H3C- CH - CH2 - CH -CH2

| | |

CH3 CH3 CH3

и

CH3

|

H3C -C -CH -C -CH3

| |

CH3 CH3

Третья реакция – гидрирование обоих октенов, которое дает один продукт – изооктан

(2, 2, 4- триметилпентан)

Октановое число моторного топлива характеризует способность топлива к детонации,

которая является вредной, и ее следует избегать.

Октановое число показывает стойкость к детонации (т.е. степень сжатия топлива, при

которой топливо детонирует). Изооктан считается неспособным к детонации, ОЧ = 100.

Второй эталон — н-гептан ОЧ = 0, его стойкость к детонации считается нулевой.

Детонационные свойства реального бензина измеряют по аналогии: одноцилиндровый

мотор с переменной степенью сжатия доводят до появления детонации исследуемого

топлива. Затем подбирается смесь двух эталонных углеводородов. Процентное

содержание изооктана в смеси, детонирующей при той же степени сжатия, что и

исследуемое топливо, и будет являться октановым числом (ОЧ) топлива.

10-3.

Пусть молярная масса любого из исходных углеводородов М, масса продукта с одним

атомом брома – М + 81 (присоединение HBr).

Тогда М г дают (М + 81) г продукта

3, 5 г дают 7, 55 г продукта.

Решая пропорцию, получаем М = 70, то есть формула углеводорода C5H10

Далее следует определить структурную формулу углеводорода.

(1) Углеводород может представлять собой алкен, в данном случае, пентен. Для пентена

воможно существование нескольких изомеров: пентен-1, пентен-2, 2-метилбутен-1, 2-

метилбутен-2, 3-метилбутен-2.

Так как исходные вещества – два геометрических изомера, то подходит только пентен-2,

так как в других случаях цис-транс изомеров нет.

(2) Второй вариант – циклоалкан. Формулу C5H10 имеет циклопентан, метилциклобутан,

1, 1-диметилциклопропан и 1, 2-диметилпропан. Только в последнем случае существуют

геометрические изомеры. Таким образом, второй ответ задачи — это 1, 2-диметилпропан.

Структурные формулы бромпроизводных:

(1) При бромировании пентена-2 будет получено оба возможных монобромпроизводных,

так как правило Марковникова не дает однозначного выбора:

CH3CH(Br)CH2CH2CH3 CH3CH2CH(Br)CH2CH3

(2) Первый вариант: разрыв связи по симметричному положению дает только один

продукт:

CH3

CH3 + HBr → CH₃CH₂CH₂CH(Br)CH₃

Другой вариант разрыва связи в принципе может привести к двум продуктам, однако по правилу Марковникова реально образуется только один из них:

CH3

CH3 + HBr → H₃C-CH- CH- CH₃

| |

Br CH₃

H₃C- CH₂-CH -CH₂Br

|

CH₃

Таким образом, в случае 1, 2-диметилциклопропана присоединение HBr также приводит к двум продуктам: 2-бромпропану и 2-бром-3-метилбутану.

10-4. а) В первом случае образовался оксид металла. При его растворении в соляной кислоте получен хлорид этого же металла.

200 г раствора HCl содержат 20 г или 0, 548 моль HCl. На нейтрализацию избытка кислоты затрачено 86 × 0, 1 = 8, 6 г, т.е. 0, 215 моль NaOH.

Значит избыток кислоты составлял тоже 0, 215 моль. Таким образом, на образование хлорида металла затрачено 0, 548 – 0, 215 = 0, 333 моль.

Таким образом, 2, 3 г составляют 0, 333 г-экв. металла

Молярная масса металла М = 6, 9 n

При n = 1 металл – литий, при n = 2, 3, 4 новых решений не появляется.

б) Во втором случае металл взаимодействует не только кислородом, но и с азотом.

2 Li + O₂ = Li₂O

Li₂O + 2 HCl = 2 LiCl + H₂O

6 Li + N₂ = 2 Li₃N

Li₃N + 4 HCl = 3 LiCl + NH₄Cl

Последние две реакции объясняют различие результатов двух опытов – т.е. образование нитрида и дополнительное количество НСl на связывание азота.

3. Массы веществ. В первом опыте получено 0, 333 моль LiCl, что составляет 14, 12 г.

Во втором эксперименте исходное количество соляной кислоты 0, 548 моль. На

нейтрализацию израсходовано 5, 25 г щелочи, что составляет 0, 131 моль. Избыток кислоты – это тоже 0, 131 моль. Тогда на растворение продуктов реакции затрачено 0, 417 моль кислоты.

Уравнения реакций растворения Li₂O + 2 HCl = 2 LiCl + H₂O ¹

Li3N + 4 HCl = 3 LiCl + NH4Cl (2)

Пусть х моль лития – образовало оксид, а у моль лития – нитрид.

x + y = 0, 333

Количество соляной кислоты на растворение оксида – x моль.

Количество соляной кислоты на растворение нитрида – y / 3 • 4 = 4/3 y.

тогда x + 4/3 y = 0, 417

Система уравнений легко решается вычитанием первого уравнения из второго

y /3 = 0, 417 – 0, 333 = 0, 084

у = 0, 252, х = 0, 081.

Массы веществ в растворе:

масса хлорида лития в итоге та же, что и в первом случае, так как весь литий переходит в хлорид. Масса хлорида аммония: количество вещества хлорида аммония у/3 = 0, 084.

Масса его – 4, 49 г.

10-5. Исходное соединение – водородное, так как при сгорании образуется вода.

ЭHn → n/2 H2O

Пусть х – атомная масса элемента, тогда х + n /2 г в-ва образуют 9 n г воды

по условию: 0, 522 г дают 1, 08 г воды. Решение пропорции дает х = 3, 6 n

При n = 1, такого элемента нет. Если n = 2, х = 7, 2 такого элемента также нет.

Если n = 3, х = 10, 8. Этот элемент бор. Если n = 4, х = 14, 4 мог бы подойти азот, но он не четырехвалентный.

Таким образом, остается бор. Соединение – BH₃.

Соединение BH3 не существует в свободном виде, но существует целый ряд

бороводородов. Простейшее из них (и соответствующее найденной простейшей формуле!) – это диборан B₂H₆.

Реакции

B₂H₆ + 3 O₂ = B₂O₃ + 3 H₂O

B₂H₆ + 6 H₂O = 2 H₃BO₃ + 6 H₂

B₂H₆ + 6 Cl₂ = 2 BCl₃ + 6 HCl

10-6. 1. цианидное выщелачивание протекает по реакции: 4Au + 8 KCN + O2 + 2 Н2O =

4 K[Au(CN)2] + 4 КОН

2. Другие способы перевода золота в раствор, например

2 Au + 3 Cl₂ + 2 HCl = 2 H[AuCl₄]

Au + HNO₃ + 4HCl = H[AuCl₄] + NO + 2 H₂O (растворение в царской водке)

2 Au + 6 H₂SeO₄ = Au₂(SeO₄)₃ + 3 SeO₂ + 6 H₂O

3. В реальном в технологическом процессе для разложения цианид-ионов в раствор

добавляют гипохлорит, готорый превращает цианид в полностью нетоксичные

соединения.

2 NaCN + 5 NaClO + 2 H₂O = 2 NaHCO₃ + 5 NaCl + N₂

Другие реакции, приводящие к малотоксичным соединениям, в том числе связывание цианид-ионов в комплексы, также оценивались как правильные.