Рабочие листы по теме "Алканы" 1) Допишите определение __________________________________________________________________________

Анна Валерьевна Дзенис
Рабочие листы по теме "Алканы"
1) Допишите определение
Алканами называют ________________________________________________________
__________________________________________________________________________
Общая формула алканов - ______________
В приведенном ниже списке подчеркните формулы алканов:
С17Н36 , С4Н8 , С12Н22 , С8Н10 , С7Н16 , С10Н18 , С15Н30 , С13Н28 , С6Н6 , С9Н16
2) Допишите определения
Гомологический ряд – это ___________________________________________________
__________________________________________________________________________
Гомологи - ________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
3) Определите молекулярные формулы алканов, имеющих относительные
молекулярные массы, равные а) 86; б) 128
(Подсказка: относительную молекулярную массу алкана можно вычислить по общему правилу:
Mr(CnH2n+2) = n • Ar(C) + (2n +2) • Ar(H) = n • 12 + (2n +2) • 1 = 12 n + 2n +2= 14 n +2.
Число атомов
углерода в алкане
Число атомов
водорода в алкане
Подставив конкретное значение относительной молекулярной массы алкана,
решаем уравнение относительно "n". Зная число атомов углерода и общую формулу
алканов, записываем молекулярную формулу искомого вещества.)
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
4) Охарактеризуйте строение алканов, вставьте пропущенное:
а) Тип гибридизации атомов углерода: _______ . В _____ гибридизации участвуют
____ и ___ орбитали, в результате образуются _________________________
орбитали, которые принимают форму _______________________________.
б) Между атомами углерода ___________________________________ связи.
в) Длина углерод-углеродной (С-С) связи: ________________
г) Величина угла между связями: _________________________
д) Вследствие __________________________________________________, вокруг
____связей в молекулах алканов возможно ______________________________.
Цепь атомов углерода имеет ______________________________ характер.
1
Анна Валерьевна Дзенис
5) Вспомните, какие вещества называют изомерами. Допишите предложение:
Для предельных углеводородов характерна только изомерия ____________________
________________ - один из видов _________________________ изомерии.
Составьте формулы возможных изомеров состава С6Н14 .
6) Установите соответствие: для каждого вещества из левого столбика найдите
формулу изомера из правого столбика
Формула вещества
Формула его изомера
А)
CH3 CH3
H3C C C CH3
H3C CH3
а) CH3 CH2 CH2 CH3
CH3 CH CH2 CH2
CH3
б)
Б)
H3C CH2 CH2
CH2 CH2 CH3
CH2 CH3
CH3 CH CH2 CH3
CH3
в)
CH3 CH CH3
В)
CH3
CH2
г)
CH3
CH2
CH2
CH3
Г) H3C (CH2)5 CH3
д) CH3 CH2 CH(C2H5) CH2 CH3
Ответ: _______________________________________________________
7) Изучите по учебнику последовательность действий при составлении названия
углеводородов по номенклатуре ИЮПАК.
Схематично эта информация представлена в следующей таблице:
2
Анна Валерьевна Дзенис
Номенклатура углеводородов
1) Общая схема:
число
атомов углерода
в главной цепи
Где, сколько каких
заместителей
2) Корни слов:
Число атомов
углерода в
главной цепи
5) Суффиксы:
Радикалы:
3)
Корень
слова
принадлежность
к определенному
классу
Особенность
строения
название
формула
–СН3
метил
1
мет
–C2H5
этил
2
эт
-С3Н7
пропил
3
проп
- CH(CH3)2
4
бут
5
пент
6
гекс
7
гепт
8
окт
9
нон
| |
–С–С–
| |
суффикс
- ан
- ен
изопропил
–С≡С–
- ин
Умножающие приставки:
2 – ди, 3 – три,
4 – тетра,
6 – гекса, 7 – гепта
5 – пента,
4) Нумерация атомов углерода в главной цепи:
а) алканы - с того конца, к которому ближе радикалы;
б) алкены и алкины – с того конца, к которому ближе
двойная (или тройная) связь
Задание-образец: дать название следующему углеводороду по систематической
номенклатуре
CH3 CH CH2 CH CH2 CH2 CH3
CH3
CH3
Последовательность действий
1) Выбираем наиболее длинную цепь атомов углерода и
нумеруем ее с того конца, к которому ближе радикалы
1
2
Выполняемые операции
3
4
5
6
CH3 CH CH2 CH CH2 CH2 CH3
CH3
2) Приставка:
место – (число) - название заместителей
у 2 и у 4 атомов углерода имеется 2
7
CH3
2,4-диметил
одинаковых
радикала метила
3) Корень слова:
число атомов углерода в главной цепи (7 – гепт)
2,4-диметил гепт
4) Суффикс:
Только одинарные связи между атомами углерода
2,4-диметил гепт ан
3
Анна Валерьевна Дзенис
Задание с «подсказкой»: дать название следующему углеводороду по систематической
номенклатуре
CH3
H3C C CH2 CH2 CH CH3
CH2
CH3
CH3
1) Выбираем наиболее _________________
цепь атомов углерода,
, - ,
- _ ______
2) Нумеруем атомы углерода с того конца,
к которому ближе ___________________
_________
3) Составляем название:
у ____ атомов углерода есть ____________
_____ ________;
всего в главной цепи ______ атомов
углерода;
между атомами углерода – только
______________
____
Записываем название целиком: ___________________________________
8) Назовите следующие углеводороды по систематической номенклатуре
а)
CH3 CH2
CH CH2 CH CH3
CH3
CH3
,
- ____________ _______________
б)
CH3
CH3 CH C CH2 CH3
CH3 C2H5
,
- ________ ,
- ______________________
в)
CH2 CH CH CH2
CH3 CH3 CH3 CH3
,
- ____________ _______________
9) Назовите все вещества из задания № 6
А)______________________________________________________
Б) _______________________________________________________
4
Анна Валерьевна Дзенис
В) _______________________________________________________
Г) _______________________________________________________
а) _______________________________________________________
б) _______________________________________________________
в) _______________________________________________________
г) _______________________________________________________
д) _______________________________________________________
10) Допишите необходимое число атомов водорода и назовите вещества. Изомерны ли
они друг другу?
а)
б)
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C C
C C
C
C C C
C C C
C
C
C
________________________________
________________________________
Ответ: ______________________________
11) Составьте структурную формулу следующего вещества: 2,2,5-триметилгексан
Последовательность действий
1) «Разбираем слово по составу» - определяем
приставку, корень и суффикс
2) Корень слова – число атомов углерода в главной цепи – 6 атомов
(гекс). Записываем цепочку из 6 атомов углерода, нумеруем их.
Выполняемые операции
2,2,5-триметилгексан
1
2
3
4
5
6
С – С –С –С –С – С
3) Приставка:
2,2,5-триметил
у 2 атома углерода есть 2 радикала метила
и у 5 атома углерода имеется один радикал метила (-СН3)
4) Суффикс:
CH3
C C C C C C
CH3
CH3
ан
только одинарные связи между атомами углерода
5) Дописываем необходимое число атомов водорода
(у каждого атома углерода = (4 - число имеющихся углерод-углеродных связей))
CH3
H3C C CH2 CH2 CH CH3
CH3
CH3
Задание: пользуясь приведенным выше образцом, напишите структурные формулы
следующих веществ:
а) 3-метилгептан
б) 2,4-диметил, 3-этилпентан
5
Анна Валерьевна Дзенис
в) 3-метил,3-этилгексан
г) 2,2,4,4-тетраметилпентан
12) Составьте структурные формулы и названия трех гомологов для
CH3 CH2
CH CH2 CH3
CH3
(Подсказка: а) вспомните, в чем сходство и в чем различие в строении
гомологов;
б) определите, какая особенность в строении молекулы данного вещества будет повторяться у
его гомологов;
в) составляя формулы гомологов, запишите этот фрагмент, общий для гомологов данного
вещества, а затем допишите 1 или несколько групп –СН2-.
Пример: формула вещества
формула гомолога
CH3
C
CH2 CH3
H3C
CH3
CH3
CH2 CH2 CH3
C
H3 C
CH3
)
Ответ:
Примечание: обратите внимание на то, какие части слова (приставка, корень или
суффикс) меняются в названиях гомологов, а какие – сохраняются.
13) Для данного вещества выберите формулы и названия гомологов
CH3 CH
CH CH3
CH3 CH3
CH3
H3C C CH2 CH2 CH3
CH3
а)
г) 2,3-диметилнонан
H3C CH CH2 CH2 CH3
CH3 CH CH2 CH CH3
б)
CH3
д) 2,2-диметилпентан
CH3
CH
в) H3C
CH3
е) 2,3-диметилбутан
Ответ: ___________________________
6
Анна Валерьевна Дзенис
14) Рассмотрите приведенную ниже схему ("Химические свойства алканов")
Химические свойства алканов
з
а
м
е
щ
е
н
и
е
-С - С-
СО2+Н2О
Н
Hal
галогеналкан
-С - С-
изомер
Н
Н
-С - С-
алкАн
Н
NO₂
нитроалкан р-ция
Коновалова
алкАн + алкЕн
C=C
отщепление
алкЕн
Частные случаи:
а) 2 СН4 t˚ C₂H₂ + 3H₂
б) СН4
t˚
C + 2H₂
(пиролиз)
в) 2 СН3-СН2-СН2-СН3 + 5 О2
t
г) СН4 + О2
t˚, kat
4 СН3COOH + 2 H2O
t˚, kat
CH3OH
HCOOH
д) СН4 + H2O ↔ 3H₂ + СО
Пользуясь схемой, вставьте пропущенное:
Наличие _________________ связей между атомами _______________ в молекулах
алканов обуславливает их _____________________. Для алканов характерны реакции,
связанные с разрывом углерод-водородных и _______________________ связей.
1) Реакции, связанные с разрывом ______________________ связей
а) реакции __________________________________:
- галогенирование (взаимодействие ____________________ с _______________
при ____________________)
пример:
СН3-СН3 + ________ → _____________ + _________
(хлорэтан)
- нитрование (взаимодействие _________________ с ______________ )
пример:
СН3-СН3 + ________ → _____________ + _________
(нитроэтан)
б) реакции отщепления:
( дегидрирование – отщепление __________________ при ________________)
пример:
t, kat
_____________ + _________
(этен)
2) Реакции, связанные с разрывом углерод-углеродных связей
а) _______________ (расщепление):
пример:
СН3-СН3
СН3-СН2-СН2-СН3
t, kat
_____________ + _________
(этен)
(этан)
7
Анна Валерьевна Дзенис
б) __________________________
пример:
СН3-СН2-СН2-СН3
t, kat
___________________________
(2-метилпропан)
в) горение:
пример:
С2Н6 + О2 → ________
+ _________
15) Перечислите промышленные способы получения алканов
Ответ: __________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
16) Приведите примеры уравнений реакций, с помощью которых можно получить
алканы в лаборатории:
а) без изменения углеродного скелета
пример: ________________________________________________________________
б) с увеличением углеродного скелета
пример: ________________________________________________________________
17) Напротив каждого предложения запишите пример уравнения реакции,
подтверждающей данный тезис
утверждение
Пример уравнения реакции
1) Метан широко используют как бытовое
1)
и промышленное топливо.
2) Современные пропан-бутановые смеси позволяют
отапливать дома, расположенные вдали от
центральной магистральной сети, и эффективно
работать двигателям внутреннего сгорания
автомобилей.
3) Метан – источник получения водорода в
промышленности для синтеза аммиака.
2)
а)
б)
3)
18) Выберите буквы, под которыми записаны верные утверждения:
а) В природном газе содержится незначительное количество метана.
б) Для получения сажи используют метан.
в) Некоторые микроорганизмы способны перерабатывать алканы в белок.
г) При пропускании метана через водный раствор перманганата калия происходит
обесцвечивание раствора.
д) Твердые алканы применяют в качестве основы покрытия автомобильных дорог.
Ответ: _____________________________________
8
Анна Валерьевна Дзенис
19) Задача: в каком из алканов – 2,2-диметилгексане или 2,2,3-триметилбутане массовая доля углерода выше (ответ подтвердите вычислениями)?
(Подсказка: а) запишите молекулярные формулы этих веществ;
б) массовая доля углерода в углеводороде вычисляется по формуле
х  Ar (С )
 %(С ) 
 100 % )
Mr (С X Н Y )
Задачи на вывод молекулярной формулы углеводородов
I. По массовым долям элементов
Опорная информация: 1)Пусть имеется углеводород СхНу, тогда ω%(C) – массовая доля углерода
, преобразуя эту формулу, можно выразить «х» - число атомов углерода:
х  Ar (С )
 %(С ) 
х
Mr (СхНу)
 100%
 %(С )  Мr (СхНу) .
Аналогично:
Аr (С )  100%
 %( Н ) 
y  Ar ( Н )
,
 100%
Mr (С X Н Y )
преобразуем эту формулу,
выражая число атомов водорода («у»): у   %( Н )  Мr (СхНу) .
Аr ( Н )  100%
[Примечание: если по условию задачи известна массовая доля только одного элемента, то массовую
долю второго элемента можно определить из формулы:  %(С )   %( Н )  100% .]
2) Относительную молекулярную массу углеводорода можно вычислить, зная величину относительной
плотности данного углеводорода по какому-либо газу «А» (водород, кислород, гелий, азот или воздух и
др): Mr(СхНу ) = DА(СхНу) · Mr (А), где DА(СхНу) - относительная плотность газообразного
углеводорода СхНу по газу «А»; Mr ср.(воздуха) =29
Общая схема решения задачи
Задача-образец
Определите молекулярную формулу углеводорода,
Дано: а) ω % (C) или ω % (Н)
содержащего 84% углерода, если относительная плотность
б) DА (СXHY) или ρ
данного вещества по азоту = 3,57.
Найти: СхНу
Дано: а) ω % (C) = 84%
б) DN2 (СXHY) = 3,57
Найти: СхНу
Последовательность действий:
Решение:
1) Находим Mr (СXHY) :
1) Находим Mr (СXHY) :
Если известна DА (СXHY) , то
Mr(СXHY) = DА (СXHY) • Mr(A)
Mr(СXHY) = DN2 (СXHY) • Mr(N2) = 3,57 • 28 = 99,96
2) Находим индексы (х и у):
а) х 
 %(С )  Мr (СхНу)
Аr (С )  100%
б)
ω % (H) = 100 % - ω % (C)
в)
у
 %( Н )  Мr (СхНу)
Аr ( Н )  100%
2) Находим индексы (х и у):
84 %  99,96
а) х   %(С )  Мr (СхНу) =
= 6,99
12 100 %
Аr (С )  100%
б) ω % (H) = 100 % - ω % (C) = 100 % - 84%= 16%
16 %  99,96
в) у   %( Н )  Мr (СхНу) =
= 15,99
1  100 %
Аr ( Н )  100%
Ответ: С7Н16
9
Анна Валерьевна Дзенис
20) Задача: Массовая доля углерода в углеводороде составляет 83,3%. Относительная
плотность паров этого углеводорода по водороду = 36. Определите молекулярную
формулу этого углеводорода.
21) Задача: Определите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля водорода
в котором составляет 15,79%. Относительная плотность паров этого вещества по
воздуху равна 3,93.
II. По продуктам сгорания
Общая схема решения задачи
Дано: а) m(CXHY) или V(CXHY)
б) m(CO2) или V(CO2)
в) m(H2O)
г) DА (СXHY)
Найти: СхНу
Задача-образец
При сгорании 92,8 г углеводорода образовалось 143,36 л
оксида углерода (IV) и 144 г воды. Относительная
плотность углеводорода по воздуху равна двум.
Определите молекулярную формулу данного вещества.
Дано: а) m(CXHY) = 92,8 г
б) V(CO2) = 143,36 л
в) m(H2O) = 144 г
г) Dвоздух (СXHY) = 2
Найти: СхНу
Последовательность действий:
1) а) Если известна m (CXHY), то сначала
определяют М(CXHY):
Mr(СXHY) = DА (СXHY) • Mr(A)
Решение:
1) Так как известна m (CXHY), то сначала определяют
М(CXHY):
Mr(СXHY) = Dвоздух (СXHY) • Mr(воздух) = 2 • 29 = 58
б) Если известен V(CXHY), то переходим ко
2 действию.
2) Вычисляем : а) n (CXHY) ;
б) n(CО2) ;
в) n (H2O) по одной из формул:
V(A)
m(A)
n(A) 
или n(A) 
Vm
M(A)
2) Вычисляем :
а) n (CXHY) =
m 92,8
=
= 1,6
M 58
б) n(CО2) = V = 143,36 = 6,4
Vm
22,4
в) n (H2O) = m = 144 = 8
M 18
10
Анна Валерьевна Дзенис
3) Вычисляем: а) n (C) = n (CО2) ;
б) n (H) = 2• n (H2O).
(Примечание: проверка на наличие
атомов кислорода:
3) Вычисляем: а) n (C) = n (CО2) = 6,4
б) n (H) = 2 • n (H2O) = 2 • 8 = 16
(Так как по условию задачи известно, что сожгли
углеводород, проверку на кислород делать не нужно)
m (О)= m (в-ва) - m (С) - m (Н) =
m (в-ва) - 12 · n (C) - 1 · n (Н) )
4) Записываем соотношение:
n (CXHY) : n (C) : n(H)
1,6
: 6,4 : 16
Делим на наименьшее число – на 1,6 :
4) Записываем соотношение:
n (CXHY) : n (C) : n(H)
Делим на наименьшее число.
5) Ответ: в 1 молекуле CXHY содержится
…. атомов углерода и …. атомов
водорода.
1,6
1,6
:
6,4
1,6
1
:
4
:
16
1,6
: 10
5) Ответ: С4Н10
22) Задача: Относительная плотность углеводорода по водороду равна 14. Определите
молекулярную формулу этого вещества, если при сгорании 42 г его
образовалось 54 г воды и 67,2 л углекислого газа.
23) Задача: 20,16 л углеводорода сожгли, в результате чего было получено 80,64 л оксида
углерода (IV) и 64,8 г воды. Какова молекулярная формула исходного
углеводорода?
11