Задание 2. Выполните тренировочное задание.
Здравствуйте, второй курс. Жизнь распорядилась так, что нужно позаниматься какое-то время дистанционно.
Задание 1. Изучите теоретический материал и выполните задания.
II. Химические свойства алканов
Реакции замещения
А) Галогенирование
При действии света - hν или нагревании (стадийно – замещение атомов водорода на галоген носит последовательный цепной характер. Большой вклад в разработку цепных реакций внёс физик, академик, лауреат Нобелевской премии Н. Н. Семёнов )
В реакции образуются вещества галогеналканы RГ или Сn H2n+1Г
(Г - это галогены F, Cl, Br, I)
CH4 + Cl2 hν → CH3Cl + HCl (1 стадия)
метан хлорметан
CH3Cl + Cl2 hν → CH2Cl2 + HCl (2 стадия)
дихлорметан
СH2Cl2 + Cl2 hν → CHCl3 + HCl (3 стадия)
трихлорметан
CHCl3 + Cl2 hν → CCl4 + HCl (4 стадия)
тетрахлорметан
При увеличении углеводородного радикала наиболее подвижными остаются атомы водорода у атома углерода ближайщего к заместителю:
CH3 – CH2 – Cl + Cl2 h ν → CH3 – CHCl2 + HCl
хлорэтан 1,1 -дихлорэтан
б) Нитрование (реакция М.И. Коновалова, он провёл её впервые в 1888 г)
CH4 + HNO3 ( раствор ) t˚ С → CH3NO2 + H2O
нитрометан
Реакции отщепления (дегидрирование)
а) CnH2n+2 t˚С, Ni или Pd → CnH2n + H2
б) При нагревании до 1500 С происходит образование ацетилена и водорода:
2CH4 1500°С → C2H2 + 3H2
Реакции перегруппировки (изомеризация)
н-алкан AlCl3, t°С → изоалкан
|
|
Анимация: “ Реакция изомеризации ”
4. Реакции горения (горят светлым не коптящим пламенем)
CnH2n+2 + O2 t°С → nCO2 + (n+1)H2O
Помните! Смесь метана с воздухом и кислородом взрывоопасна
V(CH4) : V(O2) = 1: 2
V(CH4) : V(воздуха) = 1 : 10
Реакции разложения
а) Крекинг при температуре 700-1000°С разрываются (-С-С-) связи:
C10H22 t°С → C5H12 + C5H10
алкан алкен
б) Пиролиз при температуре 1000°С разрываются все связи,
продукты – С и Н2:
СH4 1000°С → C + 2H2
в) Конверсия метана с образованием синтез – газа (СО + Н2)
CH4 + H2O 800˚C, Ni → СО + 3Н2
III. Получение алканов
Получение в лаборатории
1. Гидролиз карбида алюминия (получение метана):
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4↑
Реакция Вюрца (взаимодействие натрия с галогенпроизводными алканов):
R-Г + 2Na + Г-R1 → R-R1 + 2NaГ
(R- это радикал; Г- это галоген)
a) CH3-Cl + 2Na + Cl-CH3 → CH3-CH3 + 2NaCl
или
2CH3Cl + 2Na → C2H6 + 2NaCl
б) CH3-I + 2Na + I-C2H5 → CH3-C2H5 + 2NaI
или
CH3I + 2Na + C2H5I → C3H8 + 2NaI
Термическое декарбоксилирование солей карбоновых кислот в присутствии щелочей:
Видео: “ Получение метана ”
R-COONa + NaOH -t ˚С → R-H + Na2CO3
a) CH3-COONa + NaOH -t ˚ С → CH4 + Na2CO3
(ацетат натрия+ едкий натр=(метан+карбонат натрия)
б) C2H5-COONa + NaOH -t ˚ С → C2H6 + Na2CO3
этилат натрия этан
Каталитическое гидрирование алкенов и алкинов:
|
|
a) CnH2n + H2 -t,kat,p → CnH2n+2
алкен
C2H4 + H2 -300°C,Ni → C2H6
б) CnH2n-2 + 2H2 - t,kat → CnH2n+2
алкин
C2H2 + 2H2 - t,kat → C2H6
Получение в промышленности
Из природного и попутного нефтяного газа
Важнейшим источником алканов в природе является природный газ, минеральное углеводородное сырье - нефть и сопутствующие ей нефтяные газы. Природный газ на 95 процентов состоит из метана. Такой же состав имеет болотный газ, образующийся в результате переработки бактериями (гниения) углеводов.
Метан называют ещё и болотным; рудничным газом.
Попутные нефтяные газы состоят в основном из этана, пропана, бутана и частично пентана. Их отделяют от нефти на специальных установках по подготовке нефти. При отсутствии газоконденсатных станций попутные нефтяные газы сжигают в факелах, что является крайне неразумной и разорительной практикой в нефтедобыче. Одновременно с газами нефть очищается от воды, грязи и песка, после чего поступает в трубу для транспортировки. Из нефти при ее разгонке (перегонке, дистилляции) отбирая последовательно все более и более высококипящие фракции получают:
бензины- т. кип. от 40 до 180 С, (содержит углеводороды С5-С10), состоит более, чем из 100 индивидуальных соединений, нормальных и разветвленных алканов, циклоалканов, алкенов и ароматических углеводородов;
|
|
керосин 180-230 C, (С11-С12);
легкий газойль (дизельное топливо) 230-305 С (С13-С17);
тяжелый газойль и легкий дистиллят смазочного масла 305-405 С (С18-С25);
смазочные масла 405-515 С (С26-С38).
Остаток после перегонки нефти называется асфальтом или битумом.
Синтезом из водяного газа:
nCO + (2n + 1) H2 - t,kat → CnH2n+2 + n H2O
CO + 3H2 - t,kat → CH4 + H2O
3. Синтезом из простых веществ:
nC + (n + 1) H2 -t,kat,p → CnH2n+2
C + 2 H2 - 500°C,Ni → CH4
IV. Применение.
1. Предельные углеводороды находят широкое применение в самых разнообразных сферах жизни и деятельности человека.
2. Использование в качестве топлива – в котельных установках, бензин, дизельное топливо, авиационное топливо, баллоны с пропан-бутановой смесью для бытовых плит.
3. Вазелин используется в медицине, парфюмерии, косметике, высшие алканы входят в состав смазочных масел, соединения алканов применяются в качестве хладагентов в домашних холодильниках.
4. Смесь изомерных пентанов и гексанов называется петролейным эфиром и применяется в качестве растворителя. Циклогексан также широко применяется в качестве растворителя и для синтеза полимеров.
|
|
5. Метан используется для производства шин и краски.
6. Значение алканов в современном мире огромно. В нефтехимической промышленности предельные улеводороды являются базой для получения разнообразных органических соединений, важным сырьем в процессах получения полупродуктов для производства пластмасс, каучуков, синтетических волокон, моющих средств и многих других веществ. Велико значение в медицине, парфюмерии и косметике.
Задание 2. Выполните тренировочное задание.
1. Для предельных углеводородов характерны реакции:
а) горение, б) замещения, в) присоединения. г) нейтрализации?
2. Дана цепочка превращений
1 2 3
С2Н6 → С2Н5Cl → С4Н10 → CO2:
вторая реакция называется а) Коновалова, б) Вюрца, в) Семенова.
Составьте уравнение всех реакций
3. Какое соединение используется для получения метана в лаборатории:
а) СНзСООН, б) СН3ОН, в) СН3С1, г) СH3СООNа
Составьте уравнение этой реакции.
4. Массовые доли углерода и водорода в углеводороде равны соответственно
92,31% и 7,69%. Плотность его паров по водороду составляет 39. Число
атомов водорода в молекуле равно а) 12; б) 6; в) 14.
Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 151; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!