Номер 1, страница 41 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 1. Выведите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля углерода в котором составляет 82,21%. Плотность паров вещества по водороду равна 57. Напишите структурные формулы трех изомеров такого состава и назовите их.

Ответ: $C_8H_{18}$

1. Дано:

$ω(C) = 82,21\%$

$D_{H_2}(C_xH_y) = 57$

Найти:

Молекулярную формулу $C_xH_y$ - ?

Структурные формулы и названия 3-х изомеров - ?

Решение:

1. Найдем молярную массу углеводорода. Плотность паров по водороду ($D_{H_2}$) связана с молярной массой ($\text{M}$) соотношением:

$M(C_xH_y) = D_{H_2}(C_xH_y) \cdot M(H_2)$

Молярная масса водорода $M(H_2) = 2$ г/моль.

$M(C_xH_y) = 57 \cdot 2 = 114$ г/моль.

2. Зная молярную массу, можно установить молекулярную формулу. Общая формула гомологического ряда алканов – $C_n H_{2n+2}$. Проверим, относится ли наш углеводород к этому классу.

Молярная масса алкана: $M(C_n H_{2n+2}) = 12n + 1 \cdot (2n+2) = 14n + 2$.

Приравняем ее к найденному значению:

$14n + 2 = 114$

$14n = 112$

$n = \frac{112}{14} = 8$

Следовательно, молекулярная формула вещества – $C_8H_{18}$. Это октан.

Примечание: Проверим, соответствует ли массовая доля углерода в $C_8H_{18}$ значению из условия.

$ω(C) = \frac{8 \cdot A_r(C)}{M_r(C_8H_{18})} = \frac{8 \cdot 12}{114} = \frac{96}{114} \approx 0,8421$, или $84,21\%$.

Это значение не совпадает с $82,21\%$, указанным в условии. Вероятнее всего, в условии задачи допущена ошибка в значении массовой доли, так как молярная масса, вычисленная через плотность по водороду, однозначно указывает на формулу $C_8H_{18}$.

3. Напишем структурные формулы трех изомеров состава $C_8H_{18}$ и назовем их.

1) н-октан (нормальный октан)

$CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$

2) 2-метилгептан

$CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$

3) 2,2,4-триметилпентан (изооктан)

$CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH(CH_3)-CH_3$

Ответ: Молекулярная формула углеводорода – $C_8H_{18}$.

Примеры трех изомеров и их названия:

1. н-октан: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$

2. 2-метилгептан: $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$

3. 2,2,4-триметилпентан: $CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH(CH_3)-CH_3$