13.1. Węglowodory nasycone (alkany)

13.1-1.
Wyprowadź wzór sumaryczny węglowodoru nasyconego wiedząc ze %C=80% a gęstość węglowodoru w warunkach normalnych wynosi 1,339 g/dm³ Narysuj wzór strukturalny tego związku.

13.1-2.
Napisz, który z węglowodorów o wzorach C₂H₆, C₁₆H₃₄ :
a) ma wiekszą gęstość
b) jest łatwiej zapalny
c) ma wyższą temperaturę wrzenia

13.1-3.
Ułożyć ogólne równanie reakcji spalania węglowodoru C_nH_2n+2 zakładając, że produktem spalania jest:
a) dwutlenek węgla (tlenek węgla(IV)
b) tlenek węgla (tlenek węgla(II)
c) sadza

13.1-4.
Jakie związki powstają podczas działania chloru na propan, jeżeli mol chloru reaguje z molem propanu?

13.1-5. 
Ile trzeciorzędowych atomów wodoru zawiera:
a) izobutan
b) 2-metylobutan
c) neopentan

13.1-6.Ustalić wzór sumaryczny monobromopochodnej alkanu, wiedząc, że jej masa cząsteczkowa wynosi 151u.

13.1-7.
Metan można otrzymać w reakcji węgliku wapnia z kwasem solnym lub z wodą. Którą z tych reakcji należy zrealizować, chcąc otrzymać najwięcej metanu, mając do dyspozycji m gramów węgliku glinu.

13.1-8.
Narysuj wszystkie izomary heksanu, podaj ich nazwy.

13.1-9.
Do spalenia 2,24 dm³ węglowodoru X zużyto 11,2 dm³ tlenu i otrzymano 6,72 dm³ tlenku węgla(IV) oraz wodę. Pomiary wykonano w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury. Podaj nazwę węglowodoru X.

13.1-10.
Który z izomerów C₅H₁₂ tworzy tylko jedną monochloropochodną?

13.1-11
Po całkowitym spaleniu 7,0 g związku organicznego o masie molowej 42 g/mol otrzymano 11,2 dm³ ditlenku węgla w przeliczeniu na warunki normalne, oraz parę wodną, która po skropleniu ważyła 9,0 g. Ustalić wzór elementarny i rzeczywisty tego związku

13.1-12.
Na spalenie dwóch objętości pewnego węglowodoru zużyto 7 objętości tlenu i otrzymano 4 objętości CO₂ oraz parę wodną. Ustalić wzór tego węglowodoru jeżeli wszystkie pomiary przeprowadzono w warunkach normalnych.

13.1-13.
Ułóż równanie reakcji otrzymywania
a) butanu z etanolu korzystając z dowolnych odczynników nieorganicznych
b) 2,2-chloropropanu z 1,2-dibromopropanu.

13.1-14.
Ile moli, dm³, gramów tlenu potrzeba do całkowitego spalenia 342g benzyny zakładając, że jest ona czystym oktanem (warunki normalne)

13.1-15.
Przyjmując, ze w benzynie na 4 cząsteczki heksanu przypada 1 cząsteczka heptanu i 2 cząsteczki oktanu, oblicz stosunek liczby cząsteczek CO₂ do liczby cząsteczek H₂O w produktach całkowitego spalania tej benzyny

13.1-16.
W wyniku spalenia 11,4g alkanu otrzymano 17,92dm³ CO₂ odmierzonego w warunkach normalnych. Ustal wzór sumaryczny tego węglowodoru, zapisz reakcje spalania całkowitego i niecałkowitego oraz wzory strukturalne 5-ciu jego izomerów.

13.1-17.
Oblicz rzeczywisty wzór węglowodoru o masie molowej 30g/mol, jeżeli w relacji spalania 1,50 g tego związku otrzymano 4,4 g CO₂ i parę wodną.

13.1-18.
Stosunek mas dwóch kolejnych alkanów w szeregu homologicznym wynosi 1:1.14. Ustal wzory sumaryczne tych alkanów.

13.1-19.
Do spalenia 40 dm³ mieszaniny metanu i propanu do tlenku węgla(IV) i wody zużyto 170 dm³ tlenu. Oblicz skład mieszaniny węglowodorów w procentach objętościowych.

13.1-20.
Obliczyć w jakim stosunku molowym zmieszano etan i propan jeżeli do całkowitego spalenia 7dm³ tej mieszaniny zużyto 32dm³ tlenu otrzymując CO₂ i parę wodną. Podane objętości odnoszą się do identycznych warunków ciśnienia i temperatury.

13.1-21.
Spalono 0,5 litra pewnego węglowodoru i otrzymano 2dm³ dwutlenku węgła oraz 2,009g wody. Jeden dm³ jednochlorowcopochodnej tego węglowodoru posiada masę 4,129g (gęstość chlorowcopochodnej tego węglowodoru w stosunku do powietrza wynosi 3,19, objętość podano w przeliczeniu na warunki normalne).
a) podaj skład procentowy tego węglowodoru
b) wyprowadź wzór uproszczony tego węglowodoru
c) wyprowadź wzor rzeczywisty
d) czy otrzymany węglowodór posiada izomery? 

13.1-22.
W syntezie Wurtza otrzymano 3 alkany. Wiedząc, że dwa z nich to butan i 2,3-dimetylopentan, napisać wzór i podać nazwę trzeciego węglowodoru.

13.1-23.
10 cm³ pewnego węglowodoru spalono zużywając 35cm³ tlenu. Po skropleniu powstającej pary wodnej pozostało 30cm³ gazu, którego objętość po przepuszczeniu przez wodny roztwór NaOH nie uległa zmianie. Objętość mierzono w temperaturze 295K pod normalnym ciśnieniem. Ustalić wzór węglowodoru.

13.1-24.
Napisz ile izomerów może powstać w wyniku każdej z poniższych reakcji, wiedząc, że gazowe substraty zmieszano w stosunku objętościowym 1:1
a) propan + Br₂ →
b) metylopropan +Cl₂ →
c) chloroetan + Cl₂ →

13.1-25.
Narysuj związek zawierający jeden IV-rzędowy atom węgla, jeden III-rzędowy oraz trzy II-rzędowe atomy węgla. Podaj liczbę pierwszorzędowych atomów węgla oraz nazwę tego związku. Wiedząc że izomer to związek o tym samym wzorze sumarycznym a innym strukturalnym, narysuj 2 dowolne izomery tego związku i nazwij je, oraz określ rzędowość atomów węgla w tych związkach.

13.1-26.
Podaj wzór dowolnego węglowodoru posiadającego jedno wiązanie potrójnie oraz taka samą liczbę atomów wodoru co związek wyjściowy, a następnie podaj jego nazwę, określ rzędowość atomów węgla i podaj dwa wzory jego izomerów i nazwij je.

13.1-27.
Napisz reakcje wszystkich powyższych związków z dowolnym fluorowcem, wodą, wodorem cząsteczkowym, flurowcowodorem, manganianem(VII) potasu. Podaj nazwy powstałych produktów lub zaznacz ze reakcja nie zachodzi.

13.1-28.
Narysuj wszystkie izomery alkanu o wzorze sumarycznym C₇H₁₆ . Podaj nazwy tych izomerów

13.1-29.
Uzgodnij równanie reakcji spalania całkowitego alkanu:
C_nH_2n+2 + …..O₂ → ….CO₂ + …..H₂O

13.1-30.
Korzystając z rozwiązania z poprzedniego zadania, narysuj wykres ilustrujący zależność między liczbą atomów węgla w cząsteczce alkanu (oś 0X), a liczbą cząsteczek tlenu potrzebną do spalenia 1 cząsteczki alkanu (oś 0Y). Na wykresie zaznacz te punkty, które mają sens chemiczny.

13.1-31.
Korzystając z wykresu z poprzedniego zadania odczytaj, ile cząsteczek tlenu potrzeba do spalenia całkowitego:
a) 1 cząsteczki etanu
b) 1 cząsteczki butanu
c) 1 cząsteczki pentanu
d) 1 cząsteczki oktanu

13.1-32.
Napisz reakcję chlorowania 2-metylobutanu i wyjaśnij przyczynę powstawania konkretnych produktów

13.1-33.
Jakie produkty powstają w wyniku monochlorowania 2-metylobutanu? Przedstaw mechanizm tej reakcji.

13.1-34.
Stosując wzory półstrukturalne ułóż równania reakcji chlorowania etanu i propanu. Nazwij wszystkie możliwe produkty reakcji

13.1-35.
Jakie węglowodory powstają w wyniku reakcji metalicznego sodu z bromometanem oraz mieszaniną bromometanu i bromoetanu? Napisz równania zachodzących reakcji.

13.1-36
Ustal wzor tetrachloropochodnej alkanu o masie molowej 168g/mol. Podaj nazwę tego związku.

13.1-37
Zapisz izomery 3-metyloheksanu, podaj dwa przykłady na izomerie jakiej ulega ten związek, nazwij wszystkie produkty.

13.1-38
Dokończ równania. Podaj nazwy związków.
a) CH₃-CH₃ + Cl₂ → X + Y
b) A + Cl₂ → 2-chloropropan + Y
c) X + Cl₂ → Z + HCl