Номер 5, страница 29, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

5. Метаналь и этаналь являются представителями одного класса веществ.

а) Напишите название данного класса веществ и приведите его общую формулу.

б) Напишите структурные формулы этих веществ и приведите другие названия этих же веществ.

в) Составьте структурные формулы двух изомеров пятого представителя данного гомологического ряда.

г) Напишите уравнения реакции этаналя с водородом, синильной кислотой, горения, полимеризации.

д) Метаналь используют в виде раствора. Как он называется и где находит применение?

а) Метаналь и этаналь относятся к классу органических соединений альдегиды. Альдегиды — это соединения, в молекулах которых содержится карбонильная группа ( $C=O$ ), связанная с одним атомом водорода и одним углеводородным радикалом (или в случае метаналя, с двумя атомами водорода).

Общая формула гомологического ряда предельных одноатомных альдегидов: $C_nH_{2n}O$ (при $n \geq 1$).

Ответ: Класс веществ — альдегиды, общая формула — $C_nH_{2n}O$.

б) Структурные формулы и другие названия метаналя и этаналя.

1. Метаналь ($CH_2O$):

Структурная формула:

$ \qquad H \\ \qquad | \\ H - C = O $

Другие названия: формальдегид, муравьиный альдегид.

2. Этаналь ($C_2H_4O$):

Структурная формула:

$ \qquad H_3C - C = o \\ \qquad \qquad | \\ \qquad \qquad H $

Другие названия: ацетальдегид, уксусный альдегид.

Ответ: Структурная формула метаналя - $HCHO$, другие названия - формальдегид, муравьиный альдегид. Структурная формула этаналя - $CH_3CHO$, другие названия - ацетальдегид, уксусный альдегид.

в) Пятым представителем гомологического ряда альдегидов является пентаналь, его молекулярная формула $C_5H_{10}O$. Изомеры — это вещества с одинаковым составом, но разным строением. Ниже приведены структурные формулы двух изомеров пентаналя.

1. 3-метилбутаналь (изомер углеродного скелета):

$CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CHO$

2. Пентан-2-он (межклассовый изомер, относящийся к классу кетонов):

$CH_3-C(O)-CH_2-CH_2-CH_3$

Ответ: Структурные формулы изомеров $C_5H_{10}O$: 3-метилбутаналь ($CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CHO$) и пентан-2-он ($CH_3-C(O)-CH_2-CH_2-CH_3$).

г) Уравнения реакций для этаналя ($CH_3CHO$).

1. Реакция с водородом (гидрирование). Присоединение водорода по двойной связи карбонильной группы в присутствии катализатора (Ni, Pt, Pd) приводит к образованию первичного спирта — этанола.

$CH_3CHo + H_2 \xrightarrow{Ni, t^\circ} CH_3CH_2OH$

2. Реакция с синильной кислотой (HCN). Реакция нуклеофильного присоединения, в результате которой образуется циангидрин (2-гидроксипропаннитрил).

$CH_3CHo + HCN \rightarrow CH_3CH(OH)CN$

3. Горение. Полное сгорание этаналя в кислороде с образованием углекислого газа и воды.

$2C_2H_4o + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 4H_2O$

4. Полимеризация. В присутствии кислот этаналь полимеризуется с образованием циклического тримера — паральдегида.

$3CH_3CHo \xrightarrow{H^+} (CH_3CHO)_3 \text{ (паральдегид)}$

Ответ:

$CH_3CHo + H_2 \xrightarrow{Ni, t^\circ} CH_3CH_2OH$

$CH_3CHo + HCN \rightarrow CH_3CH(OH)CN$

$2C_2H_4o + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 4H_2O$

$3CH_3CHo \xrightarrow{H^+} \text{паральдегид}$

д) Водный раствор метаналя (обычно 40%-й) называется формалин.

Формалин находит широкое применение в различных областях:

• в медицине как дезинфицирующее и антисептическое средство;
• в биологии и анатомии для консервации и длительного хранения биологических препаратов и тканей;
• в кожевенной промышленности для дубления кожи;
• в химической промышленности как сырье для производства пластмасс (фенолформальдегидных, карбамидоформальдегидных смол), клеев и лаков;
• в сельском хозяйстве для протравливания семян и дезинфекции почвы.