Решение задач по химии: ответы и пояснения

Ниже представлены решения заданий из учебника химии, оформленные для удобного переписывания в тетрадь. Задание 2. Установите соответствие. А) нефть — 2) ректификация (разделение на фракции по температурам кипения). Б) вода и октан — 3) отстаивание (октан не растворим в воде и легче её). В) вода и этанол — 2) ректификация (перегонка однородных смесей жидкостей). Г) нефть и вода — 3) отстаивание (нефть не смешивается с водой). Задание 3. Сильнее кислотные свойства, чем глицерин: Ответ: 4) фенол, 5) тринитрофенол. Кислотные свойства усиливаются в ряду: одноатомные спирты < многоатомные спирты < фенолы. Задание 4. Кислотные свойства возрастают в ряду: Ответ: а) этанол — этиленгликоль — фенол. Увеличение числа гидроксильных групп и наличие бензольного кольца усиливают кислотность. Задание 5. Окисление этанола в ацетальдегид: Ответ: в) раскалённую медную проволоку. Уравнение реакции: \[ CH_{3}CH_{2}OH + CuO \xrightarrow{t} CH_{3}CHO + Cu + H_{2}O \] Задание 6. Для распознавания этиленгликоля и фенола используют: Ответ: в) бромную воду. Фенол реагирует с бромной водой с образованием белого осадка, этиленгликоль — нет. Уравнение реакции: \[ C_{6}H_{5}OH + 3Br_{2} \rightarrow C_{6}H_{2}Br_{3}OH \downarrow + 3HBr \] Задание 7. Для распознавания этанола и глицерина используют: Ответ: г) гидроксид меди(II). Глицерин (многоатомный спирт) дает ярко-синее окрашивание. Уравнение реакции: \[ 2C_{3}H_{5}(OH)_{3} + Cu(OH)_{2} \rightarrow Cu(C_{3}H_{7}O_{3})_{2} + 2H_{2}O \] Задание 8. Число органических веществ при нагревании смеси этанола и метанола с \( H_{2}SO_{4} \): Ответ: а) 5. Образуются: 3 простых эфира (диметиловый, диэтиловый, метилэтиловый) и 2 алкена (этилен; метанол алкенов не дает, но в смеси могут быть продукты дегидратации). Если считать только эфиры и алкены: 1) \( CH_{3}OCH_{3} \) 2) \( C_{2}H_{5}OC_{2}H_{5} \) 3) \( CH_{3}OC_{2}H_{5} \) 4) \( CH_{2}=CH_{2} \) 5) \( (CH_{3})_{2}SO_{4} \) (как побочный продукт) или продукты окисления. Обычно в школьной программе подразумевают 3 эфира и этилен. Задание 9. Распознать этанол, фенол и глицерин: Ответ: г) хлоридом железа(III) и гидроксидом меди(II). \( FeCl_{3} \) дает фиолетовое окрашивание с фенолом. \( Cu(OH)_{2} \) дает синий раствор с глицерином. Задание 10. Хлороводород реагирует со всеми веществами ряда: Ответ: а) фенол (в жестких условиях), глицерин, метанол. Однако в школьном курсе чаще выбирают вариант б) этанол, этандиол, этен (алкен присоединяет \( HCl \), спирты замещают \( OH \)). Уравнения для ряда (б): \[ C_{2}H_{5}OH + HCl \rightarrow C_{2}H_{5}Cl + H_{2}O \] \[ CH_{2}=CH_{2} + HCl \rightarrow CH_{3}CH_{2}Cl \] Задание 11. Этиленгликоль в отличие от фенола реагирует с: Ответ: г) гидроксидом меди(II). Фенол не образует характерного синего комплекса с \( Cu(OH)_{2} \). Уравнение: \[ C_{2}H_{4}(OH)_{2} + Cu(OH)_{2} \rightarrow \text{синий раствор} \] Задание 12. Схема: пропанол-1 \( \rightarrow \) X \( \rightarrow \) пропанол-2. Ответ: в) пропен и г) вода. 1) Дегидратация: \( CH_{3}CH_{2}CH_{2}OH \xrightarrow{H_{2}SO_{4}, t} CH_{3}CH=CH_{2} + H_{2}O \) (X — пропен) 2) Гидратация: \( CH_{3}CH=CH_{2} + H_{2}O \xrightarrow{H^{+}} CH_{3}CH(OH)CH_{3} \) (Y — вода) Задание 13. С бутанолом-1 реагируют: Ответ: в) калий, е) уксусная кислота. Уравнения: \[ 2C_{4}H_{9}OH + 2K \rightarrow 2C_{4}H_{9}OK + H_{2} \uparrow \] \[ C_{4}H_{9}OH + CH_{3}COOH \rightleftharpoons CH_{3}COOC_{4}H_{9} + H_{2}O \] Задание 14. Пропанол-1 и фенол реагируют с: Ответ: г) \( HNO_{3} \) и \( Na \). Оба вещества проявляют кислотные свойства (реакция с натрием) и могут вступать в реакции замещения/нитрования. Задание 15. Соответствие: А) метанол \( \rightarrow \) диметиловый эфир — 3) дегидратация (межмолекулярная). Б) глюкоза \( \rightarrow \) этанол — 4) брожение. В) этанол \( \rightarrow \) этаналь — 5) дегидрирование (или окисление). Г) метилацетат \( \rightarrow \) метанол — 1) гидролиз. Задание 16. Натрий реагирует с каждым веществом ряда: Ответ: в) метанол, фенол, этанол. Натрий реагирует со спиртами и фенолами с выделением водорода. Бензол с натрием не реагирует.