Номер 6, страница 126 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 20. Основные классы органических соединений. Гомологические ряды. Глава 2. Основные понятия органической химии - номер 6, страница 126.

Условие.

6. Заполните пустые клетки в таблице «Гомологический ряд».

Класс | Формулы членов ряда | Общая формула ряда ($n$ — число атомов углерода)
| первого | второго | третьего |

Алканы | $CH_4$ | | | $C_n H_{2n+2}$

Алкены | $C_2 H_4$ | | |

Алкины | $C_2 H_2$ | | |

Ароматические углеводороды ряда бензола | $C_6 H_6$ | | | $C_n H_{2n-6}$

Предельные одноатомные спирты | $CH_4 O$ | | | $C_n H_{2n+2}O$

Предельные альдегиды | $CH_2 O$ | | |

Предельные одноосновные карбоновые кислоты | $CH_2 O_2$ | | |

Решение.

Решение 2.

Алканы

Гомологический ряд — это ряд органических соединений, имеющих сходное строение и свойства, но отличающихся друг от друга на одну или несколько групп $-CH_2-$ (гомологическая разность).

Первый член ряда алканов — метан, его формула $CH_4$ дана в условии. Чтобы найти формулу второго члена ряда, нужно к формуле метана прибавить гомологическую разность:

$CH_4 + CH_2 \rightarrow C_2H_6$ (этан).

Чтобы найти формулу третьего члена ряда, нужно к формуле второго члена (этана) прибавить гомологическую разность:

$C_2H_6 + CH_2 \rightarrow C_3H_8$ (пропан).

Общая формула алканов, $C_nH_{2n+2}$, дана в таблице.

Ответ: формула второго члена ряда — $C_2H_6$, формула третьего члена — $C_3H_8$.

Алкены

Первый член ряда алкенов (углеводородов с одной двойной связью) — этен, его формула $C_2H_4$ дана в условии. Ряд начинается со второго представителя ($n \ge 2$), так как для двойной связи необходимо минимум два атома углерода.

Второй член ряда (пропен): $C_2H_4 + CH_2 \rightarrow C_3H_6$.

Третий член ряда (бутен): $C_3H_6 + CH_2 \rightarrow C_4H_8$.

Общая формула алкенов выводится из их строения. Наличие одной двойной связи уменьшает количество атомов водорода на два по сравнению с соответствующим алканом. Таким образом, общая формула алкенов: $C_nH_{2n}$. Проверим: для этена ($n=2$) формула $C_2H_{2 \cdot 2} = C_2H_4$. Для пропена ($n=3$) формула $C_3H_{2 \cdot 3} = C_3H_6$. Формула верна.

Ответ: формула второго члена — $C_3H_6$, формула третьего члена — $C_4H_8$, общая формула ряда — $C_nH_{2n}$.

Алкины

Первый член ряда алкинов (углеводородов с одной тройной связью) — этин, его формула $C_2H_2$ дана в условии. Ряд начинается со второго представителя ($n \ge 2$), так как для тройной связи необходимо минимум два атома углерода.

Второй член ряда (пропин): $C_2H_2 + CH_2 \rightarrow C_3H_4$.

Третий член ряда (бутин): $C_3H_4 + CH_2 \rightarrow C_4H_6$.

Общая формула алкинов выводится из их строения. Наличие одной тройной связи уменьшает количество атомов водорода на четыре по сравнению с соответствующим алканом. Таким образом, общая формула алкинов: $C_nH_{2n-2}$. Проверим: для этина ($n=2$) формула $C_2H_{2 \cdot 2 - 2} = C_2H_2$. Для пропина ($n=3$) формула $C_3H_{2 \cdot 3 - 2} = C_3H_4$. Формула верна.

Ответ: формула второго члена — $C_3H_4$, формула третьего члена — $C_4H_6$, общая формула ряда — $C_nH_{2n-2}$.

Ароматические углеводороды ряда бензола

Первый член ряда — бензол, его формула $C_6H_6$ дана в условии. Ряд начинается с $n=6$.

Следующие члены ряда являются гомологами бензола, то есть содержат бензольное кольцо и один или несколько алкильных заместителей. Второй член ряда — метилбензол (толуол), его формула получается заменой одного атома водорода в бензоле на группу $-CH_3$: $C_6H_5CH_3 \rightarrow C_7H_8$.

Третий член ряда может быть этилбензолом ($C_6H_5C_2H_5 \rightarrow C_8H_{10}$) или одним из диметилбензолов (ксилолов) ($C_6H_4(CH_3)_2 \rightarrow C_8H_{10}$). Молекулярная формула в обоих случаях $C_8H_{10}$.

Общая формула $C_nH_{2n-6}$ дана в условии.

Ответ: формула второго члена — $C_7H_8$, формула третьего члена — $C_8H_{10}$.

Предельные одноатомные спирты

Первый член ряда — метанол, его формула $CH_4O$ (или $CH_3OH$) дана в условии. Ряд начинается с $n=1$.

Второй член ряда (этанол): $CH_4O + CH_2 \rightarrow C_2H_6O$ (или $C_2H_5OH$).

Третий член ряда (пропанол): $C_2H_6O + CH_2 \rightarrow C_3H_8O$ (или $C_3H_7OH$).

Общая формула $C_nH_{2n+2}O$ дана в условии.

Ответ: формула второго члена — $C_2H_6O$, формула третьего члена — $C_3H_8O$.

Предельные альдегиды

Первый член ряда — метаналь (формальдегид), его формула $CH_2O$ (или $HCHO$) дана в условии. Ряд начинается с $n=1$.

Второй член ряда (этаналь): $CH_2O + CH_2 \rightarrow C_2H_4O$ (или $CH_3CHO$).

Третий член ряда (пропаналь): $C_2H_4O + CH_2 \rightarrow C_3H_6O$ (или $C_2H_5CHO$).

Общая формула предельных альдегидов — $C_nH_{2n}O$. Это можно вывести, зная, что альдегиды содержат карбонильную группу, и они являются изомерами кетонов и непредельных спиртов. Проверим: для метаналя ($n=1$) формула $C_1H_{2 \cdot 1}O = CH_2O$. Для этаналя ($n=2$) формула $C_2H_{2 \cdot 2}O = C_2H_4O$. Формула верна.

Ответ: формула второго члена — $C_2H_4O$, формула третьего члена — $C_3H_6O$, общая формула ряда — $C_nH_{2n}O$.

Предельные одноосновные карбоновые кислоты

Первый член ряда — метановая (муравьиная) кислота, ее формула $CH_2O_2$ (или $HCOOH$) дана в условии. Ряд начинается с $n=1$.

Второй член ряда (этановая/уксусная кислота): $CH_2O_2 + CH_2 \rightarrow C_2H_4O_2$ (или $CH_3COOH$).

Третий член ряда (пропановая/пропионовая кислота): $C_2H_4O_2 + CH_2 \rightarrow C_3H_6O_2$ (или $C_2H_5COOH$).

Общая формула предельных одноосновных карбоновых кислот — $C_nH_{2n}O_2$. Это можно вывести из общей формулы $R-COOH$, где R — это водород или алкильный радикал. Проверим: для метановой кислоты ($n=1$) формула $C_1H_{2 \cdot 1}O_2 = CH_2O_2$. Для этановой кислоты ($n=2$) формула $C_2H_{2 \cdot 2}O_2 = C_2H_4O_2$. Формула верна.

Ответ: формула второго члена — $C_2H_4O_2$, формула третьего члена — $C_3H_6O_2$, общая формула ряда — $C_nH_{2n}O_2$.