Задания по теме «Алканы». 10 класс. 1. Составьте формулы двух изомеров и двух гомологов для вещества: CH3—CH(CH3)—CH2—CH3

На листе 14 заданий, но обведены № 1, № 12 и № 14 — их и разбираю.

Краткий ответ

1. Для 2-метилбутана Изомеры: н-пентан и 2,2-диметилпропан (неопентан). Гомологи: 2-метилпропан (C₄H₁₀) и 2-метилпентан (C₆H₁₄).

12. \(\mathrm{Al_4C_3 \rightarrow CH_4 \rightarrow CH_3Cl \rightarrow C_2H_6 \rightarrow CO_2}\)

1. \(\mathrm{Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3\downarrow + 3CH_4\uparrow}\)
2. \(\mathrm{CH_4 + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} CH_3Cl + HCl}\)
3. \(\mathrm{2CH_3Cl + 2Na \rightarrow C_2H_6 + 2NaCl}\)
4. \(\mathrm{2C_2H_6 + 7O_2 \rightarrow 4CO_2 + 6H_2O}\)

14. Этан → бромэтан → бутан → хлорбутан → октан

1. \(\mathrm{C_2H_6 + Br_2 \xrightarrow{h\nu} C_2H_5Br + HBr}\)
2. \(\mathrm{2C_2H_5Br + 2Na \rightarrow C_4H_{10} + 2NaBr}\)
3. \(\mathrm{C_4H_{10} + Cl_2 \xrightarrow{h\nu} C_4H_9Cl + HCl}\)
4. \(\mathrm{2C_4H_9Cl + 2Na \rightarrow C_8H_{18} + 2NaCl}\)

Задание 1: изомеры и гомологи

Исходное вещество: \[ \mathrm{CH_3-\underset{\underset{\mathrm{CH_3}}{|}}{\mathrm{CH}}-\mathrm{CH_2}-\mathrm{CH_3}} \] Это 2-метилбутан, состав \(\mathrm{C_5H_{12}}\).

Изомеры — одинаковый состав, разное строение: \[ \mathrm{CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3} \quad \text{(н-пентан)} \] \[ \mathrm{CH_3-C(CH_3)_2-CH_3} \quad \text{(2,2-диметилпропан, неопентан)} \]

Гомологи — отличаются на группу \(\mathrm{CH_2}\), но строение (та же цепь с тем же заместителем) сохраняется: \[ \mathrm{CH_3-CH(CH_3)-CH_3} \quad \text{(2-метилпропан, } \mathrm{C_4H_{10}}\text{)} \] \[ \mathrm{CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-CH_3} \quad \text{(2-метилпентан, } \mathrm{C_6H_{14}}\text{)} \]

Принцип: считаешь углероды и водороды — у изомеров формула совпадает полностью, у гомологов разница ровно \(\mathrm{CH_2}\).

Задания 12 и 14: логика цепочек

Алканы — предельные углеводороды, поэтому работают три «кирпича»:

• Замещение при свете: \(\mathrm{RH + Hal_2 \xrightarrow{h\nu} RHal + HHal}\) — так получают хлорметан и бромэтан.
• Реакция Вюрца: \(\mathrm{2R-Hal + 2Na \rightarrow R-R + 2NaCl}\) — сшивает две молекулы, то есть удваивает число атомов углерода: 2 → 4 (в № 12 и № 14), 4 → 8 (в № 14).
• Особые случаи: карбид алюминия гидролизуется с выделением метана; полное сгорание алкана всегда даёт \(\mathrm{CO_2}\) и \(\mathrm{H_2O}\).

Проверка

• Углерод в цепочках № 14: бромэтан (2 C) → бутан (4 C) → хлорбутан (4 C) → октан (8 C). ✔
• Баланс горения этана: C: 2·2 = 4 = 4; H: 2·6 = 12 = 6·2; O: 7·2 = 14 = 4·2 + 6. ✔
• Формулы гомологов: \(\mathrm{C_5H_{12} \pm CH_2}\) даёт \(\mathrm{C_4H_{10}}\) и \(\mathrm{C_6H_{14}}\). ✔

Если нужны остальные номера (2–11, 13) — скажи, какие именно, разберу так же.