ГДЗ Хімія 9 клас Робочий зошит Савчин Д/з Гомологи метану

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

І рівень

Завдання 1. Напишіть молекулярні і струкрурні формули вуглеводнів, що, за нормальних умов перебувають в газоподібному стані та назвіть їх.

Молекулярні формули	Структурні формули	Назва
CH₄	H \| H──C──H \| H	метан
C₂H₆	H H \| \| H──C──C──H \| \| H H	етан
C₃H₈	H H H \| \| \| H──C──C──C──H \| \| \| H H H	пропан
C₄H₁₀	H H H H \| \| \| \| H──C──C──C──C──H \| \| \| \| H H H H	бутан

Завдання 2. Складіть молекулярні й скорочені структурні формули алканів, якщо в молекулі є така кількість атомів Карбону. Назвіть ці алкани.

І варіант

n	молекулярна формула	Скорочена структур- на формула	Назва
5	C₅H₁₂	CH₃──(CH₂)₃──CH₃	пентан
7	C₇H₁₆	CH₃──(CH₂)₅──CH₃	гептан
9	C₉H₂₀	CH₃──(CH₂)₇──CH₃	нонан

ІІ варіант

n	молекулярна формула	Скорочена структур- на формула	Назва
4	C₄H₁₀	CH₃──(CH₂)₂──CH₃	бутан
6	C₆H₁₄	CH₃──(CH₂)₄──CH₃	гексан
8	C₈H₁₈	CH₃──(CH₂)₆──CH₃	октан

Завдання 3. Обчисліть відносну густину бутану:

І варіант за неоном:

D_Ne(С₄Н₁₀)=M_r(С₄Н₁₀)/M_r(Ne)=58:20=2,9, де

M_r(C₄H₁₀)=4●A_r(C)+10●A_r(H)=4●12+10●1=58

M_r(Ne)=A_r(Ne)=20

ВІдповідь: відносна густина бутану за неоном 2,9.

ІІ варіант за гелієм:

D_Не(С₄Н₁₀)=M_r(С₄Н₁₀)/M_r(Не)=58:4=14,5, де

M_r(C₄H₁₀)=4●A_r(C)+10●A_r(H)=4●12+10●1=58

M_r(Не)=A_r(Не)=4

ВІдповідь: відносна густина бутану за гелієм 14,5.

ІІ рівень

Завдання 4. Обчисліть відносну густину:

І варіант пропану за киснем:

D_О2(С₃Н₈)=M_r(С₃Н₈)/M_r(О₂)=44:32=1,375, де

M_r(C₃H₈)=3●A_r(C)+8●A_r(H)=3●12+8●1=44

M_r(О₂)=2●A_r(О)=2●16=32

ВІдповідь: відносна густина пропану за киснем 1,375.

ІІ варіант бутану за повітрям:

D_{повітря}(С₄Н₁₀)=M_r(С₄Н₁₀)/M_r(повітря)=58:29=2, де

M_r(C₄H₁₀)=4●A_r(C)+10●A_r(H)=4●12+10●1=58

M_r(повітря)=29

ВІдповідь: відносна густина бутану за повітрям 2.

Завдання 5. Назвіть приклади двох представники алканів, що є рідинами, й запишіть їхні молекулярні та структурні формули. Обчисліть відносні молекулярні маси.

І варіант

n	Формула	Структурна формула	M_r
5	С₅H₁₂	CH₃──(CH₂)₃──CH₃	72
7	C₇H₁₆	CH₃──(CH₂)₅──CH₃	100
9	C₉H₂₀	CH₃──(CH₂)₇──CH₃	128

M_r(C₅H₁₂)=5●A_r(C)+12●A_r(H)=5●12+12●1=72

M_r(C₇H₁₆)=7●A_r(C)+16●A_r(H)=7●12+16●1=100

M_r(C₉H₂₀)=9●A_r(C)+20●A_r(H)=9●12+20●1=128

І варіант

n	Формула	Структурна формула	M_r
4	С₄H₁₀	CH₃──(CH₂)₂──CH₃	58
6	C₆H₁₄	CH₃──(CH₂)₄──CH₃	86
8	C₈H₁₈	CH₃──(CH₂)₆──CH₃	114

M_r(C₄H₁₀)=4●A_r(C)+10●A_r(H)=4●12+10●1=58

M_r(C₆H₁₄)=6●A_r(C)+14●A_r(H)=6●12+14●1=86

M_r(C₈H₁₈)=8●A_r(C)+18●A_r(H)=8●12+18●1=114

III рівень

Завдання 6. Відносна густина алкану за гелієм - 14,5. Обчисліть та впишіть в таблицю:

M_r	формула	Назва	ω(С)
58	C₄H₁₀	бутан	83%

D_Не(алкану)=M_r(алкану)/M_r(Не), тому M_r(алкану)/M_r(Не)=14,5, звідси

M_r(алкану)=14,5•M_r(Не)=14,54=58, де M_r(Не)=A_r(Не)=4

Загальна формула алканів С_nH_2n+2, тому

M_r(С_nH_2n+2)=A_r(C)•n+A_r(H)•(2n+2)=12•n+1•(2n+2)=12n+2n+2

Складаємо алгебраїчне рівняння і розв'язуємо його:

12•n+2•n+2=58

14•n=58-2

14•n=56

n=56:14

n=4

Отже, формула алкану С₄Н₁₀ - це бутан.

ω(C)=4•A_r(C)/M_r(C₄H₁₀)=4●12/58=0,83, або,

помноживши це число на 100%, одержимо 83%

Завдання 7. Пропан кількістю речовини 15 моль повністю згорів. Обчисліть об'єм кисню (н.у.), що вступив у реакцію і масу карбон (IV) оксиду, що утворився.

Дано: y(C₃H₈)=15 моль

Знайти: V(O₂)-? V(CO₂)-?

Розв'язання

І спосіб

Записуємо рівняння реакції:

15 моль х л y л

C₃H₈ + 5O₂ = 3CO₂↑ + 4H₂O

1 моль 112 л 67,2 л

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль пропану С₃Н₈ і 5 моль кисню О₂ з утворенням 3 моль карбон (IV) оксиду СО₂. За н.у. 1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л, тому 3 моль газу займуть утричі більший об'єм, тобто 67,2 моль, а 5 моль займуть у 5 разів більший об'єм, тобто 112 л.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм кисню:

15 моль / 1 моль = х л / 112 л, звідси х л • 1 моль = 112 л •15 моль

х=112 л • 15 моль л : 1 моль=1680 л

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм карбон (IV) оксиду:

15 моль / 1 моль = у л / 67,2 л, звідси у л • 1 моль = 67,2 л • 15 моль

х=67,2 л • 15 моль : 1 моль=1008 л

ІІ спосіб

Записуємо рівняння реакції: C₃H₈+5O₂=3CO₂↑+4H₂O

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль пропану С₃Н₈ і 5 моль кисню О₂ з утворенням 3 моль карбон (IV) оксиду СО₂, кількість речовини кисню у 5 разів більша, а кількість речовини карбон (IV) оксиду утричі більша, ніж кількість речовини пропану, тому

v(O₂)=5•v(С₃Н₈)=5•15 моль=75 моль

v(CO₂)=3•v(С₃Н₈)=3•15 моль=45 моль

Обчислюємо об'єм заданої кількості речовини за формулою V=v•V_м, де V_м - постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль.

V(O₂)=v(O₂)•V_M=75 моль •22,4 л/моль=1680 л.

V(CO₂)=v(CO₂)•V_M=45 моль •22,4 л/моль=1008 л.

Відповідь: 1680 л О₂ і 1008 л СО₂.

IV рівень

Завдання 8. Є речовини: метан, хлор, бром, кисень. Напишіть рівняння реакцій, які можуть відбуватися між ними. Назвіть продукти реакцій.

CH₄ + 4Cl₂ -> CCl₄ + 4HCl - тетрахлорометан і гідроген хлорид

CH₄ + 2O₂ -> CO₂ + 2H₂O - карбон (IV) оксид і вода

CH₄ + 4Br₂ -> CBr₄ + 4HBr - тетрабромметан і гідроген бромід

Завдання 9. Відносна густина парів алкану за неоном - 3,6. Обчисліть його відносну молекулярну масу, встановіть формулу. Обчисліть, який об'єм карбон (ІV) оксиду (н.у.) та маса води утворяться під час згоряння його кількістю речовини 9 моль.

Дано: D_Ne(алкан)=3,6

Знайти: формула алкану-? M_r(алкану)-?

Розв'язування

D_Ne(алкан)=M_r(алкан)/M_r(Ne), тому M_r(алкан)/M_r(Ne)=3,6, звідси

M_r(алкан)=3,6•M_r(Ne)=3,6•20=72

Загальна формула алканів СnH2n+2,, тому Mr(СnH2n+2)=Ar(C)•n+Ar(H)•(2n+2)=12•n+1•(2n+2)=12n+2n+2

Cкладаємо алгебраїчне рівняння і розв'язуємо його:

12•n+2•n+2=72

14•n=72-2

14•n=70

n=70:14

n=5

Отже, формула алкану С₅Н₁₂ - це пентан.

Дано: v(C₅H₁₂)=9 моль

Знайти: V(CO₂)-? m(H₂O)-?

Розв'язання

І спосіб

Записуємо рівняння реакції:

9 моль х л y г

C₅H₁₂ + 8O₂ = 5CO₂↑ + 6H₂O

1 моль 112 л 108 г

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль пентану С₅Н₁₂ з утворенням 5 моль карбон (IV) оксиду СО₂ (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л, а 5 моль займуть у 5 разів більший об'єм, тобто 112 л) і 6 моль води Н₂О.

Обчислюємо молярну масу (M_rг/моль=M) води й, відповідно, масу 6 моль.

M_r(Н₂О)=2•A_r(Н)+A_r(O)=2•1+16=18, M(Н₂О)=18 г/моль

Маса 1 моль=18 г, а маса 6 моль = 108 г

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм карбон (IV) оксиду:

9 моль / 1 моль = х л / 112 л, звідси х л • 1 моль =112 л • 9 моль

х = 112 л • 9 моль : 1 моль=1008 л

За допомогою пропорції обчислюємо масу води:

9 моль / 1 моль = у г / 108 г, звідси у г • 1 моль =108 г • 9 моль

у = 108 г • 9 моль : 1 моль=972 л

ІІ спосіб

Записуємо рівняння реакції: C₅H₁₂+8O₂=5CO₂↑+6H₂O

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль пентану С₅Н₁₂ з утворенням 5 моль карбон (IV) оксиду СО₂ і 6 моль води Н₂О, кількість речовини карбон (IV) оксиду у 5 разів більша, а кількість речовини води у 6 разів більша, ніж кількість речовини пентану, тому

v(СO₂)=5•v(С₅Н₁₂)=5•9 моль=45 моль

v(Н₂O)=6•v(С₅Н₁₂)=6•9 моль=54 моль

Обчислюємо об'єм карбон (IV) оксиду кількістю речовини 45 моль за формулою V=v•V_м, де V_м - постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль.

V(CO₂)=v(CO₂)•V_M=45 моль •22,4 л/моль=1008 л

Обчислоємо масу води кількістю речовини 54 моль за формулою m=y•M, де М_rг/моль=М

M_r(Н₂О)=2•A_r(Н)+A_r(O)=2•1+16=18, M(Н₂О)=18 г/моль

m(Н₂O)=v(H₂O)•M(H₂O)=54 моль•18 г/моль=972 г

Відповідь: 1008 л СO₂ і 972 г Н₂О.

Завдання 10. Пропаново-бутанова суміш об'ємом 10 м³ (н.у.) з масовою часткою пропану 0,2 повністю згорів. Обчисліть об'єм повітря, що витратилося при цьому.

Відомо: V(суміші)=10 м³; φ(С₃Н₈)=0,2

Знайти: V(повітря)-?

Розв'язування

Об'ємна частка речовини (φ) - це відношення об'єму речовини до об'єму суміші: φ(речовини)=(V(речовини)/V(суміші)), звідси

V(речовини)=(φ(речовини)•V(суміші))

V(C₃H₈)=φ(С₃Н₈)•V(суміші)=0,2•10 м³=2 м³

V(C₄H₁₀)=φ(С₄Н₁₀)•V(суміші)=0,8•10 м³=8 м³

Примітка: найкраще розв'язувати задачу з використанням закону об'ємних відношень (закону Гей-Люссака), який будете вивчати через декілька уроків. Наразі розв'язуємо тими способами, що вже вивчили.

І спосіб

Запишемо рівняння горіння пропану і бутану.

2 м³ х м³

С₃Н₈ + 5О₂ -> 3СО₂ + 4Н₂О

22,4 м³ 112 м³

8 м³ у м³

2С₄Н₁₀ + 13О₂ -> 8СО₂ + 10Н₂О

44,8 м³ 291,2 м³

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. За н.у. 1 кмоль газу займає об'єм 22,4 м³, тому 2 кмоль займуть удвічі більший об'єм, тобто 44,8 м³, 5 кмоль займуть у 5 разів більший об'єм, тобто 112 м³, а 13 кмоль займуть у 7 разів більший об'єм, тобто 291,2 м³.

Записуємо під формулами речовин у рівняннях реакцій.

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм кисню, що витратиться при згорянні пропану.

2 м³ / 22,4 м³ = х м³ / 112 м³, звідси х м³ • 22,4 м³ = 2 м³ • 112 м³

х=V₁(O₂)=2 м³ • 112 м³ : 22,4 м=10 м³

Пропорція для обчислення об'єму кисню, що витратиться при згорянні бутану.

8 м³ / 44,8 м³ = у м³ / 291,2 м³, звідси у м³ • 44,8 м³ = 8 м³ • 291,2 м³

х=V₂(O₂)=8 м³ • 291,2 м³ : 44,8=52 м³

Обчислюємо сумарний об'єм кисню:

V(О₂)=V₁(O₂)+V₂(O₂)= 10 м³ + 52 м³ = 62 м³

У повітрі кисню близько 20% за об'ємом (або 1/5 частина), тому повітря треба взяти у 5 разів більшого об'єму:

V(повітря)=5•V(О₂)= 5•62 м³=310 м³

ІІ спосіб

Обчислюємо кількість речовини за формулою v=V/V_M, де V_M - постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 м³/кмоль

v(C₃H₈)=V(C₃H₈)/V_M=2 м³ : 22,4 м³/кмоль=0,089 кмоль

v(C₄H₁₀)=V(C₄H₁₀)/V_M=8 м³ : 22,4 м³/кмоль=0,357 кмоль

Записуємо рівняння реакції горіння метану і етану:

С₃Н₈ + 5О₂ -> 3СО₂ + 4Н₂О (1)

2С₄Н₁₀ + 13О₂ -> 8СО₂ + 10Н₂О (2)

За рівнянням (1) маємо v(C₃H₈):v₁(O₂)=1:5, звідси

v₁(O₂)=5•v(C₃H₈)=5•0,089 кмоль=0,445 кмоль

За рівнянням (2) маємо v(C₄H₁₀):v₂(O₂)=2:13=1:6,5, звідси

v₂(O₂)=6,5•v(C₄H₁₀)=6,5•0,357 кмоль=2,3205 кмоль

Обчислюємо об'єм заданої кількості речовини за формулою V=v•V_M, де V_M - постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 м³/кмоль

V₁(O₂)=v₁(О₂)•V_M=0,445 кмоль•22,4 м³/кмоль=9,968 м³

V₂(O₂)=v₂(О₂)•V_M=0,3205 кмоль•22,4 м³/кмоль=7,1792 м³

Обчислюємо сумарний об'єм кисню:

V(O₂)=V₁(O₂)+V₂(O₂)=9,968 м³ + 7,1792 м³=17,1472 м³

У повітрі об'ємна частка кисню близько φ(О₂)=20%, тому.

V(повітря)=(V(О₂)/φ(О₂))•100%=(17,1472 м³:20%)•100%= 85,736 м³.

Відповідь: 85,736 м³ повітря.

-------------------------- у інших виданнях ---------------------

Завдання 9. Об'ємні частки газів у природному газі становлять: метан - 80%, етан - 2% і негорючі гази. Обчисліть об'єм повітря, потрібний для спалювання такого газу об'ємом 2 м³ (н.у).

Відомо: V(суміші)=2 м³; φ(СН₄)=80%; φ(С₂Н₆)=2%

Знайти: V(повітря)-?

Розв'язування:

Об'ємна частка речовини (φ) - це відношення об'єму речовини до об'єму суміші: φ(речовини)=(V(речовини)/V(суміші))•100%, звідси

V(речовини)=(φ(речовини)•V(суміші)):100%

V(CH₄)=(φ(СН₄)•V(суміші)):100%=(80%•2 м³):100%=1,6 м³.

V(C₂H₆)=(φ(С₂Н₆)•V(суміші)):100%=(2%•2 м³):100%=0,04 м³.

І спосіб

Запишемо рівняння горіння метану і етану.

1,6 м³ х м³

СН₄ + 2О₂ -> СО₂ + 2Н₂О

22,4 м³ 44,8 м³

0,04 м³ у м³

2С₂Н₆ + 7О₂ -> 4СО₂ + 6Н₂О

44,8 м³ 156,8 м³

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. За н.у. 1 кмоль газу займає об'єм 22,4 м³, тому 2 кмоль займуть удвічі більший об'єм, тобто 44,8 м³, а 7 кмоль займуть у 7 разів більший об'єм, тобто 156,8 м³.

Записуємо під формулами речовин у рівняннях реакцій.

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм кисню, що витратиться при згорянні метану.

1,6 м³ / 22,4 м³ = х м³ / 44,8 м³, звідси

х м³ • 22,4 м³ = 1,6 м³ • 44,8 м³

х=1,6 м³ • 44,8 м³ : 22,4 м³

х = V₁(O₂)=3,2 м³

Пропорція для обчислення об'єму кисню, що витратиться при згорянні етану.

0,04 м³ / 44,8 м³ = у м³ / 156,8 м³, звідси

у м³ • 44,8 м³ = 0,04 м³ • 156,8 м³

х=0,04 м³ • 156,8 м³ : 44,8 м³

х = V₂(O₂)=0,14 м³

Обчислюємо сумарний об'єм кисню: