Пропен с хлором при 500

Химические свойства и получение органических веществ в заданиях С3. Реакции, вызывающие наибольшие сложности у школьников, выходящие за рамки школьного курса.

Для решения заданий С3 школьникам нужно знать весь курс органической химии на профильном уровне. Конечно, не идет речь о том, что нужно помнить свойства всех классов органических веществ и способы их получения.

Мне хочется обратить ваше внимание:

1) на реакции, которые могут идти по-разному в зависимости от условий;

2) на преимущественные направления протекания некоторых реакций;

3) на реакции, которые не рассматриваются в школьном курсе, но используются в заданиях ЕГЭ.

1. Реакции, которые могут идти по-разному в зависимости от условий.

1.1. Взаимодействие галогеналканов с щелочами

При действии на галогеналкан водного раствора щелочи получается спирт (идет реакция замещения): С2Н5Cl + NaOH (водн.) → С2Н5ОН + NaCl

При действии на галогеналкан спиртового раствора щелочи получается алкен (идет реакция отщепления): С2Н5Cl + NaOH (спирт.) → С2Н4 + NaCl + Н2О

1.2. Взаимодействие гомологов бензола с галогенами

1.3. Взаимодействие пропена с хлором.

При взаимодействии пропена с хлорной водой при обычных условиях происходит присоединение по месту разрыва π- связи:

CH3 – CH = CH2 + Cl2 → CH3 – CHCl – CH2Cl

При взаимодействии пропена с газообразным хлором при 500оС идет замещение в метильном радикале. Это первая стадия промышленного производства глицерина.

CH3 – CH = CH2 + Cl2 → CH2Cl – CH = CH2 + HCl

1.4. Реакции дегидратации спиртов.

При температурах выше 140оС в присутствии избытка серной концентрированной кислоты происходит внутримолекулярная дегидратация спиртов с образованием алкенов: С2Н5ОН → С2Н4 + Н2О

! Внутримолекулярная дегидратация этанола может идти в присутствии оксида алюминия.

При температурах ниже 140оС в присутствии недостатка серной концентрированной кислоты происходит межмолекулярная дегидратация спиртов с образованием простых эфиров: 2С2Н5ОН → С2Н5–О–С2Н5 + Н2О

Для этанола так же возможна реакция Лебедева, которая идет в присутствии оксида цинка и оксида алюминия:

2С2Н5ОН → СН2=СН – СН = СН2 + 2Н2О + Н2

1.5. Реакция окисления кумола (изопропилбензола).

В присутствии перманганата калия или других окислителей в сернокислом растворе при нагревании происходит деструктивное окисление с образованием бензойной кислоты и углекислого газа:

В присутствии кислорода и раствора серной кислоты образуется ацетон и фенол:

Окисление органических веществ мы с вами подробно рассматривали в занятии № 2. Рекомендую вам вспомнить содержание этого занятия, прежде чем вы приступите к выполнению задания.

1.6. Реакция восстановления нитробензола.

Если восстановление идет атомарным водородом, образующимся при взаимодействии металла с раствором, то получается соль анилина:

2. Преимущественные направления протекания некоторых реакций

2.1. Правило Марковникова. При присоединении несимметричных реагентов Х+–У– положительно заряженная часть реагента присоединяется к более гидрированному атому углерода при кратной связи. В школьном курсе в качестве таких реагентов используются галогеноводороды и вода. Правило Марковникова соблюдается при взаимодействии алкенов, алкадиенов и алкинов с несимметричными реагентами. Правило Марковникова нарушается в присутствии пероксидов и молекулярного кислорода. Против правила Марковникова реакция может пойти при смещении электронной плотности от наиболее гидрированного атома углерода при кратной связи в результате отрицательного мезомерного эффекта (близость карбонильной, карбоксильной, циано-, нитро - групп) или отрицательного индуктивного эффекта (близость атомов фтора).

CH3 – CH = CH2 + НCl → CH3 – CHCl – CH3 (правило Марковникова соблюдается)

СН ≡ СН + HCl → CH2 = CHCl; CH2 = CHCl+ HCl → CH3 – CHCl2 (правило Марковникова соблюдается)

CH3 – C ≡ CH + Н2О → CH3 – C(O) – CH3 (правило Марковникова соблюдается)

CH2 = CH – COOH + HCl → CH2Cl – CH2 – COOH (правило Марковникова не соблюдается)

CH2 = CH – CF3 + HCl → CH2Cl – CH2 – CF3 (правило Марковникова не соблюдается)

2.2. Правило Зайцева - правило отщепления галогеноводородов и воды. Водород отщепляется от соседнего (по отношению к углероду, содержащему уходящий атом или группу) наименее гидрированного атома углерода.

соседние атомы углерода

OH – уходящая группа

2.3. Замещение у алканов. У алканов преимущественно происходит замещение водорода у третичного атома углерода. Это объясняется наименьшей энергией связи С – Н у третичного атома и наибольшей устойчивостью третичного радикала. Если третичных атомов в молекуле нет, то в наибольшей степени идёт замещение у вторичного атома углерода. Труднее всего идет замещение у первичных атомов.

Однако, замещение атомов водорода на объемные группировки (нитро - или сульфо-группы) у третичных атомов углерода пространственно затруднены, тогда замещение идет в основном у первичных атомов углерода.

2.4. Замещение в предельном радикале у разных классов веществ.

Замещение идет в α-положении (то есть ближайшем) по отношению к заместителю или функциональной группе, так как в этом положении связь С – Н наиболее поляризована.

R – CH2 – COOH + Cl2 → R – CHCl – COOH + HCl

2.5. Правила ориентации в бензольном кольце.

Если заместителем в кольце является углеводородный радикал, гидроксильная НО - (алкоксильная RO-) или амино - NH2 - (алкиламино- RNH -, диалкиламино - R2N-) группы, атомы галогена (за исключением фтора), то очередной заместитель идёт в орто - (2 и 6) и/или пара - (4) положения.

Если заместителем в кольце является фтор или группа, содержащая электроотрицательный элемент (азот, кислород) и кратную (двойную, тройную связь), то очередной заместитель идёт в одно мета – (3) положение:

2.6. Отщепление водорода на платиновом катализаторе легче всего идет от третичного атома углерода и от соседнего с ним, наименее гидрированного атома углерода. Если нет третичного, то от вторичного и от соседнего с ним, наименее гидрированного атома углерода.

СН3 – СН2 – СН2 – СН3 → СН3 – СН = СН – СН3 + Н2

3. Реакции, которые не рассматриваются в школьном курсе.

В основном, это реакции, взятые из ЕГЭ 2009 – 2010 годов. Школьники, как правило, с ними не справились.

3.1. Разложение первичных аминов азотистой кислотой (при этом образуется спирт, азот и вода): CH3 – NH2 + HNO2 → CH3 –OH + N2 + H2O

3.2. Термическое разложение солей двухвалентных металлов карбоновых кислот с образованием кетонов:

(СH3COO)2Ba → CH3 – C(=O) – CH3 + BaCO3

3.3. Гидролиз или щелочной гидролиз дигалоген- (с образованием альдегидов или кетонов) и тригалогенпроизводных (с образованием карбоновых кислот или их солей):

R – CCl2 – R + H2O → R – C(=O) – R + 2HCl

R – CCl2 – R + 2NaOH → R – C(=O) – R + 2NaCl + H2O

R – CCl3 + 2H2O → R – COOH + 3HCl

R – CCl3 + 4NaOH → R – COONa + 3NaCl + 2H2O

3.4. Взаимодействие солей карбоновых кислот с галогеналканами с образованием сложных эфиров: R – COONa + RCl → R – COOR + NaCl

3.5. Разложение щавелевой кислоты концентрированной серной кислотой:

НСОО-СООН + H2SO4 → CO + CO2 + H2SO4 ∙ H2O

3.6. В одном из входных заданий прозвучала просьба обратить внимание на электролиз солей карбоновых кислот. Разрядка органического аниона идет в соответствии со схемой: 2R – COO– – 2 е → 2СО2 + R–R

Вам предстоит решить цепочки превращений, содержащие те закономерности и особенности, о которых говорилось в рамках этого занятия. Цепочки взяты из ваших входных заданий. Все вещества записывайте в структурном виде!

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

H2O KMnO4 H2SO4 t H3PO4

CaC2 → X1 → K2C2O4 → X2 → HCOOK → X3

Ag2O+NН3×Н2О Сl2,hn NaOH CH3OH, H+ полимеризация

СН3-СН2СНО ® Х1 ® Х2 ® Х3 ® Х4 ® Х5

Br2, свет NH3 (изб) HNO2 CuO, t KMnO4, H2SO4

X1 → CH3Br → X2 → X3 → H2CO → X4

Контрольный срок выполнения задания 23.05.2011

Часть 2

В1. Установите соответствие между названием неорганического соединения и классом, к которому оно принадлежит.

НАЗВАНИЕ СОЕДИНЕНИЯ	КЛАСС СОЕДИНЕНИЙ
А) угарный газ	1) средние соли
Б) мрамор	2) кислые соли
В) пищевая сода	3) основные соли
Г) гашеная известь	4) кислоты
5) основания
6) оксиды

Решение. Угарный газ имеет формулу СО - это оксид. Мрамор - карбонат кальция СаСО₃ - средняя соль. Пищевая сода - гидрокарбонат натрия NaHCO₃ - кислая соль. Гашеная известь - гидроксид кальция Са(ОН)₂ - основание (щелочь). Выбираем нужные варианты:

A	Б	В	Г
6	1	2	5

В2. Установите соответствие между формулой соли и степенью окисления хрома в ней.

ФОРМУЛА СОЛИ	СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ ХРОМА
А) K₂CrO₄	1) 0
Б) CaCr₂O₇	2) +2
В) CrO₂F₂	3) +3
Г) Ba₃[Cr(OH)₆]₂	4) +4
5) +5
6) +6

Решение. Рассчитаем степени окисления хрома в перечисленных соединениях на основании условия электронейтральности (степень окисления кислорода -2, фтора -1, водорода +1, калия +1, кальция и бария +2, хрома х):
K₂CrO₄: 2(+1) + x + 4(-2) = 0, x = +6
CaCr₂O₇: 1(+2) + 2х + 7(-2) = 0, х = +6
CrO₂F₂: х + 2(-2) + 2(-1) = 0, х = +6
Ba₃[Cr(OH)₆]₂: 3(+2) + 2х + 12(-2) + 12(+1) = 0, х = +3
Сравнивая возможные варианты, получаем ответ:

A	Б	В	Г
6	6	6	3

B3. Установите соответствие между формулой вещества и продуктом, выделяющимся на катоде при электролизе водного раствора этого вещества.

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА	КАТОДНЫЙ ПРОДУКТ
А) NaNO₃	1) кислород
Б) Cu(NO₃)₂	2) только металл
В) RbHCO₃	3) только водород
Г) SnCl₂	4) металл и водород
5) азот
6) хлор

Решение. При электролизе водных растворов, катионы металлов, стоящих в ряду напряжений левее титана, на катоде не восстанавливаются, восстанавливается только вода и на катоде выделяется водород. Если металл находится в ряду напряжений между титаном и водородом, происходит обновременное восстановление катиона металла и воды, при этом на катоде выделяется и металл, и водород. И, наконец, если металл правее водорода, восстанавливаются только катионы металла и на катоде выделяется металл. NaNO₃: натрий левее титана, поэтому на катоде - только водород. Cu(NO₃): медь правее водорода, на катоде - только металл.RbHCO₃: рубидий левее титана, поэтому на катоде - только водород. SnCl₂ : олово между титаном и водородом, на катоде и металл, и водород.

A	Б	В	Г
3	2	3	4

В4. Установите соответствие между названием соли и способностью ее к гидролизу

НАЗВАНИЕ СОЛИ	СПОСОБНОСТЬ К ГИДРОЛИЗУ
А) сульфид цезия	1) гидролизу не подвергается
Б) нитрат бария	2) гидролизуется по катиону
В) сульфат натрия	3) гидролизуется по аниону
Г) карбонат аммония	4) гидролизуется по катиону и аниону

Решение. Сульфид цезия Cs₂S образован сильным основанием CsOH и слабой кислотой H₂S, гидролизуется по аниону:
Cs₂S
2Cs + + S 2- - диссоциация соли
S 2- + H₂O
HS - + OH - - гидролиз
Нитрат бария образован сильным основанием Ba(OH)₂ и сильной кислотой HNO₃, гидролизу не подвергается.
Сульфат натрия образован сильным основанием NaOH и сильной кислотой H₂SO₄, гидролизу не подвергается.
Карбонат аммония образован слабым основанием NH₄OH и слабой кислотой H₂CO₃, подвергается гидролизу по катиону и аниону.
(NH₄)₂CO₃
2NH₄ + + CO₃ 2- - диссоциация соли
NH₄ + + H₂O
NH₄ОН + Н + - гидролиз по катиону
CO₃ 2- + H₂O
НCO₃ - + ОН - - гидролиз по аниону
Н + + ОН - = H₂O - среда не может быть одновременно кислой и щелочной.

A	Б	В	Г
3	1	1	4

В5. Установите соответствие между исходными веществами и основным продуктом их взаимодействия.

НАЗВАНИЕ СОЛИ	СПОСОБНОСТЬ К ГИДРОЛИЗУ
А) Al(OH)₃ + RbOH _{водн. р-р}	1) RbAlO₂
Б) Al(OH)₃ + Rb₂O	2) Rb₃[Al(OH)₆]
В) Al(OH)₃ + CsOH	3) CsAlO₂
Г) Al(OH)₃ + Cs₂CO₃	4) Cs₃[Al(OH)₆]

Решение. При взаимодействии гидроксида алюминия с водными растворами щелочей образуются гидроксиалюминаты состава Ме₃[Al(OH)₆], где Ме - щелочной металл, а при сплавлении - метаалюминаты состава МеAlO₂. Метаалюминаты получаются также при сплавлении гидроксида алюминия с карбонатами щелочных металлов.

A	Б	В	Г
2	1	3	3

B6. По радикальному механизму протекает взаимодействие
1) пропена и бромной воды
2) пропена и бромоводорода
3) пропена и хлора (в водном растворе)
4) пропена и хлора (при 500 о С)
5) этана и кислорода
6) метана и хлора

Решение. Взаимодействие пропена и бромной воды - это реакция электрофильного присоединия, то же самое и для взаимодействия пробена с бромоводородом. Пропен присоединяет хлор в водном растворе также по ионному механизму. Пропен с хлором при 500 о С - реакция радикального замещения, этан окисляется кислородом также по радикальному механизму, последняя реакция - тоже радикальная. Подходят три последних варианта ответа.

B7. Метанол в соответствующих условиях мoжет быть получен по реакции
1) CH₃ONa + H₂O

2) CH₄ + H₂O

3) HCCl₃ + KOH

4) HCOH + H₂

5) CO + H₂

6) CH₃Cl + O₂ + H₂

Решение. Метанол получится при гидролизе метилата натрия (№ 1), при восстановлении водородом формальдегида (№ 2 - один из вариантов промышденного получения метанола) и при синтезе из смеси оксида углерода и водорода, такая смесь называется 'синтез-газ' (№ 5, тоже вариант промышленного получения метанола).

B8. Глицин вступает в реакцию этерификации с
1) пропанолом-1
2) пропанолом-2
3) уксусной кислотой
4) оксидом магния
5) этиловым спиртом
6) металлическим кальцием

Решение. Глицин - аминокислота, карбоксильная группа которой может этерифицироваться спиртами. Поэтому в реакцию этерификации глицин может вступать с пропанолом-1(№ 1 в списке), пропанолом-2 (№ 2) и этанолом (№ 5).

B9. Если 1кг 10%-ного раствора хлорида калия смешать с 3 кг 15%-ногораствора той же соли, тo получится раствор с массовой долей КСl, равной_________%.

Решение. Масса раствора, полученного после смешивания, будет равна сумме масс исходных растворов, т.е. 1 кг + 3 кг = 4 кг = 4000 г. Масса хлорида калия в полученном растворе также равна сумме масс КСl в исходных растворах: в первом было 1000 г * 0,1 = 100 г, во втором - 3000 г * 0,15 = 450 г, в полученном 100 г + 450 г = 550 г. Находим массовую долю хлорида калия в полученном растворе: 550 г / 4000 г = 0,1375 или, округлив до требуемой в задаче точности, 0,138. В процентах 13,8%. Ответ: 13,8%

B10. Объем фосфина, который выделится при гидролизе 35 г фосфидакальция, содержащего 4% примесей, равен__________л (н.у.).

Решение. Запишем реакцию:
Са₃Р₂ + 6Н₂О = 2РН₃ + 3Са(ОН)₂
Рассчитаем массу чистого фосфида кальция. Если массовая доля примесей 4%, то фосфида кальция 100% - 4% = 96% или 0,96. Тогда m(Са₃Р₂) = 35 г * 0,96 = 33,6 г, количество вещества n(Са₃Р₂) = 33,6/182 = 0,185 моль (Молярная масса Са₃Р₂ равна 182 г/моль). По уравнению реакции из одного моля фосфида кальция получается два моля фосфина, соответственно из 0,185 моль получится 0,37 моль. Находим объем фосфина, умножая количество вещества на молярный обхем газа при н.у.: V(РН₃) = 0,37*22,4 = 8,27 л, или, округляя до точности требуемого ответа, 8 л.

Тест по теме "Правило Марковникова" содержит 20 вопросов, ключ к решению.

Скачать:

Вложение	Размер
test_po_teme_pravilo_markovnikova.doc	44.5 КБ

Предварительный просмотр:

При взаимодействии пропена с бромом при обычных условиях преимущественно образуется:

1-бромпропан
2-бромпропан
1,1-дибромпропан
1,2-дибромпропан

2.При взаимодействии пропена с хлором при 500 ℃ преимущественно образуется:

3. При взаимодействии пропена с бромоводородом преимущественно образуется:

4. При гидратации бутена-1 преимущественно образуется:

5. При гидратации бутена-2 преимущественно образуется:

4) бутановая кислота

6. При взаимодействии бромоводорода с 2-бромпропеном преимущественно образуется:

7. При взаимодействии 1 моль пропина с 1 моль хлороводорода преимущественно образуется:

8. Один и тот же продукт образуется при гидратации каждого из двух веществ:

1) бутена-1 и бутена-2

2) бутена-1 и бутина-1

3) бутина-1 и бутена-2

4) бутена-1 и пропина

9. При взаимодействии акриловой кислоты с бромоводородом преимущественно образуется:

2) 2-бромпропановая кислота

3) 3-бромпропановая кислота

4) α-бромпропионовая кислота

10. Взаимодействие бутена-1 с бромоводородом в присутствии пероксида водорода приводит к преимущественному образованию:

11. По правилу Марковникова происходит взаимодействие:

1) пропена и бромоводорода:

2) бутена-1 и воды

3) бутена-1 и брома

4) бутена-2 и водорода

5) бутена-1 и хлороводорода

6) этилена и кислорода

12. Для взаимодействия пропена и бромоводорода справедливы утверждения:

1) в ходе реакции образуется 1,2-дибромпропан

2) реакция протекает по правилу Зайцева

3) реакция протекает по правилу Марковникова

4) в ходе реакции образуется 2-бромпропан

5) реакция относится к реакциям замещения

6) реакция идет по иному механизму

13. Для взаимодействия бутена-1 и хлороводорода справедливы утверждения:

1) в ходе реакции образуется 1,2-дихлорбутан

2) реакция протекает по правилу Марковникова

3) реакция является эндотермической

4) в ходе реакции образуется 2-хлорбутан

5) реакция относится к реакциям замещения

6) реакция идет по ионному механизму

14. Правило Марковникова не используют для объяснения хода реакции между:

1) бутеном-1 и бромоводородом

2) пропеном и водородом

3) пропеном и водой

4) бутеном-2 и бромоводородом

5) бутеном-1 и бромом

6) бутеном-1 и водой

1) осуществляется по правилу Марковникова

2) относится к радикальным реакциям

3) начинается с процесса разрыва связи в молекуле брома

4) протекает по схеме: CH 4 + Br 2 →CH 2 Br 2 +H 2

5) протекает не так энергично, как реакция хлорирования

6) относится к реакциям присоединения

16. Радикал этил C 2 H 5 - :

1) образует заряд -1

2) образуется при присоединении HCl к этилену

3) имеет нечетное число электронов

4) содержит атомы углерода в состоянии sp 3 -гибридизации

5) образуется при присоединении Cl 2 к этену

17. Карбокатион CH 3 -CH + -CH 3 :

1) образуется при хлорировании пропана

2) образуется при присоединении НВr к молекуле прпена

3) более устойчив, чем кабокатион CH 3 -CH 2 -CH 2 +

4) содержит атомы углерода только в sp 3 -гибридном состоянии

5) содержит центральный атом углерода в состоянии sp 2 -гибридизации

6) имеет линейное строение

18. Карбокатион CH 3 -CH 2 -CH 2 + :

1) образуется при бромировании пропана

2) образуется как основной промежуточный продукт при присоединении HBr к молекуле пропена

3) менее устойчив, чем карбокатион CH 3 -CH + -CH 3

4) содержит атомы углерода только в sp 3 -гибридном состоянии

5) содержит атомы углерода в состоянии sp 3 - и sp 2 -гибридизации

6) содержит четное число электронов

19. При присоединении бромоводорода к пропену :

1) преимущественно образуется 2-бромпропавн

2) образуется 1-бромпропан и 2-бромпропан в равных соотношениях

3) происходит промежуточное образование катиона CH 3 -CH + -CH 3

4) происходит промежуточное образование радикала CH 3 -CH 2 -CH 2 -

5) правило Марковникова не соблюдается

6) разрывается π-связь в молекуле пропена

20. При присоединении воды к пропену :

1) преимущественно образуется пропанол-1

2) образуется пропанол-1 и пропанол-2 в равных соотношениях

3) разрывается π-связь в молекуле пропена

4) происходит промежуточное образование катиона CH 3 -CH + -CH 3

5) правило Марковникова соблюдается

6) происходит промежуточное образование радикала CH 3 -CH 2 -CH 2 -

Алкены – это непредельные (ненасыщенные) нециклические углеводороды, в молекулах которых присутствует одна двойная связь между атомами углерода С=С.

Наличие двойной связи между атомами углерода очень сильно меняет свойства углеводородов.

Алкены – непредельные углеводороды, в молекулах которых есть одна двойная связь. Строение и свойства двойной связи определяют характерные химические свойства алкенов.

Двойная связь состоит из σ-связи и π-связи. Рассмотрим характеристики одинарной связи С-С и двойной связи С=С:

Энергия связи, кДж/моль	Длина связи, нм
С-С	348	0,154
С=С	620	0,133

Можно примерно оценить энергию π-связи в составе двойной связи С=С:

Таким образом, π-связь — менее прочная, чем σ-связь. Поэтому алкены вступают в реакции присоединения, сопровождающиеся разрывом π-связи. Присоединение к алкенам может протекать по ионному и радикальному механизмам.

Для алкенов также характерны реакции окисления и изомеризации. Окисление алкенов протекает преимущественно по двойной связи, хотя возможно и жесткое окисление (горение).

1. Реакции присоединения

Для алкенов характерны реакции присоединения по двойной связи С=С, при которых протекает разрыв пи-связи в молекуле алкена.

Алкены реагируют с водородом при нагревании и под давлением в присутствии металлических катализаторов (Ni, Pt, Pd и др.).

Например, при гидрировании бутена-2 образуется бутан.

Реакция протекает обратимо. Для смещения равновесия в сторону образования бутана используют повышенное давление.

Присоединение галогенов к алкенам происходит даже при комнатной температуре в растворе (растворители — вода, CCl₄).

При взаимодействии с алкенами красно-бурый раствор брома в воде (бромная вода) обесцвечивается. Это качественная реакция на двойную связь.

Например, при бромировании пропилена образуется 1,2-дибромпропан, а при хлорировании — 1,2-дихлорпропан.

Реакции протекают в присутствии полярных растворителей по ионному (электрофильному) механизму.

Алкены присоединяют галогеноводороды. Реакция идет по механизму электрофильного присоединения с образованием галогенопроизводного алкана.

Например, при взаимодействии этилена с бромоводородом образуется бромэтан.

При присоединении полярных молекул к несимметричным алкенам образуется смесь изомеров. При этом выполняется правило Марковникова.

Правило Марковникова: при присоединении полярных молекул типа НХ к несимметричным алкенам водород преимущественно присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода при двойной связи.

Например, при присоединении хлороводорода HCl к пропилену атом водорода преимущественно присоединяется к атому углерода группы СН₂=, поэтому преимущественно образуется 2-хлорпропан.

Гидратация (присоединение воды) алкенов протекает в присутствии минеральных кислот. При присоединении воды к алкенам образуются спирты.

Например, при взаимодействии этилена с водой образуется этиловый спирт.

Гидратация алкенов также протекает по ионному (электрофильному) механизму.

Для несимметричных алкенов реакция идёт преимущественно по правилу Марковникова.

Например, при взаимодействии пропилена с водой образуется преимущественно пропанол-2.

Полимеризация — это процесс многократного соединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера) друг с другом с образованием высокомолекулярного вещества (полимера).

nM → M_n (M – это молекула мономера)

Например, при полимеризации этилена образуется полиэтилен, а при полимеризации пропилена — полипропилен.

2. Окисление алкенов

Реакции окисления в органической химии сопровождаются увеличением числа атомов кислорода (или числа связей с атомами кислорода) в молекуле и/или уменьшением числа атомов водорода (или числа связей с атомами водорода).

В зависимости от интенсивности и условий окисление можно условно разделить на каталитическое, мягкое и жесткое.

Каталитическое окисление протекает под действием катализатора.

Взаимодействие этилена с кислородом в присутствии солей палладия протекает с образованием этаналя (уксусного альдегида)

Взаимодействие этилена с кислородом в присутствии серебра протекает с образованием эпоксида

Мягкое окисление протекает при низкой температуре в присутствии перманганата калия. При этом раствор перманганата обесцвечивается.

В молекуле алкена разрывается только π-связь и окисляется каждый атом углерода при двойной связи.

При этом образуются двухатомные спирты (диолы).

Например, этилен реагирует с водным раствором перманганата калия при низкой температуре с образованием этиленгликоля (этандиол-1,2)

При жестком окислении под действием перманганатов или соединений хрома (VI) происходит полный разрыв двойной связи С=С и связей С-Н у атомов углерода при двойной связи. При этом вместо разрывающихся связей образуются связи с кислородом.

Так, если у атома углерода окисляется одна связь, то образуется группа С-О-Н (спирт). При окислении двух связей образуется двойная связь с атомом углерода: С=О, при окислении трех связей — карбоксильная группа СООН, четырех — углекислый газ СО₂.

Поэтому можно составить таблицу соответствия окисляемого фрагмента молекулы и продукта:

Окисляемый фрагмент	KMnO₄, кислая среда	KMnO₄, H₂O, t
>C=	>C=O	>C=O
-CH=	-COOH	-COOK
CH₂=	CO₂	K₂CO₃

При окислении бутена-2 перманганатом калия в среде серной кислоты окислению подвергаются два фрагмента –CH=, поэтому образуется уксусная кислота:

При окислении метилпропена перманганатом калия в присутствии серной кислоты окислению подвергаются фрагменты >C= и CH₂=, поэтому образуются углекислый газ и кетон:

При жестком окислении алкенов в нейтральной среде образующаяся щелочь реагирует с продуктами реакции окисления алкена, поэтому образуются соли (кроме реакций, где получается кетон — кетон со щелочью не реагирует).

Например, при окислении бутена-2 перманганатом калия в воде при нагревании окислению подвергаются два фрагмента –CH=, поэтому образуется соль уксусной кислоты – ацетат калия:

Например, при окислении метилпропена перманганатом калия в воде при нагревании окислению подвергаются фрагменты >C= и CH₂=, поэтому образуются карбонат калия и кетон:

Взаимодействие алкенов с хроматами или дихроматами протекает с образованием аналогичных продуктов окисления.

Алкены, как и прочие углеводороды, горят в присутствии кислорода с образованием углекислого газа и воды.

В общем виде уравнение сгорания алкенов выглядит так:

Например, уравнение сгорания пропилена:

Алкены с углеродной цепью, содержащей более двух атомов углерода, могут вступать в реакции замещения в боковой цепи, как алканы.

При взаимодействии алкенов с хлором или бромом при нагревании до 500 о С или на свету происходит не присоединение, а радикальное замещение атомов водорода в боковой цепи. При этом хлорируется атом углерода, ближайший к двойной связи.

Например, при хлорировании пропилена на свету образуется 3-хлорпропен-1

При нагревании в присутствии катализаторов (Al₂O₃) алкены вступают в реакцию изомеризации. При этом происходит либо перемещение двойной связи, либо изменение углеродного скелета. При изомеризации из менее устойчивых алкенов образуются более устойчивые. Как правило, двойная связь перемещается в центр молекулы.

Читайте также: