Вправа 1. Назвіть перші десять представників гомологічного ряду метану.
Назви гомологів метану |
Молекулярні формули сполук |
Етан | C2H6 |
Пропан | C3H8 |
Бутан | C4H10 |
Пентан | C5H12 |
Гексан | C6H14 |
Гептан | C7H16 |
Октан | C8H18 |
Нонан | C9H20 |
Декан | C10H22 |
Вправа 2. Сформулюйте визначення поняття «гомологи». Гомологи — це сполуки, що подібні за будовою молекул і хімічними властивостями, але відрізняються за складом молекул на одну або кілька груп атомів —СН2—.
Вправа 3. Складіть молекулярні формули гомологів метану, що містять:
а) 4, 7, 9 атомів Карбону;
Загальна формула гомологів метану CnH2n+2, де n-число атомів Карбону.
При n=4, молекулярна формула гомологу метану С4H10
При n=7, молекулярна формула гомологу метану С7H16
При n=9, молекулярна формула гомологу метану С9H20
б) 12, 14, 22 атоми Гідрогену.
Загальна формула гомологів метану CnH2n+2, де n-число атомів Карбону, а 2n+2-число атомів Гідрогену.
12 атомів Гідрогену, тому 2n+2=12, 2n=12-2, 2n=10, n=5, отже, формула гомолога метану С5Н12
14 атомів Гідрогену, тому 2n+2=14, 2n=14-2, 2n=12, n=6, отже, формула гомолога метану С6Н14
22 атомів Гідрогену, тому 2n+2=22, 2n=22-2, 2n=20, n=10, отже, формула гомолога метану С10Н12
Вправа 4. Напишіть скорочені структурні формули алканів, молекулярні формули яких ви склали в завданні 3.
СН3—СН2—СН2—СН3
СН3—СН2—СН2—СН2—СН2—СН2—СН3
СН3—СН2—СН2—СН2—СН2—СН2—СН2—СН2—СН3
СН3—СН2—СН2—СН2—СН3
СН3—СН2—СН2—СН2—СН2—СН3
СН3—СН2—СН2—СН2—СН2—СН2—СН2—СН2—СН2—СН3
Вправа 5. Обчисліть і позначте відносну молекулярну масу алкану, у складі якого є 6 атомів Карбону.
А 82 | Б 88 | В 86 | Г 84 |
Загальна формула алканів CnH2n+2, де n-число атомів Карбону.
При n=6, молекулярна формула гомологу метану С6H14
M=Mr г/моль
Mr(С6H14)=6•Ar(C)+14•Ar(H)=6•12+14•1=86
Вправа 6. Укажіть молекулярну формулу алкану, відносна молекулярна маса якого становить 100.
А С2Н6 |
Б С6Н14 |
В С5Н12 |
Г С7Н16 |
Загальна формула гомологів метану CnH2n+2, де n-число атомів Карбону
Mr(CnH2n+2)=100,
12n+2n+2=100,
14n=100-2,
14n=98,
n=7
С7Н16 - гептан
Вправа 7. Відносна густина парів алкану за гелієм — 28,5. Обчисліть відносну молекулярну масу алкану, установіть його формулу та назву.
Відомо: DHе(алкану)=28,5 Знайти: Mr(алкану)-?, формула і назва алкану-?
Розв'язування:
DHе(алкану)=Mr(алкану)/Mr(He), тому Mr(алкану)/Mr(Hе)=28,5.
Mr(алкану)=28,5•Mr(He)=28,5•Ar(He)=28,5•4=114.
Загальна формула алкану CnH2n+2, тому
Mr(CnH2n+2)=n•Ar(C)+(2n+2)•Ar(H)=12n+2n+2=14n+2.
Складаємо алгебраїчне рівняння і розв'язуємо його:
14n+2=114
14n=114-2
14n=112
n=112:14
n=8
Отже, формула алкану С8Н18 - це октан.
Вправа 8. Обчисліть, який об’єм карбон (ІV) оксиду (н. у.) і маса води утворяться, якщо повністю згорів пентан кількістю речовини 2,5 моль.
Відомо: v(C5H12)=2,5 Знайти: V(CO2)-?, m(Н2О)-?
Розв'язування:
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
2,5 моль x л у г
C5H12 + 8О2 = 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 CО2 (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) та 6 моль води Н2О. Обчислюємо молярну масу (М=Mr г/моль) води й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, M(H2O)=18 г/моль.
Маса 1 моль=18 г, а маса 6 моль=108 г.
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорцію для обчислення об'єму СО2 і розв'язуємо її.
2,5 моль / 1 моль = x л / 112 л, звідси
х л • 1 моль = 2,5 моль • 112 л
х = 2,5 моль • 112 л / 1 моль
х =V(CO2)=280 л.
Складаємо пропорцію для обчислення маси Н2О і розв'язуємо її.
2,5 моль / 1 моль = у г / 108 г, звідси
у г • 1 моль = 2,5 моль • 108 г
у = 2,5 моль • 108 г / 1 моль
у =m(Н2О)=270 г.
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: C5H12 + 8О2 = 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 від кількісті речовини пентану. Отже, якщо в реакцію вступає 2,5 моль пентану, то утвориться карбон (IV) оксид у 5 разів більшою кількістю речовини й вода у 6 разів більшою кількістю речовини, тому v(CO2)=5•v(H5C12)=5•2,5 моль=12,5 моль
v(Н2О)=6•v(H5C12)=6•2,5 моль=15 моль
З формули v=V/VM, де VM-постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль. знаходимо об'єм V=v•VМ.
V(CO2)=v(CO2)•VM=12,5 моль • 22,4 л/моль=280 л.
З формули v=m/M, де M=Mr г/моль, знаходимо масу m=v•M.
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, M(H2O)=18 г/моль.
m(H2O)=v(H2O)•M(H2O)=15 моль • 18 г/моль=270 г.
Відповідь: 280 л СО2, 270 г Н2О.