- •И. С. Колпащикова, а. Ф. Бетнев, е. М. Алов сборник задач по органической химии
- •150023, Ярославль, Московский пр., 88
- •150000, Ярославль, ул. Советская, 14а
- •1. Указания к выполнению домашней работы
- •2. Алканы
- •2.1. Изомерия
- •2.2. Конформации - изобразить проекции Ньюмена
- •2.3. Строение и температура кипения
- •2.4. Синтез Вюрца
- •2.5. Механизм радикального замещения: Механизм, расчет теплот реакций (2) и (3), медленная стадия – на примере углеводородов, которые в медленной стадии образуют один углеводородный радикал
- •2.6. Галогенирование высших алканов: строение радикалов, образующихся в медленной стадии, сравнение их устойчивости и легкости образования
- •2.7. Расчет процентного состава моногалогензамещенных, образующихся в реакции галогенирования алканов, или сравнение активностей алканов в реакции моногалогенирования
- •2.8. Цепочка превращений (сульфохлорирование, сульфоокисление, нитрование, электролиз, реакция Вюрца, галогенирование алканов
- •3. Алкены
- •3.1. Вывод структурных изомеров
- •3.2. Строение и устойчивость
- •3.3. Механизм электрофильного присоединения
- •3.4. Реакция электрофильного присоединения протекающая с перегруппировкой
- •3.5. Озонолиз
- •3.6. Полимеризация
- •3.7. Способы получения и химические превращения
- •3.8. Синтез алкенов и их химические превращения
- •3.9. Установление строения соединении по их свойствам
- •3.10. Задача на стехиометрический расчет
- •4. Диены. Алкины
- •4.1. Структурные изомеры диеновых углеводородов
- •4.2. Сравнение длины, энергий, дипольных моментов связей
- •4.3. Электрофильное присоединение к диенам
- •4.4. Полимеризация, озонолиз полимера
- •4.5. Реакция Дильса-Альдера
- •4.6. Свойства алкина как кислоты, реакция с солями более слабых кислот
- •4.7. Реакция гидратации алкинов
- •4.8. Способы получения и химические превращения
- •4.9. Сиетез алкинов
- •4.10. Установление строения соединений по их свойствам
- •5. Арены. Гетероциклы
- •5.1. Ароматичность, критерии ароматичнсти
- •5.2. Механизм электрофильного замещения в ядре
- •5.3. Расположить соединения с различными ориентантами в порядке изменения реакционной способности (4 соединения)
- •5.4. Объяснить механизм ориентирующего влияния определенной группы в seAr
- •5.5. Рассмотреть совместное влияние двух групп (согласованная и несогласованная ориентация)
- •5.6. Синтез замещенных аренов на основе бензола
- •5.7. Цепочка химических превращений
- •5.8. Электрофильное замещение в конденсированных многоядерных углеводородах
- •5.9. Реакции гетероциклов
- •5.10. Реакции гетероциклов
- •6. Галогеналканы. Галогенарены
- •6.1. 4 Реакции
- •6.2. Механизм sn
- •6.3. Cила нуклеофила
- •6.4. Растворитель
- •6.5. Уходящая группа
- •6.6. Стереохимия
- •6.7. Перегруппировка
- •6.8. Конкурирующие реакции
- •6.9. Элиминирование
- •6.10. Реакционная способность галогенов в соединениях, содержащих группировки
- •6.11. Цепочка
- •6.12. Осуществить превращение
- •6.13. Sn2 в ароматическом ядре
- •6.14. Стехиометрический расчет
- •7. Спирты. Фенолы. Простые эфиры
- •7.1. Спирты: строение - температура кипения
- •7.2. Спирты, фенолы: строение – кислотность
- •7.3. Магнийорганический синтез
- •7.4. Гидратация алкенов, гидролиз галогеналканов, гидроборирование
- •7.5. Магнийорганический синтез (подобрать исходные соединения), окисление спиртов
- •7.6. Превращение в простые эфиры
- •7.7. Превращение в сложные эфиры
- •7.8. Взаимодействие спиртов с галогенводородами
- •7.9. Элиминирование
- •7.10. Установить строение спирта
- •7.11. Реакция Вильямсона
- •7.12. Реакция расщепления простого эфира
- •7.13. Получение фенолов щелочным плавом, гидролизом галогенбензола, кумольный метод
- •7.14. Реакции фенолов в ароматическом ядре и в группе – он
- •7.15. Установить строение фенола
- •8. Карбонильные соединения
- •8.1. Получение ароматических альдегидов и кетонов
- •8.2. Получение алифатических альдегидов и кетонов
- •8.3. Реакция Кучерова, пиролиз солей карбоновых кислот
- •8.4. Подвижность α-водородного атома, нуклеофильное присоединение hcn, спиртов, гидросульфита натрия
- •8.5. Нуклеофильное присоединение производных аммиака, роль катализатора
- •8.6. Альдольная конденсация, другие реакции с участием карбанионов
- •8.7. Альдольная конденсация с участием соединений других классов
- •8.8. Получение спиртов с помощью альдольной конденсации
- •8.9. Реакция Канниццаро
- •8.10. Реакция окисления
- •8.11. Установить строение, провести превращение: а → карбонильное соединение или карбонильное соединение б
- •9. Карбоновые и сульфоновые кислоты
- •9.1. Окисление спиртов, превращение насыщенной кислоты в -амино, гидрокси, ненасыщенную или двухосновную кислоту через -галогензамещенную
- •9.2. Магнийорганический и нитрильный синтез
- •9.3. Алкилирование бензольного ядра и последующее окисление алкилароматического углеводорода
- •9.4. Строение и кислотность
- •9.5. Цепочка превращений, свойства кислот и их производных
- •9.6. Механизм реакций этерификации, гидролиза, реакционная способность
- •9.7. Сравнение поведения карбонильной группы карбоновой кислоты и кетона, сравнение реакционной способности ацильного и насыщенного углеродов
- •9.8. Получение и превращение сульфоновой кислоты
- •9.9. Установить строение карбоновой или сульфоновой кислоты
- •10. Амины
- •10.1. Получение алифатических аминов реакцией восстановления нитрилов, алкилированием аммиака и аминов и восстановительным аминированием
- •10.2. Строение и основность
- •10.3. Получение ароматических аминов и их превращение
- •10.4. Превращение аминов в соли диазония и реакции солей диазония с выделением азота
- •10.5. Превращение аминов в соли диазония и реакции солей диазония с выделением азота
- •10.6. Получение азокрасителя
- •10.7. Подобрать исходные соединения для синтеза азокрасителя
- •Библиографический список
- •И. С. Колпащикова, а. Ф. Бетнев,
3.10. Задача на стехиометрический расчет
256. В перегонной колбе Вюрца с дефлегматором смешивают 50 мл 2-пентанола (CH3CHOHCH2CH2CH3) и фосфорную кислоту (с массовой долей 85 %) массой, равной 50 % массы исходного спирта. К колбе присоединяют холодильник и приемник и нагревают до температуры кипения пентанола-2, при этом начинает отгоняться смесь органического соединения с водой. Дистиллят отделяют от воды в делительной воронке, сушат сульфатом натрия и собирают фракцию, получая продукт с Ткип, равной 36-37 оС, и выходом 70 % от теоретического. Определите, какой продукт получается в результате проведенной реакции, напишите ее уравнение и рассчитайте выход продукта в граммах. Укажите тип механизма, по которому протекает данная реакция. Определите массу фосфорной кислоты и температуру проведения реакции.
257. В приборе для перегонки при атмосферном давлении нагревают смесь третичного спирта (50 мл) и безводной щавелевой кислоты (20 % от массы спирта). Смесь нагревают до кипения, и при этом начинает отгоняться смесь 2-метил-2-бутена и воды. 2-Метил-2-бутен отделяют от воды в делительной воронке, сушат безводным сульфатом натрия и перегоняют, получая продукт с выходом 90 % от теоретического. Определите, какое исходное вещество взяли для проведения реакции, напишите ее уравнение и рассчитайте выход продукта в граммах. Укажите тип механизма, по которому протекает эта реакция. Определите массу щавелевой кислоты в граммах, температуру, до которой нужно нагреть реакционную смесь, чтобы она закипела, и температуру, при которой будет отгоняться продукт реакции.
258. В перегонной колбе Вюрца смешивают 50 мл 2-метил-2-бутанола и фосфорную кислоту (с массовой долей 85 %) массой равной 5 % массы исходного спирта. К колбе присоединяют холодильник и приемник и нагревают до температуры кипения, при этом начинает отгоняться смесь органического соединения с водой. Дистиллят отделяют от воды в делительной воронке, сушат сульфатом натрия и перегоняют, получая продукт с Ткип=38 оС, nD20=1,3864 и выходом 80 % от теоретического. Определите, какой продукт получается в результате проведенной реакции, напишите ее уравнение и рассчитайте выход продукта в граммах. Укажите механизм, по которому протекает данная реакция. Определите массу фосфорной кислоты и температуру проведения реакции.
259. Через кварцевую трубку, наполненную катализатором Al2O3, при температуре 350-400 оС пропускают 60 мл 1-пентанола. В охлаждаемом приемнике собирают смесь органических веществ и воды. Воду отделяют в делительной воронке, органический слой сушат сульфатом магния и перегоняют, собирая продукт с Ткип=29 оС, nD20=1,3720, d=0,64 г/см3 объемом 36 мл. Определите, какой продукт получается в результате проведенной реакции, напишите ее уравнение и рассчитайте массовый выход продукта в процентах от теоретического. Укажите механизм, по которому протекает данная реакция.
260. В трехгорлой колбе, снабженной мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником и термометром, смешивают 65 мл 1-гексена и 120 мл четыреххлористого углерода (растворитель) при охлаждении до 0 оС. При температуре 0-5 оС и хорошем перемешивании постепенно прибавляют из капельной воронки эквимолекулярное количество брома в 250 мл четыреххлористого углерода. Выпавший осадок отфильтровывают, сушат и получают 60 г продукта. Определите, какой продукт получается в результате проведенной реакции, напишите ее уравнение и рассчитайте массовый выход продукта в процентах от теоретического. Укажите механизм, по которому протекает данная реакция. Какая масса брома в граммах была использована для проведения реакции?
261. В трехгорлой колбе, снабженной мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником и термометром, смешивают 50 мл алкена и 100 мл хлороформа (растворитель) при охлаждении до 0 оС. При температуре 0-5 оС и хорошем перемешивании постепенно прибавляют из капельной воронки эквимолярное количество брома в 200 мл хлороформа. Выпавший осадок отфильтровывают, сушат и получают 50 г 1,2-дибромгептана. Определите, какой алкен применяли для проведения реакции, напишите ее уравнение и рассчитайте массовый выход продукта в процентах от теоретического. Укажите механизм, по которому протекает данная реакция. Какая масса брома в граммах была использована для проведения реакции?
262. В трехгорлой колбе, снабженной мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником и термометром, смешивают 65 мл 1-октена и 120 мл четыреххлористого углерода (растворитель) при охлаждении до 0 оС. При температуре 0-5 оС и хорошем перемешивании постепенно прибавляют из капельной воронки эквимолярное количество брома в 250 мл четыреххлористого углерода. Выпавший осадок отфильтровывают, сушат и получают 60 г продукта. Определите, какой продукт получается в результате проведенной реакции, напишите ее уравнение и рассчитайте массовый выход продукта в процентах от теоретического. Укажите механизм, по которому протекает данная реакция. Какая масса брома в граммах была использована для проведения реакции?
263. В трубку из стекла "пирекс" вводят 2,7 г пропена и хлор (исходный алкен : хлор=1:1,1 моль). Трубку запаивают и в течение 20 мин освещают ультрафиолетовой лампой. Получают продукт с выходом 100 % от теоретического. Определите, какой продукт получается в результате проведенной реакции, напишите ее уравнение и рассчитайте массовый выход продукта в граммах. Укажите механизм, по которому протекает данная реакция. Какая масса хлора в граммах была использована для проведения реакции?
264. В колбу с отводной трубкой помещают 25 г этилового спирта и 150 г концентрированной серной кислоты. В капельную воронку помещают смесь 100 г этилового спирта и 200 г серной кислоты. Колбу нагревают до 160 оС и постепенно прикапывают смесь из капельной воронки. Газ, который выделяется из отводной трубки, пропускают через 1 моль брома до тех пор, пока бром не обесцветится. После очистки получают 125 г продукта с Ткип=131-132 оС, nD20=1,5385, Тпл=9-10 оС, d=2,180 г/см3. Определите, какой продукт получается в результате проведенной реакции, напишите ее уравнение и рассчитайте массовый выход продукта в процентах от теоретического. Укажите механизм, по которому протекает данная реакция. Какая масса брома в граммах была использована для проведения реакции?
265. В колбу помещают смесь 100 г охлажденного до 0 оС раствора бромистого водорода (с массовой долей 40 %) в уксусной кислоте и 0,4 моль нитрила акриловой кислоты (CH2=CHCN). Смесь выдерживают при температуре от минус 3 до 0 оС в течение 12 ч. Выделяют 37 г целевого продукта. Определите, какой продукт получается в результате проведенной реакции, напишите ее уравнение и рассчитайте массовый выход продукта в процентах от теоретического. Укажите механизм, по которому протекает данная реакция. Какая масса нитрила акриловой кислоты в граммах была использована для проведения реакции?
266. Через раствор 3 моль метилового эфира акриловой кислоты (CH2=CHCOOCH3) в эфире пропускают 3 моль газообразного бромистого водорода при температуре 0 оС. Реакционную смесь разделяют перегонкой и получают 440 г продукт с молекулярной массой 167 у.е. Определите, какой продукт получается в результате проведенной реакции, напишите ее уравнение и рассчитайте массовый выход продукта в процентах от теоретического. Укажите механизм, по которому протекает данная реакция.
267. К суспензии 0,5 моль ацеталя акролеина (CH2=CHCH(OC2H5)2 в 600 мл воды при температуре 5 оС и перемешивании прибавляли раствор 0,5 моль преманганата калия в 600 мл воды. Смесь выдерживали 2 часа, отфильтровывали осадок MnO2 и получали органическое соединение с молекулярной массой 164 у.е. и массовым выходом 67 % от теоретического. Определите, какой продукт получается в результате проведенной реакции, напишите ее уравнение и рассчитайте массу полученного продукта.
268. В перегонной колбе Вюрца с дефлегматором смешивают 50 мл 2-пентанола и фосфорную кислоту (с массовой долей 85 %) массой, равной 50 % массы исходного спирта. К колбе присоединяют холодильник и приемник и нагревают до температуры кипения пентанола-2, при этом начинает отгоняться смесь органического соединения с водой. Дистиллят отделяют от воды в делительной воронке, сушат сульфатом натрия и перегоняют, получая продукт с Ткип=37 оС, nD20=1,3830 и выходом 70 % от теоретического. Определите, какой продукт получается в результате проведенной реакции, напишите ее уравнение и рассчитайте выход продукта в граммах. Укажите механизм, по которому протекает данная реакция. Определите массу фосфорной кислоты и температуру проведения реакции.
269. В течение восьми часов нагревают 408 г 2,3-диметил-2-бутанол с 1200 г сухой щавелевой кислоты при 100 оС. Затем смесь перегоняют, дистиллят после промывки ледяной водой сушат над хлористым кальцием и перегоняют. Полученный дистиллят разделяют на две фракции (какие?). Массовый выход тетраметилэтилена составляет 80 % от теоретического. Рассчитайте выход тетраметилэтилена в граммах.
270. В колбу вместимостью 2 л, снабженную дефлегматором, соединенным с нисходящим холодильником, помещают 1000 г циклогексанола и 375 мл Н3РО4 с массовой долей 85 %. Смесь нагревают до кипения. Полученный дистиллят разделяется на два слоя. Нижний слой, состоящий из воды и небольшого количества циклогексанола, отбрасывают, а верхний после сушки над СаСl2 перегоняют, собирая продукт в интервале температур 82-83 оС. Выход продукта составляет 690 г. Определите, какой продукт получается в результате реакции, напишите ее уравнение, рассчитайте массовый выход продукта в процентах от теоретического.