Знаємо, розуміємо
1. Назвіть 10 перших представників гомологічного ряду метану.
Етан С2Н6, пропан С3Н8, бутан С4Н10, пентан С5Н12, гексан С6Н14 , гептан С7Н16, октан С8Н18, нонан С9Н20, декан С10Н22, ундекан С11Н24.
Кожна наступна формула відрізняєься від попередньої на групу атомів –СН2–.
2. Поясніть явище гомології. Явищем голомогії у органічній хімії є наявність гомологічних рядів. Якої б складної будови не були молекули гомологів, у всіх без винятку рядах наступна формула відрізняється від попередньої на групу атомів –СН2–.
3. Схарактеризуйте фізичні властивості метану. Газ без кольору і запаху, легший за повітря, не розчиняється у воді, але добре розчинний в органічних розчинниках, є горючою речовиною. За температури 161,50С метан переходить у рідкий стан, а за температури 182,50С — твердне.
Застосовуємо
Вправа 102. Порівняйте кількісний і якісний склад пропану й гексану.
Молекула пропану містить 3 атоми Карбону і 8 атомів Гідрогену, а молекула гексану - 6 атомів Карбону і 14 атомів Гідрогену. Їхні молекули відрізняються на 3 атоми Карбону і 6 атомів Гідрогену, тобто на три групи атомів -СН2-, що відповідає гомологічній різниці.
Якісний склад сполуки вказує, які елементи входять до її складу.
Кількісний склад вказує, скільки атомів кожного елемента входить до її складу.
Вправа 103. Розташуйте назви алканів за збільшенням кількості атомів Карбону в молекулі. ГБВА
|
А нонан С9Н20 Б гексан С6Н14 |
В гептан С7Н16 Г пропан С3Н8 |
Вправа 104. Установіть відповідність між назвою та формулою алкану. 1-Г, 2-В, 3-А, 4-Д.
| Назва | Формула |
|
1 пентан 2 бутан 3 етан 4 октан |
А С2Н6 Б С3Н8 В С4Н10 Г С5Н12 Д С8Н18 |
Вправа 105. Обчисліть відносну густину етану за повітрям, воднем, бутаном.
Розв'язування:
Dповітря(С2Н6)=Mr(С2Н6)/Mr(повітря)=30/29=1,03 ,
де Mr(С2Н6)=2•Аr(C)+6•Аr(Н)=2•12+6•1=30,
Mr(повітря)=29.
Dводнем(С2Н6)=Mr(C2Н6)/Mr(Н2)=30/2=15,
де Mr(С2Н6)=2•Аr(C)+6•Аr(Н)=2•12+6•1=30,
Mr(Н2)=2•Аr(Н)=2•1=2.
Dбутаном(С2Н6)=Mr(С2Н6)/Mr(С4Н10)=30/58=0,5,
де Mr(С2Н6)=2•Аr(C)+6•Аr(Н)=2•12+6•1=30.
Mr(С4Н10)=4•Аr(C)+10•Аr(Н)=4•12+10•1=58.
Вправа 106. Де більше молекул: у порції етану об’ємом 11,2 л (н.у.) чи порції гексану масою 43 г?
Обчислюємо кількість речовини етану за формулою v=V/Vm, де Vm – постійна величина і за н.у. дорівнює 22,4 л/моль.
v(С2Н6)=V(С2Н6)/Vm=11,2 л : 22,4 л/моль=0,5 моль.
Обчислюємо кількість речовини гексану масою 43 г за формулою: v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(С6Н14)=6•Ar(C)+14•Ar(Н)=6•12+14•1=86, тому M(С6Н14)=86 г/моль.
v(C6Н14)=m(C6Н14)/M(С6Н14)=43 г : 86 г/моль = 0,5 моль.
У однаковій порції кількості речовини міститься однакова кількість структурних частинок (молекул).
Пояснення: ількість речовини v=N/NA. Якщо v(C2H6)=v(C6H14), тоді N(C2H6)/NA=N(C6H14)/NA. Оскільки NА - постійна величина, тому N(C2H6)=N(C6H14).
Відповідь: порівну.
Вправа 107. Визначте молекулярну формулу вуглеводню, масова частка Карбону в якому дорівнює 80%, а його густина за воднем — 15.
Відомо: загальна формула вуглеводню СхНу,
DН2(CxHy)=15, w(C)=80% або 0,8. Знайти: формулу вуглеводню?
Розв'язування:
Знайдемо масову частку Гідрогену у складі вуглеводню.
w(H)=1-w(C)=1-0,8=0,2
З формули обчислення відносної густини знаходимо відносну молекулярну масу вуглеводню:
DН2(CxHy)=Mr(CxHy)/Mr(H2), тому Mr(CxHy)/Mr(H2)=15, звідси
Mr(CxHy)=15•Mr(H2)=15•2•Аr(H)=15•2•1=30
З формули обчислення масової частки Карбону w(C)=х•Ar(C)/Mr(CxHy) знаходимо число атомів Карбону:
x=(w(C)•Mr(CxHy)):Ar(C)=0,8•30:12=2
З формули обчислення масової частки Гідрогену w(H)=y•Ar(H)/Mr(CxHy) знаходимо число атомів Гідрогену:
y=(w(H)•Mr(CxHy)):Ar(H)=0,2•30:1=6
Отже, формула вуглеводню С2Н6.
Відповідь: С2Н6.
Вправа 108. Установіть формулу алкану, якщо його порція кількістю речовини 0,25 моль має масу 25 г.
Відомо: v(СnН2n+2)=0,25 моль, m(СnН2n+2)=25 г. Знайти: формула алкану-?
Розв'язування:
З формули обчислення кількісті речовини v=m/M, де M=Mr г/моль, знаходимо молярну масу речовини M=m/v.
M(СnН2n+2)=m(СnН2n+2)/v(СnН2n+2)=25 г : 0,25 моль = 100 г/моль, тоді Мr(СnН2n+2)=100.
Загальна формула алканів СnH2n+2, тому
Mr(СnH2n+2)=Ar(C)•n+Ar(H)•(2n+2)=12•n+1•(2n+2)=12n+2n+2=14n+2
Складаємо рівняння і розв'язуємо його.
14n+2=100
14n = 98
n=98:14
n=7
Отже, формула алкану С7Н16.