Номер 9, страница 8 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

9. Укажите формулы изомеров пентана $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$.

1) $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$

2) $CH_2=CH-CH_2-CH_2-CH_3$

3) $\underset{CH_3}{|}CH_2-CH_2-\underset{CH_3}{|}CH_2$

4) $CH_3-\underset{CH_3}{|}CH-CH_2-CH_3$

5) $CH_3-\underset{CH_3}{\overset{CH_3}{|}}C-CH_3$

Изомеры — это вещества, имеющие одинаковый качественный и количественный состав (то есть одинаковую молекулярную формулу), но разное строение и, следовательно, разные свойства. Молекула пентана, приведенная в условии ($CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$), является алканом. Общая формула алканов — $C_nH_{2n+2}$. Для пентана $n=5$, поэтому его молекулярная формула — $C_5H_{2 \cdot 5 + 2}$, что равно $C_5H_{12}$.

Чтобы найти изомеры пентана, необходимо проанализировать каждое из предложенных соединений, определить их молекулярную формулу и сравнить строение с исходной молекулой пентана (н-пентана).

1) $CH_3-CH_2-CH_2-CH_3$

Это соединение — бутан. Определим его молекулярную формулу, посчитав количество атомов углерода (C) и водорода (H):

C: 4 атома

H: $3 + 2 + 2 + 3 = 10$ атомов

Молекулярная формула соединения — $C_4H_{10}$. Она отличается от молекулярной формулы пентана ($C_5H_{12}$), следовательно, бутан не является изомером пентана.

Ответ: не является изомером.

2) $CH_2=CH-CH_2-CH_2-CH_3$

Это соединение — пентен-1. Оно относится к классу алкенов, так как в его молекуле присутствует одна двойная связь. Определим его молекулярную формулу:

C: 5 атомов

H: $2 + 1 + 2 + 2 + 3 = 10$ атомов

Молекулярная формула соединения — $C_5H_{10}$. Она отличается от молекулярной формулы пентана ($C_5H_{12}$), поэтому пентен-1 не является изомером пентана.

Ответ: не является изомером.

3) $CH_2(CH_3)-CH_2-CH_2(CH_3)$

Представленная структурная формула является одной из форм записи нормального пентана ($CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$). Углеродная цепь неразветвленная. Молекулярная формула этого соединения — $C_5H_{12}$. Несмотря на то, что молекулярная формула совпадает, строение молекулы идентично строению исходного вещества. Изомеры же должны иметь различное строение. Следовательно, это не изомер, а само вещество пентан.

Ответ: не является изомером.

4) $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$

Это соединение — 2-метилбутан (также известный как изопентан). Оно имеет разветвленный углеродный скелет. Определим его молекулярную формулу:

C: 5 атомов

H: $3 + 1 + 3 + 2 + 3 = 12$ атомов

Молекулярная формула — $C_5H_{12}$. Так как молекулярная формула совпадает с формулой пентана, а строение (порядок соединения атомов) отличается, 2-метилбутан является изомером пентана.

Ответ: является изомером.

5) $CH_3-C(CH_3)_2-CH_3$

Это соединение — 2,2-диметилпропан (также известный как неопентан). Оно имеет сильно разветвленный углеродный скелет. Определим его молекулярную формулу:

C: 5 атомов

H: $3 \cdot 4 = 12$ атомов

Молекулярная формула — $C_5H_{12}$. Молекулярная формула совпадает с формулой пентана, а строение отличается. Следовательно, 2,2-диметилпропан является изомером пентана.

Ответ: является изомером.

Таким образом, правильными ответами, указывающими на формулы изомеров пентана, являются пункты 4 и 5.