Страница 34 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. Установите соответствие между названием исходного вещества и формулой продукта его полимеризации.

НАЗВАНИЕ ИСХОДНОГО ВЕЩЕСТВА

А) изопрен

Б) пропен

В) бутадиен-1,3

ФОРМУЛА ПРОДУКТА ПОЛИМЕРИЗАЦИИ

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

2) $(-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{CH}_2-)_n$

3) $\begin{pmatrix} -\text{CH}-\text{CH}_2- \\ \vert \\ \text{CH}_3 \end{pmatrix}_n$

4) $\begin{pmatrix} -\text{CH}_2-\text{C}=\text{CH}-\text{CH}_2- \\ \vert \\ \text{CH}_3 \end{pmatrix}_n$

Решение

Для установления соответствия необходимо рассмотреть реакции полимеризации каждого из исходных веществ.

А) изопрен

Изопрен (или 2-метилбутадиен-1,3) имеет химическую формулу $CH_2=C(CH_3)—CH=CH_2$. Это сопряженный диен. При полимеризации сопряженных диенов происходит разрыв двойных связей, и мономеры соединяются друг с другом, образуя длинную полимерную цепь. В случае 1,4-полимеризации (основное направление) разрываются связи у первого и четвертого атомов углерода, а между вторым и третьим атомом углерода образуется новая двойная связь.

Схема реакции полимеризации изопрена:

$n \, CH_2=C(CH_3)—CH=CH_2 \xrightarrow{kat} (—CH_2—C(CH_3)=CH—CH_2—)_n$

Полученный полимер – полиизопрен. Элементарное звено этого полимера соответствует формуле под номером 4.

Ответ: 4

Б) пропен

Пропен (пропилен) – это алкен с формулой $CH_3—CH=CH_2$. Его полимеризация происходит за счет разрыва $\pi$-связи в двойной связи C=C. Молекулы пропена последовательно присоединяются друг к другу.

Схема реакции полимеризации пропена:

$n \, CH_3—CH=CH_2 \xrightarrow{t, p, kat} (—CH(CH_3)—CH_2—)_n$

Продукт реакции – полипропилен. Структурная формула его мономерного звена соответствует формуле под номером 3.

Ответ: 3

В) бутадиен-1,3

Бутадиен-1,3 (дивинил) – это простейший сопряженный диен с формулой $CH_2=CH—CH=CH_2$. Его полимеризация, аналогично изопрену, идет преимущественно по типу 1,4-присоединения. При этом образуется полимерная цепь с двойной связью в центре каждого мономерного звена.

Схема реакции полимеризации бутадиена-1,3:

$n \, CH_2=CH—CH=CH_2 \xrightarrow{kat} (—CH_2—CH=CH—CH_2—)_n$

Полученный полимер – полибутадиен. Его элементарное звено имеет строение, которое соответствует формуле под номером 1.

Ответ: 1

Задания с развернутым ответом

12. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

карбид алюминия $\longrightarrow$ метан $\longrightarrow$ ацетилен $\longrightarrow$ уксусный альдегид

карбид алюминия → метан

Для получения метана из карбида алюминия необходимо провести реакцию гидролиза (взаимодействие с водой). В ходе этой реакции образуется газообразный метан и выпадает осадок гидроксида алюминия.

Уравнение реакции:

$Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3\downarrow + 3CH_4\uparrow$

Ответ: $Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3\downarrow + 3CH_4\uparrow$

метан → ацетилен

Ацетилен получают из метана путем пиролиза (термического разложения при высокой температуре, около 1500°C). Эта реакция является промышленным способом получения ацетилена.

Уравнение реакции:

$2CH_4 \xrightarrow{1500^\circ C} C_2H_2 + 3H_2\uparrow$

Ответ: $2CH_4 \xrightarrow{1500^\circ C} C_2H_2 + 3H_2\uparrow$

ацетилен → уксусный альдегид

Уксусный альдегид (этаналь) синтезируют из ацетилена реакцией гидратации (присоединения воды). Реакция протекает в кислой среде в присутствии солей ртути(II) в качестве катализатора и носит имя М. Г. Кучерова.

Уравнение реакции:

$C_2H_2 + H_2O \xrightarrow{H_2SO_4, HgSO_4} CH_3CHO$

Ответ: $C_2H_2 + H_2O \xrightarrow{H_2SO_4, HgSO_4} CH_3CHO$

13. Один из материалов, получаемых из каучука, широко используется в различных сферах жизни. Например, из этого материала изготовлен корпус изделия, представленного на рисунке. Назовите материал, перечислите его полезные свойства и области, в которых он используется.

В вопросе речь идёт об эбоните. Это материал, получаемый в результате вулканизации натурального или синтетического каучука большим количеством серы (обычно 30–50% от массы каучука). Эбонит — твёрдый и прочный материал, который исторически и в настоящее время используется для изготовления корпусов различных изделий.

Полезные свойства:

• Высокие электроизоляционные свойства: эбонит является отличным диэлектриком и не проводит электрический ток, что делает его идеальным материалом для деталей электротехнических приборов.
• Химическая стойкость: он устойчив к действию многих агрессивных веществ, включая кислоты (кроме концентрированной азотной), щёлочи, соли, растительные и животные жиры.
• Механическая прочность и твёрдость: эбонит — твёрдый, но не хрупкий материал, который хорошо поддаётся механической обработке (его можно резать, сверлить, шлифовать и полировать).
• Влагостойкость: материал не впитывает воду и не разбухает при контакте с ней.
• Эстетичный вид: после полировки эбонит приобретает глубокий чёрный или тёмно-коричневый цвет и красивый блеск, напоминая чёрное дерево или рог.

Области, в которых он используется:

• Электротехника: изготовление изоляторов, клеммных колодок, панелей для измерительных приборов, корпусов аккумуляторов (особенно в прошлом).
• Химическая промышленность: производство ёмкостей, труб и футеровка (защитное покрытие) аппаратуры для работы с агрессивными химическими средами.
• Производство потребительских товаров: корпуса дорогих перьевых ручек, мундштуки для курительных трубок и духовых музыкальных инструментов (например, кларнетов), расчёски и гребни, шахматные фигуры, шары для боулинга.
• Медицина: благодаря своей химической инертности применяется для изготовления некоторых деталей медицинского оборудования.

Ответ: Материал — эбонит. Его ключевые полезные свойства: высокие электроизоляционные качества, химическая стойкость, твёрдость, влагостойкость и способность к механической обработке. Основные области применения: электротехника (изоляторы, детали приборов), химическая промышленность (ёмкости для агрессивных сред) и производство потребительских товаров (корпуса ручек, мундштуки, гребни).

1. «Лишним» является углеводород, формула которого

1) $C_2H_2$

2) $C_3H_4$

3) $C_5H_{10}$

4) $C_4H_6$

Решение

Чтобы найти «лишний» углеводород, необходимо определить, к какому гомологическому ряду относится каждое из предложенных веществ. Для этого нужно сравнить их молекулярные формулы с общими формулами основных классов углеводородов:

• Алканы: $C_nH_{2n+2}$
• Алкены и циклоалканы: $C_nH_{2n}$
• Алкины и алкадиены (диены): $C_nH_{2n-2}$

Проанализируем каждый из предложенных вариантов:

1) $C_2H_2$

Примем число атомов углерода $n=2$. Проверим соответствие общей формуле $C_nH_{2n-2}$: $C_2H_{2 \cdot 2 - 2} = C_2H_2$. Формула соответствует. Это представитель алкинов — ацетилен (этин).

2) $C_3H_4$

Примем $n=3$. Проверим соответствие общей формуле $C_nH_{2n-2}$: $C_3H_{2 \cdot 3 - 2} = C_3H_4$. Формула соответствует. Это может быть алкин (пропин) или алкадиен (пропадиен).

3) $C_5H_{10}$

Примем $n=5$. Проверим соответствие общей формуле $C_nH_{2n}$: $C_5H_{2 \cdot 5} = C_5H_{10}$. Формула соответствует. Это представитель алкенов (например, пентен-1) или циклоалканов (циклопентан).

4) $C_4H_6$

Примем $n=4$. Проверим соответствие общей формуле $C_nH_{2n-2}$: $C_4H_{2 \cdot 4 - 2} = C_4H_6$. Формула соответствует. Это может быть алкин (бутин) или алкадиен (бутадиен).

Таким образом, углеводороды $C_2H_2$, $C_3H_4$ и $C_4H_6$ принадлежат к одному типу углеводородов с общей формулой $C_nH_{2n-2}$. Углеводород $C_5H_{10}$ принадлежит к другому типу с общей формулой $C_nH_{2n}$, следовательно, он является «лишним» в данном списке.

Ответ: 3