Я проанализировал задания. Сейчас я решу их по порядку, дам подробные объяснения и отформатирую ответ в Markdown.
Задание 5
Напишите структурные формулы четырёх изомеров гептана, содержащих по одному третичному атому углерода. Назовите эти углеводороды по международной номенклатуре.
Решение:
Гептан ($C_7H_{16}$) имеет 9 изомеров. Нам нужно найти 4 изомера, содержащих один третичный атом углерода. Третичный атом углерода связан с тремя другими атомами углерода.
- 2,2-диметилпентан: $CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH_2-CH_3$
- 2,3-диметилпентан: $CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$
- 2,4-диметилпентан: $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH(CH_3)-CH_3$
- 3,3-диметилпентан: $CH_3-CH_2-C(CH_3)_2-CH_2-CH_3$
Ответ:
- 2,2-диметилпентан
- 2,3-диметилпентан
- 2,4-диметилпентан
- 3,3-диметилпентан
Задание 6
Приведите примеры способов получения алканов, в которых число атомов углерода в продукте реакции по сравнению с исходным веществом: а) увеличивается; б) уменьшается; в) не изменяется.
Решение:
а) Увеличивается: Реакция Вюрца. В этой реакции две молекулы галогеналкана соединяются с образованием алкана с удвоенным числом атомов углерода.
$2R-X + 2Na \rightarrow R-R + 2NaX$
Пример: $2CH_3Cl + 2Na \rightarrow C_2H_6 + 2NaCl$
б) Уменьшается: Декарбоксилирование солей карбоновых кислот. При нагревании солей карбоновых кислот со щелочью происходит отщепление $CO_2$, что приводит к уменьшению числа атомов углерода.
$R-COONa + NaOH \xrightarrow{t} R-H + Na_2CO_3$
Пример: $CH_3COONa + NaOH \xrightarrow{t} CH_4 + Na_2CO_3$
в) Не изменяется: Гидрирование алкенов или алкинов. Присоединение водорода к алкену или алкину не меняет число атомов углерода в молекуле.
$R-CH=CH_2 + H_2 \xrightarrow{Ni, t} R-CH_2-CH_3$
Пример: $CH_2=CH_2 + H_2 \xrightarrow{Ni, t} CH_3-CH_3$
Ответ:
а) Реакция Вюрца: $2CH_3Cl + 2Na \rightarrow C_2H_6 + 2NaCl$
б) Декарбоксилирование: $CH_3COONa + NaOH \xrightarrow{t} CH_4 + Na_2CO_3$
в) Гидрирование: $CH_2=CH_2 + H_2 \xrightarrow{Ni, t} CH_3-CH_3$
Задание 7
Какие вещества получатся при нагревании с натрием следующих веществ: а) 1-бромпропан; б) 2-хлорпропан; в) смесь иодэтана и 1-иодпропана? Напишите уравнения соответствующих реакций.
Решение:
Реакция Вюрца: $2R-X + 2Na \rightarrow R-R + 2NaX$
а) 1-бромпропан:
$2CH_3CH_2CH_2Br + 2Na \rightarrow CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CH_3 + 2NaBr$
Получается н-гексан.
б) 2-хлорпропан:
$2CH_3CHClCH_3 + 2Na \rightarrow CH_3CH(CH_3)CH(CH_3)CH_3 + 2NaCl$
Получается 2,3-диметилбутан.
в) смесь иодэтана и 1-иодпропана:
$2CH_3CH_2I + 2Na \rightarrow CH_3CH_2CH_2CH_3 + 2NaI$ (бутан)
$2CH_3CH_2CH_2I + 2Na \rightarrow CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CH_3 + 2NaI$ (гексан)
$CH_3CH_2I + CH_3CH_2CH_2I + 2Na \rightarrow CH_3CH_2CH_2CH_2CH_3 + 2NaI$ (пентан)
Получается смесь бутана, гексана и пентана.
Ответ:
а) н-гексан: $2CH_3CH_2CH_2Br + 2Na \rightarrow CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CH_3 + 2NaBr$
б) 2,3-диметилбутан: $2CH_3CHClCH_3 + 2Na \rightarrow CH_3CH(CH_3)CH(CH_3)CH_3 + 2NaCl$
в) смесь бутана, пентана и гексана:
$2CH_3CH_2I + 2Na \rightarrow CH_3CH_2CH_2CH_3 + 2NaI$
$2CH_3CH_2CH_2I + 2Na \rightarrow CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CH_3 + 2NaI$
$CH_3CH_2I + CH_3CH_2CH_2I + 2Na \rightarrow CH_3CH_2CH_2CH_2CH_3 + 2NaI$
