Домашнє завдання. Поняття про полімери на основі поліетилену.

І рівень

Завдання 1. Обчисліть ступінь полімеризації поліетену, якщо середня молекулярна маса його становить:

І варіант a) 19600; 6) 16520.

Формула поліетилену (С2Н4)n, де n - ступінь полімеризації, 

тоді Mr(C2H4)n=(2Mr(C)+4Mr(H))n=(212+41)n=28n.

Складаємо рівняння і розв'язуємо його.

a)  28n=19600                б)  28n=16520

     n=19600:28                     n=16520:28

     n=700                            n=590

ІI варіант a) 22400; б) 18 200.

Формула поліетилену (С2Н4)n, де n - ступінь полімеризації, 

тоді Mr(C2H4)n=(2Mr(C)+4Mr(H))n=(212+41)n=28n.

Складаємо рівняння і розв'язуємо його.

a)  28n=22400                б)  28n=18200

     n=22400:28                     n=18200:28

     n=800                            n=650

II рівень

Завдання 2. Напишіть рівняння полімеризації етену (етилену) у загальному вигляді. Обчисліть відносну молекулярну масу поліетену, якщо ступінь полімеризації становить: а) 1250; б) 1500; в) 2000.

nСН2 =СН2 → (СН2СН2)n.

етилен       поліетилен

Формула поліетилену (С2Н4)n, де n - ступінь полімеризації, 

тоді Mr(C2H4)n=(2Mr(C)+4Mr(H))n=(212+41)n=28n.

a) при n=1250    Mr(C2H4)1250=281250=35000

б) при n=1500    Mr(C2H4)1500=281500=42000

в) при n=2000    Mr(C2H4)2000=282000=56000

III рівень

Завдання 3. Напишіть рівняння реакції добування етену в лабораторії. Як довести його ненасичений склад? Відповідь підтвердіть рівнянням реакції.

У лабораторії етен (етилен) добувають із етилового спирту.

СН2 СН2

1700C,H2SO4(конц.)

         → 

 СH2
 =  СH2
+   H2О
                 
 H    OH            

Етен взаємодіє з водним розчином брому — так званою бромною водою (рідина бурого кольору). Знебарвлення бромної води при пропусканні в неї етену дає змогу відрізнити цей газ від інших алканів, які з розчиненим бромом не реагують.

СН2СН2+ Вг2 -> СН2Br ─ СН2Br або  С2Н4 + Вг2 -> С2Н4Br2. 

Якщо пропустити етен крізь розчин калій перманганату, останній також знебарвиться. 

Завдання 4. Унаслідок взаємодії метану з хлором, за сильного освітлення, утворився тетрахлорометан і гідроген хлорид об'ємом 164 л (н. у.). Обчисліть об'єми вихідних речовин.

Дано: V(НCl)=164 л        Знайти: V(СH4)-?  V(Сl2)-?

Розв'язування:

І спосіб.

Запишемо рівняння реакції.

х л         y л                  164 л            

СН4     +   4Cl2    →  СCl4 +  4HCl

1 об'єм      4 об'єми               об'єми

Для складання пропорцій скористаємося законом об'ємних відношень газів (ЗАКОН ГЕЙ-ЛЮССАКА).

Пропорція для обчислення об'єму метану СН4.

х л / 1 = 164 л / 4, х = 164 л • 1 / 4 = 41 л.

Пропорція для обчислення об'єму хлору Сl2.

y л / 4 = 164 л / 4, y = 164 л • 4 / 4 = 164 л.

Відповідь: V(СН4)=41 л, V(Сl)=164 л.

ІІ спосіб.

Запишемо рівняння реакції.

СН4+4Cl2СCl4 + 4HCl         

За рівнянням реакції  метану витрачається у 4 рази менше, ніж хлороводню (V(CH4:V(НCl)=1:4), тому V(CH4)=V(НCl):4=164 л : 4=41 л.

За рівнянням реакції  об'єми хлору і хлороводню однакові (V(Cl2:V(НCl)=4:4=1:1), тому V(Cl2)=V(НCl)=164 л.

Відповідь: V(СН4)=41 л, V(Сl)=164 л. 

IV рівень

Завдання 5. Напишіть рівняння реакцій, що лежать в основі схем, скороченими структурними формулами: метан (СН4) етин (СНСН) етан (СН3СН3) етен (СН2=СН2)→ бромоетан (CH3CH2Br). Укажіть умови перебігу реакцій.

2СН4 → СН ≡ СН + 3Н2  (при нагріванні t0 і наявності каталізатора Ni)

СН ≡ СН + 2Н2 → СН3  СН3 (при наявності каталізатора Ni)

СН3  СН→ СН2 СН2 + Н2 (при нагріванні t0 і наявності каталізатора Ni)

СН2 СН2 + H ─ Br → СН3  СН2Br 

Завдання 6. Під час реакції гідрування етину, за наявності каталізатора, утворився етан об'ємом 800 м3 (н. у.). Обчисліть, який об'єм водню витратився на гідрування. 

Дано: V(С2Н2)=800 м3 = 800103л        Знайти: V(H2)-?  

Розв'язування:

І спосіб.

Запишемо рівняння реакції.

          х л        800103 л            

С2Н2 + 2Н2   →    С2Н6 

          2 об'єми      1 об'єм

Для складання пропорції скористаємося законом об'ємних відношень газів (ЗАКОН ГЕЙ-ЛЮССАКА).

х л / 2 = 800103 л / 1, х = 800103 л • 2 / 1 = 1600103 л або 1600м3.

Відповідь: V2)=1600103 л або 1600м3.

ІІ спосіб.

Запишемо рівняння реакції.

С2Н2 + 2Н2   →    С2Н6         

За рівнянням реакції  водню витрачається у 2 рази більше, ніж утворюєтьс етану (V(H2):V(С2Н6)=2:1), тому V(H2)=V(С2Н6)2=800000 л  2=1600000 л або 1600103 л.

Відповідь: V2)=1600000 л або 160010л. 

Який об'єм кисню витратиться, а карбон(ІV) оксиду утвориться, якщо спалити такий об'єм етину?

Дано: V(C2H2)=1600103 л        Знайти: V2)-?, V(СО2)-? 

Розв'язування:

І спосіб.

Запишемо рівняння горіння етину.

1600103 л      х л           у л          

2Н2         +  5О2      →   4СО2      + 2Н2О

2 об'єми           5 об'ємів      об'єми

Для складання пропорцій скористаємося законом об'ємних відношень газів (ЗАКОН ГЕЙ-ЛЮССАКА).

Пропорція для обчислення об'єму кисню.

1600103 л / 2 = х / 5, х = 1600103 л • 5 / 2 = 4000103 л.

Пропорція для обчислення об'єму карбон (IV) оксиду.

1600103 л / 2 = у / 4, х = 1600103 л • 4 / 2 = 3200103 л.

Відповідь: V2)=4000103 л, V(СО2)=3200103 л.

ІІ спосіб.

Запишемо рівняння горіння етину.

2Н2 + 5О2 → 4СО+ 2Н2О          

За рівнянням реакції під час згоряння етину об'ємом 1600103 л кисню витрачається у 2,5  рази більше (2:5=1:2,5), тому V(О2)=V(C2H2)2,5=1600103 л 2,5=4000103 л.

За рівнянням реакції під час згоряння етину об'ємом 1600103 л карбон (IV) оксиду утворюється у 2 рази більше (V(С2Н2):V(CО2)=2:4=1:2)тому V(СО2)=V(C2H2)2=1600103 л 2=3200103 л.

Відповідь: V2)=4000103 л, V(СО2)=3200103 л.