Домашнє завдання. Метан. Гомологи метану.
І рівень
Завдання 1. Напишіть молекулярні формули вуглеводнів, що, за нормальних умов, перебувають у газоподібному стані та назвіть їх.
СН4 - метан
С2Н6 - етан
С3Н8 - пропан
С4Н10 - бутан
Завдання 2. Напишіть електронні та структурні формули етану і пропану.
Електронні формули етану і пропану.
| Н | Н | Н | Н | Н | |||||||||||||
| .. | .. | .. | .. | .. | |||||||||||||
| Н | : | С | : | С | : | Н | Н | : | С | : | С | : | С | : | Н | ||
| .. | .. | .. | .. | .. | |||||||||||||
| Н | Н | Н | Н | Н |
Структурні формули етану і пропану.
| Н | Н | Н | Н | Н | |||||||||||||
| │ | │ | │ | │ | │ | |||||||||||||
| Н | ─ | С | ─ | С | ─ | Н | Н | ─ | С | ─ | С | ─ | С | ─ | Н | ||
| │ | │ | │ | │ | │ | |||||||||||||
| Н | Н | Н | Н | Н |
Завдання 3. Складіть молекулярні формули за загальною формулою алканів, якщо в молекулі є 4 і 7 атомів Карбону.Назвіть ці алкани.
С4Н10 - бутан С7Н16 - гептан
II рівень
Завдання 4. Обчисліть відносну густину пропану і бутану за воднем.
Дано: С3Н6, С4Н10 Знайти: DН2(С3Н6)-? DН2(С4Н10)-?
Розв'язування:
Обчислимо молекулярні маси алканів і водню.
Mr(C3H6)=3•Ar(C)+6•Ar(H)=3•12+6•1=42
Mr(C4H10)=4•Ar(C)+10•Ar(H)=4•12+10•1=58
Mr(Н2)=2•Ar(Н)=2•1=2
DН2(С3Н6)=Mr(С3Н6)/Mr(H2)=42/2=21
DН2(С4Н10)=Mr(С4Н10)/Mr(H2)=58/2=29
ВІдповідь: відносна густина пропану за воднем 21, а бутану за воднем - 29.
Завдання 5. Назвіть два представники алканів, що є рідинами, та запишіть їхні формули.
Пентан С5Н12 Гептан С7Н16 Нонан С9Н20
Гексан С6Н14 Октан С8Н18 Декан С10Н22
III рівень
Завдання 6. Відносна густина алкану за гелієм - 14,5. Обчисліть відносну молекулярну масу алкану, встановіть формулу та назвіть його.
Дано: Dне(алкан)=14,5 Знайти: Mr(алкан)-?
Розв'язування:
Оскільки DНе(алкан)=Mr(алкан)/Mr(Hе), тому Mr(алкан)/Mr(Hе)=14,5;
звідси Mr(алкан)=14,5•Mr(Hе)=14,5•4=58
Загальна формула алканів СnH2n+2, тому Mr(СnH2n+2)=Ar(C)•n+Ar(H)•(2n+2)=12•n+1•(2n+2)=12n+2n+2
12•n+2•n+2=58
14•n=58-2
14•n=56
n=56:14
n=4
Отже, формула алкану С4Н10 - це бутан.
Завдання 7. Напишіть формулу алкану, до складу якого входять 24 атоми Гідрогену. Обчисліть масову частку Карбону у його складі.
Дано: C11H24 (в алкані СnH2n+2 кількість атомів Н - 2n+2=24, 2n=22, n=11) Знайти: W(C)-?
Розв'язування:
Mr(C11H24)=11•Ar(C)+24•Ar(H)=11•12+24•1=156
W(C)=11•Ar(C)/Mr(C11H24)=11•12/156=0,846
або, помноживши число 0,846 на 100%, одержимо 84,6%
Відповідь: W(C)=0,846 або 84,6%.
IV рівень
Завдання 8. 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 1,5 моль.
Дано: DNe(алкан)=3,6
Знайти: формула алкану-? Mr(алкану)-?
Розв'язування:
За умовою DNe(алкан)=3,6, а DNe(алкан)=Mr(алкан)/Mr(Ne), тому Mr(алкан)/Mr(Ne)=3,6, звідси Mr(алкан)=3,6•Mr(He)=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
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: y(C5H12)=1,5 моль. Знайти: V(CO2)-? m(H2O)-?
Розв'язання.
І спосіб.
Записуємо рівняння реакції:
1,5 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 і 6 моль води Н2О.
Знаємо, що 1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л, тому 5 моль газу СО2 займуть об'єм 5•22,4л=112л.
Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) води й, відповідно, масу 6 моль.
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(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.
Складаємо дві пропорції та розв'язуємо їх.
Пропорція для обчислення об'єму карбон (IV) оксиду:
1,5 моль / 1 моль = х л / 112 л, звідси х=1,5 моль•112 л/ 1 моль =168 л.
Пропорція для обчислення маси води:
1,5 моль / 1 моль = х г / 108 г, звідси х=1,5 моль•108 г/ 1 моль =162 г.
Відповідь: пентан С5Н12; Mr(C5H12)=72; V(CO2)=168 л; m(Н2O)=162 г.
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, тому y(С2O)=5•y(С5Н12)=5•1,5 моль = 7,5 моль, а кількість речовини води у 6 разів більша, тому y(Н2O)=6•y(С5Н12)=6•1,5 моль = 9 моль
Обчислюємо об'єм карбон (IV) оксиду кількістю речовини 7,5 моль.
З формули y=V/Vм, де Vм - постійна стала і дорівнє. 22,4 л/моль за н.у., знаходимо V=y•Vм.
V(CO2)=7,5 моль •22,4 л/моль=168 л.
Обчислоюємо масу води кількістю речовини 9 моль.
З формули y=m/M, де М г/моль=Мr, знаходимо m=y•M.
Mr(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(O)=2•1+16=18, M(Н2О)=18 г/моль.
m(Н2O)=9 моль•18 г/моль=162 г.
Відповідь: пентан С5Н12; Mr(C5H12)=72; V(CO2)=168 л; m(Н2O)=162 г.