Программа по химии для поступающих в вузы (ответы)
авсан – полиэфир этиленгликоля и терефталевой кислоты:
HOOC– –COOH + HOCH2–CH2OH >
> ???–O–CH2–CH2–O–OC– –CO–???
Глифталевые смолы получаются при поликонденсации глицерина и фталевой
кислоты. Наличие трех гидроксильных групп дает возможность для построения
трехмерного полимера:
[pic]
Вместо глицерина можно применять и пентаэритрит С(СН2ОН)4 (пентафталевые
смолы). Наряду с фталевой кислотой вводят также насыщенные и ненасыщенные
жирные кислоты. Глифталевые, пентафталевые смолы и продукты их модификации
различными добавками объединены под общим названием алкидные смолы. Их
растворяют в различных органических растворителях, добавляют красители и
получают эмали и лаки, применяемые для окраски вагонов, станков,
сельскохозяйственных машин. Алкидные смолы употребляют также при
изготовлении типографических красок, линолеума, клеев. В этих областях
применения имеет значение способность алкидных смол после высыхания давать
прочные пленки.
Фенолоформальдегидные смолы. Искусственный материал, полученный
поликонденсацией фенола с формальдегидом, явился первой пластмассой,
полученной еще в прошлом столетии, но сохранившей свое значение и в наше
время. По фамилии изобретателя англичанина Бакеленда этот материал получил
название бакелит.
Поликонденсация фенола с формальдегидом проходит при длительном
нагревании компонентов в присутствии кислотных или основных катализаторов.
Сначала образуется прозрачная желтоватая жидкость, содержащая метилольные
производные фенола. Эти продукты при дальнейшем нагревании конденсируются
друг с другом, первоначально образуя малоразветвленный полимер типа:
[pic]
Молекулярная масса нарастает постепенно. Если поликонденсацию остановить
при достижении молекулярной массы 700 – 1000, то получается резол –
твердая, очень хрупкая прозрачная масса, напоминающая янтарь. Этот материал
легко растворяется в органических растворителях.
Такие растворы используют в качестве лаков. При повышении температуры до
60-90°С резол плавится, его применяют для изготовления пресспорошков. [pic]
Рис.1
В процессе прессования идет дальнейшая поликонденсация резольной смолы с
образованием трехмерного полимера – резита (см. рис. 1). Резит не плавится
и не растворяется.
Диеновые углеводороды, их строение, химические свойства и использование.
Природный каучук, его строение и свойства. Синтетический каучук.
Алкадиены – соединения, содержащие в открытой углеродной цепи две
двойные связи. Общая форма алкадиенов СnН2n-2 (как и ацетиленов).
Следовательно, алкадиены изомерны алкинам. Изомерия алкадиенов в свою
очередь обусловлена строением углеродного скелета и относительным
расположением двойных связей. По взаимному расположению двойных связей
различают следующие алкадиены: с кумулированными двойными связями (С=С=С),
с сопряженными двойными связями (С=С–С=С), с изолированными двойными
связями (С=С–С–С–С=С). Наиболее промышленно важными алкадиенами являются
бутадиен-1,3 и изопрен. Промышленными способами получения бутадиена-1,3
является дегидрирование бутана, а также по способу Лебедева (из этанола);
изопрена – дегидрирование изобутилена. Как и для алкенов, для алкадиенов
характерны реакции полимеризации и присоединения. Наиболее практически
важными являются реакции полимеризации, т.к. в их основе лежит получение
синтетических каучуков. При полимеризации изопрена получают полимер,
похожий по строению элементарного звена на природный каучук.
nCH2=CH–CH=CH2 > (–CH2–CH=CH–CH2–)n
nCH2=CH–CH(CH3)=CH2 > (–CH2–C(CH3)=CH–CH2–)n
Чтобы получить каучук с определенными свойствами, часто используют
реакцию сополимеризации – совместной полимеризации двух и более полимеров.
Каучуки широко применяются в производстве резины. Чтобы превратить каучук в
резину, его наполняют сажей, глиной и подвергают вулканизации. Вулканизация
– сшивание различных цепей полимера. Чаще всего вулканизируют каучук с
целью повышения прочности, эластичности, снижения растворимости.
Ацетилен. Строение тройной связи (sp-гибридизация). Получение ацетилена
карбидным способом и из метана. Химические свойства (реакции
присоединения). Использование ацетилена.
Алкины – ненасыщенные углеводороды, содержащие в молекуле одну тройную
связь. Общая формула – СnH2n-2. Главным фактором, характеризующим алкины,
является наличие в молекуле тройной связи
– С ? С –
Углеродные атомы, образующие тройную связь, находятся в состоянии sp-
гибридизации. Каждый из них образует две ?-связи, две негибридизованные р-
орбитали расположены под прямым углом друг к другу и соответствующим
орбиталям другого атома. Они попарно перекрываются, образуя две ?-связи,
расположенные в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Изомерия алкинов
обусловлена разветвлением цепи и положением тройной связи: в этом у них
сходство с алкенами. Но для алкинов невозможно существование цис-транс-
изомеров, т.к. две ?-связи лежат на одной прямой. Основные способы
получения: из дигалогенпроизводных алканов отщеплением галогенводорода при
действии спиртового раствора КОН, взаимодействием алкилгалогенидов с
ацетиленидами.
1. CH?CH + Cl2 > CHCl=CHCl
CHCl=CHCl+ Cl2 > CHCl2–CHCl2
2. CH?СH + HF > CH2=CHF
3. CH?CH + H2 > CH2=CH2 + H2 > CH3–CH3
4. CH?CH + HOH > [CH2=CHOH] > CH3CHO
Реакция протекает легче, чем для алкенов. Катализатором служит
разбавленная серная кислота и соли двухвалентной ртути. Эта реакция была
открыта М. Г. Кучеровым в 1881 г. и носит его имя.
На основе ацетилена развились многие отрасли промышленности
органического синтеза.
Главные представители ароматических углеводородов. Бензол. Электронное
строение бензола и его химические свойства (реакции замещения и
присоединения). Получение бензола в лаборатории и промышленности, его
использование.
Ароматическими углеводородами называются вещества, в молекулах которого
содержится одно или более бензольных колец. Простейшим представителем
аренов является бензол. В 1865г. ученым Кекуле была предложена структура
молекулы бензола. Главной особенностью ядра является то, что в нем нет ни
настоящих простых, ни настоящих двойных связей: все шесть С–С связей
одинаковы, а шесть ?-электронов образуют устойчивую группировку –
электронный секстет. Эта устойчивость создается сопряжением всех ?-
электронов. Объяснение эквивалентности всех связей было дано лишь с
развитием квантовой теории химических связей. Каждый атом углерода
находится в состоянии spІ-гибридизации, причем у каждого атома одна из
негибридизованных р-орбиталей расположена перпендикулярно плоскости
молекулы. При этом все они эквивалентны и образуют общую сопряженную ?-
систему. Оставшаяся от связи с соседними атомами углерода р-орбиталь
каждого атома сориентирована в плоскости кольца и используется для связи с
атомом водорода. Бензол – прозрачная бесцветная жидкость с характерным
запахом. Не смешивается с водой, но смешивается со многими органическими
растворителями, сам бензол является хорошим растворителем. Горит коптящим
пламенем. Ядовит.
В промышленности получают риформингом нефти. В чистом виде основная
реакция – дегидрогенизация гексана:
С6Н14 > С6Н6 + 4Н2 (t, p).
Другим важным методом является тримеризация ацетилена под давлением.
Химические свойства:
1. AlCl3 + Cl2 ? Cl?+ [AlCl4]?–
С6Н6 + Cl2 > C6H5Cl + HCl
2. HNO3 + H2SO4 ? NO2?+[HSO4]?– + H2O
С6Н6 + HNO3 > C6H5NO2 + H2O
3. 2H2SO4 ? SO3H?+[HSO4]?– + H2O
С6Н6 + H2SO4 > C6H5SO3H + H2O
4. AlCl3 + RCl ? R?+[AlCl4]?–
С6Н6 + RCl > C6H5R + HCl
5. С6Н6 + 3H2 > C6H12 Pt; t, p.
6. С6Н6 + 3Cl2 > C6H6Cl6 УФ-облучение.
Производные бензола, которые можно рассматривать как продукты замещения
атомов водорода бензола алкильными радикалами, называются гомологами.
Заместители оказывают влияние на физические свойства бензола: температура
кипения изомеров с разветвленными боковыми цепями ниже, чем с нормальными.
К химическим свойствам добавляются химические свойства заместителей.
Арены применяются как химическое сырье для получения лекарств,
пластмасс, красителей, ядохимикатов и многих других органических веществ,
широко используются арены как растворители.
Углеводороды в природе: нефть, природный и попутные газы. Переработка
нефти: перегонка и крекинг. Использование нефтепродуктов в химической
промышленности для получения различных веществ.
Основными источниками углеводородов являются природный и попутные
нефтяные газы, нефть и уголь.
Природный газ. В состав природного газа входит в основном метан (около
93%). Кроме метана природный газ содержит еще и другие углеводороды, а
также азот, СО2, и часто – сероводород. Природный газ при сгорании выделяет
много тепла. В этом отношении он значительно превосходит другие виды
топлива. Поэтому 90% всего количества природного газа расходуется в
качестве топлива на местных электростанц
| |  скачать работу |
Программа по химии для поступающих в вузы (ответы) |
