Химия

8 класс
Вопрос
При реакции металлического натрия с некоторым алкилиодидом получили углеводород, который затем смешали с избытком кислорода в отношении 1:6 (объем смеси газов при нормальных условиях был равен 7 л). Полученную смесь сожгли в закрытом сосуде, причем после реакции при температуре 127С давление газов в сосуде оказалось равным 1190 мм рт. ст. Напишите формулы и дайте названия полученного углеводорода и алкилиодида, использованного для проведения реакции.
Ответ


Реакцию алкилгалогенидов с металлическим натрием обычно используют для получения углеводородов

2CxHyI+2NaC2xH2y+2NaI.

Если в результате реакции образовался предельный углеводород, то его сгорание происходит по уравнению

CnH2n+2+3n+12O2nCO2+(n+1)H2O.

При этом из 1 моля углеводорода и 1/2(3n+1) молей кислорода образуется n молей CO2 и (n+1) молей H2O. Поскольку объемные отношения между реагирующими газами пропорциональны мольным, то 1 л CnH2n+2+1/2(3n+1) л O2 дадут n л CO2 и (n+1) л H2O (пар). Объем газов (до реакции 1+6=7 л) после реакции станет равным

V0=n+(n+1)+63n+12=0,5n+6,5.

При 127С и давлении 1190 мм рт. ст. (1190:7601,6 атм) все продукты сгорания находятся в сосуде объемом 7 л в парообразном состоянии, и газовая смесь в пересчете на нормальные условия занимает объем

V0=pVT0p0T=11907273760400=7,48 л,

следовательно, 0,5n+6,5=7,48; 0,5n=0,98 и n=1,962, т. е. предельный углеводород имел формулу C2H6 и был получен из иодистого метила

2CH3I+2NaC2H6+2NaI.

[Авторы исходят из предположения, что в результате реакции был обязательно получен предельный углеводород, хотя этот метод может быть использован и для получения других классов углеводородов. При решении задачи в общем виде

C2xH2y+(2x+0,5y)O22xCO2+yH2O

(аналогично решению 479) для объема смеси после реакции получаем выражение

V0=6+0,5y=7,48, откуда y3,

т. е. полученный углеводород имел формулу C2xH6 и был получен из галогенопроизводного CxH3I (уравнение при имеющихся данных неразрешимо математически относительно x). Однако химические данные [углеводород C2xCH6 (x=1,2,3,,n) был при нормальных условиях газообразным] ограничивают набор x значениями x=1 или x=2, так как углеводороды с 2x56 при 0С представляют собой жидкости. Из двух галогенопроизводных CH3I и C2H3I (CH2=СHI) реакция Вюрца реально осуществима однозначно только для иодистого метила, поскольку взаимодействие CH2=CHI с натрием будет осложнено малой подвижностью галогена при ненасыщенном атоме углерода и возможностью полимеризации как исходного винилцодида, так и теоретически («на бумаге») образующегося бутадиена в присутствии металлического натрия.]
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме