ГДЗ · Хімія · 9 клас

Сторінка 148

Хімія, Григорович О. В., Недоруб О. Ю., 2026 · № 213–222 · 10 завдань

Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».

§ 18. Ненасичені вуглеводні

Завдання 213

Порівняння реакцій етену та етину

Порівняти реакції горіння, гідрогенізації та галогенування для етену та етину. Скласти опис діаграм Венна (оскільки малювати неможливо).

Розв’язання

Горіння: Спільна риса — обидва реагують з $O_{2}$ , даючи $C O_{2}$ і $H_{2} O$ . Відмінність — кількість кисню ( $3 O_{2}$ для етену, $2, 5 O_{2}$ для етину на 1 моль).
Гідрогенізація: Спільна риса — реакція з $H_{2}$ . Відмінність: етин може реагувати в два етапи (до етену і далі до етану), етин — більш активний за етен.
Галогенування: Спільна риса — реакція приєднання брому, зникнення забарвлення. Відмінність: швидкість реакції (етин зазвичай реагує швидше через потрійний зв'язок).

Відповідь:

Спільні риси (перетин діаграм):
* Реакція з киснем ( $O_{2}$ ) з утворенням $C O_{2}$ і $H_{2} O$ .
* Реакція приєднання водню ( $H_{2}$ ).
* Реакція приєднання брому ( $B r_{2}$ ) без каталізатора.
Відмінні риси:
* Етен: Реагує з $3 O_{2}$ , перетворюється на етан за однією стадією гідрогенізації, дає поліетилен при полімеризації.
* Етин: Реагує з $2, 5 O_{2}$ , проходить через стадію етену при гідрогенізації, має потрійний зв'язок, що робить його більш активним у реакціях приєднання.

Завдання 214

Пропен та пропін: будова та властивості

Зобразити молекулярну й структурну формули пропену та пропіну. Скласти рівняння реакцій горіння, гідрогенізації та галогенування для них.

Розв’язання

Записуємо молекулярні формули: пропен — $C_{3} H_{6}$ , пропін — $C_{3} H_{4}$ .
Складаємо структурні формули, розташовуючи атоми Карбону в ланцюгу і додаючи подвійний ( $=$ ) або потрійний ( $\equiv$ ) зв'язок:
* Пропен: $C H_{2} = C H - C H_{3}$ .
* Пропін: $C H \equiv C - C H_{3}$ .
Записуємо рівняння реакцій (коефіцієнти балансуємо):
* Горіння:
* Пропен: $C_{3} H_{6} + 4, 5 O_{2} \to 3 C O_{2} + 3 H_{2} O$ (або $2 C_{3} H_{6} + 9 O_{2} \to 6 C O_{2} + 6 H_{2} O$ ).
* Пропін: $2 C_{3} H_{4} + 7 O_{2} \to 6 C O_{2} + 4 H_{2} O$ .
* Гідрогенізація (до алкану):
* Пропен: $C_{3} H_{6} + H_{2} t, N i C_{3} H_{8}$ (пропан).
* Пропін: $C_{3} H_{4} + 2 H_{2} t, N i C_{3} H_{8}$ (пропан).
* Галогенування (з бромом):
* Пропен: $C H_{2} = C H - C H_{3} + B r_{2} \to C H_{2} B r - C H B r - C H_{3}$ .
* Пропін: $C H \equiv C - C H_{3} + 2 B r_{2} \to C H B r_{2} - C B r_{2} - C H_{3}$ .

Відповідь:

Молекулярні формули:
* Пропен: $C_{3} H_{6}$
* Пропін: $C_{3} H_{4}$

Структурні формули:
* Пропен: $C H_{2} = C H - C H_{3}$
* Пропін: $C H \equiv C - C H_{3}$

Рівняння реакцій:
1. Горіння:
* $C_{3} H_{6} + \frac{9}{2} O_{2} \to 3 C O_{2} + 3 H_{2} O$
* $2 C_{3} H_{4} + 7 O_{2} \to 6 C O_{2} + 4 H_{2} O$
2. Гідрогенізація (до пропану):
* $C_{3} H_{6} + H_{2} t, N i C_{3} H_{8}$
* $C_{3} H_{4} + 2 H_{2} t, N i C_{3} H_{8}$
3. Галогенування (з бромом):
* $C_{3} H_{6} + B r_{2} \to C_{3} H_{6} B r_{2}$ (1,2-дібромпропан)
* $C_{3} H_{4} + 2 B r_{2} \to C_{3} H_{4} B r_{4}$ (1,1,2,2-тетрабромпропан)

Завдання 215

Порівняння густини етену та етину

Визначити, у якого вуглеводню — етену чи етину — більша густина, і порівняти їх густину з густиною повітря.

Розв’язання

Знайдемо молярну масу етену: $M (C_{2} H_{4}) = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 = 28 г / моль$ .
Знайдемо молярну масу етину: $M (C_{2} H_{2}) = 2 \cdot 12 + 2 \cdot 1 = 26 г / моль$ .
Порівнюємо з густиною повітря (молярна маса $\approx 29 г / моль$ ). Оскільки $28 < 29$ та $26 < 29$ , обидва гази легші за повітря.
Порівнюємо етен і етин: оскільки $28 > 26$ , густина етену більша за густину етину.

Відповідь:

Густина етену більша за густину етину. Обидва гази легші за повітря (густина етену $\approx 0, 97 г / л$ , етину $\approx 0, 89 г / л$ , повітря $\approx 1, 29 г / л$ ).

Завдання 216

Порівняння об'ємів

C O_{2}

при згорянні

Порівняти об'єми вуглекислого газу, який утвориться внаслідок повного згоряння однакових об'ємів етану, етену й етину.

Розв’язання

Рівняння горіння етану: $C_{2} H_{6} + \frac{7}{2} O_{2} \to 2 C O_{2} + 3 H_{2} O$ . З 1 моля етану утворюється 2 моль $C O_{2}$ .
Рівняння горіння етену: $C_{2} H_{4} + 3 O_{2} \to 2 C O_{2} + 2 H_{2} O$ . З 1 моля етену утворюється 2 моль $C O_{2}$ .
Рівняння горіння етину: $C_{2} H_{2} + \frac{5}{2} O_{2} \to 2 C O_{2} + H_{2} O$ . З 1 моля етину утворюється 2 моль $C O_{2}$ .
Оскільки в усіх рівняннях коефіцієнт перед $C O_{2}$ дорівнює 2, а кількість вихідних газів однакова (за умовою), об'єми утвореного $C O_{2}$ будуть однакови.

Відповідь:

Об'єми вуглекислого газу, що утворюються при згорянні однакових об'ємів етану, етену та етину, є рівними.

Завдання 217

Витрата кисню при згорянні

Визначити, на згоряння однакових об'ємів якого вуглеводню — етану, етену чи етину — витрачається менше кисню.

Розв’язання

Рівняння горіння етану: $C_{2} H_{6} + 3, 5 O_{2} \to 2 C O_{2} + 3 H_{2} O$ . Витрата кисню — $3, 5$ моль на 1 моль етану.
Рівняння горіння етену: $C_{2} H_{4} + 3 O_{2} \to 2 C O_{2} + 2 H_{2} O$ . Витрата кисню — $3$ моль на 1 моль етену.
Рівняння горіння етину: $C_{2} H_{2} + 2, 5 O_{2} \to 2 C O_{2} + H_{2} O$ . Витрата кисню — $2, 5$ моль на 1 моль етину.
Порівнюємо витрати: $2, 5 < 3 < 3, 5$ . Найменше кисню витрачається на згоряння етину.

Відповідь:

На згоряння однакових об'ємів етину витрачається найменше кисню.

Завдання 218

Масова частка етену й етину у воді

Обчислити масову частку етену ( $C_{2} H_{4}$ ) та етину ( $C_{2} H_{2}$ ) у їх насичених розчинах у воді за температури $0^{\circ} C$ . Розчинність етену — $22, 6 мл$ , етину — $137 мл$ на $100 мл$ води.

Розв’язання

Знайдемо масу етену: $V = 22, 6 мл = 0, 0226 л$ . Молярна маса $C_{2} H_{4} = 28 г / моль$ , густина $\approx 1, 25 г / л$ . $m (етену) = 0, 0226 \cdot 1, 25 \approx 0, 0283 г$ .
Знайдемо масу етину: $V = 137 мл = 0, 137 л$ . Молярна маса $C_{2} H_{2} = 26 г / моль$ , густина $\approx 1, 097 г / л$ . $m (етину) = 0, 137 \cdot 1, 097 \approx 0, 1503 г$ .
Масу води беремо за $100 мл \approx 100 г$ . Обчислюємо масові частки: $w (етену) = \frac{0 , 0283}{100 + 0 , 0283} \cdot 100% \approx 0, 028%$ ; $w (етину) = \frac{0 , 1503}{100 + 0 , 1503} \cdot 100% \approx 0, 15%$ .

Відповідь:

Масова частка етену становить приблизно $0, 028%$ , масова частка етину — приблизно $0, 15%$ .

Завдання 219

Розчинність газів у воді при нагріванні

Визначити, як змінюється розчинність етену та етину у воді при підвищенні температури, і чи будуть видимі ознаки (відкладення осаду) при нагріванні насичених розчинів.

Розв’язання

Аналізуємо вплив температури: зі збільшенням температури кінетична енергія молекул газу зростає, тому вони легше виходять з розчину. Отже, розчинність етену та етину зменшується.
Оцінюємо видимі ознаки: оскільки розчини насичені, при нагріванні надлишок газу не зможе залишитися у воді і виділиться бульбашками. Це буде видно як бурхливий викид газу (пінення).

Відповідь:

Розчинність етену та етину зменшується при підвищенні температури. Під час нагрівання насичених розчинів спостерігатимуться видимі ознаки у вигляді виділення бульбашок газу (пінення).

Завдання 220

Об'єм водню для реакції з етену та етином

а) Знайти об'єм водню, що реагує з $7 г$ етену. б) Знайти об'єм водню, що реагує з $5, 6 л$ (н. у.) етину.

Розв’язання

а) Знаходимо кількість речовини етену: $n (C_{2} H_{4}) = \frac{7 г}{28 г / моль} = 0, 25 моль$ . За рівнянням $C_{2} H_{4} + H_{2} \to C_{2} H_{6}$ потрібно $0, 25 моль$ водню. Об'єм: $V (H_{2}) = 0, 25 \cdot 22, 4 = 5, 6 л$ .
б) Знаходимо кількість речовини етину: $n (C_{2} H_{2}) = \frac{5 , 6 л}{22 , 4 л / моль} = 0, 25 моль$ . За рівнянням $C_{2} H_{2} + 2 H_{2} \to C_{2} H_{6}$ потрібно $0, 25 \cdot 2 = 0, 5 моль$ водню. Об'єм: $V (H_{2}) = 0, 5 \cdot 22, 4 = 11, 2 л$ .

Відповідь:

а) $5, 6 л$ водню; б) $11, 2 л$ водню.

Завдання 221

Реакція етену з бромною водою

Обчислити об'єм етену (н. у.), необхідний для знебарвлення бромної води масою 400 г, у якій масова частка брому становить 2 %.

Розв’язання

Знайдемо масу чистого брому в розчині: $m (B r_{2}) = m (розчину) \cdot w (B r_{2}) = 400 г \cdot 0, 02 = 8 г$ .
Обчислимо кількість речовини брому: $n (B r_{2}) = \frac{m}{M} = \frac{8 г}{160 г / моль} = 0, 05 моль$ .
За рівнянням реакції $C_{2} H_{4} + B r_{2} \to C_{2} H_{4} B r_{2}$ кількість речовини етену дорівнює кількості брому: $n (C_{2} H_{4}) = 0, 05 моль$ .
Знайдемо об'єм етену за умов нормальності ( $V_{m} = 22, 4 л / моль$ ): $V (C_{2} H_{4}) = n \cdot V_{m} = 0, 05 моль \cdot 22, 4 л / моль = 1, 12 л$ .

Відповідь:

$1, 12 л$

Завдання 222

Зміна об'єму суміші етену з киснем при реакції

Обчислити, як зміниться об'єм суміші етену з киснем ( $V_{суміш} = V (C_{2} H_{4}) + V (O_{2})$ ), у якій відношення об'ємів газів становить $1 : 3$ , за умови повної взаємодії речовин і утворення води: а) рідкої; б) газуватої.

Розв’язання

Нехай $V (C_{2} H_{4}) = x$ , тоді $V (O_{2}) = 3 x$ . Початковий об'єм суміші $V_{поч} = x + 3 x = 4 x$ .
Рівняння реакції: $C_{2} H_{4} + 3 O_{2} \to 2 C O_{2} + 2 H_{2} O$ . Коефіцієнти: $1 : 3 \to 2 : 2$ .
а) Якщо вода рідка ( $l$ ), то в суміші газів залишається лише $C O_{2}$ . Об'єм продуктів $V_{кін} = V (C O_{2}) = 2 x$ . Зміна об'єму $Δ V = V_{кін} - V_{поч} = 2 x - 4 x = - 2 x$ (об'єм зменшується вдвічі).
б) Якщо вода газувата ( $g$ ), то в суміші є $C O_{2}$ і $H_{2} O$ . Об'єм продуктів $V_{кін} = V (C O_{2}) + V (H_{2} O) = 2 x + 2 x = 4 x$ . Зміна об'єму $Δ V = 4 x - 4 x = 0$ (об'єм не змінюється).

Відповідь:

а) Об'єм суміші зменшується вдвічі; б) Об'єм суміші не змінюється.