Методические рекомендации по решению 33 задания ЕГЭ по химии

Методические рекомендации по решению 33  задания  ЕГЭ по химии

Для большинства учеников цепочка представляет собой головоломку, иногда трудно разрешимую. Как помочь нашим ученикам в решении заданий 33

Нужно обратить их внимание на ряд реакций, наиболее часто встречающихся в цепочках: термическое разложение метана с образованием ацетилена, гидролиз карбидов кальция и алюминия, тримеризация ацетилена, гидратация алкенов, алкилирование бензола, прокаливание солей карбоновых кислот с щелочами, дегидрогалогенирование галогенпроизводных.

Научиться находить в цепочке открытые фрагменты. Открытыми можно считать фрагменты цепочки, в которых известны оба реагента, или один из реагентов и один из продуктов. Бывает, что указаны исходное вещество, реагент и продукт. Начинать решение цепочки нужно именно с таких фрагментов. Остальные звенья цепочки достраиваются логически.

1.  Реакции, характерные для алканов и их галогенпроизводных

Алкан +Hal2 hг→ галогеналкан + галогеноводород (реакция галогенирования)

АлканAlCl3, t → алкан (с разветвленной цепью) ( реакция изомеризации)

Алкан t, kat→ алкен + алкан ( реакция крекинга)

Алкан Cr2O3, t → циклоалкан (алкен) + Н2( реакция дегидрирования)

Метан 1500◦ → ацетилен +H2

Метан t → С + Н2 (пиролиз)

Алкан Cr2O3, t → арен + Н2 (реакция риформинга)

Метан +Н2О t, kat→ СО + Н2 (реакция конверсии)

Метан + О2 t, kat→ метанол Метан + О2 t, kat→ метаналь + Н2О

Галогеналкан (R-Cl)+Na → алкан (R-R) + NaCl (реакция Вюрца)

Галогеналкан + NaOH(спирт.) → алкен + соль + Н2О

Галогеналкан + NaOH(водн.) → спирт + соль Галогеналкан + ацетиленид → алкин + соль Дигалогеналкан + Zn (Mg) → алкен + соль Дигалогеналкан + NaOH(водн.) → альдегид (кетон) + соль + вода

Тригалогеналкан + NaOH(водн.) → карбоновая кислота + соль + вода

2. Реакции, характерные для алкенов

Алкен +Н2 Ni, t → алкан (гидрирование)

Алкен + галоген → дигалогеналкан (галогенирование)

Алкен + галогеноводород → галогеналкан (гидрогалогенирование) - по правилу Марковникова, Н присоединяется к наиболее гидрированному атому углерода при двойной связи

Алкен + Н2О Н+→ одноатомный спирт (гидратация) Алкен t, kat→ полимер (полимеризация)

Алкен + [О] + Н2О KMnO4 → двухатомный спирт (окисление в нейтральной или слабощелочной среде)

Алкен + [О] + Н2О KMnO4, t → карбоновая кислота, кетон или СО2 (окисление в кислой среде)

Алкен + О2 kat СuCl2 → альдегид или кетон (каталитическое окисление)

3 . Реакции, характерные для алкинов

Гидрирование в 1-2 стадии (см. алкены)

Галогенирование в 1-2 стадии (см. алкены)

Гидрогалогенирование в 1-2 стадии (см. алкены)

Алкин + Н2О HgCl2 → ацетальдегид или кетон (реакция Кучерова)

Ацетилен Сакт.,t → бензол (тримеризация)

Алкин + [Ag(NH3)2] ОH → ацетиленид серебра + аммиак + вода

Алкин + [О] + Н2О → карбоновые кислоты или СО2(окисление с разрывом цепи)

4. Реакции, характерные для аренов

Бензол + галоген AlHal3, FeHal3 → галогенбензол + галогеноводород (галогенирование)

Гомолог бензола + галоген AlHal3, FeHal3 → галогенарен + галогеноводород (галогенирование) - с образованием орто - и пара-замещенных по отношению к радикалу продуктов

Арен + азотная кислота (конц.) H2SO4 → нитроарен + вода (см. описание предыдущей реакции) – реакция нитрования

Арен + галогеналкан AlHal3 → гомолог бензола + галогеноводород (реакция алкилирования) – см. описание реакции галогенирования

Арен + Н2 Ni, t → циклоалкан Бензол + Cl2 hг→ гексахлорциклогексан

Гомолог бензола + Cl2 hг→ галогенарен + галогеноводород (хлорирование на свету) – замещается Н на галоген у того атома С, который непосредственно связан с бензольным кольцом

Гомолог бензола + [О] + Н+ KMnO4, t →ароматическая кислота + СО2+Н2О ( окисление) – гомологи бензола окисляются, если есть хотя бы один атом Н у углеродного атома С в радикале, непосредственно связанного с кольцом; на его месте образуется –СООН, а остальная боковая цепь окисляется до СО2 и Н2О

Получение аренов

Циклогексан (его гомолог) Pt, t → бензол (его гомолог) + Н2

Алкан Cr2O3, t → бензол (его гомолог) + Н2

Соль ароматической кислоты + NaOH t → арен + Na2CO3 (декарбоксилирование солей) Галогенарен + Na+ галогеналкан → гомолог бензола + соль (реакция Вюрца-Фиттига)

5. Реакции, характерные для спиртов

Спирт + щелочной металл → алкоголят + Н2

Спирт + кислота H2SO4конц → сложный эфир + Н2О (реакция этерификации)

Спирт + галогеноводород → галогеналкан + Н2О

Спирт H2SO4конц, t → алкен + Н2О (внутримолекулярная дегидратация) - идет в избытке кислоты и при высоких температурах

Спирт + спирт H2SO4конц, t → простой эфир + Н2О (межмолекулярная дегидратация) – идет в избытке спирта и при более слабом нагревании

Спирт + CuO t → альдегид (кетон) + Cu + Н2О (окисление)

Спирт Cu, t → альдегид (кетон) + Н2 (дегидрирование)

Этанол ZnO, Al2O3, t → бутадиен – 1,3 + Н2 + Н2О (реакция Лебедева)

6. Реакции, характерные для фенолов

Фенол + щелочной металл → фенолят + Н2

Фенол + щелочь→ фенолят + Н2О

Фенол + галогенангидрид → сложный эфир + галогеноводород

Фенол + галоген → галогенфенол + галогеноводород – замещаются Н - атомы у тех С-атомов, которые находятся в орто - или параположениях к гидроксогруппе ( трибромфенол выпадает в виде белого осадка)

Фенол + азотная кислота → 2, 4,6-тринитрофенол + вода (реакция нитрования)

Фенол + формальдегид → фенолформальдегидная смола + вода (реакция поликонденсации)

Получение фенолов

Галогенарен + NaOH→ фенол + соль

Фенолят + HCl → фенол + соль

Бензол + пропен → изопропилбензол (кумол)

Кумол + О2 H2SO4 → фенол + ацетон

7. Реакции, характерные для альдегидов и кетонов

Альдегид (кетон) + Н2 Ni, t → спирт (восстановление водородом)

Альдегид + [Ag(NH3)2] ОH → аммонийная соль карбоновой кислоты + + Ag +NH3 + H2O (реакция серебряного зеркала)

Альдегид + Cu(OH)2 t → карбоновая кислота + Cu2O + H2O (окисление) – может проводиться и другими сильными окислителями

Альдегид (кетон) + РСl5 → дигалогеналкан + РОСl3

Альдегид (кетон) + НСN → R – CH(OH) – CN

Альдегид t → полиальдегид

8. Реакции, характерные для карбоновых кислот

Карбоновая кислота + металл (активный) → соль + Н2

Карбоновая кислота + основание → соль + Н2О

Карбоновая кислота + основный оксид → соль + Н2О

Карбоновая кислота + соль → соль + кислота (осадок, газ) Этерификация (см. Спирты)

Карбоновая кислота t, P2O5 → ангидрид + Н2О

Карбоновая кислота + РСl5 (РСl3 или SOCl2) → галогенангидрид + +РОСl3 + HCl (H3PO3 или SO2 + HCl) (замещение гидроксогруппы на галоген)

Карбоновая кислота + галоген Ркр.→ галогенкарбоновая кислота + галогеноводород (замещение Н на галоген у б-углеродного атома)

Карбоновая кислота + 4[Н] kat→ спирт + вода

Особые свойства муравьиной кислоты:

НСООН + Ag2O → 2Ag + СО2 + Н2О

НСООН + Cu(OH)2 t → Cu2O + СО2 + Н2О

НСООН H2SO4конц, t → СО + Н2О

НСООН + Cl2 → СО2 + HCl

9. Реакции, характерные для солей карбоновых кислот

R – COONa + NaOH сплав.→ R – H + Na2CO3 (декарбоксилирование)

(R – COO)2Ca t → R – CO – R + CaCO3 (термическое разложение)

R – COONH4 t → R – CO – NH2 + H2O (термическое разложение солей аммония)

R – COONa + R1 – CO – Cl → R – CO – O – CO – R1 + NaCl (образование ангидридов)

2 R – COONa + 2 H2O эл-лиз→ R – R + 2CO2 + H2 + 2NaOH (реакция Кольбе)

10. Реакции, характерные для аминов

Амин + кислота → соль амина

Амин + галогеналкан → соль амина

Амин + соль → соль амина + нераств. Основание

Амин (первич.) + HNO2 → спирт + азот + вода

Амин (вторич.) + HNO2 → R2N – N=O + вода

Амин (третич.) + HNO2 → не реагирует А

нилин + HNO2 + HCl → [С6H5 – N=N]Cl

Анилин + Br2 → 2, 4, 6-триброманилин + НВr

Получение аминов

Нитросоединение + [ Н ] → первичный амин или анилин

Аммиак + галогеналкан (арен) → соль амина

Соль амина + щелочь t → амин Нитрил (RCN) + [ Н ] Pt→ амин