Номер B, страница 255 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

B

1. Напишите уравнения реакций с указанием условий их протекания.

$CH_3 - CH = CH_2 \quad \Leftrightarrow \quad CH_2 = CH_2 \quad \longrightarrow \quad C_2H_5OH \\ \quad \quad \quad \Downarrow \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \quad \Uparrow \\ \quad \quad \quad \quad CH_3CH_2Cl$

2. Определите формулу спирта, если при взаимодействии 30 г неизвестного одноатомного спирта с избытком металлического натрия выделилось 5,6 л (н.у.) водорода.

3. Рассчитайте объем водорода (н.у.), который выделится при взаимодействии 4,6 г натрия с 9,5 г этилового спирта.

Ответ: $V(H_2) = 2,24$ л.

4. Определите неизвестные вещества А, В и составьте уравнения реакций.

$C_nH_x \xrightarrow{Br_2 \text{ (1 моль)}}{t} A \xrightarrow{5\% NaOH \\ H_2O} B$

1. Ниже представлены уравнения реакций для данной схемы превращений с указанием условий их протекания.

1) Гидрогалогенирование этена (присоединение хлороводорода) с образованием хлорэтана:

$CH_2=CH_2 + HCl \rightarrow CH_3-CH_2Cl$

2) Гидратация этена с образованием этанола (промышленный способ):

$CH_2=CH_2 + H_2O \rightleftharpoons C_2H_5OH$ (Условия: температура $280-300°C$, давление $7-8$ МПа, катализатор $H_3PO_4$)

3) Дегидрогалогенирование хлорэтана с образованием этена (реакция элиминирования):

$CH_3-CH_2Cl + KOH_{(спирт.)} \xrightarrow{t} CH_2=CH_2 + KCl + H_2O$ (Условия: спиртовой раствор щёлочи, нагревание)

4) Щелочной гидролиз хлорэтана с образованием этанола (реакция нуклеофильного замещения):

$CH_3-CH_2Cl + NaOH_{(водн.)} \xrightarrow{t} C_2H_5OH + NaCl$ (Условия: водный раствор щёлочи, нагревание)

5) Внутримолекулярная дегидратация этанола с образованием этена:

$C_2H_5OH \xrightarrow{t > 140°C, H_2SO_4(конц.)} CH_2=CH_2\uparrow + H_2O$ (Условия: концентрированная серная кислота, температура выше 140°C)

2. Дано:

$m(\text{спирта}) = 30 \text{ г}$

$V(\text{H}_2) = 5,6 \text{ л (н.у.)}$

Найти:

Формулу спирта.

Решение:

Уравнение реакции одноатомного спирта с металлическим натрием в общем виде:

$2R-OH + 2Na \rightarrow 2R-ONa + H_2\uparrow$

1. Найдем количество вещества выделившегося водорода. При нормальных условиях (н.у.) молярный объем газов $V_m$ равен 22,4 л/моль.

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{5,6 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,25 \text{ моль}$

2. По уравнению реакции найдем количество вещества спирта. Соотношение спирта и водорода $n(R-OH) : n(H_2) = 2 : 1$.

$n(R-OH) = 2 \cdot n(H_2) = 2 \cdot 0,25 \text{ моль} = 0,5 \text{ моль}$

3. Рассчитаем молярную массу неизвестного спирта.

$M(R-OH) = \frac{m(R-OH)}{n(R-OH)} = \frac{30 \text{ г}}{0,5 \text{ моль}} = 60 \text{ г/моль}$

4. Определим формулу спирта. Общая формула предельных одноатомных спиртов - $C_nH_{2n+1}OH$. Выразим молярную массу через $n$:

$M(C_nH_{2n+1}OH) = 12n + (2n+1) + 16 + 1 = 14n + 18$

Приравняем это выражение к найденной молярной массе:

$14n + 18 = 60$

$14n = 42$

$n = 3$

Следовательно, формула спирта - $C_3H_7OH$.

Ответ: $C_3H_7OH$ (пропанол).

3. Дано:

$m(\text{Na}) = 4,6 \text{ г}$

$m(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}) = 9,5 \text{ г}$

Найти:

$V(\text{H}_2)$ (н.у.)

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия этилового спирта с натрием:

$2C_2H_5OH + 2Na \rightarrow 2C_2H_5ONa + H_2\uparrow$

2. Найдем количество вещества реагентов.

Молярная масса натрия $M(\text{Na}) = 23 \text{ г/моль}$.

$n(\text{Na}) = \frac{m(\text{Na})}{M(\text{Na})} = \frac{4,6 \text{ г}}{23 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

Молярная масса этилового спирта $M(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}) = 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 46 \text{ г/моль}$.

$n(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}) = \frac{m(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH})}{M(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH})} = \frac{9,5 \text{ г}}{46 \text{ г/моль}} \approx 0,2065 \text{ моль}$

3. Определим, какой из реагентов находится в недостатке. По уравнению реакции, натрий и этанол реагируют в соотношении $2:2$ или $1:1$.

$n(\text{Na}) = 0,2 \text{ моль}$

$n(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}) \approx 0,2065 \text{ моль}$

Так как $0,2 < 0,2065$, натрий находится в недостатке. Расчет продукта реакции (водорода) ведется по недостатку.

4. Найдем количество вещества водорода, используя стехиометрические коэффициенты.

$n(H_2) : n(Na) = 1 : 2$

$n(H_2) = \frac{1}{2} n(\text{Na}) = \frac{1}{2} \cdot 0,2 \text{ моль} = 0,1 \text{ моль}$

5. Рассчитаем объем водорода при нормальных условиях.

$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 0,1 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 2,24 \text{ л}$

Ответ: $V(H_2) = 2,24 \text{ л}$.

4. В данной схеме превращений исходное вещество - этен ($C_2H_4$), вещество А - 1,2-дибромэтан, вещество В - этандиол-1,2 (этиленгликоль).

Неизвестные вещества:

А: $CH_2Br-CH_2Br$ (1,2-дибромэтан)

B: $HO-CH_2-CH_2-OH$ (этандиол-1,2 или этиленгликоль)

Уравнения реакций:

1) Реакция присоединения брома к этену с образованием 1,2-дибромэтана:

$CH_2=CH_2 + Br_2 \xrightarrow{t} CH_2Br-CH_2Br$

2) Реакция щелочного гидролиза 1,2-дибромэтана с образованием этиленгликоля:

$CH_2Br-CH_2Br + 2NaOH_{(водн.)} \xrightarrow{t} HO-CH_2-CH_2-OH + 2NaBr$

Ответ: Вещество А - $CH_2Br-CH_2Br$ (1,2-дибромэтан), вещество В - $HO-CH_2-CH_2-OH$ (этиленгликоль). Уравнения реакций приведены выше.