Номер 2, страница 18 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

2. Гомологом бутана является вещество, формула которого

1) $C_3H_6$

2) $C_7H_{14}$

3) $C_2H_2$

4) $CH_4$

Решение

Гомологи — это вещества, которые принадлежат к одному и тому же гомологическому ряду, то есть имеют сходное химическое строение, одинаковые химические свойства и общую формулу, но отличаются друг от друга по составу на одну или несколько групп $-CH_2-$ (гомологическая разность).

Бутан является представителем гомологического ряда алканов (предельных, или насыщенных, углеводородов). Общая формула для алканов: $C_nH_{2n+2}$, где $n$ — целое число, обозначающее количество атомов углерода.

Для бутана число атомов углерода $n=4$, его формула — $C_4H_{2 \cdot 4 + 2} = C_4H_{10}$.

Чтобы найти гомолог бутана, нужно проверить, какая из предложенных формул соответствует общей формуле алканов $C_nH_{2n+2}$.

1) $C_3H_6$

В этой молекуле 3 атома углерода ($n=3$). По общей формуле алканов, количество атомов водорода должно быть $2 \cdot 3 + 2 = 8$. Формула соответствующего алкана (пропана) — $C_3H_8$. Формула $C_3H_6$ соответствует общей формуле алкенов ($C_nH_{2n}$), это пропен. Следовательно, $C_3H_6$ не является гомологом бутана.

2) $C_7H_{14}$

В этой молекуле 7 атомов углерода ($n=7$). По общей формуле алканов, количество атомов водорода должно быть $2 \cdot 7 + 2 = 16$. Формула соответствующего алкана (гептана) — $C_7H_{16}$. Формула $C_7H_{14}$ соответствует общей формуле алкенов ($C_nH_{2n}$), это гептен. Следовательно, $C_7H_{14}$ не является гомологом бутана.

3) $C_2H_2$

В этой молекуле 2 атома углерода ($n=2$). По общей формуле алканов, количество атомов водорода должно быть $2 \cdot 2 + 2 = 6$. Формула соответствующего алкана (этана) — $C_2H_6$. Формула $C_2H_2$ соответствует общей формуле алкинов ($C_nH_{2n-2}$), это этин (ацетилен). Следовательно, $C_2H_2$ не является гомологом бутана.

4) $CH_4$

В этой молекуле 1 атом углерода ($n=1$). По общей формуле алканов, количество атомов водорода должно быть $2 \cdot 1 + 2 = 4$. Формула вещества — $CH_4$. Это метан, первый член гомологического ряда алканов. Поскольку и метан ($CH_4$), и бутан ($C_4H_{10}$) принадлежат к одному гомологическому ряду алканов, они являются гомологами.

Ответ: 4) $CH_4$