№1. Органическое вещество, молекулярная формула которого С7Н12, относится к гомологическому ряду а)...

Ответ на вопросы:

Вопрос №1:

Органическое вещество с молекулярной формулой ( C7H{12} ) принадлежит к гомологическому ряду углеводородов. Чтобы определить, к какому именно ряду относится вещество, следует воспользоваться общей формулой для каждого ряда:

• а) Метана (алканы): Общая формула ( CnH{2n+2} ). Для ( C7H{12} ) не подходит, так как должно быть ( C7H{16} ).
• б) Этилена (алкены): Общая формула ( CnH{2n} ). Для ( C7H{12} ) не подходит, так как должно быть ( C7H{14} ).
• в) Бензола (арены): Общая формула ( CnH{2n-6} ). Для ( C7H{12} ) не подходит, так как должно быть ( C_7H_8 ).
• г) Ацетилена (алкины): Общая формула ( CnH{2n-2} ). Для ( C7H{12} ) подходит, так как ( 2n - 2 = 12 ), то есть вещество может быть алкином.

Ответ: г) ацетилена.

Вопрос №2:

Схема превращений: [ Al_4C_3 + H_2O \xrightarrow{t} X_1 \xrightarrow{} X_2 \xrightarrow{} \text{уксусный альдегид}. ]

1. ( Al_4C_3 ) (карбид алюминия) при взаимодействии с водой образует метан: [ Al_4C_3 + 12H_2O \to 4Al(OH)_3 + 3CH_4. ] Таким образом, ( X_1 ) — это метан (( CH_4 )).

2. Далее, метан (( X_1 )) подвергается пиролизу (нагреванию без доступа воздуха) и превращается в ацетилен: [ CH_4 \xrightarrow{t} C_2H_2 + H_2. ] Таким образом, ( X_2 ) — это ацетилен (( C_2H_2 )).

3. Ацетилен при последующей гидратации (реакция Кучерова) превращается в уксусный альдегид: [ C_2H_2 + H_2O \xrightarrow{Hg^{2+}, H^+} CH_3CHO. ]

Ответ: в) метан и ацетилен.

Вопрос №3:

Сначала запишем уравнение горения этана (( C_2H_6 )): [ 2C_2H_6 + 7O_2 \to 4CO_2 + 6H_2O. ]

По уравнению видно, что из 2 объемов этана образуется 4 объема углекислого газа (( CO_2 )). То есть объем углекислого газа вдвое больше объема этана (отношение объемов ( 4:2 = 2:1 )).

• Если объем этана равен 40 л, то объем углекислого газа, образующегося при его сгорании: [ 40 \, \text{л} \times 2 = 80 \, \text{л}. ]

Ответ: б) 80 л.

Итоговые ответы:

1. г) ацетилена.
2. в) метан и ацетилен.
3. б) 80 л.

Давайте разберем каждый из ваших вопросов по отдельности.

Вопрос №1:

Органическое вещество с молекулярной формулой С7Н12 может быть связано с одним из гомологических рядов. Чтобы определить, к какому гомологическому ряду относится данное вещество, нужно рассмотреть общие формулы для различных классов органических соединений.

• Метан (алканы) – общий вид CnH2n+2. Для n = 7, формула C7H16 (алканы).
• Этилен (алкены) – общий вид CnH2n. Для n = 7, формула C7H14 (алкены).
• Бензол (ароматические углеводороды) – формула C6H6 (не подходит).
• Ацетилен (алклины) – общий вид CnH2n-2. Для n = 7, формула C7H10 (алклины).

Таким образом, С7Н12 указывает на то, что это может быть алкен, так как он соответствует формуле CnH2n, и в данном случае n = 7. Следовательно, правильный ответ: б) этилен.

Вопрос №2:

В данной реакции у нас есть Al4C3, который реагирует с водой (H2O) при нагревании. В результате этого процесса образуются метан (CH4) и ацетилен (C2H2).

Реакция можно представить так: [ \text{Al}_4\text{C}_3 + 12 \text{H}_2\text{O} \rightarrow 4 \text{Al(OH)}_3 + 3 \text{CH}_4 + 3 \text{C}_2\text{H}_2 ]

После этого X1 (ацетилен) может быть превращен в уксусный альдегид через несколько этапов:

• Ацетилен может быть гидратирован до этанола (через промежуточное образование винилацетата, но это более сложный путь).
• Затем этанол может быть окислен до уксусного альдегида.

Таким образом, веществами X1 и X2 являются ацетилен и этанол. Правильный ответ: а) ацетилен и этанол.

Вопрос №3:

При горении углеводородов, таких как этан (C2H6), происходит реакция с кислородом, в результате которой образуются углекислый газ (CO2) и вода (H2O).

Уравнение реакции с этаном: [ 2 \text{C}_2\text{H}_6 + 7 \text{O}_2 \rightarrow 4 \text{CO}_2 + 6 \text{H}_2\text{O} ]

Из уравнения видно, что на 2 моль этана образуется 4 моль углекислого газа.

Теперь, если у нас 40 л этана, мы можем использовать соотношение:

• 2 л этана дают 4 л углекислого газа.
• Таким образом, 40 л этана дадут: [ \text{Объем CO}_2 = 40 \text{ л} \times \frac{4 \text{ л CO}_2}{2 \text{ л C}_2\text{H}_6} = 80 \text{ л CO}_2 ]

Правильный ответ: б) 80 л.

Таким образом, все ответы:

1. б) этилен
2. а) ацетилен и этанол
3. б) 80 л