Алкины: Решение задачи из билета №14

Билет № 14 Вопрос 1. Алкины (гомологический ряд и общая формула. Строение молекулы ацетилена и его гомологов. Изомерия и номенклатура. Способы получения. Физические свойства. Химические свойства алкинов. Применение). Алкины — это непредельные углеводороды, в молекулах которых между атомами углерода имеется одна тройная связь. Общая формула: \(C_nH_{2n-2}\) (где \(n \ge 2\)). Гомологический ряд: 1. Этин (ацетилен): \(C_2H_2\) 2. Пропин: \(C_3H_4\) 3. Бутин: \(C_4H_6\) Строение: В молекуле ацетилена атомы углерода находятся в состоянии \(sp\)-гибридизации. Валентный угол составляет \(180^\circ\), молекула имеет линейное строение. Тройная связь состоит из одной \(\sigma\)-связи и двух \(\pi\)-связей. Изомерия: 1. Изомерия положения тройной связи (начиная с \(C_4\)). 2. Изомерия углеродного скелета (начиная с \(C_5\)). 3. Межклассовая изомерия (с алкадиенами). Способы получения: 1. Пиролиз метана: \(2CH_4 \xrightarrow{1500^\circ C} C_2H_2 + 3H_2\) 2. Карбидный способ: \(CaC_2 + 2H_2O \rightarrow C_2H_2 + Ca(OH)_2\) Химические свойства: Для алкинов характерны реакции присоединения: 1. Гидрирование: \(C_2H_2 + 2H_2 \xrightarrow{Ni} C_2H_6\) 2. Галогенирование: \(C_2H_2 + 2Br_2 \rightarrow C_2H_2Br_4\) (обесцвечивание бромной воды — качественная реакция). 3. Гидратация (реакция Кучерова): \(C_2H_2 + H_2O \xrightarrow{Hg^{2+}, H^+} CH_3CHO\) (уксусный альдегид). Применение: Ацетилен используется для автогенной сварки и резки металлов, а также как сырье для производства пластмасс, каучуков и растворителей. Вопрос 2. Задача. Углеводород содержит 81,82% углерода. Масса 1 л этого углеводорода (н.у.) составляет 1,964 г. Найдите молекулярную формулу углеводорода, составьте его структурную формулу, назовите. Дано: \(w(C) = 81,82\% = 0,8182\) \(V = 1\) л \(m = 1,964\) г Найти: молекулярную формулу. Решение: 1. Вычислим молярную массу углеводорода через плотность при н.у.: \[M = \rho \cdot V_m\] \[M = \frac{m}{V} \cdot V_m = \frac{1,964}{1} \cdot 22,4 \approx 44 \text{ г/моль}\] 2. Определим количество атомов углерода в молекуле \(C_xH_y\): \[x = \frac{w(C) \cdot M}{Ar(C)} = \frac{0,8182 \cdot 44}{12} \approx 3\] 3. Определим количество атомов водорода: Масса водорода в 1 моль вещества: \(44 - (3 \cdot 12) = 8\) г. Так как \(Ar(H) = 1\), то \(y = 8\). Молекулярная формула: \(C_3H_8\). 4. Структурная формула: \(CH_3 - CH_2 - CH_3\) Название: Пропан. Ответ: \(C_3H_8\), пропан.