Вариант 1 1. Сравните по химическим свойствам метан и бензол. (Найдите сходство и отличие.) Запишите соответствующие уравнения реакций. 2. Дано вещество состава: С4Н8. Напишите возможные его изомеры, назовите их. 3. Осуществите превращения: C2H2 → C2H4 → C2H6 → C2H5Cl. Запишите уравнения реакций. 4. Задача. Определите объем водорода (н.у.), необходимый для реакции присоединения его к пропену объемом 15 литров.

Вариант 1

1. Сравнение метана и бензола:

• Сходство: Оба являются углеводородами. Бензол содержит насыщенную часть в кольце, поэтому проявляет свойства, схожие с алканами, например, замещение при нагревании с катализатором.
• Отличие: Бензол — ароматический углеводород, он склонен к реакциям присоединения (в отличие от метана, который вступает в реакции замещения) и вступает в реакции электрофильного замещения. Метан — насыщенный углеводород, его основные реакции — замещение.

Уравнения реакций:

Метан (реакция замещения):

\( CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{hv} CH_3Cl + HCl \)

Бензол (реакция электрофильного замещения - нитрование):

\( C_6H_6 + HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} C_6H_5NO_2 + H_2O \)

Бензол (реакция присоединения - гидрирование):

\( C_6H_6 + 3H_2 \xrightarrow{t, p, Ni} C_6H_{12} \)

2. Изомеры состава C4H8:

Вещество состава C4H8 может быть алкеном или циклоалканом.

• Бутены (алкены):
• Бутен-1: \( CH_2=CH-CH_2-CH_3 \)
• Бутен-2: \( CH_3-CH=CH-CH_3 \)
• 2-метилпропен: \( CH_2=C(CH_3)-CH_3 \)
• Циклобутан (циклоалкан):
• Циклобутан: \( C_4H_8 \) (структурная формула: квадрат со сторонами CH2)
• Метилциклопропан: \( C_4H_8 \) (структурная формула: треугольник с CH-CH3 на одной из вершин)

3. Превращения:

1. C2H2 → C2H4 (присоединение водорода):
   \( C_2H_2 + H_2 \xrightarrow{Pd} C_2H_4 \)
2. C2H4 → C2H6 (присоединение водорода):
   \( C_2H_4 + H_2 \xrightarrow{Ni, t} C_2H_6 \)
3. C2H6 → C2H5Cl (реакция замещения хлором):
   \( C_2H_6 + Cl_2 \xrightarrow{hv} C_2H_5Cl + HCl \)

4. Задача:

Дано:

Объем пропена \( V(C_3H_6) = 15 \) л

Найти:

Объем водорода \( V(H_2) \) (н.у.)

Решение:

Реакция присоединения водорода к пропену:

\( C_3H_6 + H_2 \rightarrow C_3H_8 \)

Согласно уравнению реакции, объем водорода, необходимый для реакции, равен объему пропена (при одинаковых условиях).

\( V(H_2) = V(C_3H_6) = 15 \) л

Ответ: 15 л.