога бензола.

9.Вколбе смешали 4,7 г фенола и 150г раствора с w(NaOH) =

=4 % в воде. Найдите массу раствора с w(HCl) = 36,5 %, ко­ торая потребуется для реакции с содержимым колбы.

10.При 15 °С в 100 г воды растворяется 8,20 г фенола. Ка­ кой объем водорода (н.у.) выделится при обработке 50,0 г на­ сыщенного раствора фенола избытком натрия?

11.При действии на бензольный раствор фенола избытка бромной воды выпало 99,3 г осадка, а при сгорании такой же массы исходной смеси выделилось 67,2 дм3 газа (н.у.). Най­ дите массовую долю фенола в исходной смеси.

12.Из 135 г хлорбензола в две стадии получили 153,9 г пикриновой кислоты. Определите выход продукта на второй стадии, если на первой он равен 80 %.

13.Смесь стирола и фенола может присоединить 1,8 г Н20

ивступить в реакцию с 64,0 г раствора с w(NaOH) = 12,5 %. Вычислите массы веществ в исходной смеси.

14.Фенол массой 28,2 г нагрели с избытком формальде­ гида в присутствии кислоты и получили воду массой 5,116 г. Определите среднюю молярную массу полученного полиме­ ра, считая, что реакция поликонденсации протекает только линейно и весь фенол прореагировал.

15.Через 50 г раствора фенолята натрия пропустили избы­ ток С 02. Сухой остаток, полученный после удаления воды, обработали смесью хлороводородной и бромоводородной кислот, при этом выделился газ объемом (н.у.) 193 см3. Вычис­ лите массовую долю фенолята натрия в исходном растворе.

Ответы

1. 49,5 % С2Н5ОН; 50,5 % С6Н,ОН. 2. 40,6 % этанол; 59,4 % фенол. 3-10,6 %. 4.2,76 г. 5.222 см3. 6.4,4 г фенола и 15,6 г бензола. 7. С,Н8 (толуол). 8- С8Н10. 9. 15 г. 10. 29,2 дм3. 11. 64,4 %. 12. 70 %. 13. 18,8 г фенола; 10,4 г стирола. 14.2002 г/моль. 15.2,00 %.

Соседние файлы в предмете Химия в школе