Страница 19 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

9. Верны ли утверждения?

А. Явление, заключающееся в существовании изомеров, называется изомерией.

Б. Гомологическим называют ряд веществ, расположенных в порядке возрастания их относительных молекулярных масс.

1) верно только А

2) верно только Б

3) оба утверждения верны

4) оба утверждения неверны

Решение

Для того чтобы определить верный вариант ответа, необходимо проанализировать каждое утверждение по отдельности.

А. Явление, заключающееся в существовании изомеров, называется изомерией.

Данное утверждение является классическим определением понятия "изомерия" в химии. Изомеры — это вещества, имеющие одинаковый атомный состав и одинаковую молекулярную массу, но различное строение молекул. Явление существования таких веществ и называется изомерией. Таким образом, это утверждение является верным.

Б. Гомологическим называют ряд веществ, расположенных в порядке возрастания их относительных молекулярных масс.

Это определение является неполным и, следовательно, неверным. Гомологический ряд — это ряд соединений, принадлежащих к одному классу (например, алканы, спирты), имеющих сходное строение и химические свойства, где каждый следующий член отличается от предыдущего на постоянную структурную единицу, называемую гомологической разностью (чаще всего это метиленовая группа, $-CH_2-$). Хотя члены гомологического ряда действительно располагаются в порядке возрастания их относительных молекулярных масс, это лишь следствие, а не основной определяющий признак. Например, ряд веществ: вода ($H_2O$, $M_r=18$), этанол ($C_2H_5OH$, $M_r=46$), глицерин ($C_3H_5(OH)_3$, $M_r=92$) — расположен по возрастанию масс, но не является гомологическим. Следовательно, утверждение Б неверно.

Исходя из анализа, верным является только утверждение А. Это соответствует варианту ответа 1.

Ответ: 1

10. Важнейший природный источник алканов — это

1) нефть

2) уголь

3) бензин

4) торф

Решение

Алканы (или парафины) — это насыщенные углеводороды, в молекулах которых атомы углерода соединены одинарными связями. Общая формула гомологического ряда алканов — $C_n H_{2n+2}$. Для того чтобы определить важнейший природный источник алканов, рассмотрим предложенные варианты.

1) нефть. Нефть представляет собой сложную природную смесь, состоящую преимущественно из углеводородов. Алканы (как линейного, так и разветвленного строения) и циклоалканы являются ее основными компонентами. Именно из нефти путем ее перегонки (ректификации) получают такие важнейшие продукты, как бензин, керосин, дизельное топливо, которые в основном состоят из смесей алканов. Также к важнейшим источникам алканов относится природный газ (состоящий в основном из метана $CH_4$), который часто сопутствует нефтяным месторождениям.

2) уголь. Каменный уголь — это твердое горючее ископаемое. В отличие от нефти, он состоит в основном из чистого углерода и сложных высокомолекулярных соединений с полициклической ароматической структурой. Алканы не являются его основной составляющей. Хотя алканы можно получить из угля синтетическими методами, сам по себе уголь не является их прямым природным источником.

3) бензин. Бензин является продуктом переработки нефти, а не природным источником. Это смесь легких углеводородов (преимущественно алканов с числом атомов углерода от 5 до 12), получаемая в результате ректификации или крекинга нефтяного сырья. Таким образом, бензин — это продукт, полученный из природного источника (нефти).

4) торф. Торф — это горючее ископаемое, образующееся в болотах из разложившихся растительных остатков. Он является самой молодой формой ископаемого угля. Его состав — это сложные органические соединения (продукты распада целлюлозы, лигнина), и он не является значимым источником алканов.

Следовательно, из перечисленных вариантов именно нефть является важнейшим природным источником алканов.

Ответ: 1.

11. Бытовой (природный) газ — это преимущественно смесь алканов с небольшой молекулярной массой, горючих и взрывоопасных.

Выберите утверждения, характеризующие природный газ.

1) Россия занимает одно из ведущих мест в мире по запасам, добыче, экспорту и переработке природного газа.

2) Компонентами природного газа являются метан, этан, пропан, бутан и другие газы, причём их объёмная доля снижается с увеличением молекулярной массы углеводорода.

3) Из природного газа выделяют инертный газ гелий.

4) Природный газ — эффективное и дешёвое топливо.

5) Запасы природного газа на нашей планете очень велики.

Решение

Для того чтобы выбрать верные утверждения, проанализируем каждое из них по отдельности.

1) Россия занимает одно из ведущих мест в мире по запасам, добыче, экспорту и переработке природного газа.
Это утверждение верно. Россия обладает самыми большими в мире разведанными запасами природного газа и является одним из крупнейших его добытчиков и экспортеров.

2) Компонентами природного газа являются метан, этан, пропан, бутан и другие газы, причём их объёмная доля снижается с увеличением молекулярной массы углеводорода.
Это утверждение верно. Основной компонент природного газа — метан ($CH_4$), его объёмная доля может достигать 98%. Далее в ряду гомологов — этан ($C_2H_6$), пропан ($C_3H_8$), бутан ($C_4H_{10}$) — их содержание последовательно уменьшается с ростом молекулярной массы.

3) Из природного газа выделяют инертный газ гелий.
Это утверждение верно. Природный газ является основным промышленным источником гелия. В газе некоторых месторождений гелий присутствует в качестве примеси, откуда его извлекают методом глубокого охлаждения (низкотемпературной ректификации).

4) Природный газ — эффективное и дешёвое топливо.
Это утверждение верно. Природный газ имеет высокую теплотворную способность, при его сжигании выделяется меньше вредных веществ по сравнению с другими видами ископаемого топлива (углем, мазутом). Он также является относительно дешевым и доступным энергоресурсом.

5) Запасы природного газа на нашей планете очень велики.
Это утверждение неверно. Природный газ является невозобновляемым, исчерпаемым природным ресурсом. Его запасы ограничены. Хотя разведанные запасы велики, они конечны, и при текущих темпах потребления их может хватить лишь на несколько десятилетий. Поэтому утверждение, что они "очень велики", является некорректным.

Ответ: 1, 2, 3, 4.

12. Установите соответствие между исходными веществами и продуктами реакции.

ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА

А) $\text{CH}_4 + \text{O}_2 \rightarrow$

Б) $\text{CH}_3—\text{CH}_3 + \text{Cl}_2 \rightarrow$

В) $\text{CH}_3—\text{CH}_2—\text{CH}_3 \xrightarrow{t, кат.}$

ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ

1) $\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$

2) $\text{CH}_3\text{Cl} + \text{CH}_3\text{Cl}$

3) $\text{CH}_3—\text{CH}_2\text{Cl} + \text{HCl}$

4) $\text{H}_2 + \text{CO}$

5) $\text{CH}_2=\text{CH}—\text{CH}_3 + \text{H}_2$

А) Реакция метана ($CH_4$) с кислородом ($O_2$) — это реакция горения (окисления). При полном сгорании любого алкана образуются углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$). Уравнение реакции в общем виде: $C_nH_{2n+2} + \frac{3n+1}{2}O_2 \rightarrow nCO_2 + (n+1)H_2O$. Для метана ($n=1$): $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$. Следовательно, продуктами реакции являются $CO_2 + H_2O$. Это соответствует варианту 1.
Ответ: 1

Б) Реакция этана ($CH_3-CH_3$) с хлором ($Cl_2$) — это реакция галогенирования алканов, которая протекает по механизму свободнорадикального замещения (обычно на свету, $h\nu$, или при нагревании). В ходе реакции один из атомов водорода в молекуле этана замещается на атом хлора с образованием хлорэтана ($CH_3-CH_2Cl$) и хлороводорода ($HCl$). Уравнение реакции: $CH_3-CH_3 + Cl_2 \rightarrow CH_3-CH_2Cl + HCl$. Это соответствует варианту 3.
Ответ: 3

В) Реакция пропана ($CH_3-CH_2-CH_3$) при высокой температуре (t) и в присутствии катализатора (кат.) является реакцией каталитического дегидрирования. В результате этой реакции от молекулы алкана отщепляется молекула водорода ($H_2$) и образуется алкен с тем же числом атомов углерода. В данном случае из пропана образуется пропен ($CH_2=CH-CH_3$) и водород ($H_2$). Уравнение реакции: $CH_3-CH_2-CH_3 \xrightarrow{t, \text{кат.}} CH_2=CH-CH_3 + H_2$. Это соответствует варианту 5.
Ответ: 5