Решебник по химии 10 класс Габриелян | Страница 23

Проверьте свои знания

1. Какие из перечисленных формул принадлежат предельным углеводородам: C₄H₁₀, C₄H₈, C₃H₁₂, C₆H₁₄, C₆H₆, C₅H₁₂?

К предельным углеводородам, то есть к алканам, относятся вещества, в которых атомы углерода соединены между собой только одинарными (простыми) связями, а общая формула алканов — CₙH₂ₙ₊₂. Рассмотрим предложенные формулы:

• C₄H₁₀ соответствует формуле алканов (n=4, 2×4+2=10) — это бутан. Значит, принадлежит к алканам.

• C₄H₈ не соответствует формуле CₙH₂ₙ₊₂, это алкен или циклоалкан. Не является предельным углеводородом.

• C₃H₁₂ не может существовать — для n=3 по формуле алканов должно быть 8 атомов водорода. Значит, это ошибочная формула, не является алканом.

• C₆H₁₄ соответствует формуле алканов (n=6, 2×6+2=14) — это гексан. Принадлежит к алканам.

• C₆H₆ — известное вещество бензол, оно не алкан, а ароматическое соединение.

• C₅H₁₂ соответствует формуле алканов (n=5, 2×5+2=12) — это пентан. Является алканом.

Значит, предельными углеводородами из предложенного списка являются: C₄H₁₀, C₆H₁₄ и C₅H₁₂.

2. Назовите по международной номенклатуре следующие алканы:

а)

CH₃

|

CH₃—CH—CH₃

б)

CH₃—CH₂—CH—CH₃

|

CH₃

в)

CH₃—CH₂—CH—CH—CH₃

| |

CH₃ CH₃

г)

CH₃—CH—CH₂—CH—CH—CH₃

| |

CH₃ CH₃

д)

CH₃—CH₂—CH—CH₂—CH₂—CH₃

|

CH₃

е)

CH₃—CH—CH₂—CH₂—CH₂—CH₃

|

C₂H₅

а) Главная цепь состоит из трёх атомов углерода, к центральному присоединена метильная группа. Это 2-метилпропан (другое название — изобутан).

б) Главная цепь — четыре атома углерода (бутан), на втором атоме — метильная группа. Это 2-метилбутан.

в) Главная цепь — пять атомов углерода, метильные группы на втором и третьем атомах. Это 2,3-диметилпентан.

г) Главная цепь — шесть атомов углерода, метильные группы на втором, четвёртом и пятом атомах. Это 2,4,5-триметилгексан.

д) Главная цепь — шесть атомов углерода (гексан), метильная группа на третьем атоме. Это 3-метилгексан.

е) Главная цепь — шесть атомов углерода, на втором атоме — этильная группа (C₂H₅). Это 2-этилгексан.

Стр. 23

Примените свои знания

3. Напишите структурные формулы следующих углеводородов: а) 2-метилпентан; б) 2,2-диметилбутан; в) n-гексан; г) 2,3-диметилпентан; д) 3-этилгексан.

а) 2-метилпентан:

CH₃–CH(CH₃)–CH₂–CH₂–CH₃

б) 2,2-диметилбутан:

CH₃–C(CH₃)₂–CH₂–CH₃

в) n-гексан (нормальный гексан — линейная цепь):

CH₃–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₃

г) 2,3-диметилпентан:

CH₃–CH(CH₃)–CH(CH₃)–CH₂–CH₃

д) 3-этилгексан:

CH₃–CH₂–CH(CH₂CH₃)–CH₂–CH₂–CH₃

4. Напишите структурные формулы двух гомологов и двух изомеров n-гексана. Назовите эти углеводороды.

Гомологи n-гексана — это соединения, отличающиеся от него на одну или несколько групп CH₂.

3. n-пентан (C₅H₁₂): CH₃–CH₂–CH₂–CH₂–CH₃

4. n-гептан (C₇H₁₆): CH₃–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₃

Изомеры n-гексана — соединения с тем же молекулярным составом (C₆H₁₄), но другой структурой.

3. 2-метилпентан: CH₃–CH(CH₃)–CH₂–CH₂–CH₃

4. 3-метилпентан: CH₃–CH₂–CH(CH₃)–CH₂–CH₃

5. Напишите уравнения реакций: а) 1 моль этана с 1 моль хлора; б) горения этана; в) дегидрирования пропана; г) 1 моль метана с 2 моль брома. Назовите образующиеся продукты.

а) (C₂H₆ + Cl₂ → C₂H₅Cl + HCl) — реакция замещения, образуется хлорэтан и хлороводород.

б) (2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O) — реакция горения этана, образуются углекислый газ и вода.

в) (C₃H₈ → C₃H₆ + H₂) — дегидрирование пропана, образуются пропен и водород.

г) (CH₄ + 2Br₂ → CH₂Br₂ + 2HBr) — образуется дибромметан и бромоводород.

6. Спичечная палочка пропитана парафином. Если внимательно понаблюдать за горящей спичкой, можно заметить, как за 1–2 мм до пламени оплавляется парафин. Какую роль выполняет это вещество? Составьте уравнение реакции горения парафина, условно считая, что его формула C₂₅H₅₂.

Парафин выполняет роль горючего вещества, поддерживающего горение спички. При нагревании он плавится, затем испаряется и пары парафина воспламеняются. Это облегчает поджиг.

Уравнение реакции горения парафина (при избытке кислорода):

(C₂₅H₅₂ + 38O₂ → 25CO₂ + 26H₂O)

7. Вычислите, какое количество теплоты выделится при сгорании 6,72 л метана (н. у.) в соответствии с термохимическим уравнением

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + 880 кДж

Объём 1 моль газа при н. у. = 22,4 л. Значит, количество вещества метана:

n = 6,72 л / 22,4 л/моль = 0,3 моль.

Теплота, выделяемая при сгорании 1 моль CH₄ = 880 кДж.

Тогда:

Q = 0,3 моль × 880 кДж/моль = 264 кДж

Ответ: При сгорании 6,72 л метана выделится 264 кДж теплоты.