Номер 5, страница 16 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

5. Наиболее низкую температуру кипения имеет

1) бутан

2) гексан

3) пропан

4) этан

Решение

Вопрос касается определения вещества с самой низкой температурой кипения из предложенного списка: бутан, гексан, пропан и этан. Все перечисленные вещества являются алканами — насыщенными углеводородами, относящимися к одному гомологическому ряду с общей формулой $C_n H_{2n+2}$.

Температура кипения веществ, имеющих молекулярную кристаллическую решетку, к которым относятся алканы, зависит от силы межмолекулярного взаимодействия. Для неполярных молекул алканов основным типом межмолекулярных сил являются силы Ван-дер-Ваальса (лондоновские дисперсионные силы).

Сила этих взаимодействий прямо пропорциональна размеру молекулы (ее молярной массе и площади поверхности). В гомологическом ряду алканов с увеличением числа атомов углерода в цепи увеличивается их молярная масса и площадь контакта между молекулами. Это приводит к усилению межмолекулярных взаимодействий. Чтобы преодолеть более сильные силы притяжения между молекулами и перевести вещество из жидкого состояния в газообразное, требуется больше энергии, что соответствует более высокой температуре кипения.

Следовательно, для того чтобы найти алкан с наиболее низкой температурой кипения, необходимо найти алкан с наименьшим числом атомов углерода в цепи.

Рассмотрим представленные алканы и их химические формулы:

1) Бутан: $C_4H_{10}$ (4 атома углерода)

2) Гексан: $C_6H_{14}$ (6 атомов углерода)

3) Пропан: $C_3H_8$ (3 атома углерода)

4) Этан: $C_2H_6$ (2 атома углерода)

Сравнивая количество атомов углерода, мы видим, что наименьшее их число содержится в молекуле этана. Расположив вещества в порядке увеличения длины углеродной цепи (и, соответственно, увеличения температуры кипения), получим ряд: этан < пропан < бутан < гексан.

Таким образом, этан, имеющий самую короткую углеродную цепь и наименьшую молярную массу, обладает самыми слабыми межмолекулярными силами и, как следствие, самой низкой температурой кипения.

Ответ: 4) этан