...

Самостійна робота. Метан. Гомологи метану.

І рівень

Завдання 1. Складіть молекулярні формули за загальною формулою алканів, якщо в молекулі є: І варіант - 5,6,8,9,10 атомів Карбону; II варіант - 8,16,24,28, 32 атоми Гідрогену.

Загальна формула алканів СnH2n+2

І варіант                              II варіант

C5H12                       

C6H14                      

C8H18                      

C9H20                      

C10H22  

II варіант

C3H8 , бо в алкані  СnH2n+2 кількість атомів Н -   2n+2=8, 2n=6, n=3

C7H16 , бо  алкані  СnH2n+2 кількість атомів Н -   2n+2=16, 2n=14, n=7

C11H24 , бо  алкані  СnH2n+2 кількість атомів Н -  2n+2=24, 2n=22, n=11

C13H28 , бо  алкані  СnH2n+2 кількість атомів Н -  2n+2=28, 2n=26, n=13

C15H32 , бо  алкані  СnH2n+2 кількість атомів Н -  2n+2=32, 2n=30, n=15

Завдання 2. Складіть скорочені структурні формули, використовуючи формули алканів із завдання 1. Назвіть ці алкани.

I варіант                           ІІ варіант

CH3──(CH2)3──CH3        CH3──(CH2)──CH3  

пентан                       пропан     

CH3──(CH2)4──CH3        CH3──(CH2)5──CH3  

гексан                        гептан     

CH3──(CH2)6──CH3        CH3──(CH2)9──CH3      

октан                         ундекан

CH3──(CH2)7──CH3        CH3──(CH2)11──CH3    

нонан                        тридекан

CH3──(CH2)8──CH3        CH3──(CH2)13──CH3  

декан   

Перші чотири члени гомологічного ряду алканів мають традиційні назви, інші назви походять від назв грецьких числівників з додаванням суфікса -ан.                     

II рівень

Завдання 3. Відносна молекулярна маса алканів становить: І варіант - 86 і 114; II варіант - 72 і 128. Знайдіть їх молекулярні формули, напишіть скорочені структурні формули.

І варіант                                           

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

12n+2n+2=86                           12n+2n+2=114

14n=86-2                                 14n=114-2

14n=84                                   14n=112

n=84:14                                  n=112:14

n=6                                       n=8

              Молекулярні формули:

C6H14                                     C8H18

              Скорочені структурні формули:

CH3──(CH2)4──CH3                       CH3──(CH2)6──CH3  

II варіант

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

12n+2n+2=72                           12n+2n+2=128

14n=72-2                                 14n=128-2

14n=70                                   14n=126

n=70:14                                   n=126:14

n=5                                        n=9

              Молекулярні формули:

C5H12                                     C9H20

              Скорочені структурні формули:

CH3──(CH2)3──CH3                       CH3──(CH2)7──CH3  

III рівень

Завдання 4. Напишіть формулу алкану, до складу якого входять 18 атомів Карбону. Обчисліть масову частку Карбону у цій сполуці.

Дано: C18H38                   Знайти: W(C)-?

Розв'язування:

Mr(C18H38)=18Ar(C)+38Ar(H)=1812+281=254

W(C)=18Ar(C)/Mr(C18H38)=1812/254=0,85

або, помноживши число 0,85 на 100%, одержимо 85%

Відповідь: W(C)=0,85 або 85%.

IV рівень

Завдання 5. Згорів алкан масою 4 кг, що має відносну густину за воднем 8. Обчисліть, які об'єми кисню і повітря (н.у.) витратилися при цьому.

Дано: DН2(алкан)=8                     Знайти: V(O2)-?  V(повітря)-?

Розв'язування:

Оскільки DН2(алкан)=Mr(алкан)/Mr(H2), тому Mr(алкан)/Mr(H2)=8, звідси Mr(алкан)=8Mr(H2)=82=16

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

12n+2n+2=16                          

14n=16-2                              

14n=14                                  

n=14:14                                  

n=1

Отже, формула алкану СН4 - це метан.

Дано: m(СН4)=4 кг = 4000 г. Знайти: V(O2)-?

Розв'язання.

І спосіб.

Записуємо рівняння реакції.

    4000 г       х л

     СН4   +   2О2  СО2 + 2Н2О 

     16 г        44,8 л

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

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль метану СН4 з 2 моль кисню О(1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л , а 2 моль газу - 44,8 л).

Обчислюємо молярну масу (г/моль = Mr) метану й, відповідно, масу 1 моль..

Mr(СН4)=16 (знайдена вище). M(CH4)=16 г/моль. Маса 1 моль=16 г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.

4000 г/16 г=х л/44,8 л, звідси х=(4000г44,8 л)/16г=11200 л

Перераховуємо об'єм кисню на об'єм повітря (кисню в повітрі 21 %).

Отже, 11200 л О2 - 21%

        х л повітря  - 100%

х = (112000л • 100%): 21% = 53333,3 л.

Відповідь. V(О2)=11200 л; V(повітря)=53333,3 л

ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції:  СН4+2О2СО2+2Н2О

Обчислюємо кількість речовини метану масою 4000 г  за формулою y=m/M, де г/моль=Mr .

Mr(СН4)=16 (знайдена вище),    M(CH4)=16 г/моль.

y(СН4)=4000 г : 16 г/моль = 250 моль

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль метану СН4 з 2 моль кисню О2, кількість речовини кисню є у два рази більшою, тому y(О2)=2y(СН4)=2250 моль = 500 моль. 

Обчислюємо об'єм кисню кількістю речовини 500 моль за формулою V=YVм, де - Vм постійна величина і дорівнює 22,4 л/моль за н.у.

V(O2)=500 моль22,4 л/моль=11200 л.

Перераховуємо об'єм кисню на об'єм повітря (кисню в повітрі 21 %).

Отже, 11200 л О2 - 21%

        х л повітря  - 100%

х = (112000л • 100%): 21% = 53333,3 л.

Відповідь. V(О2)=11200 л; V(повітря)=53333,3 л.

...