Домашнє завдання. Гомологи метану.

1. Напишіть електронні та структурні формули сполук, склад яких відображають молекулярні формули: С₂Н₆, C₃H₈, С₄Н₁₀, вважаючи, що між атомами Карбону наявні одинарні зв'язки.

Електронні формули етану, пропану і бутану.

Структурні формули етану, пропану і бутану.

2. Складіть структурні формули органічних сполук, використовуючи карбонові' скелети:

а) С—С—С—С—С; б) С=С—С—С; в) С—С≡≡С—С—С.

а) С—С—С—С—С;

б) С=С—С—С;

в) С—С≡≡С—С—С.

3. У промисловості та побуті метан використовують як пальне. Обчисліть об'єми метану і кисню (н.у.), які потрібно взяти для реакції, якщо внаслідок неї утворився карбон (IV) оксид масою 880 г.

Дано: m(СО₂)=880 г. Знайти: V(СН₄)-?   V(O₂)-?

Розв'язання.

І спосіб.

Записуємо рівняння реакції.

     х л          у л          880 г

     СН₄   +    2О₂    →    СО₂    +   2Н₂О 

     22,4 л       44,8 л     44 г

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

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль метану СН₄ і 2 моль кисню О₂, з утворенням 1 моль карбон (IV) оксиду, тому обчислюємо масу 1 моль карбон (IV) оксиду та об'єм 2 моль кисню і 1 моль метану (1 моль газу займає об'єм  22,4 л за н.у.).

Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) карбон (IV) оксиду.

Mr(СО₂)=Ar(C)+2•Ar(О)=12+2•16=44.  

M(CО₂)=44 г/моль.    Маса 1 моль = 44 г.

Обчислюємо об'єм кисню 2 моль_^..

За н.у. газ кількістю речовини 1 моль займає об'єм 22,4 л/моль , а 2 моль - об'єм 44,8 л.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо дві пропорції і розв'язуємо їх.

Пропорція для обчислення об'єму метану.

х л/22,4 л=880 г/44 г, звідси х=(880г•22,4 л)/44г=448 л

Пропорція для обчислення об'єму кисню.

у л/44,8 л=880 г/44 г, звідси у=(880г•44,8 л)/44г=896 л.

Відповідь. V(СН₄)=448 л; V(О₂)=896 л.

ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції:  СН₄+2О₂→СО₂+2Н₂О 

Обчислюємо кількість речовини карбон (IV) оксиду масою 880 г  за формулою y=m/M, де M г/моль=Mr .

Mr(СО₂)=Ar(C)+2•Ar(О)=12+2•16=44,  M(CО₂)=44 г/моль.  

y(СО₂)=880 г : 44 г/моль = 20 моль.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль метану СН₄ і 2 моль кисню О₂, з утворенням 1 моль карбон (IV) оксиду СО₂, кількість речовини метану є однакова, тому y(СН₄)=20 моль, а кількість речовини кисню є у два рази більшою, тому y(О₂)=2•y(СО₂)=2•20 моль = 40 моль. 

Об'єм газу знаходимо за формулою V=γ•Vм, де - Vм постійна величина і дорівнює 22,4 л/моль за н.у, а  Y - кількість речовини (моль).

Обчислюємо об'єм метану кількістю речовини 20 моль. 

V(СН₄)=20 моль•22,4 л/моль=448 л.

Обчислюємо об'єм кисню кількістю речовини 40 моль. 

V(О₂)=40 моль•22,4 л/моль=896 л.

Відповідь. V(СН₄)=448 л; V(О₂)=896 л.