Klasa 8 · Dział 4
Związki węgla z wodorem (węglowodory) — sprawdzian z chemii, klasa 8
Węglowodory to związki zbudowane tylko z węgla i wodoru. Większość zadań na sprawdzianie wynika z trzech wzorów ogólnych: alkany CnH2n+2, alkeny CnH2n, alkiny CnH2n−2. Do tego spalanie całkowite i niecałkowite — to najczęstsze równania tego działu.
Co będzie na sprawdzianie
Musisz umieć napisać
- wzory sumaryczne, strukturalne i półstrukturalne węglowodorów o 1–5 atomach węgla
- równania spalania całkowitego, półspalania i spalania niecałkowitego
- równania przyłączania bromu i wodoru do etenu i etynu
Musisz umieć wyjaśnić
- czym różnią się węglowodory nasycone od nienasyconych i jak je odróżnić doświadczalnie
- jak zmieniają się właściwości w szeregu homologicznym (stan skupienia, temperatura wrzenia)
- skąd biorą się węglowodory: ropa naftowa, gaz ziemny, i dlaczego czad jest groźny
Węglowodory — nazwy i wzory
Nazwa mówi o liczbie atomów węgla (met-1, et-2, prop-3, but-4, pent-5) i rodzaju wiązań: -an pojedyncze, -en jedno podwójne, -yn jedno potrójne.
| Nazwa | Wzór sumaryczny | Wzór półstrukturalny | Szereg | Stan skupienia (20°C) |
|---|---|---|---|---|
| metan | CH4 | CH4 | alkany | gaz |
| etan | C2H6 | CH3–CH3 | alkany | gaz |
| propan | C3H8 | CH3–CH2–CH3 | alkany | gaz |
| butan | C4H10 | CH3–CH2–CH2–CH3 | alkany | gaz |
| eten (etylen) | C2H4 | CH2=CH2 | alkeny | gaz |
| propen | C3H6 | CH2=CH–CH3 | alkeny | gaz |
| etyn (acetylen) | C2H2 | CH≡CH | alkiny | gaz |
| propyn | C3H4 | CH≡C–CH3 | alkiny | gaz |
Trener równań: związki węgla z wodorem
10 równań
Spalanie całkowite metanu
CH4 + O2 → CO2 + H2O
Trener działa po włączeniu JavaScriptu. Rozwiązania wszystkich równań są niżej.
Wszystkie równania z rozwiązaniami
- CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O — spalanie całkowite metanu
- 2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O — spalanie całkowite etanu
- C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O — spalanie całkowite propanu
- 2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O — spalanie całkowite butanu
- 2CH4 + 3O2 → 2CO + 4H2O — półspalanie metanu
- CH4 + O2 → C + 2H2O — spalanie niecałkowite metanu
- C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O — spalanie etenu
- 2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O — spalanie etynu
- C2H4 + Br2 → C2H4Br2 — eten odbarwia wodę bromową
- CaC2 + 2H2O → C2H2↑ + Ca(OH)2 — otrzymywanie etynu z karbidu
Przykłady obliczeń, które wracają na sprawdzianie
Masa cząsteczkowa
Oblicz masę cząsteczkową C3H8.
mC3H8 = 3 · 12 u + 8 · 1 u = 44 u
Masy atomowe z tablicy, zaokrąglone jak w szkole: C = 12 u, H = 1 u.
Zawartość węgla w etenie
Oblicz zawartość procentową (procent masowy) węgla w C2H4.
mC2H4 = 2 · 12 u + 4 · 1 u = 28 u
%C = 2 · 12 u28 u · 100% ≈ 85,7%
Wynik zaokrąglamy do części dziesiątych procentu.
Wzór alkanu z masy cząsteczkowej
Masa cząsteczkowa alkanu wynosi 58 u. Ustal jego wzór.
CnH2n+2: 12n + 1 · (2n + 2) = 58
14n + 2 = 58 → 14n = 56 → n = 4
wzór: C4H10 — butan
Sprawdzenie programem: 4 · 12 u + 10 · 1 u = 58 u.
Masę dowolnego związku policzysz w kalkulatorze chemicznym — z rozpisaniem atom po atomie.
Za darmo, bez logowania
Sprawdzian „Węglowodory” — grupa A (PDF)
Pełny arkusz do wydruku w wersji A. Zrób go na czas, a potem sprawdź się tabelą i trenerem równań z tej strony. Grupy B–E i klucz odpowiedzi są w pełnym zestawie.
Darmowa grupa A także: kartkówka „Węglowodory”.
Sprawdzian, kartkówki i karty pracy — w sklepie Nie każ mu liczyć!
Sprawdziany i kartkówki mają pięć grup A–E z kluczem, a 5-kartowe zestawy — karty A–E z kluczem. Grupę A (kartę A) pobierzesz za darmo.
Typowe błędy
- Zła liczba wodorów w alkenie: C₂H₄, nie C₂H₆ — przy wiązaniu podwójnym są 2n wodorów.
- Nieuzgodnione spalanie: najpierw C, potem H, na końcu O; gdy O wychodzi nieparzyście, pomnóż wszystko przez 2.
- Pisanie, że metan odbarwia wodę bromową — robią to tylko węglowodory nienasycone.
Dla nauczyciela
Sprawdzian „Węglowodory” obejmuje alkany, alkeny, alkiny, spalanie i próbę z wodą bromową. Każda z pięciu grup A–E to 2 strony: 7 zadań za 20 punktów, a klucz ma punktację do każdej grupy. Kartkówka to jedna strona: 3 zadania za 7 punktów na 10–15 minut, z kluczem do każdej grupy.
Pytania przed sprawdzianem
Jak odróżnić węglowodór nasycony od nienasyconego?
Wodą bromową albo roztworem manganianu(VII) potasu. Węglowodory nienasycone (eten, etyn) odbarwiają je, bo przyłączają brom do wiązania podwójnego lub potrójnego. Nasycone (metan, etan) nie odbarwiają.
Czym różni się spalanie całkowite od niecałkowitego?
Przy dużym dostępie tlenu powstają CO₂ i H₂O (spalanie całkowite). Przy niedoborze tlenu powstaje tlenek węgla(II) — czad (półspalanie) — albo sam węgiel, czyli sadza (spalanie niecałkowite).