Номер A, страница 236 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

A

1. Дайте общую характеристику алкинам.

2. Назовите вещество:

$CH_3-C\equiv C-\overset{CH_3}{\underset{CH_3}{|}}C-CH_3$

3. Напишите формулы изомеров бутина.

4. Определите формулу алкина, молекулярная масса которого равна 40.

5. Определите количество вещества, число молекул и объем (н.у.) 80 г пропина.

1. Дайте общую характеристику алкинам.

Алкины — это непредельные (ненасыщенные) ациклические углеводороды, в молекулах которых содержится одна тройная связь между атомами углерода. Общая формула гомологического ряда алкинов: $C_n H_{2n-2}$, где $n \ge 2$.

Основные характеристики:

• Строение: Атомы углерода, образующие тройную связь, находятся в состоянии $sp$-гибридизации. Валентный угол в C-C≡C-C фрагменте составляет 180°, что обусловливает его линейное строение.

• Изомерия: Для алкинов характерна структурная изомерия (изомерия углеродного скелета и изомерия положения тройной связи), а также межклассовая изомерия с алкадиенами и циклоалкенами.

• Химические свойства: Наличие тройной связи определяет высокую реакционную способность алкинов. Для них характерны реакции присоединения (гидрирование, галогенирование, гидрогалогенирование, гидратация по реакции Кучерова). Терминальные алкины (с тройной связью на конце цепи) проявляют слабые кислотные свойства, вступая в реакции замещения атома водорода при тройной связи на металл.

Ответ: Алкины — это ациклические углеводороды с общей формулой $C_n H_{2n-2}$, содержащие одну тройную связь C≡C. Атомы углерода при тройной связи находятся в $sp$-гибридизации, что обуславливает линейное строение этого участка молекулы. Для них характерны реакции присоединения, а для алкинов с концевой тройной связью — также реакции замещения.

2. Назовите вещество:

Чтобы дать название веществу по международной номенклатуре ИЮПАК, нужно:

1. Выбрать самую длинную углеродную цепь, которая включает тройную связь. В данном случае это цепь из пяти атомов углерода. Основа названия — "пент".

2. Пронумеровать атомы углерода в цепи так, чтобы тройная связь получила наименьший номер. Нумерацию следует начинать слева: $C^1H_3 - C^2 \equiv C^3 - C^4H(CH_3) - C^5H_3$. Тройная связь начинается от второго атома, поэтому к названию добавляется " -2-ин". Получается "пент-2-ин".

3. Определить положение и название заместителей. У четвертого атома углерода находится метильная группа ($-CH_3$).

4. Собрать полное название: 4-метилпент-2-ин.

Ответ: 4-метилпент-2-ин.

3. Напишите формулы изомеров бутина.

Молекулярная формула бутина — $C_4H_6$. В классе алкинов для него возможны два структурных изомера, отличающихся положением тройной связи:

1. Бутин-1:

$CH \equiv C - CH_2 - CH_3$

2. Бутин-2:

$CH_3 - C \equiv C - CH_3$

Ответ: Изомеры бутина: бутин-1 ($CH \equiv C - CH_2 - CH_3$) и бутин-2 ($CH_3 - C \equiv C - CH_3$).

4. Определите формулу алкина, молекулярная масса которого равна 40.

Дано:

Класс вещества — алкин

Относительная молекулярная масса, $M_r = 40$

Найти:

Молекулярная формула алкина

Решение:

1. Общая формула алкинов — $C_n H_{2n-2}$.

2. Относительная молекулярная масса ($M_r$) равна сумме относительных атомных масс ($A_r$) всех атомов в молекуле. Примем $A_r(C) \approx 12$ и $A_r(H) \approx 1$.

3. Составим уравнение:

$M_r(C_n H_{2n-2}) = n \cdot A_r(C) + (2n-2) \cdot A_r(H)$

$40 = n \cdot 12 + (2n-2) \cdot 1$

4. Решим уравнение относительно $n$:

$40 = 12n + 2n - 2$

$42 = 14n$

$n = \frac{42}{14} = 3$

5. Подставим найденное значение $n=3$ в общую формулу алкинов:

$C_3H_{2 \cdot 3 - 2} = C_3H_4$

Ответ: Формула алкина — $C_3H_4$.

5. Определите количество вещества, число молекул и объем (н.у.) 80 г пропина.

Дано:

Вещество — пропин ($C_3H_4$)

$m(C_3H_4) = 80 \text{ г}$

Условия: н.у. (нормальные условия)

Найти:

$\nu(C_3H_4)$ — ?

$N(C_3H_4)$ — ?

$V(C_3H_4)$ — ?

Решение:

1. Найдем молярную массу пропина ($C_3H_4$):

$M(C_3H_4) = 3 \cdot M(C) + 4 \cdot M(H) = 3 \cdot 12 \text{ г/моль} + 4 \cdot 1 \text{ г/моль} = 40 \text{ г/моль}$.

2. Вычислим количество вещества (в молях) по формуле $\nu = \frac{m}{M}$:

$\nu(C_3H_4) = \frac{80 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 2 \text{ моль}$.

3. Вычислим число молекул по формуле $N = \nu \cdot N_A$, где $N_A$ — число Авогадро ($6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$):

$N(C_3H_4) = 2 \text{ моль} \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 12,04 \cdot 10^{23} \text{ молекул} = 1,204 \cdot 10^{24} \text{ молекул}$.

4. Вычислим объем газа при нормальных условиях по формуле $V = \nu \cdot V_m$, где $V_m$ — молярный объем газа при н.у. ($22,4 \text{ л/моль}$):

$V(C_3H_4) = 2 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 44,8 \text{ л}$.

Ответ: Количество вещества — 2 моль; число молекул — $1,204 \cdot 10^{24}$; объем (н.у.) — 44,8 л.