Упражнение 96 Что общего и что различного в строении молекул углеводородов и спиртов? Молекулы спиртов, в отличие от молекул углеводородов, содержат не только атомы Карбона и Гидрогена, но и атомы Оксигена и их молекулы полярные.
Упражнение 97 От каких факторов зависят физические свойства спиртов? Дайте соответствующее пояснение. Наличие в молекулах спиртов гидроксильных групп существенно влияет на физические свойства этих соединений. Атомы Гидрогена и Оксигена гидроксильных групп участвуют в образовании водородных связей между молекулами спирта, а также между молекулами спирта и воды.
Упражнение 98 Заполните таблицу и объясните различия в физических свойствах алканов и спиртов:
Название соединения |
Химическая формула |
Агрегатное состояние в обычных условиях |
Температура кипения, °С |
Метан | СH4 | газ |
–161,6 |
Метанол | CH3OH | жидкость |
+64,5 |
Этан | C2H6 | газ |
–88,6 |
Этанол | C2H5OH | жидкость |
+78,4 |
Тот факт, что среди спиртов нет газообразных веществ и их температуры кипения значительно выше, чем соответствующих алканов, объясняется наличием водородной связи между молекулами спирта.
Упражнение 99 Как влияет водородная связь на растворимость спиртов в воде? Вследствие образования водородных связей между молекулами спирта и воды спирты с количеством атомов Карбона от С1 до С3 неограниченно растворяются в воде, а спирты от С4 до С10 плохо растворяются в воде.
Зависит ли растворимость спирта в воде от длины карбоновой цепи его молекулы? Да, зависит. С ростом карбоновой цепи в молекулах спиртов полярность связи О-Н уменьшается, то есть в молекуле первичного спирта эта связь более полярная, чем в молекуле вторичного или третичного спирта, что влияет на образование водородных связей.
Если да, то как именно? Растворимость спиртов в воде с увеличением количества атомов Карбона в молекулах уменьшается, а высшие спирты в воде нерастворимые.
Упражнение 100 Допишите продукты реакций и преобразуйте схемы в химические уравнения:
а) С4Н9ОН + 6О2 → 4СO2 + 5H2O
б) 2С3Н7ОН + 2Li → 2С3Н7ОLi + Н2↑
Упражнение 101 Напишите формулы продуктов реакций, назовите тип и условия протекания каждой реакции:
a) C4H9OH -> C4H8 + H2O (t0C, кат.) внутримолекулярная дегидратация
б) C3H7OH + С3H7OH -> C3H7-O-C3H7 + H2O (t0C, кат.) межмолекулярная дегидратация
в) С6H12 + H2O -> C6H13OH (t0C, кат.) гидратация алкенов
Упражнение 102 Гидратацией алкенов получают однотомные спирты. Напишите общее уравнение такой реакции.
СnH2n + H2O -> CnH2n+2O
Упражнение 103 Какая масса натрия и какой объем этанола (плотность спирта 0,79 г/мл) прореагировали, если выделилось 224 мл водорода (н.у.)?
Дано: V(H2)=224 мл=0,224 л, ρ(C2H5OH)=0,79 г/мл
Найти: m(Na)-?, V(C2H5OH)-?
Решение
Составляем уравнение реакции:
y г х г 0,224 л
2С2H5ОН + 2Na -> 2C2H5ONa + H2↑
92 г 46 г 22,4 л
M(Na)=23 г/моль, масса 1 моль=23 г, а масса 2 моль=46 г
М(С2Н5OH)=46 г/моль, масса 1 моль=46 г, а масса 2 моль=92 г
При н.у. 1 моль газа занимает объём 22,4 л
x=m(Na)=0,224 л • 46 г : 22,4 л = 0,46 г
у=m(C2H5OH)=0,224 л • 92 г : 22,4 л = 0,92 г
V(С2H5OH)=m(C2H5OH):ρ(C2H5OH)=0,92 г: 0,79 г/мл=1,16 мл
Ответ: 0,46 г натрия и 1,16 мл спирта
Упражнение 104. Смешали 200 г водного раствора этанола с его массовой долей 5% и 50 г раствора этого спирта с его массовой долей 10%. Вычислите массовую долю этанола в приготовленном растворе.
Дано: m1(раствора)=200 г; ω1(С2H5OH)=5%, m2(раствора)=50 г; ω2(С2H5OH)=10%
Найти: ω(С2H5OH)-?
Решение
m1(С2H5OH)=(ω1(С2H5OH)•m1(раствора)):100%=(5%•200 г):100%=10 г
m2(С2H5OH)=(ω2(С2H5OH)•m2(раствора)):100%=(10%•50 г):100%= 5 г
m(C2H5OH)= m1(C2H5OH)+m2(C2H5OH)=10 г+5 г = 15 г
m(раствора)=m1(раствора)+m2(раствора)=200 г+50 г=250 г
ω(С2H5OH)=(m(С2H5OH)/m(раствора)•100%=(15 г : 250 г)•100%=6%
Ответ: ω(С2Н5ОН)=6%
Упражнение 105. Какой объем этена (н.у.) был взят для получения 2 л этанола (плотность спирта 0,79 г/мл), если в реакцию вступило 85% алкена?
Даноо: 85% С2Н4 прореагировало, V(C2H5OH)=2 л=2000 мл,
ρ(С2Н5ОН)=0,79 г/мл
Найти: V(C2H4)-?
Решение
m(C2H5OH)=V(C2H5OH)•ρ(C2H5OH)=2000 мл•0,79 г/мл=1580 г
Составляем уравнение реакции:
х л 1580 г
С2H4 + H2O -> C2H5OH
22,4 л 46 г
Mr(C2H5ОН)=2•Ar(C)+6•Ar(H)+Ar(O)=2•12+6•1+16=46,
М(С2Н5OH)=46 г/моль, масса 1 моль=46 г
х= 1580 г • 22,4 л : 46 г=769,4 л
По условию задачи 85% С2Н4 составляют 769,4 л, тогда
100% С2Н4 - х л
х=V(C2H4)=769,4 л • 100% : 85%=905 л
Ответ: 905 л
Упражнение 106. В результате дегидратации насыщенного спирта массой 15 г образовался углеводород и 4,5 г воды. Назовите спирт и изобразите структурную формулу его молекулы. Сколько решений имеет задача?
Дано: m(СnH2n+2O)=15 г, m(H2O)=4,5 г
Найти: СnН2n+2O -?
Решение
Mr(H2О)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, M(H2O)=18 г/моль
n(H2O)=m(H2O):M(H2O)=4,5 г : 18 г/моль=0,25 моль
Составляем уравнение реакции в общем виде:
CnH2n+2O -> CnH2n + H2O
n(CnH2n+2O):n(H2O)=1:1, тому n(CnH2n+2O)=n(H2O)=0,25 моль
M(CnH2n+2O)=m(CnH2n+2O):n(CnH2n+2O)=15 г : 0,25 моль=60 г/моль,
Mr(CnH2n+2O)=60
Мr(СnH2n+2O)=n•Ar(С)+(2n+2)•Ar(H)+Ar(O)=12n+2n+2+16=14n+18
14n+18=60; n=(60-18):14=42:14=3, итак, формула спирта С3Н8О, или C3H7OH
Структурные формулы молекулы:
СН3—СН2—СН2—ОН пропан-1-ол |
СН3—СН—СН3 | ОН пропан-2-ол |
Сколько решений имеет задача? Два