Органическая хим ия , уровень 4

 

 

1 Хлораль ССl₃СНО под действием концентрированной серной кислоты при нагревании образует вещество состава С₅Сl₆Н₂O₃ (хлоралид). Действие аммиака на хлоралид приводит к двум продуктам – C₂Cl₃H₄NO и C₃Cl₃H₄NO₂. Установите структуру хлоралида и предложите механизм его образования.

2 Органическое вещество X (кристаллы красного цвета) обладает амфотерными свойствами – может реагировать как одноосновная кислота или основание. Вещество Х может быть с высоким выходом восстановлено в продукт Y (Pd/H₂, Et₂O), который, однако, нестоек на воздухе и быстро осмоляется, поэтому его «перехватывают» уксусным ангидридом. Получающийся продукт Y 1 используется в синтезе медпрепаратов. Ниже приведена схема превращений вещества Х:

Известно, что Y 1 и Х3 – изомеры, причём Х3 медленно переходит в Y 1 и в них ω(N) = 13,46%, X 5 и Υ 2 – изомеры, причём X 5 – основание, а Υ 2 – слабая кислота, и в них ω(N) = 18,92%. Все реакции при температуре 170°С приводят к отщеплению уксусной кислоты. Окрашены только невосстановленные соединения. Найдите вещества, напишите уравнения реакций и ответьте на следующие вопросы.

· В чём причина осмоления Υ?

· В реакции X 1 → Χ2  образуется побочный продукт. Какой?

· Восстановление Х4 → X 5 проводят при комнатной температуре, без давления. При увеличении температуры и давления происхоят более глубокие превращения. Какие?

· В определённых условиях удаётся осуществить переход Y 1 → ХЗ. Предложите условия этого синтеза.

· Как осуществить переход X 1 → Х4 в одну стадию?

· Возможно ли прямое превращение в одну стадию X 5 → Y 2?

 

3.  Незамещённое ароматич. соединение А получают нагреванием HSCH₂CH₂CH₂SH с серой при 300°С. Метилзамещённое соединение A 1 получают реакцией изобутилена с серой в тех же условиях. Другое метилзамещённое соединение получается реакцией ацетоуксусного эфира с избытком серы и P₂S₅ при нагревании. При реакции йодметана с А образуется ароматическое солеобразное соединение. Окисление А идёт по-разному в зависимости от условий окисления: реакция А с хлорной водой или перманганатом даёт ароматическое соединение Б с массовой долей серы 54,24%; окисление надуксусной кислотой в присутствии серной приводит к солеобразному ароматическому соединению В с массовой долей серы 48,00%. Одно из двух метилзамещённых соединений в отличие от другого и от А реагирует с бензальдегидом в присутствии щёлочи.

Найдите вещества и напишите уравнения реакций.

4.  Реакции органических соединений с P₄S₁₀

· Ароматические углеводороды. Бензол при реакции с Р₄S₁₀ при 150°С образует H₂S в количестве 1 моль на 2 моль бензола; продукт реакции отвечает простейшей формуле C₆H₅PS₂ и существует в бензольном растворе в виде равновесной смеси цис-транс-изомеров. Нафталин в аналогичной реакции образует соединение с простейшей формулой C₅H₃PS₂, не дающеет в растворе равновесной смеси. Реакция бензола с P₄S₁₀ в присутствии AlCl₃ протекает по-иному – образуется продукт C₁₂H₁₁PS₂. Опишите эти реакции и объясните явление цис-транс-изомерии в продукте. Предскажите, как будет протекать реакция нафталина с P₄S₁₀ в присутствии AlCl₃.

· Спирты. Этиловый спирт в зависимости от условий даёт различные продукты: при 100°С образуется C₄H₁₁PS₂О₂, при 140°C – C₈H₂ОP₂S₃О₄, при 190°C – C₆H₁₅PSО₃. При кипячении P₄S₁₀ с этанолом в дихлорбензоле образуется вещество с простейшей формулой C₂H₅PS₃. Напишите уравнения реакций, объясните влияние условий на строение продуктов.

· Пиридин образует устойчивый кристаллический продукт состава C₁₀H₁₀N₂P₂S₅. Интересно, что P₄S₇, имеющий связь Р-Р, при кипячении с пиридином наряду с вышеуказанным продуктом даёт ещё и C₁₀H₁₀N₂P₂S₄ в виде смеси двух изомеров, один из которых неустойчив и переходит в другой. Приведите структуры этих веществ и объясните причины неустойчивости одного из изомеров.

· Мочевина при 120°С даёт продукт C₂H₇N₄PS₂О₂, имеющий строение аммониевой соли. Предложите его структуру.

· Алкилгалогениды (RX) при 200-300°С дают смесь двух продуктов в мольном соотношении 1:1, отвечающую брутто-составу R₃X₃P₂S₅. Напишите уравнение р-и.

5.  Газ Х (М = 42) димеризуется при стоянии в растворе в инертном растворителе. Димер, в отличие от мономера, легко окисляется. Полученный при окислении раствор поглощает газ с М = 40, и при этом раствор окрашивается. Нагревание окрашенного раствора приводит к его обесцвечиванию и выделению газа с М = 28. Определите вещества.

6.  Органическое вещество (дымящая на воздухе жидкость) массой 0,50 г обработали избытком воды. Полученный раствор обработали избытком аммиачного раствора оксида серебра при нагревании. При этом выпало 4,47 г серебра. Подкисление азотной кислотой полученного раствора привело к выпадению 0,99 г белого осадка. Найдите вещество.

7.  Расшифруйте цепочку превращений:

8. Три газа, взятых в мольном соотношении 1: 1: 4, реагируют между собой с образованием твёрдого вещества. Известно, что из 13,44 л (н. у.) газовой смеси образуется 19,05 г твёрдого вещества. Любой из исходных газов обладает резким запахом, продукт реакции запаха не имеет. Продукт реагирует с РСl₅ с образованием РОСl₃, HCl и продукта, содержащего 67,1% хлора. Найдите вещества и напишите уравнения реакций.

9. Пептид А с молекулярной массой 450 очень трудно растворяется в воде. Пептид может подвергаться гидролизу, при полном гидролизе получаются лишь две аминокислоты, причём массовая доля углерода в А больше, чем в любой из аминокислот, и составляет 53,3%. При частичном гидролизе продуктами могут оказаться изомерные пептиды того же аминокислотного состава с массовой долей углерода минимум 47,62%. Сколько таких пептидов может получиться? Приведите их формулы. Ключевым продуктом в синтезе А является дипептид с молекулярной массой 243. Приведите его формулу и способ синтеза А из него.

10. Первый член ряда ароматических гетероциклических соединений Х (простейший представитель) был впервые синтезирован только в 1994 г, хотя другие представители этого ряда были известны с середины ХIХ в. Массовая доля углерода в Х равна 27,91%. Известно, что Х устойчиво к электрофильному замещению, а при действии концентрированной серной кислоты на холоде медленно димеризуется в Д. При окислении Д кислым перманганатом получается дикарбоновая кислота (ω(C) = 27,58%), производящаяся от Х, которая легко декарбоксилируется в монокарбоновую кислоту. Диэтиловый эфир дикарбоновой кислоты был получен ещё в конце ХIХ в. обработкой ацетоуксусного эфира дымящей азотной кислотой на холоде. Напишите уравнения реакций. Приведите метод синтеза Х в две стадии из глиоксаля. Объясните направление декарбоксилирования.

11. Органическое вещество Х ранее производилось в промышленных масштабах, но сейчас от его производства отказались ввиду его высокой стоимости и нестойкости при хранении. Оно реагирует с водой, образуя сильную трёхосновную кислоту. При реакции Х с этиловым спиртом образуется соединение Y, не обладающее кислыми свойствами. Параллельно с этим в реакционной массе обнаруживаются небольшие количества ацетальдегида. При реакции как Х, так и Y с раствором аммиака образуется вещество Z, обладающее амфотерными свойствами. Соединение Z производилось как промежуточный продукт при получении Х. В настоящее время Z по-прежнему производится, но используется для получения вещества Q, которое имеет тот же качественный, что и Х, но иной количественный состав. Х и Q имеют плотность около 2 г/см, не содержат водорода и имеют одинаковую область применения. Найдите вещества.

12.  Простейший представитель ряда гетероциклических соединений Х был впервые получен только в 1969 г. За год до этого было получено его дибензопроизводное Y: к соединению состава С₂Н₄Сl₂O в абсолютном ДМФА добавили 2 моль трифенилфосфина. Затем к полученному раствору добавили раствор метилата лития, а потом альдегид, получающийся озонолизом фенантрена. Продукт Y неустойчив к действию кислот и перегруппировывается в альдегид. Он легко гидрируется до тетрагидропроизводного. В отличие от Y, продукт Х оказался неустойчивым даже при комнатной температуре. При 30°С он быстро перегруппировывается в неароматическое бициклическое соединение, которое при нагревании в растворе в присутствии палладиевого катализатора изомеризуется в ароматическое соединение, содержащее бензольный цикл. Соединение Х получается низкотемпературным фотолизом эпоксида Z, причём фотолиз Х при комнатной температуре обратно приводит к Z. О каких соединениях идёт речь?

13. Замещённый фенилгидразин с брутто-формулой C₉N₂H₁₂ реагирует с циклогексаноном по Фишеру, образуя замещённый индол с брутто-формулой C₁₅H₂₀N₂. Напишите уравнения реакций, если известно, что реакция идёт через образование промежуточного продукта, являющегося изомером конечного.

14. Малотоксичное вещество, применяемое в промышленности как ингибитор образования накипи, получают сплавлением уротропина и кислоты Х при температуре около 100°С. Это сильная шестиосновная кислота (рК_а1 = 0,3, рК_а2 = 1,5, рК_а3 = 4,64, рК_а4 = 5,88, рК_а5 = 7,3, рК_а6 = 12,1). Вещество содержит 4,682% азота. Найдите вещество, кислоту и напишите уравнение реакции его получения. Объясните резкое увеличение рК при переходе от 2-й к 3-й ступени и от 5-й к 6-й ступени. Найдите рН 0,1 М раствора его тетранатриевой соли. При ином соотношении уротропина и кислоты Х можно получить в качестве основных продуктов двух- или четырёхосновную кислоту. Каково строение и сила этих кислот по сравнению с шестиосновной?

15. Недавно был разработан технологически несложный способ синтеза вещества Х из нитробензола. Он состоит в следующем: нитробензол обрабатывают концентрированной серной кислотой с образованием продукта X 1, этот продукт с тионилхлоридом при 80⁰С даёт Х2, а Х2 при 200°С в автоклаве с тионилхлоридом образует Х. Массовые доли углерода в Х2 и Х равны соответственно 37,11% и 49%. Найдите вещества и опишите механизм последней реакции.

16. Органическое вещество Х реагирует с бромной водой с образованием в качестве единственного продукта твёрдое вещество Y, масса которого в 2,04 раза больше массы взятого на реакцию вещества Х. Продукт Y хорошо растворим в воде и в растворе реагирует с раствоpом нитрата серебра (нитрат серебра взят без избытка) с образованием чёрного осадка. Известно, что этот осадок частично растворяется при подщелачивании раствора над осадком. Найдите вещества.

17. Органическое вещество Х массой 1,00 г под действием конц. водного аммиака при нагревании количественно превращается в 0,82 г Y, при этом выделяется 133 мл (н. у.) азота; такой же объём азота выделится, если исходную навеску сжечь в кислороде. При окислении пероксодисерной кислотой или её солями Y превращается в Х. Известно, что хлорирование Y в нейтральной среде приводит к продукту, масса которого больше массы взятого на реакцию вещества Y, а реакция с гипохлоритом в сильнощелочной среде даёт продукт меньшей массы. Найдите вещества и объясните превращения.

18. Смесь двух органических газов в мольном соотношении 1: 1 имеет плотность по водороду 38. При стоянии, лучше на свету, газы реагируют между собой с образованием смеси двух изомерных жидких веществ примерно в равных количествах. Смесь может быть поделена, благодаря тому что только один из изомеров реагирует с аммиачным раствором оксида серебра с образованием осадка, в котором массовая доля серебра – 41,7 %, а углерода – 27,8 %. Оба изомера при мягком гидрировании превращаются в одно и то же соединение с массовой долей углерода 46,15%. Найдите вещества.

19. Соединение Х – важный реагент для реакций замещения по аллильному атому водорода. Соединение содержит 25,95% серы, и единственным органическим продуктом его жёсткого кислотного гидролиза является TsOH. Преимуществом этого реагента является то, что при его реакции с алкенами сразу образуются тозильные производные, что позволяет получать тозилаты соответствующих нестабильных незамещённых соединений. Так, например, кротилхлорид в реакции с Х даёт тозильное производное Y, которое при попытке снятия тозильной защиты осмоляется. Вещество Y содержит 12,33% серы и 13,68% хлора. Найдите Х, Y. Предложите пуrь синтеза Х, исходя из TsOH.

20. Абсолютированный растворитель Х обработали гидридом натрия при охлаждении. При этом наблюдали выделение водорода и образование однородного раствора. К полученному раствору аккуратно добавили дифенилацетилен. По окончании реакции продукт осадили водой. Получили осадок твёрдого углеводорода H 1 с ПМР вида: 7,3 м. д. – мультиплет (5H), 5,3 м. д. – дублет (2Н). Этот углеводород фотохимически изомеризуется в другой углеводород Н2 с ПМР следующего вида: 7,3 м. д. – мультиплет и 2,6 м. д. – синглет. Остаток, полученный при упаривании маточника под вакуумом, алкилируется диметилсульфатом с образованием продукта Y, который при стоянии в присуrствии избытка алкилирующего агента изомеризуется в Х. Найдите все вещества.

21. Насыщенный углеводород Х (ω(С) = 86,6%) растворяется в кислотах (даже в уксусной) с выделением H₂. Практически количественно реакция проходит с трифторметансульфокислотой. При этом 1,00 г углеводорода выделяет 115 мл (н. у.) Н₂. Углеводород Х может быть легко (в две стадии) получен из кетоальдегида Υ (ω(С) = 75,0%): 1) ТiСl₃ – Zn – Cu; 2) H₂/Pt. Определите вещества, объясните лёгкость реакции Х с кислотами.

22. Рассматриваются два первых члена некоторого гомологического ряда алифатических соединений A 1 и А2. Соединение А2 имеет устойчивые изомеры А21 и А22, которые в отличие от A 1 и А2 имеют хиральные центры. Все вещества хорошо растворимы в воде и в водном растворе окисляются при нагревании перманганатом, подкисленным серной кислотой. На окисление 1 моль A 1, А2, А21 и А22 необходимо 3,2 моль, 2,8 моль, 2,4 моль и 2,4 моль перманганата соответственно. Известно, что A 1 окисляется ис­ключительно в неорганические вещества, среди продуктов окисления А2 есть уксусная кислота, а окисление А21 и А22 даёт пировиноградную кислоту. Найдите соединения.

23. Органическое соединение содержит 64,52 % углерода и 5,38 % водорода. Пропускание 0,20 г паров этого соединения через трубку с раскалённым оксидом меди приводит к уменьшению массы трубки на 0,37 г. Найдите соединение.

24. Соль Х (58,73 % углерода, ПМР – синглет) хорошо очищается перекристаллизацией из воды. Продуктами сгорания этой соли в кислороде являются углекислый газ и 13,5%-ный раствор кислоты К. Подщелачивание раствора соли ведёт к выпадению осадка, ПМР которого (раствор в ацетоне D-6) -два синглета с соотношением интенсивностей 1:2. Найдите соль.

25. Вещество Х оптически активно, смешивается с водой, его водные растворы имеют нейтральную реакцию. При добавлении к водному раствору иодида натрия устанавливается химическое равновесие, оптическая активность постепенно теряется, а раствор приобретает щелочную реакцию по фенолфталеину. Добавление к раствору Х щёлочи приводит к образованию широко используемого оптически неактивного вещества. Известно, что замена йодида натрия на йодид цинка ускоряет реакцию и приводит к выпадению небольшого количества осадка. О каких веществах идёт речь? Приведёт ли к реакции замена йодида натрия на хлорид цинка? Сульфат цинка?

26. В 80-х годах ХIХ в. Вильгельм Траубе опубликовал работу, химический смысл которой стал понятен только через 80 лет. В раствор вещества Х в этаноле в присутствии этилата натрия (мольное соотношение Х: этилат натрия = 1: 2,2) он пропустил сильный ток NO – и выпал осадок, содержащий 27,9% натрия и 25,2% азота (по массе, данные экспериментальные). Вещество очень хорошо растворимо в воде и при подкислении выделяет оксиды азота, причём в растворе не остаётся азотсодержащих веществ. Обменной реакцией натриевой соли с нитратом серебра Траубе получил взрывоопасную серебряную соль. Алкилирование натриевой соли диметилсуьфатом или серебряной соли метилйодидом приводит к четырём изомерным продуктам, причём три из них нестабильны, и Траубе выделил и охарактеризовал лишь самый стабильный. В его работе приводится экспериментальная массовая доля азота 28,1%. Недавно удалось выделить и охарактеризовать остальные продукты методом ПМР. Продукт Траубе: 1,9м. д. – дублет(3Н), 4,2 м.д. – синглет(3Н), 7,1 м.д. – квадруплет(1H). Продукт 2: 1,3 м.д. – дублет (3Н), 3,8 м.д. – синглет (3Н), 5,3 м.д. – квадруплет (1Н). Продукт 3: 4,1 м.д. – синглет (3Н), 4,2 м.д. – син­глет (ЗН), 6,6 м.д. – синглет (1H). Продукт 4: 3,8 м.д. – синглет (3Н), 4,0 м.д. – синглет (ЗН), 7,1 м.д. – синглет (1Н).

Найдите все вещества. Какую соль Траубе алкилировал более успешно?

27. Широко применяемое в тоннажном органическом синтезе органическое вещество Х (ω(C) = 47,06%) при нагревании с полифосфорной кислотой выше 200°С даёт высококипящее вещество Υ (ω(C) = 67,74%), которое, в свою очередь, может реагировать с Х в присутствии хлорида алюминия с образованием Z (ω(C) = 65,06%). Известно, что при реакции превращения Х в Υ выделяется углекислый газ, а вторым органическим продуктом в обеих рассматриваемых реакциях является одно и то же вещество. Найдите вещества. Известно, что Х, Υ и Z легко реагируют с аммиаком и первичными алкиламинами, несмотря на то, что два из рассматриваемых веществ обладают свойствами слабых оснований. Напишите эти реакции.

28.  Углеводород с ω(C) = 95,05 % при электрофильном нитровании образует одно мононитро-, два динитро-, одно тринитро- и одно тетранитропроизводное и далее не нитруется. Приведите строение продуктов его последовательного окисления, если известно, что сначала образуется смесь двух изомерных веществ близкого строения с ω(C) = 82,76%, затем – ω(C) = 67,16% и, наконец, продукт с ω(C) = 55,26 %. Энергичное окисле­ние приводит к глубокой деструкции. Найдите углеводород и остальные продукты. Сформулируйте и объясните правила замещения в нём.

29. 1,5-гексадиен при реакции с бромоформом в спиртовой щёлочи даёт тетрабромпроизводное Х, которое при обработке метиллитием даёт смесь двух изомерных углеводородов Y 1 и Y 2. ПМР углеводорода Y 1: три синглета – 5,2 м.д., 4,7 м.д., 2,15 м.д. = 1: 2: 2. ПМР углеводорода Y 2: синглеты 5,9 м. д., 4,75 м. д. и сложные мультиплеты при 0,6 м.д., 0,9 м.д., 1,15 м.д., 1,2 м.д., 1,4 м.д., 1,5 м.д., 1,65 м.д., 1,7 м.д., интенсивности равны. Напишите уравнения реакций и их механизмы.

30. Известно, что соединение А не восстанавливает фелингову жидкость, но восстанавливает аммиачный раствор оксида серебра. Соединение Б восстанавливает фелингову жидкость, образуя в качестве продуктов восстановления оксид меди(I), газ В и нерастворимую в воде жидкость Г. Количества оксида меди(I) и газа В равны. Жидкость Г может реагировать в присуrствии катализаторов с газом Д той же плотности, что и В, с образованием А. Соединения А и Б легко гидрируются одним молем водорода на катализаторе, причём масса органического продукта гидрирования вещества Б меньше массы этого вещества, взятого на реакцию, на 14%, а масса продукта гидрирования вещества А на 1,9% больше массы самого этого вещества. Найдите вещества.

31. Оказывается, существует не только бензол Дьюара, но и пиррол, и тиофен Дьюара. Правда, незамещённые пиррол и тиофен Дьюара неустойчивы, но наличие определённых заместителей придаёт этим структурам устойчивость.

1) Именно одна из таких структур является ключевой в следующем интересном синтезе. В качестве исходных реагентов используют незамещённый фуран и тетразамещённый тиофен А (А имеет одинаковые заместители и не содержит водорода). Их смесь в соотношении 1:1 сначала подвергают ультрафиолетовому облучению, затем продукт обрабатывают трифенилфосфином, а полученный продукт опять облучают, причём последняя стадия представляет собой изомеризацию. Полученный продукт содержит 36,73% углерода и 1,02% водорода, ПМР – два синглета равной интенсивности: один при 3 м. д., другой – при 5 м.д. (примерно). Найдите вещества и напишите механизмы.

2) Тот же тиофен А использовали при получении производного «Пиррола Дьюара». Он образовывался при ультрафиолетовом облучении смеси А и фенилазида с последующей обработкой полученного продукта трифенилфосфином.

Напишите уравнения реакций.

32. Действие газа Х при 50°С на органическое соединение Y, состоящее только из С, Н и О, приводит к образованию кристаллического соединения Z, содержащего 60,00% углерода. Сгорание 2,4 г этого соединения даёт 1,08 г воды и смесь газов с плотностью по водороду 21,92. Действие царской водки на Y или Z приводит к образованию не содержащего водорода вещества с массовой долей углерода 29,27 %. Найдите Х, Y, Z.

33. Монохлорпроизводное А, жидкое при обычных условиях вещество, хорошо растворимо в воде и экстрагируется из неё хлороформом. Длительное стояние в закрытом сосуде приводит к превращению А в кристаллическую массу сложного состава, основной компонент которой (около 70% по массе) – кристаллическое, растворимое в воде вещество Б. Кроме того, примерно10% от массы полученной смеси составляет вещество В, также хорошо растворимое в воде. В отличие от А, вещества Б и В не экстрагируются хлороформом. Растворы 1,000 г Б и 1,000 г В в воде при обработке нитратом серебра дают соответственно 0,632 г и 0,843 г хлорида серебра. Действие на А, Б или В избытка аммиака приводит к одному и тому же органическому моноаминопроизводному Г с массовой долей азота 29,8%. Найдите вещества и предложите способ выделения Б и В из смеси.

34. Белое, твёрдое, не содержащее кислорода вещество даёт реакцию серебряного зеркала, причём 1,0 г его по этой реакции может дать 18,5 г серебра, а в растворе останутся только неорганические вещества. Определите вещество.

35. Состав «антинакипин» представляет собой трёхкомпонентную смесь, массовая доля основного компонента в которой 90%. Состав состоит из недорогих крупнотоннажных продуктов, полностью растворим в воде, этот раствор имеет рН около 2 и способен растворять накипь – карбонаты, основные карбонаты, гидроксиды кальция, магния, железа. Элементный состав антинакипина следующий: С – 0,16%, S – 30,11%, N – 15,71%, Cl – 5,97%, Н – 3,51%, остальное – кислород. Известно, что весь хлор осаждается мгновенно нитратом серебра в виде хлорида серебра. Кипячение раствора, содержащего 9,000 г антинакипина, с избытком раствора ацетата свинца приводит к осаждению 0,283 г сульфида свинца. Определите состав антинакипина. Какова роль каждого компонента в нём? Какая химическая реакция приводит к выпадению сульфида свинца?

36.  Соединение А получают из соединения Б по схеме:

Известно, что ни А, ни Б не содержат водорода и имеют равные молекулярные массы (меньше 80), но не изомерны. По указанной цепочке из 2 моль Б образуется 1 моль А. Найдите вещества.

37.  Один из изомеров нитродигидроксиадамантана неустойчив к нагреванию в щелочной среде. При этой реакции происходит значительное осмоление, но среди прочих были выделены продукты состава С₉Н₁₂О₂, С₉Н₁₀О, C₄H₄N₄О₄ и C₁₀H₁₁NО₂.

Найдите структуру этого изомера и объясните образование этих продуктов.

 

КОМБИНИРОВАННЫЕ ЗАДАЧИ

 

1 На нейтрализацию 5,00 г кислоты Х требуется 5,78 г Ва(ОН)₂. При этом образуется раствор, который при кипячении с избытком Ва(ОН)₂ даёт 7,6 г осадка. Определите кислоту и напишите уравнения реакций.

2 На 100 г охлаждённого до -5°С 10 %-ного раствора соли Х, не содержащей хлора и содержащей щелочной металл М, подействовали 30%-ной хлорной кислотой до прекращения выпадения осадка. При этом получили 15,66 г осадка (выход 95%), содержащего 15,27% хлора. Если на полученный осадок подействовать крепким раствором МОН (но не М₂СО₃), то в растворе вновь образуется соль Х, а масса осадка не изменится. Действие избытка бромной воды на образец раствора исходной соли приводит к выпадению бесцветного осадка с массовой долей брома 66,85%. Определите соль, напишите уравнения.

3.  Два изомера А и Б реагируют с водой с образованием одного и того же осадка и выделением смеси двух газов. Изомер А выделяет смесь газов Х и Y в мольном соотношении 1:2, а изомер Б – смесь газов Х и Z в соотношении 2:1. Обе смеси имеют одинаковую плотность. Известно, что из 2,9 г вещества А или Б выделяется 3,36 л (н. у.) смесей газов с плотностью 0,506 г/л. Найдите все вещества. Какой изомер – А или В – более термодинамически устойчив и почему?

4.  Весьма термически стойкий (до 800°С) газ Х с D(H₂) = 66,5 может быть получен двумя способами: а) при реакции двух газов с D(H₂) = 50 и с D(H₂) = 49,5 образуется твёрдое вещество, при пиролизе которого выделяется Х наряду с другими продуктами; б) при реакции газа с D(H₂) = 30,75 с избытком фторида калия в жёстких условиях. Газ Х обладает свойствами кислоты Льюиса и реагирует с самыми разнообразными нуклеофилами. Чаще всего реакция сопровождается глубокой деструкцией (реакции с водой, спиртами). Исключением является реакция с фторидами. Раствор фторида калия, взятый в избытке, образует калиевую соль обычной протонной кислоты, неустойчивой в Н-форме. Каталитические количества фторида вызывают димеризацию Х. Найдите вещества и объясните реакционную способность газа Х как кислоты Льюиса.

5. Легкокипящая, дымящая на воздухе жидкость А образуется в качестве основного продукта при реакции РСl₃ с газом Х (газ легче воздуха) при 600⁰С. При нагреве до 1000°С жидкость A разлагается, давая в виде конечного продукта смесь двух газов – устойчивый газ Б и устойчивый только при высоких температурах газ В (плотность смеси по водороду – 19,5, плотность по водороду одного из газов – 22). Исчерпывающее хлорирование А приводит к продукту, в котором массовая доля хлора составляет 85,25%. Исчерпывающее восстановление А алюмогидридом в эфирном растворе даёт газ Г с отвратительным запахом. Найдите вещества. Что произойдёт, если газовую смесь, полученную при высокотемпературном разложении, охладить до комнатной температуры?

6. Раствор кислоты Х нейтрализовали KHCO₃ и получили её калиевую соль. После удаления CO₂ полученный раствор прокипятили, при этом наблюдали выделение газа без цвета, с плотностью по водороду 16. По окончании кипячения в растворе остался только K₂CO₃. Если на раствор калиевой соли, очищенный от остатков СО₂, подействовать аммиачным раствором AgNO₃, взятым в недостатке, то выпадет соль с 50,23% Ag, а если взять избыток раствора – соль с 76,06% Ag. Найдите кислоту и составы её солей.

7.  Бинарное соединение Х подвергается необратимому сольволизу в растворителе Y (растворитель вырабатывается и используется промышленностью и в исследовательских целях). При этом выделяется газ с плотностью по водороду 22. Этот газ реагирует с водородом в мольном соотношении 1:2 с образованием двух изомерных, весьма близких по свойствам соединений. Если в растворитель Y добавить в качестве катализатора соль Z, то сольволиз идёт более глубоко и образуется жидкое соединение W. Это соединение при окислении в среде Y и кислоты даёт два продукта – другой газ с плотностью по водороду 22 и жидкое соединение, обладающее свойствами одноосновной кислоты, на нейтрализацию 1,000 г которой необходимо 0,625 г NaOH. Найдите вещества. Как Y получают в промышленности из доступного сырья? Где оно используется?

8. Две концентрированные кислоты А и Б реагируют между собой с выделением газа Х. Этот газ реагирует с ангидридом кислоты А, причём единственным продуктом этой реакции является кислота В. Кислоты А и В могут реагировать с толуолом с образованием практически ценных продуктов. Первый продукт содержит 48,83% углерода, а второй – 44,09% углерода. О каких кислотах говорится в задаче?

9. Ниже описан метод синтеза простых веществ X 1, Х2, ХЗ, Х4. Вещества X 1 -X4 труднодоступны, и синтез их достаточно сложен.

1. К раствору циклопентадиенилнатрия в ТГФ добавляют раствор тетрахлорида титана в бензоле. После окончания реакции раствор фильтруют, фильтрат упаривают и из остатка выделяют вакуумной перегонкой продукт реакции К в виде красных кристаллов, содержащих 19,28 % титана.

2. Полученный продукт растворяют в ацетоне и добавляют к водному насыщенному раствору соли Y жёлтого цвета. При этом выпадает красный осадок Z, из которого экстракцией хлороформом выделяют целевой продукт W, содержащий 14,19 % титана.

3. Вещества X 1 -X4 получают из W следующими способами: X 1 и Х2 – действием на W в растворе хлорида D 1. Целевые вещества разделяют дробной экстракцией. Х2 получается в меньшем количестве, хуже экстрагируется и заметно менее реакционноспособно. Вещество ХЗ получают действием на W хлорида D2. Вещество Х4 получают действием на W оксохлорида DЗ.

Известно, что молекулярные массы D2 и DЗ равны. Определите все вещества и напишите уравнения реакций.

10. Два газа с молекулярной массой 44 каждый (не изомеры) реагируют между собой при 180°С с образованием высококипящей жидкости Х, смешивающейся с водой. Кипячение Х с разб. HCl приводит к выделению одного из исходных газов и образованию в растворе вещества Y. Если вместо разбавленной кислоты взять концентрированную, то получается вещество Z, имеющее большую молекулярную массу, но меньшую температуру кипения. Если нагреть Z с концентрированной водной щёлочью, то образуется другой из исходных газов. Определите исходные вещества и вещества, обозначенные буквами.

11. Вещество Х при реакции с подкисленой серной кислотой перманганатом калия даёт только уксусную кислоту, сульфаты калия, марганца и газ Х в мольном соотношении 5: 1: 2: 5, а также воду. Найдите Х.

12. Раствор соли Х в ацетоне, содержащий 3,00 г этой соли, обработали раствором NaI до прекращения выпадения осадка. При этом образовался осадок Y массой 0,77 г. Осадок отфильтровали. Раствор обработали конц. H₂O₂, при упаривании при 100°С было получено 4,84 г соли Y 1. Эта соль при нагревании растворяется в воде, а полученный раствор после обработки Ag₂O образует желтоватый осадок и щелочной раствор. При попытке упаривания под атмосферным давлением этот раствор разлагается с выделением газа с М = 28 и остаётся высококипящая жидкость массой 2,15 г. Найдите вещества.

13. Один и тот же газ Х удалось профторировать четырьмя разными способами с образованием в качестве единственных продуктов реакций газов с плотностями по водороду 64, 83, 102 и 60,5. Напишите уравнения реакций. Известно, что два из этих газов при разложении дают твёрдый продукт. Какие газы и какой продукт?

14.  Соединение Х массой 1,000 г (летучая жидкость с сильным запахом) легко подвергается гидролизу с образованием кислого раствора, на нейтрализацию которого необходимо 1,143 г NaOH. Упаривание раствора приводит к твёрдой смеси солей массой 2,143 г. Реакция этой смеси солей с NaOH в других условиях приводит к выделению газовой смеси с плотностью по водороду 4,5. Найдите Х.

15. Сплав двух металлов, стоящих рядом в периодической системе, растворяется в растворе вещества Х с выделением за счёт побочного процесса небольшого количества газа с плотностью по водороду 29. Полученный раствор подвергли перегонке. Сначала отогналась фракция с Т_кип = 33-40°С, затем – чистое вещество с Т_кип = 185-200°С, содержащее 23,68% металла. В остатке получилась безводная соль, содержащая 13,04% другого металла. Какие металлы содержались в сплаве, о каких превращениях идёт речь?

16. Легкокипящее, промышленно доступное вещество Х с плотностью паров по водороду 130 применяется для практических целей, как правило, в смеси с N₂ или CO₂. Известно, что нагревание 2,60 г Х с избытком раствора Ba(OH)₂ под давлением приводит к образованию 5,75 г осадка, при нагревании с раствором йодида калия вещество выделяет йод и образует с количественным выходом газообразное при обычных условиях органическое вещество. Напишите уравнения реакций и укажите область применения Х.