Практикум: расчётные задачи на алканы
Формула вещества
Три пути к формуле алкана: по молярной массе (\(M = 14n + 2\)), по плотности газа (относительно водорода \(M = 2D\), относительно воздуха \(M = 29D\)) и по продуктам сгорания (соотношение атомов C и H).
edit_noteРазбор задачи
Плотность паров алкана по воздуху 3,45. \(M = 29 \cdot 3{,}45 = 100\) г/моль; \(14n + 2 = 100\), \(n = 7\): гептан \(\ce{C7H16}\) или один из его восьми изомеров.
boltПроверка подстановкой
Найдя формулу, подставьте её обратно: посчитайте молярную массу или массу продуктов сгорания. Ошибка в арифметике сразу обнаружится.
history_eduПлотность газа и атомные массы
Способ находить молярную массу по плотности газа восходит к закону Авогадро (1811). В 1858 году Станислао Канниццаро показал, как с его помощью согласовать атомные массы, и в 1860 году на съезде химиков в Карлсруэ убедил в этом коллег; среди слушателей был и Д. И. Менделеев.
Смеси газов
Для смеси двух алканов составляют два уравнения: одно — по общему объёму (или количеству), другое — по данным реакции (объём \(\ce{CO2}\), средняя молярная масса, объём кислорода).
edit_noteРазбор задачи
Средняя молярная масса смеси метана и этана 20 г/моль. Пусть доля этана \(x\): \(16(1 - x) + 30x = 20\), \(x = 0{,}286\) — около 29 % этана по объёму.
boltСредняя молярная масса
Если известна средняя молярная масса смеси двух газов, долю компонента находят одной формулой: \(x = (M_\text{ср} - M_1)/(M_2 - M_1)\). Для примера выше: \((20 - 16)/(30 - 16) = 0{,}286\).
auto_awesomeПопутный газ
Попутный нефтяной газ, который выделяется при добыче нефти, — смесь метана с этаном, пропаном и бутанами, и метана в нём заметно меньше, чем в природном газе. Раньше его часто сжигали в факелах прямо на промыслах, теперь всё больше перерабатывают на газоперерабатывающих заводах.
Галогенирование: изомеры и состав
Задачи на галогенирование объединяют подсчёт изомеров и расчёт состава. Порядок: нарисовать алкан, найти группы эквивалентных атомов водорода, для каждой группы найти произведение числа атомов на относительную активность.
edit_noteРазбор задачи
Каков состав продуктов бромирования пентана (активности 1 : 82)? Первичных атомов водорода 6 (дают 1-бромпентан), вторичных при C2 и C4 — 4 (дают 2-бромпентан), при C3 — 2 (дают 3-бромпентан): \(6 \cdot 1 = 6\), \(4 \cdot 82 = 328\), \(2 \cdot 82 = 164\); сумма 498. Состав: 1-бромпентан 1 %, 2-бромпентан 66 %, 3-бромпентан 33 %.
boltБром — почти один продукт
Если в молекуле есть хотя бы один вторичный или третичный атом водорода, бромирование практически даёт продукт замещения самого «слабого» атома водорода. Хлор же всегда даёт заметные количества всех изомеров.
auto_awesomeХлорпарафины
Жидкие парафины, хлорированные до содержания хлора 40–70 %, называют хлорпарафинами. Это смеси огромного числа изомеров, которые никто не разделяет; их используют как пластификаторы и добавки, снижающие горючесть пластмасс.
push_pinГлавное
Формулу алкана находят по молярной массе (\(M = 14n + 2\)) или по продуктам сгорания; состав смесей газов — системой уравнений по объёмам; состав продуктов галогенирования — умножением числа атомов водорода каждого типа на их относительную активность.
Закрепите теорию: 11 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.