ГДЗ-Химия-10-класс-Рудзитис-2000- (10 класс - Рудзитис), страница 3

Составим пропорцию:1 4545 ⋅ 2=, х== 90 м3х21По уравнению реакции (2) для сжигания 2 моль этана необходимо 7моль кислорода. Пусть для сжигания 2,5 м3 этана нужно у м3 кислорода. Составим пропорцию:2 2,52,5 ⋅ 7=, у== 90 м3у72Таким образом, для сжигания газа необходимо 90+8,75 = 98,75 м3 кислорода. В воздухе содержится примерно 21% кислорода по объему, или0,21. Вычислим объем воздуха, необходимый для сжигания газа:с(О2) =V(O 2 ) 98,75 м 3V (O 2 )=≈ 470,2 м3, Vвозд. =c( O 2 )0,21Vвозд.Ответ: необходимо 470,2 м3 воздуха.Решение задачи № 6Найдем количество вещества неизвестного углеводорода:ν=161лV=≈ 0,0446 мольVM 22,4 л / мольВычислим молярную массу углеводорода:ν=m1,964 гm== 44 г/моль,М=ν 0,0446 мольMМасса 1 моль углеводорода равна 44 г.

Вычислим массу углерода, содержащегося в 1 моль углеводорода:w(С) =m ( C),m( углеводорода )m(C) = w(С) · m(углеводорода) = 0,8182 · 44 г = 36 гВ 1 моль углеводорода содержится 36 г углерода и 44-36 = 8 г водорода.Молярная масса углерода равна 12, а водорода 1, то есть в 1 моль углеводорода содержится 36/12 = 3 моль углерода и 8 моль водорода. Формула углеводорода C3H6, это пропан. Структурная формула: СН3–СН2–СН3.Решение задачи № 7Зная плотность углеводорода по воздуху, найдем его молярную массу:Dвозд. =М( углеводорода ),29 г / мольМ(углеводорода) = Dвозд. · 29 г/моль = 2,966 · 29 = 86 г/моль.Вычислим количество вещества углеводорода:m( углеводорода )8,6== 0,1 мольМ( углеводорода ) 86 г / мольν (углеводорода) =Вычислим количество вещества воды и оксида углерода (IV), образовавшихся при сжигании углеводорода:ν (Н2О) =m ( H 2 O)12,6 г== 0,7 мольM (H 2 O) 18 г / мольν (СО2) =m(СО 2 )26,4 г== 0,6 мольM (СО 2 ) 44 г / мольВ молекуле воды 2 атома водорода, значит в исходном углеводородесодержалось 0,7 · 2 = 1,4 моль атомов водорода.

В молекуле оксида углерода один атом углерода, значит в исходном углеводороде содержалось 0,6моль атомов углерода. Поскольку было взято 0,1 моль углеводорода, то в 1моль содержится 14 моль атомов водорода и 6 моль атомов углерода, формула углеводорода С6Н14. Это гексан, существует пять его изомеров:СН3–СН2–СН2–СН2–СН2–СН3гексанСН3–СН2–СН2–СН–СН3|СН3СН3–СН2–СН–СН2–СН3|СН3СН3–СН–СН–СН3||СН3 СН3СН3|СН3–С–СН2–СН3|СН32-метилпентан2,3-диметилбутан3-метилпентан2,2-диметилбутан17Глава III.

Циклопарафины (циклоалканы)Задачи (стр. 26)Ответ на вопрос № 1Циклопарафинами или циклоалканами называют углеводороды общейформулы CnH2n, в молекуле которых есть замкнутая цепочка из атомов углерода. Циклопарафины называют также нафтенами, поскольку они частовходят в состав нефти и именно из нефти были впервые выделены.Ответ на вопрос № 2Формуле C5H10 соответствует пять изомерных циклоалканов:Н2ССН2СН2Н2ССН2ЦиклопентанН3СН2ССН3СНН2ССН2СН3СН3СН2МетилциклобутанСННССНН2ССН3СНН2ССН21,1-диметилциклопропанСН2СН3СН2Этилциклопропан1,2-диметилциклопропанОтвет на вопрос № 3Циклопарафины часто входят в состав нефти, из которой их и выделяют.Циклопарафины можно получить при действии натрия на дигалогенопроизводные углеводородов, в которых атомы галогенов находятся у крайнихатомов углерода.

Например, из 1,3-дихлорпропана можно получить циклопропан, а из 1,4-дихлорбутана – циклобутан:СН2СН2СlСН2СН2СlСН2СН2СН2Н2С+ 2NaСН2СН2Н2 ССН2Н2 ССН2+ 2NaСlСlОтвет на вопрос № 4а) При хлорировании бутана образуется смесь изомерных галогенопроизводных, из которой можно выделить 1,4-дихлорбутан:СН3СН2СН2СН3 + 2Сl2C4H8Сl2 + 2НСlПри реакции 1,4-дихлорбутана с натрием образуется циклобутан:СН2Сl–СН2–СН2–СН2Сl + 2NаН2ССН2Н2ССН2б) При гидрировании (присоединении водорода) над катализаторомциклобутан превращается в бутан:18Н2 ССН2Pt+ H2Н2 ССН3–СН2–СН2–СН3СН2в) Циклопропан горит с образованием оксида углерода (IV) и воды:СН2Н2С2+ 9О26СО2 + 6Н2ОСН2г) СН3–СН2–СН2–СН2–СН2–СН3 +2Сl22HСl + СН2Сl–(СН2)4– СН2СlСН2Сl–(СН2)4– СН2Сl + 2Nаt, Pt2NаСl ++ 3Н2↑Ответ на вопрос № 52СН2Н2С+ 9О26СО2 + 6Н2О+ 9О26СО2 + 6Н2ОСН2CH 2H2CCH 2H2CCH 2CH 2Ответ на вопрос № 6При гидрировании над катализатором циклопарафины превращаются впредельные углеводороды:CH2H2CCH2H2CCH2H2, PtСН3–СН2–СН2–СН2–СН2–СН3CH2Возможно и обратное превращение – предельные углеводороды могут вприсутствии катализатора отщеплять молекулу водорода и превращаться вциклопарафины:CH2СН3–СН2–СН2–СН2–СН2–СН3t, PtH2CCH2H2CCH2+ Н2CH2В результате отщепления водорода от молекул циклопарафинов образуются ароматические углеводороды, например из циклогексана – бензол:19CH 2CHH2 CCH 2H 2CCH 2t, PtHCCHHCCHCH 2+ 3Н2CHПри гидрировании ароматических углеводородов образуются циклоалканы, например из толуола – метилциклогексан:CHCH2CH3HCCHCCHt, Pt+ 3Н2H 2CCHH 2CCH3CH2CH2CHПри галогенировании предельных углеводородов образуется смесь изомеров, из которой можно выделить дигалогенопроизводные:СН3СН2СН2СН3 + 2СlC4H8Cl2 + 2НСlПри действии на дигалогенопроизводные активных металлов образуются циклоалканы:Н2ССН2Н2ССН2СН2Сl–СН2–СН2–СН2Сl + 2Nа+ 2NаСlОтвет на вопрос № 7ОбщаяЦиклобутанхарактеристика1.

МолекулярнаяС4Н8формула2. СтруктурнаяСH2СН2формулаСH2ЦиклогексанС3Н6CH2CH2CH2CH2СН2CH2CH23. ЭлектроннаяформулаН НхххНх хННхНх С С хННх С С хННх СНх СхНхН НССхНхСххСНННх хН Н4. ОбразованиесвязейHHHC–C||C–CH5. Нахождение вприроде20H H HHHHHHHC–C–C||C–C–CH H HHHНефтьHH6. Получение1. СH2Cl–CH2–CH2–СH2Cl + 1. СH2Cl–(CH2)4–СH2Cl ++ 2Na2NaCl ++ 2Na2NaCl +++O2.OC – (CH2)4 – C-O-O2CO2 +7. Физическиесвойства8. Химическиесвойствагаз без цвета и запаха, прак- жидкость, нерастворимая втически не растворяется вводеводе1.+ H2t, PtC4H101.t, Pt++ 3H22.+ Cl2Clt2.+ Cl2t+ClHCl+ HCl3.3.+6O24CO2 ++ 9O26CO2 +6Н2О4Н2О9.

Применение1. Из циклогексана получают бензол и толуол (изметилгексана).2. РастворительГлава IV. Непредельные углеводороды(алкены, алкадиены и алкины)Задачи к §1 (стр. 39)Ответ на вопрос № 1Непредельными называют углеводороды, содержащие в молекуле двойные или тройные связи. Углеводороды с одной двойной связью – алкеныили олефины – имеют общую формулу СnН2n. Углеводороды с двумя двойными связями называются алкадиенами (или просто диенами) и имеютформулу СnН2n-2.

Углеводороды с тройной связью в молекуле называютсяалкинами и имеют формулу СnН2n-2.21Ответ на вопрос № 2Элементарный анализ показывает, что в состав этилена входят примерно87,5% углерода и 14,3% водорода. Плотность этилена по водороду равна 14.По этим данным находим формулу этилена: С2Н4.Структурная формула этилена должна подчиняться теории Бутлерова.Следовательно, молекула имеет вид:Н|С=|НН|С|НОтвет на вопрос № 3В молекуле этилена атомы углерода имеют sp2-гибридизацию. Это означает, что из одной s-орбитали и двух р-орбиталей образуются три одинаковых гибридных sp2-орбитали, и еще одна р-орбиталь остается негибридизованной.

В результате за счет гибридных sp2-орбиталей каждый атом углеродаобразует по две связи с двумя атомами водорода и одну связь со вторым атомом углерода. Это все σ-связи, все они лежат в плоскости молекулы. Две оставшиеся негибридные р-орбитали перекрываются в плоскости, перпендикулярной плоскости молекулы, и образуют π-связь. Таким образом, между атомами углерода образуются две различные связи – одна σ-связь и одна πсвязь. π-связь менее прочна, чем σ-связь, и при реакциях разрывается легче.Ответ на вопрос № 4У непредельных углеводородов наблюдаются следующие виды изомерии:1) изомерия углеродного скелета:СН2=СН–СН2–СН2–СН3СН2=СН–СН–СН3|СН33-метилбутен-1пентен-12) изомерия положения двойной связи:СН3–СН=С–СН3|СН32-метилбутен-2СН2=СН–СН–СН3|СН33-метилбутен-13) геометрическая, или цис-транс изомерия:H3CHH 3CC =CHCH3C =CCH3транс-бутен-2HHцис-бутен-2Ответ на вопрос № 5Формуле С5Н10 соответствуют циклические предельные углеводороды(циклоалканы или циклопарафины) и непредельные углеводороды с однойдвойной связью (алкены).

Формулы циклоалканов:22Н2ССН2СН2Н2ССН2ЦиклопентанН3СН2ССН2СН3СНН2ССН3СН2МетилциклобутанН2ССН3СННСН2ССН3СНСН2СН1,1-диметилциклопропанСН2СН3СН2Этилциклопропан1,2-диметилциклопропанФормулы алкенов:H3CHH 3CC =CСН2=СН–СН2–СН2–СН3Hпентен-1CH 2 – СР3C =CCH2 – CH3транс-пентен-2СН2=СН–СН–СН3|СН3HHцис-пентен-2СН3–СН=С–СН3|СН33-метилбутен-12-метилбутен-2Ответ на вопрос № 6Для предельных углеводородов возможен только один вид изомерии –изомерия углеродного скелета. Существуют только два углеводорода сформулой С4Н10:СН3–СН2–СН2–СН3Н3С–СН–СН3|СН3бутан2-метилпропанДля непредельных углеводородов возможна также изомерия положениядвойной связи и геометрическая, или цис-транс изомерия. Существует четыре углеводорода с формулой С4Н8:СН2=СН–СН2–СН3Н2С=С–СН3|СН32-метилпропенбутен-1H3CHH3CC =CHCH3C =CCH3Hтранс-бутен-2Hцис-бутен-2Ответ на вопрос № 7Этилен можно получить из метана нагреванием с катализатором:2СН4Ni, tСН2=СН2 + 2Н2Этилен и его гомологи можно получит дегидрированием алканов:23Ni, tСН3–СН3СН2=СН2 + 2Н2При действии на галогенопроизводные углеводородов спиртового раствора щелочи отщепляется галогеноводород и образуются алкены:СН3–СН2–СН2СlKOH, tСН2=СН–СН3 + КСl + Н2ОАлкены можно также получить из дигалогенопроизводных, в которыхатомы галогена расположены при соседних атомах углерода при действииметаллов (цинка или магния):СН3–СНВr–СН2ВrMg, tСН2=СН–СН3 + MgBr2Ответ на вопрос № 81) Реакции присоединения.