Question

1.Получите реакцией Вюрца следующие углеводороды: а) 2,3-диметилпентан; б)2-метилгексан. Изомерами каких нормальных углеводородов они являются? 2.Сколько граммов бензола может быть получено из 1 м3 ацетилена, если выход бензола составляет 28% от возможного теоретически? При каких условиях идет эта реакция? 3.Скольк граммов 2-хлорбутана потребуется для получения 148г. бутанола-2, если выход спирта составит 70% от возможного теоретически? 4.В какие реакции присоединения вступают альдегиды? Напишите уравнения трёх таких реакций для масляного альдегида. 5.Определитье выход амилопропионата ( в процентах от теоретически возможного при полной этерификации), если из 550 г пропионовой кислоты и соответствующего количества спирта образовалось 600г эфира. 6.Приведите уравнение реакции для промышленного способа получения мочевины (карбамида). Какое применение находит мочевина в народном хозяйстве? 7.Сколько килограммов инвертного сахара получатся при инверсии 100кг сахарозы? 8.Каково пищевое и техническое значение белка?

Answer 1

Объяснение:

1. а) 2,3-диметилпентан можно получить реакцией Вюрца из

2-хлорпропана и 2-хлорбутана:

H₃C - CH - Cl     +   Cl - CH - CH₂ - CH₃ + 2Na =

         CH₃                      CH₃

= H₃C - CH - CH - CH₂ - CH₃ + 2 NaCl

            CH₃  CH₃

б) 2-метилгексан можно получить из 2-хлорпропана и 1-хлорбутана:

H₃C - CH - Cl    +   Cl - CH₂ - CH₂ - CH₂ - CH₃ + 2Na

         CH₃

= H₃C - CH - CH₂ - CH₂ - CH₂ - CH₃   +   2NaCl

            CH₃

2,3-диметилпентан является изомером н-гептана

2-метилгексан также является изомером н-гептана

2. Получение бензола из ацетилена:

3 C₂H₂ = C₆H₆ (реакция идёт при нагревании до 600°С в присутствии активированного угля)

Количество вещества ацетилена:

n(C₂H₂) = 1000 л / 22,4 л/моль ≅ 44,6 моль (1 м³ = 1000 л)

Согласно коэффициентам, n(C₆H₆) = 1/3 n(C₂H₂) ≅ 14,9 моль

Однако это теоретическое количество бензола, по факту получается следующее:

n(Практ. бензола) = 14,9 * 0,28 моль = 4,172 моль

m(C₆H₆) = 4,172 моль * 78 г/моль = 325,4 г

3. Реакция 2-хлорбутана с водным раствором щёлочи:

H₃C - CH - CH₂ - CH₃  + NaOH = H₃C - CH - CH₂ - CH₃ + NaCl

         Cl                                                   OH

Найдём количество вещества бутанола-2:

n(C₄H₉OH) = 148 г / 74 г/моль = 2 моль

n(C₄H₉OH) = n(C₄H₉Cl) = 2 моль

Но так как выход спирта составляет 70%, нужно взять такое количество 2-хлорбутанола, что он даст с учётом выхода реакции 148 г спирта

n(практ. C₄H₉Cl) = 2 моль / 0,7 ≅ 2,86 моль

m(практ. C₄H₉Cl) = 2,86 моль * 92,5 г/моль = 264,55 г

4. Альдегиды могут присоединять:

Водород

Воду (в случае метаналя и этаналя)

Спирты (Образуются полуацетали)

Синильную кислоту

Примеры для масляного альдегида (бутаналя)

1. CH₃ - CH₂ - CH₂ - CHO + H₂ = CH₃ - CH₂ - CH₂ - CH₂ - OH

                                                                                               OH

2. CH₃ - CH₂ - CH₂ - CHO + C₂H₅OH =  CH₃ - CH₂ - CH₂ - CH

                                                                                               O-C₂H₅

                                                                                        CN

3. CH₃ - CH₂ - CH₂ - CHO + HCN = CH₃ - CH₂ - CH₂ - CH - OH

5. Запишем уравнение реакции получения амилопропионата:

H₃C - CH₂ - COOH + C₅H₁₁OH = H₃C - CH₂ - COOC₅H₁₁ + H₂O

Найдём количество вещества пропионовой кислоты:

n(C₂H₅COOH) = 550 г / 74 г/моль ≅ 7,43 моль

Согласно коэффициентам,

n(C₂H₅COOH) = n(C₂H₅COOC₅H₁₁) = 7,43 моль

Теоретическая масса эфира:

m(C₂H₅COOC₅H₁₁) = 7,43 моль * 144 г/моль ≅ 1070 г

Отсюда массовая доля выхода равна:

w(Выхода) = 600 г / 1070 г ≅ 0,56 = 56%

6. Промышленный способ состоит в том, что углекислый газ и аммиак смешивают под давлением и при высокой температуре и получают искомое соединение:

CO₂ + 2NH₃ = (NH₂)₂CO + H₂O

Применение мочевины:

1. Удобрение

2. Кормовые добавки

3. Синтез гербицидов

4. Органический и неорганический синтез

5. Фармацевтика

6. Нефтяная промышленность

7. Инвертированный сахар - смесь глюкозы и фрутозы, которая получается при гидролизе сахарозы

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O = C₆H₁₂O₆       +       C₆H₁₂O₆

                             Глюкоза              Фруктоза

Найдём количество вещества сахарозы:

n(C₁₂H₂₂O₁₁) = 100 кг / 342 кг/кмоль ≅ 0,2924 кмоль = 292,4 моль

Общее количество инвертированного сахара равно:

n общ = n(Глюкоза) + n(Фруктоза) = 2n(C₁₂H₂₂O₁₁) = 584,8 моль

m = 584,8 моль * 180 г/моль = 105264 ≅ 105,3 кг

8. Пищевое значение белка:

Основной строительный материал в организме. Он выполняет множество функций: отвечает за рациональное использование питательных веществ, помогает сокращаться мышцам, участвует в формировании иммунитета, регулирует синтез гормонов, восстанавливает силы, дает энергию и т.д.

Техническое значение белка:

1. Отдельные белки нашли применение в народном хозяйстве:

Белки шерсти, шелка, кожи, рогового материала

2. Изучение механизма наследственности, что способствует выведению новых пород животных и сортов растений

3. Исследование наследственных заболеваний

Answer 2

1. Реакция Вюрца: а) 2,3-диметилпентан - при реакции Вюрца алкены присоединяются к молекуле алкена через один углерод, образуя изомер. В данном случае, 2,3-диметилпентан - изомер нормального пентана. б) 2-метилгексан - при реакции Вюрца алкены также присоединяются через один углерод, и 2-метилгексан является изомером нормального гексана.

2. Синтез бензола из ацетилена: Молекулярная масса ацетилена (C2H2) равна 26 г/моль. Бензол (C6H6) образуется по уравнению: \[ 3C_2H_2 \rightarrow C_6H_6 \] Масса бензола, полученного из 1 м³ ацетилена, будет равна: \[ \text{Масса бензола} = \text{Объем ацетилена} \times \frac{\text{Масса бензола}}{\text{Масса ацетилена}} \times \text{Выход бензола} \] Подставляя значения, можно вычислить массу бензола.

3. Синтез 2-хлорбутана и бутанола-2: Уравнение реакции для получения бутанола-2 из 2-хлорбутана: \[ C_4H_9Cl \rightarrow C_4H_9OH \] Сначала найдем молекулярные массы соединений и используем уравнение реакции, чтобы вычислить количество молей бутанола-2. Затем, используя выход спирта, найдем массу 2-хлорбутана, необходимую для получения 148 г бутанола-2.

4. Присоединительные реакции альдегидов: Альдегиды могут участвовать в реакциях присоединения, таких как реакция с водой, реакция с гидразином, реакция с гидридами металлов. Для масляного альдегида (C7H6O), примеры реакций могут быть: а) Реакция с водой: \[ C_7H_6O + H_2O \rightarrow C_7H_8O_2 \] б) Реакция с гидразином: \[ C_7H_6O + N_2H_4 \rightarrow C_7H_10O + N_2 \] в) Реакция с натриевым гидридом: \[ C_7H_6O + NaH \rightarrow C_7H_8O + NaOH \]

5. Эфирообразование (этерификация): Реакция эфирообразования пропионовой кислоты с соответствующим спиртом: \[ C_2H_5COOH + C_nH_{2n+1}OH \rightarrow C_2H_5COOC_nH_{2n+1} + H_2O \] Рассчитаем мольную массу пропионовой кислоты и используем ее для вычисления теоретически возможного количества амилопропионата. Затем рассчитаем выход амилопропионата в процентах от теоретически возможного.

6. Промышленный синтез мочевины: Реакция синтеза мочевины: \[ 2NH_3 + CO_2 \rightarrow CO(NH_2)_2 + H_2O \] Мочевина используется в удобрениях и в производстве пластмасс.

7. Инверсия сахарозы: Инвертный сахар получается из сахарозы (C12H22O11) путем гидролиза. Уравнение реакции: \[ C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + C_6H_{12}O_6 \] Рассчитаем мольные массы, чтобы определить количество молекул и массу инвертного сахара.

8. Белок: Пищевое значение белка включает его роль в построении и ремонте тканей, обеспечении энергии и поддержании иммунной системы. Техническое значение белка связано с его использованием в производстве пищевых продуктов и промышленных процессах, таких как производство клея и красок.