Тест Предельные углеводороды. Алканы

Класс Алканы

Тест Предельные углеводороды. Алканы

Органическая химия — это химия углерода, валентность которого равна 4. Т.е., каждый атом углерода образует 4 связи (сигма-связи). Это может быть связь — С — С — , это может быть связь -С-H. Одинарная связь считается насыщенной, т.е. достигается максимальное перекрывание электронной плотности между атомами.

Предельные углеводороды —

(углеводороды с насыщенными связями)

Сигма-связь (σ- )

  • Атомы углерода находятся в состоянии Sp³-гибридизации:

Т.е.

 вещества класса Алканы (парафины — старое название) – алифатические (нециклические) предельные углеводороды, в которых атомы углерода связаны между собой простыми (одинарными, насыщенными) связями в неразветвленные или разветвленные цепи. Угол между связями С-C составляет 109°28′, поэтому молекулы нормальных алканов с большим числом атомов углерода имеют зигзагообразное строение (зигзаг)

Общая формула алканов:

СnH2n+2

n = числу атомов углерода.

Номенклатура веществ класса алканов строится из двух частей.

Первая часть «говорит» о количестве атомов углерода, вторая — о связи -С-С-. У алканов вторая часть — всегда -ан, а первую часть надо выучить:

Название (приставка)Количество атомов углеродаФормула
мет-(метан)1CH4
эт-(этан)2C2H6
проп-(пропан)3C3H8
бут-(бутан)4C4H10
пент-(пентан)5C5H12
гекс-(гексан)6C6H14

Физические свойства алканов:

 C1-C4 — газообразные вещества;

С5- С17 — жидкости;

С18-… — твердые вещества.

класс алканы —  

Химические свойства 

Алканы — довольно химически устойчивы. Между атомами насыщенная связь, поэтому вещества класса алканы очень слабо активны.

Максимум на что они способны это:

Реакции замещения: реакция идет на свету по радикальному механизму:

  • С2H6 + Cl2 = C2H5Cl + HCl, такое замещение может идти до полного замещения атомами хлора атомов водорода: С2Сl6.Реакция Вюрца — «именная» реакция удлиннения цепи:   C2H5Cl + 2Na +ClC2H5 → C4H10 + 2NaCl (из этана получили бутан)
  • Реакция Коновалова: c разбавленной азотной кислотой под давлениемС2H6 + HNO3 (HO-NO2) → С2H5NO2 + H2O

Реакции разложения (крекинг): длинные вещества класса алканы разлагается на алкан (более короткий) и алкен:
CH3–CH2–CH3(пропан) –400°C> CH4(метан)+ CH2=CH2 (этилен) 

Окисление алканов (горение): как и все органические вещества, алканы горят до образования углекислого газа и воды:

2C2H6 + 7O2 = 4CO2 + 6H2O

Получение веществ класса алканы:

  • Из неорганических веществ: гидролиз карбида алюминия:Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 +3CH4 (метан)C+2H2 = CH4 (при высоком давлении и температуре)
  • Гидрирование алкенов:С2H4 + H2 = C2H6 (этан)
  • Еще одна «именная» реакция: реакция Кольбе: электролиз солей карбоновых кислот:2СH3COONa -(электролиз)-→ СH3-CH3 (этан) + 2СO2 +2Na
  • Реакция солей карбоновых кислот с аналогичными щелочами:C2H5COONa + NaOH  ––t°>  C2H6 + Na2CO3

Вопрос из олимпиадных заданий (2015 г)

Давайте сначала определимся с атомами углерода — какие из них будут третичными

Вот пример:

«Третичный» — атом углерода, связанный с тремя другими атомами С

  • н-гептан — гептан линейного строение, «без ответвлений» — только первичные и вторичные атомы СCH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

название по номенклатуре ИЮПАК — 2,2-диметилбутан

В этом веществе будут 3 первичных атома (CH3-), один вторичный (-CH2-) и  один четвертичный (С)

  • в ЕГЭ это вопрос А13 и А14 — Строение и свой­ства углеводородов
  • в ГИА (ОГЭ) это B2 — Пер­во­на­чаль­ные сведения об ор­га­ни­че­ских веществах: пре­дель­ных и не­пре­дель­ных углеводородах

 
  

Обсуждение: “Класс алканы”

(Правила комментирования)

Источник: https://distant-lessons.ru/ximiya/alkany

Алканы — номенклатура, получение, химические свойства

Тест Предельные углеводороды. Алканы

Алканы — углеводороды, в молекулах которых атомы связаны одинарными связями и которые соответствуют общей формуле  CnH2n+2.

В молекулах алканов все атомы углерода находятся в состоянии sр3-гибридизации.

 Это означает, что все четыре гибридные орбитали атома углерода одинаковы по форме, энергии и направлены в углы равносторонней треугольной пирамиды — тетраэдра. Углы между орбиталями равны 109° 28′.

Вокруг одинарной углерод-углеродной связи возможно практически свободное вращение, и молекулы алканов могут приобретать самую разнообразную форму с углами при атомах углерода, близкими к тетраэдрическому (109° 28′), например, в молекуле н-пентана.

Особо стоит напомнить о связях в молекулах алканов. Все связи в молекулах предельных углеводородов одинарные. Перекрывание происходит по оси,
соединяющей ядра атомов, т. е. это σ-связи.

Связи углерод — углерод являются неполярными и плохо поляризуемыми. Длина С—С связи в алканах равна 0,154 нм (1,54 • 10—10 м). Связи С—Н несколько короче.

Электронная плотность немного смещена в сторону более электроотрицательного атома углерода, т. е. связь С—Н является слабополярной.

Отсутствие в молекулах предельных углеводородов полярных связей приводит к тому, что они плохо растворяются в воде, не вступают во взаимодействие с заряженными частицами (ионами). Наиболее характерными для алканов являются реакции, протекающие с участием свободных радикалов.

Гомологический ряд метана

Гомологи — вещества, сходные по строению и свойствам и отличающиеся на одну или более групп СН2.

Изомерия и номенклатура

Для алканов характерна так называемая структурная изомерия. Структурные изомеры отличаются друг от друга строением углеродного скелета. Простейший алкан, для которого характерны структурные изомеры, — это бутан.

Основы номенклатуры

1.   Выбор главной цепи. Формирование названия углеводорода начинается с определения главной цепи — самой длинной цепочки атомов углерода в молекуле, которая является как бы ее основой.
2.   Нумерация атомов главной цепи. Атомам главной цепи присваивают номера.

Нумерация атомов главной цепи начинается с того конца, к которому ближе стоит заместитель (структуры А, Б). Если заместители находятся на равном удалении от конца цепи, то нумерация начинается от того конца, при котором их больше (структура В).

Если различные заместители находятся на равном удалении от концов цепи, то нумерация начинается с того конца, к которому ближе старший (структура Г). Старшинство углеводородных заместителей определяется по тому, в каком порядке следует в алфавите буква, с которой начинается их название: метил (—СН3), затем  этил (-СН2-СН3),  пропил (-СН2-СН2-СН3) и т. д.

Обратите внимание на то, что название заместителя формируется заменой суффикса -ан на суффикс —ил в названии соответствующего алкана.
3. Формирование названия. В начале названия указывают цифры — номера атомов углерода, при которых находятся заместители.

Если при данном атоме находятся несколько заместителей, то соответствующий номер в названии повторяется дважды через запятую (2,2-). После номера через дефис указывают количество заместителей (ди — два, три — три, тетра — четыре, пента — пять) и название заместителя (метил, этил, пропил).

Затем без пробелов и дефисов — название главной цепи. цепь называется как углеводород — член гомологического ряда метана ( метан СН4, этан С2Н6, пропан C3H8, бутан С4Н10, пентан С5Н12, гексан С6Н14, гептан C7H16, октан C8H18, нонан С9Н20, декан С10Н22).

Физические свойства алканов

Первые четыре представителя гомологического ряда метана — газы.

Простейший из них — метан — газ без цвета, вкуса и запаха (запах «газа», почувствовав который, надо звонить 04, определяется запахом меркаптанов — серосодержащих соединений, специально добавляемых к метану, используемому в бытовых и промышленных газовых приборах для того, чтобы люди, находящиеся рядом с ними, могли по запаху определить утечку).

Углеводороды состава от С4Н12 до С15Н32 — жидкости; более тяжелые углеводороды — твердые вещества. Температуры кипения и плавления алканов постепенно увеличиваются с возрастанием длины углеродной цепи. Все углеводороды плохо растворяются в воде, жидкие углеводороды являются распространенными органическими растворителями.

Химические свойства алканов

Реакции замещения.
Наиболее характерными для алканов являются реакции свободнорадикального замещения, в ходе которого атом водорода замещается на атом галогена или какую-либо группу.

 Приведем уравнения характерных реакций галогенирования:
В случае избытка галогена хлорирование может пойти дальше, вплоть до полного замещения всех атомов водорода на хлор:

Полученные вещества широко используются как растворители и исходные вещества в органических синтезах.

Реакция дегидрирования (отщепления водорода).

В ходе пропускания алканов над катализатором (Pt, Ni, А1203, Сг203) при высокой температуре (400-600 °С) происходит отщепление молекулы водорода и образование алкена:

Реакции, сопровождающиеся разрушением углеродной цепи.Все предельные углеводороды горят с образованием углекислого газа и воды. Газообразные углеводороды, смешанные с воздухом в определенных соотношениях, могут взрываться.

1.   Горение предельных углеводородов — это свободнорадикальная экзотермическая реакция, которая имеет очень большое значение при использовании алканов в качестве топлива:

В общем виде реакцию горения алканов можно записать следующим образом:
2. Термическое расщепление углеводородов.

Процесс протекает по свободнорадикальному механизму. Повышение температуры приводит к гомолитическому разрыву углерод-углеродной связи и образованию свободных радикалов.

Эти радикалы взаимодействуют между собой, обмениваясь атомом водорода, с образованием молекулы алкана и молекулы алкена:

Реакции термического расщепления лежат в основе промышленного процесса — крекинга углеводородов. Этот процесс является важнейшей стадией переработки нефти.

3. Пиролиз. При нагревании метана до температуры 1000 °С начинается пиролиз метана — разложение на простые вещества:
При нагревании до температуры 1500 °С возможно образование ацетилена:
4. Изомеризация.

При нагревании линейных углеводородов с катализатором изомеризации (хлоридом алюминия) происходит образование веществ с разветвленным углеродным скелетом:

5. Ароматизация.

Алканы с шестью или более углеродными атомами в цепи в присутствии катализатора циклизуются с образованием бензола и его производных:

Алканы вступают в реакции, протекающие по свободнорадикальному механизму, т. к. все атомы углерода в молекулах алканов находятся в состоянии sp3-гибридизации. Молекулы этих веществ построены при помощи ковалентных неполярных С—С (углерод — углерод) связей и слабополярных С—Н (углерод — водород) связей.

В них нет участков с повышенной и с пониженной электронной плотностью, легко поляризуемых связей, т. е. таких связей, электронная плотность в которых может смещаться под действием внешних факторов (электростатических полей ионов). Следовательно, алканы не будут реагировать с заряженными частицами, т. к.

связи в молекулах алканов не разрываются по гетеролитическому механизму.

Способы получения

Источник: http://himege.ru/alkany-nomenklatura-poluchenie-ximicheskie-svojstva/

Алканы, Циклоалканы разработка теста-контроля по химии для 10 класса

Тест Предельные углеводороды. Алканы

Наша кнопка

Скачать материал

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 336

НЕВСКОГО РАЙОНА САНКТ-ПЕТЕРБУРГА

Алканы, Циклоалканы

разработка теста-контроля по химии

для 10 класса

Разработал:

Самохвалов Андрей Сергеевич,

учитель биологии и химии

ГБОУ СОШ №336 Невского района

Санкт-Петербург

2015 год

ТЕСТ-КОНТРОЛЬ ПО ТЕМАМ: “АЛКАНЫ”, “ЦИКЛОАЛКАНЫ”

1). Связи в молекуле алканов:

а). двойные; б). тройные; в). полуторные; г). одинарные?

2). Укажите молекулярную формулу этана:

а). C8H18 ; б). C6H6 ; в). C6H5CH3 ; г). C2H6 ?

3). Укажите формулу вещества , относящегося к классу “Алканы”:

а). C4H10 ; б). C6H12 ; в). C6H6 ; г). C13H26 ?

4). Общая формула гомологического ряда алканов:

а). CnH2n ; б). CnH2n – 2 ; в). CnH2n – 6 ; г). CnH2n + 2 ?

5). Природный газ содержит главным образом:

а). пропан; б). бутан; в). метан; г). водород?

6). Какой углеводород является гомологом бутана:

а). этилен; б). бензол; в). пентан; г). изобутан?

7). Молекула метана имеет форму:

а). конуса; б). куба; в). пирамиды; г). тетраэдра?

8). Для алканов характерна гибридизация:

а). sp3 ; б). sp ; в). sp2 ; г). sp4 ?

9). Угол между атомами углерода в молекулах алканов составляет:

а). 120° ; б). 109° ; в). 90° ; г). 110° ?

10). Радикал – это:

а). группа атомов с неспаренными электронами;

б). группа атомов, отличающихся от метана на – CH2 – ;

в). группа атомов, имеющих положительный заряд;

г). группа атомов, которая называется функциональной?

11). Формулы только алканов записаны в ряду:

а). C3H6 , C2H4 , C6H14 ; б). C4H10 , C2H6 , C3H8 ;

в). C2H2 , C3H8 , C6H6 ; г). C6H6 , C4H8 , C2H6 ?

12). Реакция, приводящая к удлинению углеродной цепи, – это:

а). реакция Вюрца; б). реакция Коновалова;

в). реакция изомеризации алканов; г). реакция гидрирования алкенов?

13). В ходе термического разложения метана при одновременном его нагревании до 1500 °С и охлаждении водой образуются:

а). С и Н2 ; б). С2Н2 и Н2 ; в). СО2 и Н2; г). СО и Н2 ?

14). Для алканов характерна изомерия:

а). положения кратной связи; б). углеродного скелета;

в). геометрическая; г). положения функциональной группы?

15). Для алканов не характерна реакция:

а). полимеризации; б). изомеризации;

в). термического разложения; г). замещения?

16). Молярная масса циклоалкана, содержащего 6 атомов углерода в одной молекуле, равна в г/моль:

а). 70; б). 48; в). 86; г). 84?

17). Для циклогексана не характерна реакция:

а). присоединения; б). изомеризации; в). замещения; г). горения?

18). Какая связь характерна для алканов и циклоалканов:

а). ионная; б). ковалентная неполярная; в). водородная; г). ковалентная полярная?

19). Сумма всех коэффициентов в уравнении реакции горения циклопропана равна:

а). 11; б). 15; в). 23; г). 25?

20). При действии металлическим цинком (при нагревании) на 1, 5-дибромпентан получают:

а). циклогексан; б). пентан; в). метилциклопентан; г). циклопентан?

ОТВЕТЫ

1

2

3

4

5

Г

Г

А

Г

В

6

7

8

9

10

В

Г

А

Б

А

11

12

13

14

15

Б

А

Б

Б

А

16

17

18

19

20

Г

Б

Б

В

Г

КРИТЕРИЙ ОЦЕНИВАНИЯ ТЕСТА-КОНТРОЛЯ

“5” – 17 – 19 ПРАВИЛЬНЫХ ОТВЕТОВ;

“4” – 14 – 16 ПРАВИЛЬНЫХ ОТВЕТОВ;

“3” – 9 – 13 ПРАВИЛЬНЫХ ОТВЕТОВ;

“2” – 8 И МЕНЬШЕ ПРАВИЛЬНЫХ ОТВЕТОВ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Анисимова К.А., Кольцова А.М. Тесты по химии для 8 – 11 классов, Иваново: ИПКиППК, 2013. – 268 с.

  1. Гара Н.Н., Зуева М.В. Сборник заданий для проведения промежуточной аттестации: 8 – 11 классы: Книга для учителя. – М.: Просвещение, 2013. – 368 с., илл.

  2. Суровцева Р.П., Гузей Л.С., Останний Н.И., Татур А.О. Тесты по химии для 10 – 11 классов: Учебно-методическое пособие. – М.: Дрофа, 2013. – 126 с., илл.

  3. Чунихина Л.Л. 500 тестов по химии для 10 – 11 классов (для самостоятельных работ в школе и дома). – М.: Издат-школа, 2012. – 86 с.

Листать вверх Листать вниз Скачивание материала начнется через 51 сек.

Ещё документы из категории химия:

КУРСЫ ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ И ПЕРЕПОДГОТОВКИ Бесплатные олимпиады Инфоурок

Источник: https://doc4web.ru/himiya/alkani-cikloalkani-razrabotka-testakontrolya-po-himii-dlya-klass.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.