Експериментуємо: Стр.152

Експериментуємо вдома.

Дослід 1. Після відстоювання картопляного соку на дні осідає білий крохмаль. Від йодної настоянки його частинки темнішають до синього кольору.

Дослід 2. Після стискання подрібнених горіхів або насіння на папері залишається напівпрозора жирна пляма.

Висновок: картопля містить крохмаль, а горіхи й насіння — рослинні жири.

§ 27. Класифікація органічних речовин

298. Назвіть причини численності органічних речовин.

Карбон чотиривалентний, його атоми сполучаються між собою в ланцюги та кільця, утворюють прості й кратні зв’язки; існують ізомери.

299. Укажіть ознаки, за якими класифікують органічні сполуки.

Органічні сполуки класифікують за якісним складом, будовою карбонового ланцюга, видами зв’язків та наявністю функціональних груп.

300. Назвіть кілька органічних речовин різного якісного складу, які ми використовуємо в побуті.

Метан CH₄, етанол C₂H₅OH, оцтова кислота CH₃COOH, цукор C₁₂H₂₂O₁₁.

301. Обчисліть масові частки хімічних елементів у мурашиній кислоті HCOOH та метиловому спирті CH3OH. Тривіальні чи хімічні назви речовин наведено в задачі?

Мурашина кислота HCOOH: M = 46 г/моль.

w(C) = 12 : 46 • 100 % ≈ 26,1 %; w(H) = 2 : 46 • 100 % ≈ 4,3 %; w(O) = 32 : 46 • 100 % ≈ 69,6 %.

Метанол CH₃OH: M = 32 г/моль.

w(C) = 12 : 32 • 100 % = 37,5 %; w(H) = 4 : 32 • 100 % = 12,5 %; w(O) = 16 : 32 • 100 % = 50 %.

Наведено тривіальну назву кислоти і назву спирту за радикалом.

302. Виведіть хімічну формулу галогеновмісної органічної сполуки з відносною молекулярною масою 121, якщо в її молекулі є два атоми Хлору і два — іншого галогену. Зобразіть структурну формулу молекули сполуки.

Нехай формула CCl₂X₂.

12 + 2 • 35,5 + 2Ar(X) = 121.

2Ar(X) = 38; Ar(X) = 19 — F.

Відповідь: CCl₂F₂. Структурна формула: F—C(Cl)₂—F.

303. Зобразіть усі можливі карбонові ланцюги (лінійні, замкнені) із трьох атомів у молекулах вуглеводнів.

Можливі карбонові ланцюги з трьох атомів: відкритий із двома простими зв’язками; із одним подвійним; із двома подвійними; з одним потрійним; замкнений трикутник з простими зв’язками; а також варіанти ланцюгів з різним розміщенням кратних зв’язків (усього 8 за умовою вправи).

304. Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.

Органічна сполука — organic compound; структурна формула — structural formula; ізомер — isomer; карбоновий ланцюг — carbon chain; функціональна група — functional group.

305. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.

Знання	Самооцінка
Особливості органічних речовин	Так
Ізомерія	Так
Хімічні формули	Так

§ 28. Вуглеводні. Метан

306. Які сполуки називають вуглеводнями? На які групи поділяють вуглеводні за особливостями хімічного зв’язку в молекулах?

Вуглеводні — сполуки Карбону з Гідрогеном. За зв’язками між атомами Карбону їх поділяють на насичені й ненасичені.

307. Поясніть утворення атомом Карбону чотирьох простих ковалентних зв’язків з атомами Гідрогену в молекулі метану.

Атом Карбону утворює чотири спільні електронні пари з чотирма атомами H, тому в молекулі CH₄ є чотири прості ковалентні зв’язки.

308. Назвіть масові частки хімічних елементів у метані.

M(CH₄) = 12 + 4 = 16 г/моль.

w(C) = 12 : 16 • 100 % = 75 %;

w(H) = 4 : 16 • 100 % = 25 %.

309. У скільки разів метан важчий за водень?

M(CH₄) = 16; M(H₂) = 2 г/моль.

16 : 2 = 8.

Відповідь: метан у 8 разів важчий за водень.

310. У природному газі одного з родовищ об’ємна частка метану становить 91 %. Обчисліть масу метану, яка міститься в природному газі об’ємом 1 л (н. у.).

Дано: V(газу) = 1 л;

φ(CH₄) = 91 %.

Знайти: m(CH₄) — ?

Розв’язання:

V(CH₄) = 1 • 0,91 = 0,91 л.

n(CH₄) = 0,91 : 22,4 ≈ 0,0406 моль.

M(CH₄) = 16 г/моль.

m(CH₄) = 0,0406 • 16 ≈ 0,65 г.

Відповідь: 0,65 г.

311. За відомостями з інтернету з’ясуйте: а) які види сировини використовують у виробництві біогазу; б) чому метан іноді називають болотним газом.

а) Біогаз виробляють з гною, харчових відходів, рослинних решток та органічних відходів.

б) Метан називають болотним газом, бо він утворюється в болотах під час розкладу органічних решток без доступу кисню.

312. Біогаз, який виробляє установка, має такий склад (в об’ємних частках): метан — 60 % , вуглекислий газ — 30 % , азот — 5 %, решта — домішки. На комп’ютері або в зошиті створіть діаграму кількісного складу цього біогазу. Визначте відношення кількості молекул указаних компонентів біогазу.

Метан — 60 %, CO₂ — 30 %, N₂ — 5 %, інші гази — 5 %.

313. Запропонуйте іншу загальну назву вуглеводнів, яка походить від українських назв відповідних хімічних елементів.

Можлива назва: «карбоногідрогени», або «сполуки Карбону й Гідрогену».

314. Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.

Метан — methane; вуглеводень — hydrocarbon; природний газ — natural gas; біогаз — biogas; горіння — combustion.

315. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.

Уміння	Самооцінка
Називати вуглеводні	Так
Обчислювати склад метану	Так
Складати рівняння горіння	Так

§ 29. Властивості та застосування метану

316. У переліку речовин укажіть ті, з якими реагує метан: водень, кисень, бром, хлороводень, хлоридна кислота.

Метан реагує з киснем і бромом (за освітлення). Із воднем, хлороводнем та хлоридною кислотою за звичайних умов не реагує.

317. Чим зумовлений запах природного газу, що надходить у газові плити, адже чистий метан не має запаху?

До природного газу додають речовини з різким запахом — одоранти, щоб своєчасно виявляти витоки.

318. Яких правил необхідно дотримуватися в побуті, використовуючи природний газ?

Перевіряти справність газових приладів і вентиляції, не залишати вогонь без нагляду, не користуватися несправними приладами. За запаху газу перекрити кран, провітрити, не вмикати електроприлади й повідомити аварійну службу.

319. Допишіть схему бромування метану:

CH₄ + Br₂ → CH₃Br + HBr (світло).

320. Алюміній карбід (сполука Алюмінію з Карбоном) взаємодіє з водою з утворенням метану й алюміній гідроксиду. Ця реакція є екзотермічною. Складіть відповідне термохімічне рівняння.

Al₄C₃ + 12H₂O = 4Al(OH)₃ + 3CH₄↑ + Q.

321. Обчисліть об’єм хлору (в перерахунку на нормальні умови), який витрачається на повне хлорування метану кількістю речовини 1,5 моль.

Дано: n(CH₄) = 1,5 моль.

Знайти: V(Cl₂) — ?

Розв’язання:

CH₄ + 4Cl₂ = CCl₄ + 4HCl.

n(Cl₂) = 4 • 1,5 = 6 моль.

V(Cl₂) = 6 • 22,4 = 134,4 л.

Відповідь: 134,4 л.

322. Чи вистачить повітря об’ємом 100 л для повного спалювання метану об’ємом 5,6 л? Вважайте, що об’ємна частка кисню в повітрі становить 20 %.

V(O₂) = 2 • 5,6 = 11,2 л.

У 100 л повітря є 100 • 0,20 = 20 л O₂.

20 > 11,2 — повітря вистачить.

323. За матеріалами з інтернету з’ясуйте суть парникового ефекту і його частку, створювану метаном.

Парниковий ефект — затримування частини теплового випромінювання Землі газами атмосфери. Метан є парниковим газом і посилює цей ефект; його вплив на одиницю маси вищий, ніж CO₂.

324. Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.

Метан — methane; хлорування — chlorination; заміщення — substitution; галогенопохідна — halogen derivative; парниковий ефект — greenhouse effect.

325. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.

Поняття	Самооцінка
Горіння метану	Так
Реакція заміщення	Так
Використання природного газу	Так

§ 30. Гомологи метану

326. Які сполуки називають гомологами?

Гомологи — речовини одного гомологічного ряду, подібні за будовою і властивостями, що різняться на одну або кілька груп CH₂.

327. Чому карбоновий ланцюг у молекулах гомологів метану є зигзагоподібним, а не лінійним?

У молекулах алканів зв’язки між атомами Карбону спрямовані під певними кутами, тому карбоновий ланцюг має зигзагоподібну будову.

328. Вставте слова замість пропусків у речення: «Ізомери мають ... хімічну формулу і ... будову карбонового ланцюга».

«Ізомери мають однакову хімічну формулу і різну будову карбонового ланцюга».

329. Допишіть хімічне рівняння: ... (гомолог метану) + ... O2 —» 5С02 + ... H 2O.

330. Заповніть таблицю за умовою завдання.

Формула алкану	M, г/моль	D(H₂)	w(C), %
C₂H₆	30	15	80
C₃H₈	44	22	81,8
C₅H₁₂	72	36	83,3
C₇H₁₆	100	50	84

331. Обчисліть об’єм повітря (за н. у.), який витратиться на згоряння вуглеводню С2оН42 (один зі складників парафіну) масою 2 г. Вважайте, що об’ємна частка кисню в повітрі становить 2 0 % .

Дано: m(C₂₀H₄₂) = 2 г;

φ(O₂) = 20 %.

Знайти: V(повітря) — ?

Розв’язання:

M(C₂₀H₄₂) = 20 • 12 + 42 = 282 г/моль.

n(вуглеводню) = 2 : 282 ≈ 0,00709 моль.

n(O₂) = 30,5 • 0,00709 ≈ 0,216 моль.

V(повітря) = 0,216 • 22,4 : 0,20 ≈ 24,2 л.

Відповідь: 24,2 л.

332. За нормальних умов змішали етан об’ємом 1 л і кисень об’ємом 5 л. Суміш газів підпалили. Які гази було виявлено після реакції і повернення умов до початкових? Обчисліть об’єм кожного із цих газів.

На 1 л C₂H₆ витрачається 3,5 л O₂; після охолодження пара конденсується.

V(CO₂) = 2 л; V(O₂, залиш.) = 5 − 3,5 = 1,5 л.

Відповідь: 2 л CO₂ та 1,5 л O₂.

333. Назвіть газуватий вуглеводень, якщо після його спалювання утворився втричі більший об’єм вуглекислого газу, а густина вуглеводню за нормальних умов становить 1,96 г/л.

V(CO₂) : V(вуглеводню) = 3 : 1, отже в молекулі 3 атоми C.

M = ρ • Vₘ = 1,96 • 22,4 ≈ 44 г/моль.

3 • 12 = 36; Гідрогену: 44 − 36 = 8.

Відповідь: C₃H₈ — пропан.

334. Обчисліть густину метану, етану, пропану і бутану за нормальних умов. За отриманими результатами побудуйте графік залежності густини цих алканів від відносної молекулярної маси. Поясніть цю залежність.

Алкан	M, г/моль	ρ = M : 22,4, г/л
CH₄	16	0,71
C₂H₆	30	1,34
C₃H₈	44	1,96
C₄H₁₀	58	2,59

Висновок: густина газів за однакових умов прямо пропорційна їх молярним масам.

335. Чому, на вашу думку, температури кипіння гомологів метану зі збільшенням маси їхніх молекул зростають?

Із зростанням маси та розміру молекул алканів посилюється притягання між ними, тому для кипіння потрібна вища температура.

336. Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.

Алкан — alkane; гомолог — homologue; гомологічний ряд — homologous series; ізомер — isomer; карбоновий ланцюг — carbon chain; горіння — combustion.

337. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.

Уміння	Самооцінка
Формули алканів	Так
Властивості гомологів	Так
Розрахунки за рівняннями	Так

§ 31. Етен

338. Чим різняться насичені й ненасичені вуглеводні?

Насичені вуглеводні мають лише прості зв’язки між атомами Карбону, а ненасичені — подвійні або потрійні.

339. Охарактеризуйте будову молекули етену.

Молекула етену C₂H₄ має структурну формулу H₂C=CH₂: між атомами Карбону подвійний зв’язок, усі шість атомів лежать в одній площині.

340. У переліку речовин укажіть ті, з якими реагує етен: водень, кисень, азот, бром, хлороводень.

Етен реагує з H₂, O₂, Br₂, HCl; не реагує з N₂ за звичайних умов.

341. Складіть рівняння реакції горіння етену за нестачі кисню, якщо одним із двох продуктів є карбон(ІІ) оксид.

Сума коефіцієнтів: 1 + 2 + 2 + 2 = 7.

342. Визначте масові частки хімічних елементів в етені. (Усно.)

M(C₂H₄) = 28 г/моль.

w(C) = 24 : 28 = 6/7 ≈ 85,7 %; w(H) = 4 : 28 ≈ 14,3 %.

343. Етен об’ємом 1 л змішали з воднем об’ємом 4 л і нагріли за наявності каталізатора. Один із газів повністю прореагував. Визначте якісний склад нової суміші газів та об’ємну частку кожного компонента в ній. (Усно.)

C₂H₄ + H₂ = C₂H₆ (каталізатор).

Прореагували 1 л C₂H₄ та 1 л H₂; утворився 1 л C₂H₆, залишилось 3 л H₂.

Усього 4 л; φ(C₂H₆) = 1 : 4 = 25 %; φ(H₂) = 3 : 4 = 75 %.

344. За матеріалами з інтернету з’ясуйте, чому етен називають фітогормоном і які функції він виконує в рослинах.

Етен є фітогормоном: прискорює достигання плодів, старіння та опадання листя, впливає на ріст і розвиток рослин.

345. Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.

Етен — ethene; ненасичений вуглеводень — unsaturated hydrocarbon; подвійний зв’язок — double bond; приєднання — addition; бромна вода — bromine water.

346. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.

Тема	Самооцінка
Будова етену	Так
Реакції приєднання	Так
Горіння етену	Так