Страница 129 - 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) В. В. Марковников

В) М. В. Бутлеров

С) В. Г. Шухов

ЗАСЛУГИ УЧЁНОГО

1) предложил циклическую структурную формулу бензола

2) разработал и осуществил первый промышленный крекинг нефтепродуктов

3) сформулировал правила реакции присоединения по двойной связи

4) создал научную теорию химического строения органических соединений

А) В. В. Марковников

Владимир Васильевич Марковников — выдающийся русский химик, ученик А. М. Бутлерова. Его наиболее известным вкладом в науку является открытие закономерности в реакциях присоединения полярных молекул (например, галогеноводородов) к несимметричным алкенам. Это правило, известное как "правило Марковникова", гласит, что атом водорода присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода при двойной связи. Таким образом, он сформулировал правила реакции присоединения по двойной связи.

Ответ: 3

Б) М. В. Бутлеров

Александр Михайлович Бутлеров — русский химик, создатель теории химического строения органических соединений. В 1861 году он изложил основные положения своей теории, которая стала фундаментальной основой всей органической химии. Согласно этой теории, свойства веществ определяются не только их элементным составом, но и порядком соединения атомов в молекуле и их взаимным влиянием. Этот вклад в науку является одним из величайших в истории химии.

Ответ: 4

В) В. Г. Шухов

Владимир Григорьевич Шухов — гениальный русский инженер, изобретатель и учёный. Его деятельность была чрезвычайно разнообразна, но в области химии и промышленности он известен прежде всего как автор первого в мире промышленного процесса термического крекинга нефти. В 1891 году он запатентовал установку для непрерывной дробной перегонки нефти под давлением, что позволило значительно увеличить производство бензина и других ценных нефтепродуктов. Это изобретение произвело революцию в нефтеперерабатывающей промышленности.

Ответ: 2

Задание с развёрнутым ответом

13. Этот полимер, широко используемый в самых разных сферах деятельности человека, можно получить в соответствии со схемой превращений

$\text{C}_2\text{H}_4 \longrightarrow \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \longrightarrow \text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}=\text{CH}_2 \longrightarrow$

$\longrightarrow (-\text{CH}_2-\text{CH}=\text{CH}-\text{CH}_2-)_n$

Напишите уравнения соответствующих реакций. Укажите название полимера и области его использования.

Уравнения соответствующих реакций

1. Получение этанола путём каталитической гидратации этена (этилена). Реакция протекает при нагревании и повышенном давлении в присутствии кислотного катализатора, например, ортофосфорной кислоты:
$CH_2=CH_2 + H_2O \xrightarrow{H_3PO_4, t, p} C_2H_5OH$

2. Получение бутадиена-1,3 (дивинила) из этанола по методу С. В. Лебедева. Процесс представляет собой одновременное дегидрирование и дегидратацию этанола при пропускании его паров над смешанным оксидным катализатором ($Al_2O_3/ZnO$) при высокой температуре (400–500 °C):
$2C_2H_5OH \xrightarrow{Al_2O_3, ZnO, t} CH_2=CH-CH=CH_2 + 2H_2O + H_2$

3. Полимеризация бутадиена-1,3 с образованием полибутадиена. Это реакция 1,4-присоединения, в ходе которой образуется макромолекула каучука:
$n(CH_2=CH-CH=CH_2) \xrightarrow{катализатор, t} (-CH_2-CH=CH-CH_2-)_n$

Название полимера

Полимер, полученный в ходе указанных превращений, называется полибутадиен, или бутадиеновый каучук.

Области его использования

Полибутадиен — один из важнейших синтетических каучуков, который широко используется благодаря своей высокой эластичности, износостойкости и хорошим низкотемпературным свойствам. Основные области применения:

• Шинная промышленность: является главным потребителем полибутадиена. Он используется для производства протекторов и боковин шин легковых, грузовых автомобилей и самолётов, часто в смеси с другими видами каучуков для улучшения эксплуатационных характеристик.
• Производство ударопрочных пластиков: полибутадиен применяется в качестве эластичной добавки для модификации хрупких полимеров, в частности, для получения ударопрочного полистирола (HIPS) и АБС-пластиков (акрилонитрилбутадиенстирол).
• Резинотехнические изделия (РТИ): из него изготавливают конвейерные ленты, приводные ремни, различные шланги, уплотнители, виброизоляторы, подошвы для обуви.
• Другие сферы: производство сердечников мячей для гольфа, клеев, герметиков.

Ответ:
Уравнения реакций:
1) $C_2H_4 + H_2O \rightarrow C_2H_5OH$
2) $2C_2H_5OH \rightarrow CH_2=CH-CH=CH_2 + 2H_2O + H_2$
3) $n(CH_2=CH-CH=CH_2) \rightarrow (-CH_2-CH=CH-CH_2-)_n$
Название полимера: полибутадиен (бутадиеновый каучук).
Области использования: производство шин, производство ударопрочных пластиков (например, АБС-пластик), производство резинотехнических изделий (шланги, конвейерные ленты, уплотнители).

1. Пропадиен относится к углеводородам, общая формула которых

1) $C_n H_{2n + 2}$

2) $C_n H_{2n}$

3) $C_n H_{2n - 2}$

4) $C_n H_{2n - 6}$

Чтобы определить общую формулу, к которой относится пропадиен, необходимо установить его принадлежность к определенному классу углеводородов.

Название "пропадиен" указывает на ключевые особенности строения его молекулы:
- Корень "проп-" означает, что углеродный скелет состоит из трех атомов углерода ($n=3$).
- Суффикс "-диен" означает, что в молекуле присутствуют две двойные связи.

Углеводороды, содержащие две двойные связи в углеродной цепи, относятся к классу алкадиенов.

Общая формула для класса алкадиенов выводится из общей формулы алканов ($C_nH_{2n+2}$) путем вычитания четырех атомов водорода (по два на каждую образующуюся двойную связь): $C_nH_{2n+2-4} = C_nH_{2n-2}$.

Молекулярная формула пропадиена — $C_3H_4$. Проверим соответствие этой формулы общей формуле алкадиенов при $n=3$:
$C_3H_{2 \cdot 3 - 2} = C_3H_{6-2} = C_3H_4$.
Формула совпадает, следовательно, пропадиен является представителем гомологического ряда с общей формулой $C_nH_{2n-2}$.

Рассмотрим предложенные варианты:
1) $C_nH_{2n+2}$ — общая формула алканов (насыщенных углеводородов).
2) $C_nH_{2n}$ — общая формула алкенов (с одной двойной связью) или циклоалканов.
3) $C_nH_{2n-2}$ — общая формула алкадиенов (с двумя двойными связями) и алкинов (с одной тройной связью).
4) $C_nH_{2n-6}$ — общая формула аренов (например, гомологов бензола).

Ответ: 3) $C_nH_{2n-2}$

2. Гомологом бутина-1 является

1) бутан

2) бутен-1

3) пентин-1

4) бутадиен

Решение

Гомологи — это органические соединения, которые принадлежат к одному и тому же классу (имеют одинаковые функциональные группы), обладают сходным строением и химическими свойствами, но отличаются друг от друга по составу на одну или несколько гомологических разностей — групп $-CH_2-$.

Бутин-1 — это представитель класса алкинов, углеводородов с одной тройной связью. Общая формула гомологического ряда алкинов: $C_n H_{2n-2}$. Молекулярная формула бутина-1 ($n=4$) — $C_4H_6$. Его структурная формула: $CH \equiv C-CH_2-CH_3$.

Чтобы найти гомолог бутина-1, нужно найти соединение того же класса (алкин), но с другим числом атомов углерода в цепи. Рассмотрим предложенные варианты:

1) бутан — это алкан, его общая формула $C_n H_{2n+2}$. Он относится к другому классу соединений, поэтому не является гомологом бутина-1.

2) бутен-1 — это алкен (одна двойная связь), его общая формула $C_n H_{2n}$. Он относится к другому классу соединений, поэтому не является гомологом бутина-1.

3) пентин-1 — это алкин, как и бутин-1. Его общая формула $C_n H_{2n-2}$, а молекулярная формула $C_5H_8$. Он относится к тому же гомологическому ряду и отличается от бутина-1 ($C_4H_6$) на одну группу $-CH_2-$. Следовательно, пентин-1 является гомологом бутина-1.

4) бутадиен — это алкадиен (две двойные связи). Несмотря на то что его общая формула также $C_n H_{2n-2}$ (молекулярная формула $C_4H_6$), он принадлежит к другому классу соединений. Бутадиен и бутин-1 являются межклассовыми изомерами, но не гомологами.

Ответ: 3) пентин-1.

3. Укажите формулу изомера бутена-2.

1) $CH_2=C\substack{ \\ | \\ CH_3}-CH_3$

2) $CH_3-CH=CH-CH_3$

3) $CH_3-CH_2\substack{ \\ | \\ CH_2-CH_3}$

4) $CH_3-C\equiv C-CH_3$

Решение

Изомеры — это химические соединения, имеющие одинаковый качественный и количественный состав (то есть одинаковую молекулярную формулу), но разное строение и, как следствие, разные свойства.

Заданное вещество — бутен-2. Его структурная формула $CH_3-CH=CH-CH_3$. Определим его молекулярную формулу, подсчитав количество атомов каждого элемента:

• Атомов углерода (C): 4
• Атомов водорода (H): $3 + 1 + 1 + 3 = 8$

Теперь необходимо найти среди предложенных вариантов соединение с такой же молекулярной формулой, но с другой структурой.

1) $CH_2=C(CH_3)-CH_3$
Название: 2-метилпропен. Подсчитаем атомы: 4 атома C и $2+3+3=8$ атомов H. Молекулярная формула — $C_4H_8$.
Молекулярная формула совпадает с формулой бутена-2, а строение отличается (разветвленная углеродная цепь, в отличие от неразветвленной у бутена-2). Следовательно, это вещество является изомером бутена-2.

2) $CH_3-CH=CH-CH_3$
Это и есть бутен-2. Вещество не может быть изомером самому себе.

3) $CH_3-CH_2-CH_2-CH_3$
Название: бутан. Подсчитаем атомы: 4 атома C и $3+2+2+3=10$ атомов H. Молекулярная формула — $C_4H_{10}$.
Молекулярная формула отличается, значит, это не изомер бутена-2.

4) $CH_3-C \equiv C-CH_3$
Название: бутин-2. Подсчитаем атомы: 4 атома C и $3+3=6$ атомов H. Молекулярная формула — $C_4H_6$.
Молекулярная формула отличается, значит, это не изомер бутена-2.

Таким образом, верный вариант ответа находится под номером 1.

Ответ: 1