Страница 147 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета

Авторы: Еремин В. В., Кузьменко Н. Е., Теренин В. И., Дроздов А. А., Лунин В. В.

Тип: Учебник

Издательство: Просвещение

Год издания: 2023 - 2025

Уровень обучения: углублённый

Цвет обложки: белый, зелёный с радугой

Допущено Министерством просвещения Российской Федерации

Популярные ГДЗ в 10 классе

Cтраница 147

ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147
№1 (с. 147)
Условие. №1 (с. 147)
скриншот условия
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 1, Условие

1. Сколько химических связей в молекуле пропана? Сколько из них связей $C-C$ и $C-H$?

Решение. №1 (с. 147)
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 1, Решение
Решение 2. №1 (с. 147)

Дано:
Молекула пропана.

Найти:
Общее количество химических связей в молекуле пропана, а также количество связей типа C—C и C—H.

Решение:

Пропан относится к классу алканов, его химическая формула — $C_3H_8$. Для подсчета химических связей необходимо рассмотреть структурную формулу молекулы.

В молекуле пропана три атома углерода ($C$) соединены последовательно в цепь с помощью одинарных ковалентных связей. Каждый атом углерода должен образовывать четыре связи (быть четырехвалентным), а каждый атом водорода ($H$) — одну связь (быть одновалентным).

Структурная формула пропана:
$CH_3-CH_2-CH_3$
Или в развернутом виде:

 H H H | | |H-C - C - C-H | | | H H H

Из структурной формулы видно, что в молекуле есть два типа связей: углерод-углерод (C—C) и углерод-водород (C—H).

Количество связей C—C: Между тремя атомами углерода в цепи ($C-C-C$) находятся 2 одинарные связи.

Количество связей C—H: Каждый из 8 атомов водорода связан с одним из атомов углерода. Таким образом, в молекуле 8 связей C—H. Можно посчитать их по каждому атому углерода: первый и третий атомы углерода связаны с тремя атомами водорода каждый, а центральный атом углерода — с двумя. Итого: $3 + 2 + 3 = 8$ связей.

Общее количество химических связей в молекуле пропана равно сумме связей C—C и C—H: $2 + 8 = 10$ связей.

Ответ: в молекуле пропана всего 10 химических связей, из них 2 связи C—C и 8 связей C—H.

№2 (с. 147)
Условие. №2 (с. 147)
скриншот условия
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 2, Условие

2. Изобразите все возможные углеродные скелеты алканов, состоящих из 5 атомов.

Решение. №2 (с. 147)
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 2, Решение
Решение 2. №2 (с. 147)

Решение

Алканы, состоящие из 5 атомов углерода, имеют общую химическую формулу $C_5H_{12}$ и называются пентанами. Для пентана существует три структурных изомера, которые отличаются строением углеродного скелета, то есть порядком соединения атомов углерода. Изобразим все возможные варианты.

1. Линейный углеродный скелет (н-пентан)

В этом случае все пять атомов углерода соединены последовательно, образуя неразветвленную цепь. Эта структура соответствует алкану нормального строения — н-пентану.

Углеродный скелет н-пентана:

$\text{C}-\text{C}-\text{C}-\text{C}-\text{C}$

2. Разветвленный углеродный скелет с одним ответвлением (изопентан)

В этой структуре самая длинная углеродная цепь состоит из четырех атомов, а пятый атом углерода образует боковое ответвление (метильную группу) у второго атома основной цепи. Этот изомер по номенклатуре ИЮПАК называется 2-метилбутан, а его тривиальное название — изопентан.

Углеродный скелет изопентана:

$$ \begin{array}{c} \phantom{\text{C}-}\text{C} \\ \phantom{\text{C}-}| \\ \text{C}-\text{C}-\text{C}-\text{C} \end{array} $$

Стоит отметить, что присоединение метильной группы к третьему атому в цепи из четырех атомов даст ту же самую структуру (2-метилбутан), так как нумерация цепи начнется с другого конца. Присоединение к крайним (первому или четвертому) атомам приведет к образованию линейной цепи из пяти атомов (н-пентана).

3. Максимально разветвленный углеродный скелет (неопентан)

В данном случае самая длинная цепь состоит из трех атомов углерода, а два оставшихся атома углерода образуют два боковых ответвления у центрального (второго) атома углеродной цепи. Этот изомер называется неопентан, или по номенклатуре ИЮПАК — 2,2-диметилпропан.

Углеродный скелет неопентана:

$$ \begin{array}{c} \phantom{\text{C}-}\text{C}\phantom{-\text{C}} \\ \phantom{\text{C}-}|\phantom{-\text{C}} \\ \text{C}-\text{C}-\text{C} \\ \phantom{\text{C}-}|\phantom{-\text{C}} \\ \phantom{\text{C}-}\text{C}\phantom{-\text{C}} \end{array} $$

В этой структуре центральный атом углерода является четвертичным, то есть соединен с четырьмя другими атомами углерода.

Ответ:

Существует три возможных углеродных скелета для алканов, состоящих из 5 атомов углерода:

1. Линейный (соответствует н-пентану):

$\text{C}-\text{C}-\text{C}-\text{C}-\text{C}$

2. Разветвленный с одним ответвлением (соответствует 2-метилбутану или изопентану):

$$ \begin{array}{c} \phantom{\text{C}-}\text{C} \\ \phantom{\text{C}-}| \\ \text{C}-\text{C}-\text{C}-\text{C} \end{array} $$

3. Разветвленный с двумя ответвлениями у одного атома (соответствует 2,2-диметилпропану или неопентану):

$$ \begin{array}{c} \phantom{\text{C}-}\text{C}\phantom{-\text{C}} \\ \phantom{\text{C}-}|\phantom{-\text{C}} \\ \text{C}-\text{C}-\text{C} \\ \phantom{\text{C}-}|\phantom{-\text{C}} \\ \phantom{\text{C}-}\text{C}\phantom{-\text{C}} \end{array} $$

№3 (с. 147)
Условие. №3 (с. 147)
скриншот условия
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 3, Условие

3. Назовите все изомерные гептаны, формулы которых приведены в тексте параграфа.

Решение. №3 (с. 147)
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 3, Решение
Решение 2. №3 (с. 147)

Решение

Поскольку текст параграфа, на который ссылается условие, не предоставлен, в решении будут перечислены все 9 существующих структурных изомеров гептана. Изомеры — это соединения с одинаковой молекулярной формулой (для гептана это $C_7H_{16}$), но с разным строением углеродного скелета.

  1. Гептан (или н-гептан)

    Соединение с неразветвленной цепью из семи атомов углерода.

    Структурная формула: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$

  2. 2-Метилгексан

    Основная цепь состоит из шести атомов углерода (гексан), у второго атома которой находится метильный заместитель ($CH_3$).

    Структурная формула: $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$

  3. 3-Метилгексан

    Основная цепь — гексан, у третьего атома которой находится метильный заместитель ($CH_3$).

    Структурная формула: $CH_3-CH_2-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-CH_3$

  4. 2,2-Диметилпентан

    Основная цепь состоит из пяти атомов углерода (пентан), у второго атома которой находятся два метильных заместителя.

    Структурная формула: $CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH_2-CH_3$

  5. 3,3-Диметилпентан

    Основная цепь — пентан, у третьего атома которой находятся два метильных заместителя.

    Структурная формула: $CH_3-CH_2-C(CH_3)_2-CH_2-CH_3$

  6. 2,3-Диметилпентан

    Основная цепь — пентан, с метильными заместителями у второго и третьего атомов углерода.

    Структурная формула: $CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$

  7. 2,4-Диметилпентан

    Основная цепь — пентан, с метильными заместителями у второго и четвертого атомов углерода.

    Структурная формула: $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH(CH_3)-CH_3$

  8. 3-Этилпентан

    Основная цепь — пентан, у третьего атома которой находится этильный заместитель ($C_2H_5$).

    Структурная формула: $CH_3-CH_2-CH(C_2H_5)-CH_2-CH_3$

  9. 2,2,3-Триметилбутан

    Основная цепь состоит из четырех атомов углерода (бутан) с тремя метильными заместителями: два у второго атома и один у третьего.

    Структурная формула: $CH_3-C(CH_3)_2-CH(CH_3)-CH_3$

Ответ:

Изомерные гептаны: гептан (н-гептан), 2-метилгексан, 3-метилгексан, 2,2-диметилпентан, 3,3-диметилпентан, 2,3-диметилпентан, 2,4-диметилпентан, 3-этилпентан, 2,2,3-триметилбутан.

№4 (с. 147)
Условие. №4 (с. 147)
скриншот условия
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 4, Условие

4. Напишите структурную формулу алкана, молекула которого содержит 26 атомов. Назовите этот углеводород, если известно, что он имеет неразветвлённый скелет.

Решение. №4 (с. 147)
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 4, Решение
Решение 2. №4 (с. 147)

Дано:

Общее число атомов в молекуле алкана = 26

Углеводород имеет неразветвлённый скелет.

Найти:

Структурную формулу и название алкана.

Решение:

1. Общая формула для алканов — $C_nH_{2n+2}$, где $n$ — это число атомов углерода в молекуле.

2. Общее число атомов в молекуле алкана представляет собой сумму числа атомов углерода ($n$) и числа атомов водорода ($2n+2$). Согласно условию, это значение равно 26.

3. Составим и решим уравнение для нахождения $n$:

$n + (2n + 2) = 26$

$3n + 2 = 26$

$3n = 26 - 2$

$3n = 24$

$n = \frac{24}{3}$

$n = 8$

Таким образом, в молекуле искомого алкана содержится 8 атомов углерода.

4. Теперь определим молекулярную формулу, подставив найденное значение $n$ в общую формулу алканов:

$C_8H_{2 \cdot 8 + 2} \Rightarrow C_8H_{18}$

5. Алкан, содержащий 8 атомов углерода, называется октан. Поскольку в условии указано, что углеводород имеет неразветвлённый скелет, речь идет о нормальном октане (н-октане).

6. Структурная формула н-октана, в которой все 8 атомов углерода соединены в одну цепь:

$CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$

Ответ: Структурная формула: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$. Название углеводорода: октан (или н-октан).

№5 (с. 147)
Условие. №5 (с. 147)
скриншот условия
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 5, Условие

5. Назовите следующие алканы.

$\text{CH}_3\text{--CH}_2\text{--}\underset{\substack{\vert \\ \text{CH}_2 \\ \vert \\ \text{CH}_3}}{\text{CH}}\text{--CH}_3$

$\text{CH}_3\text{--}\underset{\text{CH}_3}{\overset{\text{CH}_3}{\text{C}}}\text{--CH}_2\text{--CH}_2\text{--}\underset{\text{CH}_3}{\text{CH}}\text{--CH}_3$

Решение. №5 (с. 147)
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 5, Решение
Решение 2. №5 (с. 147)

CH₃–CH₂–CH(CH₂CH₃)–CH₃

Решение
Для того чтобы дать название алкану по номенклатуре ИЮПАК, необходимо выполнить следующие шаги:
1. Найти самую длинную непрерывную углеродную цепь. В данной структуре, если рассматривать горизонтальную цепь $CH_3–CH_2–CH–CH_3$, ее длина составляет 4 атома углерода. Однако, если включить в цепь этильный радикал (–$CH_2$–$CH_3$), который отходит от третьего атома углерода, то можно получить более длинную цепь. Структуру можно переписать так, чтобы главная цепь была видна лучше: $CH_3–CH_2–CH(CH_3)–CH_2–CH_3$. Длина этой цепи составляет 5 атомов углерода. Это самая длинная цепь, следовательно, основой названия будет "пентан".
2. Пронумеровать атомы углерода в главной цепи. Нумерацию начинают с того конца, к которому ближе расположен заместитель. В нашем случае главная цепь это $CH_3–CH_2–CH(CH_3)–CH_2–CH_3$, а заместителем является метильная группа ($–CH_3$).
При нумерации слева направо: $^1CH_3–^2CH_2–^3CH(CH_3)–^4CH_2–^5CH_3$. Метильная группа находится у 3-го атома углерода.
При нумерации справа налево: $^5CH_3–^4CH_2–^3CH(CH_3)–^2CH_2–^1CH_3$. Метильная группа также находится у 3-го атома углерода.
Поскольку в обоих случаях заместитель получает одинаковый номер (3), можно использовать любую нумерацию.
3. Назвать заместитель. Заместитель у 3-го атома углерода — это группа $–CH_3$, которая называется "метил".
4. Собрать полное название. Название строится по схеме: [номер положения заместителя]-[название заместителя][название основной цепи]. Получаем: 3-метилпентан.

Ответ: 3-метилпентан.

CH₃–C(CH₃)₂–CH₂–CH₂–CH(CH₃)–CH₃

Решение
Для названия этого алкана также следуем правилам ИЮПАК:
1. Найти самую длинную непрерывную углеродную цепь. Рассматривая структуру, мы видим, что самая длинная цепь содержит 6 атомов углерода: $CH_3–C–CH_2–CH_2–CH–CH_3$. Все остальные возможные пути дают цепь такой же или меньшей длины. Основой названия будет "гексан".
2. Пронумеровать атомы углерода в главной цепи. Нумерацию следует начинать с того конца, чтобы заместители получили наименьшие возможные номера (согласно правилу наименьших локантов).
При нумерации слева направо: $^1CH_3–^2C(CH_3)_2–^3CH_2–^4CH_2–^5CH(CH_3)–^6CH_3$. Заместители (метильные группы) находятся у атомов с номерами 2, 2 и 5.
При нумерации справа налево: $^6CH_3–^5C(CH_3)_2–^4CH_2–^3CH_2–^2CH(CH_3)–^1CH_3$. Заместители (метильные группы) находятся у атомов с номерами 2, 5 и 5.
Сравниваем наборы локантов: (2, 2, 5) и (2, 5, 5). Согласно правилу, выбирается тот набор, у которого меньше первое отличающееся число. В данном случае во втором локанте 2 < 5, поэтому правильным является набор (2, 2, 5), а нумерация ведется слева направо.
3. Назвать заместители. В молекуле три одинаковых заместителя — метильные группы ($–CH_3$). Для указания их количества используется греческая приставка "три-". Таким образом, получаем "триметил".
4. Собрать полное название. Указываем номера положений каждого из трех заместителей через запятую, затем через дефис название заместителей с приставкой, и в конце — название основной цепи без пробела. Получаем: 2,2,5-триметилгексан.

Ответ: 2,2,5-триметилгексан.

№6 (с. 147)
Условие. №6 (с. 147)
скриншот условия
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 6, Условие

6. Напишите структурные формулы:

а) $2,5-диметилгексана$;

б) $2-метил-3-этилпентана$.

Решение. №6 (с. 147)
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 6, Решение
Решение 2. №6 (с. 147)

Решение

а) 2,5-диметилгексана

Для построения структурной формулы по названию соединения необходимо следовать алгоритму номенклатуры ИЮПАК в обратном порядке:
1. Основа названия — «гексан». Это предельный углеводород (алкан), содержащий 6 атомов углерода в основной цепи.
2. Приставка «диметил» означает наличие двух одинаковых заместителей — метильных групп ($-CH_3$).
3. Цифры «2,5-» являются локантами и указывают, что метильные группы присоединены ко второму и пятому атому углерода в главной цепи.
4. После соединения всех частей молекулы необходимо добавить атомы водорода так, чтобы валентность каждого атома углерода была равна четырем.

Следуя этим шагам, получаем следующую структурную формулу:
$ \ce{CH3 - \underset{\underset{\Large\text{CH}_3}{}}{\CH} - CH2 - CH2 - \underset{\underset{\Large\text{CH}_3}{}}{\CH} - CH3} $

Ответ: Структурная формула 2,5-диметилгексана: $ \ce{CH3 - \underset{\underset{\Large\text{CH}_3}{}}{\CH} - CH2 - CH2 - \underset{\underset{\Large\text{CH}_3}{}}{\CH} - CH3} $.

б) 2-метил-3-этилпентана

Аналогично первому пункту, разберем название:
1. Основа — «пентан». Главная цепь состоит из 5 атомов углерода.
2. Заместители: метильная группа ($-CH_3$) и этильная группа ($-CH_2CH_3$).
3. Локанты: метильная группа находится у второго атома углерода (2-метил), а этильная — у третьего (3-этил).
4. Дополняем структуру атомами водорода.

Примечание: Название в задании не соответствует современным правилам ИЮПАК, согласно которым заместители перечисляются в алфавитном порядке. Правильное название данного соединения — 3-этил-2-метилпентан. Однако указанное название однозначно описывает требуемую структуру. При проверке выбора главной цепи убеждаемся, что самая длинная цепь действительно содержит 5 атомов углерода.

Структурная формула 2-метил-3-этилпентана:
$ \ce{CH3 - \underset{\underset{\Large\text{CH}_3}{}}{\CH} - \underset{\underset{\Large\text{CH}_2CH_3}{}}{\CH} - CH2 - CH3} $

Ответ: Структурная формула 2-метил-3-этилпентана: $ \ce{CH3 - \underset{\underset{\Large\text{CH}_3}{}}{\CH} - \underset{\underset{\Large\text{CH}_2CH_3}{}}{\CH} - CH2 - CH3} $.

№7 (с. 147)
Условие. №7 (с. 147)
скриншот условия
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 7, Условие

7. Рассчитайте массовую долю углерода:

а) в метане;

б) в пропане;

в) в декане.

Как изменяется массовая доля углерода в алканах с увеличением числа атомов углерода в молекуле?

Решение. №7 (с. 147)
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 7, Решение
Решение 2. №7 (с. 147)

Для решения задачи будем использовать относительные атомные массы элементов, округленные до целых чисел: $A_r(C) = 12$, $A_r(H) = 1$.

Массовая доля элемента (ω) в веществе вычисляется по формуле:

$ω(\text{элемента}) = \frac{n \cdot A_r(\text{элемента})}{M_r(\text{вещества})} \cdot 100\%$

где $n$ — число атомов элемента в молекуле, $A_r$ — относительная атомная масса элемента, $M_r$ — относительная молекулярная масса вещества.

а) в метане

Решение
1. Химическая формула метана: $CH_4$.
2. Рассчитаем относительную молекулярную массу метана:
$M_r(CH_4) = 1 \cdot A_r(C) + 4 \cdot A_r(H) = 1 \cdot 12 + 4 \cdot 1 = 16$.
3. Рассчитаем массовую долю углерода в метане:
$ω(C) = \frac{1 \cdot A_r(C)}{M_r(CH_4)} = \frac{1 \cdot 12}{16} = 0.75$.
В процентах это составляет $0.75 \cdot 100\% = 75\%$.
Ответ: Массовая доля углерода в метане составляет 75%.

б) в пропане

Решение
1. Химическая формула пропана: $C_3H_8$.
2. Рассчитаем относительную молекулярную массу пропана:
$M_r(C_3H_8) = 3 \cdot A_r(C) + 8 \cdot A_r(H) = 3 \cdot 12 + 8 \cdot 1 = 36 + 8 = 44$.
3. Рассчитаем массовую долю углерода в пропане:
$ω(C) = \frac{3 \cdot A_r(C)}{M_r(C_3H_8)} = \frac{3 \cdot 12}{44} = \frac{36}{44} \approx 0.8182$.
В процентах это составляет $0.8182 \cdot 100\% \approx 81.82\%$.
Ответ: Массовая доля углерода в пропане составляет примерно 81.82%.

в) в декане

Решение
1. Химическая формула декана: $C_{10}H_{22}$.
2. Рассчитаем относительную молекулярную массу декана:
$M_r(C_{10}H_{22}) = 10 \cdot A_r(C) + 22 \cdot A_r(H) = 10 \cdot 12 + 22 \cdot 1 = 120 + 22 = 142$.
3. Рассчитаем массовую долю углерода в декане:
$ω(C) = \frac{10 \cdot A_r(C)}{M_r(C_{10}H_{22})} = \frac{10 \cdot 12}{142} = \frac{120}{142} \approx 0.8451$.
В процентах это составляет $0.8451 \cdot 100\% \approx 84.51\%$.
Ответ: Массовая доля углерода в декане составляет примерно 84.51%.

Как изменяется массовая доля углерода в алканах с увеличением числа атомов углерода в молекуле?

Сравнивая полученные результаты:

  • Метан ($C_1$): $ω(C) = 75\%$
  • Пропан ($C_3$): $ω(C) \approx 81.82\%$
  • Декан ($C_{10}$): $ω(C) \approx 84.51\%$

Можно сделать вывод, что с увеличением числа атомов углерода в гомологическом ряду алканов, массовая доля углерода в молекуле увеличивается. Это происходит потому, что общая формула алканов $C_nH_{2n+2}$, и при увеличении $n$ доля массы "тяжелого" углерода ($A_r=12$) в общей молекулярной массе растет по сравнению с долей массы "легкого" водорода ($A_r=1$).
Ответ: С увеличением числа атомов углерода в молекуле алкана массовая доля углерода увеличивается.

№8 (с. 147)
Условие. №8 (с. 147)
скриншот условия
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 8, Условие

8. Определите молекулярную формулу алкана, массовая доля водорода в котором равна 16,67%.

Решение. №8 (с. 147)
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 8, Решение
Решение 2. №8 (с. 147)

Дано:

Алкана
Массовая доля водорода $\omega(H) = 16,67\% = 0,1667$

Найти:

Молекулярную формулу алкана - $C_xH_y$

Решение:

1. Общая формула гомологического ряда алканов: $C_nH_{2n+2}$, где $n$ – число атомов углерода в молекуле.

2. Массовая доля элемента ($\omega$) в соединении вычисляется по формуле:

$\omega(Э) = \frac{N \cdot Ar(Э)}{Mr(вещества)}$

где $N$ – число атомов элемента в молекуле, $Ar(Э)$ – относительная атомная масса элемента, $Mr(вещества)$ – относительная молекулярная масса вещества.

3. Выразим относительную молекулярную массу алкана $C_nH_{2n+2}$ через $n$. Будем использовать округленные относительные атомные массы: $Ar(C) = 12$ и $Ar(H) = 1$.

$Mr(C_nH_{2n+2}) = n \cdot Ar(C) + (2n+2) \cdot Ar(H) = n \cdot 12 + (2n+2) \cdot 1 = 12n + 2n + 2 = 14n + 2$

4. Масса атомов водорода в одной молекуле алкана составляет $(2n+2) \cdot Ar(H) = 2n+2$.

5. Подставим выражения для массы водорода и молекулярной массы алкана в формулу для массовой доли:

$\omega(H) = \frac{(2n+2)}{14n+2}$

6. Теперь подставим известное значение массовой доли водорода ($\omega(H) = 0,1667$) и решим уравнение относительно $n$:

$0,1667 = \frac{2n+2}{14n+2}$

$0,1667 \cdot (14n+2) = 2n+2$

$2,3338n + 0,3334 = 2n+2$

$2,3338n - 2n = 2 - 0,3334$

$0,3338n = 1,6666$

$n = \frac{1,6666}{0,3338} \approx 4,99$

Так как число атомов $n$ должно быть целым, округляем полученное значение до ближайшего целого числа: $n=5$.

7. Зная $n=5$, находим молекулярную формулу алкана, подставляя значение в общую формулу $C_nH_{2n+2}$:

$C_5H_{2 \cdot 5 + 2} = C_5H_{12}$

Это пентан.

Ответ: Молекулярная формула алкана – $C_5H_{12}$.

№9 (с. 147)
Условие. №9 (с. 147)
скриншот условия
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 9, Условие

9. Определите молекулярную формулу алкана, если известно, что его пары в 5́ раз тяжелее неона.

Решение. №9 (с. 147)
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 9, Решение ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 9, Решение (продолжение 2)
Решение 2. №9 (с. 147)

Дано:

$D_{Ne}(\text{алкан}) = 5$

Найти:

Молекулярную формулу алкана ($C_nH_{2n+2}$) - ?

Решение:

1. Относительная плотность паров одного вещества по другому равна отношению их молярных масс. В данном случае, относительная плотность паров алкана по неону ($D_{Ne}(\text{алкан})$) вычисляется по формуле:

$D_{Ne}(\text{алкан}) = \frac{M(\text{алкан})}{M(Ne)}$

где $M(\text{алкан})$ - молярная масса алкана, а $M(Ne)$ - молярная масса неона.

2. Молярная масса неона ($Ne$), согласно периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, составляет approximately $20$ г/моль.

$M(Ne) = 20$ г/моль

3. Теперь мы можем найти молярную массу неизвестного алкана:

$M(\text{алкан}) = D_{Ne}(\text{алкан}) \cdot M(Ne) = 5 \cdot 20 \text{ г/моль} = 100 \text{ г/моль}$

4. Общая формула для гомологического ряда алканов - $C_nH_{2n+2}$. Выразим молярную массу алкана через n, зная, что атомная масса углерода ($C$) равна $12$ а.е.м., а водорода ($H$) - $1$ а.е.м.:

$M(C_nH_{2n+2}) = 12 \cdot n + 1 \cdot (2n+2) = 12n + 2n + 2 = 14n + 2$

5. Приравняем полученное выражение к найденной молярной массе алкана и решим уравнение относительно n:

$14n + 2 = 100$

$14n = 100 - 2$

$14n = 98$

$n = \frac{98}{14}$

$n = 7$

6. Подставим найденное значение n в общую формулу алканов, чтобы определить молекулярную формулу искомого вещества:

$C_7H_{2 \cdot 7 + 2} = C_7H_{16}$

Это гептан.

Ответ: $C_7H_{16}$

№10 (с. 147)
Условие. №10 (с. 147)
скриншот условия
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 10, Условие

10. Используя рисунок 48, расположите формулы $CH_4$, $H_2O$, $C_{17}H_{36}$, $C_5H_{12}$ в порядке возрастания температуры плавления веществ.

Решение. №10 (с. 147)
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 10, Решение
Решение 2. №10 (с. 147)

Решение

Чтобы расположить вещества в порядке возрастания их температуры плавления, необходимо сравнить силы межмолекулярного взаимодействия в их кристаллических состояниях. Чем сильнее взаимодействие между молекулами, тем больше энергии требуется для разрушения кристаллической структуры, и, соответственно, тем выше температура плавления вещества.

Рассмотрим представленные вещества: $CH_4$ (метан), $C_5H_{12}$ (пентан), $C_{17}H_{36}$ (гептадекан) и $H_2O$ (вода).

1. Метан ($CH_4$), пентан ($C_5H_{12}$) и гептадекан ($C_{17}H_{36}$) относятся к гомологическому ряду алканов. Их молекулы неполярны, поэтому в твердом состоянии они связаны друг с другом только за счет слабых межмолекулярных (Ван-дер-Ваальсовых) сил, а именно лондоновских дисперсионных сил. Сила этого взаимодействия напрямую зависит от размера молекулы (количества электронов и площади поверхности), который, в свою очередь, коррелирует с молярной массой. С увеличением числа атомов углерода в цепи молярная масса и размер молекулы растут, что ведет к усилению межмолекулярного притяжения и, как следствие, к повышению температуры плавления. Таким образом, для алканов порядок возрастания температуры плавления будет следующим: $CH_4 < C_5H_{12} < C_{17}H_{36}$.

2. Вода ($H_2O$) — это вещество с полярными молекулами. Благодаря высокой электроотрицательности атома кислорода и наличию у него неподеленных электронных пар, между молекулами воды образуются прочные водородные связи. Водородные связи значительно сильнее, чем дисперсионные силы в небольших молекулах алканов. Поэтому, несмотря на свою малую молярную массу ($M(H_2O) \approx 18$ г/моль), которая сравнима с молярной массой метана ($M(CH_4) \approx 16$ г/моль), вода имеет аномально высокую температуру плавления $0^\circ C$.

3. Теперь сравним все вещества. Температура плавления метана ($CH_4$) очень низка и составляет примерно $-182^\circ C$. Температура плавления пентана ($C_5H_{12}$) выше, чем у метана, но все еще очень низкая, около $-130^\circ C$. Температура плавления воды ($H_2O$) равна $0^\circ C$, что выше, чем у метана и пентана, из-за наличия водородных связей. Температура плавления гептадекана ($C_{17}H_{36}$) составляет около $22^\circ C$. В этом случае суммарные дисперсионные силы в большой молекуле гептадекана оказываются достаточно сильными, чтобы температура плавления была выше, чем у воды.

Таким образом, располагая вещества в порядке возрастания их температуры плавления, получаем следующий ряд: метан, пентан, вода, гептадекан.

Ответ: $CH_4$, $C_5H_{12}$, $H_2O$, $C_{17}H_{36}$.

№11 (с. 147)
Условие. №11 (с. 147)
скриншот условия
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 11, Условие

11. Как, не используя химических реакций, отличить пентан от воды?

Решение. №11 (с. 147)
ГДЗ Химия, 10 класс Учебник, авторы: Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Николай Егорович, Теренин Владимир Ильич, Дроздов Андрей Анатольевич, Лунин Валерий Васильевич, издательство Просвещение, Москва, 2023, белого цвета, страница 147, номер 11, Решение
Решение 2. №11 (с. 147)

Для того чтобы отличить пентан от воды, не прибегая к химическим реакциям, можно воспользоваться их различными физическими свойствами. Вот несколько способов:

1. По плотности и взаимной растворимости

Пентан ($C_5H_{12}$) — это неполярная жидкость, а вода ($H_2O$) — полярная. Согласно правилу «подобное растворяется в подобном», эти два вещества не смешиваются друг с другом. Кроме того, у них разная плотность. Плотность пентана составляет примерно $0.626 \text{ г/см}^3$, в то время как плотность воды — около $1 \text{ г/см}^3$.
Эксперимент: В одну пробирку налить небольшое количество обеих жидкостей и встряхнуть.
Наблюдение: Жидкости расслоятся, образовав два несмешивающихся слоя. Та жидкость, что окажется сверху, будет иметь меньшую плотность — это пентан. Нижний слой будет состоять из воды.
Ответ: При смешивании пентан и вода образуют два слоя; пентан будет верхним слоем, а вода — нижним.

2. По запаху

Органолептические свойства веществ, такие как запах, являются их физическими характеристиками.
Эксперимент: Осторожно понюхать каждую из жидкостей.
Наблюдение: Вода не имеет запаха. Пентан, как и многие другие низшие алканы, обладает характерным запахом, напоминающим бензин или керосин.
Ответ: Жидкость с характерным запахом — пентан, жидкость без запаха — вода.

3. По температуре кипения

Температура кипения — это уникальная физическая константа для каждого чистого вещества при заданном давлении.
Эксперимент: Поочередно нагревать образцы жидкостей в колбах с термометром, соблюдая меры предосторожности (пентан легковоспламеняем, поэтому нагревать следует на водяной бане вдали от открытого огня).
Наблюдение: Пентан закипит уже при температуре $36.1^\circ\text{C}$ (при нормальном атмосферном давлении). Вода закипит только при $100^\circ\text{C}$.
Ответ: Жидкость, которая кипит при значительно более низкой температуре (около $36^\circ\text{C}$), — это пентан.

4. По температуре замерзания

Температура замерзания также является важной физической характеристикой вещества.
Эксперимент: Поместить образцы обеих жидкостей в морозильную камеру бытового холодильника, где температура обычно поддерживается на уровне около $-18^\circ\text{C}$.
Наблюдение: Вода замерзает при $0^\circ\text{C}$ и в морозильной камере превратится в лед. Температура замерзания пентана составляет $-129.8^\circ\text{C}$, поэтому он останется в жидком состоянии.
Ответ: Вещество, которое замерзнет в морозильной камере, — это вода; вещество, которое останется жидким, — пентан.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться