Поместите в фарфоровую чашечку 2 мл циклогексена и подожгите. (Опыт выполняется под тягой). Проследите за характером пламени. Наблюдения и выводы запишите в журнал
Опыт 2.Свойства циклогексена.
Налейте в две пробирки по 2 мл бромной воды и раствора перманганата калия, добавьте в каждую пробирку 1 мл циклогексена. Встряхните содержимое пробирок. Наблюдения и выводы запишите в лабораторный журнал. Обесцвечивание бромной воды и перманганата калия – доказательство наличия двойной связи.
Опыт 3.Получение этилена и его свойства.
Этилен получают дегидратацией этанола под действием серной кислоты.
В колбу Вюрца, которая соединена с газоотводной трубкой, налейте 5 мл этанола (СН3СН2ОН). Осторожно прилейте к спирту 10 мл концентрированной серной кислоты. Охладите содержимое колбы под холодной водой. Опустите в колбу кусочек пористой керамики («кипелка»), закройте колбу пробкой и нагревайте в пламени горелки до тех пор, пока из газоотводной трубки не начнёт выделяться газ, горящий светящимся пламенем.
Докажите, что выделяющийся газ – алкен (см. опыт 2).
Задачи (алкены)
1. Назовите следующие углеводороды по номенклатуре ИЮПАК:
С какими из приведенных соединений реагируют бутен-1 в указанных условиях?
1) H2О/ Н+; 2) H2 (Pt); 3) О2 (пламя); 4) KMnO4/ H2O, 20°C; 5) KMnO4/ H+, t°; 6) Cl2/
H2O, 20°C; 7) Br2 / 20°C (в темноте); 8) HBr. 9) Na . Напишите уравнения реакций.
3. В каких условиях протекают следующие реакции:
Приведите механизмы реакций.
4. Расшифруйте следующие схемы превращений.
5. Напишите реакции окисления пропилена и гексена-2 в различных условиях:
1) горение на воздухе; 2) KMnO4/ H2O, 20°C; 3) KMnO4/ H+, t°.
6. Напишите схему цепной полимеризации бутена-2 и пропилена. Приведите механизм ионной полимеризации.
7. Как отличить по химическим свойствам а) бутан от бутена-1; б) 4-метилпентин-1 от 4-метилпентина-2?
8. Напишите и назовите промежуточные и конечные продукты в следующих схемах:
9. Напишите формулы соединений, при окислении которых хромовой смесью образуются следующие продукты: а) две молекулы уксусной кислоты; б) ацетон и
пропионовая кислота; в) метилэтилкетон и ацетон.
10. Какие частицы называются карбокатионами? Образуйте карбокатионы присоединением протона к следующим алкенам: пропилену, этилену, 2-метилпропену. Расположите получившиеся ионы в ряд по увеличению устойчивости.
11. Углеводород состава С8H16 обесцвечивает бромную воду, растворяется в серной кислоте, при гидрировании превращается в октан, при окислении кислым раствором KMnO4 образует смесь HCOOH и CH3(CH2)5COOH. Какова структура углеводорода?
АЛКИНЫ
К алкинам относятся углеводороды, содержащие тройную связь. Они имеют общую формулу CnH2n-2. Атомы углерода при тройной связи находятся в состоянии sp-гибридизации. Две гибридных sp-орбитали такого атома углерода расположены на одной прямой. Угол между ними 180°. Две негибридизованные pz- и рy-орбитали расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. За счёт бокового перекрывания этих орбиталей образуются две p-связи.
Для ацетиленовых углеводородов характерны реакции присоединения, которые протекают ступенчато и труднее, чем в ряду алкенов. Кроме того, у ацетиленовых углеводородов имеют место реакции замещения водорода при тройной связи на металл. В этих реакциях ацетиленовые углеводороды выступают как СН-кислоты. Кислотные свойства водорода, при тройной связи, обусловлены бóльшей электроотрицательностью sp-гибридизованного атома углерода по сравнению с sp2- и sp3-гибридизованными.
Таким образом, для алкинов характерны две группы реакций:
1. реакции присоединения по тройной связи (в две ступени);
2. реакции замещения ацетиленового водорода на металл.
Методы получения ацетилена представлены на схеме.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
Опыт 1. Получение и свойства ацетилена.
В колбу Вюрца, снабженную капельной воронкой и газоотводной трубкой, поместите 2 г карбида кальция (СаС2). Из капельной воронки добавьте к карбиду кальция 1-2 мл воды. Начинает выделяться ацетилен.
1. Докажите, что ацетилен имеет p-связи (см. опыт 2 и 3, лабораторная работа № 2).
2. Пропустите ацетилен в пробирку с 1 мл аммиачного раствора хлорида меди (I). Объясните появление красно-бурого осадка. Наблюдения и выводы запишите в журнал.
3. Подожгите ацетилен, выделяющийся из газоотводной трубки, и опишите характер пламени. Наблюдения и выводы запишите в журнал.
Задачи (алкины)
1. Назовите следующие углеводороды по номенклатуре ИЮПАК:
2. Объясните наличие кислых свойств у ацетиленовых углеводородов. Напишите реакцию бутина-1 с натрием, амидом натрия, аммиачным раствором хлорида меди (I).
3. Расположите в порядке уменьшения кислотности указанные ниже соединения: пропин, серная кислота, аммиак, вода.
4. Напишите реакции бутина-1 со следующими реагентами: 1) NaNH2/ NH3; 2) H2O/ H+,
Hg+2 ; 3) 2 моль HCl; 4) HBr; 5) 1 моль Br2; 6) 1 моль Н2/ Pd.
5. Сравните реакции пентина-1 и пентена-1 со следующими реагентами:
1) NaNH2/ NH3; 2) 1 моль Br2; 3) H2О/ Н+; 4) 1 моль H2 (Pt); 5) Ag(NH3)2OH; 6) KMnO4/ H2O, 20°C; 7) KMnO4/ H+, t°; 8) Cl2+H2O/ 20°C; 9) Br2/ 20°C; 10) 2 моль HBr. Напишите уравнения всех протекающих реакций.
6. Напишите продукты следующих реакций:
а) CH3 – C º CH + HCl ®
б) CF3 – C º CH + HBr ®
в) CH3 – C º CH + HCN ®
г) HC º CH + 2HBr ®
д) CH3 – C º CH + CH3COOH®
В каком случае реакции идут против правила Марковникова? Объяснить причину.
7. Ацетилен в присутствии щелочей реагирует с альдегидами и кетонами. Напишите следующие реакции:
8. Окислите перманганатом калия в мягких (KMnO4/ Н2О, t°) и жестких (KMnO4/ H+, t°) условиях 4-метилпентин-2.
9. Напишите реакции димеризации и тримеризации ацетилена.
10. Объясните изменение кислотных свойств в следующем ряду: ацетилен (рКа~25) > этилен (рКа~36) > этан (рКа>40).
Задачи (диены)
1. Приведите примеры сопряженных, изолированных и кумулированных диенов. Напишите структурную формулу изопрена. К какому типу диенов относится это соединение.
2. Назовите по IUPAC следующие диены:
СН2=СН-СН=СН2 СН2=С=СН-СН3
СН2=С(СН3)-СН=СН-СН3 СН2=СН-СН2-СН=СН2
3. Изобразите пространственное строение натурального каучука и гуттаперчи. Как строение этих полимеров отражается на их физических свойствах?
4. Напишите уравнения реакции получения и полимеризации хлоропрена.
5. Напишите уравнения реакции дивинила с бромом и бромистым водородом при -80°С и +40°С.
6. Образования, каких галогенопроизводных можно ожидать при присоединении одной молекулы брома к изопрену? Назовите образующиеся дигалогениды.
7. Какие диены образуются преимущественно при действии спиртового раствора щелочи на 1,4-дибромгексан и 3,6-дибромоктан, почему?
8. Приведите два метода получения винилацетилена.
9. Напишите реакцию сополимеризации бутадиена-1,3 с этиленом; пропиленом; стиролом.