Решебник по химии 10 класс Габриелян | Страница 23

К предельным углеводородам, то есть к алканам, относятся вещества, в которых атомы углерода соединены между собой только одинарными (простыми) связями, а общая формула алканов — CₙH₂ₙ₊₂. Рассмотрим предложенные формулы:

• C₄H₁₀ соответствует формуле алканов (n=4, 2×4+2=10) — это бутан. Значит, принадлежит к алканам.

• C₄H₈ не соответствует формуле CₙH₂ₙ₊₂, это алкен или циклоалкан. Не является предельным углеводородом.

• C₃H₁₂ не может существовать — для n=3 по формуле алканов должно быть 8 атомов водорода. Значит, это ошибочная формула, не является алканом.

• C₆H₁₄ соответствует формуле алканов (n=6, 2×6+2=14) — это гексан. Принадлежит к алканам.

• C₆H₆ — известное вещество бензол, оно не алкан, а ароматическое соединение.

• C₅H₁₂ соответствует формуле алканов (n=5, 2×5+2=12) — это пентан. Является алканом.

Значит, предельными углеводородами из предложенного списка являются: C₄H₁₀, C₆H₁₄ и C₅H₁₂.

а) Главная цепь состоит из трёх атомов углерода, к центральному присоединена метильная группа. Это 2-метилпропан (другое название — изобутан).

б) Главная цепь — четыре атома углерода (бутан), на втором атоме — метильная группа. Это 2-метилбутан.

в) Главная цепь — пять атомов углерода, метильные группы на втором и третьем атомах. Это 2,3-диметилпентан.

г) Главная цепь — шесть атомов углерода, метильные группы на втором, четвёртом и пятом атомах. Это 2,4,5-триметилгексан.

д) Главная цепь — шесть атомов углерода (гексан), метильная группа на третьем атоме. Это 3-метилгексан.

е) Главная цепь — шесть атомов углерода, на втором атоме — этильная группа (C₂H₅). Это 2-этилгексан.

а) 2-метилпентан:

CH₃–CH(CH₃)–CH₂–CH₂–CH₃

б) 2,2-диметилбутан:

CH₃–C(CH₃)₂–CH₂–CH₃

в) n-гексан (нормальный гексан — линейная цепь):

CH₃–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₃

г) 2,3-диметилпентан:

CH₃–CH(CH₃)–CH(CH₃)–CH₂–CH₃

д) 3-этилгексан:

CH₃–CH₂–CH(CH₂CH₃)–CH₂–CH₂–CH₃

Гомологи n-гексана — это соединения, отличающиеся от него на одну или несколько групп CH₂.

3. n-пентан (C₅H₁₂): CH₃–CH₂–CH₂–CH₂–CH₃

4. n-гептан (C₇H₁₆): CH₃–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₃

Изомеры n-гексана — соединения с тем же молекулярным составом (C₆H₁₄), но другой структурой.

3. 2-метилпентан: CH₃–CH(CH₃)–CH₂–CH₂–CH₃

4. 3-метилпентан: CH₃–CH₂–CH(CH₃)–CH₂–CH₃

а) (C₂H₆ + Cl₂ → C₂H₅Cl + HCl) — реакция замещения, образуется хлорэтан и хлороводород.

б) (2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O) — реакция горения этана, образуются углекислый газ и вода.

в) (C₃H₈ → C₃H₆ + H₂) — дегидрирование пропана, образуются пропен и водород.

г) (CH₄ + 2Br₂ → CH₂Br₂ + 2HBr) — образуется дибромметан и бромоводород.

Парафин выполняет роль горючего вещества, поддерживающего горение спички. При нагревании он плавится, затем испаряется и пары парафина воспламеняются. Это облегчает поджиг.

Уравнение реакции горения парафина (при избытке кислорода):

(C₂₅H₅₂ + 38O₂ → 25CO₂ + 26H₂O)

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + 880 кДж

Объём 1 моль газа при н. у. = 22,4 л. Значит, количество вещества метана:

n = 6,72 л / 22,4 л/моль = 0,3 моль.

Теплота, выделяемая при сгорании 1 моль CH₄ = 880 кДж.

Тогда:

Q = 0,3 моль × 880 кДж/моль = 264 кДж