Номер 10, страница 14 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

10. В результате реакции изомеризации из бутана можно получить

1) пентан

2) этан

3) метилпропан

4) пропан

Решение

Реакция изомеризации — это химический процесс, в результате которого происходит изменение структуры молекулы вещества без изменения его атомного состава. Продукт реакции изомеризации является изомером исходного вещества. Изомеры — это соединения, которые имеют одинаковую молекулярную формулу, но разное строение (порядок соединения атомов).

Исходное вещество — бутан. Это алкан с молекулярной формулой $C_4H_{10}$. Его неразветвленная структура (н-бутан) выглядит так: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_3$.

Чтобы найти продукт реакции изомеризации бутана, нужно найти в вариантах ответов его изомер, то есть вещество с такой же молекулярной формулой $C_4H_{10}$, но с разветвленной структурой углеродного скелета.

Рассмотрим предложенные варианты:

1) пентан

Пентан — это алкан, содержащий 5 атомов углерода. Его молекулярная формула — $C_5H_{12}$. Состав отличается от бутана, следовательно, он не является его изомером.

2) этан

Этан — это алкан, содержащий 2 атома углерода. Его молекулярная формула — $C_2H_6$. Состав отличается от бутана, следовательно, он не является его изомером.

3) метилпропан

Метилпропан (изобутан) имеет разветвленное строение. Его основная цепь состоит из 3 атомов углерода (пропан), и к центральному атому присоединена метильная группа ($CH_3$). Структурная формула: $CH_3-CH(CH_3)-CH_3$. Подсчитаем атомы: 4 атома углерода и 3+1+3+3 = 10 атомов водорода. Молекулярная формула метилпропана — $C_4H_{10}$. Так как молекулярные формулы бутана и метилпропана совпадают, а строение у них разное, они являются структурными изомерами. Реакция превращения бутана в метилпропан — это классический пример реакции изомеризации.

Уравнение реакции:

$CH_3-CH_2-CH_2-CH_3 \xrightarrow{AlCl_3, t} CH_3-CH(CH_3)-CH_3$

4) пропан

Пропан — это алкан, содержащий 3 атома углерода. Его молекулярная формула — $C_3H_8$. Состав отличается от бутана, следовательно, он не является его изомером.

Таким образом, в результате реакции изомеризации из бутана можно получить метилпропан.

Ответ: 3) метилпропан.