Страница 41 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

Тестовое задание на соответствие

11. Установите соответствие между названием исходного вещества и формулой продукта его бромирования по первой стадии.

НАЗВАНИЕ ИСХОДНОГО ВЕЩЕСТВА

А) этен

Б) пропин

В) бутадиен-1,3

ФОРМУЛА ПРОДУКТА БРОМИРОВАНИЯ

1) $CH_2=CBr-CH_2Br$

2) $CHBr=CBr-CH_3$

3) $BrCH_2-CH=CH-CH_2Br$

4) $CH_2Br-CH_2Br$

Для установления соответствия необходимо рассмотреть реакции бромирования (присоединение одной молекулы брома $Br_2$) для каждого из предложенных исходных веществ.

А) этен

Этен (этилен) – это алкен, его химическая формула $CH_2=CH_2$. Для алкенов характерны реакции электрофильного присоединения по двойной связи. При взаимодействии с бромом происходит разрыв $\pi$-связи в молекуле этена, и к каждому атому углерода присоединяется по одному атому брома.

Уравнение реакции:

$CH_2=CH_2 + Br_2 \rightarrow CH_2Br-CH_2Br$

Продукт реакции – 1,2-дибромэтан. Данная формула соответствует варианту ответа под номером 4.

Ответ: 4

Б) пропин

Пропин – это алкин с химической формулой $CH_3-C \equiv CH$. Бромирование алкинов по первой стадии также является реакцией электрофильного присоединения и протекает с разрывом одной из двух $\pi$-связей тройной связи.

Уравнение реакции:

$CH_3-C \equiv CH + Br_2 \rightarrow CH_3-CBr=CHBr$

В результате образуется 1,2-дибромпропен. Формула, представленная в варианте 2 ($CHBr=CBr-CH_3$), является структурной формулой того же вещества (1,2-дибромпропена), записанной в другом порядке. Таким образом, она соответствует продукту реакции.

Ответ: 2

В) бутадиен-1,3

Бутадиен-1,3 – это сопряженный диен с формулой $CH_2=CH-CH=CH_2$. Присоединение брома к сопряженным диенам может протекать в двух направлениях: 1,2-присоединение и 1,4-присоединение. Продукт 1,4-присоединения является более термодинамически стабильным и часто основным. При 1,4-присоединении атомы брома присоединяются к первому и четвертому атомам углерода сопряженной системы, а двойная связь перемещается в центр молекулы (между вторым и третьим атомами углерода).

Уравнение реакции по механизму 1,4-присоединения:

$CH_2=CH-CH=CH_2 + Br_2 \rightarrow BrCH_2-CH=CH-CH_2Br$

Продуктом является 1,4-дибромбут-2-ен. Эта формула соответствует варианту ответа под номером 3.

Ответ: 3

Задания с развёрнутым ответом

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

$ \text{метан} \to \text{ацетилен} \to \text{хлорвинил} \to \text{полихлорвинил} $

Решение

Для осуществления данной цепи превращений необходимо провести три последовательные химические реакции.

1. метан → ацетилен

Первая стадия — это получение ацетилена из метана. Это достигается путем пиролиза (термического разложения) метана при очень высокой температуре (около $1500^\circ C$) с последующим быстрым охлаждением продуктов реакции, чтобы предотвратить дальнейшее разложение ацетилена. В результате реакции также образуется водород.

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

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

2. ацетилен → хлорвинил

Вторая стадия — получение хлорвинила (винилхлорида) из ацетилена. Это реакция гидрохлорирования, то есть присоединение хлороводорода ($HCl$) к ацетилену по тройной связи. Реакция протекает в присутствии катализатора, обычно хлорида ртути(II) ($HgCl_2$), нанесенного на активированный уголь.

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

Ответ: $CH\equiv CH + HCl \xrightarrow{HgCl_2} CH_2=CHCl$

3. хлорвинил → полихлорвинил

Третья стадия — это реакция полимеризации хлорвинила. Молекулы хлорвинила (мономера) соединяются друг с другом за счет разрыва двойных связей, образуя длинную цепь полимера — полихлорвинила (ПВХ). Реакция инициируется специальными веществами (инициаторами) и проходит при определенных температуре и давлении.

$n(CH_2=CHCl) \xrightarrow{катализатор, p, t} (-CH_2-CHCl-)_n$

Ответ: $n(CH_2=CHCl) \xrightarrow{катализатор, p, t} (-CH_2-CHCl-)_n$

13. Какая связь существует между одуванчиком, фикусом, жвачкой и автомобильной шиной?

Связь между одуванчиком, фикусом, жвачкой и автомобильной шиной заключается в том, что все они имеют отношение к каучуку — эластичному материалу, который может быть как природного, так и синтетического происхождения.

Одуванчик: Некоторые виды одуванчиков, в частности одуванчик кок-сагыз (Taraxacum kok-saghyz), являются каучуконосными растениями. Их млечный сок (латекс), содержащийся в корнях, является источником для производства натурального каучука. В прошлом его использовали в промышленных масштабах.

Фикус: Фикус каучуконосный (Ficus elastica) — это тропическое растение, млечный сок которого также содержит натуральный каучук. До того, как основным источником каучука стала гевея, фикус был одним из главных промышленных источников этого материала.

Жвачка: Основой для жевательной резинки является каучук. Изначально для её создания использовали натуральный латекс (чикл), получаемый из сока саподиллового дерева. В современных жевательных резинках чаще всего используется основа из синтетических каучуков.

Автомобильная шина: Шины производят из резины, которую получают в процессе вулканизации каучука. Для производства шин широко используется как натуральный каучук, добываемый из растений, так и различные виды синтетического каучука, которые придают изделию необходимые эксплуатационные свойства.

Ответ: Все представленные объекты связаны с каучуком. Одуванчик и фикус являются растениями, из которых можно получать натуральный каучук, а жевательная резинка и автомобильная шина — это изделия, которые производят с использованием натурального или синтетического каучука.

Тестовые задания с выбором одного правильного ответа

1. К аренам относится вещество, формула которого

1) $C_7H_{14}$

2) $C_5H_4$

3) $C_8H_{10}$

4) $C_6H_8$

Решение:

Арены (ароматические углеводороды) — это класс органических соединений, молекулы которых содержат одно или несколько бензольных колец. Общая формула для гомологического ряда бензола (моноциклических аренов) — $C_nH_{2n-6}$, где число атомов углерода $n$ должно быть не меньше 6 ($n \geq 6$).

Проанализируем каждый из предложенных вариантов:

1) C₇H₁₄

Эта формула соответствует общей формуле $C_nH_{2n}$, которая характерна для алкенов или циклоалканов. Арен с семью атомами углерода (толуол) имеет формулу $C_7H_8$ ($2 \times 7 - 6 = 8$). Следовательно, данное вещество не является ареном.

2) C₅H₄

Для образования ароматической системы бензольного типа требуется минимум 6 атомов углерода. Поскольку в данной формуле $n=5$, это соединение не может быть гомологом бензола и не относится к аренам.

3) C₈H₁₀

Проверим соответствие этой формулы общей формуле аренов $C_nH_{2n-6}$ при $n=8$. Расчетное число атомов водорода: $2 \times 8 - 6 = 16 - 6 = 10$. Формула C₈H₁₀ совпадает с расчетной. Этой формуле соответствуют, например, этилбензол и изомеры ксилола, которые являются представителями класса аренов.

4) C₆H₈

Простейший арен, бензол, имеет 6 атомов углерода и формулу $C_6H_6$ ($2 \times 6 - 6 = 6$). Формула C₆H₈ соответствует, например, циклогексадиену, который не является ароматическим соединением.

Таким образом, из предложенных вариантов только формула C₈H₁₀ соответствует классу аренов.

Ответ: 3) C₈H₁₀