3. Изомерия положения функциональной группы.

Молекулярной формуле C₃H₇OH в зависимости от положения гидроксильной группы в молекуле соответствуют два вещества:

CH₃ – CH₂ – CH₂ – OH

1-пропанол 2-пропанол

4. Межклассовая изомерия.

Алкены изомерны циклоалканам. Например, формуле С₄Н₈ соответствуют алкены и циклоалканы:

Алкины изомерны алкадиенам: СН≡С-СН₂-СН₃ бутин-1 (С₄Н₆)

СН₂=СН-СН=СН₂ бутадиен-1,3 (С₄Н₆)

Билет 9.

1.

Металлы, их положение в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, строение их атомов, металлическая связь. Общие химические свойства металлов.

Металлы – элементы, имеющие мало валентных электронов (1, 2, 3) и отдающие их для завершения энергетического уровня. Металлы – восстановители, образуют положительно заряженные ионы.

Металлическая связь образуется во всех металлах. Это связь, которую осуществляют относительно свободные электроны с положительными ионами металлов в кристаллической решётке. Атомы металла легко отдают валентные электроны и превращаются в положительные ионы (катионы). Относительно свободные электроны перемещаются между положительными ионами металла и как бы цементируют их в кристаллической решётке.

Металлическая связь обусловливает характерные физические свойства металлов: непрозрачность, высокую тепло- и электропроводность, ковкость, пластичность.

Химические свойства металлов.

• Взаимодействие с неметаллами:

2Na+Cl₂→2NaCl

2Mg+O₂→2MgO

• Взаимодействие с водой:

2Na+2H₂O→2NaOH+H₂

Mg+2H₂O→Mg(OH)₂+H₂

С водой с образованием основания и водорода взаимодействуют только активные металлы (стоящие в ряду напряжений до алюминия).

• Взаимодействие с кислотами:

2Na+H₂SO₄→2Na₂SO₄+H₂

Mg+2HCl→MgCl₂+H₂

Водород из кислот вытесняют металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода.

• Взаимодействие с растворами солей

Zn+CuSO₄ →Cu+ZnSO₄

Fe+2AgNO₃→2Ag+Fe(NO₃)₂

Более активный металл (стоящий в ряду напряжений левее) вытесняет менее активный металл из раствора его соли.

2.

Природный газ и его практическое использование.

Природный газ относится к полезным ископаемым. Часто является попутным газом при добыче нефти. Природный газ в земных недрах находится в газообразном состоянии — в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде.

Химический состав

Основную часть природного газа составляет метан (CH₄) — до 98 %. В состав природного газа могут также входить более тяжёлые углеводороды — гомологи метана: этан (C₂H₆), пропан (C₃H₈), бутан (C₄H₁₀); чем выше молекулярная масса углеводорода, тем меньше его в природном газе.

Чистый природный газ не имеет цвета и запаха, ядовит. Чтобы можно было определить утечку по запаху, в газ добавляют небольшое количество веществ, имеющих сильный неприятный запах.

К природному газу относится и попутный нефтяной газ, который находится над нефтью и растворён в ней. Он отличается от природного газа меньшим содержанием метана и увеличением количества этана, пропана, бутана, пентана, гексана. Смесь пропана и бутана используют как топливо в быту. Смесь пентана и гексана – газовый бензин – добавляют к бензину для облегчения запуска двигателя.

Применение

Природный газ широко применяется как энергетически эффективное и дешёвое топливо в быту, как топливо для машин, котельных, ТЭЦ, заводах и др. При сгорании его образуется значительно меньшее количество вредных веществ по сравнению с другими видами топлива. Сейчас он используется в химической промышленности как исходное сырьё для получения различных органических веществ, например пластмасс.

Основные процессы переработки газа можно выразить уравнениями:

СН₄→С (сажа)+Н₂

2СН₄→С₂Н₂ (ацетилен)+3Н₂

С₂Н₆→С₂Н₄ (этилен)+Н₂

2СН₄+О₂→2СО+4Н₂→2СН₃ОН (метанол)

синтез-газ

Билет 10.

1.

Неметаллы, их положение в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, строение их атомов.

Неметаллы в периодической системе расположены в правой верхней части, справа от диагонали «бор – астат». Это элементы главных подгрупп III, IV, V, VI, VII и VIII групп. К неметаллам относятся: бор, углерод, кремний, азот, фосфор, мышьяк, кислород, сера, селен, теллур, водород, фтор, хлор, бром, йод, астат. К неметаллам также относятся благородные газы: гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон.

На внешнем электронном слое у атомов неметаллов находится большое число электронов – от 4 до 8, поэтому для атомов неметаллов более характерной является способность присоединять электроны для завершения электронного слоя. В периодах неметаллические свойства увеличиваются слева направо, в группах – уменьшаются сверху вниз. Самый неметаллический элемент – фтор. Неметаллы – окислители. Благородные газы имеют завершённый электронный слой и соединений почти не имеют.

2.

Нефть и её практическое использование.

Физические свойства нефти

Нефть — жидкость от светло-коричневого (почти бесцветная) до тёмно-бурого (почти чёрного) цвета с характерным запахом. Она немного легче воды и практически в ней не растворяется, растворима в органических растворителях. Нефть – смесь различных углеводородов, у неё нет определённой температуры кипения. Нефть — легко воспламеняющаяся жидкость.

Химический состав нефти

Нефть представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть — жидкие углеводороды (80—90 % по массе). В зависимости от месторождения нефть имеет различный состав.

В основном в нефти представлены алканы и циклоалканы, в меньшей степени — ароматические углеводороды.

Применение

Сырая нефть непосредственно почти не применяется. Для получения из неё технически ценных продуктов, главным образом моторных топлив, растворителей, сырья для химической промышленности, её подвергают переработке. Вначале из неё удаляют растворённые газообразные углеводороды. Затем нефть нагревают. Первыми переходят в парообразное состояние углеводороды с небольшим числом атомов углерода в молекуле, имеющие относительно низкую температуру кипения. С повышением температуры смеси перегоняются углеводороды с более высокой температурой кипения. Таким образом можно собрать отдельные смеси (фракции) нефти. Основные фракции нефти следующие:

1.Газолиновая фракция, собираемая от 40 до 200°С, содержит углеводороды от С₅Н₁₂ до С₁₁Н₂₄. При дальнейшей перегонке выделенной фракции получают: газолин (40-70°С), бензин (70-120°С) авиационный, автомобильный и т.д.

2.Лигроиновая фракция, собираемая от 150 до 250°С, содержит углеводороды от С₈Н₁₈ до С₁₄Н₃₀. Лигроин применяется как горючее для тракторов.

3.Керосиновая фракция, собираемая от 180 до 300°С, содержит углеводороды от С₁₂Н₂₆ до С₁₈Н₃₈. Керосин используется в качестве горючего для тракторов, реактивных самолётов и ракет.

4.Газойль – дизельное топливо (выше 275°С)

5.Остаток после перегонки нефти – мазут – содержит углеводороды С₁₉Н₄₀ – С₅₃Н₁₀₈. Мазут также разделяют на фракции: соляровые масла – дизельное топливо, смазочные масла, вазелин (основа для косметических средств и лекарств). Из некоторых сортов нефти получают парафин (для производства свечей, спичек). После отгонки остаётся гудрон, который применяют в дорожном строительстве.

Главный недостаток перегонки нефти – малый выход бензина (не более20%).

Крекинг нефтепродуктов.

Крекингом называется процесс расщепления углеводородов, содержащихся в нефти, в результате которого образуются углеводороды с меньшим числом атомов углерода в молекуле.

С помощью крекинга выход бензина из нефти можно значительно увеличить до 70%.

Процесс крекинга можно выразить уравнениями:

С₁₆Н₃₄ → С₈Н₁₈ + С₈Н₁₆

октан октен

С₈Н₁₈ → С₄Н₁₀ + С₄Н₈

бутан бутен

С₄Н₁₀ → С₂Н₆ + С₂Н₄

этан этен

Различают два основных вида крекинга: термический (протекающий при высокой температуре) и каталитический (протекающий при более низкой температуре в присутствии катализаторов).

Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом балансе: доля её в общем потреблении энергоресурсов составляет 48 %. В перспективе эта доля будет уменьшаться вследствие возрастания применения атомной и иных видов энергии, а также увеличения стоимости и уменьшения добычи.

Экология

В экологическом отношении природный газ является самым чистым видом минерального топлива. Однако сжигание человечеством огромного количества различных видов топлива, в том числе природного газа, за последние полвека привело к заметному увеличению содержания углекислого газа в атмосфере, который является, как и метан, парниковым газом. Большинство ученых именно это обстоятельство считают причиной наблюдающегося в настоящее время потепления климата.

Нефть, попадая в воду, образует на её поверхности тончайшие плёнки толщиной в микрон, которые не пропускают воздух. Это наносит водоёмам существенный урон: нарушается биологическое равновесие, страдают водные растения, животные, гибнут птиц

Билет 11.

1.

Классификация химических реакций в неорганической и органической химии.

Химические реакции можно классифицировать по следующим признакам:

• По изменению степени окисления.

Процессы, в результате которых происходит изменение степени окисления, называют окислительно-восстановительными реакциями.

2Fe^о + Cl₂^о → 2Fe⁺³Cl₃^-1