Номер 5, страница 14 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

5. Наиболее высокую температуру кипению имеет

1) пентан

2) гексан

3) пропан

4) метан

Решение

Для ответа на этот вопрос необходимо понимать, как строение молекул алканов влияет на их физические свойства, в частности, на температуру кипения. Все перечисленные вещества: пентан, гексан, пропан и метан — относятся к одному гомологическому ряду алканов (насыщенных углеводородов).

Молекулы алканов являются неполярными, поэтому в жидком и твердом состояниях они удерживаются вместе за счет слабых межмолекулярных сил, называемых силами Ван-дер-Ваальса (или дисперсионными силами Лондона). Температура кипения вещества напрямую зависит от силы этих взаимодействий: чем сильнее притяжение между молекулами, тем больше энергии (и выше температура) требуется для их разделения и перехода в газообразное состояние.

Сила дисперсионных взаимодействий в гомологическом ряду алканов увеличивается с увеличением длины углеродной цепи, то есть с ростом молярной массы. Более крупные молекулы имеют большую площадь поверхности, что позволяет им сильнее взаимодействовать друг с другом.

Проанализируем представленные варианты по числу атомов углерода в их молекулах:

1) пентан
Химическая формула пентана — $C_5H_{12}$. Молекула содержит 5 атомов углерода.

2) гексан
Химическая формула гексана — $C_6H_{14}$. Молекула содержит 6 атомов углерода.

3) пропан
Химическая формула пропана — $C_3H_8$. Молекула содержит 3 атома углерода.

4) метан
Химическая формула метана — $CH_4$. Молекула содержит 1 атом углерода.

Сравнивая количество атомов углерода, можно расположить вещества в ряд по увеличению длины цепи: метан (1 атом C) < пропан (3 атома C) < пентан (5 атомов C) < гексан (6 атомов C).

Таким образом, гексан имеет самую длинную углеродную цепь и наибольшую молярную массу среди предложенных вариантов. Это обуславливает самые сильные межмолекулярные взаимодействия и, как следствие, самую высокую температуру кипения.

Ответ: 2) гексан.