Справочники / Репетитор по химии - Белов Н.В

Реакция алкинов с бромной водой — качественная реакция на алкины. Бромная вода обесцвечивается.

3. Присоединение галогеноводородов (гидрогалогенирование)

На I ступени образуются моногалогеналкены, на II — дигалогеналканы:

4. Присоединение воды (гидратация)

Ацетилен образует альдегид, его гомологи — кетоны (реакция М. Г. Кучерова):

II.Реакции окисления

1.Горение (полное окисление)

530

2. Неполное окисление (под действием окислителей типа

КMnO4 , K2Cr2O7 )

При действии сильных окислителей (КMnО4 в нейтральной среде, К2Cr2О7 в кислой среде) алкины окисляются с разрывом молекулы по тройной связи (кроме ацетилена). Конечным про-

дуктом реакции являются карбоновые кислоты:

O

CH3—C C—CH3 + 3[О] + Н2О 2СН3—С

Этандиовая (щавелевая) кислота

Реакция с КMnO4 является качественной реакцией на алкины. Раствор КMnО4 обесцвечивается.

III. Реакции полимеризации

Алкины могут образовывать линейные димеры, тримеры и полимеры, циклические тримеры.

Линейная полимеризация ацетилена происходит в присутствии солей Cu+ (Ньюленд):

Циклотримеризация алкинов приводит к бензолу и другим ароматическим УВ (Н. Д. Зелинский, Б. А. Казанский):

531

IV. Реакции замещения атомов «Н», связанных с sp-гиб- ридизованными атомами углерода

Атомы водорода, связанные с sp-гибридизованными атомами углерода в молекулах алкинов, обладают значительной подвижностью, что объясняется поляризацией связи С—Н. В связи с этим данные атомы водорода могут замешаться атомами металлов, в результате чего образуются ацетилениды.

Способность к таким реакциям отличает алкины от других непредельных углеводородов.

NH3 (жидкий)

2НС СН + 2Na —————— 2НС CNa + Н2

Ацетиленид натрия

NH4OH

СН3—С СН + CuCl ———— СН3—С CCu + НCl

Метилацетиленид меди (I)

NH4OH

СH СН + Ag2O ———— AgС CAg + Н2O

Ацетиленид серебра (I) (дизамещенный)

Получение алкинов

Ацетилен

1. В промышленности Термическое разложение природного газа или УВ нефти:

1000 °C

2СН4 ———— СН CH + 3Н2

1200 °C

С2Н6 ———— C2H2 + 3Н2 2. В лаборатории

Гидролиз карбида кальция (реакция впервые осуществлена немецким химиком Ф. Велером):

СаС2 + 2Н2О Са(ОН)2 + С2Н2

532

Гомологи ацетилена

Дегидрогалогенирование дигалогеналканов (—2ННаl) действием спиртового раствора щелочи или твердой щелочи при нагревании:

Применение ацетилена

Вопросы для контроля

1.Какие углеводороды называются алкинами? Какова общая формула гомологического ряда алкинов?

2.Напишите молекулярные формулы и названия первых четырех членов гомологического ряда алкинов.

3.Укажите тип гибридизации орбиталей атомов углерода, связанных тройной связью.

4.Какие типы изомерии характерны для алкинов? Возможна ли для алкинов цис-транс-изомерия? Напишите структурные формулы изомеров пентина и назовите их по международной номенклатуре.

5.Какой тип реакций характерен для алкинов? Почему?

6.Напишите уравнения реакций присоединения, характерных для пропина.

533

7.Какие реакции являются качественными реакциями на алкины? Напишите уравнения этих реакций.

8.Напишите уравнения реакций димеризации и циклической тримеризации пропина.

9.С помощью каких реакций можно отличить ацетилен от этилена? Напишите уравнения этих реакций.

10.Напишите уравнения реакций получения ацетилена.

11.Для получения каких продуктов используется ацетилен?

Задачи и упражнения для самостоятельной работы

1. Назовите следующие углеводороды по международной номенклатуре:

д) CH3–C–C| C–CH–СН3

СН3 Укажите, какие из этих веществ изомерны между собой.

2.Напишите структурные формулы следующих углеводородов:

а) 4-метилпентин-2; б) 2,5-диметилгексин-3; в) 3,4-диметилпентин-1; г) 2,2,5-триметилгексин-3; д) 2,7-диметил-3-этилоктин-4; е) 3,3-диме- тилбутин-1. Укажите, какие из этих веществ изомерны между собой.

3.Напишите структурные формулы углеводородов с молекулярной формулой С6Н10 и назовите их по международной номенклатуре.

4.Напишите структурные формулы всех ацетиленовых УВ с молеку-

лярной формулой С7Н12, главная цепь которых состоит из пяти углеродных атомов, и назовите их по международной номенклатуре.

5.Напишите структурные формулы всех алкинов, образующих при гидрировании 2,2-диметилгексан.

6.Напишите уравнения реакций следующих превращений:

а) СН3–СН2–СН=СН2 СН3–СН2–C СН

б) СН3–С––С=СН| 2 СН3–С–С| СН

534

в) СН3–СН2–СН2–СН2–СН2ОН СН3–СН2–С С–СН3 г) СН3–СН2–С СН СН3–С С–СН3 д) 1-бром-4-метилпентан 4-метилпентин-2 Назовите все вещества.

(Превращения в, г, д осуществляются в несколько стадий.) 7. Напишите уравнения реакций следующих превращений:

Br

| спирт

а) СН3–СН2–С–СН3 + КОН ——

|избыток

Назовите все вещества.

8.Напишите уравнения всех возможных реакций получения бутина-2.

9.Напишите уравнение реакции получения 3-метилпентина-1 любым

способом и напишите для него уравнения реакций: а) с водой (реакция Кучерова); б) с аммиачным раствором оксида серебра (I).

10.Напишите уравнение реакции получения 3-метилбутина-1 из соответствующего дигалогеналкана. Напишите для алкина уравнения реакций: а) с избытком бромоводорода НBr; б) с аммиачным раствором хлорида меди (I).

11.Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно отличить гексин-1 от гексина-2.

12.Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно отличить пентан от пентена-1 и пентина-1.

13.При пропускании смеси этана и ацетилена через склянку с бромной водой масса содержимого склянки увеличилась на 1,3 г, а при полном сгорании такого же количества смеси углеводородов выделилось 14 л оксида углерода (IV). Каков объем исходной смеси газов (н. у.)?

535

14.Определите структурную формулу углеводорода, массовая доля углерода в котором составляет 88,9 %. Известно, что углеводород взаимодействует с аммиачным раствором оксида серебра. Плотность паров углеводорода по воздуху составляет 1,862.

15.Сколько граммов брома может присоединить 5 л смеси этилена, ацетилена и метана с объемной долей этилена 44,8 % и объемной долей метана 32,8 %? Чему равна плотность данной смеси газов (н. у.)?

Тест № 16 по теме: «Предельные и непредельные углеводороды»

(Число правильных ответов — 15)

Вариант I

1.Какие из следующих веществ являются алкенами или циклоалканами?

536

4.Найдите среди приведенных структурных формул формулы 2-метил-4-этилгексана:

5.Укажите среди приведенных превращений реакции присоединения:

6.Укажите реагенты, с которыми взаимодействуют этиленовые углеводороды:

7.Какие из перечисленных реагентов и условий и в какой последовательности нужно использовать, чтобы осуществить следующие превращения:

537

СН3—СН2—СН=СН2 СН3—СН2—СНBr—СН2Br

СН3—СН2—C СН CH3—CH2—C CAg?

.А Ag .Б Zn .В Br2 .Г КОН .Д Ag2O + NH4OH

(изб., спирт. р-р), t°

Вариант II

1.Какие из следующих веществ являются предельными углеводородами?

4.Найдите среди приведенных структурных формул формулу 4,5-диметил-4-этилгексена-2:

.Б Н2С=СН—СН—С—СН2—СН3

||

С2Н5 СН3

538

СН| 3

.В СН3—СН=С—СН2—С—СН3

| |

С2Н5 СН3

СН3 СН3

| |

.Г Н3С—СН=СH—С—–СH—СН3

|

С2Н5

СН| 3 СН|| 2

.Д CH3—CH—C—CH2—CH3

5.Укажите среди приведенных превращений примеры получения гомологов метана по реакции Вюрца:

CH3—CH2—CH2—CH3 + 2NaBr

6. Какие из перечисленных реагентов и условий и в какой последовательности нужно использовать, чтобы осуществить следующие превращения:

CH3COONa СН4 С2Н2 СНСl=СНСl?

7.Какие из указанных реагентов используют, чтобы отличить алкан от алкина?

§9.8. Ароматические углеводороды

•Ароматические УВ (арены) — это УВ, молекулы которых содержат одно или несколько бензольных колец.

Примеры ароматических УВ:

539