Вопрос 2: Роль металлов в современной технике.

Ответ. Роль металлов в современной технике очень велика. Они широко используются во многих областях народного хозяйства, в том числе в тяжёлой отрасли промышленности, станкостроение, в производстве машин и механизмов, в авиационной и автомобильной отраслях промышленности, в космической технике. Наиболее широкое применение имеют железо и алюминий.

Применение алюминия

1.При получение лёгких сплавов (дюралюминий- в авиа-и ракетостроении, в строительстве).

2. В металлургии: для восстановления металлов из их оксидов ( алюминотермия).

3. При изготовлении электрических проводов и кабелей ( легче, чем провода из меди).

4.В производстве бытовых предметов.

Применение железа

1.При изготовлении электромагнитов, трансформаторов, электромоторов, мембран микрофонов ( благодаря способности в быстрому намагничиванию и размагничиванию).

2.Основная масса железа используется в виде железоуглеродистых сплавов – чугуна и стали, широко используемых в промышленности.

Применение меди

1.При изготовлении электрических проводов и кабелей ( хороший проводник тока).

2. Как компонент сплавов ( латуней, бронзы и др.).

Применение цинка

1.Как антикоррозионное покрытие от электрохимической коррозии ( благодаря химической активности).

2. Получение технически важных ( высокопластичных) сплавов: с Cu ( латуни), с AI и Ni.

3.Производство гальванических элементов ( цинковоугольных).

Применение титана

1.При получении сплавов (титан и его сплавы обладают большой легкостью, прочностью , термической и коррозионной устойчивостью).

2.В авиа- и ракетостроении ,при строительстве подводных лодок.

3.В морском судостроении для изготовлении обшивки корпусов судов ,обладающих высокой прочностью и стойкостью в морской воде.

4.Как конструкционный материал при изготовлении оборудования для химической ,текстильной и бумажной отраслей промышленности.

Применение хрома

1.В производстве высококачественных твердых сталей (феррохром).

2.При изготовлении металлорежущих инструментов.

3.Как компонент нержавеющих сталей и сплавов.

4.Как антикоррозионное покрытие (хромирование стальных изделий для предотвращения коррозии).

Применение никеля

1.Как компонент легированных сталей ,а так же жаростойких ,сверхтвердых антикоррозионных и других сплавов.

2.Никелирование поверхностей предметов (от коррозии).

3.Как конструкционный материал при изготовлении химической аппаратурой и ядерных реакторов.

Вопрос 3.Сколько литров кислорода и воздуха нужно для полного сгорания 100 л смеси ,состоящий из 10 % метана , 20% пропана и 70% оксида углерода (II)?

Ответ.

Дано: Найти:

V(смеси)= 100 л, V (O₂) = ?

ω (CH₄ )= 10 %, V (возд.)= ?

ω (C₃ H₈)= 20%,

ω (CO) = 70%.

Решение

V (CH₄) = 100 *10 /100 = 10 л,

V (C₃ H₈) =100*20/100= 20 л,

V (CO) = 100*70/100= 70 л.

10 л Х₁ л

CH₄ + 2O₂ = CO₂ ↑+2H₂O.

V : 1 моль 2 моль

V: 22,4 л 44,8 л

20 л X₂ л

C₃H₈ + 5O₂= 3CO₂↑+ 4H₂O.

v: 1 моль 5 моль

V: 22,4л 112 л

70л x₃ л

2CO + O₂ =2CO₂

v: 2 моль 1 моль

V: 44,8 л 22,4 л

X₁ = V₁ ( O₂)= 10*44,8/22,4= 20 л,

X₂ = V₂ ( O₂) = 20*112/22,4 = 100л,

X₃= V₃ (O₂ ) = 70* 22,4/ 44,8 = 35 л,

V_общ ( O₂) = 20+100+35=155 л,

V_{( возд.)} = 155*100/21=738 л ( в воздухе по объему содержится ̴ 21% кислорода).

Ответ: V_общ ( O₂)= 155 л, V_{( возд.)} = 738 л.

Билет № 7

Вопрос 1.Этиленовые углеводороды. Их строение , свойства , получение и применение.

Билет № 8

Вопрос 1.Бензол .Его строение, свойства , получение и применение .

Ответ.Бензол- простейший представитель класса ароматических углеводородов (аренов).

Арены – сложные органические вещества ,в молекулах которые есть бензольное кольцо (ядро).

В молекуле бензола все связи между атомами углерода равноценны , это полуторные связи.

Физические свойства

Бесцветная жидкость с характерным запахом , в воде не растворяется , легче воды ,температура кипения

80 ⁰С,температура плавления 5,5 ⁰С, хороший растворитель, ядовит .

Химические свойства

1.Горение ( сильный коптящее пламя):

2C₆H₆ + 15O₂=12CO₂↑ + ₆H₂O.

Сходство с предельными углеводородами

2.Устойчив к действию окислителей, в обычных условиях не обесцвечивает раствор перманганта калия и бромную воду, не присоединяет галогеноводороды и воду.

3.Замещение атомов водорода протекает легче, чем у алканов:

а) нитрование:

C₆H₆ + HNO₃=C₆H₅NO₂ + H₂O;

_{нитробензол}

б)галогенирование:

C₆H₆ + Br₂=C₆H₅Br + HBr;

_{бромбензол}

в)алкилирование:

C₆H₆ + C₂H₅CI C₆H₅C₂H₅ + H₆CI.

^{этилбензол}

Сходства с непредельными углеводородами

4.Присоединение по углеродным связям протекает с большим трудом, так как ароматическая система устойчива:

а) гидрирование ( П. Сабатье и Ж.Б.Сандеран,1900 г.

C₆H₆ + 3H₂ C₆H₁₂;

_{циклогексан}

б) галогенирование:

C₆H₆ + 3CI₂ C₆H₆CI₆.

^{гексахлор-циклогексан}

Получение

1.Дегидрирование циклопарафинов ( Зелинский, 1912 г.):

C₆H₁₂ C₆H₆ + 3H₂.

2.Дегидрирование алканов:

C₆H₁₄ C₆H₆ + 4H₂.

3.Тримеризация ацетилена:

_{актив. уголь}

3C₂H₂ C₆H_6.

^{600 °С}

Применение

1.Как исходный реагент при синтезе многих органических соединений(фенол,циклогексан,анилин и др.)

2.В производстве красителей (анилиновых и др.)

3.В производстве пестицидов и полимеров.

4.В синтезе фармацевтических препаратов.

5.При изготовлении взрывчатых веществ.

6.Как растворитель лаков.

7.Как добавка к моторному топливу (для повышения октанового числа).

8.Для получения душистых веществ.

9.При изготовлении капрона и фенолформальдегидных смол.

Вопрос 2. Изомерия органических соединений. Ее виды.

Билет № 9

Вопрос 1.Амины. Их строение и свойства. Получение анилина и применение.

Ответ.

1. Получение (COOH)₂ ( Ф.Вёлер, 1824 г.):

_t

2C + N₂ = C₂N₂,

^дициан

C₂N₂ + 4H₂O=(COONH₄)₂,

^{оксалат аммония}

(COONH₄)₂ + H₂SO₄=(COOH)₂ + (NH₄)₂SO₄.

2.Синтез мочевины:

а) (CN)₂ + 2NH₃ + H₂O = CO(NH₂)₂ + NH₄ CN (Вёлер,1824 г.);

_t

б)2C + N₂ = C₂N₂,

C₂N₂ + H₂ = 2HCN,

^{синильная кислота}

HCN + NH₃ = NH₄ CN,

^{цианид аммония}

2NH₄CN + O₂ = 2NH₄CNO,

^{цианат аммония}

NH₄ –O-C≡N NH₂ –CO-NH₂(Вёлер,1828 г.).

В результате этих синтезов ученые пришли к важному выводу о том, что органические вещества могут образовываться из неорганических. Таким образом была доказана связь между этими веществами.

Вопрос 3. Получить AI(OH)₃ и выполнить реакции, характеризующие его свойства.

Ответ.

Получение

AICI₃ + 3 KOH = AI(OH)₃↓ + 3KCI,

AI³⁺ + 3OH^- =AI(OH)₃↓.

Свойства

AI (OH)₃ – амфотерный гидроксид:

а) свойство основания:

AI(OH)₃ + 3HCI = AICI₃ + 3H₂O;

^хлорид

^{алюминия}

б)свойство кислоты:

AI(OH)₃ + NaOH + 2H₂O = [AI(OH)₄(H₂O)₂]Na.

^{алюминий натрия}

БИЛЕТ №10

Вопрос 1. Карбоновые кислоты. Их строение, свойства, получения и применение.

Ответ. Карбоновые кислоты- органические соединения, в молекулах которых содержаться одна или несколько карбоксильных групп (СООН),

соединенных углеводородным радикалом ( или атомом водорода).

Гомология

Общая формула: C_nH_2n+1 COOH, или R-COOH (у первого гомолога вместо R- атом водорода).

Номенклатура

Название кислот производят от названий соответствующих углеводородов с прибавлением окончания «-овая» и слово «кислота».

Например:

СН₄ - HCOOH,

^{метан метановая( муравьиная) кислота}

С₂H₆ - CH₃COOH,

^{этан этановая (уксусная) кислота}

С₃H₈ - CH₃CH₂COOH.

^{пропан пропановая( пропионовая) кислота}

Изомерия

а) Изомерия углеродного скелета (С 4) :

СH₃-CH₂-CH₂-COOH,

^{бутановая (масленая) кислота}

CH₃-CH(CH₃)-COOH.

^{2-метилпропановая (изомасляная) кислота}

б) Межклассовая изомерия :

CH₃CH₂COOH,

^{пропановая кислота}

CH₃COOCH₃.

^{метиловый эфир уксусный кислоты (метилацетат)}

Физические свойства

Карбоновые кислоты с С₁ по С₈ – бесцветные жидкости с резким запахом, более С₉ – твердые; с С₁ по С₃ – хорошо растворимы в воде, с С₃ по С₈ – малорастворимые, более С₉ – нерастворимые. Все карбоновые кислоты – слабые электролиты.

Химические свойства

Многие свойства карбоновых кислот обусловлены наличием в их молекулах карбоксильных групп. В карбоксильной группе атом кислорода, связанный с атомом углерода двойной связью, оттягивает электроны на себя. При этом атом углерода приобретает положительный заряд и притягивает электроны второго атома кислорода ( из группы ОН). Это приводит к сдвигу электронного облака связи О-Н в направлении атома кислорода, так что атом водорода становится подвижным и реакционноспособным.

О-Н

В результате взаимного влияния атомов связь О-Н в карбоновых кислотах менее прочная, чем в спиртах.

Карбоновые кислоты обладают высокими температурами кипения, что связанно с образованием водородных связей между молекулами:

••• О=С- ОН•••О=С-ОН•••О=С-ОН•••

R R R

Свойства минеральных кислот

1. Диссоциация в водном растворе:

CH₃COOH=H⁺+ CH₃COO^- .

2. Взаимодействие с металлами, основными оксидами, основаниями, солями:

CH₃COOH+K( K₂O, KOH,K₂CO₃)→

→CH₃COOK+H₂( H₂O, H₂O, H₂O+CO₂).

Свойства органических кислот

3. Этерификация :

CH₃COOH+CH₃OH CH₃COOCH₃+H₂O.

^{метиловый эфир уксусной кислоты}

4. Образование ангидридов кислот :

R-COOH+HOOC-R R-COOOC-R+H₂O.

^{ангидрид}

5. Галогенирование :

CH₃COOH+Cl₂=CH₂(Cl)COOH + HCl.

^{монохлоруксусная кислота}

Атомы водорода в молекулах карбоновых кислот, стоящие при атоме углерода, соседнем с карбоксильной группой, легко замещаются на атомы хлора или брома, т.к. их подвижность увеличивается под влиянием карбоксильной группы.

6. Реакция серебряного зеркала :

HCOOH+Ag₂O=CO₂↑+H₂O+2Ag↓.

Реакция идет только с HCOOH,так как только в ее молекуле присутствует альдегидная группа.

О

-С

Н.

7. Разложение:

HCOOH CO↑+H₂O.

^H₂^SO₄

Получение

1. Из соли:

2CH₃COONa+H₂SO₄=2CH₃COOH+Na₂SO₄.

2. Окисление алкана:

2СH₄+3O₂=2HCOOH+2H₂O.

3. Окисление спирта:

R-CH₂OH+O₂=R-COOH+H₂O.

4. Окисление альдегида:

R-CHO+[O]=R-COOH

^{альдегид окислитель}

5. Из оксида углерода( II) и гидроксида натрия:

CO+NaOH HCOONa,

^{p формиат натрия}

2HCOONa+H₂SO₄=2HCOOH+Na₂SO₄.

6. Из спирта и оксида углерода( II) :

СH₃OH+CO CH₃COOH.

^p

7. Гидролиз нитрилов:

CH₃C≡N+2H₂O=CH₃COOH+NH₃.

Применение

1. HCOOH – в синтезе органических веществ ( как восстановитель), в пищевой отрасли промышленности (как антисептик и консервант), в текстильной отрасли промышленности (при крашении тканей), в медицине (как средстве для растирания).

2. CH₃COOH – для получения пластмасс, красителей, лекарственных веществ, искусственного волокна (ацетатный шелк), невоспламеняющейся кинопленки. Ее соли – гербициды. Ее сложные эфиры используются в парфюмерии и медицинской отрасли промышленности.

3. C₁₅H₃₁COOH и C₁₇H₃₅COOH – для получения мыл.

Вопрос 2. Сравнительная характеристика окислительных и восстановительных свойств неметаллов.