ГДЗ-Химия-10-класс-Рудзитис-2000- (991553), страница 9
Текст из файла (страница 9)
По уравнению реакции (1) для сжигания 1 моль метана необходимо 2 моль кислорода. Пустьдля сжигания 0,9 м3 метана нужно х м3 кислорода. Составим пропорцию:1 0,90,9 ⋅ 2=, х== 1,8 м32х157По уравнению реакции (2) для сжигания 2 моль этана необходимо 7моль кислорода. Пусть для сжигания 0,05 м3 этана нужно у м3 кислорода.Составим пропорцию:2 0,050,05 ⋅ 7=, у== 0,175 м3у72По уравнению реакции (2) для сжигания 1 моль пропана необходимо 5моль кислорода.
Пусть для сжигания 0,03 м3 пропана нужно z м3 кислорода.Составим пропорцию:1 0,030,03 ⋅ 5, z=== 0,15 м35z1Таким образом, для сжигания газа необходимо 1,8 + 0,175 + 0,15 = 2,125м3 кислорода. В воздухе содержится примерно 21% кислорода по объему,или 0,21. Вычислим объем воздуха, необходимый для сжигания газа:с(О2) =V(O 2 ) 2,125 м 3V(O 2 ), Vвозд. ==≈ 10,12 м3Vвозд.c( O 2 )0,21Ответ: необходимо 10,12 м3 воздуха.Решение задачи № 2Молекулярная формула гептана С7Н16. Уравнение сгорания гептана:C7H16 + 11O2 = 7СО2 + 8Н2ОВычислим молярную массу гептана:M(C7H16) = 12 · 7 + 1 · 16 = 100 г/мольВычислим количество вещества гептана:ν(С7Н14) =m(C 7 H14 )M (C 7 H14 )=1000 г= 10 моль100 г / мольПо уравнению реакции для сжигания 1 моль гептана необходимо 11моль кислорода.
Для решения воспользуемся следствием из закона Авогадро: объемные соотношения газов равны их мольным соотношениям. Поуравнению реакции для сжигания 1 моль гептана необходимо 11 моль кислорода. Пусть для сжигания 10 моль гептана нужно х моль кислорода. Составим пропорцию:1 1011⋅10= , х== 10 моль11 х1Вычислим объем кислорода:V(О2) = ν(О2) · VМ = 110 моль · 22,4 л/моль = 2464 л.Таким образом, для сжигания гептана необходимо 2464 л кислорода. Ввоздухе содержится примерно 21% кислорода по объему, или 0,21. Вычислим объем воздуха, необходимый для сжигания гептана:с(О2) =V(O 2 ) 2464 лV(O 2 ), Vвозд. ==≈ 11700 л = 11,7 м3Vвозд.c( O 2 )0,21Ответ: необходимо 11,7 м3 воздуха.Решение задачи № 3Молекулярная формула октана С8Н18.
Уравнение сгорания октана:582С8Н18 + 25О2 = 16СО2 + 18Н2ОПо уравнению реакции из 2 моль октана образуется 16 моль оксида углерода (IV). Пусть из 5 моль октана получится х моль оксида углерода (IV).Составим пропорцию:2 516 ⋅ 5= , х== 40 моль16 х2Вычислим молярную массу оксида углерода (IV):m(СО2) = 12 + 16 · 2 = 44 г/мольВычислим массу оксида углерода (IV):m(СО2) = ν(СО2) · М(СО2) = 40 моль · 44 г/моль = 1760 г = 1,76 кг.Вычислим объем оксида углерода (IV):V(СО2) = ν(СО2) · VМ = 40 моль · 22,4 л/моль = 896 л.Ответ: получится 896 л, или 1,76 кг оксида углерода (IV).Глава VII. Спирты и фенолыЗадачи к §1 (стр.
85)Ответ на вопрос № 1Спиртами называются производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены на гидроксильныегруппы ОН.СН3–ОНметанол(метиловый спирт)СН3–СН2–ОНэтанол(этиловый спирт)СН3–СН2–СН2–ОНпропанол-1(пропиловый спирт)СН3–СН–СН3|ОНСН3–СН2–СН2–СН2–ОНпропанол-2(изопропиловый спирт)бутанол-1(бутиловый спирт)Ответ на вопрос № 2На основе элементарного анализа спирта можно определить соотношение между С : H : О.
Зная плотность паров спирта по водороду, можно вывести и молекулярную формулу спирта.Ответ на вопрос № 3O HHводаHHCH HO HHметиловый спиртH C CH HO Hэтиловый спиртВ молекуле воды химические связи между атомами водорода и кислорода образуются за счет перекрывания 1s-орбиталей атомов водорода и 2рорбиталей атома кислорода.598О2p2s↓↑ ↑ ↑↓↑1s↓↑В молекулах спиртов связь между атомом водорода гидроксильнойгруппы и атомом кислорода образуется точно так же – за счет перекрыванияls-орбиталей атома водорода и одной из 2р-орбиталей атома кислорода.Вторая р-орбиталь атома кислорода перекрывается с гибридной sp3орбиталью атома углерода, за счет чего образуется связь С–О.Ответ на вопрос № 4Атом водорода, связанный с атомом кислорода гидроксильной группы,является более подвижным, то есть он легко замещается, например, на атомнатрия:2СН3ОН + 2Na = 2CH3Ona + H2↑Это объясняется тем, что электроотрицательность кислорода намногобольше электроотрицательности углерода, следовательно связь О–Н является более полярной, чем связь С–Н, и легче разрывается.Ответ на вопрос № 5Для спиртов характерны два вида изомерии:1) Изомерия углеродного скелета, например бутанол-1 (бутиловыйспирт) и 2-метилпропанол-1 (изобутиловый спирт):СН3–СН2–СН2–СН2–ОНбутанол-1СН3–СН–СН2–ОН|СН32-метилпропанол-12) Изомерия положения гидроксильной группы, например, бутанол-1 ибутанол-2 (вторичный бутиловый спирт):СН3–СН2–СН2–СН2–ОНСН3–СН–СН2–СН3|ОНбутанол-1бутанол-2Ответ на вопрос № 6СН3–СН2–СН2–СН2–СН2–ОНпентанол-1пентанол-2СН3–СН2–СН–СН2–СН3|ОНСН3–СН2–СН–СН2–ОН|СН3пентанол-3СН3–СН–СН2–СН2–ОН|СН33-метилбутанол-160СН3–СН2–СН2–СН–СН3|ОН2-метилбутанол-1ОН|СН3–СН2–С–СН3|СН32-метилбутанол-2СН3|СН3–С–СН2–ОН|СН3СН3–СН–СН–СН3||СН3 ОН3-метилбутанол-12,2-диметилпропанол-1Ответ на вопрос № 7При хлорировании пропана образуется смесь изомеров – 1-хлорпропанаи 2-хлорпропана.
Изомеры имеют и разные температуры кипения и их можно разделить перегонкой.2СН3–СН2–СН3 + 2Сl2СН3–СН2–СН2–Сl + СН3–СН–СН3 + 2НСl|СlПри взаимодействии 1-хлорпропана с водным раствором щелочи происходит замещение атома хлора на гидроксильную группу и образуется пропанол-1:CH3–CH2–CH2–Cl + NaOH = CH3–CH2–CH2–OH + NaClОтвет на вопрос № 8Метанол получают из водяного газа – смеси водорода и оксида углерода(II), образующейся при пропускании водяного пара через раскаленный уголь.C + H2O = CO + H2СО + 2Н2 = СН3ОНЭтанол получают в основном гидратацией этилена – присоединениемводы к этилену в присутствии кислот:СН2=СН2 + Н2О+H ,tСН3–СН2–ОНЭтанол получают также при спиртовом брожении глюкозы, получаемойпри гидролизе крахмала или целлюлозы:С6Н12О6 = 2С2Н5ОН + 2СО2Ответ на вопрос № 10Водородная связь – особый вид химической связи. Водородная связь образуется, например, между молекулами воды.
Электроотрицательность кислорода намного выше, чем электроотрицательность водорода. Поэтомуэлектроны, образующие связь О–Н, смещены к атому кислорода. В результате на атоме водорода образуется положительный заряд, а на атоме кислорода – отрицательный. Разноименные заряды притягиваются друг к другу,поэтому между молекулами воды образуется водородная связь за счет этихсил притяжения. Прочность водородной связи намного меньше, чем обычной химической связи.Ответ на вопрос № 11В спиртах между молекулами образуется водородная связь, поэтому молекулы удерживаются вместе гораздо сильнее, чем молекулы углеводородов.
Поэтому для того, чтобы перевести спирты в газообразное состояние,необходимо затратить гораздо больше энергии, то есть нагреть до более высокой температуры, чем углеводороды.61Ответ на вопрос № 121) Атом водорода гидроксильной группы легко замещается на атомыщелочных металлов, при этом выделяется водород:2СН3ОН + 2Na = 2СН3ОNа + H2↑2) При сильном нагревании происходит дегидратация спиртов и образуются алкены:CH3–CH2–ОHH2SO 4, 200 °CСН2=СН2 + Н2О3) При более осторожном нагревании происходит межмолекулярная дегидратация, то есть одна молекула воды отщепляется от двух молекул спирта и образуются простые эфиры:2CH3–CH2–ОHH2SO 4, 120 °CСН3–СН2–О–СН2–СН3 + Н2О4) Спирты в присутствии катализаторов – неорганических кислот – реагируют с карболовыми кислотами с образованием сложных эфиров:OCH 3 CH2SO 4, t+ СН3–СН2–ОНOCH3 C+ Н2ОO – CH2 – CH3OH5) Спирты реагируют с галогеноводородами, при этом происходит замещение гидроксильной группы на атом галогена.
Для большинства спиртовэта реакция протекает в присутствии концентрированной серной кислоты.CH3–CH2–ОH + НСlH2SO 4, tСН3–СН2–Сl + Н2О6) Первичные спирты окисляются оксидам меди при нагревании, приэтом образуются альдегиды:CH3–CH2–CH2–ОН + CuОOtСН3–CH2–C+ Cu + Н2ОHПри окислении вторичных спиртов образуются кетоны:СН3–СН–СН3 + О|ОНtСН3–С–СН3 + Н2О||О7) Как и все органические вещества, спирты горят с образованием оксида углерода (IV) и воды:С2Н5–ОН + 3О2 = 2СО2 + 3Н2ООтвет на вопрос № 13При нагревании пропанола-1 в присутствии серной кислоты происходитдегидратация – отщепление молекулы воды – и образуется пропилен.CH3–CH2–CH2–ОНH2SO 4, 200 °CСН2=CH–СН3 + Н2ОПри присоединении воды к пропилену по правилу Марковникова образуется пропанол-2:СН2=СН–СН3 + Н2О62+H ,tСН3–СН–СН3|ОНОтвет на вопрос № 14Метанол широко применяется в химической промышленности как растворитель.
Этанол применяют в пищевой и парфюмерно-косметической промышленности, в лакокрасочной и химической промышленности как растворитель. Из этанола также получают уксусную кислоту.Ответ на вопрос № 15Метанол – сильный яд, его прием внутрь вызывает слепоту и затемсмерть. Опасно также вдыхание паров метанола.Этанол обладает наркотическим действием на организм. Постоянноеупотребление алкоголя приводит к привыканию к нему и возникновениюнаркотической зависимости (алкоголизм). Постоянный прием алкоголя приводит к заболеваниям различных органов – печени, почек, органов пищеварения.
Прием внутрь очень больших количеств этанола может привести ксмертельному исходу.Ответ на вопрос № 16а) Этан из метана можно получить в две стадии. При хлорировании метана образуется хлорметан:СН4 + Сl2 = СН3Сl + НСlПри взаимодействии хлорметана с натрием образуется этан (реакция Вюрца):2СН3Cl + 2Nа = СН3–СН3 + 2NаClИз этана в две стадии можно получить этанол. При хлорировании этанаобразуется хлорэтан:СН3–СН3 + Cl2 = СН3–СН2–Сl + НClПри действии на хлорэтан водного раствора щелочи происходит замещение атома хлора на гидроксильную группу и образуется этанол.СН3–СН2–Сl + NaOH = СН3–СН2–ОН + NaClЭтан из этанола можно получить также в две стадии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
