Органическая химия. Химия кислородсодержащих соединений. Учебное пособие
.pdfВариант 3
Задача 1
Электролизом Кольбе из 2,2-диметилбутановой кислоты было получено соединение (А). Напишите структурные формулы всех продуктов монобромирования этого соединения. Назовите полученные соединения по номенклатуре ИЮПАК. Рассчитайте процентный состав смеси, содержащей монобромпроизводные, исходя из того, что при 300 °С соотношение скоростей хлорирования первичного, вторичного и третичного атома углерода составляет 1 : 32 : 1600. Какие из бромсодержащих соединений обладают оптической изомерией? Для оптически активных соединений нарисуйте проекции Фишера.
Задача 2
Не заглядывая в таблицу, расположите следующие углеводороды в порядке уменьшения температуры кипения: а) 2,2-диметилпентан; б) 2-изопропилпентан; в) 2,2-диметилгептан; г) 2,3-диметилгексан; д) 2,2-диэтилбутан. Напишите структурные формулы.
Задача 3
При сжигании углеводорода образуется 1.344 л углекислого газа (н.у.) и 1.08 г воды. Определите молекулярную формулу данного соединения, если известно, что его плотность относительно оксида углерода(II) газа равна двум. Напишите все структурные изомеры данного соединения и его межклассовые изомеры. Подействуйте на них: а) водородом в присутствии катализатора; б) бромом; в) хлористым водородом. Напишите формулы и назовите продукты реакций.
Задача 4
Этиленовый углеводород массой 7.0 г присоединяет 1.6 л (н.у.) водорода. Определите молярную массу и строение этого углеводорода, если известно, что он является цис-изомером. Предложите способы превращения цис-изомера в транс-изомер.
Задача 5
Исходя из 4-метилпентена-1 получите метилизопропилацетилен.
61
Задача 2.6
Какое соединение получится в результате следующих превращений:
|
|
|
|
|
Br , 300 oC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
B |
|
|
|
|||
CH2-CHBr Na |
A |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
CH2-CHBr |
|
|
Br2, H2O |
|
|
KOH/C2H5OH |
|
|||
|
|
|
|
|
|
C |
D |
2 |
E |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
HBr |
|
KOH/C H OH |
|
Br2 |
|
A |
B |
2 |
5 |
C |
D |
|
|
||||
Задача 7
Напишите реакцию взаимодействия циклопропана и циклогептана с хлором. Укажите условия их протекания. Объясните образование данных продуктов с точки зрения теории Байера, Сакса и Морра.
Задание 3. АРОМАТИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ И ФЕНОЛЫ
Вариант 1
Задача 1
Предложите схему синтеза получения из угля и любых неорганических соединений бензойной кислоты. Напишите уравнения реакций и назовите все соединения по номенклатуре ИЮПАК.
Задача 2
Напишите структурные формулы промежуточных и конечных продуктов в следующих схемах:
C2H5Cl |
A |
HNO3 |
|
KMnO4 |
|
|
|
B |
|
C |
|
AlCl3 |
H2SO4 |
|
|||
|
|
T oC |
|||
62
|
|
|
|
|
|
|
H2SO4 |
|
KMnO4 |
||||||
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
B |
|
|
|
C |
||
|
|
AlCl3 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
T oC |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
CH3COCl |
|
|
[H] |
|
|
|
|
[O] |
|||||||
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
B |
|
|
|
C |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
AlCl3
Задача 3
Предложите схему синтеза получения о-гидрохинона из угля и неорганических соединений. Напишите уравнения реакций и назовите все соединения по номенклатуре ИЮПАК.
Задача 4
21.2 г смеси, состоящей из фенола и ароматического углеводорода, обработали 2.3 г натрия. В результате выделилось 1.12 л водорода. Определите молекулярную формулу ароматического углеводорода, если известно, что каждого компонента в смеси было 0.1 моля. Напишите уравнение реакции. Назовите все соединения.
Задача 5
Напишите реакцию бромирования фенола и бензойной кислоты. Назовите образующиеся продукты. Как влияют заместители в бензольном кольце? Рассмотрите механизм реакции.
Задача 6
Предложите реакции, с помощью которых можно различить бензол, стирол и фенилацетилен.
Вариант 2
Задача 1
Предложите схему синтеза бензоата натрия из этилового спирта и любых неорганических соединений. Напишите уравнения реакций и назовите все соединения по номенклатуре ИЮПАК.
Задача 2
Напишите структурные формулы промежуточных и конечных продуктов в следующих схемах:
63
|
Br |
|
|
Mg/эфир |
|
|
CH3CHO |
|
|
|
|
|
H2O/H+ |
|
|
|
[O] |
|
||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
E |
||||
|
FeBr3 |
A |
|
|
|
|
|
|
B эфир |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
CH2 = CH2 |
|
|
Br |
|
|
KOH/C H OH |
|
|
|
|
Br2 |
KOH/C H OH |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
A |
|
2 |
|
B |
2 |
|
|
5 |
|
C |
|
D |
|
|
2 |
5 |
|
|
E |
|||||||||
|
AlCl3 |
|
|
T |
oC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
Mg/эфир |
|
|
|
|
CO |
|
|
|
|
|
H2O/H+ |
|
|
|
|
Br2 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
2 |
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
эфир |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
FeBr3 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Задача 3
Смесь, состоящую из фенола и ароматического углеводорода, в количестве 14 г обработали бромной водой. В результате образовалось 33.1 г осадка (растворимостью пренебречь). Определите молекулярную формулу ароматического углеводорода, если известно, что в смеси его было 0.05 моль. Напишите уравнение реакции. Назовите все соединения.
Задача 4
Предложите схему синтеза пара-гидрохинона из метана и неорганических соединений. Напишите уравнения реакций и назовите все соединения по номенклатуре ИЮПАК.
Задача 5
Пара-нитрофенол и орто-нитрофенол являются более сильными кислотами, чем фенол. Объясните, почему изменились кислотные свойства нитрофенолов?
Задача 6
Предложите реакции, с помощью которых можно различить бензол, толуол и фенол.
Вариант 3
Задача 1
Предложите схему синтеза бензойной кислоты из пропиноата натрия и любых неорганических соединений. Напишите уравнения реакций и назовите все соединения по номенклатуре ИЮПАК.
64
Задача 2
Напишите структурные формулы промежуточных и конечных продуктов в следующих схемах:
CaC2 |
2 H2O |
|
|
2 NaNH2/NH3 |
|
|
|
2 CH3I |
HgSO4/H2SO4 |
|||||||||||||||||||||
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
D |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2O |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl2, 1 моль |
|
|
|
NaOH, H O |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
2 |
|
|
B |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Br2 |
|
|
|
C |
KMnO4 |
|
|
D |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AlBr3 |
|
H2SO4 |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
CH2CH3 |
|
Cl2, 1 моль |
|
KOH/спирт |
|
|
HBr/H2O2 |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
Br2 |
|
|
C |
|
Na |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
E |
|||||
|
|
AlBr3 |
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Задача 3
Предложите схему синтеза антрахинона из ацетилена и неорганических соединений. Напишите уравнения реакций и назовите все соединения по номенклатуре ИЮПАК.
Задача 4
Предложите реакции, с помощью которых можно различить орто- ксилол, метилциклогексан и фенол.
Задача 5
После проведения реакции неопентилового спирта в кислой среде с бензолом хроматографический метод анализа свидетельствует об образовании двух новых веществ одинакового состава, но разного строения. Объясните этот результат, назовите полученные вещества.
Задача 6
23.6 г смеси, состоящей из ароматического углеводорода и гомолога фенолята натрия, было поглащено 2.24 л углекислого газа. Определите молекулярную формулу соединений, если известно, что в смеси их было по 0.1 моля. Напишите структурные формулы соединений. Назовите соединения.
65
Задание 4. СПИРТЫ, АЛЬДЕГИДЫ, КЕТОНЫ, КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ И ЭФИРЫ
Вариант 1
Задача 1
С помощью каких реакций из пентанон-2 можно получить пентин-2? Напишите реакции и назовите все соединения, получаемые в процессе синтеза.
Задача 2
Предложите цепочку реакций, позволяющих из метана получить этиловый эфир уксусной кислоты. Напишите реакции и назовите все соединения, получаемые в процессе синтеза.
Задача 3
При гидролизе 23 г этилового спирта с каталитическим количеством концентрированного раствора серной кислоты образовалось два органических соединения. Одно из них (газообразное) может обесцветить 40 г 40 %-го раствора брома в тетрахлориде углерода. Второе соединение представляет собой легкокипящую жидкость. Какие соединения и в каком количестве получаются, если считать, что этиловый спирт прореагировал количественно (на 100 %)?
Задача 4
Объясните явление кето-енольной таутомерии на примере изомеризации ацетоуксусного эфира. Приведите реакции, подтверждающие существование каждой структурной формы.
Задача 5
Напишите структурные формулы всех промежуточных и конечных веществ в следующих синтезах:
|
|
|
|
Mg/эфир |
|
|
|
CH3CHO |
|
HCl |
|||||||
CH3CH2CHCH(CH3)2 |
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
B |
|
|
C |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Br |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Mg |
|
CO |
|
|
H |
O |
|
|
|
KOH/H2O |
|
NaOH(тв) |
||||
CH3Cl |
|
A |
2 |
|
B |
2 |
|
|
|
C |
|
|
D |
|
|
E |
|
эфир |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T oC |
|||
66
O |
SOCl |
2 |
NaOH/C2H5OH |
|
H |
O |
|||||||||||||
CH3CH2CH2-C - H |
|
A |
|
|
B |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
HgSO4/H2SO4 |
|||||||||||
Задача 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Предложите качественные реакции, |
с помощью которых можно |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|||||
показать наличие С=С и С=О связей в молекуле CH2 |
|
CH |
|
|
CH2 |
|
|
|
|
|
H . |
||||||||
|
|
|
|
C |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Вариант 2
Задача 1
Напишите структурные формулы всех промежуточных и конечных веществ в следующих синтезах:
|
|
CH CH OH |
ZnO - MgO |
A |
CH2 |
= CH2 |
B |
|
|
Br2 |
C |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
3 |
|
|
2 |
|
|
400 oC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
O |
|
PCl5 |
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
H2O |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
CH3 |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
C |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NaOH |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
NaNH2/NH3 |
|
|
|
(CH ) CBr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H O |
|
|
|
|
|
|
LiAlH4 |
|
|||||||||
HC |
|
CH |
|
|
|
|
|
|
A |
|
3 3 |
|
|
|
|
|
B |
2 |
|
|
|
|
|
C |
|
D |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
HgSO4/H2SO4
Задача 2
Предложите схему синтеза янтарной кислоты из угля и неорганических соединений. Напишите реакции и назовите все соединения, получаемые в процессе синтеза.
Задача 3
При гидролизе сложного эфира с молярной массой 130 г/моль образуется кислота «А» и спирт «Б». Определите строение эфира, если известно, что серебряная соль кислоты «А» содержит 59.66 % серебра,
67
а спирт «Б» не окисляется дихроматом натрия и легко реагирует с хлороводородной кислотой с образованием алкилхлорида.
Задача 4
Расположите перечисленные ниже соединения в порядке увеличения температуры кипения. Объясните эту зависимость. Назовите данные соединения по номенклатуре ИЮПАК:
CH3 |
|
CH2 |
|
COOH CH3 |
|
|
|
|
O |
||||
|
|
|
CH2 |
|
C |
CH3 |
|
CH2 |
|
CH2OH |
|||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
||||
Задача 5
С помощью каких реакций из изоамилового спирта и неорганических соединений можно получить метилизопропилкетон? Напишите реакции и назовите все соединения, получаемые в процессе синтеза.
Задача 6
Предложите качественные реакции, с помощью которых можно различить ацетон, этиловый спирт, глицерин и уксусную кислоту.
Вариант 3
Задача 1
Осуществите следующие превращения и назовите получаемые вещества. Укажите условия поведения реакций:
метан → ацетилен → бутан-1,4-диол → бутадиен-1,3
|
CH3CH2CH2OH |
|
|
PCl5 |
A |
HCN |
|
|
H2O |
C |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
H+ |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Cl2 |
KOH/H2O |
|
|
Cu |
[Ag(NH3)2]OH |
|
KOH/H2O |
|
NaOH(тв) |
||||||||||
CH3CH3 |
|
A |
|
|
B |
|
|
|
C |
|
|
|
|
D |
|
|
E |
|
F |
|
|
|
|
300 oC |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T oC |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 2
Предложите схему синтеза ацетата натрия из углерода, карбоната кальция и неорганических соединений. Напишите реакции и назовите все соединения, получаемые в процессе синтеза.
68
Задача 3
Органическое соединение, плотность паров которого по аргону равна 2.55, при кипячении с раствором едкого калия образует кислородсодержащее вещество, в котором массовая доля углерода равна 64.86 %, водорода – 13.51 %. При сгорании 306 мг исходного соединения образуется 660 мг углекислого газа и 270 мг воды. Какое строение вы можете предположить у исходного вещества и продукта его реакции с КОН?
Задача 4
Объясните подвижность α-водорода в соединениях, перечисленных ниже:
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
O |
|
|||
CH3 |
|
CH2 |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
H2C=CH-CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
H |
CH3 |
|
CH2 |
|
C |
|
CH3 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Назовите данные соединения по номенклатуре ИЮПАК.
Задача 5
С помощью каких реакций из этилового спирта и неорганических соединений можно получить пропанон-2? Напишите реакции и назовите все соединения, получаемые в процессе синтеза.
Задача 6
Предложите качественные реакции, с помощью которых можно различить фенол, глицерин, гептан и этанол.
РАСЧЕТНЫЕ ЗАДАНИЯ Вариант 1
Задача 1
Массовая доля азота в одноосновной аминокислоте равна 15.73 %. Установите молекулярную формулу кислоты
Задача 2
При взаимодействии 0.672 л алкена (н.у.) с хлором образуется 3.39 г его дихлорпроизводного. Определите молекулярную формулу алкена, напишите его структурную формулу. Назовите все соединения по номенклатуре ИЮПАК.
69
Задача 3
Считая, что константа скорости свободно-радикального хлорирования по первичным атомам углерода равна 1.0, вторичным – 3.3 и третичным – 4.4, рассчитайте изомерный состав при монохлорирова-
нии 2,3,4,5-тетраметилгексана.
Задача 4
Приведите структуры насыщенных углеводородов, содержащих 16.28 % водорода по массе. Назовите их по номенклатуре ИЮПАК. Выберите те из них, которые дают только по три монохлорпроизводных. Приведите структуры этих монохлорпроизводных.
Вариант 2
Задача 1
При пропускании 11.2 л смеси метана, оксида углерода(IV) и оксида углерода(II) через раствор гидроксида натрия, взятого в избытке, объем исходной смеси уменьшился на 4.48 л (н.у.). Для полного сгорания оставшейся смеси потребовалось 6.72 л (н.у.) кислорода. Определите процентный состав исходной смеси.
Задача 2
Рассчитайте эмпирические формулы соединений, если известен процентный состав (кислород непосредственно не определяется):
№ |
C |
H |
Cl |
|
п/п |
||||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1 |
85.6 |
14.4 |
– |
|
|
|
|
|
|
2 |
48.7 |
13.6 |
37.8 |
|
|
|
|
|
Задача 3
Считая, что константа скорости свободно-радикального бромирования по первичным атомам углерода равна 1.0, вторичным – 82 и третичным – 1600, рассчитайте изомерный состав при монобромировании 2,2,3,6,6-пентаметилгептана.
70