III-10-1.
Напишите уравнения реакций, объясняющие следующие явления:

1. При добавлении 1-2 капель раствора хлорида железа (III) к избытку раствора фторида натрия образуется прозрачный бесцветный раствор.

2. При добавлении нескольких капель соляной кислоты к охлажденному до 0-5 ⁰С раствору нитрита натрия появляется голубая окраска.

3. При добавлении 1-2 капель поташа к раствору перманганата калия в водном ацетоне появляется зеленое окрашивание.

III-10-2.
В химии именами ученых принято называть правила, реакции (так называемые именные реакции), отдельные химические соединения.

1. Напишите формулы указанных ниже "именных" соединений (или классов соединений): а) соль Мора; б) кислота Каро; в) основание Шиффа; г) углеводород Чичибабина; д) кетон Михлера.

2. Приведите уравнения реакций их получения или реакций с их участием.

III-10-3.
При взаимодействии газообразного хлорпроизводного углеводорода А с бромом образуется единственный продукт — соединение Б, содержащее по данным элементного анализа 10,8% углерода по массе.

1. Установите формулу исходного соединения А. Напишите уравнение приведенной реакции.

2. Какие соединения будут содержаться в растворе, полученном при взаимодействии А с избытком хлорной воды?

III-10-4.
При взаимодействии углеводорода Х с хлором на свету образуется смесь трех хлорпроизводных А, В и С, содержащих от 28,1 до 54,5% хлора по массе. При нагревании этой смеси с водным раствором гидрокарбоната калия образуются вещества D, Е и F, а при действии 30%-ного раствора гидроксида калия на ту же смесь получаются только два соединения D и Е, при взаимодействии которых с концентрированной серной кислотой образуется соединение Y, содержащее 79,2% углерода и 5,7% водорода по массе.

1. Установите строение исходного углеводорода и продуктов описанных превращений.

2. Напишите схемы реакций.

III-10-5.
20%-ный раствор глюкозы используется в медицине для внутривенного вливания с целью улучшения питания организма. Такой же раствор глюкозы используют в офтальмологической практике для снятия отеков роговицы глаз.

1. Объясните различное действие одного и того же раствора на разные ткани организма.

2. Можно ли заменить раствор глюкозы на 20%-ный раствор сахарозы в обоих случаях?

III-10-6.
В органической химии известны соединения, которые по своему формульному составу можно рассматривать как циклодимеры бензола. В этих соединениях два шестичленных кольца, в вершинах которых находятся группировки СН, соединены друг с другом двумя или более связями.

1. Сколько всего изомерных циклодимеров бензола может существовать? Напишите их структурные формулы.

2. Сколько разных продуктов может образоваться в результате присоединения одной молекулы брома к каждому из указанных вами соединений (при условии, что перегруппировка углеродного скелета не происходит)?

III-10-7.
Для определения строения молекул и оценки их химической активности иногда используют измерения дипольного момента молекулы, который характеризует ее полярность и определяется как векторная сумма дипольных моментов всех химических связей. Дипольный момент связи — это векторная величина, равная произведению абсолютной величины заряда на атомах на вектор, направленный от положительно заряженного атома к отрицательному.

1. Напишите структурные формулы этилена и всех его метильных производных.

2. Расположите написанные соединения в порядке уменьшения дипольных моментов молекул.

3. Расположите эти же соединения в порядке уменьшения скорости их реакций с раствором брома в уксусной кислоте.

III-10-8.
Для предсказания направления протекания реакций, структуры образующихся продуктов и характеристики их устойчивости в химии часто используют эмпирические или специально разработанные правила. К числу таких правил относится, например, хорошо известное вам правило Марковникова.

1. Приведите один пример реакции, протекающей по правилу Марковникова.

2. Приведите по одному уравнению или по одной структуре, для которых выполняется: а) правило Зайцева; б) правило Эльтекова-Эрленмейера; в) правило Хунда (Гунда); г) правило Хюккеля.

3. К приведенным примерам дайте кратко (не более 1-2 предложений) необходимые пояснения, характеризующие данные правила.

III-10-9.
При окислении двух изомерных углеводородов А1 и В1 оксидом хрома (VI) в уксусной кислоте образуются два изомерных соединения А2 и В2, содержащие 15,4% кислорода по массе. Вещество А2 довольно легко окисляется дальше с образованием кислоты А3, на титрование 1,00 г которой расходуется 66,0 мл 0,125 М раствора гидроксида калия. Соединение В2 достаточно устойчиво к дальнейшему окислению, хотя в жестких условиях оно может быть превращено в кислоту В3, на титрование 1,00 г которой требуется 96,0 мл того же раствора щелочи. При действии 30%-ного раствора гидроксида калия вещество А2 превращается в соединение А4, которое с разбавленной соляной кислотой образует соединение А5, а с концентрированной соляной кислотой – А6. Соединение В2 реагирует с щелочами только при сплавлении в присутствии бертолетовой соли; при этом образуется соединение В4.

1. Установите структурные формулы всех соединений А и В, упомянутых в условии.

2. Напишите схемы перечисленных реакций.

3. Известно, что открытие способа синтеза В4 привело, согласно характеристике Ф.Энгельса, к резкому изменению структуры сельскохозяйственных угодий Франции во второй половине XIX в. Объясните, почему это произошло.

III-10-10.
Крупнейшим достижением советских химиков 1930-х–40-х годов было создание синтетического каучука.

1. Напишите уравнение реакции получения дивинила по Лебедеву.

2. Образование дивинила протекает через ряд промежуточных реакций. Предложите схему механизма образования дивинила по Лебедеву (в виде последовательности реакций), если известно, что ни этилен, ни ацетальдегид не превращаются на катализаторе Лебедева в бутадиен.

3. Укажите, какие вещества могут входить в состав катализатора Лебедева и на какую из предложенных вами стадий процесса влияет каждый из компонентов состава.

4. Укажите конечные продукты превращений пропанола-1 и пропанола-2 на катализаторе Лебедева.

III-10-11.
Белые кристаллические вещества А и В широко используются в органическом синтезе. При взаимодействии равных навесок А и В с водой образуются прозрачные растворы С и D, соответственно, и выделяются одинаковые объёмы одного и того же газа Е, сгорание которого приводит к образованию единственного продукта. При добавлении к раствору С раствора хлорида аммония выпадает белый осадок F. Если из раствора С количественно осадить F и осадок прокалить, то масса полученного вещества окажется в 1,34 раза больше массы исходной навески А.

1. Определите все упомянутые выше вещества. Напишите уравнения всех протекающих реакций.

2. Приведите три примера использования А и В в органическом синтезе.

3. Предложите по одному способу получения веществ А и В?

III-10-12.
Триангуланы – это линейные полициклопропаны, в которых трехчленные циклы соединены последовательно через общие вершины. Соединения, обладающие таким типом связи, называют спиросоединениями. Например, [2]-триангулан (в квадратных скобках указывают число циклов) имеет следующую структуру:

.

Методом компьютерного моделирования была предсказана возможность существования триангуланов, содержащих 3, 4, 5 и более трехчленных циклов. В процессе хроматографической очистки впервые синтезированного [4]-триангулана на колонке со специальными адсорбентами, позволяющими разделять пространственные изомеры, было выделено несколько соединений с небольшими различиями в свойствах.

1. Сколько изомеров [4]-триангулана было выделено? Изобразите пространственное строение каждого изомера.

2. Сколько соединений может быть выделено при получении в аналогичных условиях [5]-триангулана? Изобразите их пространственное строение.