Інші завдання дивись тут...

Знаємо, розуміємо

Вправа 1. Назвіть типи хімічних реакцій, у які вступають алкани. Заміщення (галогенування), розкладу (термічний), ізомеризація, окиснення.

Вправа 2. Поясніть, чому реакції приєднання для алканів неможливі. 

Неможливі через насиченість хімічних зв’язків атомів Карбону, бо в алканів валентні електрони Карбону максимально використані для утворення зв’язків з іншими атомами.

Застосовуємо 

Вправа 1. Складіть рівняння реакції галогенування між етаном і бромом за умови, що кількість речовини кожного реагенту дорівнює 1 моль.

СН₄ + Br₂ -> HBr + CН₃Br — бромометан

CН₃Br + Br₂ -> HBr + CН₂Br₂ — дибромометан

CН₂Br₂ + Br₂ -> HBr + CНBr₃ — трибромометан

CНBr₃ + Br₂ -> HBr + CBr₄ — тетрабромометан

Вправа 2. Обчисліть об’єм хлору (н.у.), необхідний для повного галогенування метану об’ємом 60 л. Усі виміри зроблено за однакових умов.

Відомо: V(CH₂)=60 л

Знайти: V(Cl₂)-?

Розв'язання

Записуємо рівняння реакції:

CН₄ + 4Сl₂ -> 4HCl + CCl₄

V(CH₄):V(Cl₂)=1:4, звідси V(Cl₂)=4•V(CH₄)=4•60 л= 240 л

Відповідь: 240 л

Вправа 3. Який об’єм кисню (н. у.) витратиться на спалювання пропану кількістю речовини 4 моль? Який об’єм вуглекислого газу утвориться при цьому?

Відомо: v(C₃H₈)=4 моль

Знайти: V(О₂)-?, V(CO₂)-?

Розв'язання

Записуємо рівняння реакції:

C₃Н₈ + 5O₂ -> 3CO₂ + 4H₂O

v(C₃H₈):v(O₂)=1:5, звідси v(O₂)=5•v(C₃H₈)=5•4 моль=20 моль

V(O₂)=v(O₂)•V_M=20 моль•22,4 л/моль=448 л

v(C₃H₈):v(СO₂)=1:3, звідси v(СO₂)=3•v(C₃H₈)=3•4 моль=12 моль

V(CO₂)=v(CO₂)•V_M=12 моль•22,4 л/моль=268,8 л

Відповідь: 448 л O₂ i 268,8 л СО₂

Вправа 4. Обчисліть масу сажі, добутої термічним розкладом метану масою 80 кг.

Відомо: m(CH₄)=80 кг

Знайти: m(C)-?

Розв'язання

M_r(CH₄)=A_r(C)+4•A_r(H)=12+4•1=16, M(CH₄)=16 кг/кмоль

v(CH₄)=m(CH₄):M(CH₄)=80 кг : 16 кг/кмоль=5 кмоль

Записуємо рівняння реакції:

CН₄ -> C + 2H₂

v(CH₄):v(С)=1:1, тому v(С)=v(CH₄)=5 кмоль

m(C)=v(C)•M(C)=5 кмоль•12 кг/кмоль=60 кг

Відповідь: 60 кг сажі

Сторінка ерудита (пропонується легший спосіб розв'язування таких задач, ніж запропонований у підручнику)

Задача Алкан кількістю речовини 0,5 моль згорає без залишку в кисні об’ємом 123,2 л (н.у.). Виведіть молекулярну формулу речовини.

Дано:

ν(С_nН_2n+2)=0,5 моль, V(O₂) = 123,2 л

n — ?

Розв’язування

ν(O₂)=V(O₂):V_m=123,2 л : 22,4 л/моль=5,5 моль

Записуємо рівняння реакції у загальному вигляді:

0,5 моль          5,5 моль

С_nН_2n+2 + (1,5n+0,5)О₂ → nСО₂↑ + (n+1)Н₂О

1 моль          1,5n+0,5 моль

Під формулами сполук С_nH_2n+2 і О2 записуємо їх кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні (1 моль, 1,5n+0,5 моль відповідно), а над формулами - наведену в умові задачі кількість речовини алкану (0,5 моль) і обчислену кількість речовини кисню (5,5 моль).

Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:

0,5 : 1 = 5,5 : (1,5n+0,5)

(1,5n+0,5)•0,5=5,5•1

1,5n+0,5=5,5•1:0,5

1,5n+0,5=11, n=(11-0,5):1,5=7

Відповідь: С₇Н₁₆

Задача Унаслідок спалювання алкану кількістю речовини 4 моль, утворилася вода кількістю речовини 20 моль. Виведіть молекулярну формулу речовини.

Дано:

ν(С_nН_2n+2)=4 моль, ν(Н₂O) = 20 моль

n — ?

Розв’язування

Записуємо рівняння реакції у загальному вигляді:

4 моль                                    20 моль

С_nН_2n+2 + (1,5n+0,5)О₂ → nСО₂↑ + (n+1)Н₂О

1 моль                                    n+1 моль

Під формулами сполук С_nH_2n+2 і Н₂О записуємо їх кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні (1 моль, n+1 моль відповідно), а над формулами - наведену в умові задачі кількість речовини алкану (4 моль) і кількість речовини води (20 моль).

Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:

4 : 1 = 20 : (n+1)

(n+1)•4=20•1

n+1=20•1:4

n+1=5, n=5-1=4

Відповідь: С₄Н₁₀

Інші завдання дивись тут...