Задача 1. Определение молекулярной формулы

Соединение — бесцветный газ, при полном сгорании образует воду и углекислый газ. Оно относится к алканам. При сгорании 2 г вещества образуется 6,6 г CO₂ и 2,7 г H₂O.

Вопрос: Определите молекулярную формулу вещества.

Подсказка:

1. Используем массу продуктов для нахождения C и H:
   • Молярная масса C = 12 г/моль, H = 1 г/моль
   • C: 6,6 г CO₂ → 6,6 × (12/44) ≈ 1,8 г C
   • H: 2,7 г H₂O → 2,7 × (2/18) ≈ 0,3 г H
2. Состав: C₁H₄ → CH₄ (метан)

Ответ: CH₄ (метан).

Задача 2. Определение строения алкана

Соединение с формулой C₄H₁₀ реагирует с бромом при нагревании с образованием двух моно-бромпроизводных.

Вопрос: Каково строение исходного алкана?

Подсказка:

• C₄H₁₀ → бутан
• Два моно-бромпроизводных → линейный бутан (бутан-1 и бутан-2)
• Если бы это был изобутан → только один моно-бромпроизводный

Ответ: Линейный бутан, CH₃–CH₂–CH₂–CH₃.

Задача 3. Циклоалканы и их реакции

Циклоалкан C₅H₁₀ реагирует с бромной водой только при нагревании с образованием бромпроизводного, не реагирует в холоде.

Вопрос: Определите тип вещества и объясните реакционную способность.

Подсказка:

• Формула C₅H₁₀ → n-алканы не подходят (формула для циклоалканов).
• Циклопентан → насыщенный, реакция замещения (только при нагреве).

Ответ: Циклопентан, C₅H₁₀, реакция — замещение атома H на Br.

Задача 4. Изомерия алканов

Алкан с формулой C₅H₁₂ имеет три изомера. Один из них — пентан, второй — изопентан, третий — необутилпентан.

Вопрос: Назовите все изомеры и их структурные формулы.

Ответ:

1. н-Пентан: CH₃–CH₂–CH₂–CH₂–CH₃
2. Изопентан (2-метилбутан): CH₃–CH(CH₃)–CH₂–CH₃
3. Неопентан (2,2-диметилпропан): C(CH₃)₄

Задача 5. Реакции с горением

Алкан C₃H₈ полностью сгорает в кислороде.

Вопрос: Напишите уравнение реакции и рассчитайте массу воды, образовавшейся при сгорании 22 г пропана.

Решение:

1. Уравнение сгорания:

   
   
2. Молярная масса C₃H₈ = 44 г/моль
   • 22 г → 0,5 моль
   • H₂O: 0,5 × 4 = 2 моль → масса = 2 × 18 = 36 г

Ответ: 36 г воды.

Задача 6. Определение циклоалкана по общей формуле

Соединение с формулой C₆H₁₂ может быть либо циклоалканом, либо алкеном. Оно не вступает в реакцию с бромной водой в холоде, но горит.

Вопрос: Что это за соединение?

Подсказка:

• Насыщенный → циклоалкан
• Алкен реагировал бы с бромной водой → исключаем

Ответ: Циклогексан, C₆H₁₂.