Ароматические углеводороды (Арены). Бензол, структурная формула, свойства и получение. Применение бензола и его гомологов

Скорость химических реакций. Зависимость скорости от природы, концентрации веществ, температуры, катализатора.

Билет№6

Задача. Вычислить объем водорода, необходимого для реакции с 20 литрами хлора при получении хлора водорода при нормальных условиях.

Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость химической реакции (зависимость скорости от природы, концентрации вещества, площади поверхности соприкосновения реагирующих веществ, температуры, катализатора).

Скоростью химической реакции называется изме-нение количества вещества за единицу времени в единице объема.

Скорость реакции зависит от природы реагирующих веществ.
При реакции металлов с соляной кислотой, чем левее расположен металл в раду напряжений, тем быстрее протекает реакция, а металлы, находящиеся правее водорода, не реагируют вообще.

Скорость реакции увеличивается при увеличении концен-трации реагирующих веществ.
Горение веществ в чистом кислороде происходит быстрее, чем в воздухе, содержание кислорода в котором составляет 21%.
Скорость реакции увеличивается при увеличении поверхности соприкосновения реагирующих веществ.
Железные опилки быстрее реагируют с соляной кислотой, чем железные гвозди.
Скорость реакции увеличивается с увеличением темпера-
Железо при обычной температуре реагирует с хло-ром очень медленно, при высокой же температуре про-текает бурная реакция (железо горит в хлоре).
Водород восстанавливает оксиды металлов при на-гревании, при комнатной температуре эта реакция не идет, то есть ее скорость равна 0.
Скорость многих реакций увеличивается в присутствии специальных веществ — катализаторов.
Катализаторы увеличивают скорость реакции, но по окончании реакции остаются неизменными.

К ароматическим углеводородам относятся вещества, в молекулах которых имеется циклическая цепь из шести углеродных атомов с особым характером связи. Простейший и самый важный представитель ароматических углеводородов – бензол С6Н6. Гомологический ряд бензола: С6Н6 - бензол, С7Н8 – метилбензол, С8Н10 – этилбензол и т.д. Общая формула гомологов СnН2n-6- Структурные формулы: Структурная формула бензола предложена немецким ученым Ф. Кекуле (1865). Далее важно отметить, что исходя из строения молекулы можно судить о способности вступить во взаимодействие с бромной водой и раствором перманганата калия. Однако опыты показывают, что бензол не реагирует с бромной водой. Химические свойства: 1) реакции замещения за счѐт связи С-Н (протекают легче, чем у предельных углеводородов): 2) реакции присоединения за счет разрыва - электронной системы (протекают труднее, чем у непредельных углеводородов): 3) реакция горения бензола (доказывает, что это органическое вещество – углерод): В заключение важно сделать вывод о том, что по свойствам бензол занимает как бы промежуточное положение между предельными и непредельными углеводородами. В этом проявляются особенности его электронного строения, которые еще раз подтвер- ждают зависимость веществ от их строения Источники получения бензола: каменно- угольная смола, газы, образующиеся при коксовании угля и перегонки нефти. Применение бензола обусловлено его химическими свойствами: Значительную часть получаемого бензола используют для синтеза других продуктов:

около 50 % бензола превращают в этилбензол (алкилирование бензола этиленом);

около 25 % бензола превращают в кумол (алкилирование бензола пропиленом);

приблизительно 10—15 % бензола гидрируют в циклогексан;

около 10 % бензола расходуют на производство нитробензола;

2—3 % бензола превращают в линейные алкилбензолы;

приблизительно 1 % бензола используется для синтеза хлорбензола.

В существенно меньших количествах бензол используют для синтеза некоторых других соединений. Изредка и в крайних случаях, ввиду высокой токсичности, бензол используют в качестве растворителя.

Кроме того, бензол входит в состав бензина. В 1920-х — 1930-х годах, бензол добавляли deru в прямогонный бензин для повышения его октанового числа, но к 1940-м годам такие смеси не выдержали конкуренции с высокооктановыми бензинами. Ввиду высокой токсичности содержание бензола в топливе ограничено современными стандартами введением до 1 %.

Такое же применение имеют его гомологи, например метилбензол (толуол) С6Н5СН3 может служить в качестве добавки к моторному топливу

Дата добавления: 2015-08-31