10 класс Алкены. Строение, номенклатура, изомерия, физические свойства § 28. Алкены. Строение, номенклатура, изомерия, физические свойства

ГДЗ по химии, 10 класс, Еремин, номер 28.7: Алкены. Строение, номенклатура, изомерия, физические свойства

Химия; углубленное обучение — Еремин В.В., Кузьменко Н.Е., Теренин В.И. и др.; под редакцией Лунина В.В.

Илья Морозов, преподаватель химии Шпаргача обновлено 12 сентября 2026

← 28.6 28.8 →

Условие

При дегидрировании 2,0 м³ (н. у.) изомера пентана образовалось 3,3 кг 2-метилбутадиена-1,3. Рассчитать выход продукта реакции. Определить, какой именно изомер пентана участвовал в реакции.

Номер как в учебнике. Условие — полный пересказ редакции: те же пункты, числа и факты, не цитата из книги.

Пошаговое решение

Решение задачи

Шаг 1. Анализ условия и определение молярных масс

В условии сказано: «При дегидрировании 2,0 м³ (н. у.) изомера пентана...». Здесь есть терминологическая неточность в формулировке учебника или опечатка в слове «изомер». Пентан (C₅H₁₂) — это алкан. Дегидрирование (отщепление водорода) алкана приводит к образованию алкена или диена. Продукт реакции — 2-метилбутадиен-1,3 (изопрен), формула которого C₅H₈.

Чтобы получить диен из углеводорода с тем же углеродным скелетом, исходное вещество должно быть алканом состава C₅H₁₂ (пентаном или его изомерами). Реакция дегидрирования протекает по схеме:

C₅H₁₂→C₅H₈+2H₂

Определим молярные массы веществ:

Исходный алкан (изомеры пентана): M(C₅H₁₂)=5·12+12·1=72 г/моль.
Продукт (2-метилбутадиен-1,3): M(C₅H₈)=5·12+8·1=68 г/моль.

Шаг 2. Расчёт теоретического количества вещества исходного алкана

Дано объём исходного газа при нормальных условиях: V=2,0 м³. Переведём кубические метры в литры:

V=2,0 м³ =2000 л

Найдём количество вещества (моли) исходного алкана, используя молярный объём газов при н.у. V_m=22,4 л/моль:

n(алкан)=V/V_m=2000/22,4≈89,29 моль

Шаг 3. Расчёт теоретической массы продукта

Согласно уравнению реакции C₅H₁₂→C₅H₈+2H₂, из 1 моль алкана образуется 1 моль диена. Следовательно, теоретическое количество вещества продукта равно количеству вещества исходного алкана:

n_теор(C₅H₈)=n(алкан)≈89,29 моль

Вычислим теоретическую массу продукта:

m_теор =n_теор ·M(C₅H₈)=89,29·68≈6071,7 г

Переведём граммы в килограммы:

m_теор ≈6,07 кг

Шаг 4. Расчёт выхода продукта реакции

Фактическая масса полученного продукта дана в условии: m_практ =3,3 кг.

Выход продукта (η) рассчитывается как отношение практической массы к теоретической, выраженное в процентах:

η=m_практ/m_теор ·100% η=3,3/6,07·100%≈54,4%

Шаг 5. Определение структуры изомера пентана

Нам нужно определить, какой именно изомер пентана (C₅H₁₂) участвовал в реакции. Для этого проанализируем структуру продукта — 2-метилбутадиена-1,3.

Структурная формула 2-метилбутадиена-1,3 (изопрена):

CH₂=C(CH₃)-CH=CH₂

Углеродный скелет этого соединения имеет вид разветвленной цепи из 5 атомов углерода. При полном гидрировании (обратной реакции) двойные связи превращаются в одинарные, и мы получаем соответствующий алкан. Если «закрыть» двойные связи водородом, структура алкана будет следующей:

CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₃

Это соединение называется 2-метилбутан (или изоамилан).

Проверим другие изомеры пентана:

н-Пентан (CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃) при дегидрировании даёт пентадиены линейной структуры (например, 1,3-пентадиен или 1,4-пентадиен), но не разветвлённый 2-метилбутадиен.
2,2-Диметилпропан (неопентан, C(CH₃)₄) имеет центральный четвертичный атом углерода. Он не может образовать сопряжённую систему двойных связей типа диена без разрушения углеродного скелета, так как для образования двух двойных связей нужны соседние атомы углерода с атомами водорода, а в неопентане все атомы водорода находятся на эквивалентных метильных группах, и отрыв двух протонов с разных групп привёл бы к нестабильным или невозможным в данных условиях структурам (наиболее вероятно образование изобутена и метана при крекинге, но не изопрена напрямую простым дегидрированием).

Таким образом, единственным изомером пентана, который сохраняет углеродный скелет и позволяет получить 2-метилбутадиен-1,3 путём последовательного отщепления двух молекул водорода, является 2-метилбутан .

Ответ

Выход продукта составляет приблизительно 54,4%. В реакции участвовал изомер пентана — 2-метилбутан .

Ответ

Выход продукта: ~54,4%

Изомер пентана: 2-метилбутан

Задача требует понимания механизма дегидрирования алканов до диенов. Ключевой момент — соответствие углеродного скелета исходного алкана и конечного диена. Изопрен (2-метилбутадиен-1,3) имеет разветвленную цепь, что указывает на исходный 2-метилбутан. Расчёт выхода ведётся через сравнение теоретической массы (рассчитанной по объёму исходного газа) и фактической массы продукта.

Как решение?

Двойная оценка: понятность и подробность. Можно выбрать одно или оба.

Подробность

У вас другое условие?

Загрузите фото — учтём ваши числа и редакцию.

Решить по фото

Частые вопросы

Это точный номер 28.7 из моего учебника?

Номер совпадает с учебником «Химия; углубленное обучение», Еремин В.В., Кузьменко Н.Е., Теренин В.И. и др.; под редакцией Лунина В.В.. Формулировка — пересказ редакции, не дословная цитата. Если в вашей редакции другие числа — загрузите фото.

Какой ответ в задании 28.7?

Краткий ответ: Выход продукта: ~54,4% Изомер пентана: 2-метилбутан.

Как пользоваться этим разбором?

Сначала прочитайте условие и чертёж, затем шаги решения по порядку и сверьте свой ход с кратким ответом внизу.

Какой учебник имеется в виду?

«Химия; углубленное обучение», Еремин В.В., Кузьменко Н.Е., Теренин В.И. и др.; под редакцией Лунина В.В.. Проверьте часть, год и автора на обложке. Тема в учебнике: § 28. Алкены. Строение, номенклатура, изомерия, физические свойства.

Можно ли списать ответ без решения?

Лучше сначала решить самостоятельно, а разбор использовать для проверки хода и поиска ошибки.