Стратегия успеха 2 (ЕГЭ). Органическая химия

1. Стратегия успеха 2 (ЕГЭ) органическая химия

Санкт-Петербургский
государственный университет
Стратегия успеха 2
(ЕГЭ)
органическая химия
Карцова Анна Алексеевна
профессор СПбГУ,
доктор химических наук
Санкт-Петербург
2017

2.

«…Знание принципов
компенсирует незнание
фактов»
Гельвеций
2

3.

ФАКТЫ
3

4.

Условия реакций – полезная
«подсказка»

5.

NH2
NO2
Fe, HCl, t
2 H3C CH2 OH
3 HC CH
Al2O3, ZnO, t
H2C CH CH CH2 + H2 + H2O
500-6000C, Cакт
Br
Br2, FeBr3
+ HBr
H2C CH2
HC CH
O2, PdCl2, CuCl2
O
H3C C
H
+ H2O, Hg2+, H+
O
H3C C
H
5

6.

Пропен можно получить:
1. H3C CH2 CH2OH
2.
O
H3C CH2 C
Al2O3
400o C
CuO
8. H3C CH2 CH2Br
H
3.
H2SO4(k)
H3C CH2 CH2OH o
t > 140oC
4. H3C CH2 CH2NH2 + HCI
5. H3C CHBr CH3
6. H3C CH2 CH2Br
7. H3C CH2 CH2NH2
KOH
(водн.)
c
KOH
(водн.)
9. H3C CHBr CH3
10. H3C CH2 CH2OH
11. CH3
C
CH
HNO2
KOH
(спирт)
KOH
(спирт)
H2SO4(k)
to < 140oC
+ 2H2, Ni
6

7.

Качественные реакции и
свойства веществ

8. Свойства

Установить соответствие между реагирующими
веществами и признаком протекающей реакции:
Признак реакции
Реагирующие вещества
1) Образование осадка
А) этиленгликоль и Na
2) Обесцвечивание раствора
Б) пропин и [Ag(NH3)2]OH
3) Выделение газа
В) глицерин и Cu(OH)2
4) Образование синего раствора
Г) пропанол и Br2 (H2O)
5) Признаков реакции не
наблюдается
А
Б
В
Г
3
1
4
5
8

9. Свойства

Установить соответствие между двумя веществами и
реагентом, позволяющим их отличить:
Органические соединения
Реагенты
А) фенол и м-аминофенол
1) [Ag(NH3)2]OH
Б) нитробензол и анилин
2) HCI
В) нитробензол и фенол
3) HNO2
4) FeCI3
Г) пропиламин и метилэтиламин
А
Б
В
Г
2
2
4
3
9

10. Свойства

Установить соответствие между двумя веществами и
реагентом, позволяющим их отличить:
Реагенты
Органические соединения
А) муравьиная и уксусная кислоты
1) [Ag(NH3)2]OH
Б) метилформиат и пропановая к-та
2) HCI
В) фенол и бензиловый спирт
3) NaOH
4) FeCI3
Г) анилин и толуол
А
Б
В
Г
1
1
4
2
10

11. Свойства

В отличие от триметиламина анилин
1. Реагирует с НСI
2. Взаимодействует с СН3СI
3. Образует с бромной водой желтый осадок
4. Является жидкостью
5. При горении образуются N2, CO2, H2O
6. Способен образовывать межмолекулярные
водородные связи
11

12.

Свойства
H3C C
C H реагирует с каждым из веществ:
1. [Cu(NH3)2]Cl, H2O, H2
2. CuSO4, C, Br2
3. Na2O, HCl, O2
4. [Ag(NH3)2]OH, HBr, Cl2
5. CO2, H2O, HCl
6. KMnO4, H2, Br2
12

13.

Свойства
Метилформиат реагирует с каждым из веществ:
1. NaOH, H2O (H+), H2
2. CuSO4, C, Br2
3. Na2O, HCl, O2
4. [Ag(NH3)2]OH, H2, H2O (H+)
5. CO2, H2O (H+), HCl
6. O2 , H2, H2O (H+)
13

14.

H C C H
+ O2, t0
CuCl, NH4Cl
O
H3Х
C3 C
OH
H 2C
NH3
CH
Х1 C
CH
изб. H2
CH3 CH
Х 2 CH2 CH3
2
O
H3C ХC
4
ONH4
14

15.

ПРИНЦИПЫ
Кислота более сильная вытесняет кислоту
более слабую
O H
C
H
OH
R-OH,
δ+
δ-
δ-
δ+
H
C
C
H
, CH3-COOH
+ HCI
N
H
N
H
+ KOH
- N K+
15

16.

1.
H3C CH2 ONa + HOH
2.
H3C CH2 OH + NaOH
O Na + H2O + CO2
3. NaHCO3 + H3C COOH
4. H3C COONa + HCI
O H + NaHCO3
H2O + CO2 + H3C COONa
H3C COOH + NaCI
O
5. H C
OK
+ H3PO4
HCOOH + KH2PO4
6. Ag C C Ag + 2 HCI
7. NaCI + H2SO4
тв.
to
C
H + 2 AgCI
HCI + NaHSO4
конц.
8. K2C2O4 + H2SO4
K2C2O4 + H2SO4
H C
HOOC COOH + 2 KHSO4
to
CO + CO2 + H2O + 2 KHSO4
16

17.

H2C2O4
H2SO4 t0
CO
1
1
H2C2O4
H2
X1
H2SO4 t0
CH3COOH
X2
NaOH (водн), t0
X3
CH4
H2O + CO2 + CO
17

18.

Этанол
H2SO4 (2000C)
X1
t0, кат.
X2
Ag2C2
HCl
X2
KMnO4, H2O
X3
O2, кат.
X4
Х2
3 HC CH + 8KMnO4
[Ag(NH3)2]OH
X5
X3
3K2C2O4 + 2KOH + 8MnO2 + 2H2O
18

19.

Основность увеличивается в ряду:
1. Этиламин, аммиак, аналин, диэтиламин
2. Аммиак, этиламин, анилин, диэтиламин
3. Анилин, аммиак, этиламин, диэтиламин
4. Диэтиламин, этиламин, анилин, аммиак
19

20.

С2H4Cl2
1
X1
2
[Ag(NH3)2]OH
7
X2
HСl
8
Х3
H2O, эл.ток Продукты
9
Х4-5
на аноде
10
+ H2, t0, кат
X5
+ NH3, 3000C
3
6
X6
CO2 + H2O
4
t0
X7
5
X8
+ HNO2
X5
1
2
CH3CHCl2 + 2KOH (в)
CH3CHO + H2
2KCl + H2O + CH3CHO
t0, Ni
CH3CH2OH
3000C, кат
3
CH3CH2OH + NH3
4
CH3CH2NH2 +CO2 + H2O
5
[CH3CH2NH3]+HCO3-
t0
H2O + CH3CH2NH2
[CH3CH2NH3]+HCO3CO2 + H2O + CH3CH2NH2
20

21.

CH3Cl
1
2
NH3 (изб)
X1
1
HNO2
2
X2
CH3Cl + 2NH3
CH3NH2+ HNO2
HCOOH
X3
H2 , t0
4
X2
CH3NH2+ NH4Cl
t0, кат
CH3OH + N2 + H2O
O
4
H C
+ 2H2
2CH3OH
OCH3
21

22.

ПРИНЦИПЫ
Сопряжение стабилизирует молекулу
Радикальные реакции идут через
образование наиболее стабильного радикала
Радикальные реакции идут через
образование наиболее стабильного радикала
В ионных реакциях менее стабильные
катионы перегруппировываются в более
стабильные
22

23. Свойства

Установить соответствие между исходными
веществами и продуктами взаимодействия с бромом:
Исходные вещества
Продукты взаимодействия с бромом
1) 2-бром-2-метилпропан
2) 1-бромпропан
3) 2-бромпропан
4) 1,3-дибромпропан
5) 1,2-дибромциклогексан
6) 1,4-дибромпентен-2
7) 1,4-дибромпентен-1
8) Бензилбромид
9) п- и о-бромтолуол
10) 1,2,4,5-тетрабромпентан
11) бромциклогексан
А) пропан
Б) изобутан
В) толуол
hγ
Г) пентадиен-1,3
Д) пентадиен-1,4
Е) циклогексан
Ж) циклопропан
А
Б
В
Г
Д
Е
Ж
3
1
8
6 10 11
4
23

24.

Для толуола в отличие от бензола
характерно:
1. Реагирует с водородом
2. Атомы углерода в sp2- и sp3- гибридном состоянии
3. Имеет жидкое агрегатное состояние
4. Окисляется раствором перманганата калия
5. Не растворяется в воде
6. Вступает в реакции ионного замещения
7. Вступает в реакцию радикального замещения
24

25. Нуклеофильное замещение SN1

1.
R2
R2
R1
C
R3
R1
Hal
медленно
C
R3
R2
R2
2.
R1
C
-
+ Z
быстро
R3
+ Hal
-
R1
C
Z
R3
26

26.

Нуклеофильное замещение SN2
«push-pull» – «тяни-толкай»
R1
Y+
R2
C
R3
R1
R1
X
Y... C ... X
R2
R3
Y
C
R2 +
X
R3
Модель «вывернутого зонтика»
26

27.

2
1
H3C CH2 CHCI2
1 H3C CH2
2
3
X
Y
X
и Y
OH
+ 2KOH (водн.)
CHCI2
H3C CH2 CH
- 2KCI
OH
O
+ 2H2
H3C CH2 C
Ni, to
CH3 CH CH2
O
- H2 O
H3C CH2 C
H
H3C CH2 CH2OH
H
3
H3C CH2 CH2OH
H2SO4(k)
CH3 CH CH2
to > 140oC
27

28.

H3C
X2
X1
CH2COOH
H2C
CH2
COOH
OH
X1 X2
Cl2
H3C
CH2COOH
Pкр.
H3C
CH
X2
CH2OOH
KOH(спирт)
H
C
CI
H 2C
?
+H2O
COOH
to
X1
H2C
CH2
COOH
OH
28

29.

CH3
CH3
KOH
CH3 C CH2
Cl
(водн.)
CH3 C CH2
CH3
OH
CH3
OH
KOH
(водн.)
CH3 C CH2 CH3
CH3
CH3
CH3
CH3 C CH2
Cl
CH3 C
CH3
CH2
CH3
менее стабильный
катион
OHCH3 C
CH2 CH3
CH3
более стабильный
катион
CH3
CH3 C CH2 CH3
CH3
29

30.

OH
CH3
CH3
H2SO4
CH3
H3C
H3 C
HO
CH3
CH3
OH2
CH3 ~ СH3
CH3
- H2O
H3C
H3 C
CH3
CH3
H+
H3C
~ СH3
CH3
H3C
вторичный
катион
H 3C
H
CH3
H3 C
третичный
катион
CH3
H3 C
30

31.

С разрывом связи О-Н у спиртов идут реакции
1. С2H5OH
С 2 H 4 + H2 O
2. 2CH3OH + 2K
3. С2H5OH + СH3COOH
2CH3OK + H2
H+
O
+ H2O
H3C C
OC2H5
4. С2H5OH + HBr
С2H5Br + H2O
5. 2С2H5OH + 2Na
2С2H5ONa + H2
6. С2H5OH + NH3
С2H5NH2 + H2O
31

32.

Реакция этерификации
O
R
O
H+
+
C
R'OH
R
C
OH
+
H2O
OR'
?
O
R
+
C
OH
32
18
HO-R'
O
H+
R
+
C
H2O
18
OR'
Этерификация –
от лат. слова aether – эфир.

33.

Вопреки правилу Марковникова идут реакции :
1. H2C
CH CH2
2. F3C
CH
3. H3C C
CH3 + HBr
CH2 + H2O
CH2 + HBr
CH3
4. CH2 CH COOH + HBr
5. H3C
CH CH2 + BrOH
6. CH2
CH
7. CH2
CH
C
N + HBr
CH3 + HBr
H2O2
33

34.

2KOH
BrH2C CH2Br
H2O, HCl
BrH2C
+HCN
H2SO4
H2SO4
Г
CH2Br
А
C2H5OH
- 2KCl
- 2H2O
H3C
В
H2 C
CH
N
H2O, HCl
- NH4Cl
O
H3C
CH
Д
COOH
C
Б
H
O
H3 C
CH
Г
OH
OH
HBr
В
Е
Hg2+, H+
А
C
HBr
+ H2O
CH
+HCN
Б
Hg2+, H+
Д
to
HC
H2O
H2C
CH2
C
OH
COOH
Br
34

35.

Вместо эпилога (тривиальные
названия)
Бытовой
газ
15000 С
винилацетилен
X1
дивинил
X2
ацетальдегид
35

36.

Разделение нефти на фракции
происходит в процессе
1.Коксование
2. риформинг
3. ректификация
4. Крекинг
36

37.

Как бензол, так и его гомологи можно получить,
осуществляя
1. Изомеризацию алканов
2. Платформинг циклоалканов
3. Тримеризацию алкенов
4. Риформинг алканов
5. Димеризацию диенов
6. Тримеризацию алкинов
37

38.

В реакцию полимеризации могут вступать :
1. Фенол и формальдегид
2. Бензол и стирол
3. Изопрен и этилен
4. Дивинил и хлоропрен
5. Винихлорид и кумол
38

39. Хлоропрен

39

40.

Каучук, формула которого
получают при сополимеризации
1. Дивинила и изопрена
2. Стирола и изопрена
3. Хлоропрена и этилена
4. Стирола и дивинила
40

41. Сфера применения

Установить соответствие между веществами и
сферой их применения
Применение
Вещества
1) бензо- и маслостойкая резина
А) этиленгликоль
2) обесцвечивание раствора
Б) хлоропрен
3) антифриз
В) тверд. и жидкие алканы
4) Вазелин
Г) пропен
5) синтез кумола
А
Б
В
Г
3
1
4
5
41

42. Сфера применения

Установить соответствие между веществами и
сферой их применения
Применение
Вещества
1) ацетофенон
А) этилен
2) обесцвечивание раствора
Б) стирол
3) уксусный альдегид
В) анилин
4) синтетические красители
Г) пропен
5) изопропиловый спирт
А
Б
В
Г
3
1
4
5
42

43. 1957 – 1959 г.г. открыт группой Ю. Смидта в ФРГ и группой советских химиков в Москве И.И. Моисеевым, М.Н. Варгафтиком и Я.К.

43
Вакер-процесс
CH2 CH2 + 1/2 O2
PdCl2, CuCl2
O
CH3 C
H
CH2 CH2
1957 – 1959 г.г.
O
+ PdCl2 + H2O
+ Pd + 2 HCl
CH3 C
H
Pd + 2 CuCl2
PdCl2 + 2 CuCl
2 CuCl + 2 HCl + 1/2O2
2 CuCl2 + H2O
открыт группой
Ю. Смидта в ФРГ
и
группой советских
химиков в Москве
И.И. Моисеевым,
М.Н. Варгафтиком
и Я.К. Сыркиным
(МИТХТ им. М.В.
Ломоносова)

44.

В реакцию полимеризации могут вступать оба
соединения
1.
2.
3.
и
и
и
и
4.
5.
и
44

45.

Какие из следующих утверждений верны?
1. При риформинге н-гептана образуется бензол.
2. Винилацетилен получают димеризацией ацетилена.
3. Ацетилен можно получить в результате термического
разложения метана.
4. Карбидный способ получения ацетилена заключается в
обработке карбида алюминия водой.
5. Стереорегулярные каучуки получают при
полимеризации 1,3-диеновых углеводородов в
присутствии металлического натрия.
45

46.

n H2C
C
CH CH2
TiCl4 . Al(C2H5)3
CH3
CH2
C
CH2
CH
H3C
n
цис-полиизопрен
Катализатор Циглера – Натта : TiCl4 .Al(C2H5)3
1963 г. – Нобелевская
НАТТА
Джулио
ЦИГЛЕР
Карл Вальдемар
(1903–1979)
(1898 –1973)
премия по химии «за открытия
в области химии и технологии
высокомолекулярных
полимеров»

47.

п-ксилол
тетрафталевая кислота
винилацетилен
Х
кумол
хлоропрен
карболовая
кислота
кевлар
хлоропреновый каучук
пикриновая кислота
47