Страница 124 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

12. Установите соответствие между учёным и его заслугами в развитии науки и производства.

УЧЁНЫЙ

А) А. М. Бутлеров

В) В. Г. Шухов

С) В. В. Марковников

ЗАСЛУГИ УЧЁНОГО

1) сформулировал правила реакции присоединения по двойной связи

2) создал научную теорию химического строения органических соединений

3) получил первый синтетический каучук реакцией полимеризации

4) разработал и осуществил первый промышленный крекинг нефтепродуктов

5) предложил рекомендации по усовершенствованию способов добычи нефти, высказал идею подземной газификации угля

А) А. М. Бутлеров

Александр Михайлович Бутлеров — великий русский химик, один из основоположников органической химии. Его главная заслуга — создание в 1861 году теории химического строения органических соединений. Эта теория стала краеугольным камнем для понимания структуры, свойств и реакционной способности органических молекул. Она постулировала, что атомы в молекулах соединены в определённой последовательности в соответствии с их валентностью, и что свойства веществ определяются не только их составом, но и порядком соединения атомов.

Ответ: 2

Б) В. Г. Шухов

Владимир Григорьевич Шухов — выдающийся русский инженер, изобретатель и учёный. Его деятельность была многогранна, но особый вклад он внёс в развитие нефтяной промышленности. В 1891 году он разработал и запатентовал первую в мире промышленную установку для термического крекинга нефти и нефтепродуктов. Этот процесс (крекинг Шухова) позволял расщеплять тяжёлые углеводороды на более лёгкие и ценные, в частности, получать бензин из мазута, что произвело революцию в нефтепереработке.

Ответ: 4

В) В. В. Марковников

Владимир Васильевич Марковников, ученик А. М. Бутлерова, был видным русским химиком. Развивая теорию химического строения, он изучал реакции присоединения к непредельным углеводородам. В 1869 году он сформулировал эмпирическое правило, которое теперь носит его имя. Правило Марковникова описывает, как происходит присоединение галогеноводородов (и других полярных молекул) к несимметричным алкенам: атом водорода присоединяется к тому атому углерода при двойной связи, который связан с бо́льшим числом атомов водорода (к наиболее гидрогенизированному атому).

Ответ: 1

Задание с развёрнутым ответом

13. Сложно найти сферу деятельности человека, где бы не применялся полимер, который получают в соответствии со схемой превращений

$CH_4 \to CH \equiv CH \to CH_2=CHCl \to (-CH_2-CHCl-)_n$

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить эти превращения. Назовите полимер, укажите области его применения.

Решение:

Уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить эти превращения

Для осуществления представленной схемы превращений необходимо последовательно провести три химические реакции:

1. Получение ацетилена (этина) из метана. Это реакция пиролиза метана, которая проводится при очень высокой температуре (около $1500^\circ C$) с последующим быстрым охлаждением продуктов:

$2CH_4 \xrightarrow{1500^\circ C} CH \equiv CH + 3H_2$

2. Получение винилхлорида (хлорэтена) из ацетилена. Это реакция гидрохлорирования, то есть присоединения хлороводорода к ацетилену. Реакция протекает в присутствии катализатора, как правило, хлорида ртути(II) на активированном угле:

$CH \equiv CH + HCl \xrightarrow{HgCl_2, t} CH_2=CHCl$

3. Получение полимера из винилхлорида. Это реакция радикальной полимеризации, в ходе которой молекулы мономера (винилхлорида) соединяются друг с другом, образуя длинную полимерную цепь. Процесс идет при определенных условиях (температура, давление) и в присутствии инициатора (катализатора):

$n CH_2=CHCl \xrightarrow{t, p, кат.} (—CH_2—CHCl—)_n$

Ответ: Уравнения реакций для данной схемы превращений: 1) $2CH_4 \xrightarrow{1500^\circ C} CH \equiv CH + 3H_2$; 2) $CH \equiv CH + HCl \xrightarrow{HgCl_2} CH_2=CHCl$; 3) $n CH_2=CHCl \xrightarrow{t, p, кат.} (—CH_2—CHCl—)_n$.

Название полимера

Полимер, имеющий формулу $(—CH_2—CHCl—)_n$, образуется в результате полимеризации мономера винилхлорида. Его общепринятое название — поливинилхлорид, а сокращенное — ПВХ.

Ответ: Поливинилхлорид (ПВХ).

Области применения полимера

Поливинилхлорид является одним из самых производимых и широко используемых в мире пластмасс. Основные области его применения:

• Строительство: оконные и дверные профили, трубы для водопровода и канализации, напольные покрытия (ПВХ-линолеум), натяжные потолки, стеновые панели (сайдинг).
• Электротехника: изоляция для электрических проводов и кабелей, так как ПВХ является хорошим диэлектриком.
• Упаковка: жесткая и гибкая пленка для упаковки продуктов и товаров, бутылки и емкости для моющих средств и косметики.
• Легкая промышленность: производство искусственной кожи (винилискожи) для изготовления одежды, обуви, обивки мебели и галантереи; клеенки.
• Медицина: контейнеры для хранения крови и растворов, медицинские трубки, катетеры, одноразовые перчатки.
• Другое: изготовление грампластинок («винил»), детских игрушек, канцелярских товаров (обложки, папки).

Ответ: Поливинилхлорид применяется в строительстве (трубы, оконные профили, линолеум), в электротехнике (изоляция кабелей), для производства упаковки (пленки, бутылки), искусственной кожи, медицинских изделий (контейнеры, катетеры) и товаров широкого потребления (грампластинки, игрушки).

1. К алканам не относится углеводород, формула которого

1) $C_5H_{12}$

2) $CH_4$

3) $C_7H_{14}$

4) $C_{20}H_{42}$

Решение

Алканы (или парафины) — это класс насыщенных ациклических углеводородов. Атомы углерода в их молекулах соединены одинарными связями, а все свободные валентности насыщены атомами водорода. Общая формула гомологического ряда алканов: $C_nH_{2n+2}$, где $n$ — целое число, равное или большее 1.

Для того чтобы определить, какой из предложенных углеводородов не относится к алканам, нужно проверить соответствие каждой молекулярной формулы этой общей формуле.

1) C₅H₁₂
В данном случае число атомов углерода $n=5$.
Проверим число атомов водорода по общей формуле: $2n+2 = 2 \cdot 5 + 2 = 12$.
Формула C₅H₁₂ соответствует общей формуле алканов. Это пентан.

2) CH₄
В данном случае число атомов углерода $n=1$.
Проверим число атомов водорода по общей формуле: $2n+2 = 2 \cdot 1 + 2 = 4$.
Формула CH₄ соответствует общей формуле алканов. Это метан.

3) C₇H₁₄
В данном случае число атомов углерода $n=7$.
Проверим число атомов водорода по общей формуле для алканов: $2n+2 = 2 \cdot 7 + 2 = 16$.
Представленная формула C₇H₁₄ имеет 14 атомов водорода, а не 16. Следовательно, это соединение не является алканом. Эта формула соответствует общей формуле алкенов ($C_nH_{2n}$) или циклоалканов ($C_nH_{2n}$). Это может быть, например, гептен или циклогептан.

4) C₂₀H₄₂
В данном случае число атомов углерода $n=20$.
Проверим число атомов водорода по общей формуле: $2n+2 = 2 \cdot 20 + 2 = 42$.
Формула C₂₀H₄₂ соответствует общей формуле алканов. Это эйкозан.

Таким образом, углеводород, который не относится к алканам, имеет формулу C₇H₁₄.

Ответ: 3) C₇H₁₄

2. К гомологам бутена-1 относится вещество, формула которого

1) $CH_3\text{—}CH=CH\text{—}CH_3$

2) $CH_3\text{—}CH_2\text{—}CH_3$

3) $CH_2=CH\text{—}CH_3$

4) $CH_2=\mathrm{C}(\mathrm{CH}_3)\mathrm{CH}_3$

Решение

Гомологи — это вещества, принадлежащие к одному классу органических соединений, имеющие сходное строение и химические свойства, но отличающиеся по составу на одну или несколько групп $-CH_2-$ (гомологическая разность).

Бутен-1, формула которого $CH_2=CH-CH_2-CH_3$, относится к гомологическому ряду алкенов. Общая формула алкенов — $C_nH_{2n}$. Для бутена-1 ($n=4$) молекулярная формула — $C_4H_8$. Его гомологи также должны быть алкенами, то есть иметь одну двойную связь и общую формулу $C_nH_{2n}$, но с другим числом атомов углерода в молекуле (т.е. $n \neq 4$).

Рассмотрим предложенные варианты:

1) $CH_3-CH=CH-CH_3$
Это бутен-2. Вещество является алкеном, его молекулярная формула — $C_4H_8$. Поскольку число атомов углерода и водорода такое же, как у бутена-1, это его структурный изомер (изомер положения двойной связи), а не гомолог.
Ответ: неверно.

2) $CH_3-CH_2-CH_3$
Это пропан. Вещество относится к классу алканов (общая формула $C_nH_{2n+2}$), а не алкенов, так как не содержит двойной связи. Следовательно, это не гомолог бутена-1.
Ответ: неверно.

3) $CH_2=CH-CH_3$
Это пропен. Вещество относится к классу алкенов, его молекулярная формула $C_3H_6$ соответствует общей формуле $C_nH_{2n}$. Пропен имеет сходное с бутеном-1 строение (является алкеном) и отличается от него на одну группу $-CH_2-$. Следовательно, пропен является гомологом бутена-1.
Ответ: верно.

4) $CH_2=C(CH_3)-CH_3$
Это 2-метилпропен (изобутилен). Вещество является алкеном, его молекулярная формула — $C_4H_8$. Так как у него такое же число атомов углерода, как у бутена-1, это его структурный изомер (изомер углеродного скелета), а не гомолог.
Ответ: неверно.